Tính chọn được dung lượng tụ bù phù hợp để đảm bảo hệ số công suất cosφ là cách thức tối ưu chi phí lắp đặt, tiết kiệm chi phí hóa đơn tiền điện của các nhà xưởng, doanh nghiệp. Nếu bạn chưa biết các cách tính chọn tụ bù theo công suất, tham khảo bài viết dưới đây của Etinco.
Chọn tụ bù theo công suất phụ tải và hệ số cosφ
Công thức tính dung lượng tụ bù theo công suất phụ tải và hệ số cosφ như sau:
Trong đó:
- Qb: Dung lượng tụ bù
- cosφ1: Hệ số công suất trước khi bù
- cosφ2: Hệ số công suất sau khi bù
Ví dụ: công suất tải P là 100KW, hệ số công suất trước khi bù và sau khi bù lần lượt là cosφ1 = 0.75, Cosφ2 = 0.95, tương đương tanφ1 = 0.88 và tanφ2 =0.33.
Như vậy công suất phản kháng cần bù là Qb = 100 x (0.88 - 0.33) = 55 (kVAr)
Từ số liệu này, giả sử chọn loại tụ bù 10kVAr thì để bù đủ cho tải, cần 6 tụ 10kVAr với tổng công suất phản kháng là 6×10=60kVAr.
Đọc thêm: Tụ bù có tiết kiệm điện hay không?
Tính tụ bù theo bảng tra hệ số công suất
Thực chất, đây là phương pháp ghi lại kết quả của cách tính tụ bù bằng công suất tiêu thụ và hệ số cosφ ở trên. Tuy nhiên, công thức áp dụng lại là Qb = P x k.
Trong đó:
- P: công suất tải
- k: hệ số đối chiếu kết quả tanφ1 – tanφ2 như trong bảng sau:
| Cosφ2 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 | 0,94 | 0,95 | 0,96 | 0,97 | 0,98 | 0,99 | 1,00 |
| Cosφ1 | |||||||||||
| 0,50 | 1,25 | 1,28 | 1,31 | 1,34 | 1,37 | 1,40 | 1,44 | 1,48 | 1,53 | 1,59 | 1,73 |
| 0,51 | 1,20 | 1,23 | 1,26 | 1,29 | 1,32 | 1,36 | 1,39 | 1,44 | 1,48 | 1,54 | 1,69 |
| 0,52 | 1,16 | 1,19 | 1,22 | 1,25 | 1,28 | 1,31 | 1,35 | 1,39 | 1,44 | 1,50 | 1,64 |
| 0,53 | 1,12 | 1,14 | 1,17 | 1,20 | 1,24 | 1,27 | 1,31 | 1,35 | 1,40 | 1,46 | 1,60 |
| 0,54 | 1,07 | 1,10 | 1,13 | 1,16 | 1,20 | 1,23 | 1,27 | 1,31 | 1,36 | 1,42 | 1,56 |
| 0,55 | 1,03 | 1,06 | 1,09 | 1,12 | 1,16 | 1,19 | 1,23 | 1,27 | 1,32 | 1,38 | 1,52 |
| 0,56 | 1,00 | 1,02 | 1,05 | 1,08 | 1,12 | 1,15 | 1,19 | 1,23 | 1,28 | 1,34 | 1,48 |
| 0,57 | 0,96 | 0,99 | 1,02 | 1,05 | 1,08 | 1,11 | 1,15 | 1,19 | 1,24 | 1,30 | 1,44 |
| 0,58 | 0,92 | 0,95 | 0,98 | 1,01 | 1,04 | 1,08 | 1,11 | 1,15 | 1,20 | 1,26 | 1,40 |
| 0,59 | 0,88 | 0,91 | 0,94 | 0,97 | 1,01 | 1,04 | 1,08 | 1,12 | 1,17 | 1,23 | 1,37 |
| 0,60 | 0,85 | 0,88 | 0,91 | 0,94 | 0,97 | 1,00 | 1,04 | 1,08 | 1,13 | 1,19 | 1,3 |
| 0,61 | 0,81 | 0,84 | 0,87 | 0,90 | 0,94 | 0,97 | 1,01 | 1,05 | 1,10 | 1,16 | 1,30 |
| 0,62 | 0,78 | 0,81 | 0,84 | 0,87 | 0,90 | 0,94 | 0,97 | 1,01 | 1,06 | 1,12 | 1,27 |
| 0,63 | 0,75 | 0,78 | 0,81 | 0,84 | 0,87 | 0,90 | 0,94 | 0,98 | 1,03 | 1,09 | 1,23 |
| 0,64 | 0,72 | 0,74 | 0,77 | 0,81 | 0,84 | 0,87 | 0,91 | 0,95 | 1,00 | 1,06 | 1,20 |
| 0,65 | 0,68 | 0,71 | 0,74 | 0,77 | 0,81 | 0,84 | 0,88 | 0,92 | 0,97 | 1,03 | 1,17 |
| 0,66 | 0,65 | 0,68 | 0,71 | 0,74 | 0,78 | 0,81 | 0,85 | 0,89 | 0,94 | 1,00 | 1,14 |
| 0,67 | 0,62 | 0,65 | 0,68 | 0,71 | 0,75 | 0,78 | 0,82 | 0,86 | 0,90 | 0,97 | 1,11 |
| 0,68 | 0,59 | 0,62 | 0,65 | 0,68 | 0,72 | 0,75 | 0,79 | 0,83 | 0,88 | 0,94 | 1,08 |
| 0,69 | 0,56 | 0,59 | 0,62 | 0,65 | 0,69 | 0,72 | 0,76 | 0,80 | 0,85 | 0,91 | 1,05 |
| 0,70 | 0,54 | 0,56 | 0,59 | 0,62 | 0,66 | 0,69 | 0,73 | 0,77 | 0,82 | 0,88 | 1,02 |
| 0,71 | 0,51 | 0,54 | 0,57 | 0,60 | 0,63 | 0,66 | 0,70 | 0,74 | 0,79 | 0,85 | 0,99 |
| 0,72 | 0,48 | 0,51 | 0,54 | 0,57 | 0,60 | 0,64 | 0,67 | 0,71 | 0,76 | 0,82 | 0,96 |
| 0,73 | 0,45 | 0,48 | 0,51 | 0,54 | 0,57 | 0,61 | 0,64 | 0,69 | 0,73 | 0,79 | 0,94 |
| 0,74 | 0,42 | 0,45 | 0,48 | 0,51 | 0,55 | 0,58 | 0,62 | 0,66 | 0,71 | 0,77 | 0,91 |
| 0,75 | 0,40 | 0,43 | 0,46 | 0,49 | 0,52 | 0,55 | 0,59 | 0,63 | 0,68 | 0,74 | 0,88 |
| 0,76 | 0,37 | 0,40 | 0,43 | 0,46 | 0,49 | 0,53 | 0,56 | 0,60 | 0,65 | 0,71 | 0,86 |
| 0,77 | 0,34 | 0,37 | 0,40 | 0,43 | 0,47 | 0,50 | 0,54 | 0,58 | 0,63 | 0,69 | 0,83 |
| 0,78 | 0,32 | 0,35 | 0,38 | 0,41 | 0,44 | 0,47 | 0,51 | 0,55 | 0,60 | 0,66 | 0,80 |
| 0,79 | 0,29 | 0,32 | 0,35 | 0,38 | 0,41 | 0,45 | 0,48 | 0,53 | 0,57 | 0,63 | 0,78 |
| 0,80 | 0,27 | 0,29 | 0,32 | 0,35 | 0,39 | 0,42 | 0,46 | 0,50 | 0,55 | 0,61 | 0,75 |
| 0,81 | 0,24 | 0,27 | 0,30 | 0,33 | 0,36 | 0,40 | 0,43 | 0,47 | 0,52 | 0,58 | 0,72 |
| 0,82 | 0,21 | 0,24 | 0,27 | 0,30 | 0,34 | 0,37 | 0,41 | 0,45 | 0,49 | 0,56 | 0,70 |
| 0,83 | 0,19 | 0,22 | 0,25 | 0,28 | 0,31 | 0,34 | 0,38 | 0,42 | 0,47 | 0,53 | 0,67 |
| 0,84 | 0,16 | 0,19 | 0,22 | 0,25 | 0,28 | 0,32 | 0,35 | 0,40 | 0,44 | 0,50 | 0,65 |
| 0,85 | 0,14 | 0,16 | 0,19 | 0,22 | 0,26 | 0,29 | 0,33 | 0,37 | 0,42 | 0,48 | 0,62 |
| 0,86 | 0,11 | 0,14 | 0,17 | 0,20 | 0,23 | 0,26 | 0,30 | 0,34 | 0,39 | 0,45 | 0,59 |
| 0,87 | 0,08 | 0,11 | 0,14 | 0,17 | 0,20 | 0,24 | 0,28 | 0,32 | 0,36 | 0,42 | 0,57 |
| 0,88 | 0,06 | 0,08 | 0,11 | 0,14 | 0,18 | 0,21 | 0,25 | 0,29 | 0,34 | 0,40 | 0,54 |
Ví dụ như trường hợp trên, sau khi đối chiếu cosφ1 = 0.75; cosφ2 = 0.95, xác định được hệ số k = 0.55.
Vậy tính công suất cần bù: 100 x 0.55 = 55kVAr. Con số nhận được giống với kết quả ở cách tính tụ bù đầu tiên..
Chọn tụ bù theo công suất trạm biến áp
Trong trường hợp muốn lắp đặt tụ bù trạm biến áp khi chưa có phụ tải, công thức tính dung lượng tụ bù sẽ dựa trên công suất của trạm biến áp. Công thức tiêu chuẩn là:
Ví dụ: Trạm biến áp 1000kVA, dung lượng bù tối thiểu là: 0.4 x 1000 = 400kVAr.
Tuy nhiên, cách tính này chỉ phù hợp với các tải có hệ số công suất cosφ đạt tối thiểu 0,75 và tải tối đa khoảng 80%. Nếu áp dụng với các tải có hệ số công suất nhỏ hơn, có thể sẽ thiếu tụ và bù thiếu.
Đọc thêm: 5 cách kiểm tra tụ bù chuẩn kỹ thuật và khắc phục sự cố
Tính tụ bù theo giá trị trên hóa đơn điện
Theo hóa đơn tiền điện trên, có các thông số:
- Số kWh lúc bình thường = 90334 - 72261 = 18073kWh
- Số kWh cao điểm = 34558 - 27613 = 6945kWh
- Số kWh thấp điểm = 40640 - 32112 = 8528kWh
- Tổng lượng điện năng tiêu thụ = 18073 + 6945 + 8528 = 33546kWh
Giả sử nhà xưởng sản xuất 24/24:
- Trung bình mỗi ngày lượng điện năng tiêu thụ = 33546/30 = 1,118kWh
- Công suất trung bình = 1,118/24 = 46.6kW
- Hệ số cosφ1 = 0.68, cosφ2 =0.95 suy ra hệ số k=0.75
- Công suất tụ bù = 0.75 x 46.6= 43.95 KVAr
Nhà xưởng luôn phải lưu trữ 30% (tức 0.3) thì Qb = 43.95 x (1+ 0.3) = 45.435KVAr. Như vậy chọn tủ bù có công suất phản kháng 50kVAr sẽ tránh được bị phạt tiền điện.
Vai trò của tụ bù trong hệ thống điện
Trong hệ thống điện, tụ bù được sử dụng để bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cosφ (cos phi) nhằm đảm bảo hiệu quả hoạt động của lưới điện và tránh bị phạt tiền theo quy định của ngành Điện lực. Đây cũng chính là giải pháp giảm công suất phản kháng (công suất vô công) hiệu quả nhất hiện nay.
Ngoài ra, tụ bù điện cũng có tác dụng làm giảm dòng điện cực đại và dao động điện áp trong hệ thống điện, đây là tác nhân có thể gây hư hỏng các thiết bị khác hoặc hệ thống. Bằng cách này, tụ điện giúp kéo dài tuổi thọ của các thiết bị điện, chẳng hạn máy biến áp và động cơ, đồng thời cải thiện độ tin cậy chung của hệ thống.
Trong ngành năng lượng, việc sử dụng tụ bù có thể giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng lên đến 10% (Theo nghiên cứu của Viện nghiên cứu điện lực). Việc giảm mức tiêu thụ năng lượng này không chỉ tiết kiệm chi phí năng lượng, mà còn có tác động tích cực đến môi trường bằng cách giảm phát thải khí nhà kính từ quá trình sản xuất điện.
Trên đây là 4 cách tính toán dung lượng tụ bù bạn có thể áp dụng để lựa chọn được tụ bù phù hợp cho hệ thống điện và tiết kiệm được chi phí lắp đặt, chi phí hóa đơn tiền điện. Các kiến thức khác liên quan đến tụ bù, bạn vui lòng tham khảo: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/
