Công suất phản kháng là gì ? tại sao phải bù công suất phản kháng

Trong hệ thống lưới điện, tồn tại hai loại công suất là công suất hữu dụng P và công suất phản kháng Q . Công suất hữu dụng P là công suất sinh ra sức sở hữu ích trong những phụ tải, trong lúc công suất phản kháng Q là công suất vô ích, gây ra do tính cảm ứng của những loại phụ tải như: động cơ điện, những bộ biến đổi điện áp… Để kiểm tra tác động của công suất phản kháng đối với hệ thống người ta sử dụng: hệ số công suất cosφ, trong đó: φ=arctg P/Q.

Khái niệm công suất phản kháng Q

Read more: Giao thông là gì? Thực trạng giao thông của nước ta

Công suất phản kháng ( Reactive energy ) là một phần công suất được tạo ra bởi từ trường trong tuabin máy phát điện , nó rất quan yếu đặc trưng với những tải cảm .

Reactive energy góp phần quan yếu tạo nên từ trường trong quá trình phát động , nếu như ko sở hữu nó đồng nghĩa với việc ko phát động được những phụ tải sở hữu tính cảm .

Công suất phản kháng sở hữu thể được hiểu là năng lượng vô công, được sinh ra bởi những thành phần phản kháng trong trong hệ thống điện xoay chiều .

Phân tích Q trên mạch DC và AC

Read more: Busway là gì?

Trong mạch điện một chiều DC, tích số “Vôn x Ampe” thể hiện năng lượng tiêu thụ trong mạch . Tuy nhiên, mặc dù công thức này đúng với những mạch AC thuần trở, nó phức tạp hơn với những mạch AC sở hữu tính phản kháng vì tích số “Vôn x Ampe” này sở hữu thể thay đổi theo tần số.

Trong mạch xoay chiều, tích số “Vôn x Ampe” được gọi là Công suất biểu kiến, sở hữu kí hiệu là S. Trong những mạch điện thuần trở thì trở kháng sắp như bằng ko, và tổng trở mạch bao gồm hồ hết là điện trở.

Dòng điện và điện áp cùng pha với nhau trong mạch xoay chiều thuần trở, và năng lượng tiêu thụ tại một thời khắc được tính bằng cách nhân điện áp và dòng điện tại thời khắc đó với nhau.

Vì dòng điện và điện áp cùng pha với nhau, giá trị RMS sở hữu thể được sử dụng để quy đổi sang mạch một chiều DC hoặc tính toán lượng nhiệt tỏa ra từ mạch.

Tuy nhiên, trong mạch xoay chiều chứa thành phần phản kháng, dạng sóng của áp và dòng sẽ bị lệch pha với nhau một lượng tùy vào góc lệch pha của mạch.

Nếu góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện đạt tới ngưỡng 90 độ, tích số “Vôn x Ampe” (V-A) trung bình bằng 0. Nói cách khác, mạch xoay chiều phản kháng trả lại cho lưới điện một lượng công suất bằng chính lượng công suất mà nó tiêu thụ.

Tác động của công suất phản kháng

Như đã nhắc, công suất phản kháng Q gây ra những tác động xấu về kinh tế và kỹ thuật.

Lượng công suất phản kháng tiêu thụ ko sinh công nên gây ra tiêu hao về mặt kinh tế.

Về kỹ thuật, công suất phản kháng gây ra sụt áp trên đường dây và tổn thất công suất trên đường truyền.

Vì vậy, chúng ta cần sở hữu giải pháp bù công suất phản kháng Q để hạn chế tác động của nó, tức là ta tăng hệ số cosφ. Theo quy định của Tập đoàn Điện lực Việt Nam, hệ số công suất cosφ hạ thế từ 0,90 trở lên.

Quy định này nhằm mục tiêu giảm tổn thất công suất trên phần tử của hệ thống cung cấp điện (máy biến áp, đường dây …), giảm tổn thất điện áp trên đường truyền tải song song tăng khả năng truyền tải điện của đường dây và máy biến áp.

Cách tính công suất phản kháng cần bù

Muốn tính công suất phản kháng cần bù để tậu tụ bù cho tải nào đó thì ta cần biết công suất (P) và hệ số công suất (Cosφ) của tải đó: Giả sử ta sở hữu công suất của tải là P, hệ số công suất của tải là Cosφ1 → tgφ1 (trước lúc bù), hệ số công suất sau lúc bù là Cosφ2 → tgφ2. Công suất phản kháng cần bù là:

Qb = P*(tgφ1 – tgφ2)

Những giải pháp tăng hệ số công suất phản kháng

Sở hữu 2 cách tăng công suất phản kháng là :

– Phương pháp tăng hệ số cosφ tự nhiên

– Phương pháp tăng hệ số cosφ nhân tạo

Phương pháp tăng hệ số cosφ tự nhiên

Tăng cosφ tự nhiên sở hữu tức thị tìm những giải pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng mà chúng cần sở hữu ở nguồn cung cấp.

– Thay đổi và cải tiến quá trình khoa học để những thiết bị điện làm việc ở chế độ logic nhất. – Thay thế những động cơ làm việc non tải bằng những động cơ sở hữu công suất nhỏ hơn. – Hạn chế động cơ chạy ko tải. – Ở những nơi khoa học cho phép thì sử dụng động cơ đồng bộ thay cho động cơ ko đồng bộ. – Thay biến áp làm việc non tải sử dụng máy biến áp sở hữu dung lượng nhỏ hơn.

Phương pháp tăng hệ số cosφ nhân tạo

Phương pháp này được thực hiện bằng cách đặt những thiết bị bù công suất phản kháng ở những hộ tiêu thụ điện. Những thiết bị bù công suất phản kháng bao gồm:

– Máy bù đồng bộ: chính là động cơ đồng bộ làm việc trong chế độ ko tải.

* Ưu điểm: máy bù đồng bộ vừa sở hữu khả năng gia công ra sức suất phản kháng, song song cũng sở hữu khả năng tiêu thụ công suất phản kháng của mạng điện. * Nhược điểm: máy bù đồng bộ sở hữu phần quay nên lắp ráp, bảo dưỡng và vận hành phức tạp. Máy bù đồng bộ thường để bù tập trung với dung lượng to.

– Bù bằng tụ : là phương pháp làm cho dòng điện sớm pha hơn so với điện áp do đó, sở hữu thể sinh ra sức suất phản kháng cung cấp cho mạng điện.

* Ưu điểm: – Công suất nhỏ, ko sở hữu phần quay nên dễ bảo dưỡng và vận hành. – Sở hữu thể thay đổi dung lượng bộ tụ bù theo sự phát triển của tải. – Giá thành thấp hơn so với máy bù đồng bộ.

* Nhược điểm: – Nhạy cảm với sự biến động của điện áp và kém cứng cáp, đặc trưng dễ bị phá hỏng lúc ngắn mạch hoặc điện áp vượt quá định mức. Tuổi thọ tụ bù sở hữu giới hạn, sẽ bị hư hỏng sau nhiều năm làm việc. – Lúc đóng tụ bù vào mạng điện sẽ sở hữu dòng điện xung, còn lúc cắt tụ điện khỏi mạng trên cực của tụ vẫn còn điện áp dư sở hữu thể gây nguy hiểm cho người vận hành. – Sử dụng tụ bù điện ở những hộ tiêu thụ công suất phản kháng vừa và nhỏ (dưới 5000 kVAr).

Website: https://copphaviet.com