Công suất phản kháng là một thuật ngữ quen thuộc trong ngành điện. Vậy công suất phản kháng là gì? Công thức tính công suất phản kháng ra sao? Cách bù công suất phản kháng như thế nào? Cùng dienmattroivietnam.com tìm hiểu ngay nhé!
Công suất phản kháng là gì?
Công suất phản kháng (ký hiệu là Q) là một loại công vô ích có trong dòng điện xoay chiều, nó không trực tiếp sinh ra công hữu ích nhưng cần thiết để duy trì điện áp ổn định và đảm bảo các thiết bị điện hoạt động bình thường.
Loại công suất này chỉ tồn tại trong dòng điện xoay chiều AC mà không có trên mạch DC.
Ngoài công suất phản kháng, trong mạch điện xoay chiều còn có 2 loại công suất đó là:
- Công suất hữu ích (P): Là phần công có ích cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện hoạt động.
- Công suất biểu kiến (S): Bao gồm cả công suất hữu ích P và công suất phản kháng Q.
Mối quan hệ giữa các loại công suất trên được biểu thị bằng công thức: S = √(P² + Q²)
Nguyên nhân sinh ra công suất phản kháng
Công suất phản kháng sinh ra chủ yếu từ những thành phần cảm kháng (cuộn cảm) và dung kháng (tụ điện) trong mạch điện xoay chiều.
Các thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng thường là các thiết bị có cuộn cảm và tụ điện như động cơ và máy biến áp, chẳng hạn như máy phát điện, máy biến áp, máy ổn áp…
Công thức tính công suất phản kháng
Công suất phản kháng được tính theo công thức: Q = U x I x sinφ
Trong đó,
Q là công suất phản kháng
U là hiệu điện thế
I là cường độ dòng điện
φ là độ lệch pha giữa hiệu điện thế và dòng điện.
Tại sao phải bù công suất phản kháng?
Trong mạch điện AC, công suất phản kháng gây ra những vấn đề như gia tăng chi phí điện năng, sụt áp (giảm điện áp) và tổn thất năng lượng trong quá trình truyền tải điện. Chính vì vậy cần phải bù công suất phản kháng để giải quyết những vấn đề này.
Nhằm hạn chế những ảnh hưởng do công suất phản kháng gây ra, Tập đoàn điện lực Việt Nam đã quy định về hệ số công suất cosφ hạ thế phải đạt mức tối thiểu là 0,90. Nếu hệ số công suất cosφ thấp hơn con số này thì đơn vị đó sẽ phải chịu phạt.
Vì vậy để tránh bị phạt, các đơn vị thường phải lắp đặt các thiết bị bù công suất phản kháng như tụ bù để cải thiện hệ số công suất này.
Vậy bù dư công suất phản kháng có bị phạt không?
Thông thường việc bù thừa công suất phản kháng sẽ không bị phạt, nhưng điều này cũng không có lợi cho hệ thống điện bởi:
- Bù thừa sẽ gây ra hiện tượng quá áp, điện áp tăng đột ngột làm ảnh hưởng đến tuổi thọ và khả năng hoạt động của các thiết bị điện, thậm chí gây hư hỏng thiết bị.
- Bù thừa còn gây lãng phí tài nguyên, bởi việc lắp đặt quá nhiều tụ bù sẽ gây gia tăng chi phí. Đồng thời, gây tiêu tốn năng lượng cho việc bù không cần thiết.
- Bù thừa cũng có thể dẫn đến hiện tượng cộng hưởng, gây ra các dao động không mong muốn và dẫn đến hư hỏng các thiết bị điện.
Do đó, tốt nhất bạn nên tính toán mức bù công suất phản kháng cần thiết để tránh trường hợp bù thừa gây ra những hậu quả trên hoặc bù thiếu và bị phạt.
Cách tính công suất phản kháng cần bù
Để tính công suất phản kháng cần bù, chúng ta cần có các thông tin sau: Công suất phản kháng hiện tại, công suất tác dụng (P), và hệ số công suất hiện tại (cosϕ₁) cũng như hệ số công suất mong muốn (cosϕ₂).
Khi đó, công thức tính công suất phản kháng cần bù là:
Qb = P×(tanϕ₁ −tanϕ₂)
Cách nâng cao hệ số công suất phản kháng
Biện pháp nâng cao hệ số công suất tự nhiên
Là các phương pháp không sử dụng thiết bị bù thêm mà chỉ tìm cách tối ưu hóa hệ thống điện để giảm công suất phản kháng.
- Cải tiến các thiết bị điện để chúng làm việc ở chế độ hợp lý nhất.
- Thay những động cơ có công suất nhỏ hơn để tránh trường hợp động cơ làm việc non tải.
- Hạn chế để các động cơ không chạy tải.
- Sử dụng động cơ đồng bộ thay cho động cơ không đồng bộ ở những nơi công nghệ cho phép.
- Sử dụng máy biến áp có dung lượng nhỏ hơn để thay thế các máy biến áp làm việc non tải.
Biện pháp nâng cao hệ số công suất nhân tạo
Là phương pháp sử dụng các thiết bị bù công suất phản kháng như:
- Tụ bù: Đây là phương pháp phổ biến nhất để tăng hệ số công suất. Bạn có thể lắp đặt tụ bù tĩnh hoặc tụ bù tự động.Tụ bù tĩnh: Thường được lắp ở các bảng phân phối hoặc gần các thiết bị tiêu thụ nhiều điện năng như động cơ để bù công suất phản kháng trực tiếp.Tụ bù tự động: Có khả năng điều chỉnh mức bù theo tải thực tế, nhờ đó giúp tối ưu hệ số cosϕ một cách liên tục.
- Sử dụng bộ điều khiển hệ số công suất tự động: Thiết bị giúp giám sát hệ số công suất và điều khiển tụ bù để duy trì hệ số công suất ở mức mong muốn.
- Sử dụng bộ bù công suất phản kháng điện tử: Giúp bù công suất phản kháng theo thời gian thực. Thiết bị được dùng chủ yếu trong các hệ thống điện lớn, phức tạp.
Trên đây là các thông tin giải đáp cho câu hỏi công suất phản kháng là gì, nguyên nhân sinh ra công suất phản kháng và cách bù công suất phản kháng. Để tìm hiểu các thông tin khác liên quan đến lĩnh vực điện năng lượng mặt trời, bạn đừng quên theo dõi chúng tôi nhé!