Hệ số công suất là gì và cải thiện hệ số công suất trong hệ thống điện

1. Công suất phản kháng là gì? Bản chất của công suất phản kháng?

Trong thực tế lưới điện luôn tồn tại song song 2 loại công suất là công suất tác dụng và công suất phản kháng:

– Công suất tác dụng P được tính theo đơn vị kW, đây là công suất sinh ra công có ích trong các phụ tải. Công suất tác dụng được xác định bằng công thức: P=S*Cosφ.

– Công suất phản kháng Q (kVAr) còn gọi là công suất vô công, công suất này góp phần quan trọng tạo ra từ trường trong quá trình khởi động, nếu như không có nó đồng nghĩa với việc không khởi động được loại phụ tải có tính cảm được. Động cơ điện, máy biến áp, các bộ biến đổi điện áp…là các phụ tải tiêu thụ nhiều công suất phản khảng. Công suất phản kháng được tính theo đơn vị Kvar và xác định bằng công thức: Q=S*Sinφ.

he so cong suat



2. Hệ số công suất là gì?

Nói đến công suất phản kháng thì không thể không đề cập đến hệ số công suất. Vậy hệ số công suất là gì?

Hệ số công suất là tỉ số giữa công suất tác dụng (kw) và công suất biểu kiến (kVA). Pf=P(kw)/S(kVAr).

Tóm lại để đánh giá ảnh hưởng của công suất phản kháng đối với hệ thống người ta sử dụng hệ số công suất cosφ. Hệ số cosphi càng cao thì thì thành phần năng lượng phản kháng trong mạng điện càng thấp và ngược lại.

Nếu bạn mới tìm hiểu về hệ số công suất các bạn chỉ cần nhớ giản đồ công suất là được. Mối quan hệ các giữa công suất biểu kiến, phản kháng, tác dụng được thể hiện rất rõ trong giản đồ vecto công suất sau đây

Làm sao xác định được hệ số công suất của phụ tải? Thông thường hệ số công suất thường được ghi trên nhãn của các thiết bị hoặc trong catalog thiết bị.

Hệ số công suất

3. Tại sao phải nâng cao hệ số công suất?

Lợi ích của việc nâng cao hệ số công suất chủ yếu liên quan đến vấn đề giảm chi phí tiền điện và tối ưu chi phí đầu tư hệ thống cung cấp điện.

3.1. Giảm chi phí tiền điện:

Theo quy định của Bộ Công Thương: “Thông tư quy định về mua công suất phản kháng” có hiệu lực từ ngày 10/12/2014, người sử dụng điện sẽ bị phạt tiền nếu hệ số công suất cosφ dưới mức cho phép.

Trường hợp nếu cosphi hệ thống điện nhỏ hơn 0.9, khách hàng sẽ phải đóng tiền mua công suất phản kháng, cosphi càng thấp thì hệ số phạt càng cao. Bạn có thể tham khảo công thức trên được trích từ thông tư số15/2014/TT-BCT của Bộ Công Thương.

3.2. Tối ưu chi phí đầu tư hệ thống cung cấp điện:

Như đã đề cập đến ở phần trên dòng điện truyền trên đường dây bao gồm 2 thành phần: dòng điện tác dụng và dòng điện phản kháng. Để cho dễ hiểu các bạn xem hình bên dưới:

4. Làm thế nào để cải thiện hệ số công suất?

Lợi ích của việc nâng cao hệ số công suất là rõ ràng như thế, vậy làm thế nào để cải thiện hệ số công suất? Như hình minh họa mình đã trình bày ở trên, bạn có thể thấy để cải thiện hệ số cos phi của tải cần trang bị hệ thống tụ bù công suất phản kháng. Hệ thống tụ bù này sẽ đóng vai trò là nguồn phát công suất phản kháng.

Hệ số công suất

Nguyên lý làm việc của tụ bù:

Tải có tính cảm như động cơ chẳng hạn sẽ cần tiêu thụ năng lượng phản kháng, do đó sẽ tồn tại dòng điện phản kháng đi từ đầu nguồn đến phụ tải tiêu thụ công suất phản kháng lắp đặt ở cuối nguồn (Dòng điện này chậm pha hơn điện áp 1 góc 90 độ).

Nếu mắc hệ thống tụ bù song song vào tải, dòng điện có tính dung do tụ sinh ra cũng sẽ truyền trong mạng điện (dòng điện này nhanh pha hơn điện áp 1 góc 90 độ).

Kết quả là 2 thành phần dòng điện này triệt tiêu lẫn nhau do đó làm giảm dòng điện phản kháng truyền trong dây dẫn ở phía trước vị trí đặt tụ bù.