Tụ bù là gì? Tìm hiểu cấu tạo, phân loại, nguyên lý hoạt động

Tụ điện hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện và đóng vai trò quan trọng trong sơ đồ mạch điện. Tuy nhiên, bạn có thực sự biết tụ điện là gì? Trong bài viết này KTH ELECTRIC sẽ mang đến cho các bạn những thông tin chi tiết về cấu tạo, nguyên lý làm việc, phân loại và lắp đặt tụ điện.

1. Bộ tụ điện là gì?

Tụ điện là hệ thống gồm hai dây dẫn đặt gần nhau, ngăn cách bởi một lớp cách điện (điện môi), có chức năng lưu trữ và giải phóng điện trong mạch điện. Nó được dùng để điều chỉnh công suất phản kháng và giúp nâng cao hệ số công suất (cosφ) của hệ thống điện.

Tụ bù thường có nhiều tên gọi khác nhau như: tụ bù, tụ điện, tụ điện, tụ phản kháng, tụ cos phi, và tên tiếng Anh là tụ bù.

Đại lượng đặc trưng cho khả năng tích trữ điện tích của tụ điện ở một điện áp nhất định được gọi là điện dung. Công thức tính điện dung là tỉ số giữa điện tích của tụ và hiệu điện thế giữa hai bản của tụ (C=Q/U).

Tụ điện được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện và đóng vai trò quan trọng trong sơ đồ mạch điện

Xem thêm: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của tụ điện trung thế

2. Cấu tạo của tụ điện

Cấu trúc tụ điện bao gồm các thành phần sau:

• Vỏ tụ điện: là hộp kín được làm bằng nhôm hoặc nhựa có tác dụng bảo vệ các linh kiện bên trong tụ điện.
• Hai cực: Chúng là những lá nhôm dài được cách nhiệt bằng nhiều lớp giấy.
• Chất điện môi: Lớp cách điện ngăn cách hai tấm điện cực, có thể là giấy tẩm dầu hoặc một loại vật liệu khác.
• Thiết bị đầu cuối: Dẫn ra 2 thiết bị đầu cuối để kết nối nguồn điện.

Hướng dẫn cụ thể: Tụ điện bao gồm hai tấm lá nhôm dài được cách điện bằng nhiều lớp giấy. Tất cả các bộ phận đều được giữ chắc chắn trong hộp kín, hai đầu của bo mạch nhô ra ngoài để kết nối với nguồn điện.

Để sạc một tụ điện chúng ta cần nối hai bản của nó với nguồn điện, bản nối với cực dương sẽ nhận điện dương và bản nối với cực âm sẽ nhận điện tích âm. Bằng cách này, khả năng lưu trữ hoặc phóng điện của tụ điện được kích hoạt.

3. Nguyên lý làm việc của tụ điện

Tụ điện được sử dụng trong nhiều mạch điện và lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau. Nguyên lý hoạt động của tụ điện:

Khi truyền công suất từ ​​nguồn sang tải sẽ tạo ra hai loại công suất: công suất phản kháng và công suất tác dụng. Công suất tác dụng là bộ phận chúng ta cần để tạo ra công có ích cho thiết bị. Công suất dư không tạo ra công nên chúng ta sử dụng tụ điện có công suất phản kháng để cải thiện hệ số công suất cos phi.

Sự kết hợp của hai lũy thừa này gọi là công suất biểu kiến ​​và có liên quan chặt chẽ với hai lũy thừa còn lại theo công thức sau:

• P = S.cosψ
• S2 = P2 + Q2
• Q = S.sinψ

Trong công thức: S là công suất biểu kiến.

• P là công suất hoạt động
• Q là công suất phản kháng

Ý nghĩa: Hệ số cos phi càng cao thì tải sinh ra càng nhiều công. Khi sử dụng tụ điện trong mạch, nguồn chỉ cung cấp một phần Q và phần còn lại được tụ bù lại, nhờ đó giúp P tăng lên.

Tham khảo: Cách tính công suất tụ điện

4. Các loại tụ điện thông dụng

Để phân loại tụ điện, chúng ta dựa vào hai yếu tố: cấu tạo và điện áp.

4.1. Phân loại theo cấu trúc

Về mặt cấu tạo, có hai loại tụ điện: tụ khô và tụ dầu.

• tụ điện khô Đó là một loại bình hình thuôn dài. Ưu điểm: kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, dễ lắp đặt và thay thế, chiếm ít diện tích trong tủ điện. Tụ khô thường có giá thấp hơn tụ dầu. Tụ điện khô thường được sử dụng trong các hệ thống điện yêu cầu bù công suất nhỏ. Các dải công suất bù của tụ điện loại khô phổ biến hiện nay trên thị trường Việt Nam là 10, 15, 20, 25 và 30kVAr. Nhưng một số thương hiệu khác có model nhỏ 2,5 và 5kVAr và model lớn 40 và 50kVAr.

Tụ điện loại khô thương hiệu Enerlux

• Tụ điện ngâm trong dầu có dạng hình chữ nhật, cạnh vuông hoặc tròn. Ưu điểm so với tụ khô là bền hơn và có thể sử dụng trong tất cả các hệ thống bù trong mạch. Đặc biệt là hệ thống bù có công suất lớn, chất lượng điện năng kém và nhiều sóng hài. Các dải công suất bù của tụ điện ngâm dầu phổ biến hiện nay trên thị trường gồm 10, 15, 20, 25, 30, 40 và 50kVAr.

Tụ điện ngâm dầu thương hiệu Darong

4.2. Phân loại theo điện áp

Theo phân loại điện áp, có hai loại tụ điện hạ thế một pha và tụ điện hạ thế ba pha.

• Tụ điện hạ thế một pha: gồm loại điện áp 230V và 250V
• Tụ điện hạ thế ba pha: gồm loại có điện áp 415V và 440V. Loại điện dung 415V được sử dụng phổ biến trong hệ thống điện áp có điện áp tiêu chuẩn là 380V. Tụ điện 440V thường được sử dụng trong các hệ thống có điện áp cao hơn tiêu chuẩn. Một số hệ thống điều hòa yêu cầu lắp đặt cuộn dây lọc điều hòa.
• Tụ điện trung thế: dùng cho điện áp cao. Có hai loại: tụ điện trung thế khô (thuôn dài) và tụ điện trung thế dầu (hình chữ nhật có cạnh vuông hoặc tròn).

5. Chức năng của tụ điện là gì?

Trong hệ thống điện, dàn tụ điện được sử dụng để bù công suất phản kháng nhằm nâng cao hệ số công suất cosφ (cos phi), đảm bảo hiệu suất của lưới điện và tránh bị phạt theo quy định của ngành điện. Vì vậy, việc lắp đặt một bộ tụ điện sẽ giúp giảm hóa đơn tiền điện hàng tháng của bạn một lượng đáng kể (lên đến hàng chục phần trăm).

Cụ thể chức năng của dàn tụ điện trong hệ thống điện là:

• Giúp giảm lượng điện tiêu thụ, tiết kiệm tiền điện, tránh bị phạt tiền điện.
• Chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn vì sau khi lắp đặt, các thiết bị khác như công tắc hay máy biến áp không cần phải có chất lượng cao nhất.
• Giúp giảm chi phí bảo trì, sửa chữa, thay thế bằng cách hạn chế hư hỏng thiết bị, hệ thống điện.
• Sử dụng cùng một lưới điện sẽ giảm thiểu hiện tượng sụt áp, quá tải và hư hỏng cơ học.

6. Cách lắp tụ điện để tiết kiệm điện

Việc ứng dụng dàn tụ điện lắp đặt trong sản xuất cần lưu ý cho các quy mô sản xuất khác nhau để mang lại hiệu quả cao nhất. Sau đây là những hướng dẫn cụ thể về quy mô sản xuất nhỏ, vừa và lớn để bạn tham khảo.

6.1. Cách lắp đặt trong cơ sở sản xuất nhỏ

• Đặc điểm của thiết bị sản xuất nhỏ là: thường tiêu thụ điện năng thấp, sóng hài nhỏ do thiết bị tạo ra, không cần sử dụng thiết bị lọc sóng hài và công suất phản kháng thấp. Vì vậy, các đơn vị sản xuất có thể cân nhắc, xem xét có cần lắp đặt dàn tụ điện hay không dựa trên khả năng kinh tế của bản thân.
• Cách lắp tụ điện để tiết kiệm năng lượng: Nếu thiết bị sản xuất muốn bù công suất phản kháng để tiết kiệm tiền điện thì chỉ cần sử dụng phương pháp bù tĩnh điện. Cấu tạo của tủ tụ điện lắp đặt và sử dụng khá đơn giản, gọn nhẹ, bao gồm: Vỏ tủ (kích thước 500x350x200mm), 1 cầu dao để ngắt và 1 tụ điện công suất nhỏ 2,5, 5, 10kVAr.

6.2. Cách lắp đặt trong cơ sở sản xuất cỡ trung bình

• Đặc điểm của các nhà máy sản xuất quy mô vừa là: mức tiêu thụ điện ở mức trung bình, sóng hài do thiết bị tạo ra nhỏ, không cần sử dụng thiết bị lọc sóng hài, công suất phản kháng cũng ở mức trung bình.
• Cách lắp đặt dàn tụ điện giúp tiết kiệm năng lượng: Để tránh bị phạt công suất phản kháng, cơ sở cần lắp đặt tủ tụ điện nhiều lớp. Bao gồm tụ điện thủ công (chuyển mạch thủ công) và tụ điện tự động (điều khiển tự động).
• Thiết bị tủ bù tự động tiêu chuẩn bao gồm: Tủ cao 1m-1,2m, bộ điều khiển tự động, cầu dao chính, máy cắt cấp tụ điện, contactor chuyển mạch nối với bộ điều khiển, dàn tụ điện, các thiết bị hỗ trợ khác (vôn kế, ampe kế, đèn báo pha…) và tủ tụ điện tiết kiệm điện.

Hướng dẫn cách lắp đặt tụ điện phù hợp cho sản xuất quy mô vừa

Tuy nhiên, việc sử dụng chuyển đổi thủ công mức ngưng tụ không đảm bảo độ nhạy hoặc độ chính xác và rất tốn thời gian và công sức khi vận hành. Bộ tụ điện tự động khắc phục được những hạn chế của việc bù thủ công nên được nhiều đơn vị sử dụng.

Điểm nổi bật của dàn tụ điện tự động là tính chính xác và hợp lý. Ngoài ra, bộ điều khiển còn tự động bật tắt mức tụ điện, đảm bảo độ bền cho thiết bị. Bộ điều khiển tự động bao gồm các loại 4 cấp đến 14 cấp.

Xem ngay: Hướng dẫn chi tiết cách đấu nối tụ điện

6.3. Cách lắp đặt ở cơ sở sản xuất lớn

• Đặc điểm của cơ sở sản xuất quy mô lớn: Thiết bị có công suất tiêu thụ điện năng lớn và thường phải lắp đặt trạm biến áp riêng. Để đảm bảo sự ổn định và bảo vệ dàn tụ điện, cần có bộ lọc sóng hài.
• Phương pháp lắp tụ điện tiết kiệm điện: Cần lắp nhiều tụ điện tự động có tụ điện công suất lớn, đồng thời lắp thêm bộ lọc sóng hài để tránh trường hợp tụ điện bị nổ.

Cách lắp đặt tụ điện trong cơ sở sản xuất lớn

Xem thêm: Hướng dẫn cách chọn contactor cho dàn tụ điện

7. Cách chọn tụ điện phù hợp

Việc lựa chọn loại tụ điện nào sẽ mang lại hiệu quả tốt nhất và tiết kiệm chi phí cho hệ thống là mối quan tâm của nhiều khách hàng. Đây là vấn đề cực kỳ quan trọng trong việc thiết kế hệ thống bù công suất phản kháng cho thiết bị sản xuất. Để chọn được loại tụ điện phù hợp, bạn cần hiểu rõ đặc điểm hệ thống điện của từng cơ sở rồi mới quyết định lựa chọn.

Nếu bạn chưa có nhiều kinh nghiệm thì KTH ELECTRIC gợi ý như sau:

• Khi bù công suất phản kháng song song với phụ tải trong hệ thống điện nên ưu tiên sử dụng tụ khô và tụ ngâm dầu tự động nhiều cấp. Điều này giúp chúng ta chuyển đổi mức tụ điện thông qua contactor.
• Cần lựa chọn loại tụ điện phù hợp dựa trên tính năng, đặc điểm của hệ thống điện. Để có kết quả tốt nhất, nên đặt tụ điện gần từng bộ phận của thiết bị tiêu thụ điện năng tương ứng.
• Cần xác định rõ loại điện áp phù hợp, nên sử dụng tụ khô hay tụ ngâm dầu, hãng sản xuất tụ điện nào tốt, giá cả cạnh tranh.

8. Mua tụ điện chính hãng giá tốt tại KTH ELECTRIC

Bạn đang tìm kiếm giải pháp tốt nhất để cải thiện hệ số công suất, giảm tổn thất điện năng và tiết kiệm chi phí vận hành hệ thống điện? Chọn Tụ Điện Chính Hãng tại KTH ELECTRIC – KTH ELECTRIC là đơn vị sản xuất tụ điện và tủ tụ điện nổi tiếng toàn quốc.

Tại KTH ELECTRIC, chúng tôi cung cấp các loại tụ điện chất lượng cao đến từ các thương hiệu hàng đầu như Epcos (Đức), Dae Yeong (Hàn Quốc), Tụ điện Mikro (Malaysia), Ducati (Ý)… Tất cả các sản phẩm đều có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng và đầy đủ CO-CQ, đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt trong thi công và vận hành hệ thống tủ bù.

Chúng tôi cung cấp nhiều loại tụ điện, cả tụ khô và tụ dầu, phù hợp với nhiều mức điện áp và mức công suất khác nhau – từ các dự án dân cư nhỏ đến các nhà máy, doanh nghiệp lớn. Giá cả cạnh tranh, tư vấn kỹ thuật tận tình, giao hàng nhanh và bảo hành minh bạch là cam kết của KTH ELECTRIC với mọi khách hàng.

Ngoài ra, Công ty TNHH Thương mại-Dịch vụ-Kỹ thuật KTH ELECTRIC còn là đơn vị chuyên phân phối các loại thiết bị điện khác từ thiết bị điện dân dụng đến thiết bị điện công nghiệp. Với kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực, KTH ELECTRIC tự hào là nhà tư vấn các giải pháp tối ưu hóa công suất giúp tiết kiệm năng lượng và nâng cao hiệu suất hệ thống điện. Cùng với đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp và thi công nhanh chóng, chuẩn mực,

Nếu bạn đang tìm giải pháp ổn định điện áp, giảm tổn thất công suất phản kháng vui lòng liên hệ với KTH ELECTRIC theo số 0968271199 để được tư vấn và báo giá nhanh nhất!

Trên đây là thông tin về dàn tụ điện. Hy vọng KTH ELECTRIC sẽ giúp các bạn hiểu rõ đặc điểm, công dụng của tụ điện qua bài viết này cũng như cách lựa chọn tụ điện phù hợp với các thiết bị điện để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị điện trong quá trình sử dụng.