Công suất phản kháng là gì?
Trong hệ thống lưới điện, tồn tại hai loại công suất là công suất hiệu dụng P và công suất phản kháng Q.
Công suất hiệu dụng P
Công suất hiệu dụng P, đây là công suất có tác dụng đặc trưng cho khả năng sinh ra công hữu ích của thiết bị. Và đây là phần trong mạch điện có thể biến đổi hành các dạng năng lượng hữu ích (cơ, hóa, nhiệt). Công suất được ký hiệu là P và đơn vị đo là W (Watt). Công thức tính:
P = U x I x cosφ
Trong đó:
- P là công suất tác dụng (W)
- I là cường độ dòng điện (A)
- U là điện áp (V)
- Cosφ là hệ số công suất
Công suất phản kháng Q
Công suất phản kháng Q thường được gọi là công suất vô công, là công suất vô ích, gây ra do tính cảm ứng của các loại phụ tải như: động cơ điện, các bộ biến đổi điện áp…Công suất phản kháng không sinh ra công hữu ích nhưng nó lại vô cùng cần thiết đối với quá trình biến đổi năng lượng.
Các bạn có hiểu đơn giản công suất phản kháng là thành phần từ hóa tạo ra từ trường trong quá trình biến đổi năng lượng điện sang năng lượng điện hoặc năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác.
Công suất phản kháng được ký hiệu là Q và đơn vị đo là VAR. Công thưc tính:
Q = U x I x sinφ
Trong đó:
- Q là công suất phản kháng
- I là cường độ dòng điện
- U là điện áp
- φ là pha lệch giữa I và U
Ảnh hưởng của công suất phản kháng như thế nào?
Lượng công suất phản kháng tiêu thụ không sinh công nên gây ra lãng phí về mặt kinh tế, chúng ta phải trả tiền cho lượng công suất phản kháng tiêu thụ.
Công suất phản kháng gây ra những ảnh hưởng xấu về kinh tế và kỹ thuật, gây ra sụt áp trên đường dây và tổn thất công suất trên đường truyền.
Vì những lý do trên, chúng ta cần có biện pháp bù công suất phản kháng Q để hạn chế ảnh hưởng của nó, tức là ta nâng cao 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 đích 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 đồng thời tăng khả năng truyền tải điện của đường dây và máy biến áp.
Tại sao phải mua công suất phản kháng?
Mua công suất phản kháng là số tiền bên mua điện phải trả cho bên bán điện để bù đắp các khoản chi phí phát sinh thêm do bên mua điện sử dụng quá lượng công suất phản kháng quy định.
Khách hàng sử dụng điện nào phải mua công suất phản kháng?
Theo thông tư số 15/2014/TT-BCT ngày 28/05/2014 của Bộ Công thương, quy định về mua, bán công suất phản kháng như sau:
Bên mua điện có trạm biến áp riêng hoặc không có trạm biến áp riêng, nhưng có công suất sử dụng cực đại đăng ký tại hợp đồng mua bán điện từ 40 kW trở lên và có hệ số công suất cosφ< 0,9 phải mua công suất phản kháng (CSPK).
Trường hợp bên mua điện có công suất sử dụng cực đại đăng ký tại hợp đồng mua bán điện dưới 40 kW nhưng có công suất sử dụng điện thực tế cực đại từ 40 kW trở lên trong 3 chu kỳ ghi chỉ số công tơ liên tiếp thì bên mua điện thuộc đối tượng phải mua công suất phản kháng kể từ chu kỳ ghi chỉ số kế tiếp của 3 chu kỳ ghi chỉ số trên. Bên mua điện có trách nhiệm thỏa thuận lại hợp đồng mua bán điện với bên bán điện để thực hiện theo quy định tại khoản 3 Điều 15 Nghị định số 137/2013/NĐ-CP.
Trường hợp bên bán điện không đảm bảo chất lượng điện theo quy định tại Nghị định số 137/2013/NĐ-CP ngày 21 tháng 10 năm 2013 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Điện lực và Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Điện lực thì bên mua điện không phải mua công suất phản kháng khi hệ số công suất cosφ < 0,9.
Hệ số công suất phản kháng (Cosφ) được tính như thế nào?
Hệ số công suất Cosφ dùng để xác định việc mua công suất phản kháng của bên mua điện được tính trên cơ sở số liệu đo đếm được tại công tơ đo đếm điện năng trong một chu kỳ ghi chỉ số công tơ theo công thức sau:
Trong đó: Ap: Điện năng tác dụng trong chu kỳ ghi chỉ số công tơ (kWh); Aq: Điện năng phản kháng nhận về trong chu kỳ ghi chỉ số công tơ là lượng công suất phản kháng tiêu thụ bởi các thiết bị điện trong khoảng thời gian giữa hai lần ghi chỉ số công tơ (kVArh).
Cách tính tiền mua công suất phản kháng Cosφ
Tq = Ta x k%
Trong đó:
Tq: Tiền mua công suất phản kháng (chưa có thuế giá trị gia tăng);
Ta: Tiền mua điện năng tác dụng (chưa có thuế giá trị gia tăng);
k : Hệ số bù đắp chi phí do bên mua điện sử dụng quá lượng CSPK quy định (%).
Hệ số k được tính theo bảng sau:
|
Hệ số công suất Cosφ |
k (%) |
Hệ số công suất Cosφ |
k (%) |
|
Từ 0,9 trở lên |
0 |
0,74 |
21,62 |
|
0,89 |
1,12 |
0,73 |
23,29 |
|
0,88 |
2,27 |
0,72 |
25 |
|
0,87 |
3,45 |
0,71 |
26,76 |
|
0,86 |
4,65 |
0,7 |
28,57 |
|
0,85 |
5,88 |
0,69 |
30,43 |
|
0,84 |
7,14 |
0,68 |
32,35 |
|
0,83 |
8,43 |
0,67 |
34,33 |
|
0,82 |
9,76 |
0,66 |
36,36 |
|
0,81 |
11,11 |
0,65 |
38,46 |
|
0,8 |
12,5 |
0,64 |
40,63 |
|
0,79 |
13,92 |
0,63 |
42,86 |
|
0,78 |
15,38 |
0,62 |
45,16 |
|
0,77 |
16,88 |
0,61 |
47,54 |
|
0,76 |
18,42 |
0,6 |
50 |
|
0,75 |
20 |
Dưới 0,6 |
52,54 |
Theo thông tư số 15/2014/TT-BCT ngày 28/05/2014 của Bộ Công thương
quy định về mua, bán công suất phản kháng
Cách tính công suất phản kháng cần bù như thế nào
Để tính được công suất phản kháng cần bù thì chúng ta cần xác định được công suất thực (P) và hệ số công suất của tải đó. Cụ thể công thức tính như sau:
Qb= P*(tᵠ1-tᵠ2)
Trong đó:
– Qb: công suất phản kháng cần bù
– P: công suất thực
– tgᵠ1: hệ số công suất trước khi bù
– tgᵠ 2: hệ số công suất sau khi bù
Việc nâng cao hệ số công suất Cosᵠ giúp giảm thiểu công suất trên phần tử của toàn hệ thống cấp điện. Đồng thời nó cũng giảm tổn thất điện áp trên đường truyền tải, tăng khả năng truyền tải của đường dây điện và máy biến áp.
Các biện pháp nâng cao hệ số công suất phản kháng cosφ như thế nào
Nâng cao hệ số công suất phản kháng (cosφ) có rất nhiều tác dụng đối với nhà máy, xí nghiệp, đơn vị dùng điện lưới Quốc gia. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosphi này có hai nhóm chính: nhóm các phương pháp nâng cao hệ số cosphi tự nhiên và nhóm các phương pháp nâng cao hệ số cosphi nhân tạo.
Phương pháp nâng cao hệ số cosφ tự nhiên
Để nâng cao hệ số cosφ tự nhiên nghĩa là tìm ra các biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng công suất phản kháng mà chúng cần có ở nguồn cung cấp như:
- Nâng cao cosφ tự nhiên có nghĩa là tìm các biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng mà chúng cần có ở nguồn cung cấp.
- Thay đổi và cải tiến quá trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lý nhất.
- Thay thế các động cơ làm việc non tải bằng những động cơ có công suất nhỏ hơn.
- Hạn chế động cơ chạy không tải.
- Ở những nơi công nghệ cho phép thì dùng động cơ đồng bộ thay cho động cơ không đồng bộ.
- Thay biến áp làm việc non tải bằng máy biến áp có dung lượng nhỏ hơn.
Phương pháp nâng cao hệ số cosφ nhân tạo
Phương pháp nâng cao hệ số cosphi nhân tạo được thực hiện bằng cách đặt các thiết bị bù công suất phản kháng ở các hộ tiêu thụ điện để cung cấp công suất phản kháng cho chúng. Như vậy, sẽ giúp giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây do đó nâng cao được hệ số cosphi. Thiết bị này bao gồm:
Máy bù đồng bộ: Tức là động cơ đồng bộ làm việc trong chế độ không tải.
Ưu điểm:
Máy bù đồng bộ vừa có khả năng sản xuất ra công suất phản kháng, đồng thời cũng có khả năng tiêu thụ công suất phản kháng của mạng điện.
Nhược điểm:
Máy bù đồng bộ có phần quay nên lắp ráp, bảo dưỡng và vận hành phức tạp. Máy bù đồng bộ thường để bù tập trung với dung lượng lớn.
Tụ bù điện: Giúp cho dòng điện sớm pha hơn so với điện áp đó và có thể sinh ra công suất phản kháng cung cấp cho mạng điện.
Ưu điểm:
Công suất nhỏ, không có phần quay nên dễ vận hành và bảo dưỡng đặc biệt là có thể thay đổi dung lượng bộ tụ theo sự phát triển của tải và giá thành thấp hơn so với máy bù đồng bộ.
Nhược điểm:
Nhạy cảm với sự biến động của điện áp và kém chắc chắn, đặc biệt dễ bị phá hỏng khi ngắn mạch hoặc điện áp vượt quá định mức.
Tuổi thọ tụ bù có giới hạn, sẽ bị hư hỏng sau nhiều năm làm việc.
Khi đóng tụ bù vào mạng điện sẽ có dòng điện xung, còn lúc cắt tụ điện khỏi mạng trên cực của tụ vẫn còn điện áp dư có thể gây nguy hiểm cho người vận hành.
Sử dụng tụ bù điện ở các hộ tiêu thụ công suất phản kháng vừa và nhỏ (dưới 5000 kVAr).
Biện pháp bù không giảm được lượng công suất phản kháng tiêu thụ của các hộ dùng điện mà chỉ giảm được công suất phản kháng trên đường dây. Vậy nên, chỉ sau khi thực hiện các biện pháp nâng cao cosphi tự nhiên mà vẫn không đạt yêu cầu thì chúng ta mới xét đến phương pháp bù.
Công ty TNHH Năng lượng Quang Điện chuyên lắp điện năng lượng mặt trời, Chúng tôi cung cấp tới khách hàng các hệ thống điện mặt trời đạt tiêu chuẩn tốt nhất, cho hiệu suất cao, vận hành bền bỉ, an toàn và đảm bảo thẩm mỹ với giá thành hợp lý.
Công ty TNHH Năng lượng Quang Điện
Địa chỉ: Phòng 746 CT10A – Khu đô thị Đại Thanh – Thanh Trì – Hà Nội
