Trong hệ thống lưới điện tồn tại hai loại công suất khác nhau đó là công suất hữu dụng P và công suất phản kháng Q. Trong đó, công suất hữu dụng P sinh ra công có ích trong các phụ tải.
Vậy còn công suất phản kháng là gì và chúng được tính như thế nào? Cùng theo dõi trong bài viết dưới đây để làm rõ vấn đề trên.
Công suất phản kháng Q là gì?
Công suất phản kháng là một khái niệm trong ngành kỹ thuật điện. Được dùng để chỉ phần công suất điện được chuyển ngược về nguồn cung cấp năng lượng mỗi chu kỳ.
Sự lệch pha giữa hiệu điện thế U và dòng điện I sẽ tích lũy năng lượng trong các thành phần cảm kháng và dung kháng.
Biểu đồ biểu thị công suất phản kháng
Ký hiệu của công suất phản kháng là Q – đây là phần công suất không có lợi của mạch điện.
Công thức tính công suất phản kháng
Q = U . I .sinφ
Trong đó
P : công suất phản kháng (var)
U: là điện áp (V)
I: là cường độ dòng điện (A)
φ : pha lệch giữa U và I
Đơn vị tính công suất phản kháng là VAR (volt amperes reactive), 1 kvar = 1000 var.
Nguồn gốc sinh ra công suất phản kháng
Trên thực tế, điện năng được phát ra từ máy phát nhà máy thủy điện, nhiệt điện được truyền đi bao gồm công suất thực và công suất phản kháng. Đây là hai dạng năng lượng cần thiết khi vận hành bất kỳ hệ thống phụ tải nào.
Công suất phản kháng Q (kVAr) là công suất vô ích gây ra bởi: Động cơ điện, máy biến áp, máy ổn áp, các bộ biến đổi điện áp.
Bộ ổn áp sinh công suất phản kháng
Tại sao công suất phản kháng âm
Công suất phản kháng bị âm do quá trình truyền tải điện tiêu thụ nhiều kVar. Do đó, việc bù công suất là cực kỳ cần thiết để giảm tổ thất trên hệ thống truyền tải điện, đồng nghĩa với việc tiết kiệm chi phí tiền điện hàng tháng.
Các tụ bù sau khi được lắp đặt vào hệ thống sẽ giảm cường độ đồng điện tới mức nhỏ nhất có thể và thu hút các dòng điện phản kháng.
Ảnh hưởng của công suất phản kháng
Mặc dù công suất phản kháng Q không sinh công nhưng lại có những ảnh hưởng xấu đến kinh tế và kỹ thuật.
-Về kinh tế: Người dùng phải chi trả số tiền lớn hơn do lượng công suất phản kháng tiêu thụ.
-Về kỹ thuật: Công suất phản kháng có thể gây sụt áp trên đường dây và tổn thất công suất trên đường truyền.
Do đó, người dùng cần có những biện pháp bù công suất phản kháng Q để hạn chế ảnh hưởng của nó. Việc này có nghĩa là cân nâng cao hệ số cosφ.
Phương pháp nâng cao hệ số cos
Có hai cách nâng cao công suất phản kháng đó là: nâng cao hệ số cosφ tự nhiên và hệ số cosφ nhân tạo.
Phương pháp nâng cao hệ số cosφ tự nhiên
-Cải tiến công nghệ, quy trình các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lý nhất.
-Thay thế các động cơ có công suất nhỏ hơn cho các động cơ làm việc non tải.
-Hạn chế để động cơ chạy chế độ không tải
-Nếu đủ điều kiện nên dùng động cơ đồng bộ thay vì sử dụng động cơ không đồng bộ.
Phương pháp nâng cao hệ số cosφ nhân tạo
-Máy bù đồng bộ:
Chính là động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ không tải. Chúng vừa có khả năng sản xuất ra công suất phản kháng, đồng thời cũng tiêu thu công suất phản kháng của mạch điện.
-Bù bằng tụ:
Đây là phương pháp làm cho dòng điện sớm pha hơn so với điện áp. Do đó, chúng có thể sinh ra công suất phản kháng cung cấp cho mạng điện.
Đồng bộ động cơ sử dụng điện áp
Một cách khác giúp người dùng tránh bị phạt cos phi là lắp đặt tụ bù công suất phản kháng. Thông thường, tiền điện hàng tháng của các hộ gia đình chỉ được tính theo lượng công suất tác dụng đã tiêu thụ (kWh). Do tụ bù đã được lắp sẵn trong các thiết bị gia dụng nên cos phi cao.
Hơn nữa, các cơ sở sản xuất công nghiệp sử dụng điện 3 pha có hệ số công suất thường khá thấp. Vì vậy, nếu hệ số công suất trong hệ thống điện của những cơ sở này tụt xuống dưới một mức quy định nào đó thì những cơ sở này sẽ bị xử phạt theo luật.
Khi hệ số công suất thấp, điện lực buộc phải sử dụng đường dây lớn hơn và kéo theo là máy biến áp, máy cắt bảo vệ cũng phải lớn hơn. Mục đích nhằm truyền tải dòng điện lớn hơn do công suất phản kháng vượt quá mức quy định.
Tại các nhà máy sử dụng lưới điện trung thế, việc bù công suất phản kháng cũng rất quan trọng. Bởi những nhà máy này cần nhiều Q để từ hóa các động cơ dây chuyền khổng lồ. Do đó, vai trò của bù hạ thế hay trung thế là việc làm cấp thiết đối với hệ thống truyền tải điện.
Như vậy, trên đây là toàn bộ những thông tin chúng tôi thu thập được về công suất phản kháng. Hy vọng, với những thông tin trên sẽ đáp ứng đầy đủ nhu cầu tìm hiểu của quý vị.
Xem thêm:
- Công suất tiêu thụ – công suất hao phí là gì?
- Cường độ dòng điện là gì? công thức tính cường độ dòng điện
- Áp suất thẩm thấu là gì? Công thức áp suất thẩm thấu
- Hiện tượng cộng hưởng điện là gì? Nguồn gốc sinh ra và ứng dụng
- Dòng điện xoay chiều là gì? Ứng dụng của dòng điện xoay chiều
