Công thức tính công suất phản kháng của tụ điện

Hệ thống lưới điện tồn tại hai loại công suất đó là công suất phản kháng Q và công suất hữu dụng P. Công suất phản kháng là gì? Nó được tính như thế nào? Ý nghĩa của công suất phản kháng là gì? Cùng theo dõi trong bài viết dưới đây của chúng tôi để làm rõ vấn đề trên nhé! 

Khái niệm công suất phản kháng Q là gì?

Chắc hẳn bạn đã nghe rất nhiều đến công suất phản kháng, nhưng bạn đã thật sự hiểu thế nào là công suất phản kháng? Công suất phản kháng để làm gì? Công suất phản kháng tiếng Anh là gì? Công suất phản kháng có tên tiếng Anh là Reactive power. Vậy công suất phản kháng sinh ra từ đâu? Đây chính là một phần công suất được tạo ra bởi từ trường bên trong tuabin của máy phát điện, nó rất quan trọng, đặc biệt là với các tải cảm.

Công suất phản kháng góp một phần quan trọng tạo nên từ trường trong quá trình khởi động và nếu như không có nó thì đồng nghĩa với việc không khởi động được các phụ tải có tính cảm.

Ngoài ra, công suất phản kháng còn có thể được hiểu là năng lượng vô công, nó được sinh ra bởi các thành phần phản kháng trong hệ thống điện xoay chiều.

Ký hiệu công suất phản kháng là Q – là phần công suất không có lợi của mạch điện. Đơn vị của công suất phản kháng là S.

Vậy còn tiền mua công suất phản kháng là gì? Công suất phản kháng tiền điện là gì? Theo thông tư 15 mua bán công suất phản kháng là số tiền bên mua điện phải trả cho bên bán điện để bù đắp các khoản phí phát sinh thêm. 

Nguồn gốc sinh ra công suất phản kháng

Trên thực tế, điện năng sẽ được phát ra từ máy phát của nhà máy nhiệt điện, thủy điện sau đó được truyền đi và bao gồm công suất thực, công suất phản kháng. Đây chính là hai loại năng lượng cần thiết để có thể vận hành bất kỳ hệ thống phụ tải nào.

Công suất phản kháng Q [kVAr] là công suất vô ích gây ra bởi các yếu tố sau: Động cơ điện, máy ổn áp, máy biến áp, các bộ biến đổi điện áp.

Còn công suất phản kháng có tác dụng gì? Tác dụng của công suất phản kháng đó là môi trường để công suất tác dụng. 

Tại sao phải bù công suất phản kháng?

Qua những nội dung trên chắc hẳn bạn đã hiểu rõ công suất phản kháng là gì, nhưng còn bù công suất phản kháng là gì? Bù công suất phản kháng để làm gì? Dù không sinh ra công nhưng công suất phản kháng lại gây ra rất nhiều thiệt hại về kinh tế và kỹ thuật nếu như bị thiếu. Và công suất phản kháng bị âm do quá trình truyền tải điện đã tiêu thụ nhiều kVar. Chính vì vậy, để hạn chế tình trạng này người ta phải xác định vị trí bù công suất phản kháng và tiến hành bù Q. 

Ý nghĩa của việc bù dư công suất phản kháng trong hệ thống điện đó là:

– Giảm tổn thất công suất trên phần tử của hệ thống cung cấp điện như đường dây, máy biến áp,…

– Giảm các tổn thất trên đường truyền tải. 

– Tăng khả năng truyền tải điện của máy biến áp và đường dây điện.

Ảnh hưởng của công suất phản kháng

Trong thực tế công suất Q là công suất vô ích không sinh ra công nhưng nó lại gây ra rất nhiều thiệt hại lớn kinh tế và kỹ thuật.

– Về mặt kinh tế: Đầu tiên chúng ta có thể thấy được rằng mình phải trả tiền cho lượng công suất phản kháng tiêu thụ mà nó thì không đem lại lợi ích gì.

– Về mặt kỹ thuật: Trong mặt kỹ thuật thì Q chính là nguyên nhân gây ra hiện tượng tiêu hao năng lượng và sụt áp trong quá trình truyền tải điện.

Vì vậy để hạn chế được những thiệt hại này bạn cần có những biện pháp bù công suất phản kháng phù hợp. Tức là bạn cần nâng cao giá trị của hệ số công suất Cos ᵠ.

Công thức tính công suất phản kháng Q

Công suất phản kháng công thức:

Q = U . I .sinφ

Trong đó:

P: Công suất phản kháng [var]

U: Điện áp [V]

I: Cường độ dòng điện [A]

φ: Pha lệch giữa U và I

Đơn vị tính công suất phản kháng là VAR, 1 kvar = 1000 var.

Công thức tính công suất phản kháng 3 pha cũng tương tự như trên. 

Phương pháp nâng cao hệ số cos

Có hai cách nâng cao công suất phản kháng: Nâng cao hệ số cosφ nhân tạo và hệ số cosφ tự nhiên.

Phương pháp nâng cao hệ số cosφ nhân tạo

Đây chính là động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ không tải. Nó vừa có khả năng sản xuất ra công suất phản kháng, vừa tiêu thụ công suất phản kháng của mạch điện.

Còn đây là phương pháp làm cho dòng điện sớm pha hơn điện áp. Vì vậy. chúng có thể sinh ra công suất phản kháng và cung cấp cho mạng điện.

Phương pháp nâng cao hệ số cosφ tự nhiên

• Cải tiến các công nghệ, các quy trình cũng như các thiết bị điện để chúng làm việc ở chế độ hợp lý nhất.
• Thay thế các động cơ có công suất nhỏ hơn phù hợp hơn cho các động cơ làm việc non tải.
• Hạn chế để động cơ chạy trên chế độ không tải.
• Nếu như đủ điều kiện thì nên dùng động cơ đồng bộ chứ không nên sử dụng động cơ không đồng bộ.

Ngoài ra, còn một cách khác giúp người dùng tránh bị phạt cos phi chính là lắp đặt tụ bù công suất phản kháng. Bởi thông thường, tiền điện hàng tháng của các hộ gia đình được tính theo như lượng công suất tác dụng đã tiêu thụ. Nếu tụ bù được lắp sẵn trong các thiết bị điện gia dụng thì cos phi cao. Công suất tác dụng và công suất phản kháng sẽ giảm. 

Bên cạnh đó, các cơ sở sản xuất công nghiệp thường sử dụng điện 3 pha có hệ số công suất khá thấp. Bởi vậy, nếu hệ số công suất trong hệ thống điện của các cơ sở này tụt xuống thì những cơ sở này sẽ bị xử phạt theo luật.

Bởi khi hệ số công suất thấp, thì điện lực buộc phải sử dụng đường dây lớn hơn và kéo theo đó cũng phải sử dụng máy biến áp, máy cắt lớn hơn. Với mục đích là truyền tải dòng điện lớn hơn bởi công suất phản kháng đã vượt quá mức quy định.

Còn tại các nhà máy sử dụng lưới điện trung thế thì việc bù công suất phản kháng cũng rất quan trọng. Do những nhà máy này cần nhiều công suất phản kháng để từ hóa các động cơ dây chuyền khổng lồ. Chính vì vậy, việc bù hạ thế hoặc trung thế là việc làm cấp thiết đối với các hệ thống truyền tải điện. Phương pháp này áp dụng ở các vị trí mà công suất phản kháng và công suất tác dụng   thay đổi trong phạm vi rất rộng. 

Trên đây là toàn bộ những thông tin khái quát nhất về công suất phản kháng, mong rằng bạn đọc đã hiểu rõ công suất phản kháng là gì.