Bù công suất phản kháng, gọi tắt là bù phản kháng, có tác dụng nâng cao hệ số công suất của lưới điện trong hệ thống cung cấp điện, giảm tổn thất của máy biến áp cung cấp điện và đường dây truyền tải, nâng cao hiệu suất cung cấp điện, cải thiện môi trường cung cấp điện. Do đó, thiết bị bù công suất phản kháng có vị trí không thể thiếu và rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện.
Lựa chọn hợp lý các thiết bị bù có thể giảm thiểu tổn thất mạng lưới và cải thiện chất lượng lưới điện. Ngược lại, lựa chọn hoặc sử dụng không đúng cách có thể gây ra nhiều yếu tố như hệ thống cung cấp điện, dao động điện áp và tăng sóng hài. Hôm nay, biên tập viên sẽ giới thiệu 13 loại phương pháp bù công suất phản kháng và ưu nhược điểm của chúng.
(1) Bộ điều chỉnh pha đồng bộ
Nguyên lý cơ bản: Động cơ đồng bộ chạy không tải, phát ra công suất phản kháng cảm ứng khi quá kích thích; hấp thụ công suất phản kháng cảm ứng khi quá kích thích;
Ưu điểm chính: Nó vừa có thể phát ra công suất phản kháng cảm ứng vừa có thể hấp thụ công suất phản kháng cảm ứng;
Nhược điểm chính: tổn thất lớn, tiếng ồn cao, tốc độ phản hồi chậm và bảo trì cấu trúc phức tạp;
Những dịp áp dụng: Vẫn còn một số ít ứng dụng trong các nhà máy điện.
(3) Bồi thường tại chỗ
Nguyên lý cơ bản: Nói chung, tụ điện được kết nối trực tiếp song song với máy biến áp động cơ và cả hai dùng chung một tủ chuyển mạch;
Ưu điểm chính: bù cuối có thể giảm thiểu tổn thất đường dây;
Nhược điểm chính: số lượng đơn vị lớn và đầu tư lớn;
Những dịp áp dụng: ứng dụng nhiều hơn trong các nhà máy nước và nhà máy xi măng;
(3) Bồi thường tập trung
Nguyên tắc cơ bản: Được lắp đặt tập trung trên bus hệ thống, thường có một tủ chuyển mạch riêng biệt được thiết lập;
Ưu điểm chính: Toàn bộ trạm biến áp có thể được bù, và đầu tư tương đối nhỏ;
Nhược điểm chính: bù thường cố định, có thể xảy ra bù quá mức khi tải thấp;
Trường hợp áp dụng: phù hợp với hệ thống có dao động tải nhỏ;
(4) Tự động bù (tụ điện chuyển mạch cơ học)
Nguyên lý cơ bản: Sử dụng các công tắc cơ (contactor, aptomat) để đóng cắt tụ điện theo hướng dẫn của bộ điều khiển hệ số công suất;
Ưu điểm chính: Có thể tự động điều chỉnh công suất phản kháng đầu ra để giữ cho công suất phản kháng của hệ thống cân bằng, công nghệ tiên tiến, diện tích nhỏ, chi phí thấp;
Nhược điểm chính: Thời gian phản hồi chậm, bị giới hạn bởi thời gian xả tụ điện;
Những dịp áp dụng: Hiện nay là phương pháp bồi thường chính thống, đáp ứng nhu cầu của hầu hết người dùng trong ngành;
(5) Tụ điện chuyển mạch Thyristor
Nguyên lý cơ bản: Sử dụng nhóm van thyristor để đóng ngắt tụ điện qua 0 theo hướng dẫn của bộ điều khiển hệ số công suất;
Ưu điểm chính: Tốc độ phản hồi nhanh, không có dòng điện đột biến, không có tác động;
Nhược điểm chính: diện tích chiếm dụng lớn, chi phí cao;
Những trường hợp áp dụng: chủ yếu sử dụng ở những nơi tải trọng thay đổi nhanh chóng như cảng biển;
(6) Lò phản ứng điều khiển bằng thyristor
Nguyên lý cơ bản: thường bao gồm một tụ điện song song cố định và một cuộn kháng song song được điều khiển bởi một thyristor song song, và dòng điện cảm được thay đổi bằng cách thay đổi góc dẫn của thyristor, do đó điều khiển đầu ra phản kháng của toàn bộ thiết bị;
Ưu điểm chính: tốc độ phản ứng nhanh, điều chỉnh vô cấp, có thể bù cho cả công suất phản kháng dung kháng và công suất phản kháng cảm kháng;
Nhược điểm chính: diện tích chiếm dụng lớn, chi phí cao và đối với hầu hết người dùng doanh nghiệp, công suất phản kháng cảm ứng không được yêu cầu;
Những dịp áp dụng: chủ yếu được sử dụng trong thép, đường sắt điện khí hóa và hệ thống truyền tải và biến đổi điện;
(7) Lò phản ứng điều khiển từ tính
Nguyên lý cơ bản: Dòng điện cảm ứng được thay đổi bằng cách điều khiển độ lớn của dòng điện kích thích và độ bão hòa của lõi thông qua thyristor, do đó điều khiển đầu ra phản kháng của toàn bộ thiết bị;
Ưu điểm chính: phản ứng động, điều chỉnh vô cấp, bù hai chiều, điện áp chịu đựng thyristor thấp, không cần kết nối nối tiếp nhiều tầng và tạo ra sóng hài nhỏ;
Nhược điểm chính: thời gian phản hồi chậm hơn một chút so với TCR, độ ồn cao;
Những trường hợp áp dụng: có ưu điểm trong hệ thống điện áp cao;
(8) Bù trừ chuỗi
Nguyên lý cơ bản: Nhóm tụ điện nối tiếp được sử dụng để bù độ tự cảm của đường dây truyền tải nhằm cải thiện khả năng truyền tải và độ ổn định của đường dây. Tụ điện nối tiếp cũng có thể điều chỉnh phân phối tải của đường dây song song;
Ưu điểm chính: có thể bù hiệu quả cho sự sụt áp đường dây và giảm tổn thất đường dây;
Nhược điểm chính: bù cố định, điện kháng dung không thể thay đổi và có thể gây ra cộng hưởng dưới đồng bộ;
Dịp sử dụng: dùng cho đường dây truyền tải;
(9) Bù trừ chuỗi có thể điều khiển
Nguyên lý cơ bản: một nhánh cuộn cảm điều khiển bằng thyristor được mắc song song ở cả hai đầu của tụ bù nối tiếp, và dòng điện cuộn cảm được thay đổi bằng cách thay đổi góc kích hoạt của thyristor, do đó điều khiển sự thay đổi trở kháng tương đương của mạch song song LC;
Ưu điểm chính: có thể bù hiệu quả cho sự sụt áp đường dây và giảm tổn thất đường dây, đồng thời có thể điều chỉnh điện kháng dung kháng một cách linh hoạt để ngăn ngừa cộng hưởng dưới đồng bộ;
Nhược điểm chính: diện tích chiếm dụng lớn, chi phí cao;
Dịp sử dụng: dùng cho đường dây truyền tải;
(10) Điều chỉnh điện áp và dung lượng
Nguyên lý cơ bản: kết nối thiết bị tụ điện song song với phía thứ cấp của bộ điều chỉnh điện áp và thay đổi khả năng bù của toàn bộ thiết bị bằng cách điều chỉnh điện áp chịu đựng của tụ điện;
Ưu điểm chính: không cần nhóm, không cần chuyển đổi công tắc và nhiều mức bù hơn;
Nhược điểm chính: thêm máy biến áp và thiết lập phòng máy biến áp;
(11) Máy phát VAR tĩnh
Nguyên lý cơ bản: sử dụng IGB Bộ biến đổi tự chuyển mạch gồm T cung cấp dòng điện phản kháng sớm và trễ để bù thông qua công nghệ nghịch đảo nguồn điện áp;
Ưu điểm chính: phản ứng động nhanh, điều chỉnh vô cấp, bù hai chiều, không cần tụ điện dung lượng lớn và diện tích nhỏ;
Nhược điểm chính: khó kiểm soát và bảo trì, tổn thất cao và chi phí cao;
Các trường hợp áp dụng: chế độ bù công suất phản kháng của điện tử công suất;
(12) Bộ lọc hoạt động
Nguyên lý cơ bản: Điều khiển bộ biến đổi PWM để đưa dòng điện bằng và ngược với các thành phần sóng hài và phản kháng được phát hiện vào hệ thống cung cấp điện để đạt được mục tiêu Lọc sóng hài và bù động cho công suất phản kháng;
Ưu điểm chính: phản ứng động nhanh, điều chỉnh vô cấp, bù hai chiều, không cần tụ điện và điện kháng dung lượng lớn, diện tích nhỏ;
Nhược điểm chính: khó kiểm soát và bảo trì, tổn thất cao, chi phí cao, công suất nhỏ;
Những trường hợp áp dụng: đã được sử dụng trong đường sắt hạ thế, nhà máy giấy và nhà máy thép;
(13) Bộ điều khiển dòng điện tích hợp
Nguyên lý cơ bản: điện áp xoay chiều do bộ biến đổi thyristor tạo ra được mắc nối tiếp và chồng lên điện áp pha của đường dây truyền tải, do đó biên độ và góc pha của nó có thể thay đổi liên tục, do đó đạt được sự điều chỉnh chính xác công suất tác dụng và công suất phản kháng của đường dây;