Ngân hàng tụ điện: Định nghĩa Công dụng và Lợi ích

Bộ tụ điện là một nhóm gồm nhiều tụ điện có cùng công suất được kết nối theo串联错误，让我重新翻译完整内容。

Bộ tụ điện là một nhóm gồm nhiều tụ điện có cùng công suất được kết nối theo chuỗi hoặc song song để lưu trữ năng lượng điện trong hệ thống điện. Tụ điện là thiết bị có thể lưu trữ điện tích bằng cách tạo ra trường điện giữa hai tấm kim loại được phân cách bởi vật liệu cách điện. Bộ tụ điện được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, như hiệu chỉnh hệ số công suất, điều chỉnh điện áp, lọc hài và kìm hãm暂且停止这里，继续进行准确的翻译：

Bộ tụ điện là một nhóm gồm nhiều tụ điện có cùng công suất được kết nối theo chuỗi hoặc song song để lưu trữ năng lượng điện trong hệ thống điện. Tụ điện là thiết bị có thể lưu trữ điện tích bằng cách tạo ra trường điện giữa hai tấm kim loại được phân cách bởi vật liệu cách điện. Bộ tụ điện được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, như hiệu chỉnh hệ số công suất, điều chỉnh điện áp, lọc hài và kìm hãm xung.

Hệ số công suất là gì?

Hệ số công suất là thước đo về mức độ hiệu quả mà hệ thống điện AC (điện xoay chiều) sử dụng nguồn điện cung cấp. Nó được định nghĩa là tỷ lệ giữa công suất thực (P) và công suất biểu kiến (S), trong đó công suất thực là công suất thực hiện công việc hữu ích trong tải, và công suất biểu kiến là tích của điện áp (V) và dòng điện (I) trong mạch. Hệ số công suất cũng có thể được biểu diễn bằng cosin của góc (θ) giữa điện áp và dòng điện.

Hệ số công suất = P/S = VI cos θ

Hệ số công suất lý tưởng là 1, có nghĩa là tất cả nguồn điện cung cấp đều được chuyển đổi thành công việc hữu ích, và không có công suất phản kháng (Q) trong mạch. Công suất phản kháng là công suất đi lại giữa nguồn và tải do sự tồn tại của các yếu tố cảm ứng hoặc dung kháng, như động cơ, biến áp, tụ điện, v.v. Công suất phản kháng không thực hiện bất kỳ công việc nào, nhưng nó gây ra tổn thất thêm và giảm hiệu suất của hệ thống.

Công suất phản kháng = Q = VI sin θ

Hệ số công suất của một hệ thống có thể dao động từ 0 đến 1, tùy thuộc vào loại và số lượng tải được kết nối với nó. Hệ số công suất thấp cho thấy nhu cầu công suất phản kháng cao và利用率低。高功率因数表示无功功率需求低，对所提供电力的利用更好。

为什么功率因数校正很重要？

功率因数校正是通过添加或移除无功电源（如电容器组或同步调相机）来提高系统功率因数的过程。功率因数校正对公用事业和消费者都有许多好处，例如：

Tại sao Hiệu chỉnh hệ số công suất quan trọng?

Hiệu chỉnh hệ số công suất là quá trình cải thiện hệ số công suất của hệ thống bằng cách thêm hoặc loại bỏ nguồn công suất phản kháng, như bộ tụ điện hoặc máy đồng bộ. Hiệu chỉnh hệ số công suất mang lại nhiều lợi ích cho cả nhà cung cấp điện và người tiêu dùng, bao gồm:

• Giảm tổn thất đường dây và cải thiện hiệu suất hệ thống: Hệ số công suất thấp nghĩa là dòng điện lớn trong hệ thống, điều này làm tăng tổn thất do sức cản (I2R) và giảm mức điện áp ở đầu tải. Bằng cách tăng hệ số công suất, dòng điện được giảm và tổn thất được tối thiểu hóa, dẫn đến mức điện áp cao hơn và hiệu suất hệ thống tốt hơn.

• Tăng cường khả năng và độ tin cậy của hệ thống: Hệ số công suất thấp nghĩa là yêu cầu công suất biểu kiến từ nguồn cao, điều này hạn chế lượng công suất thực có thể cung cấp cho tải. Bằng cách tăng hệ số công suất, nhu cầu công suất biểu kiến được giảm và nhiều công suất thực hơn có thể được cung cấp cho tải, dẫn đến khả năng và độ tin cậy của hệ thống cao hơn.

• Giảm chi phí và phạt của nhà cung cấp điện: Nhiều nhà cung cấp điện thu thêm phí hoặc áp dụng phạt đối với người tiêu dùng có hệ số công suất thấp, vì họ gây gánh nặng lên mạng truyền tải và phân phối và tăng chi phí hoạt động. Bằng cách tăng hệ số công suất, các khoản phí hoặc phạt này có thể được tránh hoặc giảm, dẫn đến hóa đơn điện thấp hơn cho người tiêu dùng.

Nguyên lý hoạt động của ngân hàng tụ?

Ngân hàng tụ hoạt động bằng cách cung cấp hoặc hấp thụ công suất phản kháng vào hoặc ra khỏi hệ thống, tùy thuộc vào chế độ kết nối và vị trí của nó. Có hai loại chính của ngân hàng tụ: ngân hàng tụ song song và ngân hàng tụ nối tiếp.

Ngân hàng tụ song song

Ngân hàng tụ song song được kết nối song song với tải hoặc tại các điểm cụ thể trong hệ thống, như trạm biến áp hoặc nhánh cấp điện. Chúng cung cấp công suất phản kháng dẫn (Q dương) để triệt tiêu hoặc giảm công suất phản kháng chậm (Q âm) do tải cảm, như động cơ, biến áp, v.v. Điều này cải thiện hệ số công suất của hệ thống và giảm tổn thất đường dây.

Ngân hàng tụ song song có nhiều ưu điểm so với các thiết bị bù công suất phản kháng khác, như:

• Chúng tương đối đơn giản, rẻ và dễ lắp đặt và bảo trì.

• Chúng có thể được bật hoặc tắt theo sự thay đổi của tải hoặc yêu cầu của hệ thống.

• Chúng có thể được chia thành các đơn vị nhỏ hơn hoặc các bước để cung cấp tính linh hoạt và chính xác hơn trong việc kiểm soát công suất phản kháng.

• Chúng có thể cải thiện ổn định và chất lượng điện áp ở đầu tải bằng cách cung cấp hỗ trợ phản kháng cục bộ.

Tuy nhiên, ngân hàng tụ song song cũng có một số nhược điểm hoặc hạn chế, như:

• Chúng có thể gây ra vấn đề quá điện áp hoặc cộng hưởng nếu không được thiết kế hoặc phối hợp đúng cách với các thiết bị khác trong hệ thống.

• Chúng có thể tạo ra hài hoặc biến dạng trong hệ thống nếu không được lọc hoặc bảo vệ đúng cách.

• Chúng có thể không hiệu quả cho các đường dây truyền tải dài hoặc tải phân tán.

Ngân hàng tụ điện mắc nối tiếp

Ngân hàng tụ điện mắc nối tiếp được kết nối theo chuỗi với tải hoặc đường dây truyền tải, giảm trở kháng hiệu dụng của mạch. Chúng cung cấp công suất phản kháng chậm (Q âm) để triệt tiêu hoặc giảm công suất phản kháng nhanh (Q dương) do tải dung tạo ra, như cáp dài, đường dây truyền tải, v.v. Điều này cải thiện điều chỉnh điện áp và ổn định hệ thống.

Ngân hàng tụ điện mắc nối tiếp có một số ưu điểm so với ngân hàng tụ điện mắc song song, chẳng hạn như:

• Chúng có thể tăng khả năng truyền tải công suất và hiệu quả của các đường dây truyền tải dài bằng cách giảm tổn thất đường dây và sụt áp.

• Chúng có thể giảm dòng ngắn mạch và mức độ lỗi của hệ thống bằng cách tăng trở kháng của đường dẫn lỗi.

• Chúng có thể cải thiện đáp ứng tạm thời và giảm chấn của hệ thống bằng cách giảm tần số tự nhiên và dao động.

Tuy nhiên, ngân hàng tụ điện mắc nối tiếp cũng có một số nhược điểm hoặc hạn chế, chẳng hạn như:

• Chúng có thể gây ra vấn đề quá áp hoặc cộng hưởng nếu không được thiết kế hoặc bảo vệ đúng cách. Ví dụ, trong trường hợp xảy ra sự cố, điện áp qua tụ điện có thể tăng lên đến 15 lần giá trị định mức, điều này có thể làm hỏng tụ điện hoặc thiết bị khác trong hệ thống.

• Chúng có thể đưa các hài sóng hoặc biến dạng vào hệ thống nếu không được lọc hoặc bù đắp đúng cách.

• Chúng có thể không hiệu quả cho tải điện áp thấp hoặc tải phân tán.

Làm thế nào để tính toán kích thước ngân hàng tụ điện?

Kích thước của ngân hàng tụ điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chẳng hạn như:

• Cải thiện hệ số công suất mong muốn hoặc bù công suất phản kháng

• Mức điện áp và tần số của hệ thống

• Loại và vị trí của ngân hàng tụ điện (mắc song song hoặc mắc nối tiếp)

• Đặc tính và biến đổi của tải

• Chi phí và sẵn có của các đơn vị tụ điện

Công thức cơ bản để tính kích thước của ngân hàng tụ điện shunt là:

C = Q/V2f

Trong đó,

C là độ tụ điện trong farads (F)

Q là công suất phản kháng trong vars (VAR)

V là điện áp trong volts (V)

f là tần số trong hertz (Hz)

Công thức cơ bản để tính kích thước của ngân hàng tụ điện series là:

C = 1/(2πfX)

Trong đó,

C là độ tụ điện trong farads (F)

f là tần số trong hertz (Hz)

X là độ chống điện trong ôm (Ω)

Tuy nhiên, những công thức này chỉ là xấp xỉ và không tính đến các yếu tố khác như tổn thất, hài sóng, nhiệt độ, v.v. Do đó, cần có các phép tính chi tiết hơn và mô phỏng để xác định kích thước và cấu hình tối ưu của ngân hàng tụ điện cho một ứng dụng cụ thể.

Kết luận

Ngân hàng tụ điện là thiết bị hữu ích có thể lưu trữ năng lượng điện và điều chỉnh dòng chảy của năng lượng đó trong hệ thống điện. Chúng có thể cải thiện hệ số công suất, điều chỉnh điện áp, hiệu quả hệ thống, công suất, độ tin cậy và ổn định của hệ thống bằng cách cung cấp hoặc hấp thụ công suất phản kháng khi cần thiết. Ngân hàng tụ điện có thể được kết nối song song hoặc chuỗi với tải hoặc tại các điểm cụ thể trong hệ thống, tùy thuộc vào mục đích và thiết kế của chúng. Ngân hàng tụ điện cần được tính toán kích thước, lắp đặt, bảo vệ và bảo dưỡng đúng cách để đảm bảo hiệu suất và an toàn tối ưu.

Tuyên bố: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.