GIÁM SÁT HỆ THỐNG VÀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

Việc đo lường, giám sát liên tục là điều cần thiết để xác định chính xác hệ thống bù công suất phản kháng và theo dõi nó để đảm bảo rằng hệ thống cung cấp đủ mức công suất phản kháng theo yêu cầu. Điều này giúp giảm chi phí năng lượng, duy trì chất lượng điện năng và nâng cao hiệu suất của hệ thống điện.

Năng lượng phản kháng là gì?

Năng lượng phản kháng, hay còn được biết tới là công suất phản kháng, là một dạng năng lượng điện năng được sử dụng để duy trì trường điện từ trong mạch điện xoay chiều. Nó được gọi là năng lượng phản kháng vì không trực tiếp thực hiện công có ích, nhưng cần thiết cho hoạt động của các thiết bị điện như động cơ, máy biến áp, đèn huỳnh quang.

Năng lượng phản kháng được sinh ra và tiêu thụ bởi các thiết bị điện có các thành phần cảm ứng hoặc điện dung. Các thành phần cảm ứng lưu trữ năng lượng dưới dạng từ trường, trong khi các thành phần điện dung lưu trữ năng lượng dưới dạng điện trường. Khi dòng điện chạy qua các thành phần này, năng lượng điện được chuyển đổi qua lại giữa dạng từ trường và điện trường.

Sự chuyển đổi năng lượng này còn được gọi là công suất phản kháng và được đo bằng đơn vị Volt – Amperes Reactive (VAR).

Năng lượng phản kháng cần được xem xét kĩ lưỡng khi thiết kế và vận hành hệ thống điện bởi nó có thể tác động đáng kể đến hiệu quả và chất lượng nguồn điện.

Các loại công suất phản kháng

• Công suất phản kháng cảm ứng: Sinh ra từ các động cơ, máy biến áp, các thiêt bị điều khiển là tải cảm ứng.
• Công suất phản kháng điện dung: Sinh ra từ các tụ điện trong thiết bị điện tử và các dây cáp dài là các tải điện dung.
• Công suất phản kháng sóng hài: Từ các mạch chỉnh lưu ( nguồn điện laptop), các mạch nghịch lưu trong bộ UPS hiện đại và các bộ biến tần.
  Độ méo của sóng hài tạo ra thêm công suất được gọi là công suất phản kháng sóng hài (Qh).

Công suất phản kháng không được chuyển đổi thành năng lượng có ích và có thể bao gồm công suất phản kháng cảm ứng, điện dung và công suất phản kháng sóng hài hoặc sự kết hợp giữa chúng.
 

Hậu quả khi Công suất phản kháng quá cao là gì?

Mức công suất phản kháng quá cao có thể gây ra một số hậu quả với hệ thống điện, bao gồm:

• Các hình phạt và yêu cầu bồi thường: Mức công suất phản kháng cao có thể dẫn đến việc bị phạt tiền từ người vận hành lưới điện. Quá nhiều công suất phản kháng dẫn đến việc gia tăng phụ tải cho người vận hành. Trong trường hợp đối với công suất phản kháng sóng hài, người vận hành lưới điện có thể khiếu nại nếu vượt quá giới hạn.
• Suy giảm hệ số công suất: Hệ số công suất là thước đo hiệu quả của một hệ thống điện. Mức công suất phản kháng cao có thể làm giảm hệ số công suất, nghĩa là hệ thống hoạt động kém hiệu quả hơn và cần nhiều năng lượng hơn để truyền tải cùng một lượng điện năng.
• Sụt áp: Công suất phản kháng gây sụt áp trong các hệ thống điện. Điều này có thể dẫn đến giảm hiệu quả và độ tin cậy của các thiết bị điện được kết nối với hệ thống.
• Quá nhiệt: Công suất phản kháng có thể khiến các thiết bị điện bị quá nhiệt dẫn đến hư hỏng và giảm tuổi thọ của thiết bị.
• Tăng chi phí năng lượng: Mức công suất phản kháng cao có thể dẫn đến tăng chi phí năng lượng do hệ số công suất thấp hơn và mức tiêu thụ năng lượng tăng.
• Suy giảm năng suất hệ thống: Mức công suất phản kháng cao có thể làm giảm khả năng cung cấp điện cho các thiết bị được kết nối của hệ thống điện.

  Tại sao việc đo lường, giám sát liên tục là điều cần thiết để xác định chính xác hệ thống bù công suất phản kháng và theo dõi nó?

  Điều quan trọng là phải quản lý và bù công suất phản kháng vì nó có thể dẫn đến tăng chi phí năng lượng, giảm chất lượng điện năng cũng như giảm hiệu quả của hệ thống điện.

  

  Việc đo lường, giám sát liên tục là điều cần thiết để xác định chính xác hệ thống bù công suất phản kháng và theo dõi nó bởi các lí do sau:
  • Đo lường chính xác: Công suất phản kháng rất khó để đo được chính xác,và nó có thể thay đổi theo thời gian. Việc đo lường và giám sát liên tụcgiúp đảm bảo rằng hệ thống bù đang đo chính xác công suất phản kháng và điều chỉnh với các thay đổi đó.

• Bộ bù công suất phản kháng thích hợp: Các hệ thống bù công suất phản kháng cần phải đúng kích cỡ và được điều chỉnh để phù hợp với yêu cầu của hệ thống điện. Đo lường và giám sát liên tục có thể đảm bảo rằng hệ thống bù đang cung cấp một mức bù chính xác.
• Phòng ngừa rủi ro: Hệ thống điện có thể thay đổi theo thời gian do lão hoá, hao mòn và các yếu tố khác. Việc đo lường và giám sát liên tục có thể giúp xác định những thay đổi trong hệ thống điện có thể ảnh hưởng đến hiệu năng của hệ thống bù. Điều này cho phép thực hiện bảo trì phòng ngừa trước khi xảy ra sự cố.
• Tối ưu hoá chi phí: Bù công suất phản kháng có thể rất tốn kém. Đo lường và giám sát liên tục có thể giúp tối ưu hoá việc sử dụng các hệ thống bù để giảm chi phí năng lượng trong khi vẫn duy trì chất lượng và hiệu quả điện năng.

• Việc xác định công suất và kỹ thuật bù chính xác mà không dựa trên dữ liệu đo lường có thể rất tốn kém và nguy hiểm.

  Ví dụ, việc sử dụng dàn tụ điện trong hệ thống có quá nhiều sóng hài có thể dẫn đến các sự cộng hưởng do tương tác giữa dòng điện hài và tụ điện. Do đó sẽ dẫn đến tình trạng quá tải tụ bù gây hậu quả rất nguy hiểm.
  Hoạt động giám sát nên được tiếp tục sau khi hệ thống bù hoạt động để hỗ trợ các hoạt động bảo trì và tư vấn về những thay đổi đối với việc cài đặt.

  Các giải pháp giám sát, quản lý và tự động hoá