Tụ bù là thiết bị được sử dụng nhiều trong các hệ thống điện, đi kèm với tù bù là cuộn kháng để phát huy được tác dụng tốt nhất. Cùng tìm hiểu về cuộn kháng, cuộn kháng 3 pha qua bài viết này với Huỳnh Lai.
Cuộn kháng điện là gì?
Cuộn kháng điện là một cuộn dây điển cảm có điện kháng không đổi, dùng để hạn chế dòng mạch đồng thời duy trì một trị số điện áp ở mức nhất định khi có sự thay đổi dòng điện. Cuộn kháng là một thiết bị quan trọng, đặc biệt là trong hệ thống điện công nghiệp vì giúp cho hệ thống hoạt động trơn tru.
Cuộn kháng điện 3 pha là gì?
Cuộn kháng điện 3 pha là cuộn kháng sử dụng dòng điện 3 pha. Dòng điện 3 pha là dòng điện sử dụng gồm 4 dây: 3 dây nóng và 1 dây lạnh. Có hiệu điện thế tại việt nam là 380v/3f, được sử dụng trong việc truyền tải, sản xuất công suất lớn. Thích hợp với các hệ thống công nghiệp, hệ thống cần tải điện lớn.
Cấu tạo cuộn kháng điện
Được cấu tạo từ một cuộn dây và được quấn xunh quanh một lõi sắt. Khi có dòng điện chay qua thì cuộn sinh từ trường, từ trường sinh ra áp cảm ứng để giảm sự biên thiên dòng trong cuộn.
Phân loại cuộn kháng
- Cuộn kháng có nhiều cách để phân loại, phân theo điện áp thì gồm 2 loại là cuộn kháng hạ thế và cuộn kháng trung thế
- Cuộn kháng hạ thế: là cuộn kháng sử dụng điện hạ thế có điện áp từ 440v đến 1000v
- Cuộn kháng trung thế: cuộn kháng sử dụng nguồn điện trung thế có điện áp từ 1000v trở lên.
- Còn phân loại cuộn kháng theo công dụng thì chia làm 2 như sau:
- Cuộn kháng bảo vệ thiết bị điện công nghiệp
- Cuộn kháng bảo vệ biến tần
Công dụng của cuộn kháng
Thông thường các cuộn kháng được sử dụng cho tụ bù với chức năng là bảo vệ cho tụ bù, bảo vệ các thiết bị đóng cát và rơ-le bù. Cuộn kháng kết hợp với tụ bù loại những thành phần sóng hài làm tăng chất lượng điện cho hệ thống. Cuộn kháng lọc sóng hài rất cần thiết trong trường hợp điện áp, dòng điện của hệ thống bị méo dạng nhiều.
Kết hợp cuộn kháng với tụ bù sẽ tạo thành mạch lc (lọc sóng hài), tần số này phụ thuộc vào độ tự cảm của cuộn kháng điện và điện dung của tụ bù.
Cuộn kháng lọc sóng hài
Sóng hài là gì?
Sóng hài là một dạng nhiễu sóng không mong muốn, ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng lưới điện và cần được chú ý tới khi tổng các dòng điện hài cao hơn mức độ giới hạn cho phép. Dòng điện hài là dòng điện có tần số là bội của tần số cơ bản.
Nguyên nhân là do các phụ tải dạng phi tuyến trong hệ thống điện, đầu vào của điện áp là hạng hình sin nhưng dòng qua có dạng không sin.
Cuộn kháng lọc sóng hài
Cuộn kháng lọc sóng hài khi kết hợp với tụ bù sẽ phát huy tác dụng, loại bỏ những thành phần sóng hài, từ đó nâng cao chất lượng điện cho hệ thống. Nếu điện áp, dòng điện của hệ thống điện bị méo dạng nhiều thì nên sử dụng cuộn kháng lọc sóng hài.
Nguyên lí hoạt động của cuộn kháng
Cảm kháng sẽ tỷ lệ thuận với tần số dòng điện trong mạch điện xoay chiều. Nghĩa là khi tần số lớn thì cảm kháng cũng lớn theo, suy ra dòng điện qua cuộn kháng sẽ nhỏ. Vì thế, ứng dụng cuộn kháng vào máy móc công nghiệp sẽ giúp triệt tiêu sóng hài bậc cao.
Cơ chế hoạt động của cuộn kháng là dựa trên nguyên tắc dung kháng tỷ lệ nghịch với tần số dòng điện, còn cảm kháng lại tỷ lệ thuận với tần số. Khi nguồn điện năng chứa sóng hài bậc 5 và bậc 7 thì sẽ có nguy cơ phá hủy tụ bù (thậm chí có khi xảy ra tình trạng cháy nổ) do xuất hiện dòng quá lớn chạy qua. Khi đó, mắc nối tiếp cuộn kháng với tụ sẽ ngăn chặn lại những thành phần sóng hài này.
Cuộn kháng có đặc tính không đổi nên khi được lắp đặt vào biến tần công nghiệp, nó có chức năng giúp ổn định dòng điện đầu ra. Nhờ thế, động cơ điện hoạt động trơn chu, tốt và bền bĩ khi thay đổi tốc độ hay đảo chiều.
Cách lựa chọn cuộn kháng
Để chọn lựa cuộn kháng chính xác cho hệ thống điện của bạn thì cần tuân thủ quy trình chọn tụ kháng giới đây:
- Bước 1: các định điện áp mà hệ thống của bạn đang dùng là hạ thế hay trung thế, từ đó mà lựa chọn cuộn kháng hạ thế hay cuộn kháng trung thế,
- Bước 2: chọn bậc sóng hài, dựa vào những khảo sát từ hệ thống điện của bạn để đưa ra chọn kháng 6%, 12% cho phù hợp.
- Bước 3: chọn dung lượng cuộn kháng phù hợp với tụ bù. Dung lượng cuộn kháng có nhiều mức như 20kvar, 25kvar, 50kvar, 100kvar … 500kvar, vì vậy bạn cần tìm hiểu rõ về tụ bù để lựa chọn cuộn kháng sao cho tương thích.
- Bước 4: hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất, cung cấp cuộn kháng với chất lượng và mức giá khác nhau, bạn nên tham khảo vài nhà cung cấp để lựa chọn cuộn kháng phù hơp với nhu cầu của mình.
Dùng vạn năng kế xác định giá trị cuộn kháng
Vạn năng kế ta dùng thang đó ohm để đo. Tiếp theo tiến hành kiểm tra đồng hồ, chập 2 que đo đỏ và đen lại với nhau sau đó điều chỉnh chiết áp, kim chỉ trên đồng hồ chạy về 0 tức là đồng hồ của bạn chính xác và ta có thể bắt đầu kiểm tra cuộn dây.
Dùng 2 đầu que chập vào 2 đầu của cuộn kháng, đo và ghi lại giá trị nhận được. Sau đó dùng giá trị này nhân với giá trị của thang đo vạn năng kế.
