Nước cất chất điện môi dùng cho tụ bù công suất hạ thế

0
243
Tụ bù nước dùng trong các turbine gió sản xuất điện
Tụ bù hạ thế dùng sản xuất điện sử dụng turbin gió

Thông số nước cất Lam Hà đạt chuẩn là chất điện môi lý tưởng dùng cho tụ bù công suất. Tụ bù công suất là phần cấu tạo trong các máy phát điện hạ thế. Ảnh hưởng của điện dung phụ thuộc vào hằng số và độ bền của chất điện môi. 

Tụ bù nước dùng trong các turbine gió sản xuất điện

Tụ bù hạ thế dùng sản xuất điện sử dụng turbin gió.

Tụ bù cao thế HVDC với nhựa cách điện PP Polypropylence giúp truyền tải điện áp cao trên 300 dặm hạn chế thất thoát năng lượng. Mang lại tiềm năng khai thác nguồn điện từ gió phát triển năng lượng sạch không gây hại môi trường.

Tụ bù là gì?

Tụ bù, tụ điện nếu dịch theo google tiếng Anh đều là Capacitor. Dịch theo ngữ nghĩa chức năng tụ bù Ultracapacitor, Supercapacitor.

Tụ bù hạ thế ( Low Voltage Capacitor)

  • Tụ bù là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện (điện môi), tụ có tác dụng tích và phóng điện trong mạch điện.
  • C là ký hiệu đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ ở một điện áp nhất định gọi là điện dung.
  • Công thức tính điện dung là: C=Q/U
  • Tụ bù có nhiều tên gọi như: tụ bù công suất, tụ bù công suất phản kháng, tụ bù cos phi
  • Tụ bù được dùng giảm lượng công suất phản kháng sinh ra từ nguồn phát điện. Đồng thời giúp nâng cao hệ số công suất cosϕ.  Theo đúng quy định của ngành điện lực, cùng số thiết bị khác giúp tiết kiệm 1 phần lớn tiền điện hàng tháng
  • Tụ bù công suất thường được chia làm 2 loại: phân theo điện áp và vật liệu cấu tạo
Sơ đồ đấu tủ tụ bù hạ thế
Sơ đồ đấu tủ tụ bù công suất hạ thế

Siêu tụ điện (Ultracapacitor, Supercapacitor)

  • Tụ điện (là một loại linh kiện điện tử thụ động) là một hệ hai vật dẫn và ngăn cách nhau bởi một lớp điện môi (chất cách điện). Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.
  • Nếu xét về phương diện lưu trữ năng lượng thì tụ điện có phần giống với ắc quy bởi chúng đều cùng lưu trữ năng lượng. Tuy vậy, cách hoạt động của chúng hoàn toàn khác nhau. Tụ điện thì đơn giản hơn, bản thân tụ không thể tạo ra electron mà đơn giản chúng chỉ lưu trữ chúng trong thời gian ngắn. Tụ điện có khả năng nạp và xả điện rất nhanh.
  • Tụ điện có khả năng cho phép dòng điện áp xoay chiều đi qua, đồng thời ngăn điện áp 1 chiều lại. Vì thế chúng được dùng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có sự chênh lệch điện áp.
  • Lọc điện áp xoay chiều sau khi đã loại bỏ pha âm thành điện áp 1 chiều bằng phẳng

 Với điện xoay chiều thì tụ sẽ dẫn điện còn với điện một chiều thì tụ lại trở thành tụ lọc

Tụ bù công suất là gì?

Lý thuyết trong lưới điện tồn tại 2 loại công suất:

  • Công suất hữa dụng ký hiệu là P (kW) là công suất sinh ra công có ích trong các phụ tải.
  • Công suất phản kháng ký hiệu là Q (kVAr) là công suất lãng phí. Gây ra do tính cảm ứng với loại phụ tải: động cơ điện, bộ biến đổi điện áp, máy biến áp… .Đây là các phụ tải tiêu thất thoát thụ gọi là công suất phản kháng.

Tụ bù công suất dùng để bù công suất phản kháng xuất hiện trên mạng hệ thống điện. Nhằm tiết kiệm giảm hiện tượng sụt áp trên đường dây và tăng khả năng mang tải của đường dây. Tụ bù công suất giúp nâng cao hệ số cosϕ cho các hệ thống điện tại nhà máy đang có cosϕ < 0.85 để tránh phải những chi phí mua công suất vô công, công suất phản kháng không đáng có.

Phân loại tụ bù

1.  Công suất của tụ bù

Theo cách này, các nhà sản xuất dựa vào tính chất của điện áp mà phân loại. Do điện áp có điện 1 pha và điện 3 pha, cho nên tụ bù công suất cũng có 2 loại riêng biệt tương ứng là tụ bù công suất 1 pha và tụ bù công suất 3 pha. Cụ thể 2 loại này chúng ta có thể hiểu như sau:

Tụ bù công suất dùng cho mạng điện 1 pha thường có điện áp trong khoảng 230V-250V. Loại này chủ yếu sử dụng ở những khu vực công suất tiêu thụ điện thấp như: hộ kinh doanh cá thể, hộ gia đình sử dụng…

Tụ bù công suất dùng trong mạng điện 3 pha thường được lắp đặt trong các hệ thống điện áp tương đối ổn định ở mức điện áp chuẩn và tương thích với dải điện áp lên đến 415-440V.

Một số khu vực có sự xuất hiện nhiều tụ bù công suất như trong hệ thống điện lưới của các toà nhà, bệnh viện, trung tâm mua sắm… hay sử dụng trong các công trình xây dựng, trong nhà máy sản xuất, trong các khu công nghiệp,…

Ngoài ra, tụ bù còn được phân loại theo cấp, chẳng hạn như cấp 6 hay là cấp 12…

2.  Vật liệu cấu tạo

Dựa vào cấu tạo tụ bù, chúng ta sẽ xếp chúng làm 3 loại cụ thể như sau:

Tụ bù công suất dạng khô

tụ bù khô dùng cho máy phát điện turbine gió
tụ bù công suất dùng cho máy phát điện turbine gió

Loại tụ bù mà chất điện môi được phân loại dưới dạng khô (khác với dạng lỏng như dầu hoặc nước). Có cấu tạo dạng hình trụ tròn dài kích thước nhỏ gọn. Lắp đặt với thao tác dễ dàng trong các tủ điện. Vật liệu cách điện (dielectric meaterial) có thể là :

  • Các sản phẩm giấy cách điện
  • Màng nhựa film low-loss polypropylene, kim loại
  • Ống phóng điện khí gas-filled: Nito, Argon, hơi thủy ngân
  • Gốm sứ, hoặc thủy tinh

Tụ bù công suất dạng dầu

Loại này thường có hình dạng chữ nhật, hơn hẳn dạng khô về độ bền. Đặc điểm của tụ bù công suất dạng dầu là có thể dùng cho nhiều loại hệ thống điện, có công suất lớn, cần bù công suất phản kháng nhiều. Ở thị trường Việt Nam loại tụ bù công suất này còn được gọi là tụ bù trung thế, thường được sử dụng cho các cấp điện áp như: 6.6kV, 7.2kV, 22kV, 35kV, có 2 dạng gọi là 1 pha 2 sứ và 3 pha 3 sứ cho công suất phản kháng từ 50kVAR đến 500kVAR.

Tụ bù công suất dạng nước

Là tụ bù nước Water Capacitor mà có cấu tạo bên trong sử dụng nước như 1 chất cách điện (điện môi). Nước ở đây là loại nước tinh khiết đã khử deion. Nước cất chất điện môi tham khảo dùng cho tụ bù công suất. Người ta có thể dùng 1 số chất cách điện làm điện môi truyền thống như không khí, giấy và một số chất bán dẫn nhất định. Tụ điện là một hệ thống khép kín, được cách ly không có điện tích thuần. Các vật dẫn điện phải giữ các điện tích bằng nhau và trái dấu trên bề mặt của chúng.

Trong nghiên cứu này bằng cách sử dụng Cảm biến điện dung hình trụ (CCS), Độ dẫn điện (EC). Ảnh hưởng đến các phép đo điện dung của chất lỏng nước đã được khảo sát. Tính giá trị lý thuyết của phép đo điện dung của chất lỏng như nước có chiều dài hình trụ trong khoảng 0,5-5 cm.

Ưu điểm của nước, nước khử ion làm chất điện môi 

Thường tụ sử dụng vật liệu như kính hoặc gốm như vừa cách điện vừa lưu trữ điện tích. Tụ nước được thiết kế sử dụng trong phòng thí nghiệm. Và có thể được chế tạo bằng các vật liệu đơn giản. Nước thể hiện chất lượng của khả năng tự phục hồi; nếu có sự cố điện qua nước. Nó sẽ nhanh chóng trở lại trạng thái ban đầu và không bị hư hại. Các chất cách điện lỏng khác dễ bị cacbon hóa sau khi bị vỡ và có xu hướng mất độ bền theo thời gian.

Hạn chế của việc sử dụng nước là thời gian ngắn mà nó có thể giữ điện áp. Thường trong phạm vi micro giây đến 1/10 micro giây (μs). Nước khử ion tương đối rẻ và an toàn với môi trường. Những đặc điểm này, cùng với hằng số điện môi cao, làm cho nước trở thành một lựa chọn tuyệt vời để xây dựng các tụ điện lớn. Nếu có thể tìm ra cách để tăng thời gian chờ cho cường độ trường nhất định một cách đáng tin cậy, thì sẽ có nhiều ứng dụng hơn cho tụ điện nước.

Tụ bù công nghiệp

Nước đã được chứng minh không phải là một chất đáng tin cậy để lưu trữ điện tích lâu dài. Vì vậy các vật liệu đáng tin cậy hơn được sử dụng cho các tụ điện trong các ứng dụng công nghiệp. Tuy nhiên, nước có ưu điểm là tự phục hồi sau khi bị vỡ. Và nếu nước được luân chuyển đều đặn qua nhựa khử ion và bộ lọc.

Điều này tạo ra khả năng chống thất thoát và đặc tính điện môi có thể được ổn định. Do đó, trong một số tình huống bất thường nhất định, chẳng hạn như tạo ra xung điện áp cực cao nhưng rất ngắn. Tụ điện nước có thể là một giải pháp thực tế. Ví dụ như trong một máy tạo xung Xray thử nghiệm

Ưu điểm nước cất làm chất điện môi

Kết quả chỉ ra rằng giá trị điện dung đo được bằng CCS phụ thuộc vào điện dung chất lỏng và điện dung điện kháng. Giá trị điện dung của nước cất đối với điện trở 80 là khoảng 33,5 μF. Và giá trị điện dung phản kháng là khoảng 0,290 μF với giá trị chiều dài hình trụ là khoảng 1,6 cm.

Điện dung phản ứng đối với chất lỏng nước khoáng, vòi và nước muối loãng cũng được khảo sát trong nghiên cứu này. Giá trị điện dung phản kháng đối giá trị chiều dài hình trụ khoảng 1,6 cm:

So sánh kết quả thu được giá trị điện dung chất lỏng trong phép đo điện dung là không đáng kể. Các giá trị lý thuyết nhỏ hơn các giá trị đo được bằng thực nghiệm do điện dung đi lạc. Sai số tối thiểu khoảng 3,3% đối với nước cất và sai số tối đa khoảng 12,9% đối với nước muối. Do đó, CCS được báo cáo cung cấp độ nhạy cao để xác định giá trị điện dung điện kháng. Áp dụng cho các chất lỏng nước khác nhau có EC thấp.

Độ bền của chất điện môi

Độ bền điện môi là thước đo khả năng của chất cách điện chống lại ứng suất điện. Và không làm mất khả năng cách điện của nó. Hằng số điện môi cao không phải lúc nào cũng tương ứng với độ bền điện môi cao. Nước cất có hằng số điện môi khá cao nhưng độ bền điện môi kém. Do đó, nước không phải là chất điện môi hữu ích cho tụ điện vì nó bị hỏng quá dễ dàng. Một số đồ gốm có hằng số điện môi cao tới 10.000. Những vật liệu này sẽ cực kỳ có giá trị nếu chúng có độ bền điện môi tốt hơn.

Độ bền nước cất làm chất điện môi

Nước tinh khiết là một chất điện môi rất hiệu quả ở tần số cao. Để giữ cho nước tinh khiết có độ bền điện môi cao phải bơm vào nó một lớp nhựa trao đổi ion. Nhựa này giúp loại bỏ các ion không bị hòa tan từ vỏ bọc. Nó cũng có điện áp đánh thủng rất cao so với không khí (50 triệu vôn mỗi mét hoặc hơn). Bằng cách so sánh điện trở suất (18 megohms cm) với điện dung của một đơn vị khối (8pF hoặc hơn đối với 1cm3). Chúng ta thu được hằng số thời gian tự phóng điện khoảng 150usec. Đối với bất kỳ sự kiện nào nhanh hơn so với mức này, tốt hơn nên coi nước là điện dung. Trong khi ở các thang thời gian chậm hơn mức này, tốt hơn nên coi nước là điện trở.

chỉ số dẫn điện K của nước cất
Nước cất 2, 3 lần dùng chất điện môi trong tụ bù hạ thế với chỉ số dẫn điện K=0

Nước cất Lam Hà tiêu chuẩn chính xác với thực tế đo kiểm tra. Nước cất 1 lần, 2 lần, 3 lần do sở Y tế cấp phiếu Kiểm nghiệm nước tinh khiết. Các sản phẩm nước cất khác có trên thị trường không chính xác như nhãn mác. Và đặc biệt duy nhất Lam Hà chuyên sản xuất nước cất 2 lần vô khuẩn cũng như nước cất 3 lần.  Nếu bạn có nhu cầu sử dụng và tìm kiếm địa chỉ lấy nước cất ở đâu. Xin vui lòng liên hệ số hotline của Lam Hà 0975031904