Nguyên nhân nổ tụ bù – Phù tụ – Cách xử lí khắc phục
Khái niệm về tụ điện:
Tụ điện là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được ngăn cách bởi điện môi. Khi chênh lệch điện thế trên hai bề mặt là điện thế xoay chiều, sự tích luỹ điện tích bị chậm pha so với điện áp, tạo nên trở kháng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều.
C = ζ*S/ 4*П*k*d; Zc = 1/ C*w = 1/ C*2*П*f
Tụ điện được chia làm 2 loại là tụ phân cực (DC) và tụ không phân cực (AC).
Khái niệm tụ bù:
Tụ bù là một tụ điện không phân cực, nó 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. Đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ bù ở một hiệu điện thế nhất định gọi là điện dung của tụ bù. Tuy nhiên đó là định nghĩa về cơ bản, tùy vào mỗi loại tụ, mỗi hãng sản xuất khác nhau mà họ chế tạo ra mỗi loại tụ theo những công nghệ khác nhau.
Tụ bụ hiện nay có hai loại cơ bản là loại dầu và loại khô. Mỗi loại tụ đều có ưu và nhược điểm riêng của nó.
Những nguyên nhân gây nổ tụ, phù tụ:
Do đấu nối tiếp xúc không tốt: Đây là nguyên nhân rất cơ bản, nếu đấu nối không chắc chắn, tiếp xúc không tốt sẽ gây ra hồ quang, dòng dẫn không đảm bảo công suất. Điều này tức thời hoặc thời gian tùy vào mức độ sẽ gây ra phù tụ và suy giảm công suất tụ.
Do thiết kế không đúng kỹ thuật:
- Chọn điện áp tụ không phù hợp với điện áp của hệ thống. Khi điện áp của hệ thống cao hơn điện áp tụ sẽ dẫn đến nổ tụ hoặc phù tụ tùy vào múc độ. Kích cỡ dây dẫn & công suất thiết bị thấp hơn công suất tính toán dẫn tới sinh nhiệt dẫn tới hư tụ.
Hiện nay có các loại tụ bù là 3P 400V, 415V, 440V, 480V, 525V, …
- Không gian tủ không thông thoáng làm nóng tụ, bụi xâm nhập đầu cực của tụ, của contactor, của CB làm dòng dẫn không tốt ảnh hưởng tới công suất và yếu tố kỹ thuật của tụ.
Do chất lượng tụ kém chất lượng: Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại tụ của nhiều hãng sản xuất khác nhau. Nếu chúng ta chọn tụ bù chất lượng không tốt, một thời gian tụ không những suy giảm công suất mà còn xảy ra tình trạng phù tụ. Trong những trường hợp đặt biệt có chất lượng điện và môi trường không tốt có thể gây ra nổ tụ.
Hiện nay có các hãng như Sino, Epcos, Enerlux, Ducati, Schneider, Samwha, Nuintek, Mikro, Shizuki, …
Do chất lượng điện (Thay đổi biên độ và méo dạng: Điện áp với dòng điện)
- Do thay đổi biên độ: Nghĩa là thay đổi giá trị của điện áp nhưng không thay đổi dạng sóng sin của điện áp. Khi biên độ điện áp của hệ thống vượt cao hơn tiêu chuẩn điện áp của tụ dẫn đến phù tụ hoặc nổ tụ tùy vào mức độ thay đổi.
- Do méo dạng điện áp và dòng điện: Vấn đề đó là do sóng hài của hệ thống gây ra làm suy giảm chất lượng điện năng của hệ thống. Tổng sóng hài (THD) của hệ thống có hai thành phần là sóng hài điện áp (THD-V) và sóng hài dòng điện (THD-I=TDD). Sóng hài sẽ gây ra méo dạng điện áp và dòng điện của hê thống.
- Định nghĩa sóng hài: Sóng hài là một dạng nhiễu, được đặc trưng của dao động hoàn toàn trên phổ tần số công nghiệp cơ bản. Thành phần sóng hài trong nguồn AC được định nghĩa là thành phần sin của một chu kỳ sóng có tần số bằng số nguyên lần tần số cơ bản của hệ thống.
fh = h.fb; h = (n*p) ± 1, trong đó: h là bậc hài, n là số nguyên dương, p là số xung, cụ thể h = 3, 5, 7, …, 21, …, 63, …
- Phân tích tác hại sóng hài:
Có những hệ thống sóng hài điện áp tương đối ổn, nhưng sóng hài dòng rất cao. Điều này có những hài đặc biệt gây ra dong điện tăng vọt dẫn đến Trip CB, hư MC, nổ tụ.
Có những hệ thống sóng hài áp cao, điều này dẫn đến dòng qua tụ cao, làm nổ tụ.
Zc = 1/ (C*w) = 1/ (C*2*pi*f), vậy Zc tỷ lệ nghịch với f nên I tăng.
Vrms = Sqrt (SqrtV1 + SqrtV2 + …+ SqrtVn )
Vthd% = (Vh/ V1) *100% = THD – V
Irms = Sqrt (SqrtI1 + SqrtI2 + …+ SqrtIn )
Ithd% = (Ih/ I1) *100% = THD – I
- Cộng hưởng sóng hài:
Cộng hưởng trong hệ thống điện là công hưởng của mách LC, được phân thành cộng hưởng song song và cộng hưởng nối tiếp, cả hai loại cộng hưởng này đều xuất hiện khi có sóng hài bậc cao. Cộng hưởng song song làm quá dòng và cộng hưởng nối tiếp gây ra quá áp. Nếu biên độ cộng hưởng áp và dòng đủ lớn thì tụ bù sẽ phải chịu tổn hại nghiêm trọng như nổ tụ hoặc phù tụ.
Cách khắc phục sự cố nổ tụ, phù tụ:
- Khi hệ thống bị phù tụ, nổ tụ chúng ta tực khắc kiểm tra các vấn đề đã nêu ở trên. Trước tiên chúng ta kiểm tra đấu nối, kiềm tra thiết kế, kiểm tra chất lượng tụ bù bằng các thiết bị chuyên dụng: Thiết bị hổ trợ đấu nối, VOM, Ampe kềm, đồng hồ đo điện dung, Thiết bị phân tích chất lượng điện năng.
- Do tiếp xúc: Xiếc lại ốc
- Do hư MC, CB: Thay thế thiết bị mới
- Do tụ kém chất lượng: Thay tụ loại tốt hơn
- Do thiết kế: Lắp thêm quạt, chống bụi, chống ẩm
- Do sóng hài: Lọc hài cho tụ bằng cách lắp thêm Reactor cho tụ; Lọc hài cho tải bằng cách lắp cuộn lọc cho thiết bị (Mạch DC-DC, AC Drive, DC Drive, …); Kiểm tra thay thế các phụ tải kém chất lượng; Lọc toàn bộ sóng hài cho hệ thống tại đầu nguồn của hệ thống.
Để tìm hiểu cách thiết kế, lắp đặt chuyên sâu hơn, các bạn có thể liên hệ Mr Vinh – 0908 488 633/ 0969 553 557,