Cuộn kháng là gì? Tác dụng của cuộn kháng (Bạn Nên Biết)

Ở những khu vực có chất lượng điện kém và tồn tại sóng hài bậc cao, chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của các thiết bị, khiến khí cụ điện đóng cắt nhanh hỏng, tiêu tốn nhiều năng lượng. Lúc này, giải pháp thường được áp dụng là trang bị cuộn kháng, kết hợp tụ bù công suất phản kháng, nhằm mục đích cải thiện chất lượng nguồn điện, nâng cao hệ số công suất điện có ích. Vậy cuộn kháng là gì?

Cuộn kháng Reactor là gì?

Nếu bạn làm trong lĩnh vực điện, dù là điện công nghiệp hay điện dân dụng chắc chắn không còn xa lạ gì với cuộn kháng hay còn gọi là reactor. Đây là thiết bị được dùng phổ biến trong các đoạn mạch. 

Nói về khái niệm, reactor là linh kiện điện tử từ trường, và cuộn dây điện cảm này có điện kháng không đổi. Chúng được sử dụng nhằm hạn chế dòng ngắn mạch, đồng thời, giúp duy trì điện áp ở mức trị số nhất định khi có sự thay đổi xảy ra

Có thể thấy, cuộn kháng được xem là một thiết bị không thể thiếu trong hệ thống điện nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động tối ưu và trơn tru. Cuộn kháng điện thực sự rất hữu ích khi điện áp của dòng điện bị biến dạng nhiều. Bên cạnh đó reactor còn lọc được sóng hài nên có tác dụng tăng chất lượng dòng điện. 

Tác dụng của cuộn kháng 3 pha là gì?

Cuộn kháng có khá nhiều tác dụng hữu ích trong hệ thống điện, đó là.

– Bảo vệ thiết bị điện công nghiệp

Khi sử dụng cuộn kháng cho Tụ bù, nó sẽ phát huy chức năng bảo vệ Tụ bù, đồng thời, bảo vệ các thiết bị đóng cắt, relay bù. Chưa dừng tại đó, sự kết hợp giữa cuộn kháng với tụ bù còn giúp loại được sóng hài,  góp phần tăng chất lượng điện của hệ thống. Thực tế cho thấy, cuộn kháng lọc sóng hài rất cần thiết khi xảy ra trường hợp điện áp, hoặc dòng điện của hệ thống bị méo dạng nhiều.

>>> Nguyên lý và cấu tạo của tụ bù tiết kiệm điện ICEVN

– Bảo vệ biến tần

Cuộn kháng dùng cho biến tần có 2 loại là kháng đầu vào biến tần (thường gọi là cuộn kháng AC hoặc AC reactor) và cuộn kháng đầu ra biến tần (thường gọi là cuộn kháng DC hoặc DC reactor). Nhờ có đặc tính dòng không đổi mà chúng giúp ổn định dòng để động cơ hoạt động tốt, trơn tru dù có thay đổi tốc độ hay tần số.

Cấu tạo của cuộn điện kháng

Cuộn kháng điện được cấu tạo từ cuộn dây đồng có công suất lớn quấn quanh lõi sắt từ có điện kháng không đổi, đóng vai trò tích trữ từ trường nhằm hạn chế dòng ngắn mạch. Đồng thời, duy trì điện áp định mức khi lưới điện xảy ra sự cố biến thiên đột ngột. 

Lý do cần dùng reactor

Với mạng lưới điện hạ thế hiện nay có rất nhiều phụ tải dùng trong quá trình vận hành và chúng phát ra điện áp có tần số 50Hz, đây chính là sóng hài. Sóng hài được xem là thành phần phi tuyến, gây ảnh hưởng đến chất lượng điện năng. Từ đó, khiến các thông số điện áp, tần số, dòng điện bị thay đổi, không còn như ban đầu.

Chưa dừng tại đó, khi xảy ra tình trạng cộng hưởng sóng hài bậc 5 (250Hz) và bậc 7 (350Hz) thì đặc biệt có hại cho các phần tử điện.

Ở nước ta, các thiết bị điện hoạt động với mức điện áp và tần suất theo quy định tiêu chuẩn của điện 3 pha là 380V/ 50Hz. Do đó, lắp thêm cuộn kháng là giải pháp giúp cải thiện chất lượng nguồn điện và đưa chúng trở lại vị trí ban đầu.

>>> Cấu tạo tủ điện 3 pha

Nguyên lý hoạt động của cuộn kháng

Trong mạch điện xoay chiều thì cảm kháng sẽ tỷ lệ thuận với tần số dòng điện. Tức 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.

Phân loại cuộn điện kháng

Có 2 cách dùng để phân loại cuộn kháng là phân theo điện áp và phân theo công dụng.

– Phân loại theo điện áp: gồm 2 loại

• Cuộn kháng hạ thế: được sử dụng cho điện áp từ 440V đến 1000V. Loại này ứng dụng nhiều tại các xí nghiệp, xưởng sản xuất, khu công nghiệp…
• Cuộn kháng trung thế: được sử dụng cho điện áp từ 1000V trở lên.

– Phân loại theo công dụng: có 2 loại

• Cuộn kháng bảo vệ thiết bị điện công nghiệp

Đây là loại sử dụng cho tụ bù nhằm bảo vệ tụ cùng các thiết bị đóng cắt, relay bù bên trong. Reactor kết hợp với tụ bù nhằm loại thành phần sóng hài, và tăng chất lượng điện cho hệ thống. Cuộn kháng này rất cần thiết đối với các trường hợp điện áp hay dòng điện bị méo dạng nhiều.

Cuộn kháng kết hợp với tụ bù sẽ tạo thành mạch LC để lọc sóng hài. Tần số này bị tác động bởi điện dung của tụ bù và độ tự cảm của cuộn kháng. Vì thế, trên thị trường xuất hiện nhiều cuộn kháng có tần số lọc khác nhau, cụ thể là 6%, 7%, 11% hay 14%…

• Cuộn kháng bảo vệ biến tần

Như đã giới thiệu ở phần trên, có 2 loại cuộn kháng dùng để bảo vệ biến tần là AC reactor và DC reactor.

Mách bạn cách kiểm tra cuộn kháng đơn giản và chính xác

Bạn có biết cách kiểm tra hoạt động và các thông số làm việc của cuộn kháng? Hãy tham khảo những hướng dẫn sau nhé.

– Sử dụng thang Ohm của đồng hồ vạn năng để đo các thông số của cuộn kháng là gì

Đầu tiên, bạn cần chuyển mạch về thang đo Ω. Sau đó, chập 2 que đo vào với nhau, kết hợp với thao tác chỉnh chiết áp. Hoạt động này giúp kim đồng hồ được chỉnh về số 0 trên vạch báo. Điều đó giúp đảm bảo độ chính xác khi đo.

Tiếp theo, bạn đưa 2 que đo để lên 2 bên đầu cuộn kháng cần đo. Quan sát và ghi lại giá trị hiển thị trên đồng hồ. Sau đó, bạn lấy tích của giá trị vừa đo với giá trị thang đo Ω đang dùng. Đơn vị của kết quả cuối cùng phải cùng với đơn vị của thang đo.

– Cách kiểm tra cuộn kháng bằng thang đo điện áp trên đồng hồ vạn năng

 Cũng tương tự như cách trên, bạn chỉnh kim đồng hồ về vị trí số 0. Tiếp đến, đặt que đỏ ở thế cao, que đen ở thế thấp. Lúc này, đồng hồ sẽ hiện một giá trị, bạn ghi lại thông số này.

Sau đó, xác định giá trị cần đo như sau:

V = AB/C

Trong đó:

– V: giá trị đo cuối cùng

– A: giá trị thang đo đang sử dụng

– B: giá trị mới đo

– C: giá trị max của vạch chia điện áp 

Cách lựa chọn cuộn kháng

Có 4 cách để chọn cuộn kháng

– Chọn điện áp: cuộn kháng hạ thế, cuộn kháng trung thế.

– Chọn bậc sóng hài: cách chọn này cần được dựa vào khảo sát để đưa loại cuộn kháng phù hợp. 

– Chọn cuộn kháng có dung lượng phù hợp với tụ bù.

– Chọn nhà cung cấp uy tín, nổi tiếng, phù hợp với nhu cầu sử dụng. 

Với những thông tin chia sẻ vể cuộn kháng là gì cùng nguyên tắc hoạt động của chúng và cách lựa chọn, hi vọng sẽ mang đến cho bạn các thông tin hữu ích trong vấn đề sử dụng điện an toàn, đồng thời kéo dài tuổi thọ của các thiết bị điện.