Trong hệ thống điện công nghiệp, có một hiện tượng khá dễ bị bỏ qua: hai thời điểm cùng tiêu thụ một mức công suất tác dụng nhưng dòng điện trên tuyến lại không giống nhau. Nguyên nhân nằm ở hệ số công suất Cosφ. Khi Cosφ thay đổi, công suất biểu kiến mà hệ thống phải truyền tải cũng thay đổi, kéo theo dòng điện thay đổi theo.
Vì sao cùng một mức công suất nhưng hệ số công suất thay đổi lại làm dòng điện trên tuyến thay đổi?
Trong hệ thống điện công nghiệp, có một hiện tượng khá dễ bị bỏ qua: hai thời điểm cùng tiêu thụ một mức công suất tác dụng nhưng dòng điện trên tuyến lại không giống nhau. Nguyên nhân nằm ở hệ số công suất Cosφ. Khi Cosφ thay đổi, công suất biểu kiến mà hệ thống phải truyền tải cũng thay đổi, kéo theo dòng điện thay đổi theo.
Về bản chất, Cosφ được xác định bởi quan hệ Cosφ = P/S, trong đó P là công suất tác dụng và S là công suất biểu kiến. Khi P giữ nguyên nhưng Cosφ giảm, S phải tăng để đáp ứng cùng mức công suất tác dụng. Kết quả là dòng điện tổng trên đường dây cũng tăng. Đây là lý do một phụ tải có công suất làm việc không đổi vẫn có thể khiến cáp, máy biến áp và thiết bị đóng cắt phải mang dòng lớn hơn.
Nguyên nhân thường liên quan đến các phụ tải cảm như động cơ điện và máy biến áp, bởi chúng cần công suất phản kháng để tạo và duy trì từ trường. Khi lượng công suất phản kháng tăng, dòng điện truyền tải tăng theo. Hệ quả là tổn thất I²R trên đường dây tăng, đồng thời có thể làm tăng tải cho máy biến áp và gây sụt áp trên hệ thống.
Điều này cũng cho thấy khi đánh giá tải trung thế, không nên chỉ nhìn vào kW. Kỹ sư cần xem đồng thời kW, kVAR, kVA, Cosφ và dòng điện thực tế để hiểu đầy đủ trạng thái vận hành của hệ thống.
Trong cấu trúc điện nhà máy, Recloser ATELEC có thể đảm nhiệm bảo vệ và đóng cắt trên tuyến trung thế, trong khi LBS ATELEC hỗ trợ đóng/cắt tải và phân đoạn các nhánh. Việc giảm dòng phản kháng thông qua cải thiện hệ số công suất cũng góp phần giảm áp lực dòng điện trên các phần tử truyền tải.
Vì vậy, khi thấy dòng điện tăng dù công suất tác dụng gần như không đổi, câu hỏi cần đặt ra không chỉ là “Phụ tải có tăng không?” mà còn là: “Cosφ đang thay đổi như thế nào và công suất phản kháng đang chiếm bao nhiêu trong tổng công suất?”
Hiểu đúng mối quan hệ P – Q – S – Cosφ – I giúp kỹ sư nhìn hệ thống sâu hơn: đôi khi vấn đề không nằm ở việc phụ tải tiêu thụ thêm công suất, mà nằm ở cách hệ thống đang truyền tải công suất đó.
