Bù công suất phản kháng trong hệ thống cung cấp điện

LêLê ViệtViệt TiếnTiến EPSDEPSD, SEE, , SEE, HUSTHUST 1.1. GiớiGiới thiệuthiệu 2.2. Ý Ý nghĩanghĩa củacủa việcviệc nângnâng caocao hệhệ sốsố côngcông suấtsuất NỘI DUNGNỘI DUNG 3.3. PhânPhân phốiphối dung dung lượnglượng côngcông suấtsuất phảnphản khángkháng 4.4. ChọnChọn tụtụ điệnđiện 1. 1. GiớiGiới thiệuthiệu 1.1. 1.1. HệHệ sốsố côngcông suấtsuất •• HệHệ thốngthống xoayxoay chiềuchiều, , phụphụ tảitải nhậnnhận điệnđiện từtừ nguồnnguồn baobao gồmgồm:: –– CôngCông suấtsuất táctác dụngdụng (kW). –– CôngCông suấtsuất phảnphản khángkháng (kVAr). (máy biến áp hoặc động cơ…, dùng để tạo ra từ trường ) dùng để tạo ra từ trường ) •• Tam Tam giácgiác côngcông suấtsuất vàvà hệhệ sốsố côngcông suấtsuất P (W)P (W) Q (Q (VArVAr)) θθ 1cos 22 ≤ + ==θ QP P S P Hệ số công suất càng lớn thì giá trị P càng gần S 1. 1. GiớiGiới thiệuthiệu 1.2. 1.2. NhuNhu cầucầu sửsử dụngdụng côngcông suấtsuất phảnphản khángkháng •• MáyMáy biếnbiến ápáp (20%(20% 25%): Do 25%): Do cuộncuộn dâydây vàvà cảmcảm khángkháng •• ĐườngĐường dâydây (5%):(5%): •• ĐộngĐộng cơcơ (60%(60% 65%):65%): •• TảiTải kháckhác •• TảiTải kháckhác 1. 1. GiớiGiới thiệuthiệu 1.3. 1.3. NhữngNhững lợilợi ịchịch do do tăngtăng hệhệ sốsố côngcông suấtsuất •• CôngCông suấtsuất phátphát, , giảmgiảm sứcsức épép phátphát côngcông suấtsuất phảnphản khángkháng củacủa hệhệ thốngthống:: θ ⋅ ⋅ = cos rper VIP •• GiảmGiảm tổntổn thấtthất côngcông suấtsuất vàvà tổntổn thấtthất điệnđiện năngnăng ((đườngđường dâydây vàvà máymáy biếnbiến ápáp):): R P P ⋅ = ∆ 2 R V P P r ⋅ θ = ∆ 22 cos •• CảiCải thiệnthiện tổntổn thấtthất điệnđiện ápáp vàvà tăngtăng doanhdoanh thuthu r V XRP V )tan( θ + =∆ •• GiảmGiảm giágiá phátphát côngcông suấtsuất: : GiảmGiảm nhunhu cầucầu sửsử dụngdụng hệhệ sốsố •• LàmLàm giảmgiảm chi chi phíphí đầuđầu tưtư 2 ~ VP Lighting 1. 1. GiớiGiới thiệuthiệu 1.3. 1.3. NhữngNhững lợilợi ịchịch do do tăngtăng hệhệ sốsố côngcông suấtsuất •• TăngTăng khảkhả năngnăng truyềntruyền tảitải côngcông suấtsuất táctác dụngdụng củacủa đườngđường dâydây:: U QP I cp . 3 22 + = hay hay làlà 2 3 QIUP cp −= U . 3 •• NângNâng caocao hệhệ sốsố côngcông suấtsuất đượcđược thựcthực hiệnhiện bằngbằng cáchcách bùbù côngcông suấtsuất phảnphản khángkháng 1. 1. GiớiGiới thiệuthiệu 1.4. 1.4. CácCác địnhđịnh nghĩanghĩa vềvề hệhệ sốsố côngcông suấtsuất •• HệHệ sốsố côngcông suấtsuất tứctức thờithời ( ):( ): IU P S P .3 cos == ϕ 1 cos t ϕ •• HệHệ sốsố côngcông suấtsuất trungtrung bìnhbình( ): ( ): giágiá trịtrị trungtrung bìnhbình củacủa hệhệ sốsố côngcông suấtsuất tứctức thờithời tb ϕ cos củacủa hệhệ sốsố côngcông suấtsuất tứctức thờithời •• HệHệ sốsố côngcông cuấtcuất tựtự nhiênnhiên ( ): ( ): làlà hệhệ sốsố côngcông suấtsuất trungtrung bìnhbình trongtrong thờithời giangian 1 1 nămnăm tn ϕ cos 2. 2. CácCác biệnbiện pháppháp nângnâng caocao hệhệ sốsố côngcông suấtsuất 2.1. 2.1. NângNâng caocao hệhệ sốsố côngcông suấtsuất tựtự nhiênnhiên •• ThayThay đổiđổi vàvà cảicải tiếntiến qui qui trìnhtrình côngcông nghệnghệ củacủa thiếtthiết bịbị điệnđiện saosao chocho hợphợp lýlý nhấtnhất •• HạnHạn chếchế độngđộng cơcơ chạychạy khôngkhông tảitải theotheo haihai cáchcách:: •• HợpHợp lýlý hóahóa cáccác thaothao táctác đểđể cáccác máymáy côngcông táctác cócó thờithời giangian mangmang tảitải tốitối đađa •• ĐặtĐặt thiếtthiết bịbị hạnhạn chếchế thờithời giangian khôngkhông tảitải •• ThayThay độngđộng cơcơ khôngkhông đồngđồng bộbộ làmlàm việcviệc non non tảitải bằngbằng độngđộng cơcơ cócó côngcông suấtsuất nhỏnhỏ •• DùngDùng độngđộng cơcơ đồngđồng bộbộ thaythay thếthế chocho độngđộng cơcơ khôngkhông đồngđồng bộbộ ((máymáy nénnén khíkhí, , quạtquạt thôngthông giógió, , bơmbơm).). •• NângNâng caocao chấtchất lượnglượng sửasửa chữachữa độngđộng cơcơ •• ThayThay máymáy biếnbiến ápáp làmlàm việcviệc non non tảitải bằngbằng máymáy biếnbiến ápáp cócó côngcông suấtsuất nhỏnhỏ hơnhơn 2. 2. CácCác biệnbiện pháppháp nângnâng caocao hệhệ sốsố côngcông suấtsuất 2.2. 2.2. NângNâng caocao bằngbằng bùbù côngcông suấtsuất phảnphản khángkháng •• XácXác địnhđịnh dung dung lượnglượng bùbù côngcông suấtsuất phảnphản khángkháng PSPS TảiTải PP Q’= Q Q’= Q QQ cc PP VArVAr QQ cc θθ'' QQ cc Q’Q’ PP θθ S’S’ SS )'tan(tan' θ − θ = − = PQQQ c θ: Góc ứng với hệ số công suất tự nhiên θ': Góc ứng với hệ số công suất yêu cầu sau khi bù •• TụTụ điệnđiện tĩnhtĩnh :: ++ TổnTổn thấtthất côngcông suấtsuất vàvà điệnđiện năngnăng trêntrên thiếtthiết bịbị bùbù thấpthấp ++ DễDễ tháotháo lắplắp ++ HiệuHiệu suấtsuất sửsử dụngdụng caocao vìvì cócó thểthể dùngdùng nhiềunhiều tụtụ cócó điệnđiện dung dung nhỏnhỏ ghépghép lạilại vàvà điềuđiều chỉnhchỉnh sốsố lượnglượng tụtụ bùbù 2. 2. CácCác biệnbiện pháppháp nângnâng caocao hệhệ sốsố côngcông suấtsuất 2.2. 2.2. CácCác loạiloại thiếtthiết bịbị bùbù nhỏnhỏ ghépghép lạilại vàvà điềuđiều chỉnhchỉnh sốsố lượnglượng tụtụ bùbù ++ VốnVốn đầuđầu tưtư thấpthấp –– NhạyNhạy vớivới giaogiao độngđộng điệnđiện ápáp vìvì dung dung lượnglượng bùbù tỷtỷ lệlệ vớivới bìnhbình phươngphương điệnđiện ápáp. . –– KếtKết cấucấu kémkém chắcchắc chắnchắn. . KhiKhi quáquá ápáp trêntrên 10% 10% tụtụ cócó thểthể nổnổ, , cháycháy –– KhiKhi đóngđóng tụtụ cócó dòngdòng điệnđiện xungxung kíchkích, , khikhi cắtcắt cócó tồntồn tạotạo điệnđiện ápáp dưdư ⇒⇒ TụTụ bùbù tĩnhtĩnh dùngdùng trongtrong cáccác lướilưới điệnđiện ápáp địnhđịnh mứcmức đếnđến 35kV, 35kV, vớivới dung dung lượnglượng bùbù thấpthấp ((QbQb<5000kVAr)<5000kVAr) [...]... cao h s công su t 2.2 Các lo i thi t b bù • Máy bù ng b : + + – Có th ch y ư c hai ch (thu và phát công su t ph n kháng i u ch nh ư c i n áp u c c máy bù bù Không ph thu c i n áp lư i i Qu n lý và v n hành khó khăn (do có ph n quay) – L p ráp, b o dư ng và s a ch a ph c t p ráp, p – V n + u tư l n n ⇒ Dùng cho ph t i công su t l n và bù t p trung t i các nút ph t i l n n 3 Phân ph i dung lư ng bù 3.1... t b bù Thi t b bù thư ng ư c t g n v i ph t i c n bù, có bù, 2 quan i m t: t: – t t p trung: Thư ng t i các tr m bi n áp Ưu trung: áp i m: d v n hành và t m: ng hóa, t n d ng h t hóa, công su t – t phân tán: T i tán: các t phân ph i, t i, ng l c ho c t i t ng ph t i i 3 Phân ph i dung lư ng bù 3.3 Bài toán phân ph i dung lư ng • Hai trư ng h p phân ph i dung lư ng bù trong m ng i n xí nghi p công. .. t ơn v dung lư ng bù phía cao áp và h áp ($/kVAr) RL: i n tr ư ng dây; RT: i n tr tr m LsF: H s t n hao; T=8760h/yr; cE: Giá m t ơn v i n($/kWh) Q: Công su t ph n kháng trư c bù (kVAr); V: i n áp h th ng (kV) dZ =0 dQCL QCL ⇒ (ICCL − ICCH ) ⋅ K ⋅V 2 =Q− 2 ⋅ RT ⋅ ( LsF ⋅ T ) ⋅ cE QCH = ∆QC − QCL 3 Phân ph i dung lư ng bù 3.3 Bài toán phân ph i dung lư ng • Phân ph i dung lư ng bù trong m ng hình tia... n nh nh i u ch nh theo dòng i n ph t i i u ch nh theo hư ng c a công su t ph n kháng • V n hành t • • i v i lư i i n cao áp t i n ư c t trong phòng riêng riêng i v i lư i i n h áp, t ư c l p trong t t bù, có th áp, bù, t c nh các t phân ph i i n n Lưu ý ch ng cháy n t i n khi v n hành (do quá i n áp t lên t ) ho c phát nóng do t n th t công su t tác d ng c a b n thân tr • i n: n: Tài li u tham kh o... 210) × 0.008 = 173kVAr 0.012 4 Ch n t • • Theo chu n: IEEE Std 18-2002 n: 18Dung lư ng bù: 50-500kVAr bù: 50- 1 QC C= ⋅ 2 2πf Vr • i n V r: i n áp QC: Dung lư ng 1 ơn v bù Sơ n i dây: dây: – Trung áp : T m t pha n i d ng tam giác giác – H áp: Dùng t ba pha áp: pha 4 Ch n t • • • • • i n i u ch nh dung lư ng bù: bù: i u ch nh theo i n áp: phương pháp này v a nâng cao ư c h sô, áp: sô, v a n nh ư c... ph i dung lư ng bù 3.3 Bài toán phân ph i dung lư ng • Phân b dung lư ng bù trong m ng liên thông (tr c chính) chính) Q(n-1)n: CSPK ch y t nút n-1 n nút n QC(n-1)n: T ng CSPK bù c n phân ph i t i nút n QCn = Qn Reqn: (Q − ( n −1) n n-1 n Q(n-1)n (nQC(n-1)n C(n- − QC ( n −1) n ).Reqn rn i n tr tương ương c a ph n m ch gi a nút n và các ph t i phía sau rn Qn QCn VD 2 T ng dung lư ng bù là 250kVAr Thông... dung lư ng • Hai trư ng h p phân ph i dung lư ng bù trong m ng i n xí nghi p công nghi p: p: • • • Tính dung lư ng bù t phía cao áp và h áp c a máy bi n áp Phân ph i dung lư ng bù trong m ng i n hình tia và liên thông Gi thi t: t: – – Q nh hư ng c a Qc n h s t i nh , b qua T ng dung lư ng bù không i i ∆QC = QCH + QCL = const • S Hàm chi phí: phí: Z = Z1 + Z 2 ⇒ Min QCL QCH S Q - ∆QC Q - QCL RT RL QCH... QCk = n 1 Ch n ∑ (Qk − QCk ) = λ ⋅ ∑ k =1 k =1 rk λ rk (1) k =1,n ⇒ λ = (Q − ∆QC )Req (2) Thay (2) vào (1) ta có: QCk = Qk (Q − ∆QC ) ⋅ R − rk eq k =1,n  1 Trong ó Req =  ∑   r   k =1 k  n −1 VD 1 M ng hình tia b n nhánh, t ng dung lư ng bù cho m ng là 1200kVAr Thông s r1 = 0.1Ω; Q1 r2 = 0.05Ω ; Q2 r3 = 0.06Ω ; Q3 r4 = 0.2Ω ; Q4 các nhánh như sau: = 400 kVAr = 400 kVAr Xác = 500 kVAr = 200 kVAr . Q CC 2211 QQ rr Ω = = 0 08. 0// 322 rrR eq Ω = + = 00 48 . 0 ) //( r R r R rr 22 QQ 11 QQ CC11 QQ 22 QQ C2C2 QQ C3C3 rr 11 Ω = + = 00 48 . 0 ) //( 12211 r R r R eqeq 1 1 11 ).( r RQQ QQ eqC C − −= kVAr40 0 08. 0 00 48. 0)250350( 100 = × − −= kVArQQQ CCC 21040250 112 = − = − = kVAr r RQQ QQ eqC C 173 012.0 0 08. 0)210250( 200 ).( 2 21212 22 = ×− −= − −= kVArQQQ CCC 37 2123 = − = ••. Q 3 =300 kVAr r 1 = 0.0 08 Ω; Q 1 = 100 kVAr Giải : Q = Q 1 + Q 12 = 350 kVAr rr 1212 rr 33 rr QQ 33 QQ 1212 ; ; QQ b12b12 Q; QQ; Q CC 2211 QQ rr Ω = = 0 08. 0// 322 rrR eq Ω = + = 00 48 . 0 ) //( r R r R rr 22 QQ 11 QQ CC11 QQ 22 QQ C2C2 QQ C3C3 rr 11 Ω = + = 00 48 . 0 ) //( 12211 r R r R eqeq 1 1 11 ).( r RQQ QQ eqC C − −= kVAr40 0 08. 0 00 48. 0)250350( 100. = × − −= kVArQQQ CCC 21040250 112 = − = − = kVAr r RQQ QQ eqC C 173 012.0 0 08. 0)210250( 200 ).( 2 21212 22 = ×− −= − −= kVArQQQ CCC 37 2123 = − = •• Theo Theo chuẩnchuẩn: IEEE Std. 18: IEEE Std. 18 20022002 •• Dung Dung lượnglượng bùbù: 50: 50 500kVAr500kVAr 4. 4. ChọnChọn tụtụ điệnđiện 2 2 1 r C V Q f C