Tài liệu Tủ Tụ Bù Điện

Tủ Tụ Bù Điện I Thuyết Minh: Trong lưới điện tồn loại công suất : - Công suất hữu dụng P (kW) công suất sinh công có ích phụ tải - Công suất phản kháng Q (kVAr) công suất vô ích, gây tính cảm ứng loại phụ tải : động điện, máy biến áp, biến đổi điện áp… Để đánh giá ảnh hưởng CSPK hệ thống người ta sử dụng hệ số công suất cos, : =arctg P/Q a CSPK Q không sinh công lại gây ảnh hưởng xấu kinh tế kỹ thuật: - Về kinh tế : phải trả tiền cho lượng CSPK tiêu thụ - Về kỹ thuật : CSPK gây sụt áp đường dây tổn thất công suất đường truyền Vì vậy, ta cần có biện pháp bù CSPK Q để hạn chế ảnh hưởng Cũng tức ta nâng cao hệ số cos b Lợi Ích Khi nâng cao hệ số công suất cosφ:    Giảm tổn thất công suất phần tử hệ thống cung cấp điện ( máy biến áp, đường dây …) Giảm tổn thất điện áp đường truyền tải Tăng khả truyền tải điện đường dây máy biến áp II Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos : Phương pháp nâng cao hệ số cos tự nhiên: _ Nâng cao cosφ tự nhiên có nghĩa tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng CSPK mà chúng cần có nguồn cung cấp      Thay đổi cải tiến trình công nghệ để thiết bị điện làm việc chế độ hợp lý Thay động làm việc non tải động có công suất nhỏ Hạn chế động chạy không tải Ở nơi công nghệ cho phép dùng động đồng thay cho động không đồng Thay biến áp làm việc non tải máy biến áp có dung lượng nhỏ Phương pháp nâng cao hệ số cos nhân tạo: _ Phương pháp thực cách đặt thiết bị bù CSPK ởcác hộ tiêu thụ điện Các thiết bị bù CSPK bao gồm : a Máy bù đồng : động đồng làm việc chế độ không tải * Ưu điểm : máy bù đồng vừa có khả sản xuất CSPK, đồng thời có khả tiêu thụ CSPK mạng điện * Nhược điểm : máy bù đồng có phần quay nên lắp ráp, bảo dưỡng vận hành phức tạp máy bù đồng thường để bù tập trung với dung lượng lớn b.Tụ bù điện : làm cho dòng điện sớm pha so với điện áp đó, sinh CSPK cung cấp cho mạng điện * Ưu điểm :    Công suất bé, phần quay nên dễ bảo dưỡng vận hành Có thể thay đổi dung lượng tụ theo phát triển tải Giá thành thấp so với máy bù đồng * Nhược điểm :    Nhạy cảm với biến động điện áp chắn, đặc biệt dễ bị phá hỏng ngắn mạch điện áp vượt định mức Tuổi thọ tụ có giới hạn, bị hư sau nhiều năm làm việc Khi đóng tụ vào mạng điện có dòng điện xung, lúc cắt tụ điện khỏi mạng cực tụ điện áp dư gây nguy hiểm cho nhân viên vận hành sử dụng tụ điện hộ tiêu thụ CSPK vừa nhỏ (dưới 5000 kVAr) III Tụ bù hệ thống cung cấp điện: Cấu tạo cách thức lắp đặt tụ bù : a Điện trở phóng điện :      Các tụ điện thường lắp sẵn điện trở phóng điện để dập điện tích dư bên Điện trở phóng điện tụ thường đấu song song với tụ Khi cắt điện tụ, điện tích dư phóng điện qua điện trở song song Gây tổn thất điện tụ điện Phải lựa chọn điện trở phóng điện phù hợp để vừa phát huy tác dụng giải phóng điện tích thừa hạn chế tổn hao công suất Thông thường lựa chọn trở phóng điện theo nguyên tắc 1W / 1kVAR b Cách đấu nối tụ bù    Các tụ điện cao thường chế tạo pha, đấu vào lưới phải đấu tụ theo sơ đồ tam giác Các tụ điện hạ thường chế tạo kiểu pha đấu sẵn theo sơ đồ tam giác chịu điện áp dây Các tụ bù CSPK đấu nối vào mạng điện theo sơ đồ hình tam giác Vì : Q = Ud2  C = (3 Uf)2  C = QY Vị trí đặt tụ bù mạng điện phân phối:     Đặt tù bù phía cao áp Đặt tụ bù hạ áp TBA Đặt tụ bù tủ động lực Đặt tụ bù cực động Các phương thức bù CSPK tụ bù : Có hai phương thức bù tụ : a Bù tĩnh ( bù nền) : bố trí bù gồm nhiều tụ tạo nên lượng bù không đổi việc điều khiển thực bằng:    Bằng tay: dùng CB LBS ( load – break switch ) Bán tự động: dùng contactor Mắc trực tiếp vào tải đóng điện cho mạch bù đồng thời đóng tải + Ưu điểm : đơn giản giá thành không cao + Nhược điểm : tải dao động có khả dẫn đến việc bù thừa.Việc nguy hiểm hệ thống sử dụng máy phát > Vì vậy, phương pháp áp dụng tải thay đổi b Bù động ( sử dụng tụ bù tự động) : sử dụng tụ bù tự động, có khả thay đổi dung lượng tụ bù để đảm bảo hệ số công suất đạt giá trị mong muốn + Ưu điểm : không gây tượng bù thừa đảm bảo hệ số công suất mong muốn + Nhược điểm : chi phí lớn so với bù tĩnh > Vì vậy, phương pháp áp dụng vị trí mà công suất tác dụng công suất phản kháng thay đổi phạm vi rộng Tính toán Công Suất Phản Kháng chọn Tủ Tụ Bù: a Phương Pháp Tính Đơn Giản: (để chọn tụ bù cho tải ta cần biết công suất(P) hệ số công suất (Cos φ) tải đó): Giả sử ta có công suất tải P Hệ số công suất tải Cos φ1 → tg φ1 ( trước bù ) Hệ số công suất sau bù Cos φ2 → tg φ2 Công suất phản kháng cần bù Qb = P (tgφ1 – tgφ2 ) Từ công suất cần bù ta chọn tụ bù cho phù hợp bảng catalog nhà cung cấp tụ bù b Phương Pháp Bù Tối Ưu Dựa Vào Điều Kiện Không Đóng Tiền Phạt: - Xét hoá đơn tiền điện liên quan đến dung lượng kVArh tiêu thụ ghi nhận số kVArh phải trả tiền sau đó, chọn hoá đơn tiền giá kVArh cao phải trả (không xét đến trường hợp ngoại lệ) Ví dụ: 15965 kVArh tháng giêng Tính tổng thời gian hoạt động tháng đó, ví dụ : 220h số xét để tính mà hệ thống điện chịu tải lớn tải đạt giá trị đỉnh cao thời gian kể việc tiêu thụ công suất phản kháng miễn phí - Giá trị công suất cần bù: [kVAr] = = Qbù kVAr : số kVAr phải trả tiền T : số hoạt động - Dung lượng bù thường chọn cao giá trị tính toán chút - Một số hãng cung cấp qui tắc thước loga thiết kế đặt biệt cho việc tính toán theo khung giá riêng Công cụ liệu kèm theo giúp ta chọn lựa thiết bị bù sơ đồ điều khiển thích hợp, đồng thời ràng buộc sóng hài điện áp hệ thống điện sóng hài đòi hỏi sử dụng định mức tụ dư ( liên quan đến giải nhiệt, định mức áp dòng điện ) cuộn kháng mạch để lọc sóng hài IV Tủ tụ bù tự động (PFR) : Nguyên lý làm việc tụ bù tự động - Tủ tụ bù tự động gồm thành phần sau :    Bộ điều khiển (PFR) Các tụ bù nối với tải thông qua atomat tiếp điểm contactor Cảm biến dòng điện CT - Nguyên lý hoạt động PFR dựa theo sơ đồ :   Tín hiệu dòng điện đo thông qua biến dòng CT tín hiệu điện áp chuyển điều khiển PFR Sau đó, vi điều khiển điều khiển PFR tính toán sai lệch dòng điện điện áp > tính hệ số công suất Do sử dụng phương pháp số nên đo xác hệ số công suất có sóng hài  Bộ điều khiển thiết kế tối ưu hóa việc điều khiển bù công suất phản kháng Công suất bù tính cách đo liên tục công suất phản kháng hệ thống sau bù cách đóng ngắt tụ Giới thiệu tụ bù tự động Mikro : Trên thị trường có nhiều loại tụ bù tự động Shizuki, Epcos, Toyo, Mikro … Nhưng sử dụng nhiều tổng trạm Mikro a Mikro có chương trình hoạt động sau : + Chế độ manual (n-A) : Khi chương trình chọn, cấp tụ điều khiển tay cách nhấn phím “UP” hay “DOWN” Các bước tụ đóng luân chuyển dựa nguyên tắc đóng trước – ngắt trước (first in – first out) + Chế độ rotational (rot) : chế độ tự động đóng ngắt cấp tụ theo hệ số công suất đặt, cài đặt độ nhạy thời gian đóng lặp lại đặt trước Các bước tụ đóng luân chuyển dựa nguyên tắc đóng trước – ngắt trước (first in – first out) + Chế độ automatic (aut) : chế độ nhằm tối ưu hóa trình tự đóng cắt cấp tụ điện  Chế độ sử dụng trình tự đóng ngắt thông minh Trình tự đóng ngắt không cố định, chương trình tự động lựa chọn cấp đóng thích hợp để  đóng hay ngắt để có thời gian tác động ngắn với số cấp nhỏ Để cho tuổi thọ khởi động từ tụ chương trình tự động chọn bước tụ sử dụng để đóng ngắt trường hợp có hai bước tụ giống Với chế độ này, PFR tự động phát cực tính CT đóng nguồn Một cực tính CT xác định, phát thấy có phát công suất trở lại tất bước tụ nhả + Chế độ four – quarant (Fqr) : chế độ aut cho phép hoạt động chế độ thu phát CSPK b Các tham số quan trọng PFR : + Hệ số công suất đặt (Set cosφ) : thường nằm khoảng 0,92 – 0,95 + Độ nhạy : Thông số thiết lập tốc độ đóng cắt Độ nhạy lớn tốc độ đóng chậm ngược lại độ nhạy nhỏ tốc độ cắt nhanh Độ nhạy hiệu ứng cho thời gian đóng cắt tụ Độ nhạy = 60s/ bước + Thời gian đóng lặp lại : Đây khoảng thời gian an toàn để ngăn chặn việc đóng lại tụ cấp tụ chưa xả điện hoàn toàn Thông số thường đặt lớn thời gian xả tụ lớn sử dụng + Cấp định mức : bước tụ nhỏ sử dụng + Độ méo dạng tổng sóng hài : Bộ PFR đo TDH tổng tải phải lớn 10% tổng tải định mức Giá trị tham số quan trọng tụ bù PFR thống kê bảng sau : c Thủ tục cài đặt thông số điều khiển :      Bước 1: chọn mục cần cài đặt việc ấn phím “MODE/SCROLL” Đèn tương ứng với mục sáng lên Để cài đặt cho mục “Rate step”, cổng chọn nhờ phím “UP” hay “DOWN”, cổng chọn đèn cổng sáng lên Bước : nhấn phím “PROGRAM”, đèn mục chọn sáng nhấp nháy hệ thống chế độ cài đặt Bước 3: sử dụng phím “UP” hay “DOWN” để thay đổi giá trị Bước 4: Để lưu giá trị vừa cài đặt, nhấn phím “PROGRAM” lần nữa, đèn hết nhấp nháy thông số vừa cài đặt lưu Để không lưu giá trị vừa cài đặt, nhấn phím “MODE/SCROLL” d Các cảnh báo thường gặp : Tham khảo hướng dẫn sử dụng điều khiển tụ bù MIKRO V Những ảnh hưởng không tốt tụ bù tới hệ thống điện Hiện tượng bù thừa CSPK : + Bù thừa CSPK Q > dòng điện nhanh pha so với điện áp ==> Hệ thống tải mang tính dung ==> Tổng trở thành phần dòng điện có tần số cao giảm Do đó, làm tăng ảnh hưởng thành phần sóng hài bậc cao Ảnh hưởng tụ bù tới máy phát điện : - Trong trường hợp bù chung tụ bù nằm đường cung cấp tải MPĐ Khi điện lưới, máy phát hoạt động cấp điện cho tải Tuy nhiên ban đầu phụ tải mô tơ đóng điện nên phụ tải tụ điện vài phụ tải nhỏ khác -> Phụ tải MPĐ lúc mang tính điện dung (tương tự trường hợp bù mức nói trên) -> Điện dung kết hợp với điện cảm stator MPĐ tạo nên mạch dao động LC -> Sinh dao động điện áp với tần số cộng hưởng Điều gây số ảnh hưởng nguy hiểm sau : + Điện áp stator bị dao dộng bị méo sóng Nên AVR khắc phục hoàn toàn dao động nguồn nuôi AVR nguồn bị dao động Vì vậy, dẫn đến tượng máy phát khó khởi động + Có thể gây tượng áp tụ bù Điều gây nổ tụ bù tụ phần tử nhạy cảm với điện áp - Với máy biến áp điện cảm phần lưới vô nhỏ (trừ trường hợp lưới điện vùng xa ) công suất nguồn gần vô hạn nên dao động không phát sinh không tự khuyếch đại lên VI Quản lý vận hành hệ thống tụ bù An toàn lắp đặt, vận hành sửa chữa tụ điện :    Các nhân viên vận hành, lắp đặt, bảo dưỡng tụ điện phải hiểu rõ nguy hiểm xảy vận hành bảo dưỡng sửa chữa Không vận hành thấy tụ điện có tượng bất thường Khi tiến hành kiểm tra vận hành phải đứng cách xa tụ điện 1,5m Các bước chuẩn bị trước đóng điện vào tụ điện : Trước đóng điện vào tụ điện phải kiểm tra hạng mục sau:   Kiểm tra độ chắn đầu nối dây Vệ sinh bề mặt bình tụ dàn tụ điện      Kiểm tra tủ bù đặt có chắn không nối đất chưa Kiểm tra ghép nối bình tụ với khung giá đỡ có chắn Kiểm tra rỉ dầu bình tụ Kiểm tra khoảng cách an toàn phần mang điện pha với pha với đất Đo điện dung chuỗi tụ nhiệt độ môi trường thời điểm đo Điều kiện chọn thiết bị đóng cắt cho giàn tụ:   Các thiết bị đóng cắt cho giàn tụ phải có dòng danh định lớn 135% dòng danh định giàn tụ Các thiết bị đóng cắt cho giàn tụ phải có khả đóng cắt giàn tụ điện áp hệ thống cực đại Vận hành hệ thống tụ bù : - Trong vận hành tụ bù hạ áp cần số ý:    Không đóng tụ điện trở lại lưới điện áp điện cực tụ điện lớn 50V Thời gian danh định 60s Đây điều mà bỏ điện trở phóng điện mạch tụ Khi cắt attomat tổng phải cắt tụ trước cắt nguồn Khi đóng phải đóng nguồn tổng trước đóng tụ điện Trường hợp có hay nhiều tụ phải đóng tụ - Khi vận hành tụ điện cần đảm bảo điều kiện sau:   Điều kiện nhiệt độ: Phải giữ cho nhiệt độ không khí xung quanh tụ điện không +35oC Điều kiện điện áp: Phải giữ cho điện áp cực tụ không vượt 110% Uđm Khi điện áp mạng vượt giới hạn cho phép nói phải cắt tụ khỏi mạng + Trong vận hành thấy tụ điện bị phình phải cắt tụ khỏi mạng tượng cố nguy hiểm, nổ tụ + Nếu đặt tụ bù tủ phân phối EMDB Tổng trạm chạy máy phát điện dự phòng cần cắt tụ khỏi lưới để tránh giao động điện áp mà AVR không đáp ứng dẫn đến máy phát không hoạt động  ... phóng điện :      Các tụ điện thường lắp sẵn điện trở phóng điện để dập điện tích dư bên Điện trở phóng điện tụ thường đấu song song với tụ Khi cắt điện tụ, điện tích dư phóng điện qua điện. .. giàn tụ phải có khả đóng cắt giàn tụ điện áp hệ thống cực đại Vận hành hệ thống tụ bù : - Trong vận hành tụ bù hạ áp cần số ý:    Không đóng tụ điện trở lại lưới điện áp điện cực tụ điện lớn... mạng điện theo sơ đồ hình tam giác Vì : Q = Ud2  C = (3 Uf)2  C = QY Vị trí đặt tụ bù mạng điện phân phối:     Đặt tù bù phía cao áp Đặt tụ bù hạ áp TBA Đặt tụ bù tủ động lực Đặt tụ bù