Đang tải... (xem toàn văn)
Phần lớn hộ công nghiệp trong quá trình làm việc, tiêu thụ từ mạng điện cả công suất tác dụng P lẫn công suất phản kháng Q. Các nguồn tiêu thụ công suất phản kháng là: động cơ điện không đồng bộ (60÷65%), máy biến áp (20÷25%), đường dây trên không, cuộn kháng điện và các thiết bị khác (10%). Sự tiêu thụ công suất phản kháng đó được phản ánh qua hệ số cos. Hệ số này biến thiên từ 0÷1.
Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT Tụ bù & Bộ điều khiển bù công suất phản kháng Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.1 KHÁI NIỆM CHUNG 11.2 CÁC TÍNH CHẤT CỦA HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.3 Ý NGHĨA VÀ LỢI ÍCH CỦA VIỆC NÂNG CAO COSφ 11.4 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO COSφ 11.5 CÁC THIẾT BỊ BÙ 11.6 PHÂN PHỐI DUNG LƯỢNG BÙ 11.7 ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.1 KHÁI NIỆM CHUNG 11.1.1 Định nghĩa Phần lớn hộ công nghiệp trình làm việc, tiêu thụ từ mạng điện công suất tác dụng P lẫn công suất phản kháng Q Các nguồn tiêu thụ công suất phản kháng là: động điện không đồng (60÷65%), máy biến áp (20÷25%), đường dây không, cuộn kháng điện thiết bị khác (10%) Sự tiêu thụ công suất phản kháng phản ánh qua hệ số cos Hệ số biến thiên từ 0÷1 Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.1 KHÁI NIỆM CHUNG 11.1.1 Định nghĩa S Q φ P P Từ tam giác công suất: cosφ = => P = S.cos S Hệ số cos lớn công suất tác dụng P lớn Vì lý hệ số cos mang tên hệ số công suất Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.1 KHÁI NIỆM CHUNG 11.1.1 Định nghĩa Người ta quan tâm để nâng cao cos đến mức có thể, nghĩa nâng co lên đến đơn vị tốt hai lý do: - Các hộ dùng điện xoay chiều cần tiêu thụ công suất phản kháng để tạo từ trường - Nâng cos lên gần xấp xỉ đơn vị (0,951) ảnh hưởng đến tính ổn định hệ thống điện Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.1 KHÁI NIỆM CHUNG 11.1.1 Định nghĩa 11.1.1.1 Hệ số công suất tức thời Hệ số công suất tức thời hệ số công suất thời điểm đó, đo nhờ dụng cụ đo cos nhờ dụng cụ đo công suất, điện áp dòng điện cosφ = P 3U.I Do phụ tải luôn biến động nên cos tức thời biến đổi theo Vì cos tức thời giá trị tính toán Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.1 KHÁI NIỆM CHUNG 11.1.1 Định nghĩa 11.1.1.2 Hệ số công suất trung bình Hệ số công suất cos trung bình cos trung bình quãng thời gian (1 ca, ngày đêm, tháng…) cosφtb = cos arctg Qtb Ptb Hệ số costb dùng để đánh giá mức độ sử dụng điện tiết kiệm hợp lý xí nghiệp Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.2 CÁC TÍNH CHẤT CỦA HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.2.1 Quan hệ tỷ lệ nghịch cos công suất phản kháng Q cos = cos(arctg ) P Với P không đổi, Q giảm cos tăng Muốn tăng cos điểm xét phải giảm lượng công suất phản kháng Q chạy qua điểm Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.2 CÁC TÍNH CHẤT CỦA HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.2.2 Tính chất cục hệ số cos Hệ số công suất điểm khác nói chung khác Khi nâng cao hệ số cos nơi nghĩa nơi khác hệ số cos cải thiện Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.2 CÁC TÍNH CHẤT CỦA HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.2.2 Tính chất cục hệ số cos Sơ đồ cung cấp điện có đặt thiết bị bù để cải thiện hệ số cos 10 Bù nhóm Bù nhóm bù tủ phân phối điện Bù nhóm sử dụng mạng điện lớn chế độ tiêu thụ theo thời gian tủ phân phối điện thay đổi khác Bù nhóm có ưu điểm: giảm tiền phạt hệ số cosφ thấp, tăng khả mang tải máy biến áp, tăng khả mang tải cáp nối từ trạm biến áp đến tủ phân phối, giảm tổn thất công suất máy biến áp tuyến cáp Nhược điểm bù nhóm: không giảm dòng điện phản kháng tiếp tục vào dây dẫn xuất phát từ tủ phân phối đến thiết bị 52 Bù nhóm Q P Sơ đồ Bù nhóm 53 Bù riêng lẻ Bù riêng lẻ mắc tụ trực tiếp vào đầu dây nối thiết bị dùng điện có tính cảm (chủ yếu động cơ) Bù riêng lẻ xét đến công suất động đáng kể so với công suất mạng điện Ưu điểm bù riêng lẻ dòng điện phản kháng có giá trị lớn không tồn mạng điện 54 Bù riêng lẻ Q P Sơ đồ bù riêng lẻ 55 Bù riêng lẻ Khi bù đầu cực động cần ý đến điểm: ▪ Không bù đầu cực động đặc biệt động thường xuyên đảo chiều quay, động bước… ▪ Để tránh tượng áp tự kích thích, dung lượng bù đầu cực động không vượt giá trị Qbmax Qbmax = 0,9 3I0.Un Với: I0 dòng không tải động cơ; Un đện áp dây động 56 Bù riêng lẻ Do đó, tụ bù thường lắp sau thiết bị đóng/cắt, điều khiển động Để đảm bảo hiệu bảo vệ thiết bị cần điều chỉnh dòng bảo vệ tải theo biểu thức: Is = t cosφ It cosφs Với: Is , It dòng qua thiết bị bảo vệ trước sau bù; cosφt , cosφs cosφ trước sau bù 57 Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.7 ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ 11.7.1 Bù Khi dung lượng bù nhỏ hay công suất phản kháng phụ tải biến động theo thời gian thường sử dụng giải pháp bù Trường hợp này, tụ bù đóng thường trực vào mạng điện 58 Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.7 ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ 11.7.2 Bù ứng động Khi công suất phản kháng phụ tải biến động nhiều theo thời gian hay dung lượng bù lớn sử dụng giải pháp bù ứng động Trường hợp này, dung lượng bù điều chỉnh cho phù hợp với tải phản kháng để đạt đuợc giá trị cosφ mong muốn thời khoảng Việc điều chỉnh dung lượng bù thường thực với trợ giúp cảm biến (hay rơle), điều khiển lập trình phận chấp hành 59 Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.7 ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ 11.7.2 Bù ứng động Tủ tự động bù công suất phản kháng 60 Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.7 ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ 11.7.2 Bù ứng động Hệ thống điều khiển bù tự động 61 Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.7 ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ 11.7.2 Bù ứng động ▪ Điều chỉnh dung lượng bù theo nguyên tắc thời gian Phương pháp thực đồ thị phụ tải hàng ngày Q(t) biến đổi theo quy luật định người vận hành nắm vững đồ thị Dựa vào biến đổi phụ tải phản kháng ngày đêm mà người vận hành định chế độ đóng thêm cắt bớt tụ điện theo thời khoảng định trước 62 Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.7 ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ 11.7.2 Bù ứng động ▪ Điều chỉnh dung lượng bù theo nguyên tắc điện áp Căn vào giá trị điện áp nút khảo sát để tin hành điều chỉnh dung lượng bù với phần tử đo lường rơle đện áp Nếu điện áp nút khảo sát giảm thấp tức mạng thiếu công suất phản kháng, cần đóng thêm tụ điện để làm việc Ngược lại, điện áp vượt giá trị điện áp định mức cần phải ngắt bớt tụ điện mạng thừa công suất phản kháng Phương pháp vừa giải nhu cầu bù cng suất phản kháng, nâng cao hệ số cosφ vừa có tác dụng ổn định điện áp nên dùng phổ biến 63 Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.7 ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ 11.7.2 Bù ứng động Sơ đồ điều chỉnh dung lượng bù theo nguyên tắc điện áp 64 Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.7 ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ 11.7.2 Bù ứng động ▪ Điều chỉnh dung lượng bù theo nguyên tắc dòng điện Nguyên tắc dòng điện dùng phụ tải thường biến đổi đột ngột Khi dòng điện phụ tải tăng đóng thêm tụ vào làm việc, ngược lại dòng điện phụ tải giảm cắt bớt tụ điện 65 Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11.7 ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ 11.7.2 Bù ứng động ▪ Điều chỉnh dung lượng bù theo nguyên tắc công suất phản kháng Nguyên tắc thường sử dụng trường hợp trạm biến áp cuối đường dây xa nguồn Khi phụ tải cần công suất phản kháng nguồn đóng thêm tụ điện vào làm việc, ngược lại phải cắt bớt tụ điện 66 ... thiện Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11. 2 CÁC TÍNH CHẤT CỦA HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11. 2.2 Tính chất cục hệ số cos Sơ đồ cung cấp điện có đặt thiết bị bù để cải thiện hệ số cos 10 Chương 11: NÂNG... Giảm giá tiền điện Giá tiền điện tính theo giá trị cosφ Cosφ cao giá tiền điện thấp ngược lại Thường lấy cosφ = 0,9 làm sở đề sách giá tiền điện 20 Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11. 4 CÁC BIỆN.. .Chương 11: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11. 1 KHÁI NIỆM CHUNG 11. 2 CÁC TÍNH CHẤT CỦA HỆ SỐ CÔNG SUẤT 11. 3 Ý NGHĨA VÀ LỢI ÍCH CỦA VIỆC NÂNG CAO COSφ 11. 4 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO COSφ 11. 5 CÁC