Hệ số công suất cos là một trong các chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Nâng cao hệ số công suất cos là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản suất, phân phối và sử dụng điện năng
TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY Đặt vấn đề: Vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm điện xí nghiệp cơng nghiệp có ý nghĩa lớn kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện sản suất Hệ số công suất cos tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay không Nâng cao hệ số công suất cos chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trình sản suất, phân phối sử dụng điện Phần lớn thiết bị tiêu dùng điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất biến thành nhiệt thiết bị dùng điện, cơng suất phản kháng Q cơng suất từ hố máy điện xoay chiều, khơng sinh cơng Q trình trao đổi cơng suất phản kháng máy phát hộ tiêu thụ dùng điện trình dao động Mỗi chu kỳ dòng điện, Q đổi chiều lần, giá trị trung bình Q 1/2 chu kỳ dòng điện khơng Việc tạo cơng suất phản kháng khơng đòi hỏi tiêu tốn lượng động sơ cấp quay máy phát điện Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không thiết phải lấy từ nguồn Vì để tránh truyền tải lượng Q lớn đường dây, người ta đặt gần hộ tiêu dùng điện máy sinh Q (tụ điện, máy bù đồng bộ, ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm gọi bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng góc lệch pha dòng điện điện áp mạch nhỏ đi, hệ số công suất cos mạng nâng cao, P, Q góc có quan hệ sau: P =arctg Q Khi lượng P khơng đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải đường dây giảm xuống, góc giảm, kết cos tăng lên Hệ số công suất cos nâng cao lên đưa đến hiệu sau: * Giảm tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện * Giảm tổn thất điện áp mạng điện * Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp * Tăng khả phát máy phát điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos * Nâng cao hệ số cơng suất cos tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý hố q trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải động có cơng suất hợp lý hơn, Nâng cao hệ số cơng suất cos tự nhiên có lợi đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù * Nâng cao hệ số công suất cos biện pháp bù công suất phản kháng Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu chúng 2.Chọn thiết bị bù: Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động đồng làm việc chế độ kích thích, ta lựa chọn tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy Sử dụng tụ điện có ưu điểm tiêu hao cơng suất tác dụng, khơng có phần quay máy bù đồng độ nên lắp ráp, vận hành bảo quản dễ dàng Tụ điện chế tạo thành đơn vị nhỏ, tuỳ theo phát triển phụ tải trình sản xuất mà ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao bỏ vốn đầu tư lúc Tuy nhiên, tụ điện có số nhược điểm định Trong thực tế với nhà máy xí nghiệp có cơng suất khơng thật lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số cơng suất Vị trí thiết bị bù ảnh hưởng nhiều đến hiệu bù Các tụ điện bù đặt TPPTT, cao áp, hạ áp TBAPP, tủ phân phối, tủ động lực đầu cực cácphụ tải lớn Để xác định xác vị trí dung lượng đặt thiết bị bù cần phải tính tốn so sánh kinh tế kỹ thuật cho phương án đặt bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể Song theo kinh nghiệm thực tế, trường hợp công suất dung lượng bù công suất phản kháng nhà máy, thiết bị khơng thật lớn phân bố dung lượng bù cần thiết đặt hạ áp TBAPX để giảm nhẹ vốn đâù tư thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành Xác định dung lượng bù: 3.1 Xác định dung lượng bù: Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy xác định theo công thức sau: Qbù = Pttnm (tg1 - tg2) Trong đó: Pttnm - phụ tải tác dụng tính tốn nhà máy (kW) 1 - góc ứng với hệ số cơng suất trung bình trước bù, cos1 = 0,7 2 - góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù, cos2 = 0,95 - hệ số xét tới khả nâng cấp cos biện pháp khơng đòi hỏi đặt thiết bị bù, =0,9 ÷ Với nhà máy thiết kế ta tìm dung lượng bù cần thiết: Qbù = Pttmn (tg1 - tg2) Qbù = 4947,506 (1,02- 0,33).1= 3413,779 kVAr 3.2 Phân bố dung lượng bù cho TBAPX Từ trạm phân phối trung tâm máy biến áp phân xưởng mạng hình tia gồm nhánh có sơ đồ ngun lý thay tính tốn sau: Hình : Sơ đồ thay mạng cao áp để phân bố dung lượng bù TPPTT RC1 Rc2 RB1 RB2 RC3 Rc4 RC5 RB3 RB4 Q1 Q2 Q3 Q4 Qb1 Qb2 Qb3 Qb4 Qb5 RC6 RB5 RB6 Q5 Q6 Qb6 Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh mạng hình tia: (Q Qbù ) R td R i Qbi = Qi Trong đó: Qbi - cơng suất phản kháng cần bù đặt phụ tải thứ i [kVAr] Qi - cơng suất tính tốn phản kháng ứng với phụ tải thứ i [kVAr] Q= Q= Q i 1 - phụ tải tính tốn phản kháng tổng nhà máy 6143,984 kVAr Qbù – Tổng dung lượng bù mạng Ri - điện trở nhánh thứ i [] 1 �1 1 � � � R1 R Rn � � Rtđ = Rtđ - Điện trở tương đương mạng [] Thay số vào ta có: Trạm biến áp RB () RC() Ri=RB+RC () B1 14,333 0,074 14,407 B2 10,702 0,074 10,776 B3 14,333 0,294 14,627 B4 14,333 0,093 14,426 B5 19,409 0,169 19,578 B6 38,22 0,316 38,536 1 �1 1 1 � � � R R R3 R R5 R6 � Rtđ = � 1 1 1 � � � � 14,407 10,776 14,627 14,426 19,578 38,536 � � Rtđ = Rtđ = 2,653 Xác định dung lượng bù tối ưu cho nhánh 2,653 14, 407 Qb1 =(63 +1396,5) - (6143,984 - 3413,779) 756,742 kVAr 2,653 10,776 Qb2 =1596 - (6143,984 - 3413,779) 723,837 kVAr 2,653 14,627 Qb3 = (1200+97,986) - (6143,984 - 3413,779) 602,79 kVAr 2,653 14, 426 Qb4 = (1000+315 ) - (6143,984 - 3413,779) 612,904 kVAr 2,653 19,578 Qb5 = 1064 - (6143,984 - 3413,779) 494,032kVAr 2,653 38,536 Qb6=(373,33+122,4)-(6143,984 - 3413,779) 207,77 kVAr Qb = (756,742+723,837+602,79+612,904+494,032+207,77) Qb =3413,775 kVAr Kết phân bố dung lượng bù cho nhánh ghi bảng5.4 Bảng - kết phân bố dung lượng bù nhà máy R Qtt Qb () (kVAr) (kVAr) TPPTT - B1 14,407 1459,5 756,742 TPPTT - B2 10,776 1596 TPPTT - B3 14,627 TPPTT - B4 Qtụ (kVAr) Số lượng KC2-0,38-50-3Y3 50 16 723,837 KC2-0,38-50-3Y3 50 15 1297,986 602,79 KC2-0,38-50-3Y3 50 12 14,426 1315 612,904 KC2-0,38-50-3Y3 50 13 TPPTT - B5 19,578 1064 494,032 KC2-0,38-50-3Y3 50 10 TPPTT - B6 38,536 495,730 207,77 KC2-0,38-50-3Y3 50 Tuyến cáp Loại tụ Hệ số Cosφ nhà máy sau đặt bù Tổng công suất tụ bù: Qtụbù =3550 kVAr Tổng công suất phản kháng truyền lưới cao áp nhà máy Q = Qnm - Qtụbù = 6143,984 – 3550 =2593,984 kVAr tg Q 2593,984 0,524 Pnm 4947,506 Suy Cosφ = 0,9 Như sau lắp đặt tụ bù cho lưới điện hệ số cơng suất nhà máy đạt yêu cầu Hình - Sơ đồ lắp ráp tụ bù cos cho trạm máy biến áp Tủ áptômát tổng Tủ phân phối cho PX Tủ bù cos Tủ áptômát phân đoạn Tủ bù cos Tủ phân phối cho PX Tủ áptômát tổng ... thiết bị bù gần hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu chúng 2.Chọn thiết bị bù: Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng... cơng suất phản kháng cần bù đặt phụ tải thứ i [kVAr] Qi - cơng suất tính tốn phản kháng ứng với phụ tải thứ i [kVAr] Q= Q= Q i 1 - phụ tải tính tốn phản kháng tổng nhà máy 6143,984 kVAr Qbù –... có cơng suất hợp lý hơn, Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên có lợi đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù * Nâng cao hệ số công suất cos biện pháp bù công suất phản kháng Thực