Tính toán, thiết kế bù công suất phản kháng

Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Hưng yên,ngày….tháng….năm Giáo viên GVHD: Trần Quang Phú Trang1 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I:CƠ SỎ LÝ THUYẾT A- TÌM HIỂU CHUNG VỀ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG 1.1 Khái niệm công suất phản kháng 1.2 Sự tiêu thụ công suất phản kháng 1.3 Các nguồn phát công suất phản kháng .9 B - BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO PHỤ TẢI 11 1.4.Khái niệm phân loại .11 1.4.1.Khái niệm 11 1.4.2.Phân loại 11 1.5 Mục tiêu bù phụ tải bụ tự nhiên 13 1.5.1 Các mục tiêu bù phụ tải 13 1.5.2 Bù tự nhiên cho phụ tải 14 C- HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ SỰ ĐIỀU CHỈNH 16 1.6.Đặt vấn đề 16 1.7.Hệ số công suất 17 1.7.1.Các định nghĩa hệ số công suất cos 17 1.7.2.Ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất cos 18 1.8 Điều chỉnh hệ số cos 19 1.8.1 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos 19 1.8.2 Dùng phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số cos .20 CHƯƠNG II: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .23 2.1 Sơ đồ khối 23 2.2.Sơ đồ nguyên lý hoạt động 23 2.2.1.Sơ đồ nguyên lý 23 2.2.2.Nguyên lý hoạt động 24 2.3 Lựa chọn thiết bị bù 26 2.3.1 Tụ điện 27 GVHD: Trần Quang Phú Trang2 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học 2.3.2 Máy bù đồng 27 2.3.3 Động không đồng rơto dây quấn đồng hóa 28 2.4 Tính chọn tụ bù 29 2.4.1.Dung lượng tụ điện 29 2.4.2.Dung lượng tụ tụ nối ∆, (F) 29 CHƯƠNG III: THI CÔNG LẮP RÁP TỦ BÙ CÔNG SUẤT .30 3.1 Các thiết bị sử dụng tủ 30 3.1.1.Aptomat 30 3.1.2.Tụ bù 33 3.1.3.Công tắc nhấn 34 3.1.4 Contactor 35 KẾT LUẬN 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 GVHD: Trần Quang Phú Trang3 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án mơn học LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghiệp hố đại hoá đất nước diễn mạnh mẽ nước ta,muốn thực tốt mục tiêu phải thúc đẩy phát triển số ngành cơng nghiệp mũi nhọn như: Cơ khí, Điện, Điện tử, Cơng nghệ thơng tin… Trong ngành Điện đóng vai trò quan trọng kinh tế quốc dân Nó đảm nhiệm cơng việc cung cấp điện cho hầu hết ngành lĩnh vực kinh tế quốc dân, ngồi cung cấp điện cho địa phương thúc đẩy phát triển địa phương để dẫn cân đời sống nông thôn thành thị Trong thời gian học tập chúng em giao nhiệm vụ thực đề tài : Tính tốn, thiết kế bù cơng suất phản kháng Với kiến thức trang bị q trình học tập ngồi thực tế, đồng thời với hướng dẫn tận tình thầy Trần Quang Phú chúng em hoàn thành yêu cầu đề tài Mặc dù hoàn thành song kiến thức kinh nghiệm nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót q trình thực hiện.Rất mong nhận góp ý thầy giáo để đề tài nhím chúng em hoàn thiện Cuối chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Điện –Điện tử đặc biệt thầy Trần Quang Phú tạo điều kiện giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài Hưng Yên, tháng 12 năm 2010 GVHD: Trần Quang Phú Trang4 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án mơn học A- TÌM HIỂU CHUNG VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 1.1 Khái niệm công suất phản kháng Để cho việc bù công suất đạt hiệu , trước hết cần tìm hiểu ý nghĩa vật lý đại lượng biểu diễn dạng cơng thức tốn học Giả sử dòng điện hình sin mạch biểu diễn hàm điều hòa: i(t) = I msin(ωt + φ) (1.1) Trong : Im – trị số cực đại dòng điều hòa ωt + φ - góc pha , kết hợp hai đại lượng đặc trưng tần số góc ω, góc pha đầu φ( t = 0) Với dòng chu kỳ i(t) cho tìm trị số dòng khơng đổi I tương đương nặt tiêu tán , cho lượng tiêu tán thời gian chu kỳ , nghĩa mạch đơn giản trở : A = R× I2 T = (1.2) Trị số dòng khơng đổi I tương đương mặt tiêu tán với dòng chu kỳ i(t) gọi giá trị hiệu dụng dòng chu kỳ Như viết : i(t) = Isin(ωt + φ) (1.3) Từ (1.2) ta xét mạch phần tử R, L, C Kỹ thuật điện chứng minh phản ứng nhánh nối tiếp R-L-C kích thích điều hòa chế độ xác lập : U= Usin(ωt + φ) = I.Rsin(ωt + φ) + ωLIsin(ωt + π/2) + sin(ωt - π/2) U = Ur sinωt + UL sin(ωt + π/2) + UC sin(ωt – π/2) (1.4) Công thức (1.4) nói lên quan hệ u i Xét theo quan hệ hiệu dụng U I ta có : = = =Z (1.5) Hay : Z = = (1.6) ta thấy R X đặc trưng cho hai trình lượng khác mặt chất (tiêu tán dao động) GVHD: Trần Quang Phú Trang5 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học từ đồ thị vecto (hình 1.1) ta tìm góc lệch pha u i: tgφ = = = (1.7) Hình 1.1 mạch R,L,C nối tiếp đồ thị điện áp Phân tích cơng thức(1.5),(1.6),(1.7)ta biểu diễn quan hệ Z,R,X qua tam giác vuông gọi tam giác tổng trở Hình 1.2 tam giác tơng trở Từ hình 1.2 ta có quan hệ: Z= (1.8) φ = arctg X/R R = Zcosφ (1.9) ; X = Zsinφ (1.10) Chúng ta xem xét tiêu thụ lượng xảy mạch điện có tải điện trở điện kháng Mạch điện cung cấp điện áp : GVHD: Trần Quang Phú Trang6 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án mơn học u = Um sinωt dòng điện i lệch pha với u góc φ: i = Imsin(ωt - φ) hay : i = Im(sinωt.cosφ – sinφ.cosωt) i = i’ + i’’ với : i’ = Imcosφ.sinωt i’’ = Imsinφ.cosωt i’’ = Imsinφ.sin(ωt – π/2) Như dòng điện i tổng hai thành phần : i’ – có biên độ Imcosφ pha với điện áp i’’ – có biên độ Imsinφ chậm pha với điện áp góc π/2 Cơng suất ứng với hai thành phần i’ i’’ là: P = U Imcosφ gọi công suất tác dụng Q = U Imsinφ gọi công suất phản kháng Từ (1.6) ta viết : P = U Imcosφ = Z.I(Icosφ) = Z.I2.R/Z = R.I2 (1.12) Vậy, công suất tác dụng cơng suất có hiệu lực biens lượng điện thành dạng lượng khác sinh công Q = U Isinφ = Z.I(Isinφ) = Z.I2.X/Z = X.I2 (1.13) Vậy , công suất phản kháng Q nhánh nói lên cường độ q trình dao động lượng Ta biểu diễn quan hệ P,Q hình 1.3 GVHD: Trần Quang Phú Trang7 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học Hình 1.3 quan hệ cơng suất P Q Trong mạng điện có thành phần mang tính điện kháng hay điện dung sử dụng công suất đặc biệt gọinlaf công suất phản kháng, Ngược với cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng phục hồi sau hấp thụ 1.2 Sự tiêu thụ công suất phản kháng Công suất phản kháng tiêu thụ : động không đồng bộ, máy biến áp, đường dây tải đienj nơ có từ trường u cầu sơng suất phản kháng giảm đến tối thiểu khơng thể triệt tiêu cần thiết để tạo từ trường yếu tố trung gian cần thiết q trình chuyển hóa điện Sự tiêu thụ cơng suất phản khang lưới điện phân chia cách gần sau: - Động không đồng tiêu thụ khoảng 60 đến 65% - Máy biến áp tiêu thụ khoảng 22 đến 25 % - Đường dây truyền tải phụ tải khác khỏng 10% Như ,động không đồng máy biến áp hai loại máy tiêu thụ nhiều công suất phản kháng công suất tác dụng P công suất biến thành cônh hay nhiệt máy dùng điện, cơng suất phản kháng Q cơng suất từ hóa máy điện xoay chiều , khơng sinh cơng Trong q trình trao đổi cơng suất phản kháng máy phát điện phụ tải trình dao động Như đề cập phần , chu kỳ dòng điện Q đổi chiều bốn lần ,giá trị trung bình Q ½ chu kỳ dòng điện Cho nên việc tạo công suất phản kháng cung cấp cho phụ tải không thiết phải lấy từ nguồn mà cung cấp trực tiếp cho phụ tải (tụ điện , máy bù đồng bộ) GVHD: Trần Quang Phú Trang8 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học Nhu cầu công suất phản kháng chủ yếu xí nghiệp cơng nghiêp, cosφ chúng giao động từ 0,5 đến 0,8 nghĩa kW cơng suất tác dụng chúng yêu cầu 0,75 đến 1,7 kVAr công suất phản kháng Trong xí nghiệp cơng nghiệp,các động khơng đồng tiêu thụ khoảng 65 đến 75% ,máy biến áp 15 đến 22% , phụ tải khác đến 10% tổng dung lượng công suất phản kháng yêu cầu Do muốn giảm công suất phản kháng phải ý đến động không đồng Nhu cầu công suất phản kháng hộ phụ tải sinh ra,dân dụng khơng nhiều cosφ chúng thường lớn 0,9 Nhu cầu công suất phản kháng máy biến áp công suất nhỏ 10% công suất định mức chúng,ở máy biến áp lớn 3% Còn máy biến áp siêu cao áp từ đến 10% để hạn chế dòng ngắn mạch Đặc điểm công suất phản kháng biến thiên theo thời gian công suất tác dụng 1.3 Các nguồn phát công suất phản kháng Khả phát công suất phản kháng nhà máy điện hạn chế cosφ đm máy phát từ 0,8 đến 0,85 cao Vì lý kinh tếngười ta khơng chế tạo máy phát có khả phát nhiều công suất phản kháng cho phụ tải Các máy phát đảm đương phần nhu cầu cơng suất phản kháng phụ tải, phần lại thiết bị bù đảm trách(máy bù đồng bộ,tụ điện) Trong hệ thống phải tính đến nguồn cơng suất phản kháng đường dây,nhất đường dây siêu cao áp xét lưới phân phối lưu ý dây dẫn đường dây 35KV dài đường cáp ngầm  Các ưu nhược điểm nguồn công suất phản kháng  Ưu điểm tụ điện  Chi phí tính theo Var tụ điện rẻ máy bù dồng bộ, ưu điểm bật dung lượng tăng GVHD: Trần Quang Phú Trang9 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học  Tổn thất công suất tác dụng tụ điện nhỏ, khoảng 0,05 đến 0,1 W/kVAr, máy bù đồng tương đối lớn hơn, khoảng 15 đến 32W/kVAr tùy theo công suất dịnh mức máy  Tụ điện vận hành đơn giản, độ tin cậy cao máy bù đồng  Tụ điện lắp đặt đơn giản,có thể phân nhiều cụm để lắp rải lưới phân phối, hiệu cải thiện tốt đường cong phân bố điện áp Không cần người trông nom vận hành Việc bảo dưỡng,sửa chữa đơn giản  Tụ điện có số nhược điểm so với máy bù đồng  Máy bù đồng điều chỉnh trơn tụ điện điều chỉnh theo cấp  Máy bù phát hay tiêu thụ cơng suất phản kháng,tụ điện phát công suất phản kháng  Công suất phản kháng tụ điện phát phụ thuộc vào điện áp vạn hành Thờ gian vận hành, tuổi thọ ngắn, dễ hư hỏng(khi bị ngắn mạch áp)  Các nhược điểm tụ điện ngày khắc phục  Để điều chỉnh trơn tụ điện người ta dùng bù công suất phản kháng có điều khiển SVC(Static Var Compensator)  Để phát hay nhận công suất phản kháng người ta dùng SVC gồm tổ hợp TCR TSC  Để bảo vệ áp kết hợp điều chỉnh tụ bù theo điện áp, người ta lắp đặt điều khiển để đóng cắt tụ theo điện áp  Với ưu điểm vượt trộ so với máy bù đồng bộ, ngày người ta thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng GVHD: Trần Quang Phú Trang10 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học Mạch điều khiển động Mạch điều khiển tụ Ngun lý: Khi đóng áptơmát, ban đầu dòng điện chưa qua cuộn hút K cơng tắc nhấn có tiếp điểm vị trí thường mở.Đèn đỏ nối vào tiếp điểm thường đóng contắctơ, báo đèn sángcontắctơ chưa làm việc GVHD: Trần Quang Phú Trang25 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học Khi ấn nút nhấn 1tiếp điểm thường mở chuyển sang thường đóng, dòng điện qua tiếp điểm thường đóng nút nhấn 2, qua cuộn hút.Tiếp điểm thường đóng K 21 bị ngắt cuộn hút contắctơ có dòng điện qua→ đèn đỏ ngắt.Lúc tiếp điểm thường mở K12 có dòng qua→ đèn xanh sang báo hiệu contacto làm việc Sơ đồ mạch lực: 2.3 Lựa chọn thiết bị bù Thiết bị bù chọn sở tính tốn, so sánh kinh tế kỹ thuật.Bảng trình bày loại thiết bị bù tổn thất công suất tác dụng chúng: Loại thiết bị bù kbù KW/KVAR Tụ điện Máy bù đồng S = 5000 – 30000 KVA Máy bù đồng S < 5000 KVA Động dây quấn đồng hóa Máy phát đồng dùng làm máy bù Máy phát đồng dùng làm máy bù, không thao tác động sơ cấp 0.003 – 0.005 0.002 – 0.027 0.03 – 0.05 0.02 – 0.08 0.1 – 0.15 0.15 – 0.3 2.3.1 Tụ điện Là loại thiết bị điện tĩnh, làm việc với dòng điện vượt trước điện áp, sinh cơng suất phản kháng Q cung cáp cho mạng Tụ điện nên lắp ráp bảo quản dễ dàng Tụ điện chế tạo thành đơn vị nhỏ, tùy theo phát triển GVHD: Trần Quang Phú Trang26 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án mơn học phụ tải q trình sản xuất mà chugns ta ghép dần tụ điện vào mạng, khiến hiệu suất sử dụng cao không phảo bỏ nhiều vốn đầu tư lúc Nhược điểm tụ nhạy cảm với biến động điện áp lwn cực tụ điện (Q tụ điện sinh tủ lệ với bình phương điện áp) Tụ điện cấu tạo chắn, dễ bị phá hỏng xảy ngắn mạch, điện áp tăng đến 100% U đm tụ điện drx bị chọc thủng, khơng phép vận hành Khi đóng tụ điện vào mạng mạng có dòng điện xung, cắt tụ điện khỏi mạng, cực tụ điện điện áp dư gây nguy hiểm cho nhân viên vận hành Tụ điện sử dụng rộng rãi xí nghiệp trung bình nhỏ đòi hỏi dung lượng bù khơng lớn Thông thường dung lượng bù < 5000 KVAR người ta dùng tụ điện, lớn cần phải so sánh tụ điện máy bù đồng Tụ điện sản xuất để dùng cấp điện áp – 15kV 0.4kV 2.3.2 Máy bù đồng Là động đồng làm việc chế độ không tải Do phụ tải trục nên máy bù đồng chế tạo gọn nhẹ rẻ so với động đồng công suất Ở chế độ q kích thích máy bù sản xuất cơng suất phản kháng cung cấp cho mạng, chế độ thiếu kích thích máy bù tiêu thụ cơng suất phản kháng mạng Vì ngồi cơng dụng bù cơng suất phản kháng máy bù thiết bị tốt để điều chỉnh điện áp, đặt điểm cần điều chỉnh điện áp hệ thống điện Nhược điểm máy bù la có phần quay nên lắp ráp, bảo quản vận hành khó khăn Để cho kinh tế, máy bù thường chế tạo với công suất lớn, máy bù đồng thường dùng nơi cần bù tập trung với dung lượng lớn 2.3.3 Động không đồng rôto dây quấn đồng hóa Khi cho dòng điện chiều vào roto động không đồng dây quấn, động làm việc động đồng với dòng điện vượt trước điện áp Do có khả sinh cơng suất phản kháng cho mạng Nhược điểm loại động tổn thất công suất lớn, khả tải kém, thường động phép làm việc với 75% công suất định mức Với lý động không đồng rôto GVHD: Trần Quang Phú Trang27 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học dây quấn đồng hóa gọi loại thiểt bị bù nhất, sử dụng khơng có sẵn thiết bị bù khác Ngồi thiết bị bù trên, dùng động đồng làm việc chế độ kích từ dùng máy phát điện làm việc chế độ bù để làm máy bù Ở xí nghiệp có nhiều tổ máy diesel – máy phát làm nguồn dự phòng, chưa dùng đến lấy làm máy bù đồng theo kinh nghiệm thực tế việc chuyển máy phát thành máy bù đồng khơng phiền phức lắm, biện pháp nhiều xí nghiệp ưa dùng  Từ lý thuyết nhóm chúng em định dùng tụ điện để bù nhằm nâng cao hệ số công suất cos lên 0,92 theo yêu cầu Các lợi ích việc lắp đặt tụ bù: Như phần trước phân tích, tụ điện cú nhiều ưu điểm so với máy bù đồng bộ.do ngày người ta thường dùng tụ điện để bù công suất phản kháng Nói chung tụ điện sử dụng tất điện áp,chung sử dụng hay xấp xỉ giá trị điện áp định mức lý kinh tế Nói chung lợi ích kinh tế đạt việc lắp đặt tụ điện tóm tắt sau:     Giảm công suất phát Giảm công suất tải Giảm dung lượng trạm biến áp Các lợi ích phụ hệ thống phân phối: - Giảm tổn thất điện - Giảm độ sụt áp hệ cải thiện việc điều chỉnh điện áp - Giảm công suất xuất tuyến phần tử liên quan - Trì hỗn giảm bớt chi phí tài cho việc cải thiện hay mở rộng - Thu nhập tăng lên cải thiện điện áp 2.4 Tính chọn tụ bù Tụ điện chủ yếu chọn theo điện áp định mức.Số lượng tụ điện tùy thuộc vào dung lượng bù 2.4.1.Dung lượng tụ điện Tổng công suất phản kháng cần bù cho động để nâng hệ số công suât từ cos1 = 0,76 lên cos2 = 0,92 : Qb = P(tg1 – tg2) GVHD: Trần Quang Phú Trang28 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học cos1 = 0,76 = tg = 0,855 cos2 = 0,92 = tg = 0,426 Với P = 0,37kW Qb = 0,37(0,855 – 0,426) Qb = 0,159 (kVAR) Do với động có thơng sốthì tổng công suất phản kháng cần bù Qbù = 5.Qb = 0,795(kVAR) 2.4.2.Dung lượng tụ tụ nối ∆, (F) Ta có IL = = = 0,24(A) Do IC = = = 0,139(A) Điện kháng tụ : = = = 2733,8 () Điện dung tụ là: C = 1,165 (F) Ta chọn loại F 5%  Theo sơ đồ hai tụ Q1 Q2 có dung lượng lớn gấp lần Q3 dung lượng tụ Q1 hay Q2 ta chọn loại 6- 8F  Đối với trường hợp phải bù cho phụ tải có cơng suất lớn ta đóng tụ bù pha Q4 vào lưới.Ở nhóm chúng em chọn loại tụ pha có Q = 15kVAR GVHD: Trần Quang Phú Trang29 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án mơn học CHƯƠNG III: THI CƠNG LẮP RÁP TỦ BÙ CÔNG SUẤT 3.1 Các thiết bị sử dụng tủ 3.1.1.Aptomat Aptomat (còn gọi máy ngắt khơng khí tự động hồ quang dập tắt khơng khí) khí cụ điện dùng để tự động cắt mạch điện có cố :q tải,ngắn mạch,sụt áp,cơng suất ngược v v… Trong mạch điện hạ áp có điện áp định mức đến 660V xoay chiều 330V chiều,có dòng điện định mức đến 6000A.Những áptơmát đại cắt dòng điện tới 300kA Áptơmát dùng để đóng cắt khơng thường xun mạch điện chế độ bình thường Các yêu cầu áptômát: 1- Chế độ làm việc định mức Aptomat phải chế độ làm việc dài hạn,nghĩa trị số dòng điện định mức chạy qua áptơmát lâu được.Mặt khác,mạch vòng dẫn điện áptơmát phải chịu dòng điện lớn(khi có ngắn mạch) lúc tiếp điểm đóng hay đóng 2- Aptomat phải ngắt trị số dòng điện ngắn mạch lớn,có thể đến vài chục kilơampe.Sau ngắt dòng điện ngắn mạch, áptơmát phải đảm bảo làm việc tốt trị số dòng điện định mức 3- Để nâng cao tính ổn định nhiệt điện động thiết bị điện,hạn chế phá hoại dòng điện ngắn mạch gây ra, áptơmát phải có thời gian cắt bé.Muốn thường phải kết hợp lực thao tác học với thiết bị dập tắt hồ quang bên áptơmát 4- Để giảm kích thước lắp đặt thiết bị an toàn vận hành cần phải hạn chế vùng cháy hồ quang.Muốn vậy,thường phải kết hợp lực thao tác học với thiết bị dập hồ quang bên Aptomat 5- Để thực yêu cầu thao tác bảo vệ có chọn lọc, áptơmát cần phải có khả điều trị số dòng điện tác động thời gian tác động Phân loại cấu tạo áptômát GVHD: Trần Quang Phú Trang30 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học  Phân loại - Theo kết cấu người ta chia áptômát làm ba loại:một cực,hai cực, ba cực - Theo thời gian thao tác, người ta chia áptômát loại tác động không tức thời loại tác động tức thời(nhanh) Tùy theo công dụng bảo vệ,người ta chia áptômát loại áptômát cực đại theo dòng điện, áptơmát cực tiểu thao dòng điện, áptơmát cực tiểu theo điện áp, áptơmát dòng điện ngược v.v… Trong vài trường hợp có yêu cầu bảo vệ tổng hợp(cực đại theo dòng điện cực tiểu theo điện áp), người ta có loại áptơmát vạn -  Cấu tạo: Aptomat gồm phận chính:Hệ thống tiếp điểm,hệ thống dập hồ quang,cơ cấu truyền động đóng cắt áptơmát phần tử bảo vệ Hệ thống tiếp điểm Hệ thống tiếp điểm gồm tiếp điểm tĩnh tiếp điểm động.Yêu cầu tiếp điểm trạng thái đóng,điện trở tiếp xúc phải nhỏ để giảm tổn hao tiếp xúc Khi ngắt,dòng điện lớn,các tiếp điểm phải có đủ độ bền nhiệt,độ bền điện động để không bị hư hỏng dong điện ngắt gây nên Aptomat thường chế tạo có hai cấp tiếp điểm (chính hồ quang) ,hoặc ba cấp tiếp điểm ( chính, phụ, hồ quang ) Khi dóng mạch,tiếp điểm hồ quang đóng trước,tiếp theo tiếp điểm phụ , sau tiếp điểm Khi cắt mạch ngược lại, tiếp điểm mở trước, sau đến tiếp điểm phụ, cuối tiếp điểm hồ quang Như hồ quang nháy tiếp điểm hồ quang,do bảo vệ tiêp điểm để dẫn điện.Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hại tiếp điểm Tiếp điểm Aptomat thường làm hợp kim gốm chịu hồ quang như:Ag-W; Cu-W; Ni v.v… Thông số kỹ thuật ,tính tốn lựa chọn  Các thơng số kỹ thuật Aptomat GVHD: Trần Quang Phú Trang31 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án mơn học Kiểu áptơmát ( ký hiệu)  Dòng điện đinh mức (A) Điện áp đinh mức (A) Tần số (Hz) Phần tử bảo vệ: Nhiệt,dòng… Dòng điện định mức phần tử bảo vệ (A) Dòng điện tác động tức thời Thời gian cắt Tính tốn lựa chọn Việc lựa chọn Aptomat chủ yếu dựa vào: - Dòng điện tính tốn mạch - Dòng điện q tải - Khả thao tác có chọn lọc Ngồi lựa chọn Aptomat phải vào đặc tính làm việc phụ tải áptômát không phép cắt có tải ngắn hạn thường xảy điều kiện làm việc bình thường dòng điện khởi động,dòng điện đỉnh phụ tải cơng nghệ u cầu chung dòng điện định mức phần tử bảo vệ I aptơ khơng bé dòng điện tính tốn Itt mạch:Iaptơmat Itt Tùy theo đặc tính điều kiện làm việc cụ thể phụ tải, người ta hướng dẫn lựa chọn dòng điện định mức bảo vệ 125%, 150% hay lớn so với dòng điện tính tốn sau mạch Sau ta chọn Aptomat theo số liệu cho nhà kỹ thuật Ta chọn Aptomat pha tổng có thông số:  Uđm = 400V  Iđm = 6A 3.1.2.Tụ bù  Tụ bù công suất dùng để bù công suất phản kháng cho nhà máy tiêu thụ điện nhằm nâng cao hệ số công suất cos phi, suy giảm chi phí tiền điện, mang lại tính hiệu cho nhà sản xuất GVHD: Trần Quang Phú Trang32 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học  Bên tụ có lắp sẵn bảo vệ áp suất chống nổ  Tản nhiệt tốt nhờ dung mơi chất lỏng thích hợp điều kiện nhiệt đới  Điện áp max cho phép 110% sau khoảng 24  Dòng độ max cho phép 130% dòng định mức  Dung sai tụ từ -5% đến +10% giá trị tụ định mức  Với tụ Q1 chọn loại tụ có thơng số     Nhãn hiệu: CBB61 C= F 5% Uđm = 400V.AC f = 50/60 Hz  Với tụ Q2 Q3 chọn loại tụ có thơng số  C= 8,4 F  Uđm = 400V.AC  f = 50/60 Hz GVHD: Trần Quang Phú Trang33 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học  Với tụ Q4 chọn loại tụ bù pha có thơng số:      Uđm = 400V f = 50Hz Iđm = 21,7A Q = 15 kVAR Trọng lượng 1,5kg 3.1.3.Cơng tắc nhấn Chọn loại có thơng số:  Ui = 660V  Ith = 10A  Nhãn hiệu: LAY7(PCBY090) 3.1.4 Contactor GVHD: Trần Quang Phú Trang34 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học 3.1.4.1 Khái niệm Contacto thiết bị điện dùng đóng cắt từ xa mạch điện có điện áp đến 500 kV,dòng điện đến 600 A 3.1.4.2 Phân loại Có nhiều cách phân loại contactor:  Phân loại theo nguyên lý hoạt động : contactor kiểu điện từ, contactor kiểu khí nén contactor kiểu thủy lực  Phân loại theo dòng điện qua tiếp điểm : contactor chiều contactor xoay chiều  Phân loại theo điện áp cấp cho cuộn hút : cuộn hút chiều cuộn hút xoay chiều  Phân loại theo số lượng tiếp điểm chính,tiếp điểm phụ: tiếp điểm ,2 tiếp điểm ,3 tiếp điểm chính, tiếp điểm chính,… 3.1.4.3.Cấu tạo Contactor điện từ có phận sau:tiếp điểm,mạch từ,cuộn hút,hộp dập hồ quang,vỏ Contactor thường có đến tiếp điểm chính(đóng ngắt mạch động lực) vài cặp tiếp điểm phụ (đóng ngắt mạch điều khiển ) Các tiếp điểm contactor chế tạo đồng bề mặt tiếp xúc thường mạ bạc để tăng độ nén tiếp điểm tĩnh tiếp điểm động, tiếp điểm động có bố trí lò xo (lò xo khơng minh họa hình vẽ ) Mạch từ gồm hai phần :  Phần tĩnh thường có dạng chữ E , trụ có đặt cuộn hút GVHD: Trần Quang Phú Trang35 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học  Phần động thường có dạng chữ E chữ I Phần động liên kết khí với tiếp điểm động Khi phần động chuyển động, tiếp điểm động chuyển động làm thay đổi trạng thái tiếp điểm Cuộn hút chiều xoay chiều Cuộn hút chiều mạch từ làm sắt từ mềm lõi thép bị nóng so với contactor xoay chiều Cuộn hút xoay chiều mạch từ ghép lại từ thép kỹ thuật điện (thép có pha 2% silic ) mỏng để hạn chế tác động dòng xốy fu-co Trong mạch từ cuộn hút xoay chiều có bố trí vòng ngắn mạch để chống rung Hộp dập hồ quang bao gồm cuộn dây thổi từ hộp vách ngăn Cuộn dây gồm vài vòng dây lõi khơng khí mắc nối tiếp với tiếp điểm đặt gần tiếp điểm cố hồ quang cho từ trường cuộn dây tạo vng góc với dòng điện hồ quang hình 6.4.4 Khi tiếp điểm mở ra, dòng đột ngột sinh sức điện động cảm ứng tạo dòng cảm ứng phóng qua khơng gian hai tiếp điểm tạo hồ quang điện 3.1.4.4.Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt đơng contactor theo hình 6.4.2 sau: cuộn dây khơng có điện, lò xo kéo tiếp điểm trạng thái off, tiếp điểm thường mở mở ra,các tiếp điểm thường đóng đóng lại Khi cấp điện cho cuộn dây , động hút kéo theo tiếp điểm, tiếp điểm chuyển sang trạng thái on,các tiếp điểm thường mở đóng lại, tiếp điểm thường đóng mở 3.1.4.5.Các thơng số Điện áp định mức điện áp làm việc lâu dài mạch điênj tương ứng mà tiếp điểm contactor phải đóng cắt điện áp định mức là: 110 , 220 , 440 V chiều, 127,220, 380, 500 V xoay chiều Điện áp định mức cuộn dây Ucdđm điện áp định mức đặt vào cuộn dây Yêu cầu contactor phải đảm bảo lúc điện áp 85% U cdđm phải đủ sức hút lúc điện áp 110% Ucdđm cuộn dây khơng nóng q mức Dòng điện định mức dòng điện định mức qua tiếp điểm contactor chế độ làm việc gián đoạn-lâu dài mà không làm hỏng tiếp điểm; nghĩa chế độ thời gian contactor trạng thái đóng khơng lâu q 8h GVHD: Trần Quang Phú Trang36 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học  Nếu contactor đặt tủ điện dòng điện định mức lấy thấp 10% điều kiện làm mát Trong chế đọ làm việc dài hạn dòng điện cho phép qua contactor nhỏ KẾT LUẬN GVHD: Trần Quang Phú Trang37 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học Qua phần trình bày ta rút số kết luận áp dụng cho việc quản lý công suất phản kháng nhằm nâng cao chất lượng cung cấp điện,đạt hiệu kinh tế,ddos là: 1.Mục tiêu bù phụ tải điều chỉnh hệ số công suất,củng cố việc điều áp,cân phụ tải.Trong đồ án trình bày cách tính tốn để đạt mục tiêu trên.Tùy theo yêu cầu cụ thể mà chọn mục tiêu để bù,bởi qua phân tích thiết bị bù cơng suất phản khan áp dụng ba chức điều chỉnh công suất, điều chỉnh điện áp cân pha 2.Việc bù công suất phản kháng để đạt hiệu kinh tế bù rải xuất tuyến không phai bù tập trung 3.Chương trình bày số vấn đề công suất phản kháng bù công suất phản kháng.Tại cần nâng cao hệ số công suất cos,ý nghĩa việc nâng cao cách điều chỉnh 4.Chương 2,3 trình bày phương án thiết kế để bù cho đối tượng cụ thể,các thiết bị sử dụng thực tế Vẫn số vấn đề mà đồ án chúng em chưa thể kể được,đó thiếu sót mà tương lai nhóm hồn thiện thòi gian sớm Hưng Yên 12-2010 Nhóm sinh viên thực Đồn Anh Phong Đồn Ngọc Tình Trần Văn Thường GVHD: Trần Quang Phú Trang38 Trường ĐHSPKT Hưng Yên Khoa: Điện - Điện tử Đồ án môn học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê Cung cấp điện Nhà xuất khoa học & kỹ thuật [2] Phan Đăng Khải, Huỳnh Bá Minh Bù công suất phản kháng lươi cung cấp phân phối điện Nhà xuất khoa học & kỹ thuật [3] Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm Thiết kế cấp điện Nhà xuất khoa học & kỹ thuật [4] Trần Bách Lưới điện hệ thống điện Trường Đại học Bách khoa Hà Nội - Nhà xuất khoa học & kỹ thuật [5] Ngô Hồng Quang Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện Nhà xuất khoa học & kỹ thuật [6] Các trang web: bkeps.com, webdien.com, thietbidien.vn … GVHD: Trần Quang Phú Trang39 ... VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 1.1 Khái niệm công suất phản kháng 1.2 Sự tiêu thụ công suất phản kháng 1.3 Các nguồn phát công suất phản kháng .9 B - BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG... phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cos Đương lượng kinh tế công suất phản kháng Việc bù công suất phản kháng đưa lại hiệu nâng cao hệ số cos giảm tổn thất công suất tác... thất công suất tác dụng công suất phản kháng gây ra: R mà Trước bù, thành phần tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng gây là: P1 = R Sau bù lượng Qbù, thành phần tổn thất công suất công