Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 7 - Bù công suất phản kháng

Tổng quan bù công suất phản kháng, phân tích hao tổn công suất, nguyên lý bù công suất phản kháng,... là những nội dung chính trong chương 7 Bù công suất phản kháng thuộc bài giảng Hệ thống cung cấp điện. Mời các bạn cùng tham khảo.

CH NG BÙ CÔNG SU T PH N KHÁNG 10/19/2015 7.1 T ng quan  Trong h th ng n t n t i khái ni m nh công su t tác d ng P(kW), công su t ph n kháng Q (kVar), công su t bi u ki n S(kVA)  Công su t tác d ng P sinh cơng có ích, bi n đ i thành d ng n ng l ng khác  Công su t ph n kháng Q không sinh cơng v y g i công su t vô công, nhiên công su t ph n kháng c n thi t đ t o t tr ng ph c v th c hi n trình bi n đ i n ng l ng  Công su t ph n kháng đ c tiêu th không đ ng b , MBA, đ ng dây  b i ph t i nh đ ng c ng c không đ ng b tiêu th 60%-65%, MBA 20%-25% công su t ph n kháng c a l i n, ph n l i đ ng dây ph n t khác tiêu th ; cơng su t mang tính c m 10/19/2015 7.2 Phân tích t n hao cơng su t 2 S P + Q P = 3I R = R = R = PP + PQ U U PP –t n hao P gây PQ –t n hao Q gây Gi thi t c n truy n công su t P1 cho t i thu n tr áp 1.05Uđm n P 91 P 1 P1 = 3I R = R = R (1,05Uđm ) Uđm Gi thi t c n truy n công su t P1 cho t i v i cos=0.78 n áp 0.95Uđm 2 P1 1,82P1 P2 = 3I R = R = P1 2 R = (cos ) (0,95Uđm ) Uđm 10/19/2015 H s công su t c a thi t b đ gia d ng thông th ng 7.3 Nguyên lý bù CSPK cos 1  cos 2  +j 2 Q2=Q-Qbu S2 Qbu -j S1 Q 10/19/2015 P  Q2 P P  (Q  Qbu ) 2 P  Q2 P1  R U P 1 P P  (Q  Qbu ) P2  R U PR  QX U1  U PR  (Q  Qbu ) X U  U 7.4 M c đích bù cơng su t ph n kháng  m b o đ t h s công su t theo yêu c u  Nâng cao h s công su t c a l i n  Nâng cao ch t l ng n n ng l i n  Gi m t n hao công su t dây d n MBA  Gi m t n hao n áp, nâng cao n áp t i nút  Gi m công su t bi u ki n, gi m công su t ph n kháng l i  Gi m đ u t ban đ u cho MBA dây d n gi m dòng n 10/19/2015 7.5 Thi t b bù Q  T bù- th ng s d ng cho l i n h th trung th cao th v i dung l ng v a nh  Máy bù đ ng b - đ ng c n đ ng b ch đ kích t phát Q cho l i n h th trung th v i dung l ng Qbù l n  Th ng t bù đ c m c song song v i thi t b tiêu th n (bù ngang)  Trong m t s tr ng h p công su t Qt i c a l i thay đ i m nh s d ng lò h i, thi t b hàn, t nên m c n i ti p (bù d c) 10/19/2015 7.6 V trí l p t bù Q QC1 QC2 QC3 QC5 QC4 QC7 10/19/2015 QC6 QC9 QC8 7.6 V trí l p t bù Q 1.Bù riêng (QC3, QC7, QC9)  Bù riêng nên đ c xét đ n công su t đ ng c đáng k so v i công su t m ng n B t m c tr c ti p vào đ u dây n i c a thi t b dùng n có tính c m B t đ c đ nh m c (kvar) kho ng đ n 25% giá tr công su t (kW) c a đ ng c 10/19/2015 7.6 V trí l p t bù Q Bù riêng th ng đ t t i đ u c c đ ng c  u m:  Gi m ti n ph t v n đ tiêu th công su t ph n kháng (kvar);  Gi m dòng ph n kháng t i đ ng c ;  Gi m kích th c vƠ t n hao dơy d n đ i v i t t c dơy d n  Nh c m  V n hành khó kh n  Ch ho t đ ng đ ng c làm vi c  Gây hi n t ng t kích t đ i v i đ ng c 10/19/2015 10 Bài t p Hãy xác đ nh v trí l p đ t t bù cơng su t l n l Qbu1=150 kVar; Qbu2=200 kVar hình sau t 28 10/19/2015 Ví d M t tr m n cung c p cho ph t i 300 kVA h s công su t cos1=0,8 tr M t đ ng c đ ng b đ c đ t song song v i t i T i c a tr m 300 kW v i cos2 = 0,95 tr Xác đ nh: a)Công su t kVA c a đ ng c đ ng b ; b)H s công su t c a đ ng c T i c a tr m tr c có đ ng c P = S cos = 300× 0,80 = 240kW Cơng su t kháng t ng Q t = (P + Pm )tg Q t = 300× 0,3228 = 98,64kVAr Q - Q t = 180 - 98,64 = 81,36kVAr Pm = 60 kW Qm = 81,36 kVAr (s m) Công su t bi u ki n c a đ ng c S m  Pm2  Q m2  60  81.36  100kVA Công su t ph n kháng t Q = S sin ng ng = 300 × 0,60 = 180kVA T i t ng có đ ng c Pt = P + Pm = 300 kW (đư cho) Trong Pm = 300 – 240 = 60 kW H s công su t t ng h p cos2 = 0,95 tg2 = 0,3228 H s công su t c a đ ng c cos m Pm 60 = = = 0,6(sớm) S m 100 29 7.9 Xác đ nh n dung t bù C (F)  T bù có th đ u theo s đ hình  ho c hình   V i m t công su t ph n kháng Qbù, n dung c a t đ u  nh h n đ u  l n  Khi đ u , m i t ch u n áp pha  Khi đ u , m i t ch u n áp dây 30 10/19/2015 1.Khi t đ u hình tam giác () IL  Q bu 3U day Q bu IL  IC  3U day XC  U day C 1  X C fX C IC 31 10/19/2015 Khi t đ u hình () Qbu IL  3U da y XC  C U day 3I C  U pha IC 1  X C fX C IC  I L  Qbu 3U day 32 10/19/2015 So sánh t đ u () t đ u Y T đ u hình tam giác () Ut =Udây Cùng QC Cùng C T đ u hình sao(Y) Ut = Upha CY = C Q= 3QY 33 Bài t p Cho m t nhà máy công nghi p đ c c p ngu n ba pha b i MBA 22/04 kV có ph t i S=1400+j1000 (kVA) Xác đ nh dung l ng bù công su t ph n kháng đ h s công su t đ t 0.95 Xác đ nh n dung c a m i t n n u t n đ u: a Tam giác b Sao 34 10/19/2015 7.10 Bù kinh t m ng n Hàm chi phí tính tốn Z = Z1 + Z + Z = (a vh + a tc )K Q buø + C P0 Q buø T + (Q Q buø )2 R C U Z1: Thành ph n liên quan đ n v n đ u t thi t b bù Z1 = (avh +atc)K0.Qbù K0 giá ti n m t đ n v dung l ng bù Z2: Thành ph n t n th t n n ng thi t b bù Z2 = C0P0QbùT C0: ti n kWh n n ng P0: t n th t công su t m t đ n v thi t b bù, 0,0030,005 kW/kVAr T : th i gian đóng t Z3: thành ph n t n th t n n ng m ng n sau đ t thi t b bù P + (Q - Q buø )2 Z3 = R C0 U B qua t n th t P gây P khơng đ i tr c sau bù 35 7.10 Bù kinh t m ng n Z  Z1  Z  Z  a vh  a tc K Q buø  C P0 Q buø  Q T  Q buø  R C U 2R C ∂Z (Q - Q buø ) = = (a vh + atc )K + C P0 T ∂ Q buø U U [(a vh + a tc )K + C0 P0 T] Q buø = Q 2C0 R Tr ng h p Qbù < có ngh a đ t thi t b bù không kinh t 36 7.11 Phân b dung l ng bù m ng n công nghi p Dung l ng bù đ c xác đ nh theo công th c Qbù,  = P (tg1 - tg2) kVAr T n có th đ t phía m ng n trung áp hay m ng h áp Xác đ nh dung l ng t n bù phía h áp   ( Q Q ) 0 bha R c P Z  a vh  a tc  k Q bha  k cao (Q b - Q bha )   bu ctQbha U k : đ / k var hathe k cao : đ / k var caothe P0bù :t n th t CS tác d ng / đ n v t bù ; t ; th i gian t làm vi c (h/n m) : th i gian t n th t công su t c c đ i (h/n m) ; R n tr m ch ngu n Q: công su t ph n kháng c a t i 0   ( a a )( k k U Z t vh tc cao ) 10 P   Q bha  Q  bu   Q bha 2R  c  Q(kvar) ; U (kV) ; R (); k0(đ/kvar); c (đ/kwh) , t (h) ; P0(kW) ; Qbha(kvar) Qbùcao= Q b - Q bh 37 Ví d Xí nghi p đ c cung c p t MBA15/0,4 kV ; SB=1000kVA / máy T i : p=1400kW , q= 1200kvar , yêu c u nâng cos2=0,96 Tính Qbù t ng Tính Qbù phía h th cao th MBA Cho avh=0,1;atc = 0,125 , k0ha =200.103 đ/kvar; k0cao=110.103 đ/kvar ; c=2000đ/kwh;t=4000h/n m ; R=0,00289 ; P0bù =0,005 kW/kVar S: Q bù= 798 kvar Q bùh = 798 kvar Q bùcao= 0kvar 38 7.12 Phân ph i dung l ng bù m ng hình tia T ng dung l ng c n bù Qbù, phân ph i dung l ng bù t ng đ n ph t i nhánh cho t n th t công su t m ng nh t 2   Q1  Qbu1  Q  Qbu  P r  r U U Q bu n  Q n  Q  2  Qn  Qbun  r    Q   Qbu   Qbu1  Q1 R td   r1  Q  Q bu   Qbu  Q  R td   r2 U  Q bu rn n  f Qbu1 , Qbu , ,Qbun  R  td   1 1 R td       rn   r1 r2 1 39 Ví d Nhánh () RB RC() R = R B + RC 1,5 0,0368 1,5368 1,5 0,0515 1,5515 1,5 0,0735 1,5735 0,0588 3,0588 0,0882 3,0882 ng Stt RB () Tên Ph t i phân x tr m (kVA) B1 600+j400 1,5 B2 450+j600 1,5 B3 500+j500 1,5 B4 400+j300 B5 300+j300 Xác đ nh dung l ng c n bù t i c a tr m bi n áp phân x ng đ nâng cos c a xí nghi p lên 0,95 40 Stt = 2250 + j2100 kVA Qbu  Ptt tg R tñ   tg cos  2250 2250  2100 2  0,73   22500,935  0,33  1350K var  0,389 1 1     R1 R R R R 0,389  210kVAr 1,5368 0,389  412kVAr Q buø2  600  2100  1350 1,5515 0,389  315kVAr Q buø3  500  2100  1350 1,5735 0,389  206kVAr Q buø4  300  2100  1350 3,0588 0,389  207kVAr Q buø5  300  2100  1350 3,0882 Q buø1  400  2100  1350 41 Bài t p M t tr m n cung c p cho ph t i: i) Các đ ng c c m ng: t ng 100HP; h s công su t 0,8; hi u su t 88% ii) Các đ ng c đ ng b : t ng 60HP; hi u su t 85% iii) T i nhi t, 25 kW, h s công su t :1 Khi t t c t i đ t c c đ i, tìm h s công su t c a đ ng c đ ng b cho h s công su t c a tr m b ng: a) 1; b) 0,94 tr (1HP = 746 W) S: a) 0,638 s m b) 0,982 s m i)Thay đ ng c đ ng b b ng t n Tính QC cho cos tr m = ii)Tính C (a) t đ u Y ; (b) đ u  ; cho U= 380 V K t lu n 42 ... 14 7. 7 Ph ng th c bù Q b ng t n T bù Thi t b bù Q – h th 15 10/19/2015 7. 7 Ph ng th c bù Q b ng t n T bù Thi t b bù Q – trung th 16 10/19/2015 7. 7 Ph ng th c bù Q b ng t n T bù Thi t b bù Q –... 10/19/2015 7. 7 Ph ng th c bù Q b ng t n Xác đ nh dung l ng bù a Theo yêu c u v h s công su t  Dung l ng bù ph thu c vào h s công su t tr c bù cos1và h s công su t yêu c u cos2 Qbù = Q1 - Q = P(tg -. .. m c n i ti p (bù d c) 10/19/2015 7. 6 V trí l p t bù Q QC1 QC2 QC3 QC5 QC4 QC7 10/19/2015 QC6 QC9 QC8 7. 6 V trí l p t bù Q 1 .Bù riêng (QC3, QC7, QC9)  Bù riêng nên đ c xét đ n công su t đ ng