5.1) Các phương án tiết kiệm và nâng cao hệ số cosϕ.
Thực chất của việc nâng cao hệ số công suất là nhằm giảm lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây của mạng. Để làm điều này tồn tại 2 phương pháp.
+ Nâng cao hệ số cosϕ tự nhiên: (biện pháp tự nhiên) đây là nhóm phương pháp bằng cách vận hành hợp lý các thiết bị dùng điện nhằm giảm lượng Q đỏi hỏi từ chính các thiết bị điện → giảm Q từ nguồn.
+ Nâng cao hệ số công suất bằng cách đạt các thiết bị bù: (không yêu cầu giảm lượng Q đòi hỏi từ thiết bị dùng điện mà cung cấp thêm 1 lượng Q tại ngay các hộ dùng điện nhằm giảm lượng Q phải truyền tải trên đường dây) → phương pháp này chỉ thực hiện sau khi đã thực hiện biện pháp thứ nhất mà chưa đạt được kết quả thì mới thực hiện việc bù.
• Nhóm các phương pháp tự nhiên:
+ Thay những động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng những động cơ có công suất nhỏ hơn
Chú ý: Khí có động cơ không đồng bộ làm việc non tải phải dựa vào nức độ tải của chúng mà quyết định chọn giữa thay hoặc không thay. Kinh nghiệm vận hành cho thấy rằng:
Khi kpt < 0,45 việc thay thế bao giờ cũng có lợi. khi kpt > 0,7 việc thay thế sẽ không có lợi.
khi 0,45 < kpt < 0,7 việc có tiến hành thay thế phải dựa trên việc so sánh kinh tế cụ thể mới quyết định được.
Ngoài ra khi tiến hành thay thế các ĐC. còn cần phải đảm bảo các điều kiện kỹ thuật, tức đảm bảo nhiệt độ của ĐC. phải không lớn hơn nhiệt độ cho phép và các điều kiện khác về mở máy và làm việc ổn định.
Biện pháp này thực hiện khi không có điều kiện thay động cơ có công suất nhỏ hơn.
Để giảm U thực tế thường tiến hành như sau: + Đổi nối dây quấn stato từ đấu ∆→ Y . + Thay đổi cách phân nhóm dây cuốn stato. + Thay đổi đầu phân áp của BA. hạ áp.
Chú ý: Kinh nghiệm cho thấy rằng biện pháp này chỉ thực hiện tốt đối với các ĐC. U<1000 V và khi kpt < 0,3 ÷ 0,4. Cần chú ý rằng khi thay đổi ∆ → Y, điện áp sẽ giảm 3 lần → dòng tăng 3 lần nhưng momen sẽ giảm đi 3 lần → vì vậy phải kiểm tra điều kiện quá tải và khởi động sau đó.
+ Hạn chế ĐC không đồng bộ chạy không tải hoặc non tải:
Đa số các động cơ máy công cụ khi làm việc có nhiều thười gian chạy không tải xen lẫn giữa thời gian mang tải. Nhiều khi thời gian chạy không tải chiếm tới 50-60 % thời gian làm việc. Nếu thời gian ĐC. chạy không tải được cắt ra sẽ chánh được tổn thất. Tuy nhiên trong quá trình đóng cắt ĐC. cũng sinh ra tổn hao mở máy. Thực tế vận hành thấy nếu t0 của ĐC. lớn hơn 10 giây thì việc cắt khỏi mạng có lợi.
+ Dùng động cơ đồng bộ thay cho động cơ không đồng bộ:
Ở những nơi qui trình công nghệ cho phép, máy có công suất lớn không yêu cầu điều chỉnh tốc độ như máy bơm, quạt gió, máy nén khí v.v... việc thay thế sẽ có ưu điểm. Hệ số công suất cao hơn, khi cần có thể làm việc ở chế độ quá kích từ để trở thành máy bù công suất phản kháng, góp phần sự ổn định của hệ thống.
Momen quay tỷ lệ với bậc nhất của điện áp → ít ảnh hưởng đến dao động điện áp. Khi tần số nguồn thay đổi, tốc độ quay không phụ thuộc vào phụ tải → năng suất làm việc cao.
+ Khuyết điểm: cấu tạo phức tạp, giá thành cao, số lượng mới chỉ chiếm 20% tổng số ĐC. Nhờ những tiến bộ mới nên có nhiều xu hướng sử dụng ngày càng nhiều.
Ngoài ra còn một số biện pháp khác như nâng cao chất lượng sửa chữa ĐC. thay thế máy BA. non tải, vận hành kinh tế trạm BA. (đặt nhiều máy cho một trạm), áp đặt các qui trình công nghệ mới nhằm giảm giờ máy chạy không tải hoặc tiết kiệm điện năng.
• Phương pháp nhân tạo
Công việc này chỉ được tiến hành sau khi tiến hành các biện pháp tự nhiên để nâng cao cosϕ rồi mà vẫn chưa đạt được yêu cầu. Nâng cao hệ số công suất cosϕ bằng biện pháp bù công suất phản kháng. Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu của chúng , nhờ vậy sẽ giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây theo yêu cầu của chúng.
Thiết bị bù: thông thường người ta sử dụng 2 loại thiết bị bù chính là tụ điện tĩnh và máy bù đồng bộ. cả 2 loại thiết bị này có những ưu nhược điểm gần như trái ngược nhau:
Máy bù đồng bộ: thực chất là loại động cơ đồng bộ chạy không tải có một số
đặc điểm (ưu nhược điểm).
1. Vừa có khả năng phát ra lại vừa tiêu thụ được công suất phản kháng. 2. Công suất phản kháng phát ra không phụ thuộc vào điện áp đặt vào nó,
mà chủ yếu là phụ thuộc vào dòng kích từ (có thể điều chỉnh được dễ dàng).
3. Lắp đặt vận hành phức tạp, đễ gây sự cố (vì có bộ phần quay).
4. Máy bù đồng bộ tiêu thụ một lượng công suất tác dụng khá lớn khoảng 0,015 – 0,02 kW/kVA.
5. Giá tiền đơn vị công suất phản kháng phát ra thay đổi theo dung lượng. Nếu dung lượng bé thì sẽ đắt. Vì vậy chỉ được sản xuất ra với dung lượng lớn 5 MVAr trở lên.
Tụ điện tĩnh: có ưu nhược điểm gần như trái ngược với máy bù đồng bộ.
1. Giá tiền 1 đơn vị công suất phản kháng phát ra hầu như không thay đổi theo dung lượng. điều này thuận tiện cho việc chia nhỏ ra nhiều nhóm nhỏ đặt sâu về phía phụ tải.
2. Tiêu thụ rất ít công suất tác dụng khoảng 0,003 – 0.005 kW/kVAr. 3. Vận hành lắp đặt đơn gian, ít gây ra sự cố.
4. Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ. 5. Chỉ phát ra công suất phản kháng và không có khả năng điều chỉnh.
610 kV