Để bù công suất phản kháng cho các hệ thống cung cấp điện có thể sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích thích,... ở đây ta lựa chọn các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ điện tĩnh để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử dụng các bộ tụ điện có ưu điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng, không có phần quay như máy bù đồng độ nên lắp ráp, vận hành và bảo quản dễ dàng.
Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của các phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng khiến hiệu suất sử dụng cao và không phải bỏ vốn đầu tư ngay một lúc. Tuy nhiên, tụ điện cũng có một số nhược điểm nhất định.
Trong thực tế với các nhà máy xí nghiệp có công suất không thật lớn thường dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suất.
Vị trí các thiết bị bù ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu quả bù. Các bộ tụ điện bù có thể đặt ở TPPTT, thanh cái cao áp, hạ áp của TBAPP, tại các tủ phân phối, tủ động lực hoặc tại đầu cực cácphụ tải lớn. Để xác định chính xác vị trí và dung lượng đặt các thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng phương án đặt bù cho hệ thống cung cấp điện cụ thể. Song theo kinh nghiệm thực tế, trong trường hợp công suất và dung lượng bù công suất phản kháng của các nhà máy, thiết bị không thật lớn có thể phân bố dung lượng bù cần thiết đặt tại thanh cái hạ áp của các TBAPX để giảm nhẹ vốn đâù tư và thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành.
- Hệ số công suất, ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất + hệ số công suất
Các đại lượng biểu diễn công suấtt có liên quan mật thiết với nhau qua tam giác công suất
S:công suất toàn phần
P:công suất tác dụng Q S Q:công suất phản kháng ( Trị số góc có ý nghĩa rất quan trọng P
Nếu :khi =0 thì P=S,Q=0
:khi =90 thì P=Q,P=0
Trong nghiên cứu và tính toán thực tế người ta dùng khái niệm hệ số công suất
(cos )thay cho góc giữa S và P( ).
Khi càng nhỏ (tức càng lớn ) thì lượng công suất phản kháng tiêu
thụ(truyền tải) càng lớn và công suất tác dụng càng nhỏ, ngược lại càng lớn (
tức càng nhỏ ) thì lượng Q tiêu thụ (truyền tải )càng nhỏ.
Lượng Q truyền tải trên lưới điện các cấp từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ càng lớn càng gây tổn thất lớn trên lưới điện.
Các xí nghiệp công nghiệp sử dụng nhiều động cơ không đồng bộ ba pha
thường xuyên non tải và không tải, tiêu thụ lượng Q rất lớn,cos thấp, ví dụ các xí nghiệp cơ khí có cos =0,5 0,6 lượng Q mà các xí nghiệp công nghiệp tiêu thụ chiếm 65 % 70% tổng công suất Q phát ra từ các nhà máy điện.
Nếu các xí nghiệp công nghiệp, bằng các giải pháp kỹ thuật nâng cao
, nghĩa là làm giảm lượng công suất phản kháng truyền tải trên lưới điện từ
nhà máy đến xí nghiệp, thì ssẽ dẫn tới làm tăng kinh tế vận hành lưới điện. + Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số cosφ.
Nâng cao hệ số cosφ là một trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng:
Giảm tổn thất công suất trong mạng điện. Tổn thất công suất trên đường dây được tính theo công thức
Khi giảm Q truyền tải trên đường dây ta giảm được thành phần tổn thất công suất do Q gây ra.
Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện. Tổn thất điện áp được tính như sau:
Giảm lượng Q truyền tải trên đường dây ta giảm được thành phần do Q
gây ra. --Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp. Khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng, tức phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng. Dòng điện chạy trên dây dẫn và
máy biến áp được tính như sau:
Biểu thức chứng tỏ trong cùng một tình trạng phát nóng nhất định của đường dây và máy biến áp (I= const) chúng ta có thể tăng khả năng truyền tải công suất tác dụng của
chúng bằng cách giảm công suất phản kháng mà chúng tải đi. Vì thế khi vẫn giữ nguyên đường dây và máy biến áp, nếu cosφ của mạng được cao (tức giảm lượng Q phải truyền tải ) thì khả năng truyền tải của chúng tăng lên .
Ngoài ra, việc nâng cao hệ số cosφ còn đưa đến hiệu quả là giảm được chi phí kim loại màu, góp phần làm ổn định điện áp, tăng khả năng phát điện của máy phát điện vv
- Các giải pháp bù hệ số công suất tự nhiên
Bù tự nhiên cũng là một thuật ngữ chỉ những giải pháp không cần đặt thiết bị
bù mà đã làm tăng trị số cos . Đó chính là những giải pháp đơn giản, rẻ tiền
làm giảm lượng tiêu thụ Q của xí nghiệp. Các giải pháp tự nhiên thường dùng là:
Thay động cơ thường xuyên non tải bằng động cơ có công suất bé.
Trị số cos của động cơ tỷ lệ với hệ số tải của động cơ, động cơ càng non thì
cos càng thấp.
Một xí nghiệp công nghiệp lớn có hàng nghìn động cơ thường xuyên non tải được thay bằng động cơ có công suất nhỏ hơn (làm cho hệ số tải tăng lên) thì làm cho cos từng động cơ tăng lên dẫn đến cos toàn xí nghiệp tăng lên đáng kể
Làm giảm điện áp đặt vào cực động cơ thường xuyên non tải
Đây cũng là giải pháp tăng hệ số tải của động cơ làm cho cos tăng lên.Ta thấy rằng các cuộn dây động cơ đấu tam giác thì mồi cuộn chịu điện áp dây. Khi động cơ thường xuyên non tải ta chuyển đối tại cực động cơ để chuyển thành nối sao thì điện áp đặt
cuộn dây là điện áp dây Ud,mỗi cuộn dây chịu điện áp pha nghĩa là đã làm cho công suất động cơ giảm lần.
Công suất động cơ đấu tam giác Công suất động cơ sau khi đấu sao
Với công suất làm việc thực tế không đổi thì hệ sổ tải được nâng cao Tăng cường chất lượng sửa chữa động cơ.
-Động cơ sau khi sửa chữa thường có thấp hơn so với trước sửa chữa,mức độ giảm thấp tùy thuộc vào chất lượng sửa chữa động cơ.
-Mỗi xí nghiệp lớn thường xuyên có hàngtrăm động cơ thay nhau sửa chữa ,chính vì thế những xí nghiệp này phải xây dựng phân xưởng sửa chữa cơ khí,chủ yếu làm nhiệm vụ sửa chữa động cơ.
-Nếu chất lượng sửa chữa đảm bảo sẽ góp phần không nhỏ vào việc giảm mức tiêuthụ Q của động cơ sau khi sửa chữa và góp phần làm tăng của xí nghiệp.
Vì thế, tăng cường chất lượng sửa chữa động cơ rất cần được các xí nghiệp công nghiệp lưu ý đúng mức.
Tóm lại, bằng các giải pháp tổng hợp và đồng bộ kể trên, chắc chắn sẽ giúp cho
của xí nghiệp được nâng cao trước khi sử dụng các thiết bị bù, đem lại lợi ích kinh tế rõ rệt cho các xí nghiệp.
Bù tại xí nghiệp là một thuật ngữ của ngành điện, thực chất xí nghiệp tự đặt thiết bị phát ra Q để tự túc một phần hoặc toàn bộ nhu cầu tiêu thụ Q trong xí nghiệp, làm giảm lượng Q truyền tải trên lưới cung cấp cho xí nghiệp. Thiết bị để phát ra Q thường dùng trên lưới điện là máy bù và tụ bù. Máy bù
hay còn gọi là máy bù đồng bộ, là động cơ chạy quá kích thích chỉ phát ra Q. Ưu khuyết điểm của hai loại thiết bị bù được giới thiệu trong bảng.
Bảng 4.1 : Ưu khuyết điểm của hai loại thiết bị
Máy bù Tụ bù
Cấu tạo vận hành sửa chữa phức tạp Cấu tạo vận hành sửa chữa đơn giản
Đắt Rẻ
Tiêu thụ nhiều điện năng Tiêu thụ ít điện năng
Tiếng ồn lớn Làm việc yên tĩnh
Điều chỉnh trơn Điều chỉnh theo cấp
Qua bảng so sánh trên, tụ bù có nhiều ưu điểm hơn máy bù, nhược điểm duy nhất của tụ bù là công suất Qb phát ra không trơn mà thay đổi theo cấp (bậc thang) khi tăng, giảm số tụ bù, tuy nhiên điều này không quan trọng, vì bù
mục đích là làm sao của xí nghiệp lên trị số 0,9 đến 0,95.
Tóm lại, trên lưới điện xí nghiệp công nghiệp dịch vụ và dân dụng chỉ nên bù bằng tụ điện.