CHƯƠNG I I CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BÀI TOÁN BÙ TRONG MẠNG đIỆN PHÂN PHỐI.
2.2.2.Các giải pháp kỹ thuật.
Các giải pháp kỹ thuật thường ựược áp dụng ựể nâng cao hệ số cosϕ là áp dụng các cơ cấu bù (còn gọi là ựiều hoà) công suất phản kháng. Do phụ tải trong thực tế chủ yếu mang tắnh ựiện cảm nên véc tơ dòng ựiện chậm hơn so với véc tơ ựiện áp, nếu bù ựược toàn bộ lượng công suất phản kháng thì chỉ còn lại thành phần tác dụng nên véc tơ dòng và áp sẽ trùng nhau. Có thể dùng tụ bù hoặc máy bù ựồng bộ. Biện pháp này ựược gọi chung là bù cosϕ . Công suất của thiết bị bù cần thiết ựể nâng cao hệ số công suất từ cosϕ1 lên cosϕ2
ựược xác ựịnh theo biểu thức:
Qb = P(tg1 - tg2) = P.kq ; (kVAr) (2.10) Với P là công suất tác dụng của phụ tải, kW.
để tiện tắnh toán người ta thiết lập bảng tắnh sẳn hệ số kq sau.
Vắ dụ: Với hệ số cosϕ1= 0,7, cần nâng lên giá trị cosϕ2 = 0,9 thì ta tra bảng ựể xác ựịnh hệ số kq = 0,54. Như vậy công suất phản kháng cần thiết sẽ là Q = 0,54P. Biểu ựồ véc tơ công suất trước và sau khi ựặt thiết bị bù cosϕ
biểu thị trên hình 2.3. và biểu ựồ véc tơ dòng ựiện khi có bù công suất phản kháng ựược thể hiện trên hình 2.4. Phân tắch biểu ựồ véc tơ công suất ta thấy công suất biểu kiến sau khi bù S2 có giá trị nhỏ hơn công suất trước khi bù S1
, ựiều ựó cho phép giảm dòng ựiện chạy trong mạch và từ ựó có thể giảm ựược chi phắ ựầu tư cho ựường dây, giảm tổn thất ựiện năng, cuối cùng là giảm giá thành ựiện năng.
Tuy nhiên việc ựặt các cơ cấu bù công suất phản kháng ựòi hỏi những chi phắ nhất ựịnh, vì vậy cần phải tắnh toán lựa chọn dung lượng bù cũng như vị trắ ựặt hợp lý. Theo tắnh toán thì khi hệ số cosϕ > 0,95 hiệu quả kinh tế của việc ựặt bù hầu như không ựáng kể. để tìm lời giải cho câu hỏi nếu xẩy ra hiện tượng quá bù chúng ta phân tắch biểu thức xác ựịnh tổn thất tổn thất công suất và ựiện áp khi ựặt bù.
∆P = P 2+(Q-Qb)2 U2 R; (2.11) ∆U = PR U + (Q-Qb)X U = ∆Ur + ∆Ux ; (2.12)
Hình 2.4. Véc tơ dòng ựiện khi bù cosϕϕϕϕ.
IR -Thành phần tác dụng; Ix -Thành phần phản kháng; IL -Thành phần ựiện cảm; Ic -Thành phần ựiện dung;
ILV -Dòng làm việc ; Idd -Dòng ựiện chạy trên ựường dây; Nếu chọn dung lượng bù Qb bằng giá trị phụ tải phản kháng Q thì có thể loại trừ ựược hoàn toàn thành phần tổn thất do công suất phản kháng gây nên và như vây sẽ cải thiện ựược các tham số chế ựộ của mạng ựiện. Việc bù công suất phản kháng ựồng thời nâng cao hệ số công suất của mạng ựiện và tạo nên sự dự trữ công suất phản kháng cho quá trình ựiều chỉnh ựiện áp.
Từ biểu thức (2.11) ta dễ dàng thấy rằng tổn thất công suất sẽ có giá trị nhỏ nhất khi công suất phản kháng của phụ tải bằng công suất của các cụm bù, tức Q= Qb và nó sẽ tăng trong cả hai trường hợp Q > Qb và Q < Qb . Như vậy nếu như hiện tượng quá bù xẩy ra thì vẫn có dòng công suất phản kháng chạy trên ựường dây (theo chiều ngược lại) và vẫn có sự tổn thất ựiện năng. Có nghĩa là Ộtiền mất tật mangỢ chúng ta ựã phắ tiền cho việc ựặt bù.
Thế còn ựối với ựại lượng tổn thất ựiện áp thì sao? Xét biểu thức (2.12) ta thấy nếu Q < Qb thì thành phần Ux sẽ mang dấu (-), có nghĩa là sự có mặt của các thiết bị bù sẽ sinh ra một suất ựiện ựộng (sựự) mà có thể gây quá áp khi phụ tải cực tiểu. Như vậy, nếu dung lượng bù lớn hơn công suất phản kháng của phụ tải thì, như con dao hai lưỡi, các cụm bù này sẽ gây tổn thất
cho mạng ựiện cả về kinh tế và kỹ thuật.
Từ những phân tắch trên chúng ta thấy các tắnh năng ưu việt của bù vô công chỉ có thể có ựược khi chúng ựược sử dụng hợp lý. Nếu chọn dung lượng và vị trắ bù không hợp lý thì không những không cải thiện ựược các tham số mạng ựiện mà ngược lại có thể làm tăng tổn thất và giảm chất lượng ựiện, gây thiệt hại không chỉ về kinh tế mà còn làm giảm các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng ựiện.