19 Phụ lục A Bảng 6 phụ lục trang 457.Bài Tập
3.4Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất
3.4.1 Khái quát
3.4.1.1 Ý nghĩa việc chọn bù công suất phản kháng
Hệ số công suất cosϕ là một trong các chỉ tiêu để đánh giá phân xưởng dung điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Nâng cao hệ số công suất cosϕ là một chủ trương lâu dài gán liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trìn sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng.
Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q. Công suất tác dụng là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các thiết bị dùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hóa trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công.
Truyền tải một lượng công suất phản kháng qua dây dẫn và máy biến áp sẽ gây ra tổn thất điện áp, tổn thất điện năng lớn và giảm khả năng truyền tải trên các phần tử của mạng điện. Tổn thất điện áp, tổn thất điện năng càng tăng khi lượng công suất phản kháng truyền qua dây dẫn và máy biến áp tăng. Do đó để có lợi về kinh tế kỹ thuật trong lưới điện cần nâng cao hệ số công suất tự nhiên hoặc đưa nguồn bù công suất phản kháng tới gần nơi tiêu thụ để tăng hệ số công suất cosφ làm giảm lượng công suất phản kháng nhận từ hệ thống điện.
Việc bù công suất phản kháng đưa lại hiệu quả là nâng cao được hệ số cosφ, việc nâng cao hệ số cosφ sẽ đưa đến các hiệu quả:
+ Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện. + Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện
+ Nâng cao khả năng truyền tải năng lượng điện của mạng + Tăng khả năng phát của các máy phát điện.
3.4.1.2 Các biện pháp bù công suất phản kháng Các biện pháp tự nhiên:
Dựa trên việc sử dụng hợp lý các thiết bị sẵn có như hợp lý hóa quy trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất hợp lý hơn.
Biện pháp nhân tạo:
Dùng các thiết bị có khả năng sinh công suất phản kháng bằng cách đặt các thiết bị bù như tụ bù tĩnh.
3.4.2 Tiến hành bù công suất phản kháng
3.4.2.1 Xác định dung lượng bù
Phần tính toán ở chương II ta đã xác định được hệ số công suất trung bình của toàn phân xưởng là cosφ=0,666. Hệ số cosϕ tối thiểu do nhà nước quy định đối với các phân xưởng là 0,855÷0,95, như vậy ta phải bù công suất phản kháng cho nhà máy để nâng cao hệ số cosϕ. Theo yêu cầu thiết kế của phân xưởng ta phải chọn tụ bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số cosφ đến 0,9.
3.4.2.2 Chọn thiết bị bù và vị trí bù
Vị trí đặt thiết bị bù
Về nguyên tắc để có lợi nhất về mặt giảm tổn thất điện áp, tổn thất điện năng cho đối tượng dùng điện là đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động cơ điện, tuy nhiên nếu đặt phân tán sẽ không có
lợi về vốn đầu tư, lắp đặt và quản lý vận hành. Vì vậy việc đặt các thiết bị bù tập trung hay phân tán là tùy thuộc vào cấu trúc hệ thống cung cấp điện của đối tượng, theo kinh nghiệm ta đặt các thiết bị bù ở phía hạ áp của trạm biến áp phân xưởng tại tủ phân phối hoặc tại các tủ động lực. Ta chọn vị trí đặt tị bù là vị trí tại các tủ động lực của phân xưởng, và ở đây ta coi giá tiền đơn vị (đ/kVAr) thiết bị bù hạ áp lướn không đáng kể so với giá tiền đơn vị (đ/kVA) tổn thất điện năng qua máy biến áp.
Chọn thiết bị bù
Ta có thể lựa chọn thiết bị bù là các tụ điện tĩnh. Nó có ưu điểm là giá đầu tư 1 đơn vị công suất bù không phụ thuộc vào dung lượng tụ bù nên thuận tiện cho việc chia nhỏ thành nhóm và đặt gần các phụ tải. Mặt khác tụ điện tĩnh tiêu thụ rất ít công suất tác dụng từ 0,003÷0,005 (kW) và vận hành đơn giản ít sự cố.
3.4.2.3 Tính toán phân phối dung lượng bù:
Tính toán bù tại TĐL1
Do cosφN1 = 0,67 ⇒tanφN2 = 1,108
QbuN2 = PttN2.(tanφ1.N2 –tanφ2.N2) =54,14.(1,108-0,484)= 33,78(kVAr) Vậy ta chọn tụ bù KC2-0,38-36 có thông số kĩ thuật 20 :
Bảng 3.7 : Bảng thông số kỹ thuật tụ KC2-0,38
Vốn đầu tư cho tụ bù: Với v0 = 110.103 (đ/kVAr)
V= v0.Qđmbù = 110.103.33,78 = 3,71 .106
Tính toán bù tương tự tại các TĐL khác, ta có kết quả
Bảng 3.8 Bảng kết quả tính toán phân phối dung lượng bù
Vị trí đặt tụ bù (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ptt (kW)
cosφ1 tanφ1 tanφ2 Q bù I
(kVAr) Q sau bù I (kVAr) V (.106 đ) TĐL1 54.14 0.67 1.108 0.484 33.783 26.204 3.716 TĐL2 35.41 0.68 1.078 0.484 21.034 17.138 2.314 TĐL3 63.9 0.61 1.266 0.484 49.97 30.928 5.497 TĐL4 85.5 0.7 1.02 0.484 45.828 41.382 5.041 Tổng 238.95 150.615 115.652 16.568 Sau khi bù ta có Bảng 3.9 Bảng chọn tụ bù cho các TĐL 20 Tra phụ lục B-bảng 40 phụ lục trang 310 Đồ Án Cung Cấp Điện 55
cosφ’
đl= = 0,9
⇒ cosφ’
px = = 0,9
3.4.3 Đánh giá hiệu quả, tnhs toán kinh tế bù công suất phản kháng
3.4.3.1 Tính toán cho nhóm 1
• Công suất biểu kiến của nhóm 1 sau khi bù: SN1 = PN1 +jQN1 = 54,14+j26,204 (kVA)
• Tổn thất điện năng trên đoạn TPP-TDDL1 là:
ΔATPP-TĐL1 = .r0..τ = .0,73..2886,21.10-6 = 1014,56 (kWh)
• Tổn thất điện năng trước khi bù bằng : 3721,56 (kWh)
Số tiền tiết kiệm được do giảm tổn thất điện năng trên đường dây bằng: ΔCN2 = (3721,56 -1014,56).1500 = 4060500 (đ)
• Tổn hất điện năng trên tụ bù:
ΔAtb N1 = Q bù N1.ΔPb.τ = 36.0,0025.2886,21= 259,75 (kWh)
• Vốn đầu tư tụ bù nhóm 1 : Vtb N1 = 3,716.106 (đ)
• Chi phí quy đổi :
Z bù N1 = (+avh).Vtb N1 + ΔAtb.N1.CΔ = (+0,02).3,716.106+259,75.1500 = 928445 (đ)
3.4.3.2 Tính toán cho các nhóm khác
Tương tụ tính toán cho nhóm 1 ta có kết quả dưới bảng sau:
Bảng 3.10 : Bảng tính toán bù cho các phụ tải
3.4.3.3 Tính toán cho đoạn TBA-TPP
Ta có Pttpx = 228,015, cosφ’ = 0,9
⇒ Qttpx = Pttpx.tanφ’ = 110.35
• Công suất biểu kiến của phân xưởng sau khi bù: Spx = Ppx +jQpx = 228,015+j110,35 (kVA)
• Tổn thất điện năng trên đoạn TBA-TPP sau khi bù là: ΔATBA-TPP = .r0..τ = .0,04..2886,21.10-6= 37,19 (kWh)
• Tổn thất điện năng trước khi bù là 67,94 kWh
ΔCTBA-TPP = (67,94-37,19).1500= 46125 (đ)
3.4.3.4 Tính toán cho đoạn nguồn –TBA (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Tổn thất điện năng trên đoạn nguồn –TBA sau khi bù là: ΔAnguồn-TBA = .r0..τ = .0,524..2886,21.10-6 = 15,03 (kWh)
• Tổn thất điện năng trước khi bù là 18,3 kWh
Số tiền tiết kiệm được do giảm tổn thất điện năng trên đường dây bằng: ΔCTBA-TPP = (18,3-15,03).1500= 4905 (đ)
• Tổng số tiền tiết kiệm được do giảm tổn thất điện năng trong một năm: (46125+4905)+(4060491+582543+854512,5+330996) = 5879572,5 (đ)