6,1 Nâng cao hệ số công suất
6,1,1 Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất
Mức độ tiêu thụ công suất phản kháng được đánh giá bởi hệ số công suất, xác định bởi tỷ số giữa công suất tác dụng (P) và công suất biểu kiến (S): cosϕ=P/S, UI P S P 3 cosϕ = =
Để thuận tiện cho việc phân tích và tính toán, đôi khi người ta thường dùng khái niệm hệ số công suất phản kháng (tgϕ) thay cho hệ số công suất (cosϕ), đó là tỷ lệ giữa công suất phản kháng và công suất tác dụng: tgϕ = Q/P, Tuy nhiên hệ số tgϕ chỉ áp dụng trong các bước tính trung gian, kết quả cuối cùng lại được trả về hệ số cosϕ tương ứng,
Khi cosϕ của thiết bị điện càng lớn, tức là mức độ tiêu thụ công suất phản kháng càng bé, vì vậy làm cho mức độ yêu cầu về Q từ lưới ít, nó góp phần cải thiện chế độ làm việc của lưới, Hệ số cosϕ của các hộ tiêu thụ lại phụ thuộc vào chế độ làm việc của các phụ tải điện,
Khi hệ số cosϕ thấp sẽ dẫn đến sự tăng công suất phản kháng, sự truyền tải công suất phản kháng trong mạng điện làm giảm sút các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của mạng điện,
6,1,2 Biện pháp nâng cao hệ số công suất
● Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên: là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như: hợp lý hoá các quá 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, ,,, Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên rất có lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không phải đặt thêm thiết bị bù,
● 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
6,2 CHỌN THIẾT BỊ BÙ
Để bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện có thể sử dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động cơ không đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích thích … ở đây ta lựa chọn các bộ tụ 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 bộ nên lắp ráp, bảo quản và vận hành 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 suât 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 suât,
Vị trí đặt 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 TBAPX, tại các tủ phân phối, tủ động lực hoặc tại đầu cực các phụ 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 một 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 TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu tư và thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành,
6,3, XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ
6,3,1, Xác định dung lượng bù
Dung lượng bù của phân xưởng được xác định theo công thức: QbùΣ = Pttnm, ( tgϕ1 - tgϕ2 ),α
Trong đó:
Pttnm - phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy (kW),
ϕ1 - góc ứng với hệ số công suất trung bình trước khi bù, cosϕ1 = 0,71 → tgϕ = 0,991
ϕ2 - góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù, cosϕ2 = 0,92 → tgϕ = 0,426
α - hệ số xét tới khả năng nâng cao cosϕ bằng những biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù, α = 0,9 ÷ 1,
QbùΣ- tổng dung lượng cần bù
Với phân xưởng sản xuất ta tìm được dung lượng bù cần thiết: QbùΣ = Pttnm. ( tgϕ1 - tgϕ2 ). α
= 204,15 ( 0,991 – 0,426 ).1 = 115,34 kVAr
Chọn tụ bù loại YK-0,38-110H có công suất Q = 110 kVAr (tra bảng 20,1,pl,BT)
6.3.2 Đánh giá hiệu quả bù
Trước khi bù: 2 2 3 3 1 215,02 10 0.13 10 0.38 − − ∆ = ÷ × × = ÷ × × Q P R U = 41,62kW Sau khi bù: 2 2 3 3 2 215, 2 115.34 10 0.13 10 0,38 − − − − ∆ = ÷ × × = ÷ × × b Q Q P R U = 8,98 kW
Lượng công suất tiết kiệm được khi bù:
δP = ΔP1 - ΔP2 = 41,62 – 8,98 = 32,64 kW Giá trị tiết kiệm được trên một đơn vị công suất bù:
Kd1 = 32, 64 115.34 = b P Q δ = 0,283 kW/kVAr
CHƯƠNG VII
TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT--- ---
7,1 Tính toán nối đất
Việc tính toán nối đất là để xác định số lượng cọc và thanh ngang cần thiết đảm bảo điện trở của hệ thống nối đất nằm trong giới hạn yêu cầu, Điện trở của hệ thống nối đất phụ thuộc vào loại và số lượng cọc tiếp địa, cấu trúc của hệ thống nối đất và tính chất của đất nơi đặt tiếp địa,
Trong đồ án này, ta sử dụng phương pháp tính toán nối đất theo điện trở yêu cầu (Ryc)
1, Xác định điện trở yêu cầu của hệ thống nối đất
Giá trị của điện trở nối đất phải đủ nhỏ sao cho điện áp tiếp xúc không vượt quá giới hạn cho phép, Điện trở nối đất trong mạng điện được xác định theo điều kiện: , L yc d U R I = Ω
Trong đó: Id – Dòng điện ngắn mạch chạy trong đất, A UL – Điện áp định mức có giá trị UL ≤ Ucp
Ucp – Giá trị điện áp tiếp xúc cho phép, phụ thuộc vào thời gian cắt của bảo vệ cắt của bảo vệ
2, Xác định điện trở nối đất nhân tạo
Thông thường để tăng cường cho hệ thống nối đất và tiết kiệm cho hệ thống nối đất nhân tạo, người ta tận dụng các công trình ngầm như ống dẫn bằng kim loại, các cấu kiện bê tông cốt thép, vỏ cáp, nền móng…Tuy nhiên ở đây cần