Các biện pháp nâng cao hệ số cơng suất cosϕ được chia làm hai nhĩm
chính :
Nhĩm các phương nâng cao hệ số cosϕ tự nhiên ( khơng dùng thiết bị bù )
và nhĩm các biện pháp nâng cao hệ số cosϕ bằng cách bù cơng suất phản kháng.
a. Nâng cao hệ số cơng suất cosϕ tự nhiên :
Nâng cao hệ số cơng suất cosϕ tự nhiên là tìm các biện pháp để các hộ dùng điện
các hộ dùng điện giảm bớt được lượng cơng suất phản háng Q tiêu thụ như : Aùp dụng các quá trình cơng nghệ tiên tiến, sử dụng hợp lý các thiết bị điện . Sau đây
các biện pháp nâng cao hệ số cơng suất cosϕ tự nhiên :
- Thay đổi và cải tiến quy trình cơng nghệ để các thiết bị làm việc ở chế độ hợp lý nhất
- Thay thế động cơ khơng đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ cĩ cơng suất nhỏ hơn
- Giảm điện áp của những động cơ chạy non tải - Hạn chế động cơ chạy khơng tải
- Dùng động cơ đồng bộ thay thế động cơ khơng đồng bộ - Nâng cao chất lượng sữa chữa động cơ
- Thay thế những máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp cĩdung lượng nhỏ hơn
b. Nâng cao hệ cơng suất cosϕ bằng phương pháp bù :
Bằng cách đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp cơng suất phản kháng cho chúng, ta giảm được lượng cơng suất phản kháng phải truyền tải
trên đường dây do đĩ nâng cao được hệ số cosϕ của mạng. Biện pháp bù khơng
giảm được lượng cơng suất phản kháng tiêu thụ của các hộ dùng điện mà chỉ giảm được lượng cơng suất phản kháng phải
truyền tải trên đường dây mà thơi . Vì thế chỉ sau khi thực hiện các biện pháp nâng
cao cosϕ tự nhiên mà vẫn khơng đạt yêu cầu thì chúng ta mới xét đến phương
pháp bù. Để việc bù cơng suất phản kháng cĩ hiệu quả cao nhất thì ta phải xác định được dung lượng bù hợp lý, dựa trên cơ sở tính tốn và so sánh kinh tế kỷ thuật.
7.1.3 Thiết bị bù cơng suất phản kháng :
Thiết bị bù phải chọn trên cơ sở tính tốn so sánh về kinh tế kỷ thuật . Để bù cơng suất phản kháng tiêu thụ tại các xí nghiệp , chúng ta cĩ thể dùng : Tụ điện , máy bù đồng bộ , đơng cơ khơng đồng bộ rơ to dây quấn .
1 Tụ điện :
Là loại thiết bị điện tĩnh , làm việc với dịng điện vượt trước điện áp, do đĩ nĩ cĩ thể sinh ra cơng suất phản kháng Q cung cấp cho mạng điện .Tụ điện thường được chế tạo với điện áp định mức :220V, 0,4KV, 3KV, 6KV, 10KV. Khi dùng tụ điện cĩ những ưu và nhược điểm sau :
Ưu điểm :
+ Tổn thất cơng suất tác dụng bé, khoảng 0,003 → 0.005KW/KVAR
+ Vận hành đơn giản, cĩ thể đặt ở cấp điện áp bất kỳ + Giá thành rẻ, lắp ráp bảo quản dễ dàng
+ Cĩ thể sử dụng ở nơi khơ ráo bất kỳ để đặt bộ tụ
Nhược điểm :
+ Nhạy cảm với sự biến động của điện áp đặt lên cực tụ điện
+ Cấu tạo kém chắc chắn nên dễ bị phá hỏng khi xẩy ra ngắn mạch (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Khi cắt tụ điện ra khỏi mạng trên cực của tụ điện vẫn cịn điện áp dư cĩ thể gây nguy hiểm cho nhân viên vận hành và sữa chữa .
2. Máy bù đồng bộ :
Là một động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ khơng tải . Do khơng cĩ phụ tải trên trục nên máy bù đồng bộ được chế tạo gọn nhẹ và rẻ hơn so với động cơ đồng bộ cùng cơng suất . Ở chế độ quá kích thích máy bù sản xuất ra cơng suất phản kháng cung cấp cho mạng , cịn ở chế độ thiếu kích thích máy bù tiêu thụ cơng suất phản kháng của mạng . Khi dùng máy bù đồng bộ cĩ những ưu và nhược điểm sau :
Ưu điểm :
+ Chế tạo gọn nhẹ + Dễ điều chỉnh điện áp + Ít hư hỏng về cơ khí
+ Cĩ khả năng nâng cao tính ổn định của hệ thống
Nhược điểm :
+ Do cĩ phần quay nên lắp ráp bảo quản và vận hành khĩ khăn
+ Tổn thất cơng suất trong máy bù khá lớn 0,015 → 0,035KW/KVAR
+ Chỉ đặt được bỡi cấp điện áp 6-10KV
3. Động cơ khơng đồng bộ roto dây quấn được đồng bộ hố :
Khi cho dịng điện một chiều vào roto của động cơ khơng đồng bộ dây quấn , động cơ sẽ làm việc như một động cơ đồng bộ với dịng điện vượt trước điện áp . Do đĩ nĩ cĩ khả năng sinh ra cơng suất phản kháng cung cấp cho mạng .
Vị trí đặt tụ bù :
+ Đặt tập trung ở thanh cái phía điện áp thấp của trạm biến áp :
Áp dụng khi tải ổn định và liên tục , bộ tụ được đấu vào thanh gĩp của tủ phân phối chính
+ Đặt thành nhĩm ở tụ điện phân phối động lực :
Được sử dụng khi mạng điện quá lớn và khi chế độ tải liên tục , bộ tụ được đấu vào tủ phân phối khu vực
+ Đặt phân tán ở từng thiết bị dùng điện :
Được xét đến khi trong mạng điện cĩ động cơ cơng suất lớn đáng kể so với cơng suất mạng điện . Bộ tụ được mắc trực tiếp vào đầu dây nối của thiết bị dùng điện
Hình 7.1 Các hình thức bù Trường hợp các hộ tiêu thụ ở cuối đường dây :
Hộ tiêu thụ phân bố đều trên đường dây , kết quả tính tốn cho vị trí thích hợp
để giảm tối thiểu mức tổn thất điện áp là đặt tụ bù trong khoảng 12 →23 chiều dài
đường dây tính từ đầu phát của đường dây .
Vận hành tụ bù :
+ Loại cố định : Được đĩng thường xuyên vào đường dây
+ Loại ứng động : Giàn tụ điện tự động đĩng cắt theo nhu cầu cơng suất phản kháng của hệ thống , đĩng vào giờ cao điểm , mở ra trong giờ thấp điểm của đồ thị phụ tải .
7.2 CÁCH XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ :
Khi ta nâng hệ số cơng suất cosϕ1 thì sẽ cĩ hệ số cơng suất cosϕ2
P1 = 3UI1.cosϕ1 (1) P2 = 3UI2.cosϕ2 (2) Với P1 = P2 = const Do đĩ : I1 = I2 = 1 2 Cos Cos ϕ ϕ (3) Cơng suất phản kháng : Q1 = 3UI1.Sinϕ1 (4) Q2 = 3UI2.Sinϕ2 (5) Từ (3) và (5) ta cĩ : Q2 = 3U. 1 2 2 . Cos Sin Cos ϕ ϕ ϕ (6) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dùng dung lượng bù để nâng cao từ cosϕ1 đến cosϕ2 là Qbù :
Qbù = P ( tgϕ1 - tgϕ2 ) α , KVAR
P : Phụ tải tính tốn của phân xưởng hay nhĩm (KW)
1
ϕ : Gĩc ứng với hệ số cơng suất trung bình (cosϕ1)
ϕ2 : Gĩc ứng với hệ số cơng suất trung bình (cosϕ2)
a = 0,9-1 : Hệ số xét tới khả năng nâng cao cosϕ bằng những phương pháp
khơng địi hỏi đặt thiết bị bù .
Hệ số cơng suất cosϕ2 ở trên thường lấy bằng hệ số cơng suất do cơ quan quản lý
hệ thống điện quy định cho mỗi hộ tiêu thụ phải đạt được, thường nằm trong
khoảng 0,85→ 0,95 .
Ở đây ta chọn hệ số cơng suất sau khi bù cho khu dân cư là cosϕ = 0,9 hay tgϕ2 =
0,48
Hệ số cơng suất trung bình của một nhĩm thiết bị được tính theo cơng thức :
Cosϕ = i. i P Cos P ϕ ∑ ∑
Ngồi ra dung lượng bù cịn cĩ thể xác định theo cơng thức : Qbù = P.Kp với Kp tra sổ tay thiết kế
7.3 TÍNH DUNG LƯỢNG ,CHỌN VỊ TRÍ VÀ THIẾT BỊ BÙ CHO HỆ THỐNG:
7.3.1Tính dung lượng bù của hệ thống :
Dung lượng bù xác định theo cơng thức : Qbù = Ptt ( tgϕ1 - tgϕ2 ) α , KVAR tgϕ1 : được xác định từ cosϕ = 0,8 Suy ra: tgϕ1 = 0,75 tgϕ2 : được xác định từ cosϕ = 0,9 Suy ra : tgϕ2 = 0,48 Khu vực 1 : Qbu1ø = 914×( 0,75 – 0,48 ) = 246,78 KVAR
Chọn bộ tụ VCB-240/260 của hãng Federal cĩ các thơng số kỹ thuật sau :
Udmø =400/440 V
Qbu1ø = 260 KVAR
Khu vực 2 :
Qbu2ø = 1892,5×( 0,75 – 0,48 ) = 510,97 KVAR
Chọn bộ tụ VCB-340/500 của hãng Federal cĩ các thơng số kỹ thuật sau:
Udmø =400/440 V
Qbu2ø = 500 KVAR
7.3.2Chọn thiết bị bù :
Chọn thiết bị bù cho hệ thống là tụ bù vì : + Dung lượng bù tương đối nhỏ, giá thành thấp + Tụ bù dễ sử dụng , lắp ráp , vận hành và sữa chữa + Tổn thất cơng suất tác dụng bé
7.3.3Chọn vị trí bù : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dựa vào điều kiện kinh tế, kỷ thuật vào thao tác vận hành thì chúng ta chọn vị trí đặt tụ cho hệ thống theo phương pháp đặt tập trung ở thanh cái của tủ phân phối chính vì :
Khi bù tại vị trí này giảm được tổn thất cơng suất phía trước tụ bù (máy biến áp ),
KẾT LUẬN
KẾT LUẬN :
Qua 12 tuần làm đồ án với sự hướng dẫn tận tình của thầy Quyền Huy Ánh . Em đã hồn thành đồ án này , với đề tài được giao “ Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Khu Dân Cư Phú Mỹ “ .
Trong quá trình làm đồ án , em cĩ dịp được vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề trong thiết kế . Từ đĩ rút ra được một số kiến thức mới cũng như những kinh nghiệm quý báu để vận dụng sau này . Tuy nhiên đây là lần đầu tiên thiết kế và những kiến thức cịn hạn chế nên chắc chắn cĩ nhiều sai sĩt , rất mong các thầy, cơ cũng như các bạn đọc đĩng gĩp ý kiến để đồ án được hồn thiện hơn . Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn , các thầy cơ trong khoa Điện-Điện Tử và các bạn sinh viên đã giúp đỡ em hồn thành đồ án đúng thời hạn .
HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI :
Do quy mơ cơng trình tương đối lớn , phải thiết kế nhiều phần nên chương chống sét chưa đưa vào nội dung đề tài .
Ngồi ra một số vấn đề tối ưu trong hệ thống tính tốn cung cấp điện như :Tính tốn chi tiết để thiết kế chiếu sáng cho các thiết bị trong các căn hộ, chọn số lượng cơng suất trạm biến áp tiếp tục được mở rộng .
Tp . Hồ Chí Minh , ngày 2 tháng 1 năm 2006 Sinh viên thực hiện
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN
TG : Ngơ Hồng Quang – Vũ Văn Tầm – NXBKHKT – Hà Nội 1998
2. GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN ( TẬP 1 , TẬP 2 )
TG : Nguyễn Xuân Phú – Trường Đại Học Sư Phạm Kỷ Thuật TPHCM 1991
3. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN THEO TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ IEC
-NXBKHKT
4. SỔ TAY LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN
TG : Ngơ Hồng Quang – NXBKHKT
5. MẠNG CUNG CẤP VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN
TG : Bùi Ngọc Thư – NXBKHKT – Hà Nội - 2002
6. KỶ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP ( TẬP 1 , TẬP 2 )