II. Các phƣơng pháp nâng cao chất lƣợng điện áp
4. Phƣơng pháp nâng cao chất lƣợng điện áp bằng cách thay đổi dòng công
4.2. Sự tƣơng quan giữa Q và chất lƣợng điện áp
Nhu cầu công suất phản kháng thay đổi gây ra sự biến đổi điện áp. Trong lưới hệ thống siêu cao áp, điện trở R của đường dây nhỏ hơn nhiều so với điện kháng X nên thành phần dọc trục U hoàn toàn phụ thuộc vào công suất Q tải trên lưới. Do đó để điều chỉnh điện áp, ta phải điều chỉnh dòng công suất phản kháng trong hệ thống điện. Điều chỉnh dòng công suất phản kháng tức là điều chỉnh sự cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống điện.
Trong lưới điện cao áp và nhất là lưới trung, hạ áp, R khá lớn do đó dòng công suất tác dụng cũng ảnh hưởng đến điện áp. Nhưng không thể dùng cách điều chỉnh dòng công suất tác dụng để điều chỉnh điện áp được, vì công suất tác dụng là yêu cầu của phụ tải để sinh ra năng lượng, chỉ có thể được cung cấp từ các nhà máy điện. Còn công suất phản kháng không sinh công, nó chỉ là dòng công suất gây từ trường dao động trên lưới điện, rất cần thiết nhưng có thể cấp tại chỗ cho phụ tải. Do đó trong các lưới này vẫn phải điều chỉnh điện áp bằng cách điều chỉnh cân bằng công suất phản kháng.
Học viên: Nguyễn Trung Kiên 43
Khi điện áp tại một điểm nào đó của hệ thống điện nằm trong phạm vi cho phép thì có nghĩa là dòng công suất phản kháng của nguồn đủ đáp ứng yêu cầu của phụ tải tại điểm đó. Nếu điện áp cao thì là thừa công suất phản kháng, còn khi điện áp thấp thì là thiếu công suất phản kháng.
Công suất phản kháng thường thiếu trong chế độ phụ tải max cần phải có thêm nguồn, còn trong chế độ tải cực tiểu thì lại có nguy cơ thừa do điện dung của đường dây và cáp gây ra, cần phải có thiết bị tiêu thụ.
Cân bằng công suất phản kháng vừa có tính chất hệ thống vừa có tính chất địa phương. Do đó điều chỉnh cân bằng công suất phản kháng phải thực hiện cả ở cấp hệ thống lẫn cấp địa phương. Ở cấp hệ thống điều chỉnh ở mức điện áp trung bình của hệ thống, còn ở cấp địa phương điều chỉnh nhằm đạt được yêu cầu điện áp cụ thể của địa phương.
Điều chỉnh điện áp hay cân bằng công suất phản kháng được thực hiện bằng hai cách:
- Điều chỉnh công suất phản kháng của các nguồn công suất phản kháng (như nhà máy điện, máy bù đồng bộ, các bộ tụ bù…)
- Điều chỉnh dòng công suất phản kháng hay là phân bố lại công suất phản kháng trên mạng điện bằng cách điều chỉnh đầu phân áp ở các máy biến áp, điều chỉnh thiết bị tụ bù dọc…
Khi tính toán điều chỉnh điện áp chỉ cần xét hai chế độ đặc trưng của phụ tải, đó là chế độ công suất cực đại (max) và chế độ công suất cực tiểu (min). Nếu đảm bảo chất lượng điện áp ở hai chế độ này thì sẽ bảo đảm điện áp ở các chế độ còn lại.
Khi tính toán điều chỉnh điện áp cũng không cần phải xét đến mọi điểm trong mạng điện hạ áp, chỉ cần xét đến một số điểm, bảo đảm chất lượng điện áp ở các điểm đó thì ở các điểm còn lại cũng được đảm bảo, ta gọi đó là các điểm kiểm tra. Những điểm kiểm tra được chọn là điểm gần nguồn nhất và điểm xa nguồn nhất. Có thể quy định điểm kiểm tra khác nữa ở mạng điện cao áp nếu ở đó có thiết bị điện.
Vấn đề đảm bảo chất lượng điện áp phải được quán triệt từ quá trình thiết kế đến vận hành mạng điện. Khi thiết kế phải căn cứ vào các đặc điểm vận hành trong
Học viên: Nguyễn Trung Kiên 44
tương lai, lựa chọn đúng các phần tử của mạng điện theo điều kiện điện áp, lựa chọn đúng và đặt đúng chỗ các thiết bị điều chỉnh điện áp. Trong vận hành phải thường xuyên theo dõi điện áp ở các điểm kiểm tra, đề ra các phương thức điều chỉnh thích hợp để đảm bảo chất lượng điện áp. Khi phụ tải luôn thay đổi theo thời gian, cần phải kịp thời đề ra các biện pháp sao cho chất lượng điện áp luôn luôn đạt tiêu chuẩn quy định.