1.3.1. Giới thiệu chung.
Để đỏnh giỏ vấn đề sử dụng điện cú hợp lý và tiết kiệm hay khụng ngƣời ta đỏnh giỏ thụng qua hệ số cụng suất PF (Power Factor). Nõng cao hệ số cụng suất là một trong những biện phỏp quan trọng để tiết kiệm điện năng.
Biểu thức tớnh toỏn hệ số cụng suất:
P PF=
S
Phần lớn cỏc thiết bị dựng điện đều tiờu thụ cụng suất tỏc dụng (CSTD) P và cụng suất phản khỏng (CSPK) Q.
Cụng suất tỏc dụng P là cụng suất đƣợc biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong cỏc mỏy dựng điện (cụng suất hữu cụng).
Cụng suất phản khỏng Q khụng sinh cụng (cụng suất vụ cụng) nhƣng bắt buộc phải cú thỡ một số thiết bị mới hoạt động đƣợc, chẳng hạn nú là cụng suất từ húa lừi thộp mỏy biến ỏp, động cơ…
Do đú trong vận hành ngƣời ta mong muốn sử dụng CSPK của lƣới điện càng ớt càng tốt miễn sao thiết bị vẫn hoạt động bỡnh thƣờng.
Một vấn đề khỏc là trong quỏ trỡnh truyền tải điện năng từ nơi sản xuất điện (cỏc nhà mỏy thủy điện, nhiệt điện…) thỡ cú tổn hao trờn đƣờng dõy truyền tải làm điện ỏp tại cỏc điểm cỏch xa nguồn bị suy giảm do đú để đảm bảo cho điện ỏp khụng bị suy giảm lớn thỡ cần bự CSPK.
CSPK cung cấp cho tải tiờu thụ khụng nhất thiết phải lấy từ nguồn vỡ vậy để trỏnh truyền tải một lƣợng CSPK lớn ngƣời ta đặt gần cỏc tải tiờu thụ cỏc thiết bị sinh CSPK để cung cấp trực tiếp cho tải, việc thực hiện nhƣ vậy gọi là bự CSPK.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Biện phỏp nõng cao hệ số cụng suất tự nhiờn:
+ Hợp lý húa quỏ trỡnh sản xuất để giảm tiờu hao năng lƣợng + Đối với cỏc động cơ để giảm CSPK
+ Giảm thời gian chạy khụng tải của cỏc động cơ bởi động cơ là thiết bị tiờu thụ nhiều CSPK hơn nữa CSPK lỳc chạy khụng tải tƣơng đối lớn:
Q0 = (6070 %)Qdd
Trong đú:
Q0 : CSPK lỳc chạy khụng tải
Qđd: CSPK của động cơ lỳc chạy ở chế độ định mức
+Thay thế cỏc động cơ làm việc non tải bằng cỏc động cơ cú cụng suất hợp lý hơn, giảm điện ỏp ở đầu cực động cơ thƣờng xuyờn làm việc non tải.
+ Với mỏy biến ỏp thỡ để giảm CSPK cú thể thực hiện theo hai cỏch
. Thay thế mỏy biến ỏp thƣờng làm việc non tải bằng mỏy biến ỏp cú cụng suất hợp lý hơn.
. Vận hành kinh tế mỏy biến ỏp: Cú thể lỏp hai mỏy để vận hành song song, khi non tải thỡ chỉ chạy một mỏy.
Tất cả cỏc biện phỏp trờn đều khụng yờu cầu cao về vốn đầu tƣ và hiệu quả mang lại lớn do đú cần đƣợc xem xột trƣớc tiờn để nõng cao hệ số cụng suất tiếp sau mới xột đến phƣơng phỏp bự CSPK.
- Biện phỏp nõng cao hệ số cụng suất nhõn tạo:
+ Sử dụng mỏy bự đồng bộ, thực chất là động cơ điện đồng bộ làm việc ở chế độ quỏ kớch thớch. Biện phỏp này cú thể điều chỉnh trơn cụng suất bự và cụng suất bự cú thể điều chỉnh dƣơng hoặc õm. Nhƣợc điểm cơ bản là thết bị cồng kềnh, ồn, chi phớ bảo dƣỡng, sửa chữa lớn…
+ Sử dụng tụ điện trong trƣờng hợp thiếu cụng suất phản khỏng thỡ đúng thờm tụ điện, cú ƣu điểm là gọn nhẹ, khụng gõy ồn… Nhƣợc điểm là chỉ bự theo từng nấc tụ, chỉ dựng về phớa chế độ vận hành cực đại, mặt khỏc khi lƣợng súng điều hũa bậc cao tồn tại nhiều trong lƣới thỡ lỳc đúng tụ vào cú thể gõy nổ tụ.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Xu hƣớng hiện nay ngƣời ta sử dụng bộ lọc tớch cực kết hợp với bự cụng suất phản khỏng sử dụng thiết bị điện tử cụng suất tớch hợp trờn cựng một thiết bị, trở nờn rất gọn nhẹ, khắc phục đƣợc cỏc nhƣợc điểm của cỏc phƣơng phỏp bự khỏc, phự hợp với cỏc tiến bộ của kỹ thuật.
1.3.3. Hiệu quả của việc bự cụng suất phản khỏng.
Giảm đƣợc tổn thất cụng suất trờn mạng điện do giảm đƣợc CSPK truyền tải trờn đƣờng dõy.
Giảm đƣợc tổn hao điện ỏp trong mạng điện do giảm đƣợc thành phần U do CSPK gõy ra.
Tăng khả năng truyền tải của đƣờng dõy và mỏy biến ỏp. Khả năng truyền tải của đƣờng dõy và mỏy biến ỏp phụ thuộc vào điều kiện phỏt núng tức phụ thuộc vào dũng điện cho phộp của chỳng.
Dũng điện chạy trờn dõy dẫn và mỏy biến ỏp đƣợc tớnh theo cụng thức:
I= U 3 2 Q 2 P
Biểu thức này chứng tỏ rằng với cựng một tỡnh trạng phỏt núng nhất định của đƣờng dõy và mỏy biến ỏp (I=const) ta cú thể tăng khả năng truyền tải cụng suất tỏc dụng P bằng cỏch giảm cụng suất phản khỏng Q mà chỳng phải tải đi. Vỡ thế khi giữ nguyờn đƣờng dõy và mỏy biến ỏp nếu hệ số cụng suất đƣợc nõng cao tức là giảm đƣợc lƣợng CSPK phải truyền tải thụng qua bự CSPK thỡ khả năng tải của chỳng đƣợc nõng cao.