3.1 TỔNG QUAN VỀ GIÁ TRỊ HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ BÙ CÔNG SUẤT:
Hệ số công suất cosφ (hoặc PF) là tỉ số giữa công suất tác dụng P(KW) và công suất biểu kiến S(KVA). Hệ số công suất lớn nhất bằng 1 và hệ số công suất càng lớn càng có lợi cho ngành điện lẫn khách hàng; vì khi đó P = S, tồn bộ công suất điện phát ra sẽ được tiêu thụ bởi phụ tải điện mà không có bất kỳ tổn thất nào.
Cosφ=SP((KVAKW))= PF (3.1)
Hệ thống điện xoay chiều cung cấp hai dạng năng lượng:
- Năng lượng tác dụng đo theo đơn vị kilowatt.giờ(kw.h). Năng lượng này được chuyển sang công cơ học, nhiệt, ánh sáng,…
- Năng lượng phản kháng. Dạng năng lượng này được chia làm hai loại:
+ Năng lượng yêu cầu bởi mạch có tính cảm (máy biến áp, động cơ điện, …)
+ Năng lượng yêu cầu bởi mạch có tính dung (điện dung dây cáp, tụ công suất,…).
Theo thống kê ta có các số liệu sau[3]:
- Động cơ không đồng bộ, chúng tiêu thụ khoảng 60 – 65% tổng công suất phản kháng của mạng.
- Máy biến áp tiêu thụ khoảng 20 – 25%.
- Đường dây trên không, điện kháng và các thiết bị điện khác tiêu thụ khoảng 10%.
Như vậy động cơ không đồng bộ và máy biến áp là hai loại máy điện tiêu thụ nhiều công suất phản kháng nhất. Công suất tác dụng P là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các máy dùng điện; còn công suất phản kháng Q là công suất từ hóa trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công.
Vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ dùng điện các máy sinh ra Q (tụ điện, máy bù đồng bộ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng. Khi bù công suất phản kháng thì góc
lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suất cosφ của mạng được nâng cao, giữa P và Q và góc φ có quan hệ sau:
φ= arctgQP (3.2) Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống, do đó góc φ giảm, kết quả là cosφ tăng lên.
Hệ số công suất cosφ được nâng lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau đây: 1/ Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện.
2/ Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện.
3/ Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp.
3.2 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COSφ: 3.3 VỊ TRÍ ĐẶT THIẾT BỊ BÙ: 3.3 VỊ TRÍ ĐẶT THIẾT BỊ BÙ:
Việc tính tốn định mức bù tối ưu cho một mạng đã tồn tại có thể thực hiện theo những lưu ý sau:
- Tiền điện trước khi đặt tụ bù.
- Tiền điện sau khi đặt tụ bù.
- Các chi phí bao gồm:
+ Mua tụ bù và mạch điều khiển ( contactor, relay, tủ hợp bộ). + Lắp đặt và bảo trì.
+ Tổn thất trong tụ và tổn thất trên dây cáp, máy biến áp sau khi lắp đặt tụ bù.
Từ những phân tích trên tác giả chọn phương án bù công suất phản kháng cho công trình.
3.4 TÍNH TỐN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG:
Hệ số công suất của công trình trước khi bù: cosφ1=0.74.
Tổng công suất tác dụng tính tốn của công trình : Ptt=1218.446 KW. Công suất biểu kiến của công trình trước khi bù: S1=1646.54 KVA. Hệ số công suất của công trình sau khi bù: cosφ2=0.87.
Công suất phản kháng cần phải bù để đạt được cosφ2=0.87 là:
Qbù= Ptt.(tgφ1-tgφ2) = 1218.446 x [tg(arcos0.74) – tg(arcos0.87)]= 420 KVAr. Vậy Qbù= 420 KVAr.
Công suất biểu kiến của công trình sau khi bù: Ta có công suất phản kháng trước khi bù:
Q1= Ptt.tgφ1=1218.446 x tg(arcos0.74) = 1107.48 KVAr. Công suất phản kháng sau khi bù:
Q2 = Q1 – Qbù = 1107.48 – 420 = 687.48 KVAr. Công suất biểu kiến của công trình sau khi bù:
S2 = 1218.4462 687.482 1400
22 2
2 +Q = + =
P tt KVA.
Chọn thiết bị bù là tụ điện bù do Liên Xô (cũ) chế tạo: