C: Chọn tổn thất điện áp chung của phương án
Chương 7: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
7.3.2. Lựa chọn thiết bị bù
Để bù công suất phản kháng có thể sử dụng các động cơ đồng bộ (máy bù đồng bộ) hoặc sử dụng tụ điện (tụ bù), mỗi loại trên đều có các ưu - nhược điểm riêng.
Máy bù đồng bộ có ưu điểm là có thể điều chình trơn, công suất phản kháng không phụ thuộc điện áp đặt vào mà chỉ phụ thuộc vào dòng kích từ. Tuy nhiên máy bù đồng bộ có giá thành cao, gây tiếng ồn khi vận hành, lắp đặt và vận hành phức tạp, tiêu thụ một lượng lớn công suất tác dụng.
Tụ bù có ưu điểm tiêu thụ ít công suất tác dụng, lắp đặt và vận hành đơn giản, ít gặp sự cố, giá thành thấp. Tuy nhiên tụ bù có công suất phản kháng phát ra theo các cấp kháng nhau và không thể thay đổi được, công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ, tuổi thọ của tụ bù thường kém (phải tiến hành kiểm tra và thay thế định kỳ)
10 kV Qb∑ C, p BATT BAPX: Bi PBi + jQBi QbBi 10 kV 35kV 0,4kV QBi – QbBi Qb∑ RBi RCi 0,4 kV 10 kV
7.4.Tính toán phân phối thiết bị bù về phía hạ áp
Giả thiết rằng ta đặt các tủ tụ bù hoàn toàn về phía hạ áp của các máy biến áp tại các trạm biến áp phân xưởng. Từ phần 5.7 trong chương 5 ta đã lựa chọn phươgn án tối ưu cho mạng cung cấp điện cho nhà máy. Ta có sơ đồ bù của nhà máy như sau:
Hình 7.1. Sơ đồ bù về phía hạ áp của TBAPX
Ta có sơ đồ nguyên lý khi đặt tủ tụ bù phía hạ áp cho một tia từ TBATT tới TBAPX:
Hình 7.2. Sơ đồ nguyên lý bù hình tia phía hạ áp của TBAPX
Sơ đồ thay thế cho một tia từ TBATT đến TBAPX:
Hình 7.3. Sơ đồ thay thế bù hình tia phía hạ áp của TBAPX
Tính dung lượng từng mạch bù của từng TBAPX trong sơ đồ hình tia: QbBi = QBi - (Q∑Bi - Qb∑) (kVAr) (7.2)
Trong đó:
QbBi là công suất phản kháng cần bù của nhánh Bi
QBi là công suất phản kháng của nhánh Bi.
Q∑Bi là tổng công suất phản kháng của các phân xưởng. Qb∑ là tổng công suất phản kháng cần bù của nhà máy.
Rtđ∑; Rtđi là điện trở tương đương của mạng lưới điện và của nhánh i. Xác định điện trở cáp của nhánh i:
RCi = r0Cil (Ω) (7.3)
Bảng 7.1. Điện trở các đường cáp trung áp 10 (kV) từ TBATT đến TBAPX. Đường dây T-B1 T-B2 T-B5 B5-B4 T-B6 T-B8
RCi (Ω) 0.10 0.032 0.052 0.072 0.12 0.12
Xác định điện trở của TBA i có n MBA giống nhau:
RBi = (Ω) (7.4)
Bảng 7.2. Điện trở các TBAPX trong nhà máy.
TBAPX B1 B2 B5 B4 B6 B8
SđmBA (kVA) 1000 1000 1000 400 630 250
Số lượng 2 2 1 2 2 2
∆PN (W) 13000 13000 13000 5750 8200 4100
RBi (Ω) 0.65 0.65 1.30 1.80 1.03 3.28
Xác định điện trở tương đương của nhánh i:
Rtđi = RCi + RBi (Ω) (7.5) Bảng 7.3. Điện trở các nhánh TBAPX. Đường dây T-B1 T-B2 T-B5 B5-B4 T-B6 T-B8 RBi (Ω) 0.65 0.65 1.30 1.80 1.03 3.28 RCi (Ω) 0.10 0.032 0.052 0.072 0.12 0.12 Rtđi (Ω) 0.75 0.682 1.32 1.15 3.4
Xác định điện trở tương đương của mạng lưới điện:
() (7.6)
Thay số vào (7.6) ta tính được: Rtđ∑ = 0.212 (Ω)
Thay số liệu vào (7.2) ta tính được dung lượng bù của các nhánh TBAPX:
Bảng 7.4. Dung lượng bù phía hạ áp của các nhánh TBAPX.
TBAPX B1 B2 B5 B4 B6 B8
QbBi (kVAr) 578.46 343.69 908.67 225.52 135.51 98.46
7.5.Tính toán phân phối thiết bị bù về phía cao áp và hạ áp
Khi đặt tủ tụ bù về phía hạ áp của MBA trong các TBAPX sẽ tránh được tổn thất công suất phải truyền tải qua MBA. Nhưng các tụ bù hạ áp lại có giá thành 1 kVAr phía cao áp. Vì vậy để tối ưu ta tiến hành phân phối lại dung lượng bù về phía cao áp của MBA.
Sơ đồ đặt tủ tụ bù về phía cao áp và hạ áp như sau:
Hình 7.4. Sơ đồ bù về phía hạ áp và cao áp của TBAPX
Xác định dung lượng bù phía hạ áp của TBA theo công thức: QbH = Q - KU2 (kVAr) (7.7) Trong đó:
Q là công suất phản kháng của phụ tải. avh là hệ số vận hành (avh = 0,1).
atc là hệ số thu hồi (hiệu quả) vốn đầu tư tiêu chuẩn (atc = 0,14 ÷ 0,2) C là giá tiền 1 kW điện năng tổn thất (C = 1000 đ/kWh).
τ là thời gian tổn thất công suất lớn nhất của nhà máy theo Tmax. U là điện áp định mức phía cao áp của MBA.
RB là điện trở của MBA trong TBA.
K = kh - kc là mức giá chênh lệch của 1 kAVr của tụ bù hạ áp và cao áp. Sự chênh lệch giá 1kVAr của tụ bù hạ áp và cao áp phụ thuộc vào cấp điện áp hai phía của TBA. Trong trường hợp này là 10kV và 0,4 kV. Tra phụ lục và tham
Nếu tính theo (7.7) mà cho ra kết quả < 0 thì có nghĩa là lên đặt toàn bộ tụ bù về phía cao áp, khi đó không cần phải đặt tụ bù phía hạ áp.
Xác định dung lượng bù phía cao áp của TBA theo công thức: QbC = Qb - QbH (kVAr) (7.8) Trong đó giá trị của Qb được xác định trong phần 7.4.
Bảng 7.5. Phân phối thiết bị bù về phía cao áp và hạ áp.
TBAPX B1 B2 B5 B4 B6 B8
QbBi (kVAr) 578.46 343.69 908.67 225.52 135.51 98.46 QbH (kVAr)
QbC (kVAr)
7.6.Lựa chon dung lượng và chủng loại tụ bù
Việc lựa chọn tụ bù phải đảm bảo điều kiện:
Uđm ≥ Uđmm và Qđm ≥ Qb (7.9) Theo kết quả tính toán trên ta lựa chọn số lượng tụ cho mỗi TBA:
+ Với trạm có 2 đường cáp và hai máy biến áp thì dung lượng bù của trạm được chia đều cho hai thanh cái hạ áp của trạm.
+ Với trạm có 1 đường cáp và một máy biến áp thì dung lượng bù của nhánh được đặt tập trung trên thanh cái hạ áp của trạm.
Tra bảng ta lựa chon tụ bù hạ áp là loại của hãng kí hiệu Ta lựa chon tụ bù cao áp là loại của hãng kí hiệu
Bảng 7.6. Số lượng và dung lượng tụ bù phía hạ áp của các TBAPX.
TBAPX B1 B2 B5 B4 B6 B8
QbBih (kVAr) Qb1 (kVAr) Số lượng tụ Qb∑ (kVAr)
Bảng 7.7. Số lượng và dung lượng tụ bù phía cao áp của các TBAPX.
TBAPX B1 B2 B5 B4 B6 B8
QbBic (kVAr) Qb1 (kVAr) Số lượng tụ Qb∑ (kVAr)
7.7.Sơ đồ đi dây của tủ bù trong nhà máy
X
X
X
X X
X X X X
Tủ Atomat tổngTủ phân phối các phân xưởng Tủ bù cosφTủ Atomat phân đoạnTủ bù cosφTủ phân phối các phân xưởngTủ Atomat tổng
Hình 7.5. Sơ đồ nguyên lý đặt tủ tụ bù phía hạ áp trong TBAPX
Hình 7.6. Sơ đồ bó trí tủ tụ bù trên thanh góp hạ áp tại PBAPX
Phụ tải điện