IV. Điều kiện để chọn các thiết bị điện Chọn theo điện áp định mức:
4. Tính chọn các thiết bị hạ áp.
4.4. Chọn tụ điện bù nâng cao hệ số công suất:
Bộ tụ điện bù được thiết kế lắp đặt cho các đối tượng dùng điện có hệ số công suất thấp như trạm bơm, xưởng, xí nghiệp … Nhằm nâng cao hệ số công suất lên 0,9 – 0,95.
Tổng công suất phản kháng cần bù cho đối tượng để nâng hệ số công suất từ cosφ1 lên cosφ2 là:
Qb = Pttpx.(tanφ1 – tanφ2).
Trong đó: Pttpx: Công suất tác dụng tính toán phân xưởng tanφ1 , tanφ2: ứng với cosφ1 và cosφ2 .
Vị trí đặt bộ tụ bù:
Có lợi nhất về mặt giảm tổn thất điện áp, điện năng cho đối tượng dùng điện là đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động cơ điện. Tuy nhiên nếu đặt phân tán quá sẽ không có lợi về vốn đầu tư, về quản lý vận hành. Vì vậy, cần phải cân nhắc về việc đặt tụ bù tập trung hay phân tán để giảm tổn thất điện năng và tiết kiệm chi phí.
Đối với xí nghiệp cỡ nhỏ có thể đặt tập trung bộ tụ tại thanh cái hạ áp trạm biến áp, hoặc có thể đặt phân tán ra từng thanh cái tủ động lực của từng nhóm thiết bị.
Ngoài ra các phân xưởng còn có các phụ tải có công suất lớn, đặt độc lập thì cũng nên đặt riêng một bộ tụ bù.
Phân phối công suất trong nội bộ xí nghiệp: Sau khi xác định tổng công suất bù Qb, nếu định bù phân tán cần phải xác định công suất bù cho từng điểm đặt bộ tụ sao cho hiệu quả bù cao nhất. Mạng điện xí nghiệp có mạng hình tia, công suất bù tại điểm i nào đó được xác định theo công thức:
Trong đó:
QΣ - Công suất phản kháng toàn xí nghiệp Qb – Tổng công suất bù.
Qi – Công suất phản kháng tại điểm i. Qbi – Công suất bù cần đặt tại điểm i. Ri – Điện trở nhánh i.
Rtđ – Điện trở tương đương cả mạng.
Lựa chọn bộ tụ bù nâng cao cosφ cho xưởng cơ khí;
Yêu cầu lựa chọn bộ tụ bù để nâng cao cosφ của xưởng cơ khí lên 0,95. Công suất tính toán của xưởng là Sttpx = 334,62 kVA. Xét khả năng giảm giá trị công suất MBA khi đặt tụ bù.
Hệ số công suất của xưởng trước khi đặt tụ bù: cosφ = 0,66
Công suất bộ tụ bù cần đặt để nâng cao hệ số công suất từ 0,66 lên 0,95 là: (kVAr) Công suất tính toán toàn phân xưởng trước và sau khi bù
kVA kVA
Thiết kế bù cosφ cho xí nghiệp cỡ nhỏ:
Hình 4: Sơ đồ phân bố công suất trong xí nghiệp cơ khí. Yêu cầu tính toán thiết kế bù điện sao cho cosφ của xí nghiệp lên 0,95.
Với hệ thống cấp điện trên, tối ưu hơn cả là bù phân tán tại 6 điểm: Nhóm phụ tải I, Nhóm phụ tải II, Nhóm phụ tải III, Nhóm phụ tải IV, Nhóm phụ tải V, Nhóm phụ tải VI.
Hệ số công suất của xí nghiệp cosφ = 0,66 Tổng công suất cần bù : Qb = 179,93 kVAr Tính toán thông số của mạng hạ áp xí nghiệp:
Do sử dụng đèn sợi đốt lên hệ số công suất lớn nên không phải đặt tụ bù tại vị trí tủ chiếu sáng. Thứ tự R (𝜴) 1 8,494.10-3 2 8,494.10-3 3 37,354.10-3 4 0,754.10-3 5 6,474.10-3 6 23,754.10-3
Điện trở tương đương của toàn mạng hạ áp:
𝜴
Công suất bộ tụ bù tại các điểm xác định theo công thức: Công suất bù tại Nhóm ĐL_I:
(mF) Công suất bù tại Nhóm ĐL_II:
kVAr (mF)
Công suất bù tại Nhóm ĐL_III:
kVAr (mF)
Công suất bù tại Nhóm ĐL_IV:
kVAr Do Qb4 < 0 nên không phải đặt tụ bù cho nhóm ĐL_IV.
Công suất bù tại Nhóm ĐL_V:
kVAr (mF)
Công suất bù tại Nhóm ĐL_VI:
kVAr (mF)
Căn cứ kết quả tính toán trên ta có bảng chọn các thông số bộ tụ bù do Liên Xô chế tạo đặt cho xí nghiệp tra trong PL IV.13 sách TKCĐ Ngô Hồng Quang,Vũ văn Tẩm trang 288. Bảng 5: Bảng chọn các thông số tụ bù Thứ tự Vị trí đặt Loại tụ bù Số pha Q b , kVAr Số lượng 1 Nhóm ĐL_I KC2-1,05-75-2Y3 3 75 1
2 Nhóm ĐL_II KC2-1,05-60-2Y1 3 60 1 3 Nhóm ĐL_III KC1-0,38-20-Y1 3 20 1 5 Nhóm ĐL_V KCO-0,66-12,5-3Y3 3 92 1 6 Nhóm ĐL_VI KC2-0,22-12-3Y1 3 12 2
Điện trở phóng điện được tính theo công thức: (𝜴)
Trong đó: Q - dung lượng của bộ tụ bù, kVAr. U – Điện áp pha, kV. - Nhóm ĐL_I: Điện trở phóng điện cần có trị số: (𝜴) Dùng bóng 40W làm điện trở phóng điện, có: (𝜴) Số bóng đèn cần dùng: (bóng)
Như vậy dùng 9 bóng 40W có điện áp 220V, mỗi pha 3 bóng làm điện trở phóng điện cho bộ tụ. - Nhóm ĐL_II: Điện trở phóng điện cần có trị số: (𝜴) Dùng bóng 40W làm điện trở phóng điện, có: (𝜴) Số bóng đèn cần dùng: (bóng)
Như vậy dùng 9 bóng 40W có điện áp 220V, mỗi pha 3 bóng làm điện trở phóng điện cho bộ tụ.
- Nhóm ĐL_III: Điện trở phóng điện cần có trị số: (𝜴) Dùng bóng 40W làm điện trở phóng điện, có: (𝜴) Số bóng đèn cần dùng: (bóng)
Như vậy dùng 30 bóng 40W có điện áp 220V, mỗi pha 10 bóng làm điện trở phóng điện cho bộ tụ. - Nhóm ĐL_V: Điện trở phóng điện cần có trị số: (𝜴) Dùng bóng 40W làm điện trở phóng điện, có: (𝜴) Số bóng đèn cần dùng: (bóng)
Như vậy dùng 9 bóng 40W có điện áp 220V, mỗi pha 3 bóng làm điện trở phóng điện cho bộ tụ. - Nhóm ĐL_VI: Điện trở phóng điện cần có trị số: (𝜴) Dùng bóng 40W làm điện trở phóng điện, có: (𝜴) Số bóng đèn cần dùng: (bóng)
Như vậy dùng 57 bóng 40W có điện áp 220V, mỗi pha 19 bóng làm điện trở phóng điện cho bộ tụ. Mà ở trường hợp này ta dùng 2 bộ tụ bù nên ta dùng gấp đôi bóng đèn.
Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ lắp đặt tủ tụ bù:
Hình 5: Sơ đồ nguyên lý và lắp đặt tủ tụ bù
4.5. Chọn tủ phân phối
Vì ở trên ta chọn ATM tổng và ATM đầu ra của tủ phân phối đều do Liên Xô chế tạo nên tủ phân phối cũng chọn của Liên Xô
Ta chọn tủ loại:
Kiểu tủ phân phối đặt
trên nền Đầu vào(1ATM) Đầu ra(7ATM)
A3143 A3133