8. Bố cục của đề tài
3.4.2. Hướng dẫn sử dụng
- Mô tả chung:
+ Bộ PFR thông minh thân thiện với người sử dụng
Nó sử dụng kỹ thuật số trong việc tính toán sự sai lệch dòng điện và điện áp giữa các pha, do đó công suất đo được chính xác ngay cả khi có sóng hài.
+ Bộ PFR được thiết kế tối ưu hóa việc điều khiển bù công suất phản kháng Công suất bù được tính bằng cách đo liên tục công suất phản kháng của hệ thống và sau đó được bù bằng cách đóng ngắt các cấp tụ. Việc cài đặt độ nhạy liên quan tới tốc độ đóng ngắt các cấp tụ. Với chương trình được xây dựng trên cơ sở đóng cắt thông minh, bộ PFR cải tiến được khả năng đóng cắt nhờ giảm thiểu được số lần đóng ngắt nhưng vẫn đảm bảo hệ số công suất mong muốn.
+ Quá trình đóng ngắt các bộ tụ được phân bổ hoàn hảo nhờ thuật toán đóng ngắt thông minh
Hình thức này nâng cao tuổi thọ của contactor và hệ thống tụ bù, cũng như đảm bảo được sự già hóa cách điện của tụ và contactor là như nhau.
+ Vận hành theo chế độ four - quadrant, cho phép PFR tác động chính xác ngay trong trong trường hợp công suất cung cấp trở lại lưới điện ở nơi thiếu công suất.
+ Dòng hài trong hệ thống có thể làm ảnh hưởng đến tụ bù
PFR có thể đo được độ méo dạng tổng do sóng hài (TDH) trong hệ thống và PFR sẽ báo tín hiệu khi giá trị TDH đo được trong hệ thống cao hơn giá trị cài đặt. Ngoài ra PFR còn báo tín hiệu khi quá áp-thấp áp, quá dòng-thấp dòng và khi hệ số công suất trên hoặc dưới giá trị cài đặt.
Cực tính của biến dòng tín hiệu (CT) là rất quan trọng trong việc xác định đúng góc lệch pha của điện áp và dòng điện, bộ PFR sẽ tự động xác định đúng cực tính của biến dòng tín hiệu thậm chí trong trường hợp cực tính bị sai.
- Trạng thái đèn hiển thị:
Bộ PFR hiển thị 3 giá trị số và nhiều đèn chức năng, tùy thuộc vào từng chức năng có thể phân thành 3 nhóm chính.
+ Chức năng đo lường: đo hệ số công suất, dòng điện và độ méo dạng TDH
+ Chức năng cài đặt và điều chỉnh thông số: hệ số công suất, C/K, độ nhạy, thời gian đóng lặp lại, số cấp, lập trình đóng ngắt và giới hạn TDH.
+ Chức năng cảnh báo:
Để truy cập các chức năng trên, ấn phím “MODE/SCROLL” đến khi đèn báo chức năng mà ta mong muốn sáng. Màn hình 3 số sẽ hiển thị giá trị chức năng muốn chọn. Nếu muốn thay đổi giá trị của chức năng đó ta ấn phím
“PROGRAM”, đèn chức năng đó nhấp nháy lúc đó ta mới thay đổi được giá trị bằng cách ấn phím UP hay DOWN để thay đổi giá trị hay truy cập vào chức năng con như các chức năng “rate step” & “alarm messages”.
Hình 3.2: Hoạt động của bộ PFR
- Chức năng đo lường: + Hệ số công suất:
Khi có nguồn điện, màn hình sẽ hiển thị hệ số công suất đo được của hệ thống, Nếu đèn “IND” sáng lên có nghĩa là hệ thống có hệ số công suất mang tính cảm.
Nếu đèn “CAP” sáng lên có nghĩa là hệ thống có hệ số công suất mang tính dung.
Nếu đèn PFR phát hiện thấy có sự phát công suất trở về lưới thì hệ số công suất hiển thị sẽ mang dấu âm. Khi dòng điện tải (quy đổi về nhị thứ) thấp hơn ngưỡng hoạt động của PFR thì lúc đó hệ số công suất không thể đo được chính xác, màn hình sẽ hiển thị “…”.
Nếu PFR đang ở chế độ cài đặt một chức năng hiển thị khác thì PFR sẽ tự động trở về chức năng hiển thị hệ số công suất nếu sau hơn 3 phút không có phím nào được ấn.
+ Dòng điện:
Chức năng này ở chế độ hoạt động thì đèn “CURRENT” sáng lên. Màn hình sẽ hiển thị giá trị dòng thứ cấp đo được bởi biến dòng -/5A.
Ví dụ: Khi dùng CT 1000/5A, nếu màn hình hiển thị “2.50” thì giá trị dòng sơ là “500A”.
+ Độ méo dạng tổng do sóng hài (TDH):
Chức năng này ở chế độ hoạt động khi đèn “THD” sáng lên.
Bộ PFR chỉ có thể đo được THD khi tổng tải phải lớn hơn 10% tổng tải định mức. Nếu THD không thể hiển thị được thì màn hình sẽ hiện “…”.
3.4.3. Các thông số cài đặt
- Hệ số công suất đặt (SET COSφ)
Cài đặt hệ số công suất yêu cầu, PFR sẽ tự động đóng hay ngắt tụ để đạt được hệ số công suất đặt.
Nhấn nút MODE/SCROLL cho đến khi đèn Set Cos φ sáng. Nhấn nút
PROGRAMS để cho phép chỉnh hệ số Cos φ. Nhấn nút UP hoặc DOWN để chọn được hệ số Cos φ mong muốn. Thông số này thường được đặt từ 0.90 ÷ 0.99 cảm
(Đèn IND trong hiển thị b sáng). Hệ số Cos φ mặc định của BĐK là 0.95.
Chú ý: khi hệ thống tải hoạt động ổn định (đầy tải) nhưng hệ thống tủ bù cứ liên tục đóng cắt lần lượt các cấp còn lại của hệ thống tủ thì ta phải giảm giá
trị số cosφ cài đặt sao cho đạt được giá trị cho phép của ngành điện ( >0.9) và thấp hơn giá trị cosφ thực tế của mạng trước khi đóng cấp cuối (VD: Trước khi Bộ điều khiển (BĐK) đóng thêm 1 cấp tụ thì trị số cosφ thực tế của mạng là 0.92 giá trị giới hạn của bộ điều khiển là 0.95 thì BĐK sẽ phát tín hiệu đóng cấp tụ tiếp theo, sau khi cấp tụ tiếp theo được đóng thì cosφ là - 0.12( dư bù) thì ta hiệu chỉnh trị số giới hạn đóng của BĐK là 0.91 ( thỏa tiêu chí > 0.9 của ngành điện)).
- Hệ số C/K
Hệ số C/K được tính theo công thức:
Q.5 2,88.Q C / K U .I 3.U .I Trong đó: Q: Cấp tụ nhỏ nhất, [Var]
U: Điện áp hệ thống sơ cấp danh định, [V] I: Dòng điện sơ cấp định mức của CT [A]
Ví dụ:
Q = 15 [Kvar] ; U = 415[V]; I = 800[A]
C/K= ( 2.88 x 15.000 ) / ( 415 x 800 ) = 0.13
Bảng 3.7: Bảng tra hệ số C/K gần đúng
C/K-value for 415V Smallest Cappasitor in (Kvar)
C.T 2.5 5 10 15 20 25 30 40 50 60 100 150 50:5 0.35 0.70
60:5 0.29 0.58 1.16 75:5 0.23 0.46 0.93
100:5 0.17 0.35 0.70 1.04 150:5 0.23 0.23 0.46 0.70 0.93 1.16 200:5 0.12 0.18 0.35 0.52 0.70 0.87 1.04 250:5 0.14 0.14 0.28 0.42 0.56 0.70 0.83 1.11 300:5 0.07 0.12 0.23 0.35 0.46 0.58 0.70 0.93 1.16 400:5 0.04 0.09 0.17 0.26 0.35 0.43 0.52 0.70 0.87 1.04 500:5 0.03 0.07 0.14 0.21 0.28 0.35 0.42 0.56 0.70 0.83 600:5 0.06 0.12 0.17 0.23 0.29 0.35 0.46 0.58 0.70 1.16 800:5 0.04 0.09 0.13 0.17 0.22 0.26 0.35 0.43 0.52 0.87 1000:5 0.03 0.07 0.10 0.14 0.17 0.21 0.28 0.35 0.42 0.70 1.04 1500:5 0.05 0.07 0.09 0.12 0.14 0.19 0.23 0.28 0.46 0.70 2000:5 0.03 0.05 0.07 0.09 0.10 0.14 0.17 0.21 0.35 0.52
VD: Biến dòng tín hiệu là 200A/5[A], cấp tụ bù nhỏ nhất là
10[kvar]/440[V] thì hệ số C/K tra theo bảng là 0.35. - Độ nhạy (Sensivity)
Thông số này thiết lập tốc độ đóng cắt, độ nhạy lớn tốc độ đóng sẽ chậm và ngược lại độ nhạy nhỏ tốc độ cắt sẽ nhanh. Độ nhanh này hiệu ứng cho cả thời gian đóng và ngắt tụ.
Ví dụ :
Giá trị bước đóng nhỏ nhất Q1st = 15[kvar]; Độ nhạy = 60s/bước
+ Công suất yêu cầu để đạt hệ số công suất yêu cầu là: Qrq =15[kvar]
Số bước yêu cầu để đạt hệ số công suất mong muốn:
Qrq/Q1st = 15[kvar]/[15kvar] = 1step
Thời gian tác động: 60/1 =60 sec
+ Công suất yêu cầu để đạt hệ số công suất yêu cầu là Qrq = 45[kvar]
Qrq/Q1st = 45[kvar]/15[kvar] = 3 step
Thời gian tác động: 60/3 = 20 sec
Thời gian tác động tỉ lệ nghịch với công suất phản kháng yêu cầu.
- Thời gian đóng lặp lại ( Reconnenction Time):
Đây là khoảng thời gian an toàn để ngăn chặn việc đóng lại tụ của cùng một số cấp khi tụ này chưa xả hết điện hoàn toàn. Thông số này thường đặt lớn hơn thời gian xả của cấp tụ lớn nhất đang sử dụng.
- Cấp định mức (Rated step):
Các bước của PFR đều được lập trình ngoại trừ bước 1, bước 1 được đặt ‘1’’ và nó là bước tụ nhỏ nhất sử dụng. Các bước còn lại lập trình như là bội số của bước 1.
Ví dụ:
Nếu các bước tụ được sử dụng, bắt đầu từ bước 1 là 10[kvar], 10 [kvar], 20[kvar], 20[kvar], 30[kvar], 60[kvar], thì các bước định mức là 1,1,2,2,3,6.
Nếu các bước nào không sử dụng thì đặt là “000’’ bước cuối cùng có thể lập trình thành đầu ra báo sự cố khi đặt là “ALA’’.
Trong thời gian lập trình của ‘Step’’, đèn tương ứng của bước được chọn sẽ sáng lên.
Ví dụ: Đèn số “1’’ báo tín hiệu đầu ra “1’’. - Chương trình đóng ngắt ( Switch Prog )
Bước này cho phép lựa chọn một trong bốn chương trình điều khiển đóng cắt.
+ Chương trình Manual (n-A):
Khi chương trình này được chọn các cấp tụ sẽ được điều khiển đóng cắt thủ công (bằng tay) bằng cách ấn phím ▲ UP hay ▼ DOWN. Khi ấn UP cấp tụ sẽ được đóng vào và khi nhấn DOWN cấp tụ sẽ được nhả ra.
+ Chương trình Rotational (rot):
Chương trình này phương thức đóng ngắt giống chương trình điều khiển bằng tay và nó cũng dựa trên nguyên tắc đóng - trước - ngắt - trước. Khác với
chương trình điều khiển bằng tay, chương trình này sẽ tự động đóng ngắt các tụ theo hệ số công suất đặt, cài đặt độ nhạy và thời gian đóng lặp lại đã đặt trước.
+ Chương trình Automatic (Aut):
Chương trình này sử dụng trình tự đóng ngắt thông minh.Trình tự đóng ngắt không cố định, chương trình sẽ tự động chọn lựa những cấp đóng thích hợp nhất để đóng hay ngắt để có thời gian tác động ngắn nhất với số cấp nhỏ nhất. Để cho tuổi thọ của các khởi động từ và tụ là bằng nhau chương trình sẽ tự động chọn bước tụ ít sử dụng nhất để đóng ngắt trong trường hợp có hai bước tụ giống nhau.
Với chương trình này, PFR sẽ tự động phát hiện cực tính của CT khi đóng nguồn. Một khi cực tính của CT đã được xác định, nếu phát hiện thấy có bất kỳ một sự phát công suất trở lại tất cả các bước tụ sẽ được nhả ra.
+ Chương trình Four - quadrant (Eqt):
Chương trình này giống như chương trình tự động (Aut), tuy nhiên chương trình này cho phép PFR hoạt động ở cả chế độ thu và phát công suất, ở chế độ phát công suất, nguồn hoạt động được đưa trở lại lưới bởi một nguồn năng lượng khác như nguồn năng lượng mặt trời,…
Nếu chương trình này được chọn, người cài đặt phải chắc chắn rằng cực tính của CT phải mắc đúng bởi vì nếu mắc sai cực tính thì các chức năng trên sẽ không thực hiện được.
Đèn ‘‘Manual’’ sáng lên khi chương trình được chọn là chương trình đóng bằng tay (n-A). Đối với chương trình “Rotational”, chương trình ’’Automatic’’, và chương trình ’’Four-quadrant’’, đèn ’’Auto’’ sẽ sáng lên.
Ở trạng thái hoạt động bình thường, các đèn báo của các bước sẽ ở trạng thái ON/OFF. Khi đèn ở trạng thái ON (đỏ) thì bước đó được đóng. Khi đèn nhấp nháy nghĩa là bước đó được yêu cầu đóng nhưng tạm thời chưa thể thực hiện được do yêu cầu của thời gian đóng lặp lại.
Chú ý rằng ở chế độ chương trình Rotational (Rot) hay Automatic (Aut),
tất cả các tụ sẽ ngắt ra nếu PFR phát hiện thấy có sự phát trả công suất trở lại.
- Giá trị giới hạn của độ méo dạng tổng do sóng hài THD
Thông số này xác định mức cho phép của THD trước khi có tín hiệu báo sự cố. Chức năng này có thể loại bỏ khi cài đặt thông số là ’’OFF’’.
3.5. Kết luận chương 3
Trong điều kiện vận hành của các trạm biến áp đặt ở vùng sâu, vùng xa như huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn thì giải pháp sử dụng các bộ điều khiển bù công suất phản kháng có cấp như tụ bù kiểu Mikro là rất phù hợp và cho hiệu quả cao. Bộ PFR ứng dụng cho một trạm biến áp đã chứng minh được tính ổn định và khả năng làm việc chắc chắn của nó.
Bảng 3.8: Số liệu Công suất trung bình và Cos Φ TBA Lũng Ráo
No. Công tơ: 16042410, - HSN: 200.00 - Ti: 1000/5 - Tu: 1.00
STT Thời điểm P (kW) Q (kVAr) Cos Φ
1 26/04/2019 23:30 3.2 1.60 0.89 2 26/04/2019 23:00 3.2 1.20 0.94 3 26/04/2019 22:30 2.4 1.60 0.83 4 26/04/2019 22:00 2.8 1.20 0.92 5 26/04/2019 21:30 2.4 1.20 0.89 6 26/04/2019 21:00 1.6 0.00 1 7 26/04/2019 20:30 2.8 0.00 1 8 26/04/2019 20:00 2.8 0.00 1 9 26/04/2019 19:30 2.4 0.00 1 10 26/04/2019 19:00 2.8 0.00 1 11 26/04/2019 18:30 14 3.60 0.97
12 26/04/2019 18:00 115.2 38.40 0.95 13 26/04/2019 17:30 134 40.40 0.96 14 26/04/2019 17:00 177.6 72.00 0.93 15 26/04/2019 16:30 171.6 77.60 0.91 16 26/04/2019 16:00 109.2 72.80 0.83 17 26/04/2019 15:30 2 0.00 1 18 26/04/2019 15:00 14 11.20 0.78 19 26/04/2019 14:30 1.2 0.00 1 20 26/04/2019 14:00 0.8 0.00 1 21 26/04/2019 13:30 1.6 0.00 1 22 26/04/2019 13:00 1.2 0.00 1 23 26/04/2019 12:30 0.8 0.00 1 24 26/04/2019 12:00 0.8 0.00 1 25 26/04/2019 11:30 0.8 0.00 1 26 26/04/2019 11:00 116.4 38.00 0.95 27 26/04/2019 10:30 143.6 45.20 0.95 28 26/04/2019 10:00 147.2 42.40 0.96 29 26/04/2019 09:30 73.2 19.20 0.97 30 26/04/2019 09:00 79.2 28.40 0.94 31 26/04/2019 08:30 114.8 43.60 0.93 32 26/04/2019 08:00 140 56.80 0.93 33 26/04/2019 07:30 142.8 52.40 0.94 34 26/04/2019 07:00 120 55.20 0.91
35 26/04/2019 06:30 1.6 0.00 1 36 26/04/2019 06:00 1.6 0.00 1 37 26/04/2019 05:30 2 0.00 1 38 26/04/2019 05:00 1.6 0.00 1 39 26/04/2019 04:30 1.2 0.00 1 40 26/04/2019 04:00 1.2 0.00 1 41 26/04/2019 03:30 1.2 0.00 1 42 26/04/2019 03:00 1.2 0.00 1 43 26/04/2019 02:30 1.2 0.00 1 44 26/04/2019 02:00 1.2 0.00 1 45 26/04/2019 01:30 1.6 0.00 1 46 26/04/2019 01:00 1.2 0.00 1 47 26/04/2019 00:30 1.6 0.00 1 48 26/04/2019 00:00 1.2 0.00 1
Bảng 3.9: Số liệu Công suất trung bình và Cos Φ TBA Lủng Tráng
No. Công tơ: 16042410, - HSN: 80.00 - Ti: 400/5 - Tu: 1.00
STT Thời điểm P (kW) Q (kVAr) Cos Φ
1 23/04/2019 23:00 0.48 0.00 1 2 23/04/2019 22:00 0.64 0.00 1 3 23/04/2019 21:00 0.8 0.00 1 4 23/04/2019 20:00 1.12 0.48 1 5 23/04/2019 19:00 1.6 0.08 1 6 23/04/2019 18:00 92.16 22.40 0.97 7 23/04/2019 17:00 142.08 43.20 0.96 8 23/04/2019 16:00 86.72 20.80 0.97 9 23/04/2019 15:00 81.6 19.20 0.97 10 23/04/2019 14:00 65.92 14.40 1 11 23/04/2019 13:00 0.48 0.00 1 12 23/04/2019 12:00 0.48 0.00 1 13 23/04/2019 11:00 93.12 30.40 0.95 14 23/04/2019 10:00 116.16 33.92 0.96 15 23/04/2019 09:00 63.36 22.72 0.94 16 23/04/2019 08:00 112 38.88 0.94 17 23/04/2019 07:00 96 29.76 0.96 18 23/04/2019 06:00 0.64 0.00 1 19 23/04/2019 05:00 0.64 0.00 1 20 23/04/2019 04:00 0.48 0.00 1 21 23/04/2019 03:00 0.48 0.00 1 22 23/04/2019 02:00 0.48 0.00 1 23 23/04/2019 01:00 0.48 0.00 1 24 23/04/2019 00:00 0.48 0.00 1
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Chất lượng điện có ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình sản xuất hiện đại, với mức độ tự động hóa, tin học hóa ngày càng cao, với các thiết bị nhạy cảm hơn nhiều đối với chất lượng điện, so với các thế hệ thiết bị điện cơ trước đây. Một ví dụ cho thấy, chỉ cần một tác động của máy ngắt cung cấp điện cho