Bù CSPK nâng cao hệ số cos

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

2.3. Các phương pháp tính toán bù trong LĐPP

2.3.1. Bù CSPK nâng cao hệ số cos

Thiết bị bù cung cấp CSPK cho các phụ tải nên giảm được lượng CSPK phải truyền tải trên đường dây từ đó nâng cao được hệ số cos và giảm được tổn thất của hệ thống [7]. Tuy nhiên, biện pháp bù CSPK không làm giảm lượng CSPK tiêu thụ của các hộ phụ tải mà chỉ giảm được lượng CSPK truyền tải trên đường dây. Vì vậy, chỉ sau khi thực hiện các biện pháp nâng cao cos tự nhiên mà vẫn không đạt yêu cầu thì mới xét đến phương pháp đặt thiết bị bù.

Giả thiết hộ tiêu thụ điện có hệ số công suất là cos1, muốn nâng hệ số công suất này lên cos2 (cos2> cos1), dung lượng bù được xác định theo công thức sau:

Qb=.P.(tg1- tg2) kVAr (2.1) Trong đó: P là phụ tải tính toán của hộ tiêu thụ điện kW. 1 là góc ứng với hệ số trung bình (cos1) trước khi bù. 2 là góc ứng với hệ số công suất mong muốn (cos2) sau khi bù.  = 0.91 là hệ số xét tới khả năng nâng cao cos bằng những phương pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù (phương pháp tự nhiên).

Hệ số công suất cos2 nói ở trên thường lấy bằng hệ số công suất do cơ quan quản lý hệ thống điện quy định cho mỗi hộ tiêu thụ phải đạt được, thường nằm trong khoảng cos = 0.8 – 0.95 bởi khi hệ số công suất lớn hơn 0.95 thì tổn thất công suất chủ yếu thành phần CSTD gây ra nên việc tăng hệ số công suất trong trường hợp này không còn hiệu quả.

Đối với các hộ dùng điện thì dung lượng bù có thể xác định theo quan điểm tối ưu về mặt tổn thất CSTD của mỗi phụ tải. Khi bù có thể tiết kiệm được một lượng CSTD như sau:

Trong đó:

- kkt là đương lượng kinh tế của CSPK-kW/kVAr (lượng CSTD-kW tiết kiệm được khi bù 1 kVAr CSPK và được tính như biểu thức (2.3).

2 . 2 p b kt b P Q R Q k Q U Q           (2.3)

Trong biểu thức (2.3), P là lượng giảm tổn thất CSTD do CSPK gây ra khi đặt một đơn vị công suất bù kW/kVAr, Q là CSPK của hộ tiêu thụ - kVAr. Nếu Qb << Q có thể coi Qb /Q = 0 nên Kkt được xác định theo biểu thức:

kkt = 2.Q.R/U2 (2.4)

Giá trị của kkt = 0.02-0.12 kW/kVAr phụ thuộc vào phương thức cấp điện của hệ thống như trên bảng sau.

Bảng 2.1: Giá trị của kkt theo phương thức cấp điện.

STT Phương thức cấp điện cho hộ tiêu dùng kkt

1 Từ máy phát 0.02 0.04

2 Qua một cấp biến áp 0.040.06

3 Qua hai cấp biến áp 0.050.07

4 Qua 3 cấp biến áp 0.080.12

- kb là suất tổn thất CSTD trong thiết bị bù, kW/kVAr. Đối với thiết bị bù là tụ điện, kb = 0.0030.005kW/kVAr.

Khi đó, P = f(Qb) và có thể tìm được dung lượng bù tối ưu ứng với P cực đại là:

kVAr (2.5)

Từ biểu thức (2.4) rút ra thành phần U2/2R và biểu thức (2.5) xác định được dung lượng bù tối ưu như biểu thức sau.

b bopt k R U Q Q 2 2  

kVAr (2.6) Công suất bù tối ưu (Qbopt) có thể không trùng với Qb được tính theo biểu thức (2.1). Bù với Qbopt là kinh tế nhất đối với các hộ tiêu thụ tuy nhiên vì lợi ích chung của toàn hệ thống điện, thường nhà nước quy định hệ số công suất tiêu chuẩn mà các hộ tiêu thụ nhất thiết phải đạt được, mặc dù đối với từng hộ dùng điện cụ thể cos tiêu chuẩn đó chưa phải là tối ưu.

Trong thực tế thường tính dung lượng bù theo phương pháp nâng cao hệ số công suất bởi đơn giản, dễ áp dụng nên được sử dụng rộng dãi. Tuy nhiên, việc phân phối dung lượng bù trong LĐPP sao cho đạt hiệu quả kinh tế nhất là bài toán khó khăn và thường tiến hành theo nguyên tắc đảm bảo tổn thất CSTD (P) do CSPK gây ra là nhỏ nhất. Trong các xí nghiệp công nghiệp, mạng điện thường là hình tia hoặc phân nhánh vì vậy việc phân phối dung lượng bù theo nguyên tắc trên có thể thực hiện dễ dàng.