CHƯƠNG 4 : BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG, CHỌN MÁY BIẾN ÁP
4.1 Bù công suất phản kháng
4.1.1 Năng lượng phản kháng và hệ số công suất cosφ 4.1.1.1 Năng lượng phản kháng 4.1.1.1 Năng lượng phản kháng
Hệ thống xoay chiều cung cấp 2 dạng năng lương:
Năng lượng tác dụng (năng lượng hữu công) đo theo đơn vị kWh, nó được biến đổi thành cơ năng, nhiệt, ánh sáng…
Năng lượng phản kháng (năng lượng vô công) dạng này được chia làm 2 loại:
Năng lượng dùng cho mạch có tính cảm (máy biến áp, động cơ điện…) gây ra tổn hao điện năng trong hệ thống truyền tải và phân phối.
Năng lượng tạo ra bởi mạch có tính dung (dây cáp, tụ công suất…)
4.1.1.2 Hệ số công suất cosφ
Hệ số công suất là tỷ số giữa công suất tác dụng P (kW) và công suất biểu kiến S (kVA):
cosφ = P (kW) / S (kVA) Hệ số công suất thay đổi trong khoảng từ 0 đến 1.
Hệ số công suất gần bằng 1 nghĩa là công suất phản kháng nhỏ hơn so với công suất tác dụng thì càng có lợi cho nhà cung cấp và khách hàng, và khi hệ số công suất thấp chỉ ra điều kiện ngược lại.
37
4.1.2 Mục đích của việc nâng cao hệ số công suất công suất
Nâng cao hệ số công suất đem lại những ưu điểm về kỹ thuật và kinh tế đặc biệt là giảm tiền điện.
4.1.2.1 Giảm giá điện
Lắp đặt các tụ điện để nâng cao hệ số công suất cho phép các hộ tiêu thụ giảm tiền điện nhờ giữ mức tiêu thụ công suất phản kháng dưới giá trị thỏa thuận với công ty cung cấp điện.
Thực hiện các biện pháp đảm bảo hệ số công suất cosφ trong giới hạn mức sủ dụng điện không thấp hơn 0.93 thì người dung không phải trả tiền cho năng lượng phản kháng đã tiêu thụ.
Tuy nhiên, dù được lợi về giảm bớt tiền điện, người dùng cần phải cân nhắc đến các yếu tố phí tổn hao do mua sắm lắp đặt và bảo trì các tụ điện cải thiện hệ số công suất, các thiết bị đóng ngắt cùng với công suất tổn hao điện môi KWh xuất hiện trong các tụ…
4.1.2.2 Tối ưu hóa kinh tế kỹ thuật
Giảm kích cỡ dây dẫn:
Bội số tiết diện lõi cáp 1 1.25 1.67 2.5
Cosφ 1 0.8 0.6 0.4
Nhận thấy: Hệ số công suất có giá trị càng lớn thì bội tiết diện dây dẫn sẽ càng nhỏ và ngược lại.
Giảm sụt áp:
Các tụ điện điều chỉnh hệ số công suất làm giảm hoặc thậm chí khử hoàn toàn dòng phản kháng trong các dây dẫn ở vị tri trước khi bù, vì thế làm giảm bớt hoặc khử bỏ hẳn sụt áp.
Tăng khả năng mang tải:
Bằng cách cải thiện hệ số công suất của tải được cấp nguồn từ máy biến áp, dòng điện đi qua máy biến áp sẽ giảm, vì thế cho phép thêm tải vào máy biến áp.
38
4.1.3 Tính toán bù công suất phản kháng 4.1.3.1 Nguyên lý lý thuyết 4.1.3.1 Nguyên lý lý thuyết
Để cải thiện hệ số công suất của tải, cần bộ tụ điện làm nguồn phát công suất phản kháng. Cách giải quyết này được gọi là bù công suất phản kháng. Tụ bù được mắc vào thanh cái về phía hạ áp ở tủ điện tổng.
4.1.3.2 Tính toán bù công suất phản kháng
Từ chương 3 (Tính toán phụ tải) ta có Ptt= 117.2 (KW), Qtt= 88.4 (KVar), Stt= 146.8 (kVA), cosφtb = 0.8 (Tương ứng với tanφtb = 0.75).
Bây giờ chúng ta cần bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cosφ = 0.9 => tanφ = 0.484 (Theo Quy định của Điện lực Việt Nam).
Qb= Ptt×( tanφtb - tanφ)
= 117.2×(0.75-0.484) = 31.1 (kVar) Ta chọn 1 tụ bù hạ thế 3 pha 35KVar/440V.
Công suất tính toán sau khi bù công suất phản kháng: Qb (thực tế) = 35 (KVar)
39