7.1 Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng
Công suất phản kháng được tiêu thụ ở động cơ không đồng bộ, máy biến áp, trên đường dây tải điện và mọi nơi có từ trường. Yêu cầu của công suất phản kháng chỉ có thể giảm đến tối thiểu chứ không thể triệt tiêu và nó cần thiết để tạo ra từ trường, là yếu tố trung gian cần thiết trong quá trình chuyển hóa điện năng.
Công suất tác dụng P là công suất được tiến hành như cơ năng hoặc nhiệt năng trong các máy dùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hóa trong máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công.
Trong xí nghiệp công nghiệp, các động cơ không đồng bộ tiêu thụ khoảng (65-75)%, máy biến áp (15-22)%, các phụ tải khác (5-10)% tổng dung lượng công suất phản kháng yêu cầu. Việc bù công suất phản kháng cho xí nghiệp, nhằm nâng cao hệ số công suất đến cosφ =(0,9-0,95).
Nâng cao hệ số công suất cosφ là một trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng, hệ số công suất được nâng lên sẽ đưa đến hiệu quả sau đây:
+ Giảm tổn thất công suất trong mạng điện
Chúng ta đã biết tổn thất công suất trên đường dây được tính:
2 2 2 2 2 2 2 P(P) P(Q) P Q P Q P R R R U U U + ∆ = = + = ∆ + ∆
Khi giảm Q ta giảm được thành phần tổn thất ∆P(P) do Q gây ra + Giảm tổn thất điện năng trong mạng:
(P) (Q). . U U . . U U P R Q X P Q U R X U U U + ∆ = = + = ∆ + ∆
Khi giảm Q ta giảm được thành phẩn tổn thất ∆U(Q) do Q gây ra. + Tăng khả năng truyền tải đường dây và máy biến áp:
Khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện
phát nóng, tức là phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng:
2 23 3 P Q I U + =
Biểu thức này chứng tỏ với cùng một tình trạng phát nóng nhất định của đường dây và máy biến áp (tức I=const) chúng ta có thể tăng khả năng truyền tải công suất tác dụng P của chúng bằng cách giảm công suất phản kháng Q mà chúng tải đi. Vì thế khi vẫn giữ nguyên đường dây và máy biến áp, nếu cosφ của mạng được nâng cao (tức giảm lượng Q phải truyền tải) thì khả năng truyền tải của chúng được tăng lên.
Ngoài việc nâng cao hệ số công suất cosφ còn đưa đến hiệu quả là giảm được chi phí kim loại màu, góp phần ổn định điện áp, tăng khả năng phát điện của máy phát điện…
7.2 Tính toán bù công suất phản kháng để cosφ mong muốn sau khi bù đạt 0,95
Ta có công thức xác định dung lượng bù: Qb = P(tanφ1 - tanφ2) Trong đó:
cosφ1: là hệ số công suất ban đầu cosφ2:là hệ số công suất mong muốn
hệ số công suất trước lúc nâng là cosφ1=0,85
hệ số công suất mong muốn nâng là cosφ2=0,95
Chọn phương án bù tập chung tại tủ phân phối tổng: