CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
4.3 TÍNH CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰC TẢI
4.3.6 Sơ đồ mạch động lực phụ tải
Hình 4.10 Sơ đồ mạch động lực phụ tải
4.4 TÍNH CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰC TỦ BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG
4.4.1 Tổng quan
Trong chương trước, ta đã tìm hiểu về các phương án bù cơng suất phản kháng cũng như đã xác định được phương án bù tối ưu và hiệu quả. Vì vậy, trong mơ hình này sẽ sử dụng phương án bù ứng động 4 cấp cho tải cảm là hệ thống 3 động cơ đã được trình bày tại mục 4.3.
Về phần mạch động lực của tủ bù công suất phản kháng cơ bản sẽ bao gồm các phần tử, thiết bị như MCCB, Contactor và các tụ bù.
48
Hình 4.11 Sơ đồ mạch động lực tủ bù 4.4.2 Nguyên lý hoạt động 4.4.2 Nguyên lý hoạt động
Hoạt động của hệ thống nâng cao hệ số công suất cosφ bao gồm 3 chế độ:
a) Chế độ OFF:
Tất cả các MCCB (1 – 4) đều ở vị trí OFF, các tụ khơng được kết nối vào hệ thống.
b) Chế độ MANUAL (Bằng tay):
Các bộ tụ bù có thể được đóng vào hệ thống bằng cách chuyển về chế độ MAN từ bộ điều khiển bù 4 cấp SK QR-X4. Các MCCB (1 – 4) được đóng vào hệ thống. Dung lượng bù được kết nối tuỳ vào số lượng tụ được đóng. Việc đóng tụ bù ở chế độ MAN cũng được thực hiện trên bộ điều khiển bù 4 cấp SK QR-X4.
c) Chế độ AUTO (Tự động):
Chế độ AUTO được kích hoạt từ bộ điều khiển bù 4 cấp SK QR-X4. Tuỳ thuộc vào thông số được cài đặt ở bộ điều khiển này mà các bộ tụ sẽ được đóng cắt theo lệnh của bộ điều khiển. Các MCCB (1 – 4) được đóng vào hệ thống.
Các bộ tụ sẽ được đóng cắt bởi những contactor được điều khiển bởi những cuộn dây được kết nối với nguồn 220V thơng qua bộ điều khiển SK nói trên để sử dụng trong cả hai chế độ Manual và Auto.
49
4.4.3 Tính tốn dung lượng tụ bù
Trong các phần trước, ta đã xác định được các thơng số tính tốn của phụ tải, đây là những điều kiện để tính tốn dung lượng tụ bù. Trong phần này, sử dụng phương pháp cosφ trung bình và cơng suất tính tốn để lựa chọn dung lượng cho hệ thống bù công suất phản kháng.
Bảng 4.10 Thơng số tính tốn của tải
S T T Kiểu Cơng suất Tốc độ Điện áp Δ ⅄ ⁄ Dịng điện Δ ⅄ ⁄ Hiệu suất Hệ số công suất Chế độ làm việc kW HP (rpm) (V) (A) η% cosφ 1 3K132S4 5,5 7,5 1445 220/380 19,0/11,0 88,5 0,86 S1 2 3K160S4 11 15 1460 380/660 22,2/12,8 90 0,84 S1 3 3K160M4 15 20 1460 380/660 28,9/16,7 91 0,87 S1 Ta có:
Cơng suất tính tốn của tải: 𝑃𝑡𝑡 = 31,5 (𝑘𝑊) (Theo biểu thức 4.3)
Hệ số công suất của tải là: 𝑐𝑜𝑠𝜑1 = 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑡𝑏 = 0,86 → 𝑡𝑎𝑛𝜑1 = 0,6
Hệ số công suất sau khi bù là: 𝑐𝑜𝑠𝜑2 = 0,95 → 𝑡𝑎𝑛𝜑2 = 0,33
Dung lượng cần bù là:
𝑄𝑏 = 𝑃(𝑡𝑎𝑛𝜑1− 𝑡𝑎𝑛𝜑2) = 31,5(0,6 − 0,33) = 8,51 (𝑘𝑉𝐴𝑟)
Từ số liệu này ta chọn tụ bù trong bảng Catalogue của hãng Samwha. Chọn tụ có mã RMC – 405025KT.
Bảng 4.11 Thông số kỹ thuật tụ bù RMC – 405025KT
Loại Dung lượng Dòng điện Kích thước [mm]
(𝜇𝐹) (𝑘𝑉𝐴𝑟) (𝐴) D H
50
Để bù đủ cho tải thì ta cần bù 4 tụ 2,5 (kVAr). Tổng cơng suất phản kháng là
10 (kVAr).
Hình 4.12 Thơng số tụ bù theo Catalogue của hãng Samwha 4.4.4 Tính chọn MCB cho tụ bù.
𝐼đmCB ≥ 𝐼đm tụ ≥ 3,6 (𝐴) 𝑈đmCB≥ 𝑈đmHT
Tra bảng Catalogue MCB hãng LS chọn MCB có mã BKN 3P C4A có thơng số kỹ thuật như sau:
Hình 4.13 Thơng số kỹ thuật MCB LS BKN 3P C4A
Vì hệ thống có 4 tụ cùng loại nên số lượng MCB cũng tương ứng với số lượng của tụ là 4 MCB BKN 3P C4A.
51
4.4.5 Tính chọn contactor cho tụ
Căn cứ các điều kiện, thơng số tính tốn của tụ bù, tra bảng catalogue contactor hãng LS, chọn contactor có mã MC – 6a.
Hình 4.14 Contactor LS MC – 6a
Bảng 4.12 Thông số kỹ thuật contactor LS MC – 6a
Mã sản phẩm: MC – 6a Số cực: 3 Dòng định mức: 6A Công suất: 2.5kW Tiếp điểm phụ: 1a Cuộn hút: 220V, 380V,...
Điện áp thử nghiệm xung (Uimp): 6kV
Độ bền cơ học: 2.5 triệu lần đóng cắt
Tiêu chuẩn: IEC 60947
Tương thích relay nhiệt: MT – 12
52
4.5 TÍNH CHỌN MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BÙ
Yêu cầu hệ thống:
- Có thể điều khiển Manual – Auto. - Có thể chỉnh được thời gian đóng cắt. - Có thể cài đặt được giá trị cosφ.
- Điều khiển đóng cắt dạng vịng – tuần tự.
4.5.1 Bộ điều khiển tụ bù SK QR – X4
Hình 4.15 Bộ điều khiển tụ bù SK QR – X4
a. Sơ đồ đấu dây của bộ điều khiển:
53
b. Các đặc tính nổi bật của bộ điều khiển:
- Tự động đổi cực tính máy biến dịng CT.
- Tự động tránh tình trạng đóng cắt lặp lại (nghĩa là khơng cần hệ số C/K). - Cho phép cài đặt riêng thời gian trễ khi đóng và thời gian trễ khi cắt nên dễ
dàng bù cho các phụ tải thay đổi liên tục.
c. Mô tả hoạt động:
Khi được cấp điện, bộ điều khiển sẽ hoạt động ở chế độ tự động. Màn hình sẽ hiển thị trị số cosφ của phụ tải hoặc hiển thị L o C nếu đang không tải.
Bộ điều khiển sẽ so sánh trị số cosφ của phụ tải với các giá trị ngưỡng đóng và ngưỡng cắt được thiết lập để tiến hành đóng hoặc cắt tụ bù.
Đèn Delaying sẽ nhấp nháy khi bộ điều khiển đang tiến hành đóng hoặc cắt tụ bù theo thời gian trễ đóng/cắt đã được thiết lập.
Các cấp tụ bù được đóng/cắt theo thứ tự xoay vịng.
Có thể chuyển sang chế độ đóng cắt bằng tay (để thử contactor, tụ bù…) bằng cách nhấn nút [Mode/Prog.] khoảng 0,5 giây. Đèn Manual sẽ sáng lên, lúc này có thể đóng/cắt tụ bù bằng cách nhấn nút [∆]/[∇]. Trở về chế độ tư động bằng cách
nhấn nút [Mode/Prog.] khoảng 0,5 giây.
d. Thiết lập các thông số:
Nhấn nút [Mode/Prog.] khoảng 2 giây, bộ điều khiển sẽ chuyển vào chế độ lập trình. Màn hình sẽ hiển thị các thông số A, b, C, d, và các giá trị cài đặt 1, 2, 3, 4 ứng với các thơng số đó. Nhấn nút [Mode/Prog.] để chọn thơng số A, b, C, d.
Nhấn nút [∆]/[∇] để chọn giá trị 1 hoặc 2… cho từng thông số.
- Ngưỡng đóng A: Thơng số A xác định ngưỡng đóng của bộ điều khiển
Chọn 1 trong 3 giá trị sau:
• A – 1: Ngưỡng đóng cosφ = 0,85 cảm
• A – 2: Ngưỡng đóng cosφ = 0,90 cảm
• A – 3: Ngưỡng đóng cosφ = 0,95 cảm
54 Chọn 1 trong 3 giá trị sau:
• b – 1: Ngưỡng cắt cosφ = 0,95 cảm
• b – 2: Ngưỡng cắt cosφ = 1,00 cảm
• b – 3: Ngưỡng cắt cosφ = 0,95 dung
- Thời gian đóng C: Thơng số C xác định thời gian trễ khi đóng của bộ điều khiển.
Chọn 1 trong 4 giá trị sau:
• C – 1: Thời gian đóng = 5 giây
• C – 2: Thời gian đóng = 10 giây
• C – 3: Thời gian đóng = 20 giây
• C – 3: Thời gian đóng = 40 giây
- Thời gian cắt d: Thông số d xác định thời gian trễ khi cắt của bộ điều khiển.
Chọn 1 trong 4 giá trị sau:
• d – 1: Thời gian cắt = 30 giây
• d – 2: Thời gian cắt = 60 giây
• d – 3: Thời gian cắt = 90 giây
• d – 4: Thời gian cắt = 120 giây
Ngồi 4 thơng số chính kể trên cịn có thêm thơng số E và F.
- Ngưỡng cắt E: Thông số E xác định ngưỡng bảo vệ quá điện áp cho bộ điều khiển.
Chọn 1 trong 4 giá trị sau:
• E – 1: Ngưỡng quá áp = 235V
• E – 2: Ngưỡng quá áp = 240V
• E – 3: Ngưỡng quá áp = 245V
• E – 4: Ngưỡng quá áp = 250V
- Thông số F: Xác định số cấp cho phép mà bộ điều khiển được đóng.
55 • F – 1: 1 cấp
• F – 2: 2 cấp
• F – 3: 3 cấp
• F – 4: 4 cấp
Sau khi đã chọn các giá trị cài đặt, nhấn nút [Mode/Prog.] khoảng 2 giây, bộ điều khiển sẽ thốt khỏi chế độ lập trình và lưu lại các giá trị cài đặt mới vào bộ nhớ. Đây là loại bộ điều khiển nonvolatile memory tức là không bị mất nội dung khi nguồn điện bị ngắt.
e. Các thông số kỹ thuật:
Bảng 4.13 Thông số kỹ thuật bộ điều khiển bù SK QR-X4
Điện áp hoạt động AC220V ±15%, 50/60Hz
Công suất tiêu thụ 5VA
Quy cách cầu chì đề nghị 250V, 2A, có thời gian trễ. Lắp ngồi
Quy cách máy biến dịng Dịng thứ cấp định mức 5A
Khả năng đóng cắt của Relay AC400V/DC120 2A tải trở 120000 lần tác động Thứ tự đóng cắt của tiếp điểm Xoay vịng 1.1.1.1
Độ chính xác 1.0%
Kích thước cắt tủ điện 92x92mm
Dải nhiệt độ/ độ ẩm vận hành -10C ~ 35C, 10% ~ 85%RH
Cấp bảo vệ IP66