Tụ điện tĩnh là một đơn vị hay một dãy đơn vị nối với nhau và nối song song với phụ tải theo sơ đồ hình sao (Y) hoặc tam giác (∆) với mục đích sản xuất ra cơng suất phản kháng cung cấp trực tiếp cho phụ tải, điều này làm giảm công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây, làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng.
Trang 30
QC = U2.ω.C Trong đó U(V) là điện áp pha, C(F), Q(VAr)
Ưu điểm:
- Chi phí tính theo một đơn vị công suất phản kháng (kVAr) ở tụ điện rẻ hơn máy bù đồng bộ, ưu điểm này càng rõ nét khi lượng công suất phản kháng phải cung cấp càng lớn.
- Tổn thất công suất tác dụng trong tụ điện rất nhỏ, chỉ 2÷4W/1kVAr, trong khi đó trong máy điện đồng bộ tương đối lớn khoảng 10÷15W/1kVAr tuỳ theo cơng suất định mức của máy.
- Tụ điện vận hành đơn giản, độ tin cậy cao hơn máy điện đồng bộ.
- Tụ điện lắp đặt đơn giản, có thể phân ra nhiều cụm để lắp rải trên lưới phân phối, hiệu quả là cải thiện tốt hơn đường cong phân bổ điện áp. Không cần người trông nom, vận hành, bảo dưỡng đơn giản.
Nhược điểm:
- Tụ điện không cho phép điều chỉnh dung lượng bù một cách liên tục như máy bù đồng bộ mà dung lượng bù được điều chỉnh theo từng cấp.
- Tụ điện chỉ có khả năng phát ra công suất phản kháng, mà khơng có khả năng thu nhận cơng suất phản kháng như máy bù đồng bộ.
- Công suất phản kháng do tụ điện phát ra phụ thuộc vào điện áp vận hành. Tuổi thọ không cao, độ bền thấp, dễ hư hỏng (khi bị ngắn mạch, quá áp).
Tuy nhiên, với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, của kỹ thuật điều khiển, công nghệ chế tạo vật liệu bán dẫn cùng các thiết bị bù tĩnh có khả năng khắc phục các nhược điểm của tụ điện nhưng giá thành còn khá cao nên chưa được sử dụng phổ biến, đặc biệt ở lưới phân phối.
- Để có thể phát hay nhận cơng suất phản kháng người ta dùng SVC gồm tổ hợp Thyristor Controlled Reactor (TCR), Thyristor Switched Reactor (TSR) và Thyristor Switched Capacitor (TSC).
Trang 31
- Để bảo vệ quá áp và kết hợp điều chỉnh tụ bù theo điện áp, người ta lắp đặt các bộ điều khiển để đóng cắt tụ theo điện áp.
1.2. Các dạng bù trong HTĐ
Bù công suất phản kháng trong HTĐ được sử dụng không những chỉ đảm bảo điều kiện cân bằng cơng suất phản kháng mà cịn là một trong những phương pháp quan trọng nhất để giảm tổn thất công suất và điện năng, cũng như để điều chỉnh điện áp và điều khiển dịng cơng suất. Sau đây là các dạng bù trong HTĐ:
1.2.1 Bù ngang
Bù ngang là phương pháp mắc song song vào đường dây tải điện xoay chiều các thiết bị chuyên dụng để điều chỉnh công suất phản kháng, bù ngang được thực hiện bằng các cuộn điện kháng, bộ tụ điện tĩnh, máy bù hoặc động cơ điện đồng bộ. Nhờ bù ngang, có thể giảm dịng cơng suất phản kháng tải trên đường dây, do đó giảm được tổn thất năng lượng.
Bù ngang có 2 loại:
- Bù ngang bằng tụ điện (mắc tụ điện song song với phụ tải có thể mắc gần phụ tải hoặc mắc ở thanh cái hạ áp)
Thường dùng cho bù kinh tế và bù kỹ thuật nâng cao hệ số công suất cosφ làm giảm dịng cơng suất phản kháng truyền tải trên đường dây mục đích chính là giảm tổn thất điện năng.
Trang 32
Tác dụng của tụ bù ngang là một nguồn phát công suất phản kháng, giảm tổn thất điện áp.
- Bù ngang bằng kháng điện:
Bằng cách mắc kháng điện song song với phụ tải dùng cho đường dây điện áp cao khi tải thấp nhằm mục đích tiêu thụ một phần cơng suất phản kháng dư thừa
Hình 1.7. Kháng bù ngang
Cuộn kháng bù ngang là phần tử tiêu thụ CSPK, có tác dụng tiêu thụ phần CSPK dư thừa trong hệ thống trong trường hợp đường dây không tải hoặc non tải đặc biệt với đường dây siêu cao áp. Trong trường hợp đường dây không tải hoặc non tải, điện áp ở đầu cuối đường dây có thể tăng cao quá mức cho phép, bằng cách đặt cuộn kháng bù ngang ở cuối đường dây có thể giữ điện áp khơng vượt quá giới hạn cho phép.