7.1. Khái niệm chung
Hệ số công suất là tỉ số của cơng suất tác dụng và cơng suất tồn phần.
Hình 7.1. Tam giác cơng suất và phụ tải bù điển hình
Các đại lượng biểu diễn cơng suất có liên quan mật thiết với nhau qua tam giác cơng suất: S - Cơng suất tồn phần (kVA)
P - công suất tác dụng (kW)
Q - công suất phản kháng (kVAr) Φ - góc giữa S và P
Trong thực tế tính tốn người ta thường dùng khái niệm hệ số công suất cos φ. Cos φ càng nhỏ (φ càng lớn) thì lượng cơng suất phản kháng (truyền tải) càng lớn, công suất tác dụng càng nhỏ và ngược lại.
7.2. Các lợi ích của việc nâng cao hệ số cơng suất
7.3. Các biện pháp bù
Có 2 biện pháp bù
7.3.1. Bù cosφ tự nhiên là các giải pháp không dùng các thiết bị bù
a. Thay động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ có cơng suất bé hơn. Trị số cosφ của động cơ tỉ lệ với hệ số tải của động cơ, động cơ càng non tải thì cosφ càng thấp.
b. Giảm điện áp cho những động cơ làm việc non tải. Đây cũng là giải pháp.
c. Thường xuyên bảo trì bảo dưỡng động cơ. Động cơ sau khi sửa chữa thường có cosφ nhỏ hơn so với trước sửa chữa, mức độ giảm thấp cosφ tùy thuộc vào chất lượng sửa chữa động cơ.
7.3.2. Bù nhân tạo là biện pháp dùng các thiết bị bù
Dùng thiết bị bù để phát ra Q hoặc thu Q. Thiết bị bù được sử dụng nhiều nhất là tụ điện, SCV, máy bù đồng bộ.
Trang 90
Hình 7.2 Hệ thống bù và lọc sóng hài - SVC trong nhà
a. Máy bù đồng bộ: chính là động cơ đồng bộ làm việc trong chế độ khơng tải.
• Ưu điểm: máy bù đồng bộ vừa có khả năng sản xuất ra cơng suất phản kháng, đồng thời cũng có khả năng tiêu thụ cơng suất phản kháng của mạng điện.
• Nhược điểm: máy bù đồng bộ có phần quay nên lắp ráp, bảo dưỡng và vận hành phức tạp, máy bù đồng bộ thường để bù tập trung với dung lượng lớn.
b. Tụ bù điện: làm cho dòng điện sớm pha hơn so với điện áp do đó, có thể sinh ra cơng suất phản kháng cung cấp cho mạng điện.
Hình 7.3 Tụ bù
Ưu điểm:
• Cơng suất bé, khơng có phần quay nên dễ bảo dưỡng và vận hành. • Có thể thay đổi dung lượng bộ tụ theo sự phát triển của tải. • Giá thành thấp hơn so với máy bù đồng bộ.
Nhược điểm:
• Nhạy cảm với sự biến động của điện áp và kém chắc chắn, đặc biệt dễ bị phá hỏng khi ngắn mạch hoặc điện áp vượt quá định mức. Tuổi thọ tụ có giới hạn, sẽ bị hư sau nhiều năm làm việc.
• Khi đóng tụ vào mạng điện sẽ có dịng điện xung, còn lúc cắt tụ điện khỏi mạng trên cực của tụ vẫn cịn điện áp dư có thể gây nguy hiểm cho nhân viên vận hành.
• sử dụng tụ điện ở các hộ tiêu thụ công suất phản kháng vừa và nhỏ (dưới 5000 kVAr) Trong đó máy bù và tụ bù có ưu khuyết điểm sau:
Bảng 7.1 So sánh tụ bù và máy bù
Máy bù Tụ bù
Cấu tạo, vận hành sửa chữa phức tạp Cấu tạo, vận hành sửa chữa đơn giản
Đắt Rẻ
Tiêu thụ nhiều điện năng Tiêu thụ ít điện năng
Tiếng ồn lớn Yên tĩnh
Điều chỉnh Qb trơn Điều chỉnh Q theo cấp
7.4. Các thiết bị bù 7.4.1 Tụ bù 7.4.1 Tụ bù
+ Ưu điểm: có cấu tạo đơn giản Chi phí đầu tư khơng cao