. Hình 32 Nhà máy nhiệt điện than
c) Đồ thị phụ tải năm
3.5 Các biện pháp giảm tổn hao công suất và tổn hao điện áp trong HTĐ
Để giảm tổn hao cơng suất trong tồn bộ HTĐ cần giảm tổn hao công suất trong các khâu sản xuất, truyền tải, phân phổi và sử dụng điện năng.
Thực hiện các biện pháp kỹ thuật nhàm giảm tổn thất điện năng thường phải tăng vốn đầu tư, vì vậy để thực hiện các biện pháp này phải tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuật tìm phưomg án tối ưu.
Các xí nghiệp cơng nghiệp tiêu thụ một lượng điện năng rất lớn, vì vậy việc sử dụng tiết kiệm năng lượng trong các xí nghiệp có ý nghĩa to lớn, vừa mang lại lợi ích cho xí nghiệp, vừa mang lại lợi chung cho toàn bộ nền kinh tế quốc dân. Việc tiết kiệm điện năng có thể thực hiện qua các khâu:
ợ 3.5.1. Giảm tổn thất điện năng trong các khâu truyền tải, phân phối điện
Khi truyền tải công suất tác dụng p, và công suất phản kháng Q từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, có tổn hao công suất tác dụng AP và công suất phản kháng AQ trên đường truyền tải. Tổn hao công suất tác dụng AP phụ thuộc vào nhiều nguyên nhân:
• Phụ thuộc vào độ lớn công suất tác dụng p, và công suất phản kháng Q truyền tải trên đường dây;
• Phụ thuộc vào điện áp truyền tải; • Phụ thuộc vào điện trở của đường dây;
• Phụ thuộc vào chất lượng của đường dây (rò điện do cách điện khơng tốt, phóng điện vầng quang...);
• Phụ thuộc vào chất lượng điện (điều hoà bậc cao, mất đối xứng, tần số, điện áp khơng ổn định...);
« Chế độ vận hành không hợp lý.
,, 11L1 1UẸ1H MlllẸLỤUA "
Tính chung tồn HTĐ khoảng 8-10% năng lượng điện được phát ra bị tổn hao trong quá trình truyền tải, phân phối điện năng. Bảng 3.1 cho ví dụ gần đúng về phân bố tổn thất trong HTĐ.
Bảng 3.1 Phân bố tổn thất trong HTĐ
Mạng có điện áp Tổn thất điện năng %
Đường dây Máy biến áp Tổng %
u> HOkV 13,3 12,4 25,7
U = 35kV 6,9 3,0 9,9
u = o,l 4- 10kV 47,8 16,6 64,4
Tổng cộng 68,0 32,0 100
Tổn hao công suất AP trong các khâu truyền tải, phân phối điện năng được tính bàng các cơng thức:
AP = 3!2.Rd = ĩ-^-R. = Ĩ^.R^.R. = APm +âP(Q) (3.2)
u u U
Trong đó:
p, Q - cơng suất tác dụng, công suất phản kháng truyền tải trên đường dây; Rd - điện trở của đường dây
Từ công thức (3.2) ta suy ra các biện pháp giảm tổn hao trong các khâu truyền tải, phân phối điện năng như sau:
• Thiết kế, chọn đường truyền tải ngắn, chọn dây dẫn có kích thước đủ lớn, điện trở suất nhỏ để điện trở đường dây nhỏ, sẽ giảm được tổn hao;
• Điện áp truyền tải được lựa chọn phụ thuộc vào cơng suất và khoảng cách truyền tải;
• Giảm công suất phản kháng Q truyền tải trên đường dây bằng cách đặt tụ điện hoặc máy bù đồng bộ gần phụ tải (bù cosọ); khi đó giảm được thành phần tổn hao cơng suất AP(Q) do Q gây ra;
• Các loại phụ tải như: lò hồ quang, thiết bị chỉnh lưu, thiết bị biến đổi tần số... làm xuất hiện điều hoà bậc cao trong HTĐ; làm tăng điện trở dây dẫn, tăng tốn hao do dòng điện rò, giảm hiệu suất các động cơ... cần đặt thiết bị lọc các điều hoà bậc cao, chú ý nhất song điều hồ bậc ba;
• Có chế độ vận hành phân phối phụ tải hợp lý, không để mất đối xứng; • Đường dây cũ, cách điện kém, dây dẫn đã dùng lâu dẫn điện kém làm tăng tổn hao, cần cải tạo để tiết kiệm điện.
Dưới đây giới thiệu một số giải pháp kỹ thuật: V 3.5.2 Nâng cao hệ sổ công suất cosọ
a) Hệ sổ công suất cosợ>
Công suất của phụ tải 3 pha đối xứng được tính bàng cơng thức:
GIÁO TRÌNH GIÁO DỤC sử DỤNG NÀNG LƯỢNG TIÉT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ
p = ựĩ UdIdcosọ (3.3)
Góc ọ là góc lệch pha giữa dịng điện và điện áp, coscp được gọi là hệ số công suất. Hệ số cơng suất cosọ của phụ tải có thể được xác định theo các công thức sau:
cos<p = --- = --F—- = , A , (3.4)
\Ir2+X2 yJP2+Q2 VA 1 + Aỉ<
Trong đó:
R và X là điện trở và điện kháng của tải.
p, Q là công suất tác dụng và công suất phản kháng phụ tải tiêu thụ. AA(kWh), Ar (kVArh) là điện năng tác dụng, phản kháng của tải.
Theo cơng thức (3.4), hệ số cơng suất cosọ có thể được tính theo điện trở và điện kháng của tải, theo công suất tác dụng và công suất phản kháng phụ tải tiêu thụ, theo điện năng tác dụng, phản kháng phụ tải tiêu thụ. Trong thực tê, công suất tác dụng và công suất phản kháng của tải là các thơng số biến động theo phụ tải, vì vậy phải tính theo giá trị trung bình.
Hệ số cơng suất coscp phụ thuộc vào tính chất của tải, do phụ tải quyết định. Nếu tải có điện kháng X lớn (tiêu thụ cơng suất phản kháng Q lớn) thì coscp sẽ thấp. Phụ tải dân dụng và công nghiệp gồm các thiết bị tiêu thụ công suất tác dụng và cơng suất phản kháng có tính chất điện cảm làm costp thấp. Luật điện lực có nêu: Bên mua điện để sản xuất, kinh doanh, dịch vụ có cơng suât sử dụng cực đại từ 80 kW hoặc máy biến áp có dung lượng từ 100 kVA trở lên có trách nhiệm:
• Đăng ký biểu đồ phụ tải và đặc tính kỹ thuật cơng nghệ của thiết bị sử dụng điện với bên bán điện;
• Đảm bảo hệ số cosip > 0,85 tại điểm đặt thiết bị đo đếm điện trong điều kiện hệ thống điện đảm bảo chất lượng điện năng theo quy định;
• Lẳp đặt thiết bị bù công suất phản kháng trong trường hợp hệ số cos(p<0,85 để nâng hệ số coscp>0,85 hoặc mua thêm công suất phản kháng trên hệ thống điện của bên bán điện. Tiền điện mua thêm công suất phản kháng phụ thuộc vào công suất tác dụng và hệ số cơng suất cosọ. Vị trí đặt tụ bù thường trên thanh cái (phía cao hoặc hạ áp) trạm biến áp hạ áp. Các tụ bù thường được chế tạo theo điện áp định mức của lưới điện vì vậy tụ bù nối tam giác. Neu nối hình sao dung lượng bộ tụ điện sẽ giảm đi 3 lần. Trong thực tế vì cơng suất tác dụng và cơng suất phản kháng ln thay đổi nên cần có mạch tự động đóng cắt làm thay đổi dung lượng bù của bộ tụ điện.
b) Ý nghĩa kinh tể và kỹ thuật của hệ số cơng suất cosọ:
• Đổi với nguồn điện:
Một máy phát cung cấp điện cho phụ tải có hệ số cơng suất cosọ cao, nguồn
điện sẽ có khả năng cung cấp cơng suất tác dụng nhiều hơn trường hợp hệ sô công suất coscp thấp.