Hệ số công suất cosφ là một chỉ tiêu để đánh giá .í nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Do đó Nhà nước đã ban hành các chính sách để khuyến khích các xí nghiệp phấn đấu nâng cao hệ số công suất cosφ. Hệ số công suất cosφ của các xí nghiệp nước ta hiện nay nói chung còn thấp(khoảng 0,6-0,7), chúng ta cần phấn đấu nâng cao dần lên (đến trên 0,9).
SVTH: Phạm Hải Long 29 Hệ số công suất cosφ được nâng lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau đây:
• Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện.
• Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện.
• Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp.
Ngoài ra, việc nâng cao hệ số công suất cosφ còn đưa đến hiệu quả là giảm được chi phí kim loại màu, góp phần làm ổn định điện áp, tăng khả năng phát điện của máy phát điện v.v…
Vì những lý do trên mà việc nâng cao hệ số công suất cosφ, bù công suất phản kháng đã trở thành vấn đề quan trọng, cần phải được quan tâm đúng mức trong khi thiết kế cũng như khi vận hành hệ thống cung cấp điện.
Biện pháp nâng cao hệ số công suất:
- Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên: là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như:
• Thay đổi và cải tiến quy trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lý nhất.
• Thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ có công suất nhỏ hơn.
• Giảm điện áp của những động cơ làm việc non tải.
• Hạn chế động cơ chạy không tải.
• Dùng động cơ đồng bộ thay thế động cơ không đồng bộ.
• Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ.
• Thay thế những máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp có dung lượng nhỏ hơn.
- Nâng cao hệ số công suất cosϕ bằng biện pháp bù công suất phản kháng: Bằng cách đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng cho chúng, nhờ vậy sẽ giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây do đó nâng cao được hệ số cosφ của mạng.Dựa trên từng hộ phụ tải mà ta có thể tính toán chọn thiết bị bù cho phù hợp với sử dụng
Các loại thiết bị bù:
+ Tụ điện:
SVTH: Phạm Hải Long 30 Ưu điểm:
• Suất tổn thất công suất tác dụng bé
• Không có phần quay nên lắp ráp bảo quản dễ dàng.
• Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tùy theo sự phát triển của phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng,khiến hiệu suất sử dụng cao và không phải bỏ nhiều vốn đầu tư ngay một lúc.
Nhược điểm:
• Nhạy cảm với sự biến động của điện áp đặt lên cực của tụ điện.
• Cấu tạo kém chắc chắn, dễ bị phá hỏng khi ngắn mạch, khi điện áp tăng đến 110% Udm thì tụ điện dễ bị chọc thủng, do đó không được phép vận hành.
• Khi đóng tụ điện vào mạng trong mạng sẽ có dòng điện xung, còn khi cắt tụ ra khỏi mạng, trên cực của tụ vẫn còn điện áp dư có thể gây nguy hiểm cho nhân viên vận hành.
+Máy bù đồng bộ: là một động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ không tải.
Ưu điểm:
• Bù công suất phản kháng
• Điều chỉnh điện áp.
Nhược điểm:
• có phần quay nên lắp ráp, bảo quản và vận hành khó khăn.
- Tính bù công suất cho các nhóm phụ tải động lực Dung lượng bù được xác định theo công thức
b tt 1 2
Q = P ì(tgϕ −tgϕ ) Trong đó:
Ptt - phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy, kW.
ϕ1 - góc ứng với hệ số công suất trung bình trước khi bù ϕ2 - góc ứng với hệ số công suất cần nâng lên
cosϕ2 = 0,9 → tgφ2 = 0,484 Tính toán cho các nhóm phụ tải ta có bảng sau:
SVTH: Phạm Hải Long 31 STT Tên phụ tải động lực Ptti (kW) cos ϕ1 Qbù (kVAr)
1 Nhóm 1 1833,659 0,63 1372,84
2 Nhóm 2 1023,8 0,61 834,41
3 Nhóm 3 553 0,7 296,51
Bảng 2.8 Tính toán bù công suất phản kháng Ta chọn thiết bị bù như sau
STT Tên phụ tải Qbù tính toán
(kVAr) Tụ bù Số
lượng
Qbù (kVAr) 1 Khu nguyên liệu 1372,84 tủ bù FRACO 4J500
500kVAr-440V
3 1500
2 Phân xưởng sản xuất
gạch men cao cấp 834,41 tủ bù FRACO 4J500
500kVAr-440V 2 1000
3 Kho chứa hàng 296,51 SHIZUKI-50kVAr
415V/50Hz 6 300
Tổng 2800
Bảng 2.9 Tính toán chọn tụ bù Ta có bảng công suất sau bù
TT phụ tải P (kW) cosϕ
1 động lực 3069,4 0,9
2 chiếu sáng 137,22 0,9
3 Thông thoáng và làm mát 119 0,9
Bảng 2.10 Tính toán công suất sau bù Hệ số công suất tổng hợp:
cosϕ=0,9 =>tgϕ=0,484 Công suất phản kháng:
QΣ= P tgϕ=3325,62 0,484= 1610,67(kVAr) Phụ tải của toàn nhà máy là
S = 3325,62+ j1610,67 (kVA) => S=3695,13 (kVA)
SVTH: Phạm Hải Long 32