CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
6.6 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
Tất cả máy điện cảm ứng và thiết bị điện xoay chiều có chứa phần tử biến đổi điện từ hoặc có chứa các dây quấn có liên hệ về từ đều cần ít hoặc nhiều dòng điện phản kháng để tạo từ thống. Các trường hợp thường gặp nhất là các máy biến áp và các cuộn kháng, các động cơ điện và đèn phóng điện.
Tỉ lệ giữa công suất phản kháng và công suất tác dụng khi mang đầy tải thay đổi khác nhau tùy theo thiết bị:
- 65% - 75% đối với động cơ không đồng bộ
- 5% - 10% đối với máy biến áp
Hệ số công suất cosϕ là một trong các chỉ tiêu để đánh giá việc sử dụng điện có hiệu quả hay không .Việc sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong trường ĐHNT đang là vấn đề đang được quan tâm. Hiện tại nhà trường sử dụng đèn trong chiếu sáng hầu như là đèn huỳnh quang với balast điện từ nên hệ số công suất khá thấp (cosφ = 0.6). Các phòng thí nghiệm, thức hành, xưởng chủ yếu là động cơ không đồng bộ có cosφ = 0.7 ÷ 0.85. Vì vậy ta cần nâng cao hệ số công suất để phát huy hiệu quả cao nhất về kỹ thuật và kinh tế, giảm tiền điện chi trả hàng tháng. .
6.6.1 Xác định hệ số cos φ giờ cao điểm Theo kết quả tính toán hệ số cos φ =0.8 6.6.2 Chọn phương án bù
Với đặc điểm mạng điện của Nhà trường các phụ tải đặt cách xa nhau do đó các tủ điện phân phối cho các khu vực cũng đặt cách xa nhau. Nên ta dùng phương pháp bù tập trung là tối ưu nhất. Đặt tủ bù công suất phản kháng ngay tại thanh cái hạ áp của các trạm biến áp để giảm nhẹ vốn đầu tư và thuận lợi cho công tác quản lý, vận hành.
So sánh các phương án khác nhau thì phương án sử dụng tụ để bù công suất phản kháng là hợp lý nhất.
6.6.3 Xác định dung lượng bù
Dung lượng bù được xác định theo công thức sau:
Qbù = P(tg φ1 - tg φ2) Trong đó: Qbù : Dung lượng cần bù (kVAr).
P : Công suất tác dụng tính toán của phụ tải (kW).
φ1 : Góc ứng với hệ số cosφ1trước khi bù.
φ2 :Góc ứng với hệ số cos φ2 muốn đạt được sau khi bù Ta có P = 1711.792 (kW)
cos φ1 = 0.8 ⇒ tgφ1 = 0.75
Hệ số công suất ta cần nâng cao: cosφ2 = 0.95 ⇒ tgφ2 = 0.33 Suy ra:
Qbù = 1711.792 * (0.75 – 0.33) = 718.952 (kVAr)
Theo dung lượng bù thực tế của hãng sản xuất thì ta chọn 12 tụ loại KC2-1,05-60- 2Y1 có điên áp định mức 1.05 kV (Liên xô), mỗi tụ có dung lượng 60 (KVAr), phân bố trên thanh cái mỗi biến áp là 6 tụ.
Chọn CB cho tủ tụ bù
Ta có dung lượng bù tự động mỗi trạm là: Qbù = 6 x 60 = 360 kVAr Dòng điện định mức qua bộ tụ là:
) ( 96 . 38 546 . 0 3
360
3 A
U I Q
dm bu
dm =
= ∗
= ∗
Vì ta sử dụng bộ điều khiển 12 cấp nên dòng định mức qua mỗi CB là:
) ( 58 . 12 45
96 .
546 A
Idm = =
Theo tính toán thì ta chọn CB loại MCCB ABE 103b 50A của hãng LG Bảng 6.15: Các thông số MCCB ABE 103b 50A
TÊN MCCB SỐ CỰC U (V) Iđm (A) Icu (kA)
ABE 103b 50A 3 415 50 14
Trong đó: Iđm: dòng định mức.
Icu: dòng cắt.
U: điện áp định mức.
Sơ đồ nối dây (Xem bản vẽ NL)
- Ngoài ra ta thấy xưởng cơ khí có công suất lớn mà cosϕ lại nhỏ (cosϕ = 0.673) nên ta cần bù để nâng cao hệ số này.
Px =89.153 (kW)
Dung lượng bù được xác định theo công thức sau:
Qbù = P(tg φ1 - tg φ2) cos φ1 = 0.673 ⇒ tgφ1 = 1.099
Hệ số công suất ta cần nâng cao: cosφ2 = 0.95 ⇒ tgφ2 = 0.33 Suy ra:
Qbù = 89.153 * (1.099 – 0.33) = 69.020 (kVAr)
Theo dung lượng bù thực tế của hãng sản xuất thì ta chọn 3 tụ loại KC2-0,38-36- 3Y3, mỗi tụ có dung lượng 36 (KVAr).
Chọn CB cho tủ tụ bù
Ta có dung lượng bù tự động mỗi tủ là: Qbù =3 x 36 = 108 kVAr Dòng điện định mức qua bộ tụ là:
) ( 38 164 . 0 3
108
3 A
U I Q
dm bu
dm =
= ∗
= ∗
Vì ta sử dụng bộ điều khiển 2 cấp nên dòng định mức qua mỗi CB là:
) ( 69 . 3 54
164 A
Idm = =
Theo tính toán thì ta chọn CB loại MCCB Panasonic 3P 60A/10kA của hãng Panasonic
Bảng 6.16: Các thông số MCCB Panasonic 3P 60A
TÊN MCCB SỐ CỰC U (V) Iđm (A) Icu (kA)
MCCB Panasonic 3P
60A 3 415 60 10