CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT 8.1. Chống sét

BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

7.1. Đặt vấn đề:

Xét về mặt sản xuất điện năng thì làm sao phải tận dụng hết khả năng của nhà máy phát điện để sản xuất ra được nhiều điện nhất; xét về mặt dùng điện phải hết sức tiết kiệm điện, giảm tổn thất điện năng đến mức nhỏ nhất.

Hiện nay tính chung trong toàn hệ thống điện thường có 10 ÷ 15% năng lượng được phát ra bị mất mát trong quá trình truyền tải và phân phối. Do đó, việc tìm ra biện pháp nhằm để tiết kiệm điện năng là vấn đề quan trọng và cần thiết.

Bù công suất phản kháng là ta cấp thêm một lượng công suất phản kháng còn thiếu của mạng điện, nhằm để nâng cao hệ số công suất cos. Nghĩa là ta đã tránh đi được một lượng công suất Q phải truyền trên đường dây bằng cách đặt các máy sinh ra Q ( tụ điện, máy phát đồng bộ ) gần các hộ dùng điện. Việc giảm công suất Q trên đường dây truyền tải sẽ dẫn đến giảm được tổn thất đáng kể trong lưới điện.

7.2. Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cos:

+ Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện.

+ Giảm được tổn thất điện áp.

+ Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp.

Ngoài ra khi nâng hệ số cos còn làm giảm được chi phí kim loại màu, làm ổn định điện áp, tăng khả năng của máy phát điện v.v..

7.3. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất:

Để nâng cao hệ số công suất cos ta thường áp dụng hai nhóm biện pháp sau:

 Nhóm nâng cao hệ số công suất tự nhiên.

 Nhóm nâng cao công suất bằng cách bù công suất phản kháng.

7.3.1. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất tự nhiên:

 Thay đổi và cải tiến qui trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lý nhất.

- Trong xí nghiệp cần chú ý đến các thiết bị có công suất lớn, cần phải nghiên cứu để các thiết bị vận hành ở chế độ kinh tế và tiết kiệm.

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

- Sắp xếp lại thời gian vận hành của các thiết bị tránh tình trạng làm việc cùng lúc, sẽ gây ra tình trạng căng thẳng về phương diện cung cấp điện.

 Thay thế các động cơ làm việc non tải bằng các động cơ công suất bé hơn.

Hệ số công suất được xác định :

pt dm

2pt o dm o

k . P

k ).

Q Q

( 1 Q

1 S

cos P



 





 (1-70)

Trong đó:

Qo : Công suất phản kháng lúc động cơ không tải, kVar.

Qdm : Công suất phản kháng định mức của động cơ, kVar.

Kpt : Hệ số phụ tải

Pdm : Công suất tác dụng định mức động cơ, kW.

Từ công thức ta thấy nếu động cơ làm việc non tải ( kpt bé ) thì cos thấp.

 Giảm điện áp của động cơ làm việc non tải.

Ta biết công suất phản kháng Q tỷ lệ với bình phương điện áp U, vì vậy khi điện áp giảm thì Q giảm đi rõ rệt và do đó cos của động cơ được nâng cao.

Các biện pháp làm giảm điện áp đặt vào động cơ:

- Đổi nối dây phía stato từ tam giác sang sao - Thay đổi các phân nhóm của dây quấn stato.

- Thay đổi đầu phân áp của MBA.

 Hạn chế động cơ chạy không tải.

Biện pháp hạn chế:

- Vận động công nhân hợp lí hoá các thao tác, hạn chế thấp nhất thời gian máy chạy không tải.

- Lắp đặt các bộ hạn chế chạy không tải, động cơ sẽ bị cắt ra khỏi lưới điện khi chạy không tải quá thời gian chỉnh định.

 Dùng động cơ đồng bộ thay thế động cơ không đồng bộ.

 Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ.

 Thay thế các MBA làm việc non tải bằng MBA có dung lượng nhỏ hơn.

7.3.2. Nâng cao hệ số công suất bằng cách bù công suất phản kháng:

Sau khi áp dụng các biện pháp nâng cao cos tự nhiên mà vẫn không đạt yêu cầu thì mới dùng phương pháp bù.

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

7.3.2.1. Đương lượng kinh tế của công suất phản kháng:

Đương lượng kinh tế của công suất phản kháng Kkt là lượng công suất tác dụng kW tiết kiệm được khi bù công suất phản kháng kVar.

Kkt = 2.Q.R2

U (1-71)

Bảng 1-5: Giá trị đương lượng kinh tế của các loại hộ tiêu thụ

Loại hộ tiêu thụ Giá trị Kkt kW/kVar

Hộ dùng điện do nguồn cung cấp 0,02 ÷ 0,04

Hộ dùng điện qua một lần biến áp 0,04 ÷ 0,06

Hộ dùng điện qua hai lần biến áp 0,05 ÷ 0,07

Hộ dùng điện qua ba lần biến áp 0,08 ÷ 0,12

7.3.2.2. Xác định dung lượng bù:

Dung lượng bù được xác định theo công thức:

Qbu P(tg1tg 2). (1-72) Trong đó :

P : Phụ tải tính toán của hộ tiêu thụ, kW.

1: Hệ số công suất trước khi bù

2: Hệ số công suất muốn đạt được sau khi bù (tg2 = 0,4)

= 0,9  1 - Hệ số xét tới khả năng nâng cao cos bằng phưong pháp tự nhiên.

Hệ số công suất cos2 thường lấy bằng hệ số công suất do cơ quan quản lý hệ thống điện qui định cos2= 0,8 ÷ 0,95.

Do bù nên ta có thể tiết kiệm được một lượng công suất tác dụng P = Q . Kbu  ktKbu (1-73) Trong đó:

Kkt : Đương lượng kinh tế của công suất phản kháng.

Kbu : Suất tổn thất công suất tác dụng trên một đơn vị dung lượng thiết bị bù, kW/kVar.

7.3.2.3. Chọn thiết bị bù:

Tụ bù:

Là loại thiết bị điện tĩnh. Có nhiều ưu điểm: Tổn thất công suất tác dụng nhỏ, lắp ráp bảo quản dễ dàng. Tụ điện được chế tạo thành nhiều đơn vị nhỏ, có thể ghép dần tụ điện vào mạng tùy theo sự phát triển của phụ tải. Tụ điện có hệ số sử dụng cao, không bỏ nhiều vốn ngay một lúc.

Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu

Nhược điểm của tụ điện là: Nhạy cảm với sự biến động của điện áp đặt lên bản cực của tụ điện, tụ điện có cấu tạo kém chắc chắn, khi điện áp tăng lên 110%Udm thì tụ dễ bị chọc thủng.

Máy bù đồng bộ:

Là động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ không tải. Do không có phụ tải nên máy bù đồng bộ gọn nhẹ rẻ hơn so với máy đồng bộ. Là thiết bị điều chỉnh điện áp rất tốt.

Bộ tụ bù điều khiển tự động (bù ứng động):

Thiết bị này cho phép điều khiển bù công suất một cách tự động, giữ hệ số công suất trong một giới hạn cho phép chung quanh trị hệ số công suất được chọn.

Thiết bị được lắp đặt tại các vị trí mà công suất tác dụng và công suất phản kháng thay đổi trên phạm vi rộng như:

+ Thanh góp của tủ phân phối chính.

+ Tại đầu nối của các cáp trục chịu tải lớn.

Ưu điểm của bộ tụ bù điều khiển tự động là tránh được hiện tượng quá điện áp khi tải giảm xuống thấp do đó khử bỏ các điều kiện phát sinh quá điện áp và tránh các thiệt hại cho trang thiết bị.

7.3.2.4. Vị trí lắp đặt tụ bù:

a. Bù tập trung:

Bù tập trung áp dụng khi tải ổn định và liên tục. Bộ tụ đấu vào thanh góp hạ áp của tủ phân phối chính và được đóng trong thời gian tải hoạt động.

b. Bù nhóm: (bù từng phân đoạn)

Bù nhóm được áp dụng khi mạng điện quá lớn và khi chế độ tải tiêu thụ theo thời gian của các phân đoạn thay đổi khác nhau. Bộ tụ được đấu vào tủ phân phối khu vực.

c. Bù riêng:

Bù riêng được xét đến khi công suất động cơ đáng kể so với công suất mạng điện. Bộ tụ được mắc trực tiếp vào đầu dây nối của thiết bị dùng điện.