đIỆN
Khả năng phát CSPK của các nhà máy ựiện là rất hạn chế, do cosφn của nhà máy từ 0,8 Ờ 0,9 hoặc cao hơn nữạ Vì lý do kinh tế người ta không chế tạo các máy phát có khả năng phát nhiều CSPK cho phụ tảị Các máy phát chỉ ựảm ựương một phần nhu cầu CSPK của phụ tải, phần còn lại do các thiết bị bù ựảm trách (Máy bù ựồng bộ, tụ ựiện).
Ngoài ra trong hệ thống ựiện nói chung, phải kể ựến một nguồn phát CSPK nữa, ựó là các ựường dây tải ựiện, ựặc biệt là các ựường cáp và ựường dây siêu cao áp. Tuy nhiên ở ựây ta chỉ xét ựến lưới phân phối, do vậy chỉ lưu ý ựến các trường hợp ựường dây 35 kV dài và các ựường cáp ngầm. Tuy nhiên CSPK phát ra từ các phần tử này cũng không ựáng kể nên nguồn phát CSPK chắnh trong lưới phân phối vẫn là tụ ựiện, ựộng cơ ựồng bộ và máy bù.
Các nguồn phát công suất phản kháng trên lưới
1) Máy bù ựồng bộ
Máy bù ựồng bộ là loại máy ựiện ựồng bộ chạy không tải dùng ựể phát hoặc tiêu thụ CSPK. Máy bù ựồng bộ là phương pháp cổ truyền ựể ựiều chỉnh liên tục CSPK. Các máy bù ựồng bộ thường ựược dùng trong hệ thống truyền tải, chẳng hạn ở ựầu vào các ựường dây tải ựiện dài, trong các trạm biến áp quan trọng và trong các trạm biến ựổi dòng ựiện một chiều cao áp.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ..
20 ựồng bộ sẽ vượt trước ựiện áp trên cực của nó một góc 900) thì máy phát ra CSPK Qb phát lên mạng ựiện. Ngược lại, nếu ta giảm dòng kắch từ ikt (kắch thắch non, E < U, dòng ựiện chậm sau ựiện áp 900) thì máy bù sẽ biến thành phụ tải tiêu thụ CSPK. Vậy máy bù ựồng bộ có thể tiêu thụ hoặc phát ra CSPK.
Các máy bù ựồng bộ ngày nay thường ựược trang bị hệ thống kắch thắch từ nhanh có bộ kắch từ chỉnh lưụ
2) Tụ ựiện tĩnh
Tụ ựiện tĩnh là một ựơn vị hoặc một dãy ựơn vị tụ nối với nhau và nối song song với phụ tải theo sơ ựồ hình sao hoặc tam giác, với mục ựắch sản xuất ra CSPK cung cấp trực tiếp cho phụ tải, ựiều này làm giảm CSPK phải truyền tải trên ựường dâỵ Tụ bù tĩnh cũng thường ựược chế tạo không ựổi (nhằm giảm giá thành). Khi cần ựiều chỉnh ựiện áp có thể dùng tụ ựiện bù tĩnh ựóng cắt ựược theo cấp, ựó là biện pháp kinh tế nhất cho việc sản xuất ra CSPK.
Tụ ựiện tĩnh cũng như máy bù ựồng bộ làm việc ở chế ựộ quá kắch CSPK trực tiếp cấp cho hộ tiêu thụ, giảm ựược lượng CSPK truyền tải trong mạng, do ựó giảm ựược tổn thất ựiện áp.
CSPK do tụ ựiện phát ra ựược tắnh theo biểu thức sau: QC = U2.2πf.C.10-9 kVAr (1.3) Trong ựó: - U có ựơn vị là kV
- f tần số có ựơn vị là Hz - C là ựiện dung có ựơn vị là ộF
Khi sử dụng tụ ựiện cần chú ý phải ựảm bảo an toàn vận hành, cụ thể khi cắt tụ ra khỏi lưới phải có ựiện trở phóng ựiện ựể dập ựiện áp.
Các tụ ựiện bù tĩnh ựược dùng rộng rãi ựể hiệu chỉnh hệ số công suất trong các hệ thống phân phối ựiện như: hệ thống phân phối ựiện công nghiệp, thành phố, khu ựông dân cư và nông thôn. Một số các tụ bù tĩnh cũng ựược ựặt ở các trạm truyền tảị
Tụ ựiện là loại thiết bị ựiện tĩnh, làm việc với dòng ựiện vượt trước ựiện áp. Do ựó có thể sinh ra công suất phản khánh Q cung cấp cho mạng. Tụ ựiện tĩnh có những ưu ựiểm sau:
- Suất tổn thất công suất tác dụng bé, khoảng (0,003 Ờ 0,005) kW/kVAr. - Không có phần quay nên lắp ráp bảo quản dễ dàng.
- Tụ ựiện tĩnh ựược chế tạo thành từng ựơn vị nhỏ, vì thế có thể tùy theo sự phát triển của phụ tải trong quá trình sản xuất mà ựiều chỉnh dung lượng cho phù
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ..
21 hợp.
Song tụ ựiện tĩnh cũng có một số nhược ựiểm sau:
- Nhược ựiểm chủ yếu của chúng là cung cấp ựược ắt CSPK khi có rối loạn hoặc thiếu ựiện, bởi vì dung lượng của công suất phản kháng tỷ lệ bình phương với ựiện áp: 2 2 2 C U Q = I X CU 1/ C ω ω = = (1.4)
- Tụ ựiện có cấu tạo kém chắc chắn vì vậy dễ bị phá hỏng khi xảy ra ngắn mạch
- Khi ựiện áp tăng quá 1,1Un thì tụ ựiện dễ bị chọc thủng.
- Khi ựóng tụ ựiện vào mạng có dòng ựiện xung, còn khi cắt tụ khỏi mạng, nếu không có thiết bị phóng ựiện thì sẽ có ựiện áp dư trên tụ.
- Bù bằng tụ ựiện sẽ khó khăn trong việc tự ựộng ựiều chỉnh dung lương bù một cách liên tục.
- Tụ ựiện tĩnh ựược chế tạo dễ dàng ở cấp ựiện áp 6 - 10 kV và 0,4 kV. Thông thường nếu dung lượng bù nhỏ hơn 5 MVAr thì người ta dùng tụ ựiện, còn nếu lớn hơn phải so sánh với máy bù ựồng bộ.
3) động cơ không ựồng bộ rôto dây quấn ựược ựồng bộ hóa
Khi cho dòng ựiện một chiều vào dây quấn Roto của ựộng cơ không ựồng bộ thì ựộng cơ ựó sẽ làm việc như ựộng cơ ựồng bộ, có thể ựiều chỉnh dòng kắch từ ựể nó phát ra CSPK cung cấp cho mạng. Nhược ựiểm của loại này là suất tổn thất công suất tác dụng lớn, khoảng (0,02 Ờ 0,08) kW/kVAr; khả năng quá tải kém. Vì vậy nó chỉ ựược phép làm việc với 75% công suất ựịnh mức.
Vì các nhược ựiểm trên, cho nên nó chỉ ựược dùng khi không có sẵn các loại thiết bị bù khác.
4) Mạng cáp
Cảm kháng của dây dẫn là do có từ thông biến ựổi khi có dòng ựiện chạy trên dây dẫn, trong mạng lưới ựiện phân phối, dây cáp có cảm kháng rất bé vì các lõi cáp ựặt rất gần nhau và từ thông móc vòng qua chúng rất nhỏ. Vậy trên sơ ựồ thay thế của ựường dây cáp chỉ còn có ựiện trở của cáp. Hay nói một cách khác, trên mạng phân phối, tổn thất CSPK từ mạng cáp rất không ựáng kể. CSPK do cáp phát ra phụ
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ..
22 thuộc vào cấp ựiện áp và tiết diện của lõi thép.
Ngoài các thiết bị bù kể trên, còn có thể dùng ựộng cơ ựồng bộ làm việc ở chế ựộ quá kắch từ, hoặc dùng máy phát ựiện làm việc ở chế ựộ bù ựể làm máy bù.
Ở các xắ nghiệp có nhiều tổ máy phát ựiezen, làm nguồn dự phòng, khi chưa dùng ựến có thể sử dụng làm máy bù ựồng bộ. Theo kinh nghiệm thực tế việc chuyển máy phát thành máy bù không phiền phức lắm. Vì vậy biện pháp này ựược nhiều xắ nghiệp áp dụng.