5.1. Ý nghĩa của việc chọn bù công suất phản kháng
• Hệ số công suất cosφ là một trong các chỉ tiêu để đánh giá phân xưởng dùng điện có hợp lí và tiết kiệm hay không. Nâng cao hệ số công suất cosφ là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng.
• Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q. Công suất tác dụng là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các thiết bị dùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hóa trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công.
• Truyền tải một lượng công suất phản kháng qua dây dẫn và máy biến áp sẽ gây ra tổn thất đện áp, tổn thất điện năng lớn và làm giảm khả năng truyền tải trên các phần tử của mạng điện. Tổn thất điện áp, tổn thất điện năng càng tăng khi lượng công suất phản kháng truyền qua dây dẫn và máy biến áp tăng. Do đó để có lợi về kinh tế kỹ thuật trong lưới điện cần nâng cao hệ số công suất tự nhiên hoặc đưa nguồn bù công suất phản kháng tới gần nơi tiêu thụ để tăng hệ số công suất cosφ làm giảm lượng công suất phản kháng nhận từ hệ thống điện.
• Việc bù công suất phản kháng đưa lại hiệu quả là nâng cao được hệ số cosφ, việc nâng cao hệ số cosφ sẽ đưa đến các hiệu quả:
- Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. - Giảm tổn thất đện áp trong mạng điện.
- Nâng cao khả năng truyền tải năng lượng điện của mạng. - Tăng khả năng phát của các máy phát điện.
5.2. Các biện pháp bù công suất phản kháng
5.2.1. Các biện pháp bù công suất phản kháng
• Các biện pháp tự nhiên:
Dựa vào việc sử dụng hợp lý các thiết bị sẵn có như hợp lý hóa quy trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất hợp lý hơn.
• Các biện pháp nhân tạo:
Dùng các thiết bị có khả năng sinh công suất phản kháng bằng các thiết bị bù như tụ bù tĩnh.
5.2.2. Các thiết bị bù trong hệ thống cung cấp điện5.2.2.1. Tụ tĩnh điện 5.2.2.1. Tụ tĩnh điện
• Ưu điểm:
- Nó không có phần quay nên không gây tiếng ồn và vận hành quản lý đơn giản.
- Tổn thất công suất tác dụng trên tụ bé.
- Tụ có thể ghép nối tiếp hoặc song song để đáp ứng với mọi dung lượng bù ở mọi cấp điện áp từ 0,4 – 750 kV
• Nhược điểm:
- Rất khó điều chỉnh trơn.
- Tụ chỉ phát ra công suất phản kháng mà không tiêu thụ công suất phản kháng.
- Tụ rất nhạy với điện áp ở đầu cực (công suất phản kháng phát ra tỉ lệ với bình phương điện áp đầu cực).
- Điện áp đầu cực tăng quá 10% thì tụ bị nổ. - Khi xảy ra sự cố thì tụ dễ bị hỏng.
5.2.2.2. Máy bù đồng bộ
- Có thể điều chỉnh trơn công suất phản kháng.
- Có thể tiêu thụ bớt công suất phản kháng khi hệ thống thừa công suất phản kháng.
- Công suất phản kháng phát ra ở đầu cực tỉ lệ bậc nhất với điện áp đầu cực nên ít bị nhạy cảm.
• Nhược điểm:
- Giá thành đắt, có phần quay nên gây ra tiếng ồn. - Tổn hao công suất tác dụng lớn.
- Không thể làm việc ở mọi cấp điện áp.
- Máy bù đồng bộ chỉ đặt ở những phụ tải quan trọng và có dung lượng bù lớn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Qua những phân tích ở trên, để đáp ứng được yêu cầu của bài toán và nâng cao chất lượng điện năng, ta chọn phương pháp bù bằng tụ tĩnh.
5.3. Tiến hành bù công suất phản kháng
5.3.1. Xác định dung lượng bù
Như đã tính ở chương I, ta đã xác định được hệ số công suất trung bình của toàn phân xưởng cosφpx = 0,85. Theo thiết kế của phân xưởng, ta cần phải bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số cosφ lên đến 0,9
5.3.1.1. Chọn vị trí bù
Về nguyên tắc, để có lợi nhất về mặt giảm tổn thât điện năng cho đối tượng dùng điện cần phải đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động cơ. Tuy nhiên nếu đặt phân tán sẽ không có lợi về vốn đầu tư, lắp đặt, quản lý và vận hành. Vì vậy, việc đặt các thiết bị bù tập trung hay phân tán là tùy thuộc vào cấu trúc hệ thống cung cấp của đối tượng. Theo kinh nghiệm, ta chọn vị trí đặt tụ bù tai các tủ động lực của phân xưởng.
5.3.1.2. Tính toán dung lượng bù.
• Tính toán bù tại TĐL1: - Hệ số công suất của nhóm I:
c.N1 c.N1
cosϕ =0,868Þ tgϕ =0,572
- Hệ số công suất cần nâng lên giá trị mới:
m m
cosϕ =0,9Þ tgϕ =0, 484
- Dung lượng bù cần thiết tại vị trí TĐL1:
( )
b.N1 tt.N1 c.N1 m.N1
Vậy ta chọn tụ bù KM1 – 0,38 có thông số kĩ thuật :
Bảng 5.1 - Thông số kỹ thuật của tụ KM1 – 0,38
Tụ bù KM1 - 0,38
( kV ) (kVAr) Đơn giá( /đ/bộ )
0,38 6 840
(Tra Phụ luc B – Bảng 40.pl)
• Tính toán tương tự cho các TĐL khác, ta có kết quả như bảng sau :
Bảng 5.2. Bảng chọn tụ bù cho các TĐL. Vị trí đặt tụ bù Ptt cosc tgc Q Bù (kVA) Tụ bù Loại tụ bù Uđm Qbù V Số lượng ( kV ) (kVAr) (103 đ/bộ ) TĐL1 105,7 0,9 0,484 0 0 0 0 0 0 TĐL2 78,3 9 0,89 0,512 2,195 KM1 - 0,38 0,38 6 840 1 TĐL3 29,98 0,64 1,201 21,496 KM1 -0,38 0,38 20 2800 1 TĐL4 33,14 0,68 1,078 19,685 KC1-0,38-20-3Y1 0,38 20 2800 1
Bảng 5.3. Kết quả tính toán sau khi bù.
Vị trí đặt tụ bù Ptt ( kW ) tgc Qtt (kVAr) Qbù (kVAr) Qttsaubù
(kVAr) tgm cosm Ptt.cosm TĐL1 105,7 0,484 51,19 0,000 51,190 0,484 0,900 95,130 TĐL2 78,39 0,512 40,16 2,195 37,965 0,484 0,900 70,551 TĐL3 29,98 1,201 35,99 21,496 14,494 0,484 0,900 26,982 TĐL4 33,14 1,078 35,73 19,685 16,045 0,484 0,900 29,826
Ta có: tt m dl tt tt.dl dl tt.cs cs tt.tt lm tt lm px tt.dl tt.cs tt.tt lm