3 Lựa chọn kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện
3.4.2 Tiến hành bù công suất phản kháng
Phần tính toán ở Chương II ta đã xác định được hệ số công suất trung bình của toàn phân xưởng là cosϕ= 0,7. Hệ số coϕtối thiểu do nhà nước quy định đối với các phân xưởng là 0,855÷0,95, như vậy ta phải bù công suất phản kháng cho nhà máy để nâng cao hệ số cosϕ. Theo yêu cầu thiết kế của phân xưởng ta phải bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số cosϕđến 0,9.
3.4.2.2 Chọn thiết bị bù và vị trí bù Vị trí đặt thiết bị bù
Về nguyên tắc để có lợi nhất về mặt giảm tổn thất điện áp, tổn thất điện năng cho đối tượng dùng điện là đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động cơ điện, tuy nhiên nếu đặt phân tán sẽ không có lợi về vốn đầu tư, lắp đặt và quản lý 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 điện của đối tượng, theo kinh nghiệm ta đặt các thiết bị bù ở phía hạ áp của trạm biến áp phân xưởng tại tủ phân phối hoặc tại các tủ động lực. Ta chọn vị trí đặt tụ bù là vị trí tại các tủ động lực của phân xưởng, và ở đây ta coi giá tiền đơn vị (đ/kVAr) thiết bị bù hạ áp lớn không đáng kể so với giá tiền đơn vị (đ/kVA) tổn thất điện năng qua máy biến áp.
Chọn thiết bị bù
Ta có thể lựa chọn thiết bị bù là các tụ điện tĩnh. Nó có ưu điểm là giá đầu tư 1 đơn vị công suất bù không phụ thuộc vào dung lượng tụ bù nên thuận tiện cho việc chia nhỏ thành nhóm và đặt gần các phụ tải. Mặt khác tụ điện tĩnh tiêu thụ rất ít công suất tác dụng từ 0,003÷0,005 (kW) và vận hành đơn giản, ít sự cố.
3.4.2.3 Tính toán phân phối dung lượng bù: Tính toán bù tại TĐL 1
DocosϕN1 = 0,59⇒tanϕN1= 1,37
QbuN1 =PttN1.(tanϕ1.N1−tanϕ2.N1)= 48,45 . (1,37 - 0,484) = 42,85 (kVAr) Vậy ta chọn tụ bù KC2-0,38-50-3Y3 có thông số kĩ thuật11:
Bảng 3.7: Thông số kỹ thuật tụ KC2-0,38-50-3Y3
Tụ bù Udm(kV) Qdm(kVAr) Đơn giá (.103đ/bộ)
KC2-0,38-50-3Y3 0,38 50 7000
Vốn đầu tư cho tụ bù:
Vớiv0 = 110.103(đ/KVAr)12V =v0.Qđm bù1 = 110.103.42,85 = 4,71.106(đ) Tính toán bù tương tự tại các TĐL khác, ta có kết quả:
Bảng 3.8: Kết quả tính toán phân phối dung lượng bù
Vị trí Ptt cosϕ1 tanϕ1 tanϕ2 Qbù i Qsau bù i V đặt tụ bù (kW) (kVAr) (kVAr) (.106đ) TĐL1 48,45 0,59 1,37 0,484 42,85 23,45 4,71 TĐL2 46,14 0,69 1,05 0,484 26,07 22,33 2,87 TĐL3 56,26 0,64 1,20 0,484 40,32 27,23 4,43 TĐL4 69,11 0,77 0,83 0,484 23,82 33,45 2,62 Tổng 219,96 133,05 83,01 9,92 Bảng 3.9: chọn tụ bù cho các TĐL
Vị trí loại Uđm tụ Qđm tụ Đơn giá Số bộ đặt tụ bù tụ bù (kV) (kVAr) (.103đ) TĐL1 KC2-0,38-50-3Y3 0,38 50 7000 1 TĐL2 KC2-0,38-36-3Y3 0,38 36 5040 1 TĐL3 KC2-0,38-50-3Y3 0,38 50 7000 1 TĐL4 KC1-0,38-25-3Y3 0,38 25 3500 1 Sau khi bù ta có: cosϕ0dl = P
Pttđli.cosϕ0đli
PPttđl = 48,45.0.9+46,14.0219,9+56,96,26.0,9+69,11.0,9 ≈0,9 ⇒ cosϕ0px = P Ptti.cosϕ0i P Pttpx = 219,96.0,9+83300,01,46.0,7+12,96.1 ≈0,9
3.4.3 Đánh giá hiệu quả, tính toán kinh tế bù công suất phản kháng 3.4.3.1 Tính toán cho Nhóm 1
•Công suất biểu kiến của nhóm 1 sau khi bù:
SN1 =PN1+jQN1 = 48,45 +j.23,45(kVA) •Tổn thất điện năng trên đoạn TPP – TĐL1 là:
4AT P P−T DL1= P 2 N2+Q2N2 Udm2 .r0.L 2.τ = 48,45 2+23,452 0,382 .0,73. 8,012 .2886,21.10−6= 169,309 (kWh) •Tổn thất điện năng trước khi bù bằng: 394,04 (kWh).
Số tiền tiết kiệm được do giảm tổn thất điện năng trên đường dây bằng: 4CN1 = (394,04−169,309).1500 = 337096,5(đ)
•Tổn thất điện năng trên tụ bù:
4Atb.N1 =Qbù N2.4Pb.τ= 50.0,0025.2886,21 = 360,78 (kWh) •Vốn đầu tư tụ bù nhóm 1:Vtb bù N1 = 4,71.106(đ).
•Chi phí quy đổi:
Zbù N1 = ( 1 Ttc +avh).Vtb bù N1+4Atb.N1.C4 = (1 8+ 0,1).4,71.10 6+ 360,78.1500 = 1,6.106(đ) 3.4.3.2 Tính toán cho các nhóm khác
Tương tự tính toán cho nhóm 2 ta có kết quả dưới bảng sau:
Bảng 3.10: Tính toán bù cho các phụ tải
Nhánh Ptt Qtt L r0 4A(kW h) 4A(kW h) 4C 4Atụ Vtụ Zb (kW) (kVAr) (m) (Ω/km trước bù sau bù (.106đ) (kWh) (.106đ) (.106đ) TPP-TĐL1 48,45 23,45 8,01 0,73 394,04 169,309111 0,337096 360,78 4,71 1,6 TPP-TĐL2 46,14 22,33 37,04 0,73 1208,3 710,022337 0,747416 259,76 2,87 1,04 TPP-TĐL3 56,26 27,23 52,36 0,52 2102,5 1063,015 1,559228 360,78 4,43 1,54 TPP-TĐL4 69,11 33,45 26,79 0,52 1121,42 820,724833 0,451043 180,39 2,260 0,78 Tổng 219,96 106,46 2,757687 Đồ án cung cấp điện 62
3.4.3.3 Tính toán cho đoạn TBA – TPP
Ta có:Pttpx= 219,96;cosϕ0 = 0,9
⇒Qttpx=Pttpx.tanϕ0= 106,53 (kVAr)
•Công suất biểu kiến của phân xưởng sau khi bù:
Spx=Ppx+jQpx= 219,96 +j.106,53(kVA) •Tổn thất điện năng trên đoạn TBA – TPP sau khi bù là: 4AT BA−T P P=P 2 ttpx+Q2ttpx U2 .r0.L2.τ=219,961 2+106,532 0,382 .0,07.1,42 .2886,21.10−6= 58,5 (kWh) •Tổn thất điện năng trước khi bù là 113,58 (kWh).
Số tiền tiết kiệm được do giảm tổn thất điện năng trên đường dây bằng: 4CT BA−T P P = (113,58 - 58,5).1500 = 82620 (đ)
3.4.3.4 Tính toán cho đoạn nguồn – TBA
•Tổn thất điện năng trên đoạn nguồn – TBA sau khi bù là: 4Anguồn–TBA=P 2 ttpx+Q2ttpx Uđm2 .r0.L 2.τ=219,961 2+106,532 222 .0,524.1502 .2886,21.10−6= 14(kWh) •Tổn thất điện năng trước khi bù là 21,14 (kWh).
Số tiền tiết kiệm được do giảm tổn thất điện năng trên đường dây bằng: 4CT BA−T P P = (21,14 - 14).1500 = 10740 (đ)
•Tổng số tiền tiết kiệm được do giảm tổn thất điện năng trong một năm:
3,14.106 + 10740 + 82620 = 3,23.106(đ)
[1] Trần Quang Khánh. Giáo trình hệ thống cung cấp điện Nxb Khoa học và kỹ thuật 2014
[2] Nhô Hồng Quang. Giáo trình cung cấp điện Nxb Giáo dục 2007
[3] Ngô Hồng Quang. Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV Nxb Khoa học và kỹ thuật
[4] Trần Quang Khánh. Bài tập cung cấp điện Nxb Khoa học và kỹ thuật [5] Bảng giá thiết bị đóng cắt Siemens 2013
[6] Bảng giá máy biến áp Đông Anh 2013