Cung cấp điện 2 - Chương 10: Nâng cao hệ số công suất

Nội dung text: Cung cấp điện 2 - Chương 10: Nâng cao hệ số công suất

1. Chương 10. NÂNG CAO HỆ SỐ CễNG SUẤT 10.1. KHÁI QUÁT CHUNG P P 1. Khỏi niệm về hệ số cụng suất: Cos S P2 Q 2 S a. Hệ số cos tức thời: Q P cos 3UI P  Xỏc định được nhờ dụng cụ đo tại thời điểm nào đú  Cos biến thiờn theo thời gian nờn khụng cú ý nghĩa trong tớnh toỏn b. Hệ số cụng suất trung bỡnh cos tb: Là hệ số cos trong một khoảng thời gian nào đú (1 ca, 1 ngày đờm, 1 thỏng, ): Qtb cos tb cos arctg Ptb cos tb dựng để đỏnh giỏ mức độ sử dụng điện tiết kiệm và hợp lý của XN 11/2/2011 118
2. 10.1. KHÁI QUÁT CHUNG c. Hệ số cụng suất cos tự nhiờn: Là hệ số cụng suất trung bỡnh tớnh trong một năm (8760h) khi khụng cú thiết bị bự. Hệ số cụng suất tự nhiờn được dựng làm căn cứ xỏc định phụ tải tớnh toỏn, nõng cao hệ số cụng suất và bự cụng suất phản khỏng. Đối với ĐCKĐB cú cos thấp (cos = 0,5ữ0,7), do đú ĐCKĐB tiờu thụ cụng suất phản khỏng nhiều nhất, chiếm (65ữ70)%, sau đú là mỏy biến ỏp. 2. Bự cụng suất phản khỏng trong cỏc XN cụng nghiệp: Là sử dụng cỏc thiết bị bự (tụ bự, mỏy bự đồng bộ) đặt song song với thiết bị tiờu thụ cụng suất phản khỏng để cung cấp 1 phần hoặc toàn bộ lượng cụng suất phản khỏng mà thiết bị này tiờu thụ. 11/2/2011 119
3. 10.2. í NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO COS  Làm giảm được tổn thất điện áp PR Q X PR Q X U 1 2 U 1 U U 2  Làm giảm tổn thất công suất P 2 Q2 P 2 Q 2 S 1 Z 2 Z S 1 U 2 U 2 2  Làm giảm tổn thất điện năng P2 Q2 P2 Q2 A 1 R. 2 R. A 1 U 2 U 2 2  Tăng khả năng truyền tải P2 Q2 I 11/2/2011 3U 120
4. 10.2. í NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO COS TểM LẠI: Việc nõng cao cos cú 2 lợi ớch cơ bản: 1. Lợi ớch to lớn về kinh tế cho ngành điện và doanh nghiệp 2. Lợi ớch về kỹ thuật: Nõng cao chất lượng điện ỏp 11/2/2011 121
5. 10.3. CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO COS Cú hai nhúm giải phỏp để nõng cao cos 1. Nhúm cỏc giải phỏp nõng cao cos tự nhiờn: Là cỏc giải phỏp khụng dựng cỏc thiết bị bự. Cú cỏc giải phỏp cơ bản sau: 1) Thay thế cỏc ĐCKĐB làm việc non tải bằng ĐC cú CS nhỏ hơn 2) Thường xuyờn bảo dưỡng và nõng cao chất lượng sửa chữa ĐC 3) Sắp xếp, sử dụng hợp lý cỏc quỏ trỡnh cụng nghệ của cỏc mỏy múc, thiết bị điện. 4) Sử dụng ĐCĐB thay cho ĐCKĐB 5) Thay thế cỏc MBA làm việc non tải bằng MBA cú dung lượng nhỏ hơn. 6) Sử dụng chấn lưu điện tử hoặc chấn lưu sắt từ hiệu suất cao cho cỏc chấn lưu sứt từ thụng thường. 2. Nhúm cỏc giải phỏp nõng cao cos nhõn tạo: Là giải phỏp sử dụng cỏc thiết bị bự (tụ bự hoặc mỏy bự đồng bộ). Cỏc thiết bị bự phỏt ra Q để cung cấp 1 phần hoặc toàn bộ nhu cầu Q trong XN. Làm như vậy gọi là Bự cụng suất phản khỏng. 11/2/2011 122
6. So sánh kinh tế - kỹ thuật của máy bù và tụ bù Cấu tạo vận hành sửa Cấu tạo vận hành sửa chữa phức tạp chữa đơn giản Giá thành cao Giá thành thấp Tiêu thụ một phần P Tiêu thụ P ít Tiếng ồn Yên tĩnh Điều chỉnh Q theo Điều chỉnh Q trơn cấp 11/2/2011 123
7. 10.4. TÍNH TOÁN BÙ CễNG SUẤT PHẢN KHÁNG B1. Xỏc định dung lượng bự: Qb = P( tg 1 - tg 2) B2. Xỏc định vị trớ đặt tụ bự:  Về lý thuyết cú thể đặt tụ phớa cao ỏp hay hạ ỏp hay bất cứ đõu của mạng XN.  Đặt tụ bự phõn tỏn tại cỏc động cơ là cú lợi nhất về mặt tổn thất điện ỏp và điện năng. Tuy nhiờn đặt tụ kiểu này chi phớ cao và khú khăn trong quản lý, vận hành. Vỡ vậy, đặt tụ bự phớa điện ỏp cao hay hạ ỏp, tập trung hay phõn tỏn đến mức độ nào cần phải so sỏnh KT-KT. Qua kinh nghiệm thực tế, nờn đặt tụ bự như sau:  Với mỏy bơm và xưởng cơ khớ: Đặt tụ bự cạnh tủ phõn phối  Với XN nhỏ: Đặt tập trung tại thanh cỏi hạ ỏp TBA. Ngoài ra với cỏc px cú ĐC cụng suất lớn, đặt độc lập nờn đặt riờng 1 bộ tụ bự.  Với XN lớn: Đặt tụ bự phõn tỏn tại cỏc phõn xưởng. B3. Phõn bố tối ưu dung lượng bự: Khi bự phõn tỏn, ỏp dụng cụng thức phõn bố tối ưu cụng suất như sau: 11/2/2011 124
8. 10.4. TÍNH TOÁN BÙ CễNG SUẤT PHẢN KHÁNG B3. Phõn bố tối ưu dung lượng bự (tiếp): Rtđ  Nếu mạng điện XN hỡnh tia: Qbi Qi (Q Qb ) Ri R1 1 Qb2 2 Qb1 R R 2 2 2 SAB Q∑ Q∑ 0 A R3 Qb2 R Qb 0A RAB B Qb3 R1 3 1 Ri i Qb1 Qbi Mạng điện hỡnh tia Mạng điện hỡnh phõn nhỏnh  Nếu mạng điện XN phõn nhỏnh: Cần biến đổi cỏc nhỏnh song song thành nhỏnh tương đương rối ỏp dụng cụng thức trờn. B4. Điều khiển dung lượng bự: Bằng tay hoặc tự động 11/2/2011 125
9. Ví dụ Một xí nghiệp có công suất tổng như sau: S = 100 + j152 KVA. TínhTính totoáánn đđiềuiều khikhiểểnn dungdung llượượngng bbùù đểđể nnâângng hhệệ ssốố ccôôngng suấtsuất llêênn 0,65;0,65; 0,750,75 vvàà 0,85.0,85. 11/2/2011 126
10. Lời giải Từ công suất phụ tải đã cho xác định được hệ số công suất của xí nghiệp P P 100 Cos 0,55 S P2 Q2 1002 1522 Tính được tg = 1,51 - Khi yêu cầu cos 1 = 0,65 tính được tg 1 = 1,17 - Khi yêu cầu cos 2 = 0,75 tính được tg 2 = 0,88 - Khi yêu cầu cos 3 = 0,85 tính được tg 3 = 0,62 11/2/2011 127
11.  Để nâng hệ số công suất lên cos 1 thì công suất phản kháng cần bù của nhóm 1 là: Qb1 = P( tg - tg 1) = 100(1,51- 1,17) = 34 KVAr  Để nâng hệ số công suất lên cos 2 thì công suất phản kháng cần bù của nhóm 2 là: Qb2 = P( tg 1 - tg 2) = 100( 1,17 – 0,88) = 29 KVAr  Để nâng hệ số công suất lên cos 3 thì công suất phản kháng cần bù của nhóm 3 là: Qb3 = P( tg 2 - tg 3) = 100( 0,88- 0,62) = 26 KVAr 11/2/2011 128
12. Sơ đồ điều khiển dung lượng bù để nâng hệ số công suất XN lên 0,65; 0,75 và 0,85. A T 1CĐ 1 2 3 2CĐ 1 2 3 2CĐ 1 2 3 1CT 2CT 3CT 1C C 2CC 3C C Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 11/2/2011 129
13. Vấn đề điều chỉnh tự động dung lượng bù Để điều chỉnh tự động dung lượng bù được thực hiện nhờ bộ S6-Q hoặc S12-Q hoặc bộ PDCF. K CT L R k l S Phụ NguồnT tải điện N 1 k l 200 100 0v Contactor C1 C2 C3 C4 C5 C6 ALARM Tụ Điện Cuộn hút Số 1 Contactor 11/2/2011 130