Đồ án Tốt nghiệp
Phạm Ngọc Vĩnh - Khoa tại chức HTĐ - ĐHBK
89
CHNG V
Tính toán bù công suất phản kháng
cho mạng điện nhà máy
1. ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng :
Phần lớn các thiết bị sử dụng điện đều tiêu thụ cả công suất tác dụng P và
công suất phản kháng Q. Các thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng là : Các
động cơ không đồng bộ, các máy biến áp và đ-ờng dây trên không, điện
kháng và các thiết bị khác trong đó các động cơ không đồng bộ tiêu thụ
khoảng 60 đến 65 % tổng công suất phản kháng của mạng điện; các máy biến
áp tiêu thụ khoảng 20 đến 25 % tổng công suất phản kháng của mạng ; còn lại
thiết bị khác tiêu thụ chỉ khoảng 10% tổng công suất cả mạng.
Nh- vậy động cơ không đồng bộ và máy biến áp là những thiết bị tiêu
thụ công suất phản kháng nhiều nhất. công suất tác dụng P là công suất đ-ợc
biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các máy dùng điện, còn công suất
phản kháng Q là công suất dùng để từ hoá lõi thép trong các máy điện xoay
chiều, nó không sinh ra công. Quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa
các hộ dùng điện và nguồn phát điện là quá trình dao động không tiêu tốn cho
nên công suất phản kháng cấp cho hộ dùng điện không nhất thiết phải lấy từ
nguồn phát điện mà có thể lấy ngay gần hoặc tại nơi tiêu thụ công suất phản
kháng nh- tụ điện , máy bù đồng bộ. Việc làm nh- vậy là bù công suất phản
kháng. Khi bù công suất phản kháng thì l-ợng công suất phản kháng trên
đ-ờng dây truyền tải sẽ giảm xuống do đó góc sẽ giảm xuống và kết quả là
cos tăng lên dẫn đến những hiệu quả nh- sau:
- Giảm đ-ợc tổn thất công suất trong mạng điện
- Giảm đ-ợc tổn thất điện áp trong mạng điện
- Giảm đ-ợc tổn thất điện năng trong mạng điện và tăng khả năng truyền tải
của đ-ờng dây và máy biến áp.
Qua phân tích trên ta thấy việc bù công suất phản kháng là việc làm cần

Trong đó :
Q
B
là l-ợng công suất phản kháng cần bù; KVAR
P
ttNM
là công suất tác dụng tính toán cuả nhà máy ; KW
tg
1
là t-ơng ứng với cos
1
tr-ớc khi bù
tg
2
là t-ơng ứng với cos
2
sau khi bù
Cos
1
= 0,798 -> tg
1
= 0,755
Cos
1
= 0,85 -> tg
2
= 0,62
- thay các giá trị : tg
1
= 0,755; tg

* Khi đặt thành nhóm ở tủ phân phối động lực hoặc đ-ờng dây chính trong
phân x-ởng sản xuất:
- Ưu điểm : Giảm đ-ợc tổn thất trong cả mạng điện áp cao lẫn điện áp thấp
- Nh-ợc điểm : Hiệu suất sử dụng không cao do khi thiết bị điện nghỉ làm
việc thì tụ điện cũng nghỉ theo
c/ Chọn vị trí đặt tụ điện
- Qua việc phân tích đánh giá -u nh-ợc điểm của các ph-ơng án đặt thiết bị
bù công suất phản kháng cho nhà máy đã đ-ợc trình bày ở phần trên ta thấy
nhà máy liên hợp dệt có một số đặc điểm sau:
+ Nhà máy không có động cơ không đồng bộ công suất lớn
+ Sản phẩm của nhà máy là loại bông , lanh, xơ rất dễ cháy
+ Thiếu các thông tin cụ thể về mạng điện của các phân x-ởng sản xuất
+ Thiếu thông tin cụ thể về mức chênh lệch giá tiền đầu t- cho 1 KVAR thiết
bị bù ở các cấp điện áp.
- Với những đặc điểm nêu trên và qua kinh nghiệm của các cán bộ quản lý,
vận hành các thiết bị điện tại các nhà máy, xí nghiệp thì ph-ơng án hợp lý
nhất để đặt thiết bị bù cho nhà máy liên hợp dệt là đặt tại thanh cái hạ áp của
các trạm biến áp phân x-ởng và sử dụng thiết bị bù là tụ điện tĩnh.
4. Phân phối dung l-ợng bù:
a/ Sơ đồ vị trí đặt thiết bị bù
b/ Tính toán dung l-ợng bù cho từng mạch
S
tti
Q
bi
BATT

Q
bi
BAPX

Q

NM
là tổng công suất phản kháng của nhà máy ; KVAR
R
tđ
là điện trở t-ơng đ-ơng của toàn mạng điện ;
R
i
là điện trở của nhánh thứ i ( i =15)
R
i
= (R
tđci
+ R'
tđTi
) ; ; (5-4)
Với R
tđTi
là điện trở t-ơng đ-ơng của nhánh i
R'
tđTi
là điện trở t-ơng đ-ơng của trạm biến áp phân x-ởng thứ i đã
đ-ợc qui về cấp điện áp 10 KV
- Tính điện trở của các nhánh :
+ Tính cho nhánh 1 ( trạm T1)
Nhánh 1 có : R
c1
= 0,0755
R

;
R
1
R
1
R
1
R
1
R
1
R
1
54321
td










(5
-
3)
Kết quả bảng (4
-

= 0,0021*10
2
/0,4
2
= 1,3
* Vì trạm có 2 máy BA cho nên : R
tđT1
= R'
T1
/2
* áp dụng công thức (5-4) ta có
+ Tính điện trở cho các nhánh còn lại : Bằng các trình tự tính toán giống nh-
với nhánh 1 ta đ-ợc kết quả tính ghi trong bảng sau:
Bảng (5-1)
Tên Số l-ợng Số l-ợng & R
ci
; R'
Ti
; R
tđci
; R
tđTi
; R
i
;
nhánh cáp dung l-ợng máy

1 2 2x1000KVA 0,0755 1,3 0,03775 0,65 0,68775
2 2 2x1000KVA 0,0348 1,3 0,0174 0,65 0,6674
3 2 2x1000KVA 0,0561 1,3 0,02805 0,65 0,67805

=cos
tb2
=cos
tb3
=0,8 => sin
tb1
=sin
tb2
=sin
tb3
=0,6
Q
1
=Q
2
=1447 * 0,6 = 868,2 KVAR
Q
3
=1408 * 0,6 = 844,8 KVAR
cos
tb4
=0,679 => sin
tb4
=0,734







53225,1
1
67805,0
1
6674,0
1
68775,0
1
1
td
R
Đồ án Tốt nghiệp
Phạm Ngọc Vĩnh - Khoa tại chức HTĐ - ĐHBK
94
Q
4
= 590*0,734 = 433,1 KVAR
cos
tb5
=0,0,81 => sin
tb5
=0,586
Q
5
=293*0,586 = 171,7 KVAR
- Tổng công suất phản kháng của nhà máylà:
Q

NM
=Q

bi
; KVAR
Trạm BATT-T1 868,2 3186 478 122,4
Trạm BATT-T2 868,2 3186 478 99,7
Trạm BATT-T3 844,8 3186 478 88,3
Trạm BATT-T4 433,1 3186 478 98,3
Trạm BATT-T5 171,7 3186 478 69,3
5. Chọn kiểu loại tụ bù và dung l-ợng tụ bù:
- Theo kết quả tính toán bảng 5-2 ta chọn dung l-ợng tụ cho các nhánh :
+ Với nhánh có 2 đ-ờng cáp và 2 máy biến áp thì dung l-ợng bù của nhánh
đ-ợc chia đều sang hai thanh cái hạ áp của trạm
+ Nhánh có 1 đ-ờng cáp và một máy biến áp thì dung l-ợng bù của nhánh đặt
tập trung trên thanh cái hạ áp của trạm.
- Tra bảng 2- 69 tang 164 " Giáo trình cung cấp điện"tập II ta đ-ợc các loại tụ
và dung l-ợng của tụ bù ghi trong bảng sau:
Đồ án Tốt nghiệp
Phạm Ngọc Vĩnh - Khoa tại chức HTĐ - ĐHBK
95
Bảng (5-3)
Đặt tại
trạm
Loại tụ bù Kiểu chế
tạo
Số l-ợng Q
tụ
;
KVAR
Q
tụ
;

60
30 88,3
T4 KM2-0,38 3 fa 4 25 100 98,3
T5 KM2-0,38
KM 0,38
3 fa
3 fa
2
1
30
10
60
10
69,3
Tổng 21 483 478
6. Sơ đồ đấu dây của tụ bù phía hạ thế của trạm biến áp phân x-ởng
380V
ATM
BI
Đ