1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
MỞ ĐẦU
Cùng với quá trình Công nghiệp hoá và hiện đại hoá Đất nƣớc, nhu cầu phụ tải
không ngừng gia tăng. Sự xuất hiện của các khu công nghiệp đòi hỏi sự tiêu thụ
công suất phản kháng tăng lên nhanh chóng, điều đó làm tăng tổn thất điện năng,
công suất và chi phí truyền tải điện năng, giảm hiệu quả sử dụng mạng điện, đồng
thời làm giảm hệ số công suất cos và chất lƣợng điện năng. Sự tăng tổn thất do
suy giảm hệ số cos buộc các nhà kinh doanh điện năng phải áp dụng bảng giá phạt
đối với các hộ dùng điện có hệ số cos thấp. Chính vì vậy nhiệm vụ bù công suất
phản kháng đƣợc đặt ra không chỉ đối với hệ thống điện, mà cả các hộ dùng điện.
Đề tài “Tính toán lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng thiết bị bù hợp lý trong
lưới điện phân phối ” đƣợc thực hiện nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách nói trên.
Khác với công suất tác dụng, công suất phản kháng trong hệ thống điện đƣợc
sản sinh ra cũng nhƣ đƣợc tiêu thụ dƣới rất nhiều hình thức. Một số phần tử hệ
thống điện chỉ tiêu thụ công suất phản kháng, một số khác vừa tiêu thụ vừa có thể
sinh ra công suất này. Sự tiêu thụ và tạo ra công suất phản kháng thay đổi phụ thuộc
vào nhiều yếu tố khác nhau. Vấn đề “bù công suất phản kháng” là một vấn đề hết
sức phức tạp, liên quan đến rất nhiều tham số chế độ cũng nhƣ các tham số hệ
thống, mà không ngừng biến đổi theo thời gian. Đã có nhiều tác giả áp dụng các kết
quả nghiên cứu của các nƣớc khác nhau trong việc giải bài toán bù công suất phản
kháng. Tuy nhiên, đối với mạng điện phân phối nƣớc ta, vấn đề bù công suất phản
kháng mới chỉ đƣợc đề cập đến ở một số khảo sát, đánh giá. Các cụm tụ bù đƣợc
xây dựng một cách tự phát, chƣa có những nghiên cứu và tính toán một cách khoa
học, nên sự làm việc của các thiết bị bù chƣa mang lại hiệu quả đáng kể, thậm chí
có một số nơi khi các thiết bị bù làm việc trong mạng thì lại dẫn đến tăng tổn thất và
giảm chất lƣợng điện. Trong khi thị trƣờng công suất phản kháng ở nhiều nƣớc trên
thế giới diễn ra hết sức sôi động, thì ở nƣớc ta công suất phản kháng chƣa thực sự
đƣợc coi là một dạng hàng hoá mà mới đƣợc trao đổi dƣới dạng phạt hệ số cos .
Theo nghị định số 45/2001/NĐ-CP của chính phủ về việc sử dụng điện, nếu khách
cos =P/S.
cos =
UI
P
S
P
3
; (1.1)
Trong thực tế vận hành giá trị cos thƣờng đƣợc xác định theo công thức
cos
tb
=
2
)(1
1
r
x
A
A
Trong đó:
A
r
, A
x
- điện năng tác dụng và phản kháng trên thanh cái trạm biến áp
P – công suất tác dụng;
4
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
b) Tăng tiết diện dây dẫn
Khả năng truyền tải của đƣờng dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện
phát nóng cho phép, tức là phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng. Dòng điện
chạy qua dây dẫn và máy biến áp đƣợc xác định :
U
Q
P
U
S
I
33
2
2
(1.3)
5
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Từ biểu thức trên chúng ta nhận thấy: Với cùng một điều kiện phát nóng nhất
định của đƣờng dây và máy biến áp với P = const, nếu tăng lƣợng công suất phản
kháng Q buộc phải tăng tiết diện dây dẫn, do đó sẽ làm tăng chi phí của mạng điện.
Theo số liệu tính toán, khi hệ số công suất giảm 20% (từ 1 xuống 0,8) thì lƣợng tổn
thất công suất tăng lên khoảng 1,56 lần và khối lƣợng dây dẫn tăng lên 25%. Ví dụ
minh hoạ dƣới đây cho thấy ảnh hƣởng của hệ số cos đối với sự thay đổi của công
suất toàn phần.
cos = 1 cos = 0,8 cos = 0,7
P = 100 kW P = 100 kW P = 100 kW
Q = 0 Q = 75 kVAr Q=100kVAr
S = 100 kVA S = 125 kVA S = 141 kVA
Kết quả tính toán ở ví dụ trên cho thấy khi hệ số cos giảm từ 1 xuống 0,7 thì
2.1.Tình hình bù công suất phản kháng ở Vi ệt Nam.
2.1.1. Lưới điện phân phối và hệ số công suất cos .
Sơ đồ mạng điện ở các địa phƣơng có dạng nhƣ trên hình 1.1. Nguồn cấp là từ
thanh cái trạm 110 kV, 220 kV hay thanh cái phía cao áp của nhà máy điện bằng
đƣờng dây tải điện theo cơ cấu mạch vòng hay hình tia dẫn điện đến khu vực phụ
tải điện áp đƣợc hạ xuống 35 kV, 22 kV hay 10 kV, 6 kV. Nếu là 35 kV thì tồn tại
các đƣờng dây 35 kV đi sâu tới phụ tải hơn và tại đó hạ xuống 22kV, 10 kV hay 6
kV. Từ thanh cái 22 kV, 10 kV, 6 kV hình thành các đƣờng dây phân phối hình tia,
cũng có thể là mạch vòng nhƣng khi vận hành vẫn để ở chế độ hình tia. Từ các
đƣờng dây này theo điểm phụ tải đấu đến các máy biến áp hạ xuống điện áp hạ thế
400/220 V để cấp điện cho các phụ tải hạ thế. Sau trạm hạ áp hình thành các đƣờng
dây hạ thế có cấu trúc hình tia dẫn điện đến từng hộ tiêu thụ.
Hình 1.1. Sơ đồ lưới điện
110 kV,220 kV
35 kV
6 22kV
0,4 kV
7
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Trong sơ đồ cấp điện nêu trên, hệ số công suất cos và bù công suất phản
kháng đƣợc đề cập đến ở từng cấp điện áp. Qua khảo sát thực tế tại một số Điện lực
tỉnh, các giá trị cos ở các cấp điện áp thể hiện khá rõ nét nhƣ sau:
- Tại các cấp điện áp 35 kV trở lên hệ số công suất cos có giá trị thƣờng từ
0,85 trở lên. Trƣờng hợp nguồn cấp là nhà máy điện, ví dụ nhƣ tại Điện lực Ninh
Bình thì cos có giá trị khoảng 0,85; còn trƣờng hợp nguồn cấp là thanh cái trạm
110kV, 220kV thì cos có giá trị cao hơn, thậm chí tới 0,92 0,95. Cũng chính vì
vậy mà cos có giá trị tại các đầu nhánh đƣờng dây cấp 22kV,10kV, 6kV cũng cao,
không dƣới 0,85. Do vậy các nhà quản lý Điện lực cấp tỉnh tự cảm nhận là hệ số
cos dƣờng nhƣ không có vấn đề gì.
đóng tiền điện tiêu thụ công suất tác dụng).
Các nhận xét chung nêu trên về cos và bù công suất phản kháng nêu trên đựơc
thể hiện cụ thể qua điều tra thực tế. Trong phạm vi đề tài, tôi đã tiến hành khảo sát
tình hình cos và bù công suất phản kháng tại Điện lực tỉnh Hải Dƣơng.
2.1.2. Thực trạng làm việc của các thiết bị bù.
Nhìn chung, đại đa số các thiết bị bù công suất phản kháng hiện tại không có
cơ cấu tự động điều chỉnh, vì vậy ở một số nơi vào giờ thấp điểm có hiện tƣợng
dòng công suất phản kháng chạy ngƣợc, làm tăng tổn thất và quá áp cục bộ. Vị trí
đặt thiết bị bù thƣờng đƣợc chọn sao cho dễ vận hành chứ không xét đến hiệu quả
kinh tế của thiết bị, vì vậy chƣa tận dụng đƣợc hiệu quả làm việc của thiết bị, dẫn
đến sự lãng phí. Tuổi thọ của thiết bị bù thƣờng thấp hơn nhiều so với giá trị quy
định của nhà sản xuất vì điều kiện làm việc của thiết bị chƣa phù hợp. Đa số các
trƣờng hợp hỏng tụ do bị nổ một pha. Nguyên nhân chủ yếu là do phần lớn tụ bù
không có bộ lọc sóng hài, mà thông thƣờng sự xuất hiện của sóng hài đồng thời với
sự mất đối xứng, do đó dẫn đến một trong các pha bị quá nhiệt cục bộ, làm nổ tụ.
Để bảo vệ tụ bù và nâng cao tuổi thọ của chúng cần phải có sự nghiên cứu,
phân tích, áp dụng các thiết bị bảo vệ phù hợp nhƣ bộ lọc sóng hài và các thiết bị
giảm ảnh hƣởng của sóng hài khác.
9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Trên cơ sở phân tích hiện trạng sử dụng điện và hệ số công suất của mạng điện ở
một số khu vực ta rút ra một số nhận xét sau:
1. Chế độ vận hành lƣới phân phối chủ yếu là vận hành hở.
2. Một thiết bù công suất phản kháng có thể đáp ứng cả ba chức năng là điều
chỉnh công suất, điều chỉnh điện áp và cân bằng pha.
3. Việc bù công suất phản kháng trong lƣới phân phối là bù rải trên các xuất tuyến
trung áp.
4. Trong thực tế vận hành, đồ thị thay đổi không bằng phẳng. Do vậy cần phải xác
định vị trí, dung lƣợng, thời gian đóng cắt của tụ.
M
M
M
M
3b)
1
2
M
M
M
M
3
Hiện nay đã có rất nhiều thiết bị tự động điều chỉnh dung lƣợng bù đƣợc áp
dụng. Một trong những hệ thống hiện đại dùng để điều chỉnh hệ số công suất cos
có tên gọi là Hershey. Hệ thống này cho phép khắc phục đƣợc hiện tƣợng thừa công
suất phản kháng khi phụ tải cực tiểu, do đó ổn định đƣợc giá trị điện áp và giảm tổn
thất trong mạng điện, giá trị của hệ số cos đƣợc duy trì ở mức 0,95 1. Khác với
các thiết bị bù thông thƣờng, hệ thống Hershey có trang bị thêm bộ lọc sóng hài.
Ngoài ra hệ thống Hershey còn đƣợc lắp đặt thiết bị tự chẩn đoán đặc biệt để cảnh
báo khi khi có sự cố bất thƣờng xẩy ra trong các ngăn tụ bù.
Thiết bị tự động điều chỉnh hệ số công suất AFPC (Automatic Power Factor
Controller) có tên gọi là POWERWARE đƣợc áp dụng khá rộng rãi ở các nƣớc tiên
tiến. Đây là loại thiết bị tự động điều chỉnh hệ số công suất có gắn bộ vi xử lý, cho
phép duy trì giá trị hệ số công suất cao nhất ở mọi thời điểm trong ngày.
Công ty lƣới điện Quốc gia NGC (National Grid Company) Hoa Kỳ đã tiến
hành một số nghiên cứu bù và kinh doanh công suất phản kháng. Công suất phản
kháng đƣợc định giá theo từng khu vực. Giá thành điện năng phản kháng đƣợc tính
trung bình khoảng 2,4 $/MVArh. Tại Canada, các nghiên cứu về bù công suất phản
12
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
kháng đƣợc tiến hành bởi ESO (Electric System Operator) và EMO (Electric
Market Operator). Tất cả các máy phát trên 10 MW đều đƣợc nối với hệ thống điện
mà đƣợc kiểm soát bởi IESO (Indepedent Electric System Operator). Yêu cầu về hệ
số công suất ở hệ thống này là 0,9 đối với nguồn và 0,95 đối với phụ tải. Ở Anh
vào đầu những năm 1990 sau tiến trình tƣ hữu hoá hệ thống truyền tải và phân phối
điện năng, thị trƣờng công suất phản kháng đã bắt đầu hoạt động. Tất cả các máy
phát từ 50 MW trở lên đòi hỏi phải có hệ số công suất không dƣới 0,95 và hệ số
công suất phía phụ tải không dƣới 0,85. Ở Thuỵ Điển tất cả các nhà máy thuỷ điện
và nhiệt điện yêu cầu phải duy trì hệ số công suất không dƣới 0,9. Riêng ở Hà Lan
việc trả tiền điện phản kháng chƣa đƣợc thực hiện. Ở Bỉ việc trả tiền điện năng tác
dụng đƣợc thực hiện tuỳ vào cấp điện áp: Trong khi với mạng điện truyền tải là
P – công suất đăng ký theo hợp đồng mua bán điện, kW ;
A - điện năng tiêu thụ, kWh.
13
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nhƣ vậy có thể thấy đại đa số các nƣớc trên thế giới đều thu tiền sử dụng điện
năng phản kháng, tuy nhiên việc ấn định hệ số công suất làm cơ sở phạt tiền sử
dụng công suất phản kháng ở các nƣớc khác nhau rất khác nhau.
3. Kết luận:
1. Hiện nay vấn đề bù công suất phản kháng trong mạng điện phân phối ở các
địa phƣơng trong cả nƣớc chƣa đƣợc quan tâm một cách đúng mức.Việc lắp đặt
thiết bị bù thƣờng chỉ là giải pháp tình thế, không có sự tính toán hợp lý vì vậy hiệu
quả bù chƣa cao. Đặc biệt hầu hết các thiết bị bù không có cơ cấu tự động điều
chỉnh nên làm giảm hiệu quả bù, thậm chí có thể gây thiệt hại do quá bù.
2. Vấn đề phạt hệ số cos thấp ở các địa phƣơng diễn ra không thống nhất.
Công suất phản kháng và chất lƣợng điện chƣa đƣợc gắn với vấn đề kinh doanh
điện năng, vì vậy dẫn đến nhiều bất cập trong việc áp dụng các biện pháp tiết kiệm
điện và nâng cao hiệu quả sử dụng của các thiết bị điện. Đã đến lúc chúng ta cần
phải đƣa ra những tiêu chí về chất lƣợng điện và hệ số cos tham gia trong thị
trƣờng điện cạnh tranh.
3. Vấn đề bù công suất phản kháng ở mạng điện của các nƣớc phát triển trên
thế giới đƣợc đặc biệt quan tâm. Một số sơ đồ bù công suất phản kháng đƣợc áp
dụng là thiết bị bù tập trung, thiết bị bù phân tán và thiết bị bù đóng cắt cùng với
máy công tác. ở các nƣớc khác nhau có các phƣơng thức quản lý, kinh doanh công
suất phản kháng khác nhau mà chúng ta có thể nghiên cứu áp dụng trong điều kiện
cụ thể ở mạng điện Việt Nam.
14
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
CHƢƠNG II
M
.10
- 4
)
2
8760 (2.2)
R
U
QP
A
2
22
R
U
P
2
cos
2
2
22
342
cos
10).10124,0.(.
U
tTRP
M
(2.3)
Nếu tính theo giá trị phần trăm của điện năng tiêu thụ
%100%
A
Tm, hr
dA,%
Hình 2.1. Biểu đồ phụ thuộc giữa tổn thất điện năng với hệ số cos và T
M
2.1.2. Quan hệ phụ thuộc giữa chi phí quy dẫn với hệ số công suất và T
M
Trƣớc hết ta xác định giá trị dòng điện chạy trên đƣờng dây
cos..3.3 U
P
U
S
I
(2.5)
Mật độ dòng điện kinh tế
c
pb
j
kt
3
10
3
; (2.6)
Trong đó:
p – hệ số sử dụng hiệu quả và khấu hao thiết bị;
b – hệ số kinh tế thay đổi của đƣờng dây, đ/km.mm
2
15
20
25
cosfi
Ham chi phi Z=f(cosfi,Tm)
Tm, hr
Z, tr.VND/km
Hình 2.2. Biểu đồ phụ thuộc giữa chi phí quy dẫn với hệ số cos và T
M
Vốn đầu tƣ đƣờng dây đƣợc biểu thị bởi biểu thức
K= a+ bF (2.8)
với: a, b – các hệ số kinh tế cố định và thay đổi của đƣờng dây;
F - tiết diện mặt cắt ngang của dây dẫn.
Chi phí quy dẫn của đƣờng dây
Z= pK+ A.c
(2.9)
Biểu đồ phụ thuộc giữa chi phí quy dẫn của đƣờng dây với hệ số cos và T
M
đƣợc thể hiện trên hình 2.2.
17
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Phân tích các biểu đồ phụ thuộc K=f(cos , T
M
) và Z=f(cos , T
M
) ta nhận thấy
định. Lựa chọn các đầu phân áp tối ƣu.
18
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
* Dùng động cơ đồng bộ thay thế động cơ không đồng bộ
Các động cơ đồng bộ tuy có giá thành đắt hơn so với động cơ không đồng bộ
nhƣng có hệ số cos cao, hơn nữa việc điều chỉnh dòng điện kích từ có thể cho
phép động cơ thay đổi chế độ làm việc dễ dàng vì đặc điểm của máy bù đồng bộ là
có thể tiêu thụ hoặc phát công suất phản kháng tuỳ thuộc vào chế độ kích từ.
* Dùng các thiết bị chỉnh lưu với hệ số công suất vượt trước
Đối với một số mạng điện cần có sự có mặt của dòng một chiều nên áp dụng
các thiết bị chỉnh lƣu có hệ số công suất vƣợt trƣớc, điều đó cho phép cải thiện hệ
số cos chung của toàn mạng điện.
Tất cả các giải pháp trên gọi là biên pháp nâng cao hệ số cos tự nhiên. Các
biện pháp này không đòi hỏi chi phí thiết bị và vật tƣ, hoặc chi phí không đáng kể,
nên thƣờng cho hiệu quả kinh tế cao, tuy nhiên phạm vi điều chỉnh hệ số cos chỉ
có hạn, do đó không phải bao giờ cũng có thể áp dụng đƣợc.
2.2.2. Các giải pháp kỹ thuật
Các giải pháp kỹ thuật thƣờng đƣợc áp dụng để nâng cao hệ số cos là áp dụng
các cơ cấu bù (còn gọi là điều hoà) công suất phản kháng. Do phụ tải trong thực tế
chủ yếu mang tính điện cảm nên vec tơ dòng điện chậm hơn so với vec tơ điện áp,
nếu bù đƣợc toàn bộ lƣợng công suất phản kháng thì chỉ còn lại thành phần tác dụng
nên vec tơ dòng và áp sẽ trùng nhau. Có thể dùng tụ bù hoặc máy bù đồng bộ. Biện
pháp này đƣợc gọi chung là bù cos .
Công suất của thiết bị bù cần thiết để nâng hệ số công suất từ cos
1
lên cos
2
đƣợc xác định theo biểu thức
định hệ số k
q
=0,54. Nhƣ vậy công suất phản kháng cần thiết sẽ là Q=0,54P.
Biểu đồ véc tơ công suất trƣớc và sau khi đặt thiết bị bù cos biểu thị trên hình
2.3. và biểu đồ vectơ dòng điện khi có bù công suất phản kháng đƣợc thể hiện trên
hình 2.4. Phân tích biểu đồ vec tơ công suất ta thấy công suất biểu kiến sau khi bù
S
2
có giá trị nhỏ hơn công suất trƣớc khi bù S
1
, điều đó cho phép giảm dòng điện
chạy trong mạch và từ đó có thể giảm đƣợc chi phí đầu tƣ cho đƣờng dây, giảm tổn
thất điện năng, cuối cùng là giảm giá thành điện năng.
Tuy nhiên việc đặt các cơ cấu bù công suất phản kháng đòi hỏi những chi phí
nhất định, vì vậy cần phải tính toán lựa chọn dung lƣợng bù cũng nhƣ vị trí đặt
hợp lý. Theo tính toán thì khi hệ số cos > 0,95 hiệu quả kinh tế của việc đặt bù
hầu nhƣ không đáng kể. Để tìm lời giải cho câu hỏi nếu xẩy ra hiện tƣợng quá bù
chúng ta phân tích biểu thức xác định tổn thất tổn thất công suất và điện áp khi đặt bù
R
U
QQP
P
b
2
22
)(
(2.11)
20
b
. Nhƣ vậy nếu nhƣ hiện
tƣợng quá bù xẩy ra thì vẫn có dòng công suất phản kháng chạy trên đƣờng dây
12
S
1
S
2
Q
Q
b
Q-Q
b
Hình 2.4. Véc tơ dòng điện khi bù cos
I
R
- thành phần tác dụng; I
X
- thành phần
phản kháng; I
L
- thành phần điện cảm; I
C
–
mang” chúng ta đã phí tiền cho việc đặt bù.
Thế còn đối với đại lƣợng tổn thất điện áp thì sao? Xét biểu thức (2.12) ta thấy
nếu Q < Q
b
thì thành phần U
x
sẽ mang dấu (-), có nghĩa là sự có mặt của các thiết
bị bù sẽ sinh ra một suất điện động (sđđ) mà có thể gây quá áp khi phụ tải cực tiểu.
Nhƣ vậy, nếu dung lƣợng bù lớn hơn công suất phản kháng của phụ tải thì, nhƣ con
dao hai lƣỡi, các cụm bù này sẽ gây tổn thất cho mạng điện cả về kinh tế và kỹ
thuật.
Từ những phân tích trên chúng ta thấy các tính năng ƣu việt của bù vô công chỉ
có thể có đƣợc khi chúng đƣợc sử dụng hợp lý. Nếu chọn dung lƣợng và vị trí bù
không hợp lý thì không những không cải thiện đƣợc các tham số mạng điện mà
ngƣợc lại có thể làm tăng tổn thất và giảm chất lƣợng điện, gây thiệt hại không chỉ
về kinh tế mà còn làm giảm các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng điện.
2.3. Đặc tính kinh tế - kỹ thuật của các nguồn công suất phản kháng
2.3.1. Động cơ đồng bộ
Động cơ đồng bộ (ĐCĐB) đƣợc sử dụng nhiều trong các xí nghiệp công nghiệp
nhƣ xí nghiệp luyện kim, hoá chất, luyện khoáng vv. để truyền động cho các máy
công tác có chế độ làm việc lâu dài và ổn định nhƣ máy bơm, quạt, máy nén, băng
tải vv. Các loại động cơ đồng bộ đƣợc chế tạo với hệ số công suất vƣợt trƣớc, do đó
có thể áp dụng làm nguồn công suất phản kháng. Khả năng kỹ thuật của động cơ
đồng bộ là giá trị công suất phản kháng cực đại có thể phát mà không quá nhiệt cho
các cuộn dây stator và rôtor. Các tham số đặc trƣng cho chế độ làm việc của động
cơ đồng bộ là
- Hệ số mang tải tác dụng k
P
= P/P
n
k
QM
– giá trị cực đại của hệ số mang tải phản kháng, nó phụ thuộc vào hệ số k
P
và giá trị điện áp, k
QM
= f(k
P
, U*).
Trong quá trình làm việc động cơ bị đốt nóng do tổn thất công suất tác dụng
gây nên. Lƣợng tổn thất này phụ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ
P = f(k
P
, k
Q
, U*)
Bằng phƣơng pháp gần đúng có thể xác định tổn thất công suất tác dụng trong
động cơ đồng bộ theo biểu thức
P = D
1
k
Q
+ D
2
k
Q
2
(2.13)
hay
NQ
D
NP
n
n
2
2
21
Q
NQ
D
Q
Q
D
n
n
(2.15)
Trong đó:
Q
n
– công suất định mức của mỗi động cơ
23
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Q – tổng công suất phản kháng do tất cả các động cơ phát ra
* Ưu điểm của động cơ đồng bộ
- Có thể sử dụng làm nguồn công suất phản kháng với chi phí phụ không lớn, bởi
vì khi làm việc với hệ số công suất vƣợt trƣớc công suất toàn phần của động cơ
đồng bộ, mà xác định giá thành của nó tăng lên rât không đáng kể so với khả năng
bù của nó (xem bảng sau).
trong mạng điện, nó có thể đƣợc mắc ngay trên đầu của các hộ dùng điện, trên
thanh cái của các trạm biến áp hoặc tại các điểm nút của mạng điện (hình 1.5). Tụ
bù tĩnh có thể mắc độc lập hoặc mắc thành từng nhóm theo sơ đồ đấu tam giác
hoặc đấu sao Y. Hình 2.5. Sơ đồ mắc tụ bù tĩnh
Công suất phát của tụ đƣợc xác định theo biểu thức
2
2
2
.CU
X
U
XIQ
C
CC
(2.16)
Tức là công suất của tụ tỷ lệ với bình phƣơng điện áp. Các cụm tụ bù hạ áp
thƣờng có hiệu quả bù cao hơn so với tụ bù cao áp. Công suất phát của tụ tỷ lệ với
giá trị điện áp
2
)(
c
n
U
U
QQ
Trong đó:
U* - điện áp tƣơng đối của mạng điện tại nơi đặt tụ U* = U/U
n
U*
c
- tỷ lệ điện áp định mức của tụ và lƣới, U*
c
= U
c
/U
n
.
Q
n
- công suất định mức của tụ bù.
Chi phí quy dẫn của tụ bù đƣợc xác định theo biểu thức
QtPc
U
U
pKpKZ
b
Tu
b
])
*
([
2
*
0
b
– các hệ số kinh tế cố định và thay đổi của tụ bù;
p – hệ số sử dụng hiệu quả và khấu hao thiết bị bù;
c – giá thành tổn thất điện năng,
P
b
tổn thất công suất tác dụng trong thiết bị bù;
t – thời gian làm việc của tụ bù.
* Ưu điểm của tụ bù tĩnh:
- Làm việc êm dịu, tin cậy do kết cấu đơn giản.
- Tuổi thọ cao.
- Tiêu thụ công suất tác dụng ít.
- Có thể thay đổi dung lƣợng bằng cách thay đổi sơ đồ của các cụm tụ bù.
* Nhược điểm:
Copyright: Tài liệu đại học ©