đồ án: thiết kế hệ thống cung cấp điện, chương 4 potx

Chương 4: Tính toán bù hệ số công
suất
1. Ýù nghóa của việc nâng cao hệ số công suất :
Nâng cao hệ số công suất

cos
là một trong những biện
pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng. Phần lớn các thiết bò
dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản
kháng Q. Để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường
dây, người ta đặt gần các hộ dùng điện các máy sinh ra Q (tụ
điện, máy bù đồng bộ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm
như vậy được gọi là bù công suất phản kháng. Khi có bù công
suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp
trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suất

cos
của mạch được
nâng cao, giữa P, Q và góc

có quan hệ như sau:
P
Q
arctg
Khi hệ số

cos
được nâng cao thì đưa đến những hiệu quả
sau:
- Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện.
- Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện.

- Tăng khả năng truyền tải của dây và MBA.
2. Xác đònh dung lượng bù:
Dung lượng bù được xác đònh theo công thức sau:
Q
bù
)(
chpxttpx
tgtgP




trong đó:
px

=ứng với hệ số công suất(cos
px

) của phân xưởng
ch

=ứng với hệ số công suất(cos
ch

) của phân xưởng sau
khi chọn
hệ số cos
ch

= 0.9


0.95
ta chọn cos
ch

=0.92 suy ra tg
ch

= 0.426
với :P
ttpx
= 95.565 (KW) ,
Q
ttpx
= 84.58 (KVar),
S
ttpx
= 114.856 (KVA)
cos
px

=
ttpx
ttpx
S
P
=
856,114
565,95
= 0.832 suy ra tg

px

= 0.667
Suy ra : Q
bù
=95.565(0.667 - 0.426) =23 (KVar)
Sau khi bù thì công suất của phân xưởng là:
S
px(sau bù)
=K
đt
22
)(
buttpxttpx
QQP 
= 102.32 (KVA)
3. Chọn thiết bò bù :
Với :
bù
Q
= 23 ( KVar)
Chọn loại thiết bò bù là tụ điện và dung lượng tụ cần phải chọn
là:23 (Kvar)
 Với dung lượng như thế ta chọn bộ tụ:
Loại: KC2-0.38-50-3Y3
Công suất đònh mức :50 Kvar
Điện dung đònh mức : 1102
F

Kiểu tụ : đấu tam giác

 Sau khi chọn máy bù, công suất phản kháng được bù vào
là:

bù
Q
= 50(Kvar)
 Vậy sau khi bù công suất của phân xưởng là:
ttxb
Q =Q
ttpx
–
bù
Q
= 84.58 – 50 = 34.58(Kvar)
Pttx = 95.565 (KW)
S
px(sau bù)
= K
đt
22
)(
buttpxttpx
QQP 
= 91.467 (KVA)
 Hệ số công suất sau khi đặt tụ bù:
tg

=
565.95
58.34


ttx
ttxb
P
Q
= 0.36
suy ra : cos

= 0.94
-Đối chiếu với cách tra bảng E.17 trang E_26 và E_27 –Hướng
Dẫn Thiết Kế ø Lắp Đặt Điện (NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC
VÀ KỸ THUẬT)
với

cos
=0.83 sau bù cos
ch

=0.92 thì Q
tg
= 0.243x
P
ttpx
=0.243x95.565=23.2(Kvar)
và

cos
=0.83 sau bù

cos

=0.94 thì Q
tg
= 0.31x
P
ttpx
=0.31x95.565=29.6(Kvar)
ta thấy:
ttxb
Q = 34.58 (Kvar) so với Q
thanhgóp
=Q
tg
= 29.6 (Kvar) thì
rõ ràng chênh lệch không đáng kể
-Như vậy việc chọn máy bù có Q =50(Kvar) là hoàn toàn hợp lý
lúc đó hệ số công suất của phân xưởng được nâng lên 0.94
 Sơ đồ nối dây máy bù
 Khi vận hành máy bù phải đảm bảo điều kiện sau :
Tụ điện phải đặt ở nơi khô ráo, ít bụi bặm, không dễ nổ,
dễ cháy và không có khí ăn mòn.
+ Điều kiện nhiệt : Phải giữ cho nhiệt độ không khí xung
quanh tụ điện không vượt quá + 35
0
C.
+ Điều kiện điện áp : phải giữ điện áp trên cực của tụ điện
không vượt quá 110% điện áp đònh mức. Khi điện áp của mạng
vượt quá giới hạn cho phép nói trên thì phải cắt tụ điện ra khỏi
mạng.
+ Trong lúc vận hành nếu thấy tụ điện bò phình ra thì phải
cắt ngay ra khỏi mạng, vì đó là hiện tượng của sự cố nguy hiểm,

tụ có thể bò nổ.
V.Chọn máy biến áp cho phân xưởng :
1. Cơ sở lý thuyết :
Trong thực tế có nhiều phương pháp để chọn máy biến áp
(MBA) sử dụng cho phân xưởng ,nhà máy ,xí nghiệp. Tuy nhiên
ta chỉ giới thiệu một số phương pháp thường gặp để chọn. Thông
thường trong thiết kế chọn MBA cho phân xưởng ta chỉ chọn từ
1 đến 2 MBA, ở đây ta giới thiệu hai phương pháp chọn MBA
đó là: chọn MBA theo quá tải thường xuyên và chọn theo quá
tải sự cố.
 Chọn MBA theo điều kiện quá tải sự cố:
Khi chọn công suất MBA theo điều kiện quá tải sự cố, khi
một MBA hư thì công suất đònh mức của MBA còn lại phải
thỏa:
S
MBA

qtsc
ttx
k
S
trong đó:S
MBA
: công suất đònh mức của MBA
S
ttx
: công suất phụ tải tổng của phân xưởng.
k
qtsc
: hệ số quá tải sự cố.

k
qtsc
= 1,4 nếu MBA đặt ở ngoài trời
k
qtsc
= 1,3 nếu MBA đặt trong nhà
 Chọn MBA theo điều kiện quá tải thường xuyên:
- Công suất MBA được chọn sẻ nhỏ hơn công suất của
toàn phân xưởng tức là: S
MBA
< S
ttpx
- Từ đồ thò đặc trưng phụ tải phân xưởng ta chuyển về
dạng đồ thò phụ tải hai bậc, và S
1
, S
2
được tính như sau:
+ S
1
=


i
i
2
i
t
t.S
với: S

i
_ tính từ vùng quá tải trở đi trong thời gian

i
t = 10h,
-Trong trường hợp có hai vùng quá tải thì tính S
1
từ vùng có
diện tích quá tải lớn nhất về phía vùng quá tải còn lại.
+ S
2
=


i
ii
t
tS
.
2
với: S
i
_ phần công suất quá tải.

i
t
_ tổng thời gian quá tải.
-Trong trường hợp có nhiều vùng quá tải thì chọn vùng quá
tải có diện tích lớn nhất để tính.
Sau khi tính được S

1
và S
2
ta tính hệ số quá tải và hệ số
non tải:
 hệ số non tải: k
1
=
dmMBA
S
S
1
 hệ số quá tải: k
2
=
dmMBA
S
S
2
-Từ k
1
, k
2
ta sẽ kiểm tra tình trạng làm việc của MBA
bằng cách tra đồ thò 36 đường cong của MBA: nếu
cp22
k
k
 thì
MBA chòu được quá tải, còn ngược lại thì không chòu được quá

tải khi đó ta phải chọn lại MBA.
 Đồ thò phụ tải
 Đối với phân xưởng thì công suất phụ tải tổng là:
S
ttx
= 91.467 (KVA).
Để xưởng phát triển trong tương lai từ 5 đến 10 năm sau ta
sẽ chọn công suất MBA lớn hơn phụ tải tổng của toàn phân
xưởng.