thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng cơ khí, chương 14 potx

Ch-ơng 14
tính toán bù công suất phản kháng cho
HTCCĐ của nhà máy
I. Đặt vấn đề.
Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí
nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất lớn đối với nền kinh tế vì các xí
nghiệp này tiêu thụ phần lớn số diện năng sản xuất ra. Hệ số công
suất cos
là một trong các chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện
có hợp lý hay không . Nâng cao hệ số công suất cos
là một chủ
ch-ơng lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất
của quá trình sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng.
Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện đều tiêu thụ công suất tác
dụng P và công suất phản kháng Q. Công suất tác dụng là công
suất biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các thiết bị dùng
điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong các
máy điện tạo điều kiện cho quá trình chuyển đổi năng l-ợng.Việc
tạo ra công suất phản kháng đòi hỏi tiêu tốn năng l-ợng của động
cơ sơ cấp kéo máy phát điện. Tuy vậy công suất phản kháng cung
cấp cho hộ tiêu thụ không nhất thiết phải lấy từ nguồn. Để tránh
phải truyền tải một l-ợng Q khá lớn trên đ-ờng dây, ng-ời ta đặt
gần các hộ tiêu dùng điện các thiết bị sinh ra Q nh- tụ điện, máy
bù đồng bộ,để cung cấp trực tiếp cho phụ tải. Công việc này gọi
là bù công suất phản kháng. Khi 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 mạng sẽ tăng lên, giữa P,Q và góc có quan
hệ nh- sau:
=
Q

P
arctg
Khi l-ợng P là không đổi thì nhờ việc bù công suất phản
kháng, l-ợng Q truyền tải trên đ-ờng dây giảm xuống, do đó góc

giảm, kết quả là cos tăng lên.
Hệ số công suất cos
đ-ợc nâng lên sẽ đ-a đến những hiệu quả
sau đây:
1. Giảm đ-ợc tổn thất công suất trong mạng điện.
2. Giảm đ-ợc tổn thất điện áp trong mạng điện
3. Tăng khả năng truyền tải của đ-ờng dây và máy biến áp
Ngoài ra việc tăng hệ số cos
còn đ-a đến hiệu quả làm giảm đ-ợc
chi phí kim loại màu, góp phần làm ổn định điện áp, tăng khả năng
phát của các máy phát điện,.v.v
Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos

1.Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên: Là tìm các biện
pháp để các hộ dùng điện giảm bớt l-ợng công suất phản kháng Q
tiêu thụ nh-: áp dụng các quá trình công nghệ tiên tiến, sử dụng
hợp lý các thiết bị điện,v v
2. Nâng cao hệ số công suất cos
bằng ph-ơng pháp bù: Bằng
cách đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp
công suất phản kháng cho chúng, ta giảm đ-ợc l-ợng công suất
phản kháng truyền tải trên đ-ờng dây do đó nâng cao đ-ợc hệ số
công suất cos
của mạng. Biện pháp bù không giảm đ-ợc l-ợng
công suất phản kháng tiêu thụ của các hộ dùng điện mà chỉ giảm

đ-ợc l-ợng công suất phản kháng phải truyền tải trên đ-ờng dâymà
thôi. Vì thế chỉ sau khi thực hiện các biện pháp nâng cao cos
tự
nhiên mà vẫn không đạt yêu cầu thì chúng ta mới xét tới ph-ơng
pháp bù.
II. Xác định và phân phối dung l-ợng bù.
2.1. Xác định dung l-ợng bù
Dung l-ợng bù cần thiết cho nhà máy đ-ợc xác định dựa trên
công thức sau:
Q
bù
= P
ttnm
.(tg
1
tg
2
).
Trong đó:
P
ttnm
- phụ tải tác dụng tính toán của nhà máy, kW

1
- góc lệch ứng với công suất trung bình tr-ớc bù, cos
1
=
0,7

2

góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù, cos
2
=
0,95
Hệ số xét tới khả năng nâng cao cos bằng những biện
pháp đòi hỏi không phải dặt thiết bị bù,
= 0,9 1.
Vậy ta xác định đ-ợc dung l-ợng bù cần thiết:
Q
bù
= 9040,17(1,02 0,33).0,95 = 5925,83 kVAr
2.2. Phân phối dung l-ợng bù cho các trạm biến áp phân
x-ởng.
Từ trạm phân phối trung tâm về các trạm biến áp phân x-ởng
là mạng hình tia gồm 7 nhánh có sơ đồ thay thế tính toán nh- sau:
Hình 5.1. Sơ đồ thay thế để bù công suất phản kháng
Công thức tính l-ợng bù tối -u cho các nhán của mạng hình tia:
Q
bi
= Q
i
-
i
bu
R
QQ

.R
td
Trong đó:

Q
bi
Công suất phản kháng cần bù đặt tai trạm biến áp i
Q
i
Công suất tính toán phản kháng ứng với phụ tải kVAr
Q = 10990,48 kVAr Phụ tải tính toán phản kháng tổng
của nhà máy
Q
bù
= 5925,83 kVAr
R
i
= R
ci
+ R
Bi
: Điện trở của nhánh i
R
tđ
=
1
721
)
1

11
(

RRR
- Điện trở t-ơng đ-ơng của mạng,
R
tđ
= 1,65
Stt Tuyến cáp
R,

Q
ttpx
,
kVAr
Q
bù
,
kVAr
Loại tụ Q
tụ
,
kV
Ar
Số
l-ợng
1 TPPTT-BA1 11,34 1767,8 1031 KC2-0,38-50-
3Y3
50 21
2 TPPTT-BA2 11,34 1915,2 1178,28 KC2-0,38-50-
3Y3
50 24
3 TPPTT-BA3 13,52 1212,4 594,3 KC2-0,38-50-

3Y3
50 12
4 TPPTT-BA4 11,32 1530 791,78 KC2-0,38-50-
3Y3
50 16
5 TPPTT-BA5 11,32 1717,9 979,68 KC2-0,38-50-
3Y3
50 20
6 TPPTT-BA6 8,94 1837,5 902,75 KC2-0,38-50-
3Y3
50 19
7 TPPTT-BA7 14,83 1040,4 476,5 KC2-0,38-50-
3Y3
50 10
B¶ng 5.1. Dung l-îng bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng