BÀI GIẢNG CUNG CẤP ĐIỆN 2 ( GV Nguyễn Quang Thuấn ) - CHƯƠNG 10 pdf

11/2/2011 118
Chương 10. NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT
10.1. KHÁI QUÁT CHUNG
1. Khái niệm về hệ số công suất:
a. Hệ số cos

tức thời:
 Xác định được nhờ dụng cụ đo tại thời điểm nào đó
 Cos biến thiên theo thời gian nên không có ý nghĩa trong tính toán
b. Hệ số công suất trung bình cos

tb
: Là hệ số cos trong một
khoảng thời gian nào đó (1 ca, 1 ngày đêm, 1 tháng, ):
cos

tb
dùng để đánh giá mức độ sử dụng điện tiết kiệm và hợp lý của XN
UI
P
3
cos 

tb
tb
tb
P
Q
arctgcoscos 

22

QP
P
S
P



Cos
P
Q
S

11/2/2011 119
10.1. KHÁI QUÁT CHUNG
c. Hệ số công suất cos

tự nhiên: Là hệ số công suất trung bình
tính trong một năm (8760h) khi không có thiết bị bù.
Hệ số công suất tự nhiên được dùng làm căn cứ xác định
phụ tải tính toán, nâng cao hệ số công suất và bù công suất phản
kháng.
Đối với ĐCKĐB có cos thấp (cos = 0,5÷0,7), do đó
ĐCKĐB tiêu thụ công suất phản kháng nhiều nhất, chiếm
(65÷70)%, sau đó là máy biến áp.
2. Bù công suất phản kháng trong các XN công nghiệp: Là sử
dụng các thiết bị bù (tụ bù, máy bù đồng bộ) đặt song song với
thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng để cung cấp 1 phần hoặc
toàn bộ lượng công suất phản kháng mà thiết bị này tiêu thụ.
11/2/2011 120
10.2. Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO COS


 Lµm gi¶m ®îc tæn thÊt ®iÖn ¸p
2
21
1
U
U
X
Q
PR
U
X
Q
PR
U 




 Lµm gi¶m tæn thÊt c«ng suÊt
2
2
2
2
2
2
2
1
2
1

SZ
U
Q
P
Z
U
Q
P
S 




 Lµm gi¶m tæn thÊt ®iÖn n¨ng
 T¨ng kh¶ n¨ng truyÒn t¶i
2
2
2
2
2
2
2
1
2
1
AR
U
Q
P
R

U
Q
P
A 





U
QP
I
3
22


11/2/2011 121
10.2. Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO COS

TÓM LẠI: Việc nâng cao cos có 2 lợi ích cơ bản:
1. Lợi ích to lớn về kinh tế cho ngành điện và doanh nghiệp
2. Lợi ích về kỹ thuật: Nâng cao chất lượng điện áp
11/2/2011 122
10.3. CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO COS

Có hai nhóm giải pháp để nâng cao cos
1. Nhóm các giải pháp nâng cao cos tự nhiên: Là các giải pháp
không dùng các thiết bị bù. Có các giải pháp cơ bản sau:
1) Thay thế các ĐCKĐB làm việc non tải bằng ĐC có CS nhỏ hơn
2) Thường xuyên bảo dưỡng và nâng cao chất lượng sửa chữa ĐC

3) Sắp xếp, sử dụng hợp lý các quá trình công nghệ của các máy
móc, thiết bị điện.
4) Sử dụng ĐCĐB thay cho ĐCKĐB
5) Thay thế các MBA làm việc non tải bằng MBA có dung lượng nhỏ
hơn.
6) Sử dụng chấn lưu điện tử hoặc chấn lưu sắt từ hiệu suất cao cho
các chấn lưu sứt từ thông thường.
2. Nhóm các giải pháp nâng cao cos nhân tạo: Là giải pháp sử
dụng các thiết bị bù (tụ bù hoặc máy bù đồng bộ). Các thiết bị
bù phát ra Q để cung cấp 1 phần hoặc toàn bộ nhu cầu Q
trong XN. Làm như vậy gọi là Bù công suất phản kháng.
11/2/2011 123
So sánh kinh tế - kỹ thuật của máy bù và tụ bù
Giá thành cao Giá thành thấp
Tiêu thụ một phần P Tiêu thụ P ít
Tiếng ồn Yên tĩnh
Điều chỉnh Q trơn
Điều chỉnh Q theo
cấp
Cấu tạo vận hành sửa
chữa đơn giản
Cấu tạo vận hành sửa
chữa phức tạp
11/2/2011 124
10.4. TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
B1. Xác định dung lượng bù:
Q
b
= P( tg
1

- tg
2
)
B2. Xác định vị trí đặt tụ bù:
 Về lý thuyết có thể đặt tụ phía cao áp hay hạ áp hay bất cứ đâu của mạng
XN.
 Đặt tụ bù phân tán tại các động cơ là có lợi nhất về mặt tổn thất điện áp và
điện năng. Tuy nhiên đặt tụ kiểu này chi phí cao và khó khăn trong quản lý,
vận hành.
Vì vậy, đặt tụ bù phía điện áp cao hay hạ áp, tập trung hay phân tán đến
mức độ nào cần phải so sánh KT-KT. Qua kinh nghiệm thực tế, nên đặt tụ
bù như sau:
 Với máy bơm và xưởng cơ khí: Đặt tụ bù cạnh tủ phân phối
 Với XN nhỏ: Đặt tập trung tại thanh cái hạ áp TBA. Ngoài ra với các px có
ĐC công suất lớn, đặt độc lập nên đặt riêng 1 bộ tụ bù.
 Với XN lớn: Đặt tụ bù phân tán tại các phân xưởng.
B3. Phân bố tối ưu dung lượng bù:
Khi bù phân tán, áp dụng công thức phân bố tối ưu công suất như sau:
11/2/2011 125
10.4. TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
B3. Phân bố tối ưu dung lượng bù (tiếp):
 Nếu mạng điện XN hình tia:
 Nếu mạng điện XN phân nhánh: Cần biến đổi các nhánh song
song thành nhánh tương đương rối áp dụng công thức trên.
B4. Điều khiển dung lượng bù: Bằng tay hoặc tự động
i
tđ
bibi
R
R

QQQQ )( 

1
R
1
Q
b1
2
R
2
Q
b2
i
R
i
Q
bi
Q
b
Q
∑
Q
b1
R
1
A
1
0
Q
∑

R
0A
R
3
3
Q
b3
Q
b2
R
2
B
R
AB
2
S
AB
Mạng điện hình phân nhánh
Mạng điện hình tia
11/2/2011 126
Mét xÝ nghiÖp cã c«ng suÊt tæng nh sau:
S = 100 + j152 KVA.
VÝ dô
TÝnh to
TÝnh to
¸
¸
n
n
®

®
iÒu khi
iÒu khi
Ó
Ó
n dung l
n dung l
î
î
ng
ng
b
b
ï
ï
®Ó
®Ó
n
n
©
©
ng
ng
h
h
Ö
Ö
s
s
è

è
c
c
«
«
ng
ng
suÊt
suÊt
l
l
ª
ª
n
n
0,65;
0,65;
0,75
0,75
v
v
µ
µ
0,85.
0,85.
11/2/2011 127
Từ công suất phụ tải đã cho xác định đợc hệ số công
suất của xí nghiệp
55,0
152100

100
2222





QP
P
S
P
Cos

Lời giải
Tính đợc tg = 1,51
- Khi yêu cầu cos1 = 0,65 tính đợc tg 1 = 1,17
- Khi yêu cầu cos2 = 0,75 tính đợc tg 2 = 0,88
- Khi yêu cầu cos3 = 0,85 tính đợc tg 3 = 0,62
11/2/2011 128
 §Ó n©ng hÖ sè c«ng suÊt lªn cos
1
th× c«ng suÊt
ph¶n kh¸ng cÇn bï cña nhãm 1 lµ:
Qb
1
= P( tg - tg
1
) = 100(1,51- 1,17) = 34 KVAr
 §Ó n©ng hÖ sè c«ng suÊt lªn cos
2

th× c«ng suÊt ph¶n
kh¸ng cÇn bï cña nhãm 2 lµ:
Qb
2
= P( tg
1
- tg
2
) = 100( 1,17 – 0,88) = 29
KVAr
 §Ó n©ng hÖ sè c«ng suÊt lªn cos
3
th× c«ng
suÊt ph¶n kh¸ng cÇn bï cña nhãm 3 lµ:
Qb
3
= P( tg
2
- tg
3
) = 100( 0,88- 0,62) = 26 KVAr
11/2/2011 129
1CT
1 2 31C§
Nhãm 1
1C C
2 3
2CT
12C§
Nhãm 2

2CC
A
T
3CT
1 2 32C§
Nhãm 3
3C C
S¬ ®å ®iÒu khiÓn dung lîng bï ®Ó n©ng
h
h
Ö
Ö
s
s
è
è
c
c
«
«
ng suÊt XN
ng suÊt XN
l
l
ª
ª
n 0,65; 0,75 v
n 0,65; 0,75 v
µ
µ

0,85.
0,85.
11/2/2011 130
VÊn ®Ò ®iÒu chØnh tù ®éng
dung lîng bï
CT
K
k
L
l
R
S
T
N
Nguån
®iÖn
k l
C1 C2 C3 C4 C5 C6
200 100 0v
ALARM
Cuén hót
Contactor
Tô §iÖn
Sè 1
1
Contactor
Phô
t¶i
§Ó ®iÒu chØnh tù ®éng dung lîng bï ®îc thùc
hiÖn nhê bé S6-Q hoÆc S12-Q hoÆc bé PDCF.