Tính toán, thiết kế bù công suất phản kháng

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………

Hưng yên,ngày….tháng….năm2010
Giáo viên

GVHD: Trần Quang Phú
Trang1

SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU
Công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước đang diễn ra rất mạnh mẽ ở nước ta,muốn
thực hiện tốt mục tiêu đó chúng ta phải thúc đẩy và phát triển một số ngành công nghiệp
mũi nhọn như: Cơ khí, Điện, Điện tử, Công nghệ thông tin… Trong đó ngành Điện đóng
1 vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó đảm nhiệm công việc cung
cấp điện cho hầu hết các ngành trong mọi lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân, ngoài ra nó
cung cấp điện cho các địa phương thúc đẩy sự phát triển của địa phương đó để dẫn cân
bằng về đời sống giữa nông thôn và thành thị.
Trong thời gian học tập chúng em được giao nhiệm vụ thực hiện đề tài : Tính toán,
thiết kế bù công suất phản kháng.
GVHD: Trần Quang Phú
Trang2
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

Với những kiến thức đã được trang bị trong quá trình học tập cũng như ngoài thực tế,
đồng thời với sự hướng dẫn tận tình của thầy Trần Quang Phú chúng em đã hoàn thành
yêu cầu của đề tài.
Mặc dù đã hoàn thành song do kiến thức cũng như kinh nghiệm còn nhiều hạn chế
nên không thể tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình thực hiện.Rất mong nhận sự
góp ý của thầy cô giáo để đề tài của nhím chúng em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Điện –Điện
tử và đặc biệt là thầy Trần Quang Phú đã tạo điều kiện và giúp đỡ chúng em hoàn thành
đề tài này.

Hưng Yên, tháng 12 năm 2010.

A- TÌM HIỂU CHUNG VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
1.1 Khái niệm về công suất phản kháng
Để cho việc bù công suất đạt hiệu quả , trước hết chúng ta cần tìm hiểu ý nghĩa
vật lý của đại lượng này và biểu diễn dưới dạng công thức toán học
Giả sử dòng điện hình sin trong mạch được biểu diễn bằng một hàm điều hòa:
i(t) = I msin(ωt + φ)
(1.1)
Trong đó : Im – trị số cực đại của dòng điều hòa
ωt + φ - góc pha , kết hợp hai đại lượng đặc trưng là tần số góc ω,
và góc pha đầu φ( khi t = 0)
Với dòng chu kỳ i(t) đã cho có thể tìm được trị số dòng không đổi I tương đương
về nặt tiêu tán , sao cho năng lượng tiêu tán trong thời gian một chu kỳ là bằng nhau ,
nghĩa là trong một mạch đơn giản thuần trở :
GVHD: Trần Quang Phú
Trang3
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử
A = R× I2 T =

Đồ án môn học
(1.2)

Trị số dòng không đổi I tương đương về mặt tiêu tán với dòng chu kỳ i(t) được gọi
là giá trị hiệu dụng của dòng chu kỳ. Như vậy có thể viết :
i(t) = Isin(ωt + φ)

(1.3)

Từ (1.2) ta xét mạch của các phần tử R, L, C. Kỹ thuật điện đã chứng minh là
phản ứng một nhánh nối tiếp R-L-C đối với kích thích điều hòa ở chế độ xác lập :
U= Usin(ωt + φ)
= I.Rsin(ωt + φ) + ωLIsin(ωt + π/2) + sin(ωt - π/2)
U = Ur sinωt + UL sin(ωt + π/2) + UC sin(ωt – π/2)

(1.4)

Công thức (1.4) nói lên quan hệ giữa u và i.
Xét theo quan hệ hiệu dụng giữa U và I ta có :
= = =Z

(1.5)

Hay : Z = =

(1.6)

ở đây ta thấy R và X đặc trưng cho hai quá trình năng lượng khác nhau về mặt bản chất
(tiêu tán và dao động)
từ đồ thị vecto (hình 1.1) ta tìm được góc lệch pha giữa u và i:
tgφ = = =

GVHD: Trần Quang Phú
Trang4
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường

(1.7)


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

Hình 1.1 mạch R,L,C nối tiếp và đồ thị điện áp
Phân tích các công thức(1.5),(1.6),(1.7)ta có thể biểu diễn quan hệ giữa Z,R,X qua
một tam giác vuông gọi là tam giác tổng trở.

Hình 1.2 tam giác tông trở
Từ hình 1.2 ta có các quan hệ:
Z=

(1.8)

φ = arctg X/R
R = Zcosφ

; X = Zsinφ

(1.9)
(1.10)

Chúng ta xem xét sự tiêu thụ năng lượng xảy ra như thế nào trong mạch điện có
tải là điện trở và điện kháng.
Mạch điện được cung cấp bởi điện áp :
u = Um sinωt
dòng điện i lệch pha với u một góc φ:
i = Imsin(ωt - φ)
hay :

i = Im(sinωt.cosφ – sinφ.cosωt)
i = i’ + i’’

với :

i’ = Imcosφ.sinωt
i’’ = Imsinφ.cosωt
i’’ = Imsinφ.sin(ωt – π/2)

GVHD: Trần Quang Phú
Trang5
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

Như vậy dòng điện i là tổng của hai thành phần :
i’ – có biên độ Imcosφ cùng pha với điện áp.
i’’ – có biên độ Imsinφ chậm pha với điện áp một góc π/2.
Công suất ứng với hai thành phần i’ và i’’ là:
P = U. Imcosφ gọi là công suất tác dụng.
Q = U. Imsinφ gọi là công suất phản kháng .
Từ (1.6) ta có thể viết :
P = U. Imcosφ = Z.I(Icosφ) = Z.I2.R/Z = R.I2

(1.12)

Vậy, công suất tác dụng là công suất có hiệu lực biens năng lượng điện thành các
dạng năng lượng khác và sinh ra công.
Q = U. Isinφ = Z.I(Isinφ) = Z.I2.X/Z = X.I2

(1.13)

Vậy , công suất phản kháng Q của một nhánh nói lên cường độ của quá trình dao
động năng lượng.
Ta có thể biểu diễn quan hệ P,Q như hình 1.3.

Hình 1.3 quan hệ giữa công suất P và Q
Trong mạng điện có các thành phần mang tính điện kháng hay điện dung sẽ sử dụng
công suất đặc biệt được gọinlaf công suất phản kháng,
Ngược với công suất tác dụng, công suất phản kháng có thể được phục hồi sau khi đã
được hấp thụ.
GVHD: Trần Quang Phú

Trang6
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

1.2 Sự tiêu thụ của công suất phản kháng.
Công suất phản kháng được tiêu thụ ở : động cơ không đồng bộ, máy biến áp, trên
đường dây tải đienj và mọi nơ có từ trường . Yêu cầu sông suất phản kháng chỉ có thể
giảm đến tối thiểu chứ không thể triệt tiêu được vì nó cần thiết để tạo ra từ trường
yếu tố trung gian cần thiết trong quá trình chuyển hóa điện năng .
Sự tiêu thụ công suất phản khang trên lưới điện có thể phân chia một cách gần
đúng như sau:
- Động cơ không đồng bộ tiêu thụ khoảng 60 đến 65%
- Máy biến áp tiêu thụ khoảng 22 đến 25 %
- Đường dây truyền tải và các phụ tải khác khỏng 10%
Như vậy ,động cơ không đồng bộ và máy biến áp là hai loại máy tiêu thụ nhiều
công suất phản kháng nhất . công suất tác dụng P là công suất được biến thành cônh
như cơ năng hay nhiệt năng trong các máy dùng điện, còn công suất phản kháng Q là
công suất từ hóa trong máy điện xoay chiều , nó không sinh ra công. Trong quá trình
trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát điện và phụ tải là một quá trình dao
động. Như đã đề cập ở phần trên , trong mỗi chu kỳ của dòng điện Q đổi chiều bốn
lần ,giá trị trung bình của Q trong ½ chu kỳ dòng điện bằng 0. Cho nên việc tạo ra
công suất phản kháng cung cấp cho phụ tải không nhất thiết phải lấy từ nguồn mà có
thể cung cấp trực tiếp cho phụ tải (tụ điện , máy bù đồng bộ).
Nhu cầu công suất phản kháng chủ yếu là ở các xí nghiệp công nghiêp, cosφ của
chúng giao động từ 0,5 đến 0,8 nghĩa là cứ 1 kW công suất tác dụng thì chúng yêu

cầu 0,75 đến 1,7 kVAr công suất phản kháng.
Trong xí nghiệp công nghiệp,các động cơ không đồng bộ tiêu thụ khoảng 65 đến
75% ,máy biến áp 15 đến 22% , các phụ tải khác 5 đến 10% tổng dung lượng công
suất phản kháng yêu cầu. Do vậy muốn giảm công suất phản kháng phải chú ý đến
các động cơ không đồng bộ.
Nhu cầu công suất phản kháng ở các hộ phụ tải sinh ra,dân dụng không nhiều vì
cosφ của chúng thường lớn hơn 0,9.
Nhu cầu công suất phản kháng ở các máy biến áp công suất nhỏ là 10% công suất
định mức của chúng,ở máy biến áp lớn hơn là 3%. Còn ở các máy biến áp siêu cao áp
có thể từ 8 đến 10% để hạn chế dòng ngắn mạch.

GVHD: Trần Quang Phú
Trang7
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

Đặc điểm của công suất phản kháng là biến thiên theo thời gian cũng như công
suất tác dụng

1.3 Các nguồn phát công suất phản kháng.
Khả năng phát công suất phản kháng của các nhà máy điện rất hạn chế do cosφ đm của
máy phát từ 0,8 đến 0,85 và cao hơn nữa. Vì lý do kinh tếngười ta không chế tạo các
máy phát có khả năng phát nhiều công suất phản kháng cho phụ tải. Các máy phát chỉ
đảm đương 1 phần nhu cầu công suất phản kháng của phụ tải, phần còn lại do thiết bị
bù đảm trách(máy bù đồng bộ,tụ điện)

Trong hệ thống phải tính đến 1 nguồn công suất phản kháng nữa đó là các đường
dây,nhất là các đường dây siêu cao áp. ở đây chúng ta chỉ xét lưới phân phối do vậy
chỉ lưu ý dây dẫn các đường dây 35KV dài và các đường cáp ngầm.

• Các ưu nhược điểm của các nguồn công suất phản kháng.
 Ưu điểm của tụ điện.
 Chi phí tính theo 1 Var của tụ điện rẻ hơn máy bù dồng bộ, ưu điểm này
càng nổi bật khi dung lượng càng tăng.
 Tổn thất công suất tác dụng trong tụ điện rất nhỏ, khoảng 0,05 đến 0,1
W/kVAr, trong khi đó máy bù đồng bộ tương đối lớn hơn, khoảng 15 đến
32W/kVAr tùy theo công suất dịnh mức của máy.
 Tụ điện vận hành đơn giản, độ tin cậy cao hơn máy bù đồng bộ.
 Tụ điện lắp đặt đơn giản,có thể phân ra nhiều cụm để lắp rải trên lưới phân
phối, hiệu quả là cải thiện tốt hơn đường cong phân bố điện áp. Không cần
người trông nom vận hành. Việc bảo dưỡng,sửa chữa đơn giản.
 Tụ điện có một số nhược điểm so với máy bù đồng bộ.
 Máy bù đồng bộ có thể điều chỉnh trơn còn tụ điện điều chỉnh theo từng cấp
 Máy bù có thể phát ra hay tiêu thụ công suất phản kháng,tụ điện chỉ phát ra
công suất phản kháng.
 Công suất phản kháng do tụ điện phát ra phụ thuộc vào điện áp vạn hành.
Thờ gian vận hành, tuổi thọ ngắn, dễ hư hỏng(khi bị ngắn mạch quá áp)
 Các nhược điểm trên của tụ điện ngày nay đã được khắc phục
 Để điều chỉnh trơn tụ điện người ta dùng bù công suất phản kháng có điều
khiển SVC(Static Var Compensator)
GVHD: Trần Quang Phú
Trang8
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

 Để có thể phát hay nhận công suất phản kháng người ta dùng SVC gồm tổ
hợp TCR và TSC
 Để bảo vệ quá áp và kết hợp điều chỉnh tụ bù theo điện áp, người ta lắp đặt
các bộ điều khiển để đóng cắt tụ theo điện áp.
 Với các ưu điểm vượt trộ so với máy bù đồng bộ, ngày nay người ta thường dùng
tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng

B - BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO PHỤ TẢI
1.4.Khái niệm và phân loại
1.4.1.Khái niệm
Công suất tác dụng P là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong
các máy dùng điện; còn công suất phản kháng Q là công suất từ hóa trong các máy điện
xoay chiều,nó không sinh ra công.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 mạng sẽ nhỏ
đi, do đó hệ số công suất cos của mạng được nâng cao,giữa P và Q có quan hệ sau
= acrtg
Khi lượng P không đổi,nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên
đường dây giảm xuống, do đó góc giảm, kết quả là costăng lên
1.4.2.Phân loại
Trong hệ thống điện, bù công suất phản kháng phân ra làm hai loại:

GVHD: Trần Quang Phú
Trang9
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

- Bù cưỡng bức hay bù kỹ thuật một lượng cống suất phản kháng nhất định để
đảm bảo cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống điện. Công suất này phải được
điều chỉnh để có thể thích ứng với các chế độ vận hành khác nhau của hệ thống điện.
Công suất phản kháng của các nhà máy điện và các thiết bị bù (máy bù đồng bộ,
tụ điện) phải dư thừa so với yêu cầu của phụ tải ở chế độ max để dự phòng cho sự cố.
Một phần công suất bù, thường là phần cố định có thể được phân tán xuống lưới
chuyển tải để giảm tổn thất trong lưới. Tuy nhiên cần phải cân nhắc vì như vậy độ tin
cậy của công suất bù này sẽ bị giảm và để an toàn trong hệ thống điện phải tăng dự trữ
công suất phản kháng lên.
Ngoài ra, công suất phản kháng còn có thể thiếu cục bộ, do vậy cần phải bù trực
tiếp và hơn nữa khi bù cưỡng bức, một lượng công suất phản kháng đáng kể vẫn phải
lưu thông trong lưới phân phối và gây ra tổn thất công suất và tổn thất điện năng khá
lớn. Để khắc phục các vấn đề này người ta thực hiện bù kinh tế.
Trong những năm gần đây, người ta lại càng quan tâm đến việc tăng cường sự
hoạt động của hệ thống điện như giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và tìm cách sử dụng tốt
hơn cá thiết bị sẵn có trên lưới để hạn chế mua thiết bị mới.
Khi thực hiện bù kinh tế người ta tính toán để đạt được các lợi ích, nếu lợi ích thu
được do việc lắp đặt thiết bị bù lớn hơn chi phí lắp đặt thì việc bù kinh tế sẽ được thực
hiện.
Các lợi ích khi lắp đặt bù:
- Giảm được công suất tác dụng yêu cầu ở chế độ max của hệ thống điện, do đó giảm
được dự trữ công suất tác dụng (hoặc tăng độ tin cậy của hệ thống điện).
- Giảm nhẹ tải cho các máy biến áp trung gian và các đường trục trung áp do giảm

chuyển tải công suất phản kháng và hiệu quả là thời gian cải tạo nâng dung lượng, tăng
tiết diện dây dẫn được kéo dài hơn.
- Giảm được tổn thất điện năng.
- Cải thiện chất lượng điện áp cung cấp cho các phụ tải.
- Cải thiện hệ số công suất.
GVHD: Trần Quang Phú
Trang10
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

- Cân bằng tải.
Các yếu tố khác có liên quan là sự lạm phát, thiếu nhiên liệu và trượt giá, lãi suất
vủa vốn vay để đầu tư nâng cấp lưới điện… Để giải quyết vấn đề này, cần phải quản lý
công suất phản kháng.
Quản lý công suất phản kháng có thể được thực hiện như sau: Điều khiển điện áp
máy phát, điều chỉnh nấc phân áp của các máy biến áp có điện áp dưới tải, chọn nấc
phân áp cho các biến áp phụ tải, bù công suất phản kháng, và đóng cắt các cuộn kháng,
tụ điện bù ngang cũng như lắp đặt thêm các tụ kháng sao cho giảm được tổn thất công
suất và tổn thất điện năng trên hệ thống và hoặc điều khiển điện áp một cách tốt nhất.
Việc quản lý công suất phản kháng của các công ty điện lực trong điều kiện hệ
thống động và chế độ xác lập có thể chia ra thành nhiều phần sau:

1. Lập kế hoạch về nhu cầu công suất phản kháng.
2. Lập kế hoạch về các hoạt động của hệ thống.
3. Điều phối công suất phản kháng.

Lập kế hoạch về nhu cầu công suất phản kháng có liên quan đến việc đóng hoặc
cắt thiết bị bù công suất phản kháng trong hệ thống điện. Công việc này thực hiện nhằm
xác định tình trạng vận hành trong các tháng, các năm tiếp sau.
Lập kế hoạch về các hoạt động của hệ thống có liên quan đến việc cải thiện tình
trạng vận hành của hệ thống điện bằng cách sử dụng các thiết bị bù công suất phản
kháng sẵn có. Công việc này nhằm xác định phương thức, tình trạng vận hành của hệ
thống nhu cầu phụ tải trong ngày hoặc một năm trong tương lai.
Điều phối và giám sát công suất phản kháng là quyết định hoạt động thực tế của
thiết bị bù. Việc phân tích, đánh giá được thực hiện trong vài giây đến vài giờ trước khi
thực hiện.

GVHD: Trần Quang Phú
Trang11
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

1.5. Mục tiêu khi bù phụ tải và bụ tự nhiên.
1.5.1. Các mục tiêu khi bù phụ tải.
Bù phụ tải là giảm áp chuyển tải trên công suất tuyến và để củng cố chất lượng
nguồn điện trong các hệ thống điện xoay chiều. Thuật ngữ “bù phụ tải” được sử dụng
trong việc quản lý công suất phản kháng cho một tải duy nhất (hay một nhóm phụ tải).
Bù phụ tải có ba mục tiêu chính:
1. Điều chỉnh hệ số công suất.
2. Củng cố việc điều áp.
3. Cân bằng phụ tải.

1. Việc điều chỉnh hệ số công suất thường là thực hiện việc cấp công suất phản
kháng càng gần tải càng tốt. Hầu hết các phụ tải công nghiệp, nông nghiệp đều có hệ số
công suất trễ, tức là chúng tiêu thụ công suất phản kháng. Vì thế dòng phụ tải có xu
hướng lớn hơn dòng điện cần thiết để cung cấp riêng cho công suất sinh công. Điều này
dẫn tới sự lãng phí do phải tăng tiết diện đây, gây tổn thất điện áp cũng như tổn thất điện
năng lớn hơn yêu cầu thực tế, vì chỉ có công suất sinh công mới có ích trong việc biến
đổi năng lượng.
2. Điều áp là một vấn đề quan trọng và đặc biệt cần thiết nếu trong lưới điện có
các phụ tải có nhu cầu công suất phản kháng luôn thay đổi trong mọi trường hợp sự biến
thiên về nhu cầu công suất phản kháng sẽ gây ra sự biến thiên điện áp tại điểm cung cáp
làm ảnh hưởng đến hoạt động của các phụ tải đấu nối vào điểm đó và làm tăng khả năng
nhiễu loạn giữa các phụ tải ở gần. Để ngăn ngừa việc này, các công ty điện lực phải cố
gắng duy trì điện áp trong giới hạn quy định. Ở các nước, người ta quy định giới hạn
thay đổi điện áp trong khoảng 5% trong khoảng thời gian vài phút hoặc vài giờ, đến các
giới hạn khắc nghiệt hơn đối với các tải lớn biến thiên nhanh gây ra các độ dốc điện áp
lớn, có hại cho việc vận hành các thiết bị bảo vệ và hiện tượng chớp nháy gây khó chịu
cho mắt người. Trong trường hợp này thiết bị bù đóng vai trò quan trọng trong việc duy
trì điện áp trong giới hạn quy định.
3. Việc cân bằng phụ tải: Đa số các hệ thống điện xoay chiều là ba pha và được
thiết kế để vận hành ở chế độ cân bằng. Hoạt động không cân bằng làm tăng các thành
phần thứ tự nghịch và thứ tự không của dòng điện. Các thành phần này dễ gây tác động
GVHD: Trần Quang Phú
Trang12
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

xấu như làm tăng các loại tổn thất trong động cơ và các máy phát, gây dao động
moomen quay ở các máy điện xoay chiều, gia tăng độ gợn sóng trong các bộ chỉnh lưu,
làm cho các thiết bị điện hoạt động không đúng chức năng, làm tăng bão hòa từ cho các
máy biến áp và dòng trung tính vượt quá mức cho phép. Một số thiết bị (bao gồm nhiều
loại thiết bị bù) làm việc phụ thuộc vào việc vận hành cân bằng để hạn chế các sóng hài.
Số lượng sóng hài trong sóng điện áp là thông số quan trọng của chất lượng nguồn điện
được đặc trưng bởi phổ của các dao động hoàn toàn trên phổ tần số công nghiệp cơ bản.
Các sóng hài thường được hạn chế bằng các bộ lọc, bộ lọc này có nguyên tắc thiết kế
khác với thiết bị bù. Tuy nhiên vấn đề sóng hài thường nảy sinh cùng với vấn đề phụ tải,
do vậy vấn đề bù và lọc sóng hài phải cùng được quan tâm.
1.5.2. Bù tự nhiên cho phụ tải.
Như phần trên đã nêu, mục tiêu của việc bù công suất phản kháng là để điều chỉnh
hệ số công suất, cải thiện điện áp và cân bằng phụ tải. Tiêu thụ công suất phản kháng
không hợp lý làm cho hệ số công suất giảm thấp. Cấu trúc lới và phương thức vận hành
hệ thống không hợp lý cũng làm cho điện áp xấu đi. Phụ tải các pha không đối xứng
cũng làm tăng tổn thất và tiêu thụ công suất phản kháng lớn hơn thực tế. Chính vì vậy
khi nghiên cứu bù nhân tạp (dùng các thiết bị bù) chúng ta cần nghiên cứu bù tự nhiên
để khắc phục các thiếu sót trong quản lý, vận hành, phân phối, tiêu thụ điện, hạn chế
việc tiêu thụ công suất phản kháng qua mức sau đó mới nghiên cứu bù nhân tạo.
1. Bù tự nhiên trong hệ thống điện bao gồm các vấn đề sau:
- Nghiên cứu và thực hiện các biện pháp điều hòa phụ tải, nâng cao hệ số tải trong thời
gian thấp điểm và hệ số điện kín phụ tải đảm bảo cho các đường dây và tạm biến áp
không bị non tải, không tải hay quá tải.
- Nghiên cứu các phương thức vận hành tối ưu.
2. Bù tự nhiên trong các xí nghiệp tiêu thụ điện.
Bù tự nhiên trong các xí nghiệp tiêu thụ điện là nghiên cứu xắp xếp, điều chỉnh việc sản
xuất trong xí nghiệp để đảm bảo cho các thiết bị tiêu thụ điện (động cơ, máy biến áp,
máy hàn…)không bị thường xuyên không tải hoặc non tải.

GVHD: Trần Quang Phú
Trang13
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

C- HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ SỰ ĐIỀU CHỈNH
1.6.Đặt vấn đề
Điện năng là năng lượng chủ yếu của các xí nghiệp công nghiệp.Các xí nghiệp
này tiêu thụ khoảng trên 70% tổng số điện năng được sản xuất ra,vì thế vấn dề sử dụng
hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất lớn.Về mặt
sản xuất điện năng vấn đề đặt ra là phải tận dụng hết khả năng của các nhà máy phát
điện để sản xuất ra được nhiều điện nhất;đồng thời về mặt dùng điện phải hết sức tiết
kiệm điện,giảm tổn thất điện năng đến mức nhỏ nhất,phấn đấu để một kWh điện ngày
càng làm ra nhiều sản phẩm ngày càng giảm.
Tính chung cho toàn hệ thống điện thường có 10-15% năng lượng phát ra bị mất mát
trong quá trình truyền tải và phân phối.Việc thực hiện các biện pháp tiết kiệm điện trong
xí nghiệp có ý nghĩa hết sức quan trọng,không những có lợi cho bản thân các xí
nghiệp,mà còn có lợi chung cho nền kinh tế quốc dân.
Phân tích tổn thất điện năng trong hệ thống điện
GVHD: Trần Quang Phú
Trang14
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên

Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

Mạng có điện
U 110KV
U = 35KV
U = 0,1 10KV
Tổng cộng

Tổn thất điện năng (%) của
Đường dây

Máy biến áp

Tổng

13,3
6,9
47,8
68,0

12,4
3,0
16,6
32,0

25,7
9,9
64,4

100

Hệ số công suất cos là một chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và
tiết kiệm hay không.Do đó nhà nước đã ban hành các chính sách để khuyến khích các xí
nghiệp phấn đấu để nâng cao hệ số công suất cos.Hệ số công suất cos của các xí nghiệp
nước ta hiện nay đang còn thấp(khoảng 0,6-0,7), chúng ta cần phấn đấu để nâng cao dần
lên (đến 0,9).
Cần thấy rằng việc tiết kiệm điện và nâng cao hệ số công suất cos không phải là
những biện pháp tạm thời đối phó với tình trạng thiếu điện,mà phải coi đó là một chủ
trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản xuất,phân
phối và sử dụng điện năng.Mặt khác cũng không vì thấy chi phí về điện năng chỉ chiếm
phần rất nhỏ trong giá thành sản phẩm ( khoảng 2% trừ các sản phẩm được sản xuất
bằng phương pháp điện phân ) mà coi thường vấn đề tiết kiệm điện.Ý nghĩa của việc tiết
kiệm điện không chỉ ở việc giảm giá thành sản phẩm,có lợi cho bản thân xí nghiệp,mà
còn ở chỗ có thêm điện để sản xuất ngày càng nhiều,có lợi cho nền kinh tế quốc dân.Tất
nhiên trong lúc thực hiện các biện pháp tiết kiệm điện và nâng cao hệ số công suất cos
chúng ta cần chú ý không gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng và số lượng sản phẩm hoặc
làm xấu điều kiện làm việc bình thường của công nhân.
1.7.Hệ số công suất
1.7.1.Các định nghĩa về hệ số công suất cos
 Hệ số công suất tức thời
Là hệ số công suất tại một thời điểm nào đó,đo được nhờ dụng cụ đo cos hợc nhờ các
dụng cụ đo công suất,điện áp và dòng điện
cos = .

GVHD: Trần Quang Phú
Trang15
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường

Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

do phụ tải luôn luôn biến động nên cos tức thời cũng luôn luôn biến đổi theo.Vì thế cos
tức thời không có giá trị trong tính toán
 Hệ số công suất trung bình
Là cos trung bình trong một quãng thời gian nào đó (1 ca,1 ngày đêm,1 tháng v.v…)
cos = cosarctg
Hệ số cos được dùng để đánh giá mức độ sử du gj điện tiết kiêmj và hợp lý của xí
nghiệp.
 Hệ số công suất tự nhiên
Là hệ số cos trung bình tính cho cả năm khi không có thiết bị bù.Hệ số cos tự nhiên
được dùng làm căn cứ để tính toán nâng cao hệ số công suất và bù công suất phản kháng

1.7.2.Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cos
Nâng cao hệ số công suất coslà một trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện
năng.Phần lớn các thiết bị dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản
kháng Q.Những thiết bị tiêu thụ công suất nhiều nhất là:
 Động cơ không đồng bộ,chúng tiêu thụ khoảng 60-65% tổng công suất phản
khang của mạng.
 Máy biến áp tiêu thụ khoảng 20-25%
 Đường dây trên không,Điện kháng và các thiết bị điện khác tiêu thụ khonảg 10%
Hiệu quả của việc nâng cao hệ số công suất cos đem lại được thể hiện cụ thể như sau:
 Giảm được tổn thất công súât trong mạng điện.
P = .R = .R + R =
Khi giảm Q truyền tải trên đường dây, ta giảm được than phần tổn thất côgn suất do Q
gây ra
 Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện.

GVHD: Trần Quang Phú
Trang16
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

Tổn thất điện áp được tính như sau :

Giảm lượng Q truyền tải trên đường dây,ta giảm được thành phần do Q gây ra.
 Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp.Khản năng truyền tải của
đường dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng,tức phụ thuộc vào
dòng điện cho phép của chúng.Dòng điện chạy trên dây dẫn và máy biến áp được
tính như sau :
I=

Biểu thức này chứng tỏ rằng với cùng một tình trạng phát nóng nhất định của
đường dây và máy biến áp (tức I = const) chúng ta có thể tăng khă ngăng truyền tải công
suất tác dụng P của chúng bằng cách giảm công suất phản kháng Q mà chúng ta phải tải
đi.Vì thế khi vẫn giữ nguyên đường dây và máy biến áp,nếu cos của mạng được nâng
cao(tức giảm lượng Q phải truyền tải) thì khả năng truyền tải của chúng sẽ được nâng
lên.
Ngoài việc nâng cao hệ số công suất cos còn đưa đến hiệu quả là giảm được chi phí
kim loại màu, góp phần làm ổn định điện áp,tăng khả năng phát điện của máy phát
điệnv.v…
Vì những lý do trên mà việc nâng cao hệ số công suất cos,bù công suất phản kháng đã
trơt thành vấn đề quan trọng,cần phải được quan tâm đúng mức trong khi thiết kế cũng

như trong khi vận hành hệ thống cung cấp điện.
1.8. Điều chỉnh hệ số cos.
1.8.1. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos.
Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos được chia làm hai nhóm chính: nhóm
các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên (không dùng thiết bị bù) và nhóm
các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos bằng cách bù công suất phản kháng.
1. Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên.

GVHD: Trần Quang Phú
Trang17
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên là tìm các biện pháp để các hộ dùng điện
giảm bớt được lượng công suất phản kháng Q tiêu thụ như: áp dụng các quá trình công
nghệ tiên tiến, sử dụng hợp lý các thiết bị.
Như vậy nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên rât có lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế mà
không phải đặt thêm thiết bị bù. Vì thế khi xét đến vấn đề nâng cao hệ số công suất cos
bao giờ cũng phải xét tới các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên trước tiên,
sau đó mới xét tới biện pháp bù công suất phản kháng.
2. Nâng cao hệ số công suất cos bằng phương pháp bù.
Bằng cách đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu thụ điện để cung cấp công suất
phản kháng cho chúng, ta giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên
đường dây do đó nâng cao được hệ số cos của mạng. Biện pháp bù không giảm được
lượng công suất phản kháng tiêu thụ của các hộ dùng điện mà chỉ giảm được lượng công

suất phản kháng truyền tải trên đường dây mà 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 đến phương
pháp bù. Nói chung hệ số cos tự nhiên của các xí nghiệp cao nhất cũng không đạt tới 0.9
(thường vào khoảng 0.7-0.8) vì thế ở các xí nghiệp hiện đại bao giờ cũng phải đặt thêm
thiết bị bù.
Cần chú ý rằng bù công suất phản kháng Q ngoài mục đích chính là nâng cao hệ số công
suất cos để tiết kiệm điện còn có tác dụng không kém phần quan trọng là điều chỉnh và
ổn định điện áp của mạng cung cấp.
Bù công suất phản kháng đem lại hiệu quả kinh tế như trên đã phân tích nhưng phải tốn
kém thêm về mua sắm thiết bị bù và chi phí vận hành chúng. Vì vậy quyết định phương
án bù phải dựa trên cơ sở tính toán và so sánh kinh tế - kỹ thuật.
1.8.2. Dùng phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cos.
1. Đương lượng kinh tế của công suất phản kháng.
Việc bù công suất phản kháng sẽ đưa lại hiệu quả là nâng cao được hệ số cos và
giảm được tổn thất công suất tác dụng trong mạng. Để đánh giá hiệu quả của việc giảm
tổn thất công suất tác dụng chúng ta đưa ra một chỉ tiêu gọi là đương lượng kinh tế của
công suất phản kháng.
Đương lượng kinh tế của công suất phản kháng là lượng công suất tác dụng (KW)
tiết kiệm được khi bù KVAR công suất phản kháng.
Như vậy nếu biết được kkt và lượng công suất bù Qkt thì chúng ta tính được công
suất tác dụng tiết kiệm được do bù là:
Ptiết kiệm = kkt. Qbù

GVHD: Trần Quang Phú
Trang18
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

Sau đây chúng ta sẽ phân tích xem đương lượng kinh tế của công suất phản kháng phụ
thuộc vào những yếu tố nào.
Chúng ta biết rằng tổn thất trên đường dây được tính theo công thức sau:
P = .R = .R + R
Sau khi bù, do lượng tổn thất ∆P giảm nên lượng công suất tác dụng trên đường
dây cũng giảm, do đó lượng tổn thất .R giảm. Song lượng thay đổi này không đáng kể
nên ta có thể bỏ qua, mà chỉ quan tâm đến thành phần tổn thất công suất tác dụng do
công suất phản kháng gây ra: R mà thôi.

Trước khi bù, thành phần tổn thất công suất tác dụng do công suất phản kháng gây ra là:
P1 = R
Sau khi bù một lượng Qbù, thành phần tổn thất công suất do công suất phản kháng gây ra
là:
P2 =
Vậy lượng công suất tác dụng tiết kiệm được là:
P = P1 - P2 = R Theo định nghĩa:
Kkt = = (2 - ) (KW/KVAR)
Từ công thức trên chúng ta nhận xét rằng:
- Nếu dùng lượng Qbù nhỏ hơn nhiều so với công suất phản kháng truyền tải trên đường
dây Q, tức là có thể coi, lúc này đương lượng kinh tế của công suất phản kháng được
tính theo công thức đơn giản sau:
Kkt = 2.
- Nếu Q và R càng lớn thì kkt càng lớn, nghĩa là nếu phụ tải phản kháng càng lớn và càng
ở xa nguồn thì việc bù càng có hiệu quả kinh tế.
Giá trị của kkt, thường nằm trong khoảng 0.02-0.12 KW/KVAR. Trong tính toán có thể
lấy các giá trị như sau đối với các hộ dùng điện.
- Hộ dùng điện do máy phát điện cung cấp.

Kkt = 0.02 – 0.04;
- Hộ dùng điện qua một lần biến áp
kkt = 0.04 – 0.06
- Hộ dùng điện qua hai lần biến áp
Kkt = 0.05 – 0.07
- Hộ dùng điện qua ba lần biến áp
Kkt = 0.08 – 0.12
GVHD: Trần Quang Phú
Trang19
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

2. Xác định dung lượng bù.
Dung lượng bù được xác định theo công thức sau:
Qbù = P.(tgtg)
Trong đó:
P – phụ tải tính toán của hộ dùng điện (KW).
– góc ứng với hệ số công suất trung bình (cos )
– góc ứng với hệ số công suất (cos ) muốn đạt được sau khi bù.
= 0.9 – 1 – hệ số xét tới khả năng nâng cao cos bằng những phương pháp không đòi hỏi
đặt thiết bị bù.
Hệ số công suất cos nói ở trên thường lấy bằng hệ số công suất do cơ quan quản
lý hệ thống điện quy định cho mỗi hộ tiêu thụ phải đạt được, thường nằm trong khoảng
cos = 0.8 – 0.95
Cần chú ý rằng đứng về mặt tổn thất công suất tác dụng của hộ dùng điện, thì

dung lượng bù có thể xác định theo quan điểm tối ưu sau đây:
Do bù có thể tiết kiệm được một lượng công suất tác dụng là:
ΔPtk = kkt.Qbù - kbù.Qbù
Trong đó:
 Kkt – đương lượng kinh tế của công suất phản kháng, KW/KVAR.
 kbù – suất tổn thất công suất tác dụng trong thiết bị bù KW/KVAR.
Như vậy, từ đó chúng ta có thể tìm được dung lượng bù tối ưu tương ứng với đạt
cực đại là:
Qbù.tối ưu = Q - kbù

CHƯƠNG II: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
GVHD: Trần Quang Phú
Trang20
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

2.1. Sơ đồ khối
Sơ đồ khối gòm có 3 khôi chính:
 Khối nguồn.
 Khối bù công suất.
 Tải.

Khối nguồn.

Khối bù

công suất.

Tải

2.2.Sơ đồ và nguyên lý hoạt động.
2.2.1.Sơ đồ nguyên lý.
Với yêu cầu của giả thiết là thiết kế bù công suất cho 5 động cơ 3 pha với thông số như
sau:
∆ / Y : 230/400
I = 2,1/1,2 (A)
Cos = 0,76
P = 0,37kW
Tốc độ 1380V/phút
Tần số ; 50Hz
Và bù dự phòng cho một (một nhóm)động cơ có công suất lớn(đóng khi cần thiết)
Thì có nhiều sơ đồ để thực hiện yêu này,ở đây chúng em đưa ra sơ đồ sau để tiến hành
phướng án bù cho đối tượng bởi vì:
 Mạch đơn giản,gọn nhẹ chỉ cần thay đổi biến trở V R và điện trở công
suất là có thể thay đổi điện áp đầu ra.
 Mạch làm việc ổn định,ít nguy hiểm.
 Giá thành rẻ,có tính thực tế cao.

GVHD: Trần Quang Phú
Trang21
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

2.2.2.Nguyên lý hoạt động
3 bộ tụ Q1, Q2 và Q3 dùng để bù cho 5 động cơ 3 pha có công suất 0,37KW và cos =
0,76.
Theo kinh nghiệm của những người có chuyên môn,số tụ chia nhỏ thành 3 nhóm
là thích hợp.Với thông số của 5 động cơ 3 pha có công suất 0,37KW và cos = 0,76 thì ta
tính được tổng dung lượng bù để nâng hệ số cos lên 0,92 là Qbù = 0,795kVAR.
Số 0,795kVAR chia thành 3 nhóm,nhóm 1 và nhóm 2 có công suất bằng nhau,nhóm 3
bằng nửa công suất nhóm 1.
Khi đóng 1 động cơ thì cho nhóm 3 hoạt động.Khi có 2 động cơ làm việc ta có thể
đóng nhóm 1 hoặc nhóm 2 và ngắt nhóm 3 khỏi lưới chung.Khi 3 động cơ làm việc ta
đóng nhóm 3 và 1 trong 2 nhóm 1 hoặc 2.Nếu có 4 động cơ làm việc ta thực hiện việc
cho nhóm 1 và 2 cùng hoạt động để thực hiện việc bù.Trong trường hợp có cả 5 động cơ
làm việc ta đóng dồng thời cả 3 bộ tụ Q1, Q2 và Q3
Tụ bù Q4 dùng để bù cho những phụ tải có công suất lớn hơn(đóng phụ tải khi cần thiết)

Sơ đồ mạch điều khiển

GVHD: Trần Quang Phú
Trang22
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Mạch điều khiển động cơ

Đồ án môn học

Mạch điều khiển tụ

Nguyên lý:
Khi đóng áptômát, ban đầu dòng điện chưa qua cuộn hút K 1 do công tắc nhấn 1 có tiếp
điểm tại vị trí thường mở.Đèn đỏ được nối vào tiếp điểm thường đóng của contắctơ, báo
đèn sángcontắctơ chưa làm việc
GVHD: Trần Quang Phú
Trang23
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

Khi ấn nút nhấn 1tiếp điểm thường mở chuyển sang thường đóng, dòng điện đi qua tiếp
điểm thường đóng của nút nhấn 2, qua cuộn hút.Tiếp điểm thường đóng K 21 bị ngắt do
cuộn hút của contắctơ có dòng điện đi qua→ đèn đỏ ngắt.Lúc này tiếp điểm thường mở
K12 có dòng đi qua→ đèn xanh sang báo hiệu contacto đã làm việc.
Sơ đồ mạch lực:

2.3. Lựa chọn thiết bị bù.
Thiết bị bù được chọn trên cơ sở tính toán, so sánh kinh tế về kỹ thuật.Bảng dưới
đây trình bày các loại thiết bị bù và tổn thất công suất tác dụng của chúng:
Loại thiết bị bù

kbù KW/KVAR

Tụ điện
Máy bù đồng bộ S = 5000 – 30000 KVA
Máy bù đồng bộ S < 5000 KVA
Động cơ dây quấn được đồng bộ hóa
Máy phát đồng bộ dùng làm máy bù
Máy phát đồng bộ dùng làm máy bù, không thao tác động cơ sơ cấp.

0.003 – 0.005
0.002 – 0.027
0.03 – 0.05
0.02 – 0.08
0.1 – 0.15
0.15 – 0.3

2.3.1. Tụ điện.
Là loại thiết bị điện tĩnh, làm việc với dòng điện vượt trước điện áp, do đó nó có
thể sinh ra công suất phản kháng Q cung cáp cho mạng. Tụ điện nên lắp ráp bảo quản dễ
dàng. Tụ điện được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tùy theo sự phát triển
GVHD: Trần Quang Phú
Trang24
SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường


Trường ĐHSPKT Hưng Yên
Khoa: Điện - Điện tử

Đồ án môn học

của phụ tải trong quá trình sản xuất mà chugns ta ghép dần tụ điện vào mạng, khiến hiệu
suất sử dụng cao và không phảo bỏ nhiều vốn đầu tư ngay một lúc.

Nhược điểm của tụ là nhạy cảm với sự biến động của điện áp lwn cực tụ điện (Q
do tụ điện sinh ra tủ lệ với bình phương điện áp). Tụ điện cấu tạo kém chắc chắn, dễ bị
phá hỏng khi xảy ra ngắn mạch, khi điện áp tăng đến 100% U đm thì tụ điện drx bị chọc
thủng, do đó không được phép vận hành. Khi đóng tụ điện vào mạng trong mạng sẽ có
dòng điện xung, còn khi cắt tụ điện ra khỏi mạng, trên cực của tụ điện vẫn còn điện áp
dư có thể gây nguy hiểm cho nhân viên vận hành.
Tụ điện được sử dụng rất rộng rãi nhất là ở các xí nghiệp trung bình và nhỏ đòi
hỏi dung lượng bù không lớn lắm. Thông thường nếu dung lượng bù < 5000 KVAR thì
người ta dùng tụ điện, còn nếu lớn hơn thì cần phải so sánh giữa tụ điện và máy bù đồng
bộ. Tụ điện được sản xuất để dùng ở cấp điện áp 6 – 15kV và 0.4kV.
2.3.2. Máy bù đồng bộ.
Là một động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ không tải. Do không có phụ tải trên
trục nên máy bù đồng bộ được chế tạo gọn nhẹ và rẻ hơn so với động cơ đồng bộ cùng
công suất. Ở chế độ quá kích thích máy bù sản xuất ra công suất phản kháng cung cấp
cho mạng, còn ở chế độ thiếu kích thích máy bù tiêu thụ công suất phản kháng của
mạng. Vì vậy ngoài công dụng bù công suất phản kháng máy bù còn là thiết bị rất tốt để
điều chỉnh điện áp, nó được đặt ở những điểm cần điều chỉnh điện áp trong hệ thống
điện.
Nhược điểm của máy bù la có phần quay nên lắp ráp, bảo quản và vận hành khó
khăn. Để cho kinh tế, máy bù thường được chế tạo với công suất lớn, do máy bù đồng bộ
thường được dùng ở những nơi cần bù tập trung với dung lượng lớn.

2.3.3. Động cơ không đồng bộ rôto dây quấn được đồng bộ hóa.
Khi cho dòng điện một chiều vào roto của động cơ không đồng bộ dây quấn, động
cơ sẽ làm việc như một động cơ đồng bộ với dòng điện vượt trước điện áp. Do đó nó có
khả năng sinh ra công suất phản kháng cho mạng. Nhược điểm của loại động cơ này là
tổn thất công suất khá lớn, khả năng quá tải kém, vì vậy thường động cơ chỉ được phép
làm việc với 75% công suất định mức. Với những lý do trên động cơ không đồng bộ rôto
GVHD: Trần Quang Phú
Trang25

SVTH: Đoàn Anh Phong, Đoàn Ngọc Tình, Trần Văn Thường