Nghiên cứu tính toán các giải pháp tiết kiệm điện năng cho trạm xử lý nước thải thọ quang

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HUỲNH NGỌC MAI

NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN
CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG
CHO TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI THỌ QUANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT ĐIỆN

Đà Nẵng - Năm 2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HUỲNH NGỌC MAI

NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN
CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG
CHO TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI THỌ QUANG

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
Mã số
: 60 52 02 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT ĐIỆN

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. TRẦN VINH TỊNH

Đà Nẵng - Năm 2017



MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài...................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 1
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................1
4. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................................... 2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ..............................................................................2
6. Tên luận văn ..........................................................................................................2
7. Cấu trúc của luận văn ............................................................................................ 2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CHƢƠNG TRÌNH QUẢN LÝ NHU CẦU
(DSM) .............................................................................................................................. 3
1.1. KHÁI NIỆM VỀ DSM ............................................................................................. 3
1.2. CHIẾN LƢỢC CỦA DSM ....................................................................................... 3
1.2.1. Điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp với khả năng cung cấp điện một
cách kinh tế nhất ..............................................................................................................3
1.2.2. Nâng cao hiệu suất sử dụng điện của hộ tiêu thụ............................................8
1.3. KẾT LUẬN .............................................................................................................10
CHƢƠNG 2. CÁC GIẢI PHÁP VÀ HIỆU QUẢ TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG
TRONG SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM......................................................................11
2.1. MỞ ĐẦU.................................................................................................................11
2.2. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG ................................................................................... 11
2.2.1. Khái niệm và một số định nghĩa ...................................................................11
2.2.2. Thiết kế chiếu sáng ....................................................................................... 11

2.2.3. Giải pháp sử dụng năng lƣợng hiệu quả ....................................................... 13
2.3. HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ ......................................................................................... 13
2.3.1. Giải pháp điều chỉnh hệ số công suất ........................................................... 14
2.3.2. Bù công suất phản kháng ..............................................................................18
2.3.3. Xác định dung lƣợng bù................................................................................19
2.3.4. Các thiết bị bù ............................................................................................... 20
2.4. GIẢI PHÁP DÙNG BIẾN TẦN .............................................................................21
2.4.1. Nguyên lý điều chỉnh tốc độ khi thay đổi tần số ..........................................21
2.4.2. Các bộ biến tần dùng để điều chỉnh tốc độ động cơ .....................................23
2.4.3. Sự thay đổi công suất khi thay đổi tốc độ động cơ .......................................26
2.5. KẾT LUẬN .............................................................................................................30
CHƢƠNG 3. TÍNH TỐN TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG TẠI TRẠM XỬ LÝ
NƢỚC THẢI THỌ QUANG ..................................................................................... 31
3.1. MỞ ĐẦU ................................................................................................................31


3.2. TỔNG QUAN VỀ TRẠM XỬ LÝ ........................................................................31
3.2.1. Quy trình xử lý .............................................................................................. 31
3.2.2. Danh mục thiết bị .......................................................................................... 34
3.3. CÁC HỆ THỐNG VÀ THIẾT BỊ TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG ................................ 34
3.3.1. Hệ thống động cơ .......................................................................................... 34
3.3.2. Hệ thống chiếu sáng ...................................................................................... 35
3.4. TÍNH TỐN KINH TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KHI DÙNG GIẢI
PHÁP THAY THẾ LOẠI BÓNG TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO HỆ THỐNG CHIẾU
SÁNG ............................................................................................................................ 36
3.4.1. Hiện trạng.....................................................................................................36
3.4.2. Biện pháp đề xuất.......................................................................................... 36
3.4.3. Phân tích lợi ích khi thay thế cho hệ thống chiếu sáng.................................36
3.5. TÍNH TỐN KINH TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KHI DÙNG PHƢƠNG
PHÁP BÙ ...................................................................................................................... 40

3.5.1. Tính tốn kinh tế khi dùng giải pháp bù ....................................................... 40
3.6. TÍNH TỐN KINH TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA GIẢI
PHÁP SỬ DỤNG BIẾN TẦN ...................................................................................... 43
3.6.1. Các cơng thức tính tốn ................................................................................43
3.6.2. Tính toán cụ thể cho các động cơ tại trạm xử lý ...........................................45
3.6.3. Sơ đồ hệ thống biến tần điều khiển động cơ và ngun lý hoạt động ..........49
3.7. TÍNH TỐN KINH TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA GIẢI
PHÁP CHUYỂN DỊCH PHỤ TẢI ................................................................................51
3.7.1. Hiện trạng......................................................................................................51
3.7.2. Biện pháp đề xuất.......................................................................................... 52
3.7.3. Phân tích lợi ích khi thực hiện chuyển dịch phụ tải ......................................52
3.8. KẾT LUẬN ............................................................................................................52
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO


TĨM TẮT
NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG
CHO TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI THỌ QUANG
Học viên: Huỳnh Ngọc Mai
Chuyên ngành: Mạng và hệ thống điện
Mã số: 60 52 02 02
Khóa: K31
Trƣờng Đại học Bách Khoa-ĐHĐN
Tóm tắt-Một trong những giải pháp để tiết kiệm năng mà nhiều nƣớc trên thế
giới và Việt Nam đang áp dụng đó là chƣơng trình quản lý nhu cầu . Tiềm năng của nó
với các thành phần phụ tải là rất đa dạng và phong phú, với phụ tải của trạm xử lý
nƣớc thải Thọ Quang chủ yếu là các động cơ điện không đồng bộ là đối tƣợng tác
động mạnh mẽ và có hiệu quả rất lớn trong chƣơng trình quản lý nhu cầu. Dựa vào 1
số các giải pháp trong chƣơng trình quản lý nhu cầu, tác giả đã phân tích đánh giá hiệu

quả của các giải pháp khi áp dụng cho trạm xử lý nƣớc thải Thọ quang, đƣa ra kiến
nghị nhằm tiết kiệm năng lƣợng, tiết kiệm chi phí vận hành cho trạm xử lý nƣớc thải.
Từ khóa: xử lý nƣớc thải, tiết kiệm năng lƣợng,DSM, biến tần.
RESEARCH AND CALCULATION OF ENERGY SAVING SOLUTIONS
FOR THO QUANG WASTE WATER TREATMENT STATION
Abstract - One of the solutions for saving energy that many countries in the
world and Vietnam are applying is the Energy demand management program. The
potential of this program with additional charge components is varied and plentiful.
For additional charges of Tho Quang wastewater treatment plant, they are mainly
asynchronous electric motors affected powerfully and effectively in the Energy
demand management program. Based on a number of solutions in the Energy demand
management program, the author analyzed and evaluated the effectiveness of the
solutions when it is applied to the waste water treatment plant and from that, proposed
to save energy, save cost for operation of wastewater treatment station.
Key words: Waste water treatment, energy saving, DSM, inverter


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BT
CSPK
DSM
ĐC
ĐNTK
HSCS
HTĐ
KĐB
SSM
XLNT
TBA
TKNL

TOU
VNĐ

: Biến tần
: Công suất phản kháng
: Demand Side Management ( quản lý nhu cầu)
: Động cơ
: Điện năng tiết kiệm
: Hệ số công suất
: Hệ thống điện
: Không đồng bộ
: Supply Side Management (Quản lý nguồn cung cấp)
: Xử lý nƣớc thải
: Trạm biến áp
: Tiết kiệm năng lƣợng
: Time of use
: Đồng Việt Nam


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng
2.1.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.

3.8.
3.9.
3.10.
3.11.
3.13.
3.14.
3.15.

Tên bảng
Suất tổn thất công suất tác dụng của các loại thiết bị bù
Tình hình tiêu thụ công suất năm 2016 của trạm XLNT
Danh mục thiết bị chiếu sáng
Danh mục động cơ điện
Bảng danh mục động cơ tại trạm bơm trung chuyển SPS 2
Danh mục đèn chiếu sáng cho nhà máy
Thông số kỹ thuật của các loại bóng
Chi phí đầu tƣ đèn TUBE LED 01 120/20W
Hiệu quả đầu tƣ đèn tube led 01 120/20W
Chi phí đầu tƣ đèn led D CSD01L/35W
Hiệu quả đầu tƣ đèn led D CSD01L/35W
Tổng hợp tính tốn lắp đặt bộ tụ bù cho trạm xử lý.
Danh mục động cơ phải dùng giải pháp biến tần
Tổng hợp tính tốn lắp đặt bộ biến tần cho bơm bể điều hịa
Tổng hợp tính tốn lắp đặt bộ biến tần cho bơm tuần hoàn

Trang
21
33
34
34

35
35
37
38
38
39
40
42
45
47
49


DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hiệu
hình
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
3.1.

3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.

Tên hình
Nhà máy điện gió
Nhà máy điện năng lƣợng mặt trời
Nhà máy điện từ sóng biển
Nhà máy điện thủy triều Sihwa- Hàn Quốc
Nhà máy điện sinh khối
Các khu vực tiết kiệm năng lƣợng
Sơ đồ nguyên lý bộ biến tần trực tiếp
Sơ đồ bộ biến tần có khâu trung gian một chiều
Biểu đồ quan hệ giữa tố độ và lƣu lƣợng
Biểu đồ quan hệ giữa tốc độ và áp suất
Biểu đồ quan hệ giữa tốc độ và công suất
Giản đồ thay đổi công suất khi thay đổi lƣu lƣợng
Quy trình dây chuyền xử lý nƣớc thải
Biểu đồ tiêu thụ điện năng của trạm xử lý nƣớc thải
Bóng đèn TUBE LED 01 120/20W
Đèn led D CSD01L/35W
Biến tần Siemens Micromaster 430, 380V-7.5KW
Sơ đồ điều khiển bơm

Trang
5
5
6

6
7
9
23
25
27
28
28
29
32
33
37
39
46
50


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nƣớc, năng lƣợng nói chung
và năng lƣợng điện nói riêng ln đóng một vai trò then chốt và ảnh hƣởng đến mọi
lĩnh vực của cuộc sống. Các nguồn nhiên liệu hóa thạch nhƣ dầu thơ, than đá, khí tự
nhiên cũng đang cạn dần. Do vậy việc sử dụng năng lƣợng tiết kiệm và hiệu quả là ƣu
tiên quan trọng trong chính sách năng lƣợng quốc gia.
Một trong những giải pháp để tiết kiệm năng lƣợng nói chung và năng lƣợng
điện nói riêng mà nhiều nƣớc trên thế giới và Việt Nam đang áp dụng đó là chƣơng
trình quản lý nhu cầu ( Demand Side Managent gọi tắt là DSM). Tiềm năng của DSM
với các thành phần phụ tải là rất đa dạng và phong phú, với phụ tải công nghiệp chủ

yếu là các động cơ điện không đồng bộ là đối tƣợng tác động mạnh mẽ và có hiệu quả
rất lớn trong chƣơng trình quản lý nhu cầu. Động cơ khơng đồng bộ có cấu tạo đơn
giản, dải công suất rộng, dễ sử dụng, bảo dƣỡng sữa chữa nên đƣợc dùng nhiều trong
thực tế. Tuy nhiên việc lựa chọn và sử dụng động cơ khơng đồng bộ sao cho hiệu quả
tránh lãng phí khơng phải là điều đơn giản. Do đó việc sử dụng hiệu quả động cơ
khơng đồng bộ sẽ góp phần tiết kiệm điện cho nhà máy, xí nghiệp.
Trạm xử lý nƣớc thải Thọ Quang là 1 trong 5 trạm xử lý nƣớc thải trực thuộc
Cơng ty Thốt Nƣớc và xử lý nƣớc thải Đà Nẵng. Có chức năng xử lý tồn bộ nƣớc
thải trong khu công nghiệp chế biến thủy sản Thọ Quang với công suất thiết kế 2000
m3/ngày đêm . Phụ tải điện chủ yếu của trạm xử lý chủ yếu là động cơ không đồng bộ
3 pha dùng để bơm nƣớc và cấp khí cho hệ thống xử lý nƣớc thải. Các động cơ điện
khơng có hệ thống điều khiển điều chỉnh tốc độ hầu hết đều hoạt động ở chế độ định
mức. Mỗi năm chi phí tiền điện khoảng 1,2 tỉ đồng chiếm gần 30% so với tổng doanh
thu. Việc sử dụng điện chƣa thực sự hiệu quả tại một số khâu xử lý, động cơ lắp đặt
chƣa phù hợp với nhu cầu tải thực tế. Chính vì vậy tơi thực hiện đề tài: Nghiên cứu,
tính tốn các giải pháp tiết kiệm điện năng cho trạm xử lý nƣớc thải Thọ Quang.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu các giải pháp quản lý điện năng, giải pháp sử dụng điện năng tính
tốn đề ra giải pháp tiết kiệm điện nhằm mang lại hiệu giảm thiểu chi phí sản xuất,
nâng cao lợi nhuận cho công ty.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu: Khảo sát nghiên cứu đƣa ra các giải pháp kỹ thuật và
quản lý năng lƣợng nhằm sử dụng năng lƣợng tiết kiệm và hiệu quả cho Trạm xử lý
nƣớc thải Thọ Quang.


2
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu dây chuyền công nghệ của trạm xử lý.
Khảo sát thực trạng sử dụng năng lƣợng và nghiên cứu các giải pháp sử dụng
năng lƣợng tiết kiệm hiệu quả.

4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết với nghiên cứu thực nghiệm.
Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu sách, báo, chuyên đề khoa học về
tiết kiệm năng lƣợng, giáo trình.
Nghiên cứu thực nghiệm: Áp dụng các lý thuyết đã nghiên cứu để tính tốn cho
trạm xử lý nƣớc thải Thọ Quang.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học: Góp phần phát triển các ứng dụng của các thiết bị điều khiển
thơng minh vào quy trình xử lý nƣớc thải, tự động hóa trạm xử lý, ổn định chất lƣợng
nƣớc thải sau xử lý của trạm xử lý nƣớc thải. Trên cơ sở đó có thể áp dụng cho các
trạm xử lý nƣớc thải khác trong công ty cũng nhƣ các trạm xử lý ngồi cơng ty.
Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu các giải pháp sử dụng năng lƣợng hiệu quả đối
với các phụ tải điện, qua đó tiết kiệm đƣợc điện năng, giảm chi phí sản xuất của trạm
xử lý, góp phần cải tạo mơi trƣờng.
6. Tên luận văn
Căn cứ theo đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu, mục tiêu và nhiệm vụ nghiên
cứu, luận văn đƣợc đặt tên là: “nghiên cứu, tính tốn các giải pháp tiết kiệm điện
năng cho Trạm xử lý nước thải Thọ Quang”.
7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận thì gồm có 3 chƣơng:
Chƣơng 1: Tổng quan về chƣơng trình quản lý nhu cầu (DSM)
Chƣơng 2: Các giải pháp và hiệu quả tiết kiệm điện năng trong sản xuất ở Việt
Nam.
Chƣơng 3: Tính tốn tiết kiệm năng lƣợng tại trạm xử lý nƣớc thải Thọ Quang.


3

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CHƢƠNG TRÌNH QUẢN LÝ NHU CẦU (DSM)

1.1. KHÁI NIỆM VỀ DSM
Chƣơng trình quản lý nhu cầu gọi tắt là DSM.
DSM là một hợp tác giải pháp kỹ thuật – Công nghệ- Kinh tế- Xã hội- nhằm sử
dụng điện năng một cách hiệu quả và tiết kiệm. DSM nằm trong chƣơng trình tổng thể
quản lý nguồn cung cấp (SSM- Supply Side Management).
Trong những năm trƣớc đây, để thõa mãn nhu cầu sử dụng ngày càng tăng của
phụ tải ngƣời ta quan tâm đến đầu tƣ khai thác và xây dựng các nhà máy điện mới. Giờ
đây, do sự phát triển quá nhanh của nhu cầu dùng điện, lƣợng vốn đầu tƣ cho ngành
điện trở thành gánh nặng cho các quốc gia. Lƣợng than, dầu, khí đốt dùng trong các
nhà máy nhiệt điện ngày một lớn kèm theo sự ô nhiễm môi trƣờng ngày càng nghiêm
trọng, dẫn đến DSM đƣợc xem nhƣ một nguồn cung cấp điện rẻ và sạch nhất, bởi vì
DSM giúp chúng ta giảm nhẹ vốn đầu tƣ xây dựng các nhà máy điện mới, tiết kiệm tài
nguyên, giảm bớt sự ô nhiễm môi trƣờng. Khơng chỉ vậy , nhờ DSM ngƣời tiêu dùng
có thể đƣợc cung cấp điện năng với giá rẻ và chất lƣợng cao hơn. Thực tế, kết quả thực
hiện DSM tại các nƣớc trên thế giới đã đƣa ra kết luận là DSM có thể giảm trên 10%
nhu cầu dùng điện với mức chi phí vào khoảng (0,3 ÷ 0,5) chi phí cần thiết để xây
dựng nguồn và lƣới để đáp ứng lƣợng điện năng tƣơng ứng. Nhờ đó, DSM mang lại
lợi ích về mặt kinh tế cũng nhƣ mơi trƣờng cho quốc gia, ngành điện và cho khách
hàng.
DSM đƣợc xây dựng dựa vào hai chiến lƣợc chủ yếu là: điều khiển nhu cầu
dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh tế nhất và nâng cao hiệu
suất sử dụng năng lƣợng của các hộ dùng điện để giảm điện năng tiêu thụ
1.2. CHIẾN LƢỢC CỦA DSM
1.2.1. Điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp với khả năng cung cấp điện
một cách kinh tế nhất
Các giải pháp chủ yếu của chiến lƣợc này bao gồm: Điều khiển trực tiếp dịng
điện, tích trữ năng lƣợng, sử dụng các nguồn năng lƣợng mới,
1.2.1.1. Điều khiển trực tiếp dòng điện
Mục tiêu chính là thay đổi hình dáng đồ thị phụ tải, điều hòa nhu cầu tối đa và
tối thiểu hằng ngày của năng lƣợng điện để sử dụng có hiệu quả nhất các nguồn năng

lƣợng để giải tỏa nhu cầu xây dựng thêm các nhà máy sản xuất điện mới.
a) Cắt giảm đỉnh: là giảm phụ tải của hệ thống trong thời gian cao điểm. Điều
này có thể làm chậm lại nhu cầu tăng công suất phát. Hiệu quả là giảm điện năng tiêu


4
thụ và phụ tải đỉnh. Biện pháp thực hiện thông thƣờng nhất là công ty điện trực tiếp
điều khiển các thiết bị sử dụng cuối cùng của khách hàng.
b) Lấp thấp điểm: là tăng thêm các phụ tải vào thời gian thấp điểm. Biện pháp
này đặc biệt tốt khi chi trả dần dài hạn nhỏ hơn giá trị điện trung bình. Biện pháp này
thƣờng áp dụng khi cơng suất thừa đƣợc vận hành bằng nhiên liệu giá thấp. Hiệu quả
là tăng tiêu thụ điện năng tổng mà không tăng công suất đỉnh. Để thực hiện cần tạo ra
các phụ tải mới mà trƣớc đây chúng vận hành bằng nhiên liệu không phải là điện nhƣ
nạp điện ban đêm cho ô tơ điện, tích năng lƣợng nhiệt…
c) Chuyển dịch phụ tải: Chuyển phụ tải từ thời gian cao điểm sang thời gian
thấp điểm. Hiệu quả là giảm công suất đỉnh nhƣng không làm thay đổi tổng điện năng
tiêu thụ. Biện pháp thực hiện là chuyển các thiết bị tích năng lƣợng sang sử dụng vào
thời gian khác với thời gian cao điểm.
d) Biện pháp bảo tồn: Giảm tiêu thụ điện nhờ việc nâng cao hiệu năng của thiết
bị dùng điện. Hiệu quả là giảm công suất đỉnh và giảm tổng điện năng tiêu thụ.
e) Tăng trƣởng dòng điện: là biện pháp tăng thêm khách hàng mới. Ví dụ mở
rộng chƣơng trình điện khí hóa nơng thơn. Hiệu quả là tăng cả công suất đỉnh và điện
năng tiêu thụ.
f) Biểu đồ phụ tải linh hoạt: làm thay đổi độ tin cậy và chất lƣợng phục vụ.
Thay vì tác động vào biểu đồ phụ tải một cách lâu dài thì cơng ty điện có phƣơng án
cắt một số phụ tải khi cần. Hiệu quả là giảm công suất đỉnh và thay đổi một ít tổng
điện năng tiêu thụ.
Mục tiêu đầu tiên trong mỗi biện pháp nêu trên là tác động vào thời gian hoặc
mức nhu cầu của khách hàng để có đƣợc biểu đồ phụ tải nhƣ mong muốn.
1.2.1.2. Tích trữ năng lượng

Đây là biện pháp tận dụng nguồn điện năng sản xuất từ những dạng nguyên liệu
rẻ tiền và dƣ thừa trong giờ thấp điểm, để đƣa vào sử dụng trong giờ cao điểm góp
phần lấp thấp điểm đồ thị phụ tải và giảm nhu cầu công suất trong giờ cao điểm. một
số dạng tích trữ năng lƣợng phổ biến nhƣ:
- Tích trữ điện một chiều bằng Ac quy
- Tích trữ cho kho trữ nhiệt (nóng và lạnh) để phục vụ cho nhu cầu điều hịa
nhiệt độ và một số cơng đoạn của q trình sản xuất.
- Tích trữ nƣớc cho nhu cầu sinh hoạt.
- Nhà máy thủy điện tích năng: tác động lớn đến DSM và là nguồn điện dự
phòng tin cậy cho hệ thống điện (HTĐ).


5
1.2.1.3. Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng mới
Nguồn năng lƣợng tái tạo, năng lƣợng mới là giải pháp ứng dụng cho các công
nghệ sử dụng năng lƣợng mới để bổ sung thay thế các dạng năng lƣợng hóa thạch.
Giải pháp này sẽ giúp gia tăng cơng suất và sản lƣợng điện, giảm ơ nhiễm mơi trƣờng,
góp phần thúc đẩy kinh tế xã hội phát triển. Một số nguồn năng lƣợng tái tạo, năng
lƣợng mới nhƣ:
- Năng lƣợng gió

-

Hình 1.1. Nhà máy điện gió
Năng lƣợng mặt trời

Hình 1.2. Nhà máy điện năng lượng mặt trời


6

-

Năng lƣợng sóng biển

Hình 1.3. Nhà máy điện từ sóng biển
-

Năng lƣợng thủy triều

Hình 1.4. Nhà máy điện thủy triều Sihwa- Hàn Quốc


7
-

Năng lƣợng sinh khối

Hình 1.5. Nhà máy điện sinh khối
1.2.1.4. Giá bán điện thay đổi
Chính sách giá điện đƣợc xem là biện pháp tài chính hiệu quả thay cho biện
pháp mệnh lệnh hành chính để điều chỉnh phƣơng thức sử dụng điện của hộ tiêu thụ.
Nhờ vậy, điện năng đƣợc sử dụng một cách có hiệu quả, tránh lãng phí đem lại lợi ích
kinh tế cho cả nhà sản xuất điện và hộ tiêu thụ điện. Nói chung biểu giá điện phải đƣợc
xét ở góc độ hiệu quả tổng thể của chƣơng trình DSM. Một số loại biểu giá đƣợc áp
dụng phổ biến hiện nay trên thế giới:
- Giá điện theo thời điểm TOU ( time of use): đây là loại biểu giá đƣợc sử
dụng khá phổ biến ở nhiều quốc gia trên thế giới để điều hòa đồ thị phụ tải với khả
năng cung cấp điện. Giá điện TOU đặc biệt mang lại hiệu quả cao khi chi phí điện
năng chiếm tỉ trọng lớn trong giá thành sản xuất sản phẩm ( đối với hộ tiêu thụ sử
dụng điện cho mục đích sản xuất), thu nhập bình qn đầu ngƣời ( đối với hộ tiêu thụ

điện cho mục đích sinh hoạt). Ở Việt Nam thông qua việc thực hiện bán điện theo 3
giá, giúp hộ dùng điện giảm chi phí tiền điện đến mức thấp nhất và nâng cao hiệu quả
vận hành của hệ thống điện. Thực hiện chƣơng trình giá điện theo thời gian, EVN đã
đẩy mạnh việc lắp đặt công tơ 3 giá cho các hộ tiêu thụ điện từ hộ cá thể đến hộ sản
xuất.
- Giá cho phép cắt trực tiếp: đây là biểu giá hiệp thƣơng để khuyến khích hộ
tiêu thụ cho phép ngành điện đƣợc cắt điện trong trƣờng hợp khẩn cấp.


8
- Giá theo công suất, điện năng sử dụng, giá theo cấp điện áp sử dụng.
- Giá cho mục tiêu đặt biệt: đây là biểu giá đƣợc áp dụng để khuyến khích hộ
tiêu thụ thực hiện một mục tiêu nào đó của ngành điện, chẳng hạn nhƣ tham gia tích
cực chƣơng trình thay thế đèn chiếu sáng tiết kiệm điện.
1.2.2. Nâng cao hiệu suất sử dụng điện của hộ tiêu thụ
Thực chất của chiến lƣợc này là đáp ứng một cách đầy đủ các nhu cầu của hộ
tiêu thụ trên cơ sở hợp lý nhất. Các nội dung chủ yếu của chiến lƣợc này là sử dụng
các thiết bị điện có hiệu suất cao và giảm thiểu sự lãng phí điện năng một cách vơ ích.
Chiến lƣợc này làm giảm điện năng tiêu thụ, nhờ đó có thể làm giảm vốn đầu tƣ phát
triển nguồn và lƣới điện đồng thời khách hàng sẽ phải trả ít tiền hơn. Ngành điện có
điều kiện nâng cấp thiết bị, chủ động trong việc đáp ứng nhu cầu của phụ tải điện,
giảm thiểu tổn thất và nâng cao chất lƣợng điện năng.
1.2.2.1. Sử dụng thiết bị điện có hiệu suất cao
Nội dung chủ yếu của giải pháp này là bỏ vốn thay thế các thiết bị, dây chuyền
cơng nghệ có hiệu năng thấp bằng thiết bị mới có hiệu năng cao hơn. Khi đó giá thành
thiết bị tuy tăng song do hiệu năng cao nên thời gian hoàn vốn nhờ tiết kiệm điện năng
khá ngắn, do đó sẽ khả thi. Ngày nay, nhờ sự tiến bộ của khoa học và công nghệ,
ngƣời ta chế tạo đƣợc nhũng thiết bị dùng điện có hiệu suất cao, tuổi thọ cao mà giá
thành tăng không đáng kể. để thực hiện giải pháp sử dụng các thiết bị có hiệu suất cao
cần chú ý một số điểm sau:

- Luôn cập nhật thông tin về công nghệ chế tạo thiết bị điện.
- Thành lập hệ thống kiểm định đánh giá chất lƣợng và hiệu suất của các thiết
bị đƣợc sản xuất và nhập khẩu.
- Thực hiện chế độ dán nhãn cho các thiết bị điện có chất lƣợng và hiệu quả sử
dụng năng lƣợng cao.
- Thông tin, tuyên truyền, đào tạo để giúp những ngƣời sử dụng điện biết cách
lựa chọn và sử dụng các thiết bị có hiệu suất cao.
- Trợ giúp khách hành chấp nhận việc sử dụng và thay thế các thiết bị đã cũ
bằng các thiết bị điện mới có hiệu năng cao hơn về kỹ thuật và vốn.
- Đƣa ra các chỉ tiêu nâng cao hiệu suất sử dụng năng lƣợng của từng loại thiết
bị dùng điện cần phấn đấu đạt trong các kế hoạch thực hiện DSM cho các nhà sản
xuất.
1.2.2.2. Giảm thiểu sựu tiêu phí năng lượng một cách vơ cơng
Hiện nay do ý thức tiết kiệm năng lƣợng chƣa thật sự đi sâu vào ý thức từng
thành viên trong cộng đồng, mặt khác do hệ thống thông tin, tuyên truyền, giáo dục,


9
đào tạo còn thiếu hoặc việc làm chƣa thật sự hiệu quả nên không phải ai cũng đều hiểu
những kiến thức cần thiết về các biện pháp tiết kiệm năng lƣợng thơng thƣờng.
Do vậy việc sử dụng năng lƣợng nói chung và điện năng nói riêng kể cả ở các
nƣớc phát triển cũng cịn lãng phí và khơng hiệu quả. Mặc dù lƣợng điện năng tiết
kiệm của từng thành viên là không lớn, tuy nhiên lƣợng điện năng tiết kiệm đƣợc của
cả một cộng đồng là không nhỏ, hơn nữa vốn đầu tƣ để thực hiện giải pháp này là
không nhiều nên hiệu quả kinh tế của giải pháp này thƣờng rất cao không chỉ với
ngành điện , với quốc gia mà ảnh hƣởng trực tiếp đến từng cá thể, từng gia đình, từng
doanh nghiệp. thể hiện qua số tiền chi trả tiền điện hàng tháng. Các biện pháp cụ thể
tiết kiệm điện năng thuộc giải pháp này chia làm 3 khu vực (hình 1.6)
TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG

Khu vực nhà ở

Khu vực cơng cộng
.

Khu vực cơng nghiệp

Hình 1.6. Các khu vực tiết kiệm năng lượng
a) Khu vực nhà ở
Sử dụng thiết bị phụ trợ nhƣ: Tự động cắt điện khi ra khỏi nhà (phòng), tự động
điều chỉnh độ sáng của đèn, tự động ngắt các bình đun nƣớc ra khỏi lƣới điện khi đủ
nhiệt hoặc không sử dụng trong thời gian dài. Sử dụng các bình đun nƣớc có lớp cách
nhiệt tốt để trành tình trạng thất thốt nhiệt ra môi trƣờng. Tận dụng ánh sáng tự nhiên
nhằm giảm thời gian làm việc của các đèn chiếu sáng. Hạn chế số lần đóng mở cửa tủ
lạnh, cửa phịng có điều hịa khơng khí, tủ đá, số lần làm việc của máy giặt bếp điện…
b) Khu vực công cộng
Trong các khu vực công cộng cần quan tâm đến khâu thiết kế cơng trình để hạn
chế tiêu tốn năng lƣợng cho hệ thống chiếu sáng, làm mát có thể cho những kết quả
đáng kể. Những quy định chung cụ thể, rõ ràng về việc sử dụng các thiết bị điện, hỗ
trợ cho cơng tác an tồn và tiết kiệm điện, việc trang bị thêm các thiết bị đóng cắt tự
động, các cảm biến ánh sáng, cảm biến nhiệt độ để tự động khống chế là cần thiết.
Ngoài ra cần lƣu tâm đến việc tận dụng những nguồn nhiệt thừa vào mục đích gia
nhiệt.


10
c) Khu vực công nghiệp
Các biện pháp làm giảm sự lãng phí năng lƣợng trong khu vực này khá đa dạng
và thƣờng cho hiệu suất cao, cần chú ý các điểm sau:
- Thiết kế và xây dựng nhà xƣởng hợp lý.

- Tối ƣu hóa các quy trình sản xuất.
- Bù hệ số công suất cosφ
- Dùng biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ theo yêu cầu của tải.
- Thiết kế vận hành kinh tế cho các trạm biến áp.
- Hệ thống chiếu sáng: sử dụng cảm biến ánh sáng để đóng ngắt hệ thống chiếu
sáng. Dùng chao đèn có hiệu suất cao, cải thiện thơng số phịng, tận dụng ánh sáng tự
nhiên, thƣờng xuyên bảo dƣỡng hệ thống chiếu sáng.
- Với các động cơ điện: Áp dụng các giải pháp sử dụng hiệu quả đối với động
cơ.
1.3. KẾT LUẬN
Trong chƣơng 1 đã trình bày những khái niêm cơ bản về DSM và hai chiến
lƣợc chủ yếu của DSM, đó là điều khiển nhu cầu dùng điện phù hợp với khả năng
cung cấp điện một cách kinh tế nhất và nâng cao hiệu suất sử dụng năng lƣợng để
giảm điện năng tiêu thụ.


11

CHƢƠNG 2
CÁC GIẢI PHÁP VÀ HIỆU QUẢ TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG
TRONG SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM
2.1. MỞ ĐẦU
Trong chƣơng 1 đã phân tích các giải pháp tiết kiệm năng lƣợng hiệu quả, trong
chƣơng này sẽ đi sâu phân tích hai giải pháp chính đó là: giải pháp tiết kiệm năng
lƣợng cho hệ thống chiếu sáng và giải pháp tiết kiệm điện năng cho động cơ không
đồng bộ bằng phƣơng pháp điều chỉnh hệ số công suất (HSCS) kết hợp với điều chỉnh
tốc độ động cơ bằng biến tần (BT).
2.2. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
2.2.1. Khái niệm và một số định nghĩa
2.2.1.1. Ánh sáng

Ánh sáng là từ phổ thông dùng để các bức xạ điện từ có bƣớc sóng nằm trong
vùng quang phổ nhìn thấy đƣợc bằng mắt thƣờng của con ngƣời ( tức khoảng 380 ÷
700 nm). Giống nhƣ mọi bức xạ điện từ, ánh sáng có thể đƣợc mơ tả nhƣ những đợt
sóng hạt chuyển động gọi là photon. Ánh sáng do mặt trời tạo ra gọi là ánh nắng ( hay
còn gọi là ánh sáng trắng bao gồm nhiều ánh sáng đơn sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến
tím).
2.2.1.2. Độ rọi E
Độ rọi là quang thơng chiếu tới một đơn vị diện tích bề mặt.
Đơn vị : lux (lx). 1lux = 1 lm/m2
2.2.1.3. Quang thông Φ
Quang thông là đại lƣợng trắc quang cho biết công suất bức xạ của chùm ánh
sáng phát ra từ một nguồn phát sáng điểm.
Đơn vị là lumen (lm)
Lumen là quang thông bắt nguồn từ điểm sáng mà cƣờng độ là 1 candel và đi
qua điện tích là 1 m2 nằm trên quả cầu có bán kính 1m mà tâm là điểm sáng.
2.2.1.4. Hiệu quả ánh sáng
So sánh những khác biệt của nguồn sáng, ngƣời ta tính tốn số lƣợng lm nhận
đƣợc đối với 1 đơn vị công suất điện mà nguồn sáng là 1W
2.2.2. Thiết kế chiếu sáng
Hai yêu cầu của một thiết kế chiếu sáng đó là độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng
đối với thị giác của ngƣời. Ngoài ra chúng ta còn quan tâm đến màu sắc ánh sáng, lựa
chọn các chao chụp đèn, sự bố trí ánh sáng vừa đảm bảo tính kinh tế, kỹ thuật mà cịn
vừa phải đảm bảo mỹ quan. Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:


12
-

Khơng lóa mắt

-

Khơng lóa do phản xạ ánh sáng

-

Khơng có bóng tối
Độ rọi yêu cầu phải đồng đều
Phải tạo đƣợc ánh sáng giống nhƣ ban ngày

Muốn thiết kế chiếu sáng cần có những dữ liệu đầu vào nhƣ sau:
- Mặt bằng của xí nghiệp, phân xƣởng, vị trí máy đặt trên mặt bằng phân
xƣởng
-

Mặt bằng và mặt cắt của nhà xƣởng để xác định vị trí treo đèn
Những đặc điểm của q trình cơng nghệ

-

Số liệu về nguồn điện và nguồn vật tƣ

2.2.2.1. Phương pháp tính tốn chiếu sáng
Quang thơng của mỗi bóng đèn:
F

E.S .k .Z
n.K Sd

(2.1)

Z

Etb
Emin

(2.2)

Trong đó:
E: Độ rọi
S: Diện tích cần chiếu
K: Hệ số dự trữ
N: số bóng đèn
KSđ: hệ số sử dụng của đèn
Z: hệ số tính tốn

Để tìm hệ số sử dụng ta phải tính chỉ số phòng φ


a.b
H ( a  b)

a,b: chiều dài và chiều rộng của phòng
H: khoảng cách từ đèn đến mặt cơng tác
2.2.2.2. Bố trí đèn
Tỉ số tốt nhất:

L
= 1,4÷1,6
hc

L: khoảng cách nhỏ nhất các đèn
hc: khoảng cách từ đèn đến trần

(2.3)


13
2.2.3. Giải pháp sử dụng năng lƣợng hiệu quả
2.2.3.1. Sử dụng nguồn sáng hợp lý
Các loại đèn hiện nay khá đa dạng về chủng loại, không phải loại nào cũng có
thể sử dụng cho hình thức chiếu sáng nhất định. Do vậy tùy theo đối tƣợng mà cần lựa
chọn nguồn sáng cho hợp lý.
2.2.3.2. Lựa chọn chủng loại chiếu sáng phù hợp
Mỗi loại đèn đƣợc thiết kế và chế tạo với một mục đích sử dụng nhất định, phù
hợp với chác phân bố ánh sáng của đèn. Việc sử dụng không đúng chủng loại đèn sẽ
làm ảnh hƣởng đến hiệu quả của hệ thống chiếu sáng, tăng chi phí điện năng tiêu thụ
và có thể tăng cả chi phí đầu tƣ ban đầu. Xu thế phát triển của công nghệ chiếu sáng
đang thay đổi rất nhanh. Các nhà sản xuất tung ra thị trƣờng nhiều loại đèn và liên tục
cải tiến kỹ thuật cho chúng, các loại đèn cũ dần dần nhƣờng chỗ cho các loại đèn mới
tân tiến hơn phù hợp với nhu cầu thực tế hơn.
2.2.3.3. Điều khiển và vận hành hợp lý hệ thống chiếu sáng
Trong giai đoạn đầu của công nghệ chiếu sáng, việc vận hành hệ thống chiếu
sáng hoàn toàn do con ngƣời đảm nhiệm. Do những chủ quan nhất định mà hệ thống
chiếu sáng đƣợc khai thác với hiệu suất thấp và gây lãng phí lớn so với thiết kế tính
tốn ban đầu.
Việc sử dụng các cảm biến ánh sáng để lấy tín hiệu từ việc thay đổi độ sáng tại
khu vực cần chiếu sáng để điều khiển cho hệ thống chiếu sáng giúp nâng cao hiệu quả
vận hành. Những hệ thống chiếu sáng có điều khiển thuộc loại điều khiển tập trung,
chúng giúp giảm thiểu sự lãng phí năng lƣợng. Bên cạnh đó cách phƣơng pháp vận

hành hợp lý hệ thống cũng góp phần không nhỏ trong việc tiết kiệm điện năng cho hệ
thống chiếu sáng.
2.2.3.4. Áp dụng một số công nghệ mới
Hiện nay thiết bị và cơng nghệ chiếu sáng đang có những tiến bộ rất lớn nhờ sự
hoàn thiện về vật liệu (đèn led), ứng dụng các kỹ thuật điều khiển trong tự động hóa
vào hệ thống chiếu sáng cũng góp phần tăng khả năng tiết kiệm năng lƣợng…
2.3. HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ
Phụ tải tiêu thụ điện trong các xi nghiệp nhà máy thì phần lớn là các động cơ
điện. Để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của dây chuyền sản xuất ta cần quan tâm đến các
thông số cơ bản của động cơ nhƣ hiệu suất, hệ số công suất cosφ, tốc độ động cơ và
tốc độ của dây chuyền sản xuất yêu cầu khi có sự thay đổi về tải, từ đó ta đƣa ra các
giải pháp tiết kiệm năng lƣợng hiệu quả hợp lý.


14
2.3.1. Giải pháp điều chỉnh hệ số công suất
Hệ số công suất cosφ là một chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý
và tiết kiệm hay không, việc tiết kiệm điện năng và nâng cao hệ số công suất cosφ là
chủ trƣơng lâu dài, gắn liền với việc phát huy hiệu quả trong quá trình sản xuất, phân
phối và sử dụng điện năng. Tuy nhiên, trong khi thực hiện các biện pháp tiết kiệm điện
năng và nâng cao hệ số cosφ chúng ta cần lƣu ý một số điểm sau để không làm ảnh
hƣởng xấu đến điều kiện làm việc bình thƣờng của xí nghiệp.
2.3.1.1. Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số cosφ
Các hộ dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng (CSTD) P và công suất phản
kháng (CSPK) Q, những thiết bị tiêu thụ nhiều CSPK là:
- Động cơ không đồng bộ (KĐB) tiêu thụ khoảng (60÷ 65)% tổng CSPK của
mạng
- Máy biến áp tiêu thụ khoảng (20÷25)%.
- Đƣờng dây trên khơng, điện kháng và các thiết bị điện khác tiêu thụ khoảng
10%.

Công suất tác dụng P là công suất đƣợc biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng
trong các máy dùng điện, đó là cơng suất hữu ích. Cịn CSPK Q là cơng suất từ hóa
trong các máy điện xoay chiều, nó khơng sinh ra cơng. Q trình trao đổi cơng suất
phản kháng giữa máy phát điện và hộ dùng điện là một q trình dao động. trong mỗi
chu kỳ của dịng điện thì CSPK đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của Q trong nữa chu
kỳ của dòng điện là bằng không. Cho nên việc tạo ra công suất phản kháng không làm
tiêu tốn năng lƣợng của động cơ sơ cấp kéo máy phát điện. Mặt khác, công suất phản
kháng cấp cho hộ tiêu thụ điện không nhất thiết là phải lấy từ nguồn phát điện ( máy
phát điện). để tránh truyền tải một lƣợng lớn công suất phản kháng trên đƣờng dây dẫn
điện, ngƣời ta đặt gần các hộ tiêu thụ điện các máy phát cơng suất phản kháng, đó là
các tụ điện hoặc các máy bù đồng bộ. Các thiết bị này cung cấp trực tiếp công suất
phản kháng cho phụ tải. Cách làm nhƣ vậy gọi là bù cơng suất phản kháng. Khi bù
cơng suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dịng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi,
hệ số cosφ của mạch đƣợc nâng cao.
Quan hệ giữa P,Q và góc φ:
φ = arctg
Khi P khơng đổi, nhờ có bù cơng suất phản kháng, lƣợng Q truyền tải trên
đƣờng dây giảm xuống do đó góc φ giảm làm cho cos φ tăng lên. Hệ số cos φ đƣợc
nâng lên sẽ đƣa đến những hiệu quả sau:
- Giảm đƣợc công suất tổn thất trong mạng điện


15
Cơng suất tổn thất trên đƣờng dây đƣợc tính nhƣ sau:
P 

P2  Q2
P2
Q2
.

R

.
R

.R  P( P )  P( Q )
U2
U2
U2

(2.4)

Khi giảm Q truyền tải trên đƣờng dây, ta giảm đƣợc thành phần tổn thất công
suất ΔP do Q gây ra.
- Giảm đƣợc tổn thất điện áp trong mạng điện
Tổn thất đƣợc tính nhƣ sau:
P 

P.R  Q. X
P.R
Q. X


 U ( P )  U ( Q )
U
U
U

(2.5)

Khi giảm Q truyền tải trên đƣờng dây, ta giảm đƣợc thành phần tổn thất điện áp
ΔU(Q) do Q gây ra.
- Tăng khả năng truyển tải của đƣờng dây và máy biến áp
Khả năng truyền tải của đƣờng dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện
phát nóng, tức là phụ thuộc vào dịng điện cho phép của nó dịng điện chạy trên đƣờng
dây và trong máy biến áp đƣợc tính nhƣ sau:
I

P2  Q2
3.U

(2.6)

Từ biểu thức (2.6) cho thấy với cùng một tình trạng phát nóng của đƣờng dây
và máy biến áp( tức I= const) chúng ta có thể tăng khả năng truyền tải công suất tác
dụng P bằng cách giảm công suất phản kháng Q mà chúng phải tải đi.
Ngồi việc nâng cao hệ số cosφ cịn đƣa đến hiệu quả là giảm chi phí kim loại
màu, góp phần ổn định điện áp, tăng khả năng phát điện của máy phát điện vv…
Nhƣ vậy nâng cao hệ số cosφ, bù công suất phản kháng là vấn đề quan trọng
phải đƣợc đặc biệt quan tâm khi thiết kế và vận hành một hệ thống cung cấp điện.
2.3.1.2. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ được chia làm hai
nhóm chính
Nhóm nâng cao hệ số cơng suất cosφ tự nhiên (khơng dùng thiết bị bù) và nhóm
các biện pháp nâng cao hệ số cosφ bằng cách bù công suất phản kháng.
a) Nâng cao hệ số cosφ tự nhiên
Nâng cao hệ số cosφ tự nhiên là các biện pháp để các hộ dùng điện giảm bớt
lƣợng công suất phản kháng Q tiêu thụ nhƣ:
- Áp dụng các quy trình công nghệ tiên tiến: thay đổi và cải tiến quy trình
cơng nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lý nhất.
- Sử dụng hợp lý các thiết bị điện: thay thế động cơ không đồng bộ làm việc

non tải bằng các động cơ có cơng suất nhỏ hơn, phù hợp với tải.
Khi làm việc động cơ không đồng bộ tiêu thụ lƣợng công suất phản kháng:


16
2
Q  Q0  (Qdm  Q0 )k pt

(2.7)

Trong đó:
+ Q0 là công suất phản kháng lúc động cơ làm không tải.
+ Qdm là công suất phản kháng lúc động cơ làm việc định mức.
+ kpt là hệ số phụ tải
Cơng suất Q0 thƣờng chiếm khoảng 60÷70% cơng suất phản kháng định mức
Qdm.
Hệ số công suất của động cơ đƣợc tính theo cơng thức sau:
cos =

P

S

1
1

2
Q0  (Qdm  Q0 )k pt

(2.8)

Pdm .K pt

Từ công thức trên ta thấy nếu động cơ làm việc non tải (kpt bé) thì cosφ sẽ thấp.
thay thế động cơ làm việc non tải bằng động cơ nhỏ hơn ta tăng hệ số phụ tải kpt do đó
nâng cao cosφ của động cơ. Việc thay thế động cơ phải dựa trên điều kiện về kinh tế
kỹ thuật, việc thay thế phải làm giảm đƣợc tổn thất cơng suất tác dụng trong mạng và
động cơ, vì có nhƣ vậy việc thay thế mới có lợi, ác tính tốn cho thấy:
- Nếu kpt < 0,45 thì việc thay thế bao giờ cũng có lợi.
- Nếu 0,45 < kpt < 0,7 thì phải so sánh kinh tế kỹ thuật mới xác định tính hiệu
quả của việc thay thế.
Ngồi ra việc thay thế phải đảm bảo nhiệt độ làm việc của động cơ phải nhỏ
hơn nhiệt độ cho phép, đảm bảo điều kiện mở máy và vùng làm việc ổn định của động
cơ.
 Giảm điện áp của những động cơ làm việc non tải
Công suất phản kháng mà động cơ khơng đồng bộ tiêu thụ đƣợc tính nhƣ sau:
U2
Qk
fV
M

(2.9)

Trong đó:
k : hệ số và U là điện áp trên cực động cơ
M : là hệ số dẫn từ
F : tần số của dịng điện
V : Thể tích mạch từ
Từ (2.9) ta thấy công suất phản kháng Q tỉ lệ với bình phƣơng điện áp U. Vì
vậy nếu giảm đƣợc điện áp U thì giảm đƣợc Q do đó hệ số cosφ của động cơ đƣợc

nâng lên.