PHÂN PHỐI THIẾT BỊ BÙ TRONG MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP

Tụ bù là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện (điện môi), tụ có tác dụng tích và phóng điện trong mạch điện. phân phối thiết bị bù trong mạng điện xí nghiệp là biện pháp giải bài toán kinh tế.

 

– Đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ bù ở một hiệu điện thế nhất định gọi là điện dung của tụ bù. Nó được xác định bằng thương số giữa điện tích của tụ bù và hiệu điện thế giữa hai bản của nó (C=Q/U).

– Việc phân phối thiết bị bù trong mạng điện xí nghiệp tìm được bằng cách giải bài toán kinh tế. Trong hệ thống điện, tụ bù được sử dụng với mục đích bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cosφ (cos phi) nhằm đảm bảo hiệu quả hoạt động của lưới điện và tránh bị phạt tiền theo quy định của ngành Điện lực. Do đó lắp tụ bù sẽ giảm được một khoản đáng kể tiền điện hàng tháng (giảm vài chục % tùy theo từng đơn vị).

– Tụ bù là thành phần chính trong Tủ điện bù công suất phản kháng bên cạnh các thiết bị khác để đảm bảo hệ thống bù hoạt động thông minh, ổn định và an toàn như: Bộ điều khiển tụ bù, Thiết bị đóng cắt, bảo vệ, Cuộn kháng lọc sóng hài, Thiết bị đo, hiển thị,…

Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT:

Nhu cầu dùng điện ngày một cao -> Ngày càng phải tận dụng hết khả năng của nhà máy điện. Việc sử dụng phải hết sức tiết kiệm, sử dụng hợp lý TB. điện, giảm tổn thất điện năng đến mức nhỏ nhất, phấn đấu để kWh điện năng ngày càng làm ra nhiều sản phẩm.

Toàn bộ hệ thống CCĐ. có đến 10+15% năng lượng điện bị tổn thất qua khâu truyền tải và phân phối, trong đó mạng xí nghiệp chiếm khoảng 60% lượng tổn thất đó. Vì vậy việc sử dụng hợp lý và khai thác hiệu quả TB. điện có thể đem lại lợi ích to lớn.

HOTLINE: 0888 92 1188

1. Bản chất của hệ số công suất:

– Trong mạng điện tồn tại hai loại công suất.

+ Công suất tác dụng: P_ “Đặc trưng cho sự sinh ra công liên quan đến quá trình động lực. gây ra moment qua cho các động cơ. Một phần nhỏ bù vào các tổn hao do phát nóng dây dẫn, lõi thép…Ở nguồn P trực tiếp liên quan đến tiêu hao năng lượng đầu vào như than, hơi nước, lượng nước…P là quá trình chuyển hóa năng lượng.

+ Công suất phản kháng: Q ngược lại không sinh ra công. Nó đặc trưng cho quá trình tích phóng năng lượng giữa nguồn và tải, nó liên quan đến quá trình từ hóa lõi thép BA., động cơ, gây biến đổi từ thông để tạo ra sđđ phía thứ cấp. Nó đặc trưng cho khâu tổn thất từ tản trong mạng. Ở nguồn nó liên quan đến sđđ của máy phát (liên quan đến dòng kích từ máy phát). Như vậy để chuyển hóa được P cần phải có hiện diện Q. Giữa P và Q có liên quan trực tiếp với nhau, đặc trưng là hệ số công suất. 

– Như vậy S đặc trưng cho công suất thiết kế của TB. điện – việc tăng giảm P, Q không tùy tiện được. Vậy cùng một công suất S (cố định) nếu có Cosφ càng lớn ( tức là φ càng nhỏ) tức là công suất tác dụng càng lớn, lúc đó người ta nói TB. được khai thác tốt hơn. Như vậy với từng TB. nếu có Cosφ càng lớn thì lượng Q càng ít. Đứng về phương diện truyền tải nếu lượng Q (đòi hỏi từ nguồn)  càng giảm thì sẽ giảm lượng tổn thất.

Vì vậy việc nâng cao hệ số Cosφ  cũng đồng nghĩa với  việc giảm đòi hỏi về Q ở các hộ phụ tải.

2. Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số Cosφ: 

– Giảm tổn thất công suất và điện năng trên tất cả các phần tử (đường dây và BA.)

– Làm giảm tổn thất điện áp trong các phần tử của mạng.

– Tăng khả năng truyền tải của các phần tử

– Trong khi công suất tác dụng là một đại lượng xác định công suất đã làm ra hay năng lượng đã truyền tải đi trong 1 đơn vị thời gian, thì công suất S và Q không xác định công đã làm hay năng lượng đã truyền tải đi trong 1 đơn vị thời gian ( quá trình trao đổi công suất phản kháng trong máy phát điện và hộ tiêu thụ là một quá trình giao động. Mỗi chu kỳ p(t) đổi chiều 4 lần giá trị trung bình trong chu kỳ là bằng  không).

– Trong kỹ thuật điện năng ta cũng quy ước cho công suất phản kháng 1 ý nghĩa tương tự và coi nó là công suất phát ra, tiêu thụ hoặc truyền tải một đại lượng quy ước gọi là năng lượng phản kháng. 

– Như vậy trong  trong mạng điện ta sẽ coi những phụ tải phản kháng với Q>0 là một phụ tải tiêu thụ công suất phản kháng. Còn những phụ tải dung khác với Q<0 là nguồn phát ra công suất phản kháng.

– Trong xí nghiệp công suất phản kháng phân bố như sau;

+ 60 ÷ 65 % ở các động cơ đồng bộ.

+ 20 ÷ 25 % ở các máy biến áp

+ 10 ÷ 20 % ở các thiết bị khác

– Như vậy ta thấy rằng phụ tải công nghiệp đều mang tính chất điện cảm (tức tiêu thụ công suất phản kháng). Xuất phát từ bản chất của công suất phản kháng như vậy ta thấy rằng có thể tạo ra công suất phản kháng trong mạng điện mà không đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của máy sơ cấp, qua máy phát.

– Vậy để tránh truyền tải 1 lượng Q khá lớn trên đường dây người ta đặt gần các hộ tiêu thụ những máy sinh ra Q (Tụ hoặc máy bù đồng bộ). Việc làm như vậy gọi là bù công suất phản kháng. 

HOTLINE: 0888 92 1188

CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT:

– Thực chất của việc nâng cao hệ số công suất là nhằm giảm lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây của mạng. 

+ Nâng cao hệ số Cosφ tự nhiên: (biện pháp tự nhiên) đây là nhóm phương pháp bằng cách vận hành hợp lý các TB. dùng điện nhằm giảm lượng Q đòi hỏi từ nguồn.

+ Nâng cao hệ số công suất bằng cách đạt TB bù: (không yêu cầu giảm lượng Q đòi hỏi từ TB. dùng điện mà CCQ tại các hộ dùng điện nhằm giảm lượng Q phải truyền tải trên đường dây.

1. Nhóm các phương pháp tự nhiên: 

– Thay những động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng những động cơ có công suất nhỏ hơn: Khi làm việc bình thường động cơ tiêu thụ một lượng công suất phản kháng.

– Giảm biến áp đặt vào ĐC thường xuyên làm việc non tải:  Biện pháp này thực hiện khi không có điều kiện thay ĐC có công suất nhỏ hơn. Ta biết rằng công suất phản kháng đòi hỏi từ 1 ĐC không đồng bộ.

– Hạn chế ĐC không đồng bộ chạy không tải hoặc non tải: Đa số các động cơ máy công cụ khi làm việc có nhiều thời gian chạy không tải xen lẫn giữa thời gian mang tải. Nhiều khi thời gian chạy không tải chiếm tới 50-60% thời gian làm việc. Nếu thời gian ĐC . chạy không tải được cắt ra sẽ tránh được tổn thất. Tuy nhiên trong quá trình đóng cắt ĐC cũng sinh ra tổn hao mở máy.

+ Vận động công nhân thao tác hợp lý để hạn chế đến mức thấp nhất thời gian chạy không tải 

+ Đặt bộ hạn chế không tải.

– Dùng động cơ đồng bộ thay cho động cơ không đồng bộ: Ở những nơi quy trình công nghệ cho phép máy móc công suất lớn không yêu cầu điều chỉnh tốc độ như máy bơm, quạt gió, máy nén khí…việc thay thế sẽ có ưu điểm.

+ Hệ số công suất cao hơn, khi cần có thể làm việc ở chế độ quá kích từ để trở thành máy bù công suất phản kháng, góp phần sự ổn định của hệ thống.

+ Momen quy tỷ lệ với bặc nhất của điện áp – ít ảnh hưởng đến giao động điện áp. Khi tần số nguồn thay đổi tốc độ quay không phụ thuộc vào phụ tải- Năng suất làm việc cao.

+ Khuyết điểm: Là cấu tạo phức tạp, giá thành cao…

TỦ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG:

Phương pháp nhân tạo nâng cao hệ số Cosφ. Công việc này chỉ được tiến hành sau khi tiến hành các biện pháp tự nhiên để nâng cao Cosφ rồi mà vẫn chưa đạt được yêu cầu.

– Thiết bị bù: Thông thường sử dụng 2 loại thiết bị bù: Tụ điện tính và máy bù đồng bộ, đều có ưu nhược điểm gần như trái chiều nhau.

–  Máy bù đồng bộ: Thực chất là loại động cơ đồng bộ chạy không tải.

+ Vừa có khả năng phát ra lại vừa tiêu thụ được công suất phản kháng.

+ Công suất phản kháng phát ra không phụ thuộc vào điện áp đặt vào nó, mà chủ yếu là phụ thuộc vào dòng kích từ (có thể điều chỉnh được dễ dàng).

+ Lắp đặt vận hành phức tạo, dễ gây sự cố(vì có bộ phận quay).

+ Máy bù đồng bộ tiêu thụ lượng công suất tác dụng khá lớn khoảng 0,015 –  0,02 kW/kVA.

+ Giá tiền đơn vị công suất phản kháng phát ra thay đổi theo dung lượng. Nếu dung lượng bé thì sẽ đát. Vì vậy chỉ được sản xuất ra với dung lượng lớn hơn 5 MVAr trở lên.

– Tụ điện tĩnh: Có ưu nhược điểm gần như trái ngược với máy bù đồng bộ.

+ Giá tiền 1 đơn vị công suất phản kháng phát ra hầu như không thay đổi theo dung lượng, điều này thuận tiện cho việc chia nhỏ ra nhiều nhóm nhỏ đặt sâu về phía phụ tải.

+ Tiêu thụ rất ít công suất tác dụng khoảng 0,003 – 0,005 kW/kVA.

+ Vận hành lắp đặt đơn giản, ít gây ra sự cố.

+ Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp dặt vào tụ.

+ Chỉ phát ra công suất phản kháng và không có khả năng điều chỉnh.

– Vậy ỏe mạng xí nghiệp chỉ nên sử dụng tụ điện tĩnh, còn máy bù đồng bộ chỉ được dùng ở phía hạ áp (6-10kV) của các trạm trung gian.

– Vị trí đặt thiết bị bù trong xí nghiêp:

+ Đặt tập trung: Đặt ở thanh cái hạ áp trạm BA – PX (0,4kV) hoặc thanh cái trạm BA trung tâm (6-10kV), ưu điểm dễ quản lý vận hành, giảm vốn đầu tư.

+ Đặt phân tán: TB. bù được phân nhỏ thành từng nhóm đặt tại các tủ động lực trong phân xưởng. Trường hợp động cơ công suất lớn tiêu thụ nhiều Q có thể đặt ngay tại các ĐC. đó.

HOTLINE: 0888 92 1188

XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ KINH TẾ TẠI CÁC HỘ TIÊU THỤ:

– Hộ tiêu thụ có thể là xí nghiệp, các trạm trung gian, các hộ dùng điện khác. Chúng ta đều biết khi đặt TB. bù sẽ giảm được ΔA. tuy nhiên cũng tiêu tốn một lượng vốn, đồng thời các TB. bù cũng gây nên một lượng tổn thất ΔP ngay trong bản thân nó và cũng cần đến một chi phí vận hành.

– Để tìm được dung lượng bù kinh tế đặt tại từng hộ tiêu thụ ta lần lượt lấy đạo hàm riêng của chi phí tính toán theo Q.bj, Q b2…và cho bằng không .

– Vì quá trình tính toán thường dư công suất rất lớn so với tải thực, nên thời điểm tải nhỏ nhất có thể nhỏ hơn công suất của 1 Máy Biến Áp.

– Vì vậy ta chỉ cần sử dụng 1 Máy Biến áp cho toàn bộ tải để tránh tổn hao điện không cần thiết nếu dùng 2 máy. 

HOTLINE: 0888 92 1188

PHÂN PHỐI THIẾT BỊ BÙ TRONG MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP:

– Công suất TB. bù đặt tại xí nghiệp tìm được bằng cách giải bài toán bù kinh tế. Vì như vậy có thể dẫn đến cosϕ của xí nghiệp chỉ cần đạt tới 0,7 hoặc thấp hơn, và như thế xí nghiệp vẫn cần một lượng Q khá lớn yêu cầu từ lưới điện, dẫn đến những tổn thất to lớn. Vì vậy thông thường người ta sẽ tiến hành bù để nâng hệ số công suất từ một giá trị nào đó nên một mức theo yêu cầu của nhà nước.

– Xác định dung lượng bù hợp lý ở phía cao hạ áp của trạm BA.

– Phân phối dung lượng bù trong mạch cung cấp điện áp.

Công ty Max Electric VN là đơn vị hoạt động lâu năm trong lĩnh vực thiết kế, lắp đặt hệ thống điện, điều khiển & tự động hóa cho các công trình dầu khí, nhà máy nhiệt điện, xi măng, dây truyền sản xuất, nhà máy công nghiệp. Chúng tôi cam kết mang tới quý khách hàng sản phẩm chất lượng, sử dụng bền vững, lâu năm.

 

ĐỂ YÊU CẦU TƯ VẤN, THIẾT KẾ, BÁO GIÁ VÀ LẮP ĐẶT THIẾT BỊ – LIÊN HỆ VỚI CHÚNG TÔI:

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ VÀ DỊCH VỤ KỸ THUẬT MAX ELECTRIC VN

VPDD: Tầng 5, số 3, đường Thọ Tháp, khu đô thị Dịch Vọng, Cầu Giấy, Hà Nội

CN HCM: 599 quốc lộ 1A, P. Bình Hưng Hòa, Q. Bình Tân, TP. Hồ Chí Minh

Xưởng sản xuất: Khu CN Lai Xá, Xã Kim Chung Hoài Đức Hà Nội

ĐIỆN THOẠI: 0888 92 1188

Email: maxelectricvn@gmail.com