Giáo trình Hệ thống cung cấp điện
NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ PHÂN PHỐI
ĐIỆN NĂNG
Điện năng là một dạng năng lượng đặc biệt và rất phổ biến hiện nay, bởi điện năng
có rất nhiều ưu điểm so với các dạng năng lượng khác như: Dễ dàng chuyển thành các
dạng năng lượng khác (cơ năng, nhiệt năng, hoá năng, quang năng .), dễ truyền tải đi xa
với hiệu suất cao.
Điện năng trong quá trình sản xuất và phân phối có một số đặc điểm sau đây:
- Điện năng sản xuất ra nói chung không tích trữ được (trừ một vài trường hợp đặc
biệt với công suất rất nhỏ như pin, ắc quy). Tại mọi thời điểm luôn phải bảo đảm cân
bằng giữa lượng điện năng sản xuất ra với lượng điện năng tiêu thụ kể cả tổn thất do
truyền tải.
Nhận thức được đặc điểm này sẽ giúp ta thực hiện tốt công tác quy hoạch, thiết kế
hệ thống cung cấp điện thoả mãn nhu cầu cung cấp điện trong thời gian kế hoạch, đồng
thời giúp ta xây dựng phương án vận hành, điều độ hệ thống cung cấp điện một cách hợp
lý. Trên cơ sở đó mới có thể đảm bảo được chất lượng điện năng.
- Các quá trình về điện xảy ra rất nhanh (chẳng hạn sóng điện từ lan truyền trong
dây dẫn với tốc độ rất lớn xấp xỉ tốc độ ánh sáng 300.000 km/s), sóng sét lan truyền trên
đường dây, sự đóng cắt của các thiết bị, tác động của các bảo vệ. đều xẩy ra trong
khoảng < 0,1s.
Đặc điểm này đòi hỏi chúng ta phải sử dụng rộng rãi các thiết bị tự động trong
công tác vận hành, điều độ hệ thống cung cấp điện ở trạng thái làm việc bình thường
cũng như lúc sự cố, nhằm đảm bảo cho hệ thống cung cấp điện làm việc an toàn, tin cậy
và kinh tế.
- Ngành điện lực có liên quan chặt chẽ đến nhiều ngành kinh tế quốc dân khác
như: Luyện kim, hoá chất, khai thác mỏ, cơ khí, công nghiệp nhẹ và dân dụng. Nó là9
một trong những động lực tăng năng xuất lao động, tạo nên sự phát triển nhịp nhàng
trong cơ cấu kinh tế.
Nhận rõ đặc điểm này sẽ giúp ta có những quyết định hợp lý trong việc điện khí
hoá đối với các ngành kinh tế, đối với các vùng lãnh thổ khác nhau, mức độ xây dựng
nguồn điện cũng như lưới điện truyền tải và phân phối nhằm đáp ứng sự phát triển cân
đối của nền kinh tế quốc dân.
Ngoài các đặc điểm chủ yếu đã nếu trên cũng cần chú ý là việc sản xuất, truyền tải
và cung cấp điện luôn được thực hiện theo một kế hoạch chung trong toàn hệ thống điện.
Hệ thống điện bao gồm: Phát điện, truyền tải, phân phối, cung cấp điện tới các hộ tiêu thụ
và sử dụng điện, được thực hiện bởi các nhà máy điện, trạm phát điện, mạng lưới điện và
các thiết bị dùng điện khác.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Hệ thống cung cấp điện
1 LỜI NÓI ĐẦU Tài liệu học tập hệ thống cung cấp điện được biên soạn theo kế hoạch đào tạo và chương trình môn học Hệ thống cung cấp điện của khối các ngành kỹ thuật chuyên điện, trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật công nghiệp. Nội dung tài liệu gồm 7 chương: Sau khi trình bày những vấn đề chung về cung cấp điện, các chương tiếp theo trình bày những vấn đề cơ bản của hệ thống cung cấp điện như: tính toán phụ tải, lựa chọn phương án cung cấp điện, trạm biến áp, lựa chọn thiết bị điện, tiết kiệm điện năng và nâng cao hệ số cos . Nhóm biên soạn chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật công nghiêp, Khoa Điện, Bộ môn Điện công nghiệp đã động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để nhóm tác giả viết tài liệu học tập. Trong quá trình biên soạn không tránh khỏi còn nhiều sai sót, nhóm tác giả mong nhận được ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp và đọc giả để tài liệu học tập được hoàn thiện hơn. Địa chỉ: Khoa Điện, Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp, 218 Lĩnh Nam, Hoàng Mai, Hà nội. Website: khoadien.uneti.edu.vn. Email: khoadien@uneti.edu.vn. Ngày 15 tháng 4 năm 2019 2 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN ............................. 8 1.1. NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNG ............................................................................................................................. 8 1.2. CÁC DẠNG NGUỒN ĐIỆN ................................................................................... 9 1.2.1. Nhà máy nhiệt điện. ....................................................................................... 9 1.2.2. Nhà máy thuỷ điện. ...................................................................................... 11 1.2.3. Nhà máy điện nguyên tử. ............................................................................. 14 1.3. KHÁI NIỆM VỀ MẠNG LƯỚI ĐIỆN. ................................................................ 16 1.4. PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LOẠI THIẾT BỊ SỬ DỤNG ĐIỆN ..................................................................................................... 18 1.4.1. Phân loại các thiết bị điện ............................................................................ 18 1.4.2. Đặc điểm của các nhóm thiết bị và mức độ yêu cầu cung cấp điện ........... 19 1.5. NHỮNG CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG ................... 21 1.5.1. Điện áp. ........................................................................................................ 21 1.5.2. Tần số. .......................................................................................................... 22 1.5.3. Tính liên tục cung cấp điện. ........................................................................ 22 CÂU HỎI HƯỚNG DẪN ÔN TẬP, THẢO LUẬN ................................................... 23 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................ 24 2.2. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN ....................................................................................... 24 2.2.1. Đồ thị phụ tải hàng ngày. ............................................................................ 26 2.2.2. Đồ thị phụ tải hàng tháng. ........................................................................... 26 2.2.3. Đồ thị phụ tải hàng năm. ............................................................................. 26 2.3. CÁC ĐẠI LƯỢNG TÍNH TOÁN VÀ CÁC THÔNG SỐ THƯỜNG GẶP .......... 27 2.3.1. Công suất định mức. .................................................................................... 27 2.3.2. Phụ tải trung bình. ....................................................................................... 29 2.3.3. Phụ tải cực đại. ............................................................................................ 29 2.3.4. Phụ tải tính toán, Ptt. ................................................................................... 30 2.3.5. Hệ số sử dụng, ksd. ....................................................................................... 31 3 2.3.6. Hệ số phụ tải, kpt. ......................................................................................... 31 2.3.7. Hệ số cực đại, kmax........................................................................................ 32 2.3.8. Hệ số nhu cầu, knc (hệ số cần dùng). ........................................................... 33 2.3.9. Hệ số đồng thời, kdt. ..................................................................................... 34 2.3.10. Số thiết bị dùng điện có hiệu quả, nhq. ...................................................... 34 2.3.11. Thời gian sử dụng công suất cực đại, Tmax. ............................................... 36 2.3.12. Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất, . .......................................... 37 2.4. CÁC PH ... hao tác, hạn chế đến mức thấp nhất thời gian máy chạy không tải. - Đặt bộ phận hạn chế hành trình không tải trong sơ đồ khống chế của động cơ. Nếu động cơ chạy không tải quá thời gian chỉnh định, thì động cơ bị cắt khỏi mạng. Bộ hạn chế hành trình không tải chỉ được sử dụng trong trường hợp nó mang lại hiệu quả kinh tế, có nghĩa là nó phải làm giảm được năng lượng tác dụng và phản kháng tiêu thụ từ lưới, và bù đắp được chi phí đầu tư, lắp đặt bộ hành trình không tải. 5. Đề cao chất lượng, sửa chữa động cơ. Ảnh hưởng của chất lượng sửa chữa động cơ đến cos của động cơ thường do sự thay đổi tham số của cuộn dây (như số vòng dây trong một pha sơ đồ nối dây, điện áp đặt trong một vòng dây ...) và khe hở không khí. Ta xét một số trường hợp khi không thay đổi sơ đồ nối dây và điện áp đặt vào cuộn dây thì: - Khi tiết diện dây không thay đổi, số vòng dây trong một pha giảm 10% thì max tăng 10% công suất phản kháng và dòng không tải tăng 25% do giảm độ từ thẩm của mạch từ khi bão hoà, cos của động cơ giảm từ cos đm = (0,870,87) xuống (0,80,82) và cos đm = (0,80,82) thì xuống tới (0,740,75). Tổn thất công suất trong thép tỉ lệ với bình phương mật độ từ cảm, tổn thất công suất tác dụng tăng 21%. ConstUm.W.f.K.44,4E dq Hay: Constm.W Nếu W giảm thì m tăng - giảm. Q = K.f.R..2 - Khi số vòng dây pha tăng 10% còn tiết diện dây giảm 10% thể tích đồng không thay đổi, từ thông m giảm 10% dẫn tới tăng lên. Công suất phản kháng Q và dòng không tải giảm 25%. cos của động cơ tăng lên. Nếu cos đm= (0,850,87) sẽ tăng lên (0,9 0,91). 189 cos đm= (0,80,82) sẽ tăng lên (0,85 0,87). Tổn thất công suất tác dụng trong thép giảm 19%, dòng trong stator tăng 10%, dòng tác dụng trong Stator tăng, còn dòng phản kháng trong stator giảm 25%. Nhưng mật độ dòng trong cuộn dây stator tăng 10%. Tổn thất công suất tác dụng trong cuộn dây: Pcu = .V.J 2 Trong đó: - V là thể tích đồng. - J là mật độ dòng điện. Như vậy tổn thất công suất tác dụng trong cuộn dây tăng lên 21%; hiệu suất của động cơ giảm gần 1% khi động cơ làm việc định mức, khi kpt = (0,50,7) thì hiệu suất lại tăng lên. Khi tiết diện dây không đổi, số vòng dây trong 1 pha tăng 10% thì m giảm 10%, Q0 và I0 giảm 25% tổn thất công suất trong thép PFe giảm 19% cos tăng lên, dòng trong cuộn dây Rôtor tăng 10% còn trong Stator không đổi, (IStator= const). Tổn thất công suất tác dụng trong dây quấn Rôto tăng 21%, trong Stator tăng 10%. Hiệu suất của động cơ lớn hơn hiệu suất định mức ( > đm). Nếu khe hở không khí không đều, dẫn đến sự mất đối xứng của từ trường, làm cho lõi thép có chỗ bị bão hoà, chỗ không bị bão hoà. Vì vậy không sử dụng hết khả năng cho lõi thép làm cho Cos và hiệu suất của động cơ giảm. 6. Vận hành hợp lí máy biến áp. Trong xí nghiệp, máy biến áp được vận hành liên tục suốt ngày đêm. Vì vậy, mặc dầu công suất phản kháng máy biến áp tiêu thụ để từ hoá lõi thép nhỏ hơn rất nhiều công suất phản kháng xí nghiệp tiêu thụ, nhưng vẫn phải quan tâm đến nó. a) Thay thế máy biến áp vận hành non tải. Máy biến áp vận hành không tải tiêu thụ công suất phản kháng bằng 60% công suất phản kháng tiêu thụ khi phụ tải định mức. Từ đó ta thấy rằng nếu máy biến áp vận hành non tải thì cos sẽ giảm. Ví dụ: Khi máy biến áp luôn luôn vận hành non tải thì phải thay thế nó bằng máy biến áp có công suất nhỏ hơn (thường kpt< 0,3). Việc này thực hiện khi thiết kế. b) Vận hành kinh tế trạm biến áp. 190 Khi trạm có từ hai máy biến áp trở lên thì tuỳ theo sự thay đổi của phụ tải mà ta có phương thức vận hành cho kinh tế. Ví dụ khi phụ tải nhỏ (ca 3 chẳng hạn) có thể cắt bớt máy biến áp để các máy còn lại đủ tải. 7. Dùng động cơ đồng bộ thay động cơ không đồng bộ. Ở những máy sản xuất có công suất tương đối lớn và không điều chỉnh tốc độ như máy bơm, máy quạt, máy nén khí ... ta nên dùng động cơ đồng bộ, vì nó có những ưu điểm sau, so với động cơ không đồng bộ. Hệ số công suất cos cao, khi cần có thể cho làm việc ở chế độ quá kích thích để trở thành máy bù cung cấp công suất phản kháng cho mạng. Mômen quay tỷ lệ bậc nhất với điện áp, vì vậy ít phụ thuộc vào sự thay đổi của điện áp. Khi tần số của nguồn không thay đổi, tốc độ quay của động cơ không phụ thuộc vào phụ tải do đó năng suất làm việc của máy cao. Song nó cũng có một số khuyết điểm: Cấu tạo phức tạp, giá thành cao, mở máy phức tạp. Chính vì thế động cơ đồng bộ chỉ chiếm khoảng 70% tổng số động cơ dùng trong công nghiệp. Ngày nay nhờ đã chế tạo được động cơ tự kích từ giá thành hạ và có giải công suất tương đối rộng nên người ta sử dụng ngày càng nhiều động cơ đồng bộ. 8. Thay đổi và cải tiến qui trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lí nhất. Căn cứ vào điều kiện cụ thể, cần sắp xếp qui trình công nghệ một cách hợp lí nhất. Việc giảm bớt các động tác và nguyên công thừa, áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến... đều đưa tới hiệu quả tiêt kiệm điện, giảm bớt điện năng tiêu thụ cho một đơn vị sản phẩm. Ví dụ: Phương pháp đúc tiên tiến cho phép giảm độ dư của phôi do đó giảm bớt các nguyên công cắt gọt, phương pháp gia công tốc độ cao hoặc phương pháp gia công nhiều dao có thể rút ngắn thời gian gia công và giảm được lượng điện năng tiêu hao. Tất cả các thiết bị tiêu thụ áp suất lớn cần định rõ phương thức vận hành cho hợp lí, ví dụ vận hành với Kpt gần bằng 1, phân bố đều trong 3 ca làm việc, khi cần thì cắt bớt máy làm việc song song. Cải tiến thao tác cho hợp lí, giảm thời gian chạy không tải và non tải. Thay động cơ có tốc độ thấp bằng động cơ có tốc độ cao. Vì động cơ có tốc độ thấp tiêu thụ nhiều công suất phản kháng hơn động cơ có tốc độ cao khi chúng có cùng một công suất. 191 Việc nâng cao hệ số công suất cos có nhiều cách. Tuỳ tình hình cụ thể mà áp dụng cho thích hợp và đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất. 7.4 NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COS BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHÂN TẠO 7.4.1. Nguyên tắc thực hiện. Sau khi tiến hành các biện pháp bù tự nhiên để giảm lượng tiêu thụ công suất phản kháng mà hệ số công suất cos của xí nghiệp vẫn chưa đạt yêu cầu thì mới dùng đến phương pháp bù nhân tạo. Bù công suất phản kháng bằng phương pháp nhân tạo là đặt thêm các thiết bị phát ra công suất phản kháng ngay tại hộ tiêu thụ. Để bù công suất phản kháng, người ta thường dùng hai loại thiết bị bù chủ yếu là máy bù đồng bộ và tụ điện tĩnh. 7.4.2. Các loại thiết bị bù. 1. Máy bù đồng bộ. Máy bù đồng bộ là một loại động cơ đồng bộ làm việc trong chế độ không tải và quá kích thích. Do không có phụ tải trên trục, máy đồng bộ có thể được chế tạo gọn nhẹ hơn so với động cơ đồng bộ. Vì vậy máy đồng bộ rẻ hơn động cơ đồng bộ cùng công suất. Máy bù đồng bộ có những đặc điểm sau đây: - Máy bù đồng bộ có thể phát ra và tiêu thụ công suất phản kháng, ở mức 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 lại tiêu thụ công suất phản kháng của mạng. - Công suất phản kháng phát ra không phụ thuộc điện áp đặt vào mà phụ thuộc vào dòng điện Ikt. - Lắp ráp, vận hành phức tạp, dễ gây ra sự cố ở phần động. - Bản thân máy bù cũng tiêu thụ một lượng sông suất tác dụng khá lớn, khoảng (0,0150,032) kW/kVAr. - Giá tiền một đơn vị công suất phát ra phụ thuộc vào công suất của máy bù. Công suất của máy bù cũng bé thì giá tiền 1 kVAr do nó phát ra cũng đắt. Vì vậy máy bù chỉ được chế tạo với công suất lớn thường 5 kVAr trở lên. - Có thể điều chỉnh công suất phản kháng phát ra bằng cách thay đổi kích từ một cách liên tục. Máy bù đồng bộ thường đặt ở những nơi cần bù tập trung, dung lượng bù lớn. 2. Tụ điện tĩnh. 192 Tụ điện tĩnh là loại thiết bị điện tĩnh, làm việc với dòng điện vượt trước điện áp. Do đó có thể sinh ra công suất phản kháng Q cung cấp cho mạng. Ưu điểm: - Suất tổn thất công suất tác dụng nhỏ, khoảng (0,0030,005) kW/kVAr. - Không có phần động nên lắp ráp, bảo quản dễ dàng. - Tụ điện tĩnh được chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của phụ tải trong quá trình sản xuất mà điều chỉnh dung lượng cho phù hợp. Nhược điểm: - Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp. C.f2.UU.C. C./1 U X U XIQ 22 2 C 2 C 2 Trong đó: +) U có đơn vị là V. +) C có đơn vị là F. +) Q có đơn vị là VAr - Tụ điện có cấu tạo kém bền vì vậy dễ bị phá hỏng khi xảy ra ngắn mạch. - Khi điện áp tăng đến 1,1Uđm thì cách điện của tụ điện dễ bị chọc thủng. - Khi đóng tụ điện vào mạng có dòng điện xung, còn khi cắt tụ khỏi mạng, nếu không có thiết bị phóng điện thì sẽ có điện áp dư trên tụ. - Khó tự động điều chỉnh dung lượng bù một cách liên tục. - Tụ điện tĩnh được chế tạo dễ dàng ở cấp điện áp (0,410)kV. Thông thường nếu dung lượng bù nhỏ hơn 5 MVAr thì người ta dùng tụ điện, còn nếu lớn hơn phải so sánh với máy bù đồng bộ. 3. Động cơ không đồng bộ Rôto dây quấn được đồng bộ hoá. Khi cho dòng điện một chiều vào dây quấn Rôto của động cơ không đồng bộ thì động cơ đó sẽ làm việc như động cơ đồng bộ, có thể điều chỉnh dòng kích từ để nó phát ra công suất phản kháng cung cấp cho mạng. Nhược điểm của loại này là suất tổn thất công suất tác dụng lớn, khoảng (0,020,08)kW/kVAr, khả năng quá tải kém. Vì vậy nó chỉ được phép làm việc với 75% công suất định mức. Vì các nhược điểm trên, cho nên nó chỉ được dùng khi không có sẵn các loại thiết bị bù khác. 193 Ngoài các thiết bị bù kể trên, còn có thể dùng động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích từ, hoặc dùng máy phát điện làm việc ở chế độ bù để làm máy bù. Ở các xí nghiệp có nhiều tổ máy điezen - máy phát, dùng làm nguồn dự phòng, khi chưa dùng đến có thể làm máy bù đồng bộ. Theo kinh nghiệm thực tế việc chuyển máy phát thành máy bù khá đơn giản. Vì vậy biện pháp này được nhiều xí nghiệp áp dụng. 7.4.3. Đương lượng kinh tế của công suất phản kháng. Việc bù công suất phản kháng sẽ đưa đến hiệu quả là nâng cao được hệ số công suất cos và giảm được tổn thất công suất tác dụng trong mạng do giảm được công suất phản kháng truyền tải trong mạng và máy biến áp. Để đánh giá hiệu quả của việc giảm tổn thất công suất tác dụng do giảm được lượng công suất phản kháng truyền tải trên đường dây và máy biến áp, người ta đưa ra một chỉ tiêu gọi là đương lượng kinh tế của công suất phản kháng: kkt. Đương lượng kinh tế của công suất phản kháng kkt là lượng tổn thất công suất tác dụng giảm được khi giảm được 1 kVAr công suất phản kháng truyền tải trong mạng. Nếu truyền tải một lượng công suất S trên đường dây 3 pha, lượng tổn thất công suất tác dụng (khi chưa có thiết bị bù) sẽ là: )Q(1)P(12 2 2 22 2 1 PPR. U Q R. U P R. U3 S 3RI3P Trong đó: )P(1P , )Q(1P là lượng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây do phải truyền tải một lượng công suất tác dụng P và một lượng công suất phản kháng Q. Qua biểu thức trên ta thấy rằng: Nếu giảm Q sẽ giảm được tổn thất công suất tác dụng trên đường dây. Giả thiết rằng, bằng phương pháp bù, lượng công suất truyền tải trên đường dây giảm bớt 1 lượng Qbù, khi đó lượng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây sẽ là: R. U )QQ( R. U P P 2 2 bu 2 2 2 Lượng tổn hao công suất tác dụng được giảm bớt là: R. U )QQ2.(Q PPP 2 bubu 21 Theo định nghĩa: kVAr/kW Q Q 2 U R.Q R. U QQ2 Q P k bu 22 bu bu kt (7-5) Từ biểu thức (7-5) ta thấy nếu Q và R cùng lớn nghĩa là phụ tải phản kháng càng lớn và càng ở xa nguồn thì việc bù càng có hiệu quả. 194 Như vậy nếu biết được kkt và lượng công suất bù Qbù thì chúng ta tính được lượng công suất tác dụng tiết kiệm được: bukt Q.kP (7-6) Giá trị của kkt thường nằm trong khoảng (0,02 0,12) kW/kVAr. Trong tính toán có thể lấy những giá trị sau: - Hộ dùng điện do máy phát điện cung cấp kkt = (0,02 0,04). - Hộ dùng điện qua 1 lần biến áp kkt = (0,04 0,06). - Hộ dùng điện qua 2 lần biến áp kkt = (0,05 0,07). - Hộ dùng điện qua 3 lần biến áp kkt = (0,08 0,12). 7.4.4. Tính toán dung lượng bù. 1. Tính dung lượng bù theo điều kiện tổn thất công suất tác dụng trên đường dây là nhỏ nhất. Ở phần trên, biểu thức (7-6) chúng ta đã tính được lượng tổn thất công suất tác dụng giảm được do giảm công suất phản kháng truyền tải trên đường dây một lượng Qbù. Nhưng chính bản thân thiết bị bù cũng tiêu thụ một lượng công suất tác dụng, do đó lượng công suất tác dụng trên chỉ giảm được: bububuktbu ' Q.kQ.kPPP Trong đó: bu bu bu Q P k kW/kVAr là lượng tổn thất công suất tác dụng trên một đơn vị dung lượng thiết bị bù hay còn gọi là suất tổn thất của thiết bị bù. bubu2 bubu' Q.kR. U )QQ.2(Q P bububu2 bu' Q.kQQ.2 U R.Q P (7-7) Muốn tìm Qbù tối ưu ta đạo hàm phương trình (7-7) theo Qbù và cho bằng không, ta được: 0kQ. U R )QQ2( U R Q P bubu2bu2 bu ' bu2bu2 kQ. U R.2 Q. U R.2 bu 2 bu2 2 bu k. R.2 U QkQ. U R.2 . R.2 U Q 195 Qbù tối ưu = bu 22 bu k. R2 U Q R2 U.kQR2 (7-8) Nếu dung lượng bù Qbù nhỏ hơn nhiều so với công suất phản kháng truyền trên đường dây Q (điều này thường xảy ra trong thực tế) thì ta có thể xem 0 Q Qbu và ta có: Qbù tối ưu = kt bu k k 1Q (7-9) 2. Tính dung lượng bù theo hệ số công suất cos . Trong thực tế người ta thường tính dung lượng bù theo giá trị cos như sau: Qbù = P.(tg1 - tg2 ). kVAr (7-10) Trong đó: - P là phụ tải tác dụng tính toán của hộ tiêu thụ, kW. - 1 là góc ứng với hệ số công suất trung bình cos 1 trước khi bù. - 2 là góc ứng với hệ số công suất cos 2 muốn đạt được sau khi bù. - = (0,91) là hệ số xét tới khả năng nâng cao cos bằng phương pháp tự nhiên không đòi hỏi đặt thêm thiết bị bù. Qbù tối ưu tính theo (7-9) không nhất thiết phải trùng với Qbù tính theo (7-10). Đứng về nội bộ hộ tiêu thụ mà nói thì nên bù một lượng bằng Qbù tối ưu là kinh tế hơn cả. Song do lợi ích chung của toàn hệ thống điện, thường Nhà nước quy định hệ số công suất tiêu chuẩn mà các hộ tiêu thụ nhất thiết phải đạt được, mặc dù đối với từng hộ tiêu thụ điện cụ thể thì cos tiêu chuẩn đó chưa phải là tốt nhất. Vì thế trong thực tế người ta tính dung lượng bù theo (7-10). CÂU HỎI HƯỚNG DẪN ÔN TẬP, THẢO LUẬN 1. Trình bày khái niệm về hệ số công suất cosφ? Nếu ý nghĩa việc nâng cao hệ số cosφ. 2. Trình bày các phương pháp nâng cao hệ số cosφ bằng phương pháp tự nhiên. 3. Trình bày các phương pháp nâng cao hệ số cosφ bằng phương pháp nhân tạo. 196 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Bội Khuê; Cung cấp điện; NXB KH và KT Hà Nội; 1998 [2] Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch; Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp, đô thị và nhà cao tầng; NXB KH và KT 2005. [3] Trần Quang Khánh; Hệ thống cung cấp điện, Tập 1 và tập 2; NXB KH và KT Hà Nội; 2005. [4] Ngô Đức Minh; Hệ thống cung cấp điện; NXB Đại học Thái Nguyên; 2010
File đính kèm:
- giao_trinh_he_thong_cung_cap_dien.pdf