Đề tài Tính toán lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng thiết bị bù hợp lý trong lưới điện phân phối

Cùng với quá trình Công nghiệ p hoá và hiện đại ho á Đất nƣớc, nhu c ầu phụ tải khô ng ngừng gia tăng. Sự xuất hiện c ủa các khu công nghiệp đòi hỏi sự tiêu thụ công suất phản kháng tăng lên nhanh chóng, điều đó làm tăng tổn thất điện năng, công suất và c hi phí truyền tải điện năng, giảm hiệu quả sử dụng mạng điện, đồng thời làm giảm hệ số công suất cos và chất lƣợng điện năng. Sự tăng tổn thất do suy giảm hệ số cos buộc các nhà kinh doanh điện năng phải áp dụng bảng giá phạt đối với các hộ dùng điện c ó hệ số cos thấp. Chính vì vậy nhiệm vụ bù công suất phản kháng đƣợc đặt ra không chỉ đối với hệ thống điện, mà cả các hộ dùng điện. Đề tài “ Tính toán lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng thiết bị bù hợp lý trong lưới điện phân phối ” đƣợc thực hiện nhằm đ áp ứng nhu cầu c ấp bác h nói trên. Khác v ới công su ất tác d ụng, công suất ph ản kháng trong hệ thống điện đƣợc sản sinh ra cũng nhƣ đƣợc tiêu thụ dƣới rất nhiều hình thức. Một số phần tử hệ th ống điện c hỉ tiêu th ụ công suất ph ản kháng, một số khác vừa tiêu thụ vừa có thể sinh ra công suất này. S ự tiêu th ụ và t ạo ra công suất phản kháng thay đ ổi ph ụ thuộc vào nhiều yế u tố khác nhau. Vấn đề “ bù công suất phản kháng” là một v ấn đề hết sức phức tạp, liên quan đến rất nhiều tham số chế độ cũng nhƣ các tham s ố hệ th ống, mà không ngừng biến đổi theo thời gian. Đã có nhi ều tác giả áp dụng các kết quả nghiê n cứu của c ác nƣớc khác nhau trong vi ệc gi ải bài toán bù công suất phản kháng. Tuy nhiên, đ ối với m ạng điện phân phối nƣớc ta, vấn đề bù công suất phản kháng mới chỉ đƣợc đề cập đến ở một số khảo sát, đánh giá. Các c ụm tụ bù đƣợc xây dựng một cách tự phát, chƣa có những nghiên c ứu và tính toán một c ách khoa học, nê n sự làm việc của các thiết bị bù c hƣa mang l ại hiệu quả đáng kể, th ậm chí có một số nơi khi các thiết bị bù làm việc trong m ạng thì l ại d ẫn đến tăng tổn thất và giảm chất lƣợ ng điện. Trong khi thị trƣờng công suất ph ản kháng ở nhiều nƣớc trên th ế giới diễn ra hết sức sôi động, thì ở nƣớc ta công su ất phản kháng c hƣa thực sự đƣợc coi là một dạng hàng hoá mà mới đƣợc trao đổi dƣới d ạng phạt hệ số cos . Theo nghị định số 45/2001/NĐ-CP của c hính ph ủ v ề việc sử dụng điện, nế u khách 2 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn hàng dùng điện v ới hệ số cos nhỏ hơn 0,85 thì sẽ phải trả thêm tiền mua điện năng tác d ụng theo một hệ số phạt k lu ỹ tiến (hệ số cos càng nhỏ thì hệ số k càng lớ n). Tuy nhiên trong thực tế v ấn đề phạt hệ số cos th ấp diễn ra hết sức tuỳ tiện và thiếu th ống nhất. Điều đó cũng dễ hiểu vì thực tế cái mốc phạt cos nhỏ hơn 0,85 đƣợc đặt ra chƣa dựa trên cơ sở tính toán khoa học. M ặt khác khi khác h hàng có hệ số cos lớn hơn m ức quy định thì lại c hƣa đƣ ợc đề cập đến…

pdf107 trang | Chia sẻ: ttlbattu | Ngày: 22/12/2012 | Lượt xem: 814 | Lượt tải: 12download
Tóm tắt tài liệu Đề tài Tính toán lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng thiết bị bù hợp lý trong lưới điện phân phối, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Luận văn Tính toán lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng thiết bị bù hợp lý trong lưới điện phân phối 1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên MỞ ĐẦU Cùng với quá trình Công nghiệp hoá và hiện đại hoá Đất nƣớc, nhu cầu phụ tải không ngừng gia tăng. Sự xuất hiện của các khu công nghiệp đòi hỏi sự tiêu thụ công suất phản kháng tăng lên nhanh chóng, điều đó làm tăng tổn thất điện năng, công suất và chi phí truyền tải điện năng, giảm hiệu quả sử dụng mạng điện, đồng thời làm giảm hệ số công suất cos và chất lƣợng điện năng. Sự tăng tổn thất do suy giảm hệ số cos buộc các nhà kinh doanh điện năng phải áp dụng bảng giá phạt đối với các hộ dùng điện có hệ số cos thấp. Chính vì vậy nhiệm vụ bù công suất phản kháng đƣợc đặt ra không chỉ đối với hệ thống điện, mà cả các hộ dùng điện. Đề tài “Tính toán lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng thiết bị bù hợp lý trong lưới điện phân phối ” đƣợc thực hiện nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách nói trên. Khác với công suất tác dụng, công suất phản kháng trong hệ thống điện đƣợc sản sinh ra cũng nhƣ đƣợc tiêu thụ dƣới rất nhiều hình thức. Một số phần tử hệ thống điện chỉ tiêu thụ công suất phản kháng, một số khác vừa tiêu thụ vừa có thể sinh ra công suất này. Sự tiêu thụ và tạo ra công suất phản kháng thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Vấn đề “bù công suất phản kháng” là một vấn đề hết sức phức tạp, liên quan đến rất nhiều tham số chế độ cũng nhƣ các tham số hệ thống, mà không ngừng biến đổi theo thời gian. Đã có nhiều tác giả áp dụng các kết quả nghiên cứu của các nƣớc khác nhau trong việc giải bài toán bù công suất phản kháng. Tuy nhiên, đối với mạng điện phân phối nƣớc ta, vấn đề bù công suất phản kháng mới chỉ đƣợc đề cập đến ở một số khảo sát, đánh giá. Các cụm tụ bù đƣợc xây dựng một cách tự phát, chƣa có những nghiên cứu và tính toán một cách khoa học, nên sự làm việc của các thiết bị bù chƣa mang lại hiệu quả đáng kể, thậm chí có một số nơi khi các thiết bị bù làm việc trong mạng thì lại dẫn đến tăng tổn thất và giảm chất lƣợng điện. Trong khi thị trƣờng công suất phản kháng ở nhiều nƣớc trên thế giới diễn ra hết sức sôi động, thì ở nƣớc ta công suất phản kháng chƣa thực sự đƣợc coi là một dạng hàng hoá mà mới đƣợc trao đổi dƣới dạng phạt hệ số cos . Theo nghị định số 45/2001/NĐ-CP của chính phủ về việc sử dụng điện, nếu khách 2 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên hàng dùng điện với hệ số cos nhỏ hơn 0,85 thì sẽ phải trả thêm tiền mua điện năng tác dụng theo một hệ số phạt k luỹ tiến (hệ số cos càng nhỏ thì hệ số k càng lớn). Tuy nhiên trong thực tế vấn đề phạt hệ số cos thấp diễn ra hết sức tuỳ tiện và thiếu thống nhất. Điều đó cũng dễ hiểu vì thực tế cái mốc phạt cos nhỏ hơn 0,85 đƣợc đặt ra chƣa dựa trên cơ sở tính toán khoa học. Mặt khác khi khách hàng có hệ số cos lớn hơn mức quy định thì lại chƣa đƣợc đề cập đến… Đề tài sẽ tính toán và đề xuất mô hình bù công suất phản kháng, các tiêu chuẩn đánh giá chất lƣợng điện. 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 1. Sự tiêu thụ công suất phản kháng của các thiết bị : Nhƣ đã biết, các thiết bị điện từ khi làm việc sẽ tiêu thụ từ lƣới một dòng điện bao gồm các thành phần: phụ tải, tổn thất, dòng điện tản (dòng rò) và dòng từ hoá. Tức là cùng với việc tiêu thụ một lƣợng công suất tác dụng để sinh công, các thiết bị điện còn tiêu thụ một lƣợng công suất phản kháng. Lƣợng công suất phản kháng mà các thiết bị điện tiêu thụ phụ thuộc vào đặc tính của chúng, các động cơ không đồng bộ, máy biến áp vv… là những thiết bị tiêu thụ nhiều công suất phản kháng. Theo số liệu thống kê, thì lƣợng công suất phản kháng do động cơ không đồng bộ tiêu thụ chiếm tỷ trọng lớn nhất (khoảng 65 75%), tiếp theo là máy biến áp khoảng 15 20% và các đƣờng dây 5 8%. Mức độ tiêu thụ công suất phản kháng đƣợc đánh giá bởi hệ số công suất, mà đƣợc xác định bởi tỷ số giữa công suất tác dụng (P) và công suất biểu kiến (S) cos =P/S. cos = UI P S P 3 ; (1.1) Trong thực tế vận hành giá trị cos thƣờng đƣợc xác định theo công thức cos tb = 2)(1 1 r x A A Trong đó: Ar , Ax - điện năng tác dụng và phản kháng trên thanh cái trạm biến áp P – công suất tác dụng; 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Để thuận tiện cho việc phân tích và tính toán, đôi khi ngƣời ta thƣờng dùng khái niệm hệ số tg thay cho hệ số cos , đó là tỷ lệ giữa công suất phản kháng và công suất tác dụng: tg = Q/P. Tuy nhiên hệ số tg chỉ áp dụng trong các bƣớc tính trung gian, kết quả cuối cùng lại đƣợc chuyển về hệ số cos tƣơng ứng. Khi cos của thiết bị điện càng lớn, tức là mức độ tiêu thụ công suất phản kháng càng bé, vì vậy làm cho mức độ yêu cầu về Q từ lƣới ít, nó góp phần cải thiện chế độ làm việc của lƣới. Hệ số cos của các hộ tiêu thụ lại phụ thuộc vào chế độ làm việc của các phụ tải điện. Khi hệ số cos thấp sẽ dẫn đến sự tăng công suất phản kháng, sự truyền tải công suất phản kháng trong mạng điện làm giảm sút các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của mạng điện nhƣ: a) Làm tăng tổn thất công suất và tăng đốt nóng dây dẫn Tổn thất công suất trong mạng điện đƣợc xác định theo biểu thức. R U QP RIP 2 22 23 = Pr + Px (1.2) Khi truyền tải điện năng trong mạng điện cao áp do điện trở phản kháng lớn nên thành phần tổn hao công suất phản kháng thƣờng lớn hơn thành phần tổn thất công suất tác dụng. Đặc biệt đối với máy biến áp thành phần tổn thất công suất phản kháng chiếm tỷ lệ rất lớn. Chẳng hạn đối với máy 320 kVA 10/0,4 thì P%= 2,4 còn Q% = 3,2 . b) Tăng tiết diện dây dẫn Khả năng truyền tải của đƣờng dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng cho phép, tức là phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng. Dòng điện chạy qua dây dẫn và máy biến áp đƣợc xác định : U QP U S I 33 22 (1.3) 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Từ biểu thức trên chúng ta nhận thấy: Với cùng một điều kiện phát nóng nhất định của đƣờng dây và máy biến áp với P = const, nếu tăng lƣợng công suất phản kháng Q buộc phải tăng tiết diện dây dẫn, do đó sẽ làm tăng chi phí của mạng điện. Theo số liệu tính toán, khi hệ số công suất giảm 20% (từ 1 xuống 0,8) thì lƣợng tổn thất công suất tăng lên khoảng 1,56 lần và khối lƣợng dây dẫn tăng lên 25%. Ví dụ minh hoạ dƣới đây cho thấy ảnh hƣởng của hệ số cos đối với sự thay đổi của công suất toàn phần. cos = 1 cos = 0,8 cos = 0,7 P = 100 kW P = 100 kW P = 100 kW Q = 0 Q = 75 kVAr Q=100kVAr S = 100 kVA S = 125 kVA S = 141 kVA Kết quả tính toán ở ví dụ trên cho thấy khi hệ số cos giảm từ 1 xuống 0,7 thì giá trị công suất toàn phần tăng lên 1,41 lần. c) Làm hạn chế khả năng truyền tải công suất tác dụng Cũng từ biểu thức (1.3) trên ta thấy, nếu vẫn giữ dòng I=const thì khi Q tăng buộc phải giảm P để đảm bảo điều kiện đốt nóng cho phép của các phần tử hệ thống điện. Còn nếu vẫn giữ nguyên giá trị P = const thì nếu công suất phản kháng quá lớn sẽ có thể gây quá tải cho các thiết bị điện vì công suất toàn phần S phải tăng lên. Điều đó sẽ làm giảm tuổi thọ thậm chí có thể phá huỷ thiết bị. Việc giảm công suất tác dụng sẽ làm giảm hiệu suất truyền tải của mạng điện. d) Giảm chất lượng điện Tăng công suất phản kháng sẽ làm giảm chất lƣợng điện do tổn thất điện áp tăng và do dao động điện áp khi công suất phản kháng thay đổi. Nhƣ đã biết, tổn thất điện áp đƣợc xác định bởi biểu thức xr UU U QXPR U (1.4) 6 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Thành phần tổn thất phản kháng Ux tỷ lệ thuận với công suất phản kháng. Việc tăng công suất Q sẽ làm tăng đáng kể tổn thất điện áp, do đó làm giảm chất lƣợng điện. Điều đó làm tăng thêm chi phí do phải trang bị các cơ cấu điều chỉnh điện áp trong hệ thống. Khi chất lƣợng điện giảm quá mức cho phép sẽ dẫn đến sự thay đổi chế độ làm việc của các phần tử hệ thống điện. Sự thay đổi này có thể làm giảm năng suất của các thiết bị gây thiệt hại về kinh tế cho các ngành sản xuất. 2. Hiện trạng bù công suất phản kháng: 2.1.Tình hình bù công suất phản kháng ở Việt Nam. 2.1.1. Lưới điện phân phối và hệ số công suất cos . Sơ đồ mạng điện ở các địa phƣơng có dạng nhƣ trên hình 1.1. Nguồn cấp là từ thanh cái trạm 110 kV, 220 kV hay thanh cái phía cao áp của nhà máy điện bằng đƣờng dây tải điện theo cơ cấu mạch vòng hay hình tia dẫn điện đến khu vực phụ tải điện áp đƣợc hạ xuống 35 kV, 22 kV hay 10 kV, 6 kV. Nếu là 35 kV thì tồn tại các đƣờng dây 35 kV đi sâu tới phụ tải hơn và tại đó hạ xuống 22kV, 10 kV hay 6 kV. Từ thanh cái 22 kV, 10 kV, 6 kV hình thành các đƣờng dây phân phối hình tia, cũng có thể là mạch vòng nhƣng khi vận hành vẫn để ở chế độ hình tia. Từ các đƣờng dây này theo điểm phụ tải đấu đến các máy biến áp hạ xuống điện áp hạ thế 400/220 V để cấp điện cho các phụ tải hạ thế. Sau trạm hạ áp hình thành các đƣờng dây hạ thế có cấu trúc hình tia dẫn điện đến từng hộ tiêu thụ. Hình 1.1. Sơ đồ lưới điện 110 kV,220 kV 35 kV 6 22kV 0,4 kV 7 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trong sơ đồ cấp điện nêu trên, hệ số công suất cos và bù công suất phản kháng đƣợc đề cập đến ở từng cấp điện áp. Qua khảo sát thực tế tại một số Điện lực tỉnh, các giá trị cos ở các cấp điện áp thể hiện khá rõ nét nhƣ sau: - Tại các cấp điện áp 35 kV trở lên hệ số công suất cos có giá trị thƣờng từ 0,85 trở lên. Trƣờng hợp nguồn cấp là nhà máy điện, ví dụ nhƣ tại Điện lực Ninh Bình thì cos có giá trị khoảng 0,85; còn trƣờng hợp nguồn cấp là thanh cái trạm 110kV, 220kV thì cos có giá trị cao hơn, thậm chí tới 0,92 0,95. Cũng chính vì vậy mà cos có giá trị tại các đầu nhánh đƣờng dây cấp 22kV,10kV, 6kV cũng cao, không dƣới 0,85. Do vậy các nhà quản lý Điện lực cấp tỉnh tự cảm nhận là hệ số cos dƣờng nhƣ không có vấn đề gì. - Tại cuối các nhánh đƣờng dây cấp 22kV,10kV, 6kV giá trị cos không còn cao nữa. Các máy biến áp hạ áp 22kV,10kV, 6kV xuống 0,4 kV trong nhiều trƣờng hợp vận hành non tải nên giá trị cos đầu ra đƣờng dây điện hạ thế bị tụt xuống. Và xa hơn nữa tại đầu vào của các hộ phụ tải điện áp hạ thế 0,4 kV giá trị cos khá thấp do chính các phụ tải điện (đồ điện) nhƣ quạt, điều hoà nhiệt độ, đèn Neon, tủ lạnh,....có giá trị cos thấp, tiêu thụ nhiều công suất phản kháng. Từ cuối các nhánh đƣờng dây cấp 22kV,10kV, 6kV và toàn bộ phía hạ thế do điện lực của các chi nhánh quản lý, họ chủ yếu quan tâm đến cung cấp điện liên tục và thu tiền điện, ít quan tâm đến chất lƣợng điện áp. Thực tế là do các giá trị cos từ cuối các nhánh đƣờng dây cấp 22kV,10kV, 6kV và toàn bộ phía hạ thế thấp dẫn đến phải tải công suất phản kháng để đáp ứng cho nhu cầu phụ tải. Điều đó dẫn đến tổn thất công suất trên các đƣờng dây lớn, tổn thất điện áp lớn, làm giảm điện áp tại hộ tiêu thụ, không đảm bảo chất lƣợng điện năng. Các vấn đề trình bày về chất lƣợng điện năng nêu trên nói chung ít đƣợc quán triệt ở các Điện lực và các chi nhánh, nên vấn đề bù công suất phản kháng rất ít đƣợc quan tâm. Chỉ một vài Điện lực nhƣ Hà Nội, Hải Dƣơng, Nam Định v.v… các 8 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên lãnh đạo quan tâm tới vấn đề này thì công việc bù công suất phản kháng có đƣợc thực thi tốt hơn, tuy chƣa triệt để; còn đại bộ phận các Điện lực tỉnh việc quan tâm đến vấn đề bù công suất phản kháng là rất ít, hoặc có chăng thực thi một cách “cƣỡng chế” do theo yêu cầu hoặc theo nghị định của Tập đoàn Điện lực Việt Nam. - Các xí nghiệp sử dụng điện công suất lớn, điện áp trung-cao thế có hệ số công suất cos thấp dƣới 0,85 (do qui định của Tập đoàn Điện lực Việt Nam ) thƣờng tiến hành lắp đặt tụ bù để tránh không bị phạt cos . Các xí nghiệp công suất điện nhỏ hay khu cơ quan hành chính, khu dân cƣ hầu nhƣ không hề đề cập đến bù công suất phản kháng vì ý thức và quan trọng hơn cả là họ không phải đóng tiền tiêu thụ công suất phản kháng mà chỉ đóng tiền điện qua công tơ điện ( tức là chỉ đóng tiền điện tiêu thụ công suất tác dụng). Các nhận xét chung nêu trên về cos và bù công suất phản kháng nêu trên đựơc thể hiện cụ thể qua điều tra thực tế. Trong phạm vi đề tài, tôi đã tiến hành khảo sát tình hình cos và bù công suất phản kháng tại Điện lực tỉnh Hải Dƣơng. 2.1.2. Thực trạng làm việc của các thiết bị bù. Nhìn chung, đại đa số các thiết bị bù công suất phản kháng hiện tại không có cơ cấu tự động điều chỉnh, vì vậy ở một số nơi vào giờ thấp điểm có hiện tƣợng dòng công suất phản kháng chạy ngƣợc, làm tăng tổn thất và quá áp cục bộ. Vị trí đặt thiết bị bù thƣờng đƣợc chọn sao cho dễ vận hành chứ không xét đến hiệu quả kinh tế của thiết bị, vì vậy chƣa tận dụng đƣợc hiệu quả làm việc của thiết bị, dẫn đến sự lãng phí. Tuổi thọ của thiết bị bù thƣờng thấp hơn nhiều so với giá trị quy định của nhà sản xuất vì điều kiện làm việc của thiết bị chƣa phù hợp. Đa số các trƣờng hợp hỏng tụ do bị nổ một pha. Nguyên nhân chủ yếu là do phần lớn tụ bù không có bộ lọc sóng hài, mà thông thƣờng sự xuất hiện của sóng hài đồng thời với sự mất đối xứng, do đó dẫn đến một trong các pha bị quá nhiệt cục bộ, làm nổ tụ. Để bảo vệ tụ bù và nâng cao tuổi thọ của chúng cần phải có sự nghiên cứu, phân tích, áp dụng các thiết bị bảo vệ phù hợp nhƣ bộ lọc sóng hài và các thiết bị giảm ảnh hƣởng của sóng hài khác. 9 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trên cơ sở phân tích hiện trạng sử dụng điện và hệ số công suất của mạng điện ở một số khu vực ta rút ra một số nhận xét sau: 1. Chế độ vận hành lƣới phân phối chủ yếu là vận hành hở. 2. Một thiết bù công suất phản kháng có thể đáp ứng cả ba chức năng là điều chỉnh công suất, điều chỉnh điện áp và cân bằng pha. 3. Việc bù công suất phản kháng trong lƣới phân phối là bù rải trên các xuất tuyến trung áp. 4. Trong thực tế vận hành, đồ thị thay đổi không bằng phẳng. Do vậy cần phải xác định vị trí, dung lƣợng, thời gian đóng cắt của tụ. 2.2. Vấn đề bù công suất phản kháng ở một số nƣớc trên thế giới. Vấn đề bù công suất phản kháng để là giải pháp giảm tổn thất điện năng rất đƣợc coi trọng ở các nƣớc tiên tiến. Giải pháp này đƣợc quan tâm ngay từ khâu thiết kế, lựa chọn thiết bị và dây chuyền công nghệ sản xuất. Mạng điện ở hầu hết các nƣớc phƣơng Tây đều có trang bị tụ bù để nâng cao hệ số công suất. Việc đặt thiết bị bù đƣợc thực hiện theo một số phƣơng án cơ bản sau: 10 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Hình 2.1. Các phương án đặt thiết bị bù công suất phản kháng 1). Thiết bị bù lớn đặt trên thanh cái trạm biến áp hoặc tại các điểm nút của mạng điện (hình a). Phƣơng án này cho phép giám sát và vận hành dễ dàng thiết bị bù, tuy nhiên tổn thất trên đoạn từ thanh cái 1 đến các thiết bị dùng điện không giảm vì ở đoạn này vẫn có dòng công suất phản kháng của phụ tải chạy qua. Thêm vào đó, khi phụ tải phản kháng nhỏ thì có thể sẽ xẩy ra hiện tƣợng dƣ thừa công suất bù. Vì vậy đối với phƣơng án này ngƣời ta thƣờng phải trang bị thêm hệ thống tự động điều chỉnh dung lƣợng tụ bù. 2). Thiết bị bù tĩnh đặt trong tủ phân phối của nhóm thiết bị dùng điện (hình b). Phƣơng án này cho phép giảm tổn thất trên đoạn dây từ thanh cái trạm biến áp đến tủ phân phối của các nhóm thiết bị dùng điện, tuy nhiên hệ số công suất phụ thuộc vào số lƣợng thiết bị dùng điện. Trong trƣờng hợp có ít động cơ trong nhóm thì vẫn a) 1 2 M M M M 3 b) 1 2 M M M M 3 c) 1 2 M M M M 3 11 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên có khả năng dƣ thừa công suất phản kháng. Vì vậy đối với phƣơng án này cũng cần phải trang bị thêm hệ thống tự động điều chỉnh dung lƣợng tụ bù. 3). Thiết bị bù tĩnh đóng cắt ngay trên đầu vào của các thiết bị dùng điện (hình c). Theo phƣơng án này một công tắc tơ sẽ điều khiển cả động cơ và tụ bù. Khi động cơ không làm việc thì tụ bù cũng sẽ đƣợc cắt khỏi mạng, do đó sẽ không cần đến các thiết bị điều khiển. Thƣờng thì các cụm tụ bù không điều chỉnh đƣợc áp dụng nếu công suất tụ chỉ chiếm 15% công suất của máy biến áp, còn nếu công suất tụ lớn hơn 15% công suất máy biến áp thì cần phải đặt thiết bị bù có tự động điều chỉnh Để bảo vệ cho thiết bị bù ngƣời ta thƣờng dùng bộ lọc sóng hài lắp nối tiếp với bộ tụ và các máy cắt để bảo vệ chống ngắn mạch. Hiện nay đã có rất nhiều thiết bị tự động điều chỉnh dung lƣợng bù đƣợc áp dụng. Một trong những hệ thống hiện đại dùng để điều chỉnh hệ số công suất cos có tên gọi là Hershey. Hệ thống này cho phép khắc phục đƣợc hiện tƣợng thừa công suất phản kháng khi phụ tải cực tiểu, do đó ổn định đƣợc giá trị điện áp và giảm tổn thất trong mạng điện, giá trị của hệ số cos đƣợc duy trì ở mức 0,95 1. Khác với các thiết bị bù thông thƣờng, hệ thống Hershey có trang bị thêm bộ lọc sóng hài. Ngoài ra hệ thống Hershey còn đƣợc lắp đặt thiết bị tự chẩn đoán đặc biệt để cảnh báo khi khi có sự cố bất thƣờng xẩy ra trong các ngăn tụ bù. Thiết bị tự động điều chỉnh hệ số công suất AFPC (Automatic Power Factor Controller) có tên gọi là POWERWARE đƣợc áp dụng khá rộng rãi ở các nƣớc tiên tiến. Đây là loại thiết bị tự động điều chỉnh hệ số công suất có gắn bộ vi xử lý, cho phép duy trì giá trị hệ số công suất cao nhất ở mọi thời điểm trong ngày. Công ty lƣới điện Quốc gia NGC (National Grid Company) Hoa Kỳ đã tiến hành một số nghiên cứu bù và kinh doanh công suất phản kháng. Công suất phản kháng đƣợc định giá theo từng khu vực. Giá thành điện năng phản kháng đƣợc tính trung bình khoảng 2,4 $/MVArh. Tại Canada, các nghiên cứu về bù công suất phản 12 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên kháng đƣợc tiến hành bởi ESO (Electric System Operator) và EMO (Electric Market Operator). Tất cả các máy phát trên 10 MW đều đƣợc nối với hệ thống điện mà đƣợc kiểm soát bởi IESO (Indepedent Electric System Operator). Yêu cầu về hệ số công suất ở hệ thống này là 0,9 đối với nguồn và 0,95 đối với phụ tải. Ở Anh vào đầu những năm 1990 sau tiến trình tƣ hữu hoá hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, thị trƣờng công suất phản kháng đã bắt đầu hoạt động. Tất cả các máy phát từ 50 MW trở lên đòi hỏi phải có hệ số công suất không dƣới 0,95 và hệ số công suất phía phụ tải không dƣới 0,85. Ở Thuỵ Điển tất cả các nhà máy thuỷ điện và nhiệt điện yêu cầu phải duy trì hệ số công suất không dƣới 0,9. Riêng ở Hà Lan việc trả tiền điện phản kháng chƣa đƣợc thực hiện. Ở Bỉ việc trả tiền điện năng tác dụng đƣợc thực hiện tuỳ vào cấp điện áp: Trong khi với mạng điện truyền tải là 0,21€/MWh, còn ở mạng điện phân phối là 0,23 €/MWh, thì giá điện phản kháng là 6 €/MVArh, nếu hệ số công suất thấp hơn 0,95. Ở Argentine giá tiền phạt công suất phản kháng là 0,45 $US/MVArh. Ở Ấn Độ giá bán điện năng phản kháng khoảng 4 paise/kVArh (1$US/MVArh). Ở Australia hệ số cos đƣợc ấn định đối với các hộ dùng điện phải không dƣới 0,9 và đối với nguồn – không dƣới 0,93. Ở Nhật giá điện đƣợc phân ra 2 thành phần: thành phần cơ bản gắn với hệ số công suất theo biểu thức sau: Ccb = gP.P.(1,85-cos ) (1.5) CA= gA.A Trong đó Ccb- tiền điện cơ bản; CA- tiền điện trả theo mức tiêu thụ; gp - đơn giá công suất tác dụng Yên/kW; gA - đơn giá điện năng tác dụng Yên/kWh; P – công suất đăng ký theo hợp đồng mua bán điện, kW ; A - điện năng tiêu thụ, kWh. 13 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Nhƣ vậy có thể thấy đại đa số các nƣớc trên thế giới đều thu tiền sử dụng điện năng phản kháng, tuy nhiên việc ấn định hệ số công suất làm cơ sở phạt tiền sử dụng công suất phản kháng ở các nƣớc khác nhau rất khác nhau. 3. Kết luận: 1. Hiện nay vấn đề bù công suất phản kháng trong mạng điện phân phối ở các địa phƣơng trong cả nƣớc chƣa đƣợc quan tâm một cách đúng mức.Việc lắp đặt thiết bị bù thƣờng chỉ là giải pháp tình thế, không có sự tính toá
Tài liệu liên quan