4 Tính toán bù hệ số công suất

GVHD:Th.S Phạm Anh Tuân



Đồ án cung cấp điện



+ Nâng cao hệ số công suất tự nhiên

- Thay đổi và cải tiến quy trình công nghệ để các thiết bị điện hợp lý

nhất. Việc giảm bớt các tác động, những nguyên công thừa và áp dụng các

phương pháp gia công tiên tiến...đều đưa đến hiệu quả tiết kiệm điện năng,

giảm bớt điện năng tiêu thụ cho một đơn vị sản phẩm.

- Thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ có

công suất nhỏ hơn.

- Hạn chế động cơ chạy không tải. Biện pháp này được thực hiện theo

hai hướng:

1. Vận dụng công nhân hợp lý hoá các thao tác dể hạn chế tới mức

thấp nhất thời gian chạy không tải.

2. Đặt bộ hạn chế chạy không tải quá thời gian t0 nào đó (khoảng 10

giây) thì động cơ bị cắt ra khỏi mạng.

- Dùng động cơ đồng bộ thay thế cho động cơ không đồng bộ. ở những

máy sản xuất có công xuất tương đối lớn và không yêu cầu điều chỉnh tốc

độ như máy bơm, máy quạt, máy nén khí,..., ta nên dùng động cơ đồng bộ.

- Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ. Nếu chất lượng sửa chữa

động cơ không tốt thì sau khi sửa chữa các tính năng của động cơ thường

kém trước như: tổn thất trong động cơ tăng lên, cosϕ giảm,... Vì vậy cần chú

trọng đến việc sửa chữa động cơ.

- Thay thế máy biến áp làm việc non tải bằng những máy có dung

lượng nhỏ hơn. Đứng về phía vận hành mà xét thì trong thời gian phụ tải

nhỏ (ca ba) nên cắt bớt các máy biến áp làm việc non tải.

+ Bù công suất phản kháng

- Bằng cách đặt các thiết bị bù ở gần các hộ dùng điện để cung cấp ông

suất phản kháng cho chúng. Ta giảm được lượng Q tổn hao trên đường dây.

- Bù công suất phản kháng không những nâng cao hệ số cosφ mà còn

có tác dụng quan trọng khác là điều chỉnh và ổn định điện áp cho mạng

cung cấp điện

b, Chọn thiết bị bù

* Tụ điện

Là loại thiết bị bù tĩnh làm việc với dòng vượt mức điện áp do dó có thể

sinh ra công suất phản kháng Q cung cấp cho mạng



SVTH:Nguyễn Văn Nam



Trang10



GVHD:Th.S Phạm Anh Tuân



Đồ án cung cấp điện



+ Ưu điểm : Suất tổn thất công suất tác dụng nhỏ, việc tháo lắp dễ

dàng,hiệu quả cao, vốn đầu tư nhỏ, vận hành đơn giản.

+ Nhược điểm : Nhạy cảm với sự biến động của điện áp đặt lên cực tụ

điện, cơ cấu kém chắc chắn, dễ bị phá hỏng khi ngắn mạch xảy ra khi điện

áp tăng. Khi tụ điện đóng vào mạng sẽ có dòng điện xung, hay khi cắt điện

khỏi tụ nhưng trong tụ vẫn còn điện áp dư có thể gây nguy hiểm, không

điều chỉnh được trơn.

Với những ưu và nhược điểm trên thì tụ bù thường được sử dụng ở những

nhà máy xí nghiệp vừa và nhỏ, cần lượng bù không lớn lắm.

* Máy bù đồng bộ

Máy bù đồng bộ là một loại động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ không tải

+ Ưu điểm : là thiết bị rất tốt để điều chỉnh điện áp, nó thường đặt để

điều chỉnh điện áp trong hệ thống và chế tạo gọn nhẹ, điều chỉnh trơn…

+ Nhược điểm : Lắp giáp vận hành khó khăn, đắt, tiêu thụ điện năng

lớn, tiếng ồn lớn

Với những ưu và nhược điểm trên để kinh tế thì máy bù đồng bộ cần đặt ở

những nơi cần bù tập chung với dung lượng lớn.

* Động cơ không đồng bộ Rôto dây quấn được đồng bộ hoá

+ Ưu điểm : Có khả năng sinh ra công suất lớn

+ Nhược điểm :Tổn thất công suất lớn ,khả năng quá tải kém

So sánh đặc tính kinh tế -kỹ thuật của máy bù và tụ bù

Máy bù

Cấu tạo,vận hành,sửa chữa phức tạp

Đắt

Tiêu thụ nhiều điện năng

ΔP=5%Qb

Tiếng ồn lớn

Điều chỉnh Qb trơn



Tụ bù

Cấu tạo,vận hành,sửa chữa đơn giản

Rẻ

Tiêu thụ ít điện năng

ΔP=(2-5)%Qb

Yên tĩnh

Điều chỉnh Qb theo cấp (bậc thang)



Qua bảng so sánh ta thấy tụ bù có nhiều ưu diểm hơn so với máy bù,có

nhược điểm là công suất Qb phát ra không trơn mà thay đổi theo cấp (bậc

thang) khi tăng,giảm số tụ bù.Tuy nhiên điều này không quan trọng vì bù

cosφ mục đích làm cho cosφ của xí nghiệp lớn hơn cosφ quy định là 0,85

chứ không cần trị số chính xác.



SVTH:Nguyễn Văn Nam



Trang11



GVHD:Th.S Phạm Anh Tuân



Đồ án cung cấp điện



c,Vị trí đặt thiết bị bù

Thiết bị bù có thể đặt ở mạng cao áp hoặc mạng hạ áp với nguyên tắc bố

trí thiết bị bù sao cho chi phi tính toán là nhỏ nhất.

Máy bù đồng bộ do có công suất lớn nên thường đặt ở những nơi quan

trọng của hệ thông điện.

Tụ điện có thể đặt ở mạng cao áp hoặc điện áp thấp.

Tụ điện áp cao thường đặt tập chung ở thanh cái của trạm trung gian

hay trạm phân phối.

Tụ điện áp thấp có thể đặt theo các cách là : tập chung ở thanh cái hạ

áp của trạm biến áp phân xưởng, đặt thành nhóm ở tủ phân phối động lực,

hay đặt riêng lẻ từng thiết bị dùng điện.

d, Xác định dung lượng bù

+Dung lượng bù tính theo công thức :

Qb = P.(tgφ1 - tgφ2 )

Trong đó

tgφ1 : góc ứng với hệ số cosφ1(trước khi bù )

tgφ2 :góc ứng với hệ số cosφ2 muốn đạt được(sau khi bù)

Hệ số công suất cosφ2 do quản lý hệ thống quy định cho hộ tiêu thụ phải

đạt được

+ Xác định dung lượng tụ bù cho phân xưởng máy nén cao áp

Giá trị công suất phản kháng cần bù nâng hệ số công suất hiện tại của

phân

xưởng 9:máy nén cao áp lên giá trị cosφ2=0,9 ứng với tgφ=0,48 được xác

định theo biểu thức:

Qb=P.(tgφ1-tg2)=1092,75.(0,96-0,48)=524,52 (kVAr)

Tính tương tự cho các phân xưởng khác ta có bảng:

STT



Phân

xưởng



cosφ



1



PX1



0,53



Ptt,kW

1029,7

5



2



PX2



0,62



3

4

5



PX3

PX4

PX5



0,68

0,56

0,76



SVTH:Nguyễn Văn Nam



Qb,kVA

r



Qtt,kVA

r



Qsb,kVA

r



1153,38



1560



406,62



1322



1031,16



1612,8



687,44



534,3

967,5

342,25



320,58

967,5

126,633



499,284

1332

195,65



267,15

483,75

181,393



Trang12



Stt,kVA

1142,2

9

1490,0

5

597,36

6

1081,7

387,34



GVHD:Th.S Phạm Anh Tuân



Đồ án cung cấp điện



6



PX6



0,78



610,5



195,36



250,8



293,04



7



PX7



0,8



967,56



309,619



120,2



464,429



8



PX8



0,67



700



434



652,125



336



9



PX9



0,72



1092,8



524,52



1013,76



568,256



10



PX10



0,65



497,25



343,103



403,65



253,598



11



PX11



0,55



685,75



699,465



893



329,165



12



PX12



0,56



320,25



326,655



404,04



153,72



13



PX13



0,64



516



371,52



547,2



247,68



14



PX14



0,53



131,67



147,47



138,612



63,2016



15



PX15



0,62



123,6



96,408



72,576



64,272



16



PX16



0,68



118



70,8



61,11



59



17



PX17



0,55



208,5



212,67



63,32



100,08



18

∑



PX18



0,76



81,5

10249



30,155



17,1



43,195

5001,99



8

677,18

7

1073,2

5

776,46

4

1231,7

2

558,18

4

760,65

9

355,23

2

572,36

5

146,05

3

139,31

2

131,92

8

231,27

5

92,239

1



Sau khi bù công suất phản kháng ta được các số liệu toàn nhà máy

như sau:

Công suất tính toán tác dụng của toàn xí nghiệp:

PXN=kđt.∑PPxi=0,7.10249= 7174,3 (kW)

Công suất tính toán phản kháng của toàn xí nghiệp sau khi bù :

QXN=kđt.∑Qsb=0,7.5001,99=3501,4 (kVAr)

Công suất biểu kiến của toàn xí nghiệp sau khi bù :

S TT==7983,13 (kVA)

Hệ số công suất trung bình của toàn xí nghiệp sau khi bù là:



SVTH:Nguyễn Văn Nam



Trang13



GVHD:Th.S Phạm Anh Tuân



Cosφ=



Đồ án cung cấp điện



==0,9



1.5 Xây dựng biểu diễn biểu đồ phu tải :

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng của hệ thống

cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp. Việc bố trí hợp lý các trạm biến áp

trong phạm vi nhà máy, xí nghiệp là một vấn đề quan trọng. Để xây dựng sơ

đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu về kinh tế kỹ thuật đảm bảo chi phí hàng

năm là ít nhất, hiệu quả cao. Để xác định được các vị trí đặt biến áp, trạm

phân phối chính, các trạm biến áp xí nghiệp công nghiệp ta xây dựng biểu

đồ phụ tải trên toàn bộ mặt bằng nhà máy.

Biểu đồ nhà máy có vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của

phân xưởng theo tỷ lệ đã chọn.

Để xác định biểu đồ phụ tải cho toàn nhà máy ta chọn tỉ lệ xích

( m = 5 kVA/mm2 )

- Bán kính biểu đồ phụ tải được xác định theo biểu thức :

Trong đó:

+ S là phụ tải tính toán của phân xưởng (kVA)

+ R là bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng (cm,m)



m2



+ m là tỷ lệ xích (kVA/cm) hay (kVA/

)

Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải tâm của đường tròn biểu đồ phụ

tải trùng với tâm phụ tải phân xưởng.

Các trạm biến áp được đặt đúng gần sát tâm phụ tải điện

Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải :

Với phân xưởng máy nén cao áp



==9,92 (mm)

=



= 8,56 ( ͦ )



Tính toán tương tự với các xí nghiệp còn lại ta được bảng sau :

STT Tên phânxưởng

1 Bộ phận nghiền sơ cấp

2 Bộ phận nghiền thứ cấp



SVTH:Nguyễn Văn Nam



Pcs,kW S,kVA

α,( ͦ )

54,75 1869,25

10,14

42 2085,38

6,973



Trang14



R,mm

11,1

11,8



GVHD:Th.S Phạm Anh Tuân



3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18



Đồ án cung cấp điện



Bộ phận xay nguyên liệu thô

Bộ phận sấy xỉ

Đầu lạnh của bộ phận lò

Đầu nóng của bộ phận lò

Kho liên hợp

Bộ phận xay xi măng

Máy nén cao áp

Bộ phận ủ và đóng bao

Bộ phận ủ bọt nguyên liệu thô

Phân xưởng

Lò hơi

Kho vật liệu

Bộ phận lựa chọn và cất giữ vật liệu bột

Nhà ăn

Nhà điều hành

Grage oto



72

67,5

114,8

297

897

112,5

36,75

152,3

98,25

47,25

60

47,25

66

66

175,5

67,5



731,274

1646,29

394,226

660,008

974,998

956,696

1490,57

640,461

1125,92

515,566

752,12

191,181

143,333

132,885

217,903

83,2746



22,63

13,93

39,76

56,8

70,6

38,92

8,561

70,59

28,61

29,46

26,8

68,47

87,2

95,4

168,1

171,6



7,11

10,5

5,42

7,06

8,88

8,14

9,92

7,03

8,87

6,06

7,17

3,98

3,59

3,34

4,89

2,64



Bảng 1.4Bảng tọa độ các phân xưởng theo hai trục X và Y tỉ lệ 1:5,8

Tọa

độ



X

Y



1



2



3



4



5



6



7



8



9



10



11



12



13



14



15



16



17



18



23

8

11

5



24

0

86



17

9

66



13

8

67



16

4

12

4



11

7

12

7



15

1

81



12

2

65



82



11

0

7



21

4

13

8



22

7

46



13



18

8

31



23

1

24



50



46



45



95



12

7



15

1



SVTH:Nguyễn Văn Nam



36



Trang15



53