-Về kinh tế: chúng ta phải trả tiền cho lượng công suất phản kháng tiêu thụ. Show - Về kỹ thuật: công suất phản kháng gây ra sụt áp trên đường dây và tổn thất công suất trên đường truyền. Vì vậy, ta cần có biện pháp bù công suất phản kháng Q để hạn chế ảnh hưởng của nó. Cũng tức là ta nâng cao hệ số cosφ. - Giảm tổn thất công suất trên phần tử của hệ thống cung cấp điện (máy biến áp, đường dây …). - Giảm tổn thất điện áp trên đường truyền tải. - Tăng khả năng truyền tải điện của đường dây và máy biến áp. Theo quy định của Bộ Công Thương: "Thông tư Quy định về mua, bán công suất phản kháng" có hiệu lực từ ngày 10/12/214, người sử dụng điện sẽ bị phạt tiền nếu công suất cosφ dưới mức cho phép. Muốn tính công suất phản kháng cần bù để chọn tụ bù cho tải nào đó thì ta cần biết công suất (P) và hệ số công suất (Cosφ) của tải đó: Giả sử ta có công suất của tải là P, hệ số công suất của tải là Cosφ1 → tgφ1 (trước khi bù), hệ số công suất sau khi bù là Cosφ2 → tgφ2. Công suất phản kháng cần bù là: Để quá trình tính toán nhanh,người ta thường dùng bảng tra hệ số để tính dung lượng tụ bù.
Nâng cao cosφ tự nhiên có nghĩa là tìm các biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng mà chúng cần có ở nguồn cung cấp. - Thay đổi và cải tiến quá trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lý nhất. - Thay thế các động cơ làm việc non tải bằng những động cơ có công suất nhỏ hơn. - Hạn chế động cơ chạy không tải. - Ở những nơi công nghệ cho phép thì dùng động cơ đồng bộ thay cho động cơ không đồng bộ. - Thay biến áp làm việc non tải bằng máy biến áp có dung lượng nhỏ hơn. 5.2. Phương pháp nâng cao hệ số cosφ nhân tạo Phương pháp này được thực hiện bằng cách đặt các thiết bị bù công suất phản kháng ở các hộ tiêu thụ điện. Các thiết bị bù công suất phản kháng bao gồm: 5.2.1.Máy bù đồng bộChính là động cơ đồng bộ làm việc trong chế độ không tải. - Ưu điểm: máy bù đồng bộ vừa có khả năng sản xuất ra công suất phản kháng, đồng thời cũng có khả năng tiêu thụ công suất phản kháng của mạng điện. - Nhược điểm: máy bù đồng bộ có phần quay nên lắp ráp, bảo dưỡng và vận hành phức tạp. Máy bù đồng bộ thường để bù tập trung với dung lượng lớn. 5.2.2. Tụ bù điệnLàm cho dòng điện sớm pha hơn so với điện áp do đó, có thể sinh ra công suất phản kháng cung cấp cho mạng điện. +Ưu điểm: - Công suất nhỏ, không có phần quay nên dễ bảo dưỡng và vận hành. - Có thể thay đổi dung lượng bộ tụ bù theo sự phát triển của tải. - Giá thành thấp hơn so với máy bù đồng bộ. +Nhược điểm: - Nhạy cảm với sự biến động của điện áp và kém chắc chắn, đặc biệt dễ bị phá hỏng khi ngắn mạch hoặc điện áp vượt quá định mức. Tuổi thọ tụ bù có giới hạn, sẽ bị hư hỏng sau nhiều năm làm việc. - Khi đóng tụ bù vào mạng điện sẽ có dòng điện xung, còn lúc cắt tụ điện khỏi mạng trên cực của tụ vẫn còn điện áp dư có thể gây nguy hiểm cho người vận hành. - Sử dụng tụ bù điện ở các hộ tiêu thụ công suất phản kháng vừa và nhỏ (dưới 5000 kVAr). 5.3.Các phương thức bù công suất phản kháng bằng tụ bùCó hai phương thức bù công suất phản kháng bằng tụ bù: 5.3.1.Bù tĩnh (bù nền)Bố trí bù gồm một hoặc nhiều tụ bù tạo nên lượng bù không đổi. Việc điều khiển có thể thực hiện bằng các cách sau:- Bằng tay: dùng CB hoặc LBS (load – break switch). - Bán tự động: dùng contactor. - Mắc trực tiếp vào tải đóng điện cho mạch bù đồng thời khi đóng tải. + Ưu điểm: đơn giản và giá thành không cao. + Nhược điểm: khi tải dao động có khả năng dẫn đến việc bù thừa. Việc này khá nguy hiểm đối với hệ thống sử dụng máy phát. --> Vì vậy, phương pháp này áp dụng đối với những tải ít thay đổi. 5.3.2.Bù động(Sử dụng bộ điều khiển tụ bù tự động): sử dụng các bộ tụ bù tự động hay còn gọi là tủ điện tụ bù tự động, có khả năng thay đổi dung lượng tụ bù để đảm bảo hệ số công suất đạt được giá trị mong muốn.+ Ưu điểm: không gây ra hiện tượng bù thừa và đảm bảo được hệ số công suất mong muốn. + Nhược điểm: chi phí lớn hơn so với bù tĩnh. --> Vì vậy, phương pháp này áp dụng tại các vị trí mà công suất tác dụng và công suất phản kháng thay đổi trong phạm vi rất rộng.
Sơ đồ vị trí lắp tụ bù trong mạng điện |
