Đang tải... (xem toàn văn)
tính toán khi làm tủ bù cos phi
Cách tính dung lượng tụ bù. Cách tính dung lượng tụ bù cần thiết để nâng cao hệ số công suất cos phi, giảm tiền phạt. Công thức tính dung lượng tụ bù. Để chọn tụ bù cho một tải nào đó thì ta cần biết công suất (P) của tải đó 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 → φ1 → tgφ1 ( trước khi bù, cosφ1 nhỏ còn tgφ1 lớn ) Hệ số công suất sau khi bù là Cosφ2 → φ2 → tgφ2 ( sau khi bù, cosφ2 lớn còn tgφ2 nhỏ) Công suất phản kháng cần bù là Qb = P (tgφ1 – tgφ2 ). Từ công suất cần bù ta chọn tụ bù cho phù hợp trong bảng catalog của nhà cung cấp tụ bù. Giả sử ta có công suất tải là P = 100 (KW). Hệ số công suất trước khi bù là Cosφ1 = 0.75 → tgφ1 = 0.88 Hệ số công suất sau khi bù là Cosφ2 = 0.95 → tgφ2 = 0.33 Vậy công suất phản kháng cần bù là Qbù = P ( tgφ1 – tgφ2 ) Qbù = 100( 0.88 – 0.33 ) = 55 (KVAr) Từ số liệu này ta chọn tụ bù trong bảng catalogue của nhà sản xuất giả sử ta có tụ 10KVAr. Để bù đủ cho tải thì ta cần bù 6 tụ 10 KVAr tổng công suất phản kháng là 6×10=60(KVAr). Bảng tra dung lượng tụ cần bù. Phương pháp tính dung lượng cần bù theo công thức thường rất mất thời gian và phải có máy tính có thể bấm được hàm arcos, tan. Để quá trình tính toán nhanh, người ta thường dung bảng tra hệ số để tính dung lượng tụ bù Lúc này, ta áp dụng công thức : Qb = P*k Với k là hệ số cần bù tra trong bảng tra dưới đây Cosφ2 Cosφ1 0.88 0.89 0.90 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1.00 0.50 1.19 1.22 1.25 1.28 1.31 1.34 1.37 1.40 1.44 1.48 1.53 1.59 1.73 0.51 1.15 1.17 1.20 1.23 1.26 1.29 1.32 1.36 1.39 1.44 1.48 1.54 1.69 0.52 1.10 1.13 1.16 1.19 1.22 1.25 1.28 1.31 1.35 1.39 1.44 1.50 1.64 0.53 1.06 1.09 1.12 1.14 1.17 1.20 1.24 1.27 1.31 1.35 1.40 1.46 1.60 0.54 1.02 1.05 1.07 1.10 1.13 1.16 1.20 1.23 1.27 1.31 1.36 1.42 1.56 0.55 0.98 1.01 1.03 1.06 1.09 1.12 1.16 1.19 1.23 1.27 1.32 1.38 1.52 0.56 0.94 0.97 1.00 1.02 1.05 1.08 1.12 1.15 1.19 1.23 1.28 1.34 1.48 0.57 0.90 0.93 0.96 0.99 1.02 1.05 1.08 1.11 1.15 1.19 1.24 1.30 1.44 0.58 0.86 0.89 0.92 0.95 0.98 1.01 1.04 1.08 1.11 1.15 1.20 1.26 1.40 0.59 0.83 0.86 0.88 0.91 0.94 0.97 1.01 1.04 1.08 1.12 1.17 1.23 1.37 0.60 0.79 0.82 0.85 0.88 0.91 0.94 0.97 1.00 1.04 1.08 1.13 1.19 1.33 0.61 0.76 0.79 0.81 0.84 0.87 0.90 0.94 0.97 1.01 1.05 1.10 1.16 1.30 0.62 0.73 0.75 0.78 0.81 0.84 0.87 0.90 0.94 0.97 1.01 1.06 1.12 1.27 0.63 0.69 0.72 0.75 0.78 0.81 0.84 0.87 0.90 0.94 0.98 1.03 1.09 1.23 0.64 0.66 0.69 0.72 0.74 0.77 0.81 0.84 0.87 0.91 0.95 1.00 1.06 1.20 0.65 0.63 0.66 0.68 0.71 0.74 0.77 0.81 0.84 0.88 0.92 0.97 1.03 1.17 0.66 0.60 0.63 0.65 0.68 0.71 0.74 0.78 0.81 0.85 0.89 0.94 1.00 1.14 0.67 0.57 0.60 0.62 0.65 0.68 0.71 0.75 0.78 0.82 0.86 0.90 0.97 1.11 0.68 0.54 0.57 0.59 0.62 0.65 0.68 0.72 0.75 0.79 0.83 0.88 0.94 1.08 0.69 0.51 0.54 0.56 0.59 0.62 0.65 0.69 0.72 0.76 0.80 0.85 0.91 1.05 0.70 0.48 0.51 0.54 0.56 0.59 0.62 0.66 0.69 0.73 0.77 0.82 0.88 1.02 0.71 0.45 0.48 0.51 0.54 0.57 0.60 0.63 0.66 0.70 0.74 0.79 0.85 0.99 0.72 0.42 0.45 0.48 0.51 0.54 0.57 0.60 0.64 0.67 0.71 0.76 0.82 0.96 0.73 0.40 0.42 0.45 0.48 0.51 0.54 0.57 0.61 0.64 0.69 0.73 0.79 0.94 0.74 0.37 0.40 0.42 0.45 0.48 0.51 0.55 0.58 0.62 0.66 0.71 0.77 0.91 0.75 0.34 0.37 0.40 0.43 0.46 0.49 0.52 0.55 0.59 0.63 0.68 0.74 0.88 0.76 0.32 0.34 0.37 0.40 0.43 0.46 0.49 0.53 0.56 0.60 0.65 0.71 0.86 0.77 0.29 0.32 0.34 0.37 0.40 0.43 0.47 0.50 0.54 0.58 0.63 0.69 0.83 0.78 0.26 0.29 0.32 0.35 0.38 0.41 0.44 0.47 0.51 0.55 0.60 0.66 0.80 0.79 0.24 0.26 0.29 0.32 0.35 0.38 0.41 0.45 0.48 0.53 0.57 0.63 0.78 0.80 0.21 0.24 0.27 0.29 0.32 0.35 0.39 0.42 0.46 0.50 0.55 0.61 0.75 0.81 0.18 0.21 0.24 0.27 0.30 0.33 0.36 0.40 0.43 0.47 0.52 0.58 0.72 0.82 0.16 0.19 0.21 0.24 0.27 0.30 0.34 0.37 0.41 0.45 0.49 0.56 0.70 0.83 0.13 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28 0.31 0.34 0.38 0.42 0.47 0.53 0.67 0.84 0.11 0.13 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28 0.32 0.35 0.40 0.44 0.50 0.65 0.85 0.08 0.11 0.14 0.16 0.19 0.22 0.26 0.29 0.33 0.37 0.42 0.48 0.62 0.86 0.05 0.08 0.11 0.14 0.17 0.20 0.23 0.26 0.30 0.34 0.39 0.45 0.59 0.87 0.03 0.05 0.08 0.11 0.14 0.17 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.42 0.57 0.88 0.00 0.03 0.06 0.08 0.11 0.14 0.18 0.21 0.25 0.29 0.34 0.40 0.54 Ví dụ: Với bài toán như trên, từ cosφ1 = 0.75 và cosφ2 = 0.95. Ta gióng theo hàng và theo cột sẽ gặp nhau tại ô có giá trị k=0.55. Từ k = 0.55 ta tính toán tương tự sẽ ra kết quả như tính bằng công thức. Hướng dẫn cách kiểm tra tụ bù Tụ bù được sử dụng phổ biến trong hệ thống điện công nghiệp. Trong quá trình sử dụng tụ, cần kiểm tra, đánh giá chất lượng của tụ Công việc đánh giá này nhằm mục đích lên kế hoạch bảo trì, thay thế các tụ bù đã kém chất lượng, không phát huy hiệu quả Kiểm tra tụ bù, bằng đồng hồ đo điện dung. Đặc trưng của tụ là điện dung, do vậy ta có thể dùng đồng hồ đo điện dung để kiểm tra xem tụ còn tốt hay không, còn sử dụng được hay cần phải thay thế. Đây là cách đo chính xác nhất. Điều kiện để thực hiện phép đo này là tụ phải đang không tải, đã được xả hết. Ta có thể dùng đồng hồ Fluke 179 hoặc tương đương để đo dung lượng tụ. Kiểm tra tụ bù bằng ampe kềm Chúng ta có thể kiểm tra tụ gián tiếp bằng cách đo dòng điện lúc tụ vận hành. Đây là cách đo gián tiếp khá chính xác và dễ thực hiện. Điều kiện để phép đo có độ tin cậy cao là đo lúc điện áp trong phạm vi cho phép. Từ dòng điện vận hành, chúng ta so sánh với dòng điện định mức để đánh giá chất lượng tụ. Thông thường, khi tụ sử dụng lâu ngày, dòng điện này bị giảm xuống dần. Hệ số công suất là gì? Hệ số công suất là gì và ý nghĩa của nó? Tại sao ta lại nên nâng cao hệ số công suất cos phi Công suất truyền từ nguồn đến tải luôn tồn tại 2 thành phần : Công suất tác dụng và công suất phản kháng. Công suất tác dụng đặc trưng cho khả năng sinh ra công hữu ích của thiết bị, đơn vị W hoặc kW. Ví dụ như công suất cơ (sức kéo) của động cơ. Công suất phản kháng không sinh ra công hữu ích nhưng nó lại cần thiết cho quá trình biến đổi năng lượng, đơn vị VAR hoặc kVAR. Có thể hiểu nôm na đó là thành phần từ hóa, tạo từ trường trong quá trình biến đổi năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác, hoặc từ năng lượng điện sang chính năng lượng điện. Công suất tổng hợp cho 2 loại công suất trên được gọi là công suất biểu kiến, đơn vị VA hoặc KVA. Ba loại công suất được trình bày ở trên lại có một mối quan hệ mật thiết với nhau thông qua tam giác công suất như hình sau: Hình 1 : tam giác công suất Ý nghĩa của hệ số công suất Nếu xét trên phương diện nguồn cung cấp (máy phát điện hoặc máy biến áp). Rõ ràng cùng một dung lượng máy biến áp hoặc công suất của máy phát điện (tính bằng KVA). Hệ số công suất càng cao thì thành phần công suất tác dụng càng cao và máy sẽ sinh ra được nhiều công hữu ích. Sẽ có người nói "Nếu vậy tại sao ta ta không duy trì cos phi ~ 1 để máy phát hoặc máy biến áp hoạt động hiệu quả". Sự thật là hệ số công suất bao nhiêu phụ thuộc vào tải (thiết bị sử dụng điện). Nhu cầu của tải về công suất tác dụng và công suất phản kháng cần phản đáp ứng đủ thì tải mới hoạt động tốt. Giải pháp trung hòa hơn là nguồn sẽ chỉ cung cấp cho tải 1 phần công suất phản kháng, phần thiếu còn lại, khách hàng tự trang bị thêm bằng cách gắn thêm tụ bù. Nếu xét ở phương diện đường dây truyền tải ta lại quan tâm đến dòng điện truyền trên đường dây. Dòng điện này sẽ làm nóng dây và tạo ra một lượng sụt áp trên đường dây truyền tải. Nếu xét trong hệ thống 1 pha, công suất biểu kiến được tính bằng công thức : S=U*I Nếu xét trong hệ thống 3 pha, công suất biểu kiến được tính bằng công thức : S=căn(3)U*I , U là điện áp dây, I là dòng điện dây. Cả trong lưới 1 pha và 3 pha đều cho thấy dòng điện tỉ lệ với công suất biểu kiến S. Vấn đề là công suất biểu kiến là do 2 thành phần công suất tác dụng và công suất phản kháng gộp lại tạo nên. Từ đó ta có 2 nhận xét: Một là : nếu như cùng 1 tải, nếu ta trang bị tụ bù để phát công suất phản kháng ngay tại tải, đường dây chỉ chuyển tải dòng điện của công suất tác dụng thì chắc chắn đường dây sẽ mát hơn. Hai là : Nếu ta chấp nhận đường dây phát nhiệt ở mức hiện tại, và nếu ta trang bị tụ bù phát công suất phản kháng ở tại tải, ta có thể bắt đường dây tải nhiều hơn hiện nay một ít. Trên đây đã trình bày về ý nghĩa của hệ số công suất cos phi. Những bài sau sẽ trình bày thêm ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cos phi, phân tích sự cần thiết hay không cần bù??? Lợi ích của bù công suất phản kháng Bù công suất phản kháng sẽ đem lại những ích lợi gì? Sử dụng tụ bù để nâng cao hệ số công suất là một việc cần làm, và thực tế là các đơn vị thiết kế, các công ty lắp tủ thực hiện như 1 thói quen. Họ có thể liệt kê được các lợi ích của bù công suất phản kháng, nhưng ít ai biết rằng không phải trong trường hợp nào tụ bù cũng phát huy hiệu quả. Bài viết sau sẽ trình bày cụ thể những lợi ích của bù kèm theo những điều kiện áp dụng cụ thể. HÌNH ẢNH TỦ TỤ BÙ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG GIÚP GIẢM TIỀN PHẠT Tiền phạt hay còn gọi là tiền mua điện năng phản kháng. Đây là lợi ích thiết thực nhất của việc nâng cao hệ số công suất Cos phi. Khi nào thì bù giúp giảm tiền phạt? Câu trả lời là khi hàng tháng bạn phải trả tiền phạt cos phi (tiền mua điện năng phản kháng). Điện lực sẽ bắt bạn trả tiền điện năng phản kháng khi hệ số công suất Cos phi của bạn < 0.85. Bạn có thể tham khảo thêm bài Giá mua điện năng phản kháng để biết rõ hơn về tỉ lệ phạt. Ví dụ bạn có một thiết bị điện công suất 100kW, Cos phi = 0.80, mỗi ngày chạy 10h. Ta sẽ có những số liệu như sau: • Điện năng sử dụng trong 1 giờ : 100kW * 1h = 100kWh • Điện năng sử dụng trong 1 ngày (10 giờ) : 100kW * 10h = 1,000kWh • Điện năng sử dụng trong 30 ngày : 1,000kWh * 30 ngày = 30,000kWh • Tỉ lệ trả thêm tiền mua điện năng phản kháng : 6.25% Theo quy định Giả sử bạn sử dụng điện cho sản xuất và chỉ sử dụng trong thời gian bình thường. Theo bảng giá điện từ 01/07/2012 : • Tiền mua điện năng tác dụng : 30,000kWh * 1,278 VND/kWh = 38,340,000VND • Tiền mua điện năng phản kháng : 38,340,000VND * 6.25% = 2,396,250VND Như vậy, nếu tính toán bù phù hợp, bạn có thể "né" được tiền phạt mỗi tháng khoảng 2,400,000VND. Nếu bù thì bạn phản đầu tư chi phí. Vì trong ví dụ này tôi chỉ có 1 thiết bị điện nên chỉ cần mua tụ bù và bù trực tiếp vào thiết bị điện là được. Để nâng từ Cos 0.8 => 0.9 trong ví dụ trên ta cần 25kVar. Giá đầu tư hiện tại khoảng 1,000,000VND. Như vậy chỉ 1/2 tháng ta đã lấy lại vốn. BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG GIẢM TỔN HAO CÔNG SUẤT Từ công suất tổn thất công suất trên đường dây truyền tải : Ta thấy rằng phần tổn hao công suất do 2 thành phần tạo ra. Thành phần do công suất tác dụng thì ta không thể giảm, nhưng thành phần do công suất phản kháng thì ta hoàn toàn có thể giảm được. Hệ quả là giảm tổn hao công suất dẫn đến giảm tổn thất điện năng. Nói nôm na ra là giảm tiền điện. Vậy trường hợp này phát huy tác dụng như khi nào? Khi đường dây của chúng ta kéo quá xa. Công tơ nhà nước lại tính ở đầu trạm. Trường hợp này ta nên bù gần như tối đa 0.95 để giảm tổn thất điện năng BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG GIẢM SỤT ÁP Từ công suất tổn thất điện áp trên đường dây truyền tải : Ta thấy rằng phần tổn hao điện áp do 2 thành phần tạo ra. Thành phần do công suất tác dụng thì ta không thể giảm, nhưng thành phần do công suất phản kháng thì ta hoàn toàn có thể giảm được. Vậy trường hợp này phát huy tác dụng như khi nào? Khi đường dây của chúng ta kéo quá xa, điện áp cuối đường dây sụt giảm nhiều làm động cơ không khởi động được, phát nóng nhiều, dễ cháy. Trường hợp này bạn nên bù đến 0.98 hoặc 1. Nếu bạn đã từng sử dụng máy bơm ở cuối nguồn này sẽ hiểu điện áp tăng thêm được vài volt có ý nghĩa thế nào BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG GIÚP TĂNG KHẢ NĂNG MANG TẢI CỦA ĐƯỜNG DÂY. Dòng điện chạy trên đường dây gồm 2 thành phần : tác dụng và phản kháng. Nếu ta bù ở cuối đường dây thì dòng phản kháng sẽ bớt. Vậy thì ta có thể cho phép đường dây tải thêm dòng tác dụng, đơn giản thế thôi BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG GIÚP TĂNG KHẢ MÁY BIẾN ÁP. Từ S=U*I ta thấy rằng dung lượng máy biến áp gồm 2 phần P và Q. Nếu ta bù tốt thì S gần như bằng P => tăng khả năng rồi Các phương pháp bù công suất phản kháng. Phân loại các phương pháp bù công suất phản kháng (CSPK) thường được dùng trong nhà máy, xí nghiệp Phân loại bù CSPK theo cấp điện áp. 1. Bù phía trung áp : thường sử dụng khi dụng lượng tù lớn hơn 2000Kvar 2. Bù phía hạ áp : thường dùng với dung lượng bù nhỏ hơn 2000kvar Phân loại bù CSPK theo vị trí lắp tụ bù 1. Bù CSPK tập trung : thường dùng cho hệ thống có tải thay đổi liên tục, tải đa dạng. 2. Bù CSPK theo nhóm : thường dùng cho trường hợp tải tập trung ổn định theo nhóm. 3. Bù CSPK riêng lẻ cho từng thiết bị : thường dùng cho thiết bị có công suất trung bình, lớn, hoạt động mang tải ổn định. Phân loại bù CSPK theo cách đóng cắt tụ bù. 1. Bù nền (bù tĩnh): bù trực tiếp, thường dùng bù trước 1 phần công suất phản kháng mà không xảy ra dư công suất phản kháng. 2. Bù ứng động (tự động điều chỉnh hệ số công suất phản kháng): dùng cho hệ thống thay đổi, cần đáp ứng nhanh Tụ bù nền : ứng dụng và tính toán. Tụ bù nền là gì? Ứng dụng cụ thể và cách tính toán. Tụ bù nền là gì? là lượng tự bù được đóng thường trực trong hệ thống điện. Dung lượng của tụ bù nền thường phải đảm bảo không gây ra hiện tượng bù dư. Cần phân biệt bù nền và bù riêng lẻ : bù nền dùng cho 1 nhóm thiết bị hoặc cả phân xưởng, bù riêng áp dụng cho 1 thiết bị. Cách lắp đặt và hoạt động của bù nền và bù riêng khá giống nhau. Bù nền thường được thực hiện qua MCCB hoặc contactor. Có thể sử dụng thêm 1 relay dòng điện phục vụ cho bù nền. Giả sử rằng bạn có 1 nhà máy có công suất đỉnh là 160kW, hệ số công suất Cosphi trước khi bù là 0.75, hệ số công suất bạn mong muốn sau khi bù là 0.95. Nhà máy này làm việc liên tục 24/24. Trong quá trình hoạt động, khảo sát nhận thấy nhà máy chỉ hoạt động tại các mức công suất 100kW, 110kW, 120kW, 130kW, 140kW, 150kW và 160kW. Chúng ta sẽ cùng xem xét và so sánh 2 phương án bù sau đây. Phương án 1 : Bù ứng động 5 cấp x 20kvar . Cách tính dung lượng tụ bù. Cách tính dung lượng tụ bù cần thiết để nâng cao hệ số công suất cos phi, giảm tiền phạt. Công thức tính dung lượng tụ bù. . gì? Ứng dụng cụ thể và cách tính toán. Tụ bù nền là gì? là lượng tự bù được đóng thường trực trong hệ thống điện. Dung lượng của tụ bù nền thường phải đảm
