Nghiên cứu giải pháp bù công suất phản kháng để nâng cao chất lượng điện năng cho lưới điện phân phối thị xã từ sơn, tỉnh bắc ninh

vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình số Tên hình Hình 1 Bản ựồ hành chắnh Từ Sơn Hình 2 Phường đông Kỵ Hình 3 Sơ ựồ phân bố ựiện năng Hình 4 Sơ ựồ một sợi lưới ựiện trung áp Từ Sơn Hình 5 Mạch ựiệ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

TRẦN THỊ SEN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

ðỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ðIỆN NĂNG CHO LƯỚI ðIỆN PHÂN PHỐI THỊ XÃ TỪ SƠN – TỈNH BẮC NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: ðiện khí hóa sản xuất nông nghiệp và nông thôn

Mã số ngành: 60.52.54

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS ðặng Quốc Thống

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

i

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam ñoan rằng: Mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn

ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn này, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ nhiệt tình của tập thể và cá nhân các Thầy Cô giáo: Trường ðHNN Hà Nội, Trường ðHBK Hà Nội, gia ñình và của các bạn bè ñồng nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS ðặng Quốc Thống – ðHBK Hà Nội Cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn cung cấp và sử dụng ñiện, Khoa cơ ñiện, Viện sau ðại học trường ðHNN Hà Nội Cảm ơn các bạn bè và ñồng nghiệp ñã tận tình giúp ñỡ tôi nghiên cứu hoàn thành luận văn này

Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn, vì thời gian và trình ñộ

có hạn, nên không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận ñược ý kiến ñóng góp chân thành của các Thầy Cô và bạn bè ñồng nghiệp

Tác giả luận văn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

iii MỤC LỤC PHẦN 1: ðÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ Xà HỘI VÀ HIỆN TRẠNG LƯỚI ðIỆN THỊ Xà TỪ SƠN 3

CHƯƠNG 1: ðẶC ðIỂM TỰ NHIÊN XÃ HỘI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ 3

CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG LƯỚI ðIỆN VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP ðIỆN 7

PHẦN 2: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 16

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI ðIỆN PHÂN PHỐI 16

1.1 CHẤT LƯỢNG ðIỆN NĂNG CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI 16

1.2 SỰ TIÊU THỤ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 17

1.2.1 Khái niệm về CSPK 17

1.2.2 Sự tiêu thụ CSPK 18

1.3 CÁC NGUỒN PHÁT CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI ðIỆN 19

1.4 Ý NGHĨA CỦA VIỆC BÙ CSPK TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI 22

1.4.1 Giảm ñược tổn thất công suất trong mạng ñiện 22

1.4.2 Giảm ñược tổn thất ñiện áp trong mạng ñiện 22

1.4.3 Tăng khả năng truyền tải của ñường dây và máy biến áp 22

1.5 CÁC TIÊU CHÍ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 23

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

1.5.1 Tiêu chí kỹ thuật 23

1.5.2 Tiêu chí kinh tế 27

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG - XÁC ðỊNH VỊ TRÍ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 30

2.1 Xác ñịnh dung lượng bù CSPK ñể nâng cao hệ số công suất cosφ 30

2.2 Chọn thiết bị bù 30

2.3 Tính bù CSPK theo ñiều kiện cực tiểu tổn thất công suất 30

2.4 Bù công suất phản kháng theo ñiều kiện ñiều chỉnh ñiện áp 36

2.5 Lựa chọn dung lượng bù theo quan ñiểm kinh tế 48

2.6 Phương pháp tính toán lựa chọn công suất và vị trí bù tối ưu trong mạng ñiện phân phối 54

2.7 Vị trí ñặt thiết bị bù 61

CHƯƠNG 3: SƠ ðỒ ðẤU NỐI TỤ VÀ PHƯƠNG THỨC ðIỀU KHIỂN TỤ BÙ TRONG LƯỚI ðIỆN PHÂN PHỐI 64

3.1 SƠ ðỒ ðẤU NỐI TỤ BÙ TĨNH 64

3.1.1 Nối tụ ñiện theo sơ ñồ hình tam giác (∆) 64

3.1.2 Nối tụ ñiện theo sơ ñồ hình sao (Y) 64

3.1.3 Các kiểu ñấu nối bộ tụ ñiện ba pha 65

3.2 SƠ ðỒ NỐI DÂY VÀ ðIỆN TRỞ PHÓNG ðIỆN 66

3.2.1 Sơ ñồ nối dây của tụ ñiện ñiện áp cao 66

3.2.2 Sơ ñồ ñấu dây tụ ñiện ñiện áp thấp 67

3.2.3 Bù riêng 68

3.2.4 Bù nhóm 68

3.2.5 Bù tập trung 69

3.3 NGUYÊN LÝ ðIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ BÙ SỬ DỤNG TỤ ðIỆN

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

v TĨNH 70

3.3.1 Cơ sở ñiều khiển 70

3.3.2 ðiều chỉnh dung lượng bù 71

3.4.THIẾT BỊ BÙ BÙ NGANG CÓ ðIỀU KHIỂN (SVC) 74

3.4.1 Cấu tạo cơ bản của SVC 74

3.4.2 Hoạt ñộng của thiết bị bù ngang có ñiều khiển SVC 75

3.4.3 Mô hình của thiết bụ bù tĩnh có ñiều khiển băng Thyristor 78

CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG CỦA THIẾT BỊ BÙ ðẾN THỐNG SỐ THIẾT KẾ VÀ VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ðIỆN PHÂN PHỐI 85

4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA TB BÙ ðẾN THÔNG SỐ THIẾT KẾ 85

4.1.1 ðặt vấn ñề 85

4.1.2 Các ảnh hưởng của thiết bị bù ñến thông số thiết kế của mạng ñiện 86

4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA THIẾT BỊ BÙ ðẾN TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ðIỆN NĂNG 90

4.2.1 Lưới phân phối có một phụ tải 90

4 2.2 Lưới phân phối có phụ tải phân bố ñều trên trục chính 93

4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA THIẾT BỊ BÙ ðẾN CHẾ ðỘ ðIỆN ÁP CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI 95

4.3.1 Phân tích ảnh hưởng của TB bù CSPK ñối với chất lượng ñiện áp 95

4.3.2 Các hạn chế của công suất bù phản kháng ñối với chất lượng ñiện 108

4.3.3 Một số giải pháp chống quá ñiện áp khi ñóng cắt tụ 111

PHẦN 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ðỂ TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO LðPP THỊ XÃ TỪ SƠN 113

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT 113

1.1 Mô hình lưới ñiện trên chương trình PSS/ADEPT 117

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

1.2 Giao diện của PSS/ADEPT 117

1.3 Chức năng tính toán của chương trình PSS/ADEPT 117

1.4 Mô phỏng LðPP trên chương trình PSS/ADEPT 117

CHƯƠNG 2: TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO XT 471E74 BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 117

2.1 Sơ ñồ nguyên lý xuất tuyến 471-E74 117

2.2 Cơ sở tính toán bù CSPK bằng chương trình PSS/ADEPT 118

2.3 Xác ñịnh vị trí ñặt tụ bù tối ưu (CAPO) 120

2.4 Xây dựng sơ ñồ tính toán 126

3.4 Xác ñịnh dung lượng, vị trí bù tối ưu kinh tế trên lộ 471E74 132

PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 138

4.1 KẾT LUẬN 138

4.2 KIẾN NGHỊ 139

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ

vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình số Tên hình Hình 1 Bản ựồ hành chắnh Từ Sơn Hình 2 Phường đông Kỵ Hình 3 Sơ ựồ phân bố ựiện năng Hình 4 Sơ ựồ một sợi lưới ựiện trung áp Từ Sơn Hình 5 Mạch ựiện ựơn giản RL

Hình 6 Quan hệ giữa công suất P và Q

Hình 7 Phân phối dung lượng bù trong mạng hình tia

Hình 8 Phân phối dung lượng bù trong mạng phân nhánh Hình 9 Sơ ựồ mạng ựiện dùng máy bù ựồng bộ ựể ựiều chỉnh ựiện áp

Hình 10 Sơ ựồ mạng ựiện có phân nhánh Hình 11 Sơ ựồ mạng ựiện kắn: a, Sơ ựồ nối dây; b, Sơ ựồ thay thế

Hình 12 Mạng ựiện có ựặt bù tụ ựiện tại hai trạm biến áp Tb và Tc

Hình 13 điều chỉnh ựiện áp trong mạng ựiện kắn bằng tụ ựiện

Hình 14 Sơ ựồ mạng ựiện 1 phụ tải Hình 15 Sơ ựồ mạch tải ựiện có ựặt thiết bị bù Hình 16 đồ thi phụ tải phản kháng năm Hình 17 Sơ ựồ tắnh toán dung lượng bù tại nhiều ựiểm Hình 18 đường dây chắnh có phụ tải phân bố ựều và tập trung

Hình 19 đường dây phụ tải tập trung và phân bố ựều có một bộ tụ

Hình 20 Các ựường biểu thị ựộ giảm tổn thất công suất ứng với các ựộ bù và các vị trắ trên ựường dây có phụ tải phân bố ựều (λ = 0)

Hình 21 đường dây phụ tải tập trung và phân bố ựều có bù 2 bộ tụ

Hình 22 đường dây phụ tải tập trung và phân bố ựều có bù 3 bộ tụ Hình 23 đường dây phụ tải tập trung và phân bố ựều có bù 4 bộ tụ

Hình 24 So sánh ựộ giảm tổn thất ựạt ựược khi số tụ bù n = 1,2,3 và ∞ trên ựường dây có phụ tải phân bố ựều (λ = 0)

Hình 25 Tụ ựấu tam giác

Hình 26 Tụ ựấu sao

Hình 27 Sơ ựồ nối dây của tụ ựiện ựiện áp cao

Hình 28 Sơ ựồ ựấu dây của tụ ựiện ựiện áp cao bù riêng cho ựộng cơ

Hình 29 Sơ ựồ ựấu dây tụ ựiện ựiện áp thấp

Hình 30 Bù nhóm

Hình 31 Bù tập trung

Hình 32 Sự phân bố CSPK theo thời gian

Hình 33 Vắ dụ về ựiều chỉnh dung lượng bù

Hình 34 Sơ ựồ ựiều chỉnh tự ựộng dung lượng bù theo ựiện áp

Hình 35 Sơ ựồ ựiều chỉnh tự ựộng dung lượng bù theo nguyên tắc thời gian

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

Hình 36 Nguyên lý cấu tạo SVC

Hình 37 Sơ ñồ giải thích nguyên lý làm việc của SVC Hình 38 Sơ ñồ và nguyên lý hoạt ñộng của Thyristor

Hình 39 Sơ ñồ biểu diễn ñặc tính làm việc của SVC

Hình 40 ðặc tính ñiều chỉnh của SVC

Hình 41 Sơ ñồ tính toán chế ñộ xác lập

Hình 42 ðặc tính của CSTD

Hình 43 ðặc tính CSPK của máy phát

Hình 44 Mô hình SVC

Hình 45 Các dạng ñặc tính của SVC

Hình 46 a Sơ ñồ nguyên lý b sơ ñồ tính toán

Hình 47 Sơ ñồ mạch tải ñiện

Hình 48 Phân tính các dung lượng bù Hình 49 Lưới phân phối có phụ tải phân bố ñều Hình 50a Sơ ñồ mô phỏng Hình 50b Sóng ñiện áp và dòng ñiện trên tụ khi UC(0) = 0, t = 5ms

Hình 51a Sơ ñồ mô phỏng quá ñộ ñóng ñiện vào trạm tụ làm việc song song Hình 51b Sóng ñiện áp và dòng ñiện trên tụ khi UC(0) = 0 và t = 5ms

Hình 52a Sơ ñồ mô phỏng quá ñộ với hiện tượng phóng ñiện trước

Hình 52b Dạng sóng ñiện áp và dòng ñiện trên tụ khi UC(0) = 0 Hình 53a Sơ ñồ mô phỏng quá ñộ với hiện tượng phóng ñiện trở lại

Hình 53b Dạng sóng ñiện áp và dòng ñiện trên tụ khi UC(0) = 0 Hình 54 Quá ñộ trên lưới phân phối khi ñóng tụ bù [5] Hình 55a Sóng cơ bản và sóng hài bậc ba ñồng pha

Hình 55b Sóng cơ bản và sóng hài bậc ba lệch pha

Hình 56 Mạch cộng hưởng LC Hình 57 Các cửa sổ View trong PSS Hình 58 Sơ ñồ áp dụng triển khai trong PSS

Hình 59 Sơ ñồ lộ 471 E74 Hình 60 Hộp thoại thiết ñặt thông số trong CAPO Hình 61 Hộp thoại thông số kinh tế trong CAPO Hình 62 Kết quả tính CAPO Hình 63 Sơ ñồ lộ 471 E74 trên nền PSS/ADEPT

Hình 64 Thư viện thiết lập Hình 65 Thẻ thiết lập thông số ñường dây

Hình 66 Thẻ thiết lập thông số MBA Hình 67 Thẻ nhập thông số kinh tế

Hình 68 Thông số kinh tế cho bù hạ áp giờ thấp ñiểm

Hình 69 Thông số kinh tế cho bù trung áp giờ thấp ñiểm Hình 70 ðồ thị phụ tải những ngày ñiển hình năm 2010 của lộ 479 E28.4

Hình 71 Thẻ phân loại phụ tải

Hình 72 Thẻ xây dụng ñồ thị phụ tải

Hình 73 Cách xác ñịnh hao tổn của lộ

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

ix Hình 74 Thẻ tính toán dung lượng bù

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

MBA: Máy biến áp

LPP: Lưới phân phối

SVC: (Static Var Compensator) Thiết bị bù ngang dùng ñể tiêu thụ CSPK

có thể ñiều chỉnh bằng cách tăng hay giảm góc mở của thyristor TCR: Kháng ñiều chỉnh bằng thyristor – Thyristor Controlled Reactor

TSC: Bộ tụ ñóng mở bằng thyristor – Thyristor Switched Capacitor

TSR: Kháng ñóng mở bằng thyristor – Thyristor Switched Reactor

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

xi

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 Kết quả tổn thất 2009-2011

Bảng 3 Suất tổn thất công suất tác dụng của các thiết bị bù

Bảng 4 ðiện trở của MBA

Bảng 5 Giá thành ñường dây trên không 1 mạch ñiện áp 110kV

Bảng 6 Giá trị biên ñộ xung áp và dòng

Bảng 7 Giá trị biên ñộ xung áp và dòng

Bảng 8 Giá trị biên ñộ xung áp và dòng

Bảng 9 Giá trị biên ñộ xung áp và dòng

Bảng 10 Các thông số kinh tế cho lặp ñặt tụ bù [4]

Bảng 11 Kết quả tính toán trên lưới khi ñiện áp thanh cái lưới trung áp ñặt

Bảng 12 Kết quả tính toán trên lưới khi ñiện áp thanh cái lưới trung áp ñặt 23

Bảng 13 Vị trí và dung lượng bù cố ñịnh ở lưới trung áp

Bảng 14 Vị trí và dung lượng bù ñóng cắt ở lưới trung áp

Bảng 15 Vị trí và dung lượng bù cố ñịnh ở phía thanh cái hạ áp

Bảng 16 Vị trí và dung lượng bù ñóng cắt ở phía thanh cái hạ áp

Bảng 17 Kết quả tính toán trên lưới sau khi bù trung áp

Bảng 18 Kết quả tính toán trên lưới sau khi bù hạ áp

Bảng 19 Kết quả lượng tổn thất công suất giảm ñược so với bù tự nhiên

LỜI NÓI ðẦU

Với sự phát triển chung của hệ thống ñiện Việt Nam, lưới ñiện Thị xã Từ Sơn – Tỉnh Bắc Ninh cũng ñã phát triển không ngừng, phụ tải luôn luôn tăng trưởng rất cao, lưới ñiện càng ngày càng ñược mở rộng và hiện ñại hoá với tổng sản lượng chiếm tới hơn 1/3 cả tỉnh, Chi nhánh ðiện Từ Sơn có 318 trạm biến áp, tổng công suất 325 nghìn KVA, 151.145km ñường dây trung thế và 235km ñường dây hạ thế, 44.400 khách hàng, công suất tiêu thụ 31 triệu Kwh/tháng (theo báo ñiện tử Bắc Ninh – 30/10/2011) Do vậy, việc ñảm bảo cung cấp ñiện một cách tin cậy và chất lượng song song với việc nâng cao hiệu quả kinh tế trong việc sử dụng ñiện năng là một yêu cầu bức xúc ñối với lưới ñiện phân phối (LðPP) Thị xã Từ Sơn – Tỉnh Bắc Ninh hiện nay

Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật, nguồn ñiện cũng phải ñáp ứng ñược những ñòi hỏi về công suất và chất lượng Vấn ñề công suất phát ra phải ñược ñưa ñến và tận dụng một cách hiệu quả nhất, không ñể lảng phí quá nhiều ảnh hưởng ñến kinh tế là một bài toán ñược rất nhiều ñề tài nghiên cứu Tổn hao công suất là vấn ñề ảnh hưởng ñến chất lượng nguồn ñiện và kinh tế,

ñể giảm nó một trong những biện pháp khá hiệu quả là bù công suất phản khảng cho lưới ñiện

Một số các hệ thống lưới ñiện trên các tỉnh thành của nước ta không có hệ thống

bù công suất phản kháng thậm chí còn không quan tâm ñến vấn ñề này Do ñó hệ số công suất cosφ có giá trị nhỏ ñiều này ảnh hưởng rất lớn ñến các tham số kinh tế kỹ thuật của mạng ñiện như: Giảm chất lượng ñiện áp, tăng tổn thất công suất và tăng ñốt nóng dây dẫn, tăng tiết diện dây dẫn, hạn chế khả năng truyền tải công suất tác dụng, không sử dụng hết khả năng của ñộng cơ sơ cấp, giảm chất lượng ñiện, tăng giá thành ñiện năng

Hiện nay một số tỉnh ñã quan tâm ñến vẫn ñề này như Bắc Ninh, Hà Nội, Hải Dương, Nam ðịnh, Ninh Bình… nhưng việc thực thi thì rất ít Nếu có hệ thống bù công suất phản kháng thì chỉ là bù tĩnh, thiết bị bù không có cơ cấu tự ñộng ñiều chỉnh mang lại hệ số công suất cosφ lớn cỡ trên 0,9 ñiều này cũng dẫn ñến những ảnh hưởng ñáng kể như vào giờ thấp ñiểm có hiện tượng dòng công suất phản kháng chạy ngược, làm tăng tổn thất và quá áp cục bộ ñiều này gây hậu quả nghiêm trọng ñến các thiết bị ñiện Vị trí ñặt thiết bị bù thường ñược chọn sao cho dễ vận hành chứ không xét ñến hiệu quả kinh tế của thiết bị, vì vậy chưa tận dụng ñược hiệu quả làm việc của thiết bị, dẫn ñến sự lãng phí

ðể khắc phục những nhược ñiểm ñó ñề tài ñi nghiên cứu phương pháp bù công suất phản kháng, ñể xác ñịnh dung lượng và vị trí bù tối ưu cho lưới phân phối, ñồng thời luận văn cũng ñi nghiên cứu phần mền PSS/ADEPT ñể tính toán dung

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

2

lượng và vị trí bù cho lưới ñiện Từ Sơn – Tỉnh Bắc Ninh

Với sự nỗ lực của bản thân, sự giúp ñỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn TS ðặng Quốc Thống, tập thể giảng viên Bộ môn Cung Cấp ðiện –Khoa Cơ ðiện Trường ñại học Nông Nghiệp Hà Nội Luận văn ñã hoàn thành gồm các phần sau:

PHẦN 1: ðÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ Xà HỘI VÀ HIỆN TRẠNG LƯỚI ðIỆN THỊ Xà TỪ SƠN

Chương 1: ðặc ñiểm tự nhiên xã hội và phương hướng phát triển kinh tế Chương 2: Hiện trạng lưới ñiện và tình hình cung cấp ñiện

PHẦN 2: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI

Chương 1 Tổng quan về bù công suất phản kháng trên lưới phân phối

Chương 2 Tính toán dung lượng - xác ñịnh vị trí bù công suất phản kháng trên lưới phân phối

Chương 3: Sơ ñồ nối tụ và phương thức ñiều khiển tụ bù trong lưới ñiện phân phối

Chương 4: Ảnh hưởng của thiết bị bù ñến thông số thiết kế và vận hành của lưới ñiện phân phối

PHẦN 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ðỂ TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO LðPP THỊ XÃ TỪ SƠN

Chương 1: Giới thiệu về phần mềm PSS/ADEPT

Chương 2: Tính toán bù công suất phản kháng cho XT 491-E74 bằng phần mềm PSS/ADEPT

PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

PHẦN 1: đÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ

XÃ HỘI VÀ HIỆN TRẠNG LƯỚI đIỆN THỊ XÃ TỪ SƠN

CHƯƠNG 1: đẶC đIỂM TỰ NHIÊN XÃ HỘI

VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ

1.1 đẶC đIỂM TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI CỦA TỪ SƠN

Từ Sơn là một thị xã cửa ngõ phắa nam của tỉnh Bắc Ninh cửa ngõ phắa bắc

của thành phố Hà Nội ựược Thủ tướng Chắnh phủ ký quyết ựịnh thành lập ngày 24 tháng 9 năm 2008 trên cơ sở toàn bộ diện tắch tự nhiên và dân số của huyện Từ Sơn

cũ

Vị trắ: Từ Sơn, phắa Bắc tiếp giáp với các huyện Yên Phong (Bắc Ninh),

phắa đông Bắc và đông tiếp giáp với huyện Tiên Du (Bắc Ninh), phắa Nam và Tây Nam tiếp giáp với huyện Gia Lâm (Hà Nội), phắa Tây giáp với huyện đông Anh (Hà Nội) Từ Sơn là thị xã nằm giữa Hà Nội và thành phố Bắc Ninh và cũng là một trong hai trung tâm của trấn Kinh Bắc xưa

Hình 1: Bản ựồ hành chắnh thị xã Từ Sơn Ờ Bắc Ninh

Hành chắnh: Thị xã Từ Sơn thành lập ngày 24 tháng 09 năm 2008 trên cơ

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ

4

sở toàn bộ huyện Từ Sơn, gồm có 07 phường và 05 xã:

Các phường gồm: Châu Khê (497,58 ha và 17.905 nhân khẩu); đình Bảng

(830,10 ha và 16.771 nhân khẩu); đông Ngàn (111,04 ha và 8.548 nhân khẩu); đồng Nguyên (688,29 ha và 15.423 nhân khẩu); đồng Kỵ (334,29 ha và 15.997 nhân khẩu); Tân Hồng (491,20 ha và 11.291 nhân khẩu); Trang Hạ (255,69 ha và 5.510 nhân khẩu);

Các xã gồm: Hương Mạc, Phù Chẩn, Phù Khê, Tam Sơn, Tương Giang Diện tắch: 61,33 kmỗ

Dân số: Tổng dân số Từ Sơn là 143.843 người (tắnh ựến 31 tháng 12 năm

2006) Mật ựộ dân số là 2.345 người/kmỗ, gấp 2 lần mật ựộ dân số bình quân vùng ựồng bằng sông Hồng, gấp 1,8 lần mật ựộ dân số của Hải Phòng, gấp 1,2 lần mật ựộ dân số của Hà Nội mới và là một trong những thị xã ựông dân nhất Việt Nam

Kinh tế - Xã hội: Từ Sơn là thị xã cửa ngõ của tỉnh Bắc Ninh, là ựô thị vệ

tinh của Thủ ựô Hà Nội và là một trong hai trung tâm kinh tế - văn hóa - giáo dục của tỉnh Bắc Ninh (sau Thành phố Bắc Ninh) Từ Sơn là một ựô thị công nghiệp với nhiều khu công nghiệp, nhiều làng nghề truyền thống nổi tiếng như đa Hội, đồng

Kỵ, Phù Khê, Mai động và có nhiều trường cao ựẳng, ựại học: đại học thể dục thể thao TW1 (nay là đH thể dục thể thao Bắc Ninh), trường Cđ Công nghệ Bắc

Hà, trường Cđ thủy sản, trường Cđ quản lý kinh tế công nghiệp

đến năm 2011, thị xã Từ Sơn luôn là một trong những vùng kinh tế trọng ựiểm của tỉnh, nơi tập trung nhiều cơ quan, ựơn vị, trường học của Trung ương và ựịa phương Với vị trắ ựịa lý và hệ thống giao thông thuận tiện, có nhiều khu, cụm công nghiệp và làng nghề truyền thống sau hơn 10 năm tái lập thị xã Từ Sơn ựã và ựang phát triển mạnh mẽ với vóc dáng văn minh, hiện ựại

Hình 2: Phường đồng Kỵ-Một trong những ựịa phương có kinh tế phát triển mạnh

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ

Là một trong những trung tâm kinh tế tác ựộng trực tiếp ựến quá trình ựô thị hóa, công nghiệp hóa của tỉnh nói riêng và cả vùng nói chung, thị xã Từ Sơn luôn giữ ựược tốc ựộ tăng trưởng kinh tế cao bình quân 5 năm (2006-2010) ựạt 16,2%, vượt Nghị quyết đại hội đảng bộ thị xã ựề ra Trong ựó, CN-TTCN từng bước phát triển nhanh theo hướng hiện ựại và bền vững với tốc ựộ tăng bình quân là 21,7%, ựược xác ựịnh là ngành kinh tế chủ lực trong phát triển kinh tế-xã hội của ựịa phương đến nay thị xã Từ Sơn có 12 khu, cụm công nghiệp (tăng 5 khu, cụm công nghiệp so với năm 2005) và 30 làng nghề

Trong ựó, 7 cụm công nghiệp ựang hoạt ựộng hiệu quả, ựiển hình như: Cụm công nghiệp sản xuất (CNSX) sắt thép Châu Khê 1, cụm CNSX ựồ gỗ mỹ nghệ đồng Quang, cụm CN ựa nghề đình Bảng; cụm CN-TTCN trung tâm thị xã Hiện thị xã có 545 doanh nghiệp và hợp tác xã cùng 4.640 hộ ựăng ký sản xuất CN-TTCN Trong ựó, 531 doanh nghiệp và hộ cá thể thuê ựất trong các khu, cụm công nghiệp và ựã có 482 cơ sở ựi vào hoạt ựộng sản xuất kinh doanh, thu hút 11.000-13.000 lao ựộng Giá trị sản xuất CN-TTCN năm 2010 của thị xã ước ựạt 4.603 tỷ ựồng, tăng 22,7% so với năm 2009

Công nghiệp phát triển kéo theo các hoạt ựộng thương mại, dịch vụ sôi ựộng

và phong phú với tổng mức bán lẻ hàng hoá và dịch vụ năm 2010 ước ựạt 3.283 tỷ ựồng, tăng 26,6% so năm 2009 Kim ngạch xuất, nhập khẩu tăng cao: Giá trị xuất khẩu ước ựạt 77,2 triệu USD, tăng 18,5% so với năm 2009; giá trị nhập khẩu ước ựạt 120,8 triệu USD, tăng 20% Một số loại hình dịch vụ tăng trưởng cao như vận chuyển hàng hoá và khách hàng, thương mại, khách sạn, tài chắnh, bưu chắnh viễn thôngẦ đặc biệt, hệ thống ngân hàng mở rộng và phát triển với 11 ựơn vị (tăng 6 ngân hàng so với năm 2005), ựáp ứng nhu cầu tắn dụng và dịch vụ ngân hàng với hàng nghìn tỷ ựồng vốn vay cho các doanh nghiệp và người dân

Cơ cấu kinh tế của thị xã chuyển dịch theo hướng tắch cực tăng tỷ trọng công nghiệp và thương mại, dịch vụ Hết năm 2010, tỷ trọng công nghiệp-xây dựng cơ bản ước chiếm 74,5% (tăng 4,2% so với năm 2005); Thương mại-dịch vụ chiếm 21,7%; nông-lâm nghiệp-thủy sản chiếm 3,8%, giảm 4,4% Mặc dù diện tắch ựất nông nghiệp ngày càng thu hẹp nhưng hiệu quả sản xuất hàng hoá không ngừng nâng cao Riêng năm 2010, giá trị sản xuất nông-lâm-ngư nghiệp ước ựạt 171,1 tỷ ựồng, tăng 0,3% so với năm 2009 Nông nghiệp phát triển theo hướng sản xuất hàng hóa Trên ựịa bàn ựã hình thành và phát triển một số vùng chuyên canh cây hàng hoá có giá trị kinh tế cao như: Vùng sản xuất hoa, rau màu, lúa nếp hàng hoá kết hợp trồng xen canh, nuôi trồng thuỷ sản và mô hình trang trại VACẦ tập trung nhiều ở đình Bảng, Tân Hồng, Phù Chẩn và Tam Sơn ựưa giá trị trồng trọt ước ựạt 77 triệu ựồng/ha canh tác (theo giá hiện hành) tăng 10,6% so với năm 2009 Mô hình trang trại ựược duy trì và phát triển với 220 trang trại, trong ựó có hàng chục

Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦ

6

trang trại cho thu lãi trên 50 triệu ựồng/năm

Kinh tế phát triển, thị xã có tiềm lực ựầu tư các dự án, các công trình lớn Theo thống kê của thị xã, 5 năm qua ựịa phương ựã ựầu tư 1.671,2 tỷ ựồng xây dựng hạ tầng kinh tế, ựô thị và hạ tầng nông thôn Trong ựó, nhiều công trình ựã hoàn thành, ựưa vào sử dụng như: Tỉnh lộ 295B, ựường 295 ựi cầu Nét, nút giao giữa tỉnh lộ 277 ựi Quốc lộ 1A, ựường đền đô-đền đầm, ựường cầu Chạp-Châu KhêẦ Khu lưu niệm ựồng chắ Ngô Gia Tự, công viên Lý Thái Tổ và hạ tầng các khu ựô thịẦ từ ựó tạo ựiều kiện thuận lợi cho các ựô thị ựược mở rộng, phát triển làm cho vóc dáng thị xã trẻ ngày càng hiện rõ

Cùng với phát triển kinh tế, thị xã Từ Sơn luôn quan tâm phát triển văn

hoá-xã hội, nhất là phát triển con người và ựã ựạt ựược những tiến bộ ựáng kể Giáo dục-đào tạo phát triển cả về quy mô và chất lượng, cơ sở vật chất tiếp tục ựựơc tăng cường đời sống văn hóa, tinh thần của nhân dân ngày càng ựược cải thiện Ước hết năm 2010 thị xã có 55/81 làng, khu phố và 83% số hộ gia ựình ựạt danh hiệu văn hoá; 57/81 thôn, làng, khu phố có nhà văn hoá thôn, khu phố riêngẦ GDP bình quân ựầu người ước ựạt 2.824 USD, vượt xa so với mục tiêu đại hội Tỷ lệ hộ nghèo giảm còn 1,78% theo tiêu chắ cũ, ựời sống vật chất và tinh thần của nhân dân ựược nâng lên rõ rệt

Những thành tựu này ựã và ựang tạo cho thị xã Từ Sơn thế và lực mới ựể từng bước xây dựng thị xã trẻ ngày càng giàu ựẹp, văn minh, xứng ựáng là vùng kinh tế trọng ựiểm của tỉnh

1.2 đỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Từ Sơn ựang ra sức phấn ựấu trở thành một ựô thị công nghiệp - văn hoá - giáo dục - y tế quan trọng của tỉnh Bắc Ninh cũng như trở thành một ựô thị vệ tinh quan trọng của vùng Thủ ựô Hà Nội Hy vọng Từ Sơn sẽ trở thành ựô thị vệ tinh của Hà Nội trong tương lai không xa và mong rằng Từ Sơn sẽ mời thêm ựược nhiều trường ựại học, cao ựẳng mới cũng như mời thêm ựược một số bệnh viện lớn

CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG LƯỚI ðIỆN

VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP ðIỆN

2.1 NGUỒN CẤP ðIỆN

Lưới ñiện thị xã Từ Sơn thuộc hệ thống lưới ñiện tỉnh Bắc Ninh Hiện nay nguồn ñiện cung cấp chủ yếu cho lưới ñiện trung thế thị xã Từ Sơn ñược cấp nguồn

ñiện từ: trạm 110KV Châu Khê (E27.3), trạm 110KV Tiên Sơn (E27.1) và trạm

biến áp E7.4 của thành phố Bắc Ninh Các trạm này cấp ñiện cho 318TBA (trạm biến áp) phân phối của thị xã Từ Sơn với tổng công suất 325 nghìn KVA, 151 km ñường dây trung thế và 235 km ñường dây hạ thế, 44.400 khách hàng, công suất

tiêu thụ 31 triệu Kwh/tháng Với các lộ dây: lộ dây 35 KV: 371- E27.3, 372- E27.3,

373- E27.3, 374- E27.3, 375- E27.3, 376- E27.3, 371- E27.1, 372- E27.1, 373- E27.1; lộ dây 22 KV: 471-E74, 484-E74; lộ dây 10KV: 971-TGL, 972-TGL, 974- TGL, 972-TGTP và lộ dây 6KV: 679-TGTX Các ñường dây 35KV ñều ñược nối

mạch vòng liên lạc với nhau, ñường dây 10KV ñược cấp từ trạm trung gian Tri Phương (TGTP) và trung gian Lim (TGL), ñường dây 6KV ñược cấp ñiện từ trung gian Trịnh Xá (TGTX) Trạm 110kV Châu Khê ñược cấp ñiện từ lộ Mạch kép 110KV PL-ðA Trạm 110 kV ñiện áp 110/35/10 cấp ñiện cho thị xã Từ Sơn – tỉnh Bắc Ninh

2.2 LƯỚI TRUNG THẾ

Hiện tại lưới ñiện trung thế thị xã Từ Sơn có 4 cấp ñiện áp là 35KV, 22KV, 10KV và 6KV, chủ yếu sử dụng ñường dây trên không (ðDK) Lưới 35KV nhận ñiện từ trạm 110KV Châu Khê (E27.3), trạm 110KV Tiên Sơn (E27.1); 22KV nhận ñiện từ trạm biến áp E7.4 của thành phố Bắc Ninh; Lưới 10KV nhận ñiện từ trạm trung gian Tri Phương (TGTP) và trung gian Lim (TGL) Việc tồn tại song song nhiều cấp ñiện áp khác nhau trong lưới trung áp sẽ gây khó khăn trong công tác quản lý, vận hành ñặc biệt khi xảy ra sự cố

Hình 3: Sơ ñồ phân bố ñiện năng của Từ Sơn

a Khối lượng ñường dây trung thế

Khối lượng ñường dây trung thế ñang ñựơc quản lý vận hành là:

Tổng khối lượng ñường dây ðDK: 151.145Km chủ yếu là ñường dây

AC-120 ñến AC-35

Tổng khối lượng cáp ngầm: 9.507Km; Cáp loại Cu(3x120), Cu(3x95),

Cu(3x70), Cu(3x50)

Bảng : Khối lượng ñường dây trung thế thị xã Từ Sơn

Cáp ngầm ðDK

Cáp ngầm

ðZ (kVA)

Công suất Pmax cả tuyến (kW)

ðZ (kVA)

Công suất Pmax cả tuyến (kW)

Tổng số TBA vận hành ở lưới ñiện 22kV là 93TBA/95MBA với tổng công suất ñặt là 47.640 kVA

Tổng CS ñặt các TBA thuộc tuyến ðZ (kVA)

Công suất Pmax cả tuyến (kW)

Công suất Pmax cả tuyến (kW)

1 ðường dây 679-TG Trịnh Xá 1.96 AC-35.50 320 208

Tổng số TBA vận hành ở lưới ñiện 6 kV là 2TBA/2MBA với tổng công suất ñặt là 320 kVA

2.3 Hiện trạng tải của các máy biến áp

Tổng số trạm biến áp (TBA): 318 trạm /358 máy/ 325.320kVA

Với các trạm biến áp cung cấp ñiện sinh hoạt: ñã ñược thực hiện bù công suất phản kháng khoảng 10%SñmMBA, cosϕ ≈0.85÷0.9

ðối với các TBA khách hàng: cosϕ ≈0.7÷0.85

Bảng tổng hợp dung lượng MBA phân phối (MBAPP)

Tài sản Tổng số TBA Tổng số

MBA

Dung lượng MBAPP (kVA)

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

12

Hình 4: Sơ ñồ 1 sợi lưới ñiện trung áp TX Từ Sơn

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

ở tất cả các xã, các khu vực làng nghề, các cụm, khu công nghiệp

2) Công tơ

ðối với các cụm dân cư tập trung công tơ một phần ñã ñược chuyển vào ñặt trong các hòm chụp tường số còn lại công tơ ñược tập trung theo thiết kế cũ ðối với các khu vực dân cư còn lại, công tơ gồm nhiều chủng loại, tiết diện hầu hết không ñảm bảo an toàn kinh doanh và vận hành ðối với các khu vực này cần cải tạo theo kế hoạch của công ty ñiện lực

Số lượng công tơ sử dụng trong TX năm 2011

1 pha (cái) 3 pha (cái) Tổng số (cái)

ðể ñáp ứng tốt nhu cầu của khách hàng và bảo vệ an toàn lưới ñiện Ngoài việc duy trì hai trạm biến áp chính là trạm E7.1 thuộc Khu công nghiệp Tiên Sơn và trạm E7.3 thuộc xã Phù Khê cung cấp ñiện cho toàn huyện, Chi nhánh còn có kế hoạch nối với trạm biến áp E7.4 của thành phố Bắc Ninh và ñường dây 384 của ðiện lực huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội, sẵn sàng cung cấp ñiện khi hai trạm chính có sự cố Chi nhánh ñã tiến hành thay thế, nâng cấp hàng chục máy biến áp công suất nhỏ bằng máy có công suất lớn, củng cố hệ thống chống sét tại các trạm

biến thế Tổ chức thu gom thay thế những ñồng hồ ñiện, những tuyến ñường dây cũ nát, xuống cấp bằng những ñồng hồ mới, những tuyến dây bọc an toàn ðối với những hộ dùng dây ñiện chằng chịt mất an toàn, nhất là ở các cụm, khu CN làng nghề, Chi nhánh ðiện Từ Sơn kiên quyết yêu cầu phải lắp ñặt ñường dây mới theo quy ñịnh

2.6 Tình hình sử dụng ñiện hiện tại và tiêu thụ ñiện

Thuận lợi tự nhiên của ðiện Lực Từ Sơn là ñịa bàn quản lý tương ñối hẹp, mật ñộ khách hàng lớn,về ñiện thương phẩm tỉ lệ khách hàng dịch vụ chiếm trên 41% nên công tác quản lý kinh doanh thuận lợi và giá bán ñiện bình quân cao Do qui hoạch ñô thị trong khu vực ñã tương ñối ổn ñịnh, ít biến ñộng nên thuận tiện trong việc dự báo phụ tải cũng như xử lý các yêu cầu về cung cấp ñiện Ngoài ra thu nhập bình quân và trình ñộ dân trí của cư dân trên ñịa bàn là tương ñối cao nên ñã góp phần thuận lợi cho hoạt ñộng bán ñiện

Về thuận lợi do yếu tố chủ quan là trong nhiều năm qua Công ty ñã tập trung các nguồn vốn phụ thu, khấu hao cơ bản, ñại tu … ñể cải tạo, nâng cấp phát triển lưới ñiện nên việc cung cấp ñiện ngày càng an toàn và ổn ñịnh hơn

Tuy nhiên, bên cạnh các thuận lợi ñó thì cũng có những khó khăn là khu vực tập trung nhiều khu công nghiệp nên yêu cầu cung cấp ñiện an toàn liên tục là rất cao trong khi khả năng nâng cấp lưới ñiện là có hạn về kinh phí lẫn thời gian, việc cắt ñiện thi công ảnh hưởng ñến các hoạt ñộng văn hóa, dịch vụ, việc ngầm hóa lưới ñiện buộc phải ñào ñường gây ảnh hưởng ñến môi trường, giao thông

Nhận thức ñược khó khăn thuận lợi và với quyết tâm hoàn thành các mục tiêu ñã ñề ra trong những năm tới là tăng sản lượng ñiện thương phẩm và giảm tỷ lệ tổn thất

Theo số liệu thống kê của phòng Kinh doanh ðiện lực Từ Sơn thì tổn thất ñiện năng từ năm 2009 ñến 2010 như sau: năm 2009 là 9,2% và năm 2010 là 8,8% Bình quân mỗi năm giảm 0,4% Trong 8,8% tổn thất ñiện năng trên lưới ñiện thì có

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………

Theo số liệu tính toán Phân bố công suất của ðiện lực Từ Sơn cho năm

2009, 2010, 2011 ta có thể phân tích tính tương quan giữa các thành phần như sau:

Bảng 1: Kết quả tổn thất năm 2009-2011

STT Tổn thất % theo tổng sản lượng

ñiện

Năm 2009 Năm 2010 Năm 2011

Từ bảng trên rút ra ñược một số nhận xét như sau:

• Các thành phần của tổn thất kỹ thuật có giảm, tuy nhiên do giảm không ñáng kể

• Các thành phần tổn thất trên lưới trung thế và hạ thế vẫn chiếm số lượng lớn tỉ lệ với chiều dài lưới ñiện là do phụ thuộc nhiều vào tiết diện ñường dây, loại dây dẫn, bán kính cấp ñiện, số lượng và chất lượng các mối nối trên ñường dây Vấn ñề khắc phục tổn thất này vẫn là vấn ñề nan giải với ñiện lực ñòi hỏi nhiều thời gian và tiền bạc

PHẦN 2: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

TRÊN LƯỚI ðIỆN PHÂN PHỐI

1.1 CHẤT LƯỢNG ðIỆN NĂNG CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI

Nền kinh tế quốc dân ngày càng phát triển, do ñó ngày càng ñòi hỏi nhiều năng lượng ñiện ðiều ñó ñặt ra cho hệ thống cung cấp ñiện một nhiệm vụ khó khăn

là vừa phải thỏa mãn năng lượng ñiện, vừa phải ñảm bảo chất lượng của nó Vì vậy, khi thiết kế và vận hành cần phải xét tới các biện pháp ñảm bảo và nâng cao chất lượng ñiện năng

Chất lượng ñiện năng có quan hệ tới nhiều yếu tố Vì thế giải quyết hợp lý vấn ñề ñảm bảo và nâng cao chất lượng ñiện năng có lẽ là một trong những vấn ñề khó khăn nhất khi thiết kế cung cấp ñiện

Chất lượng ñiện ñược ñánh giá qua hai chỉ tiêu là tần số và ñiện áp Chỉ tiêu tần số do cơ quan ñiều khiển hệ thống ñiện quốc gia ñiều chỉnh mang tính toàn cục Chất lượng ñiện áp mang tính cục bộ nên các công ty ñiện lực cần phải ñảm bảo cho khách hàng mà mình quản lí Nói chung ñiện áp lưới trung thế và hạ áp chỉ cho phép dao ñộng quanh giá trị ñịnh mức ±5% Ở những xí nghiệp phân xưởng yêu cầu chất lượng ñiện áp cao như may, hóa chất, cơ khí chính xác, ñiện tử chỉ cho phép dao ñộng ñiện áp ±2.5%

Tuy nhiên, trong quá trình phân phối và sử dụng ñiện năng thì ñộ lệch ñiện

áp này luôn biến ñộng do ñó người ta ñưa ra rất nhiều biện pháp ñể tiến hành ñiều chỉnh ñiện áp:

- Giảm tổn thất ñiện áp bằng cách lựa chọn sơ ñồ cung cấp ñiện hợp lý

- Thay ñổi tiết diện dây

- ðiều chỉnh phụ tải (Trong quá trình vận hành nên sắp xếp các ñồ thị phụ tải hợp lý sao cho ñồ thị phu tải của xí nghiệp bằng phẳng…)

- ðiều chỉnh ñiện áp máy phát ñiện

- Dùng tụ ñiện tĩnh ñể ñiều chỉnh ñiện áp

- Dùng máy bù ñồng bộ

- Dùng máy biến áp có tự ñộng ñiều chỉnh ñiện áp

Trong phạm vi bài luận văn này em xin trình bày biện pháp bù công suất phản kháng ñể nâng cao hệ số cosϕ của mạng ñiện, ñiều chỉnh ñiện áp nhằm nâng cao chất lượng ñiện năng

1.2 SỰ TIÊU THỤ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

1.2.1 Khái niệm về CSPK

Xét sự tiêu thụ năng lượng trong một mạch

ñiện ñơn giản có tải là ñiện trở và ñiện kháng

(hình 5) sau:

Mạch ñiện ñược cung cấp bởi ñiện áp

u = Um sinωt Dòng ñiện i lệch pha với ñiện áp u một góc

φ:

Hình 5: Mạch ñiện ñơn giản RL

i = Im sin(ωt – φ) hay i = Im (sinωt.cos φ – sinφ.cosωt)

Có thể coi: i = i’ + i’’

với i’ = Im .cos φ sinωt

i’’ = Im sinφ.cosωt = Im sinφ.sin(ωt –π/2)

Như vậy dòng ñiện i là tổng của hai thành phần:

i’ có biên ñộ Im .cos φ cùng pha với ñiện áp u

i’’ có biên ñộ Im sinφ chậm pha với ñiện áp một góc π/2

Công suất tương ứng với hai thành phần i’ và i’’ là:

P = U.I.cosφ gọi là công suất tác dụng

R

X

I

U

Q = U.I.sinφ gọi là công suất phản kháng

CSPK là thành phần công suất tiêu thụ trên ñiện cảm hay phát ra trên ñiện

dung của mạch ñiện

1.2.2 Sự tiêu thụ CSPK

Trên lưới ñiện, CSPK ñược tiêu thụ ở: ðộng cơ không ñồng bộ, máy biến áp, kháng ñiện trên ñường dây tải ñiện và ở các phần tử, thiết bị có liên quan ñến từ trường

Yêu cầu về CSPK chỉ có thể giảm ñến mức tối thiểu chứ không thể triệt tiêu ñược vì nó cần thiết ñể tạo ra từ trường, yếu tố trung gian cần thiết trong quá trình chuyển hóa ñiện năng

1) ðộng cơ không ñồng bộ

ðộng cơ không ñồng bộ là thiết bị tiêu thụ CSPK chính trong lưới ñiện, chiếm khoảng 60 – 65%;

CSPK của ñộng cơ không ñồng bộ gồm hai thành phần:

- Một phần nhỏ CSPK ñược sử dụng ñể sinh ra từ trường tản trong mạch ñiện

áp không lớn so với ñộng cơ không ñồng bộ, vì không có khe hở không khí Nhưng

Từ công thức trên ta có thể viết:

P = U.I.cosφ = Z.I(I.cosφ) = Z.I2

Z R

do số thiết bị và tổng dung lượng lớn, nên nhu cầu tổng CSPK của MBA cũng rất ựáng kể

CSPK tiêu thụ bởi MBA gồm hai thành phần:

- Công suất phản kháng ựược dùng ựể từ hóa lõi thép

- Công suất phản kháng tản từ máy biến áp

3) đèn huỳnh quang

Thông thường các ựèn huỳnh quang vận hành có một chấn lưu ựể hạn chế dòng ựiện Tuy theo ựiện cảm của chấn lưu, hệ số công suất chưa ựược hiệu chỉnh cosφ của chấn lưu nằm trong khoảng 0,3 ựến 0,5

Các ựèn huỳnh quang hiện ựại có bộ khởi ựộng ựiện từ, hệ số công suất chưa ựược hiểu chỉnh cosφ thường gần bằng 1 Do vậy không cần hiệu chỉnh hệ số công suất của thiết bị này Tuy nhiên, khi các thiết bị ựiện tử này khởi ựộng thì sinh ra các sóng hài

1.3 CÁC NGUỒN PHÁT CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI

đIỆN

Khả năng phát CSPK của các nhà máy ựiện là rất hạn chế, do cosφn của nhà máy từ 0,8 Ờ 0,9 hoặc cao hơn nữa Vì lý do kinh tế người ta không chế tạo các máy phát có khả năng phát nhiều CSPK cho phụ tải Các máy phát chỉ ựảm ựương một phần nhu cầu CSPK của phụ tải, phần còn lại do các thiết bị bù ựảm trách (Máy bù ựồng bộ, tụ ựiện)

Ngoài ra trong hệ thống ựiện nói chung, phải kể ựến một nguồn phát CSPK nữa, ựó là các ựường dây tải ựiện, ựặc biệt là các ựường cáp và ựường dây siêu cao

áp Tuy nhiên ở ựây ta chỉ xét ựến lưới phân phối, do vậy chỉ lưu ý ựến các trường hợp ựường dây 35 kV dài và các ựường cáp ngầm Tuy nhiên CSPK phát ra từ các phần tử này cũng không ựáng kể nên nguồn phát CSPK chắnh trong lưới phân phối vẫn là tụ ựiện, ựộng cơ ựồng bộ và máy bù

Các nguồn phát công suất phản kháng trên lưới

1) Máy bù ựồng bộ

Máy bù ựồng bộ là loại máy ựiện ựồng bộ chạy không tải dùng ựể phát hoặc tiêu thụ CSPK Máy bù ựồng bộ là phương pháp cổ truyền ựể ựiều chỉnh liên tục CSPK Các máy bù ựồng bộ thường ựược dùng trong hệ thống truyền tải, chẳng hạn ở ựầu vào các ựường dây tải ựiện dài, trong các trạm biến áp quan trọng và trong các trạm biến ựổi dòng ựiện một chiều cao áp

Nếu ta tăng dòng ựiện kắch từ ikt lên (quá kắch thắch, dòng ựiện của máy bù

ñồng bộ sẽ vượt trước ñiện áp trên cực của nó một góc 900) thì máy phát ra CSPK

Qb phát lên mạng ñiện Ngược lại, nếu ta giảm dòng kích từ ikt (kích thích non, E <

U, dòng ñiện chậm sau ñiện áp 900) thì máy bù sẽ biến thành phụ tải tiêu thụ CSPK Vậy máy bù ñồng bộ có thể tiêu thụ hoặc phát ra CSPK

Các máy bù ñồng bộ ngày nay thường ñược trang bị hệ thống kích thích từ nhanh có bộ kích từ chỉnh lưu

2) Tụ ñiện tĩnh

Tụ ñiện tĩnh là một ñơn vị hoặc một dãy ñơn vị tụ nối với nhau và nối song song với phụ tải theo sơ ñồ hình sao hoặc tam giác, với mục ñích sản xuất ra CSPK cung cấp trực tiếp cho phụ tải, ñiều này làm giảm CSPK phải truyền tải trên ñường dây Tụ bù tĩnh cũng thường ñược chế tạo không ñổi (nhằm giảm giá thành) Khi cần ñiều chỉnh ñiện áp có thể dùng tụ ñiện bù tĩnh ñóng cắt ñược theo cấp, ñó là biện pháp kinh tế nhất cho việc sản xuất ra CSPK

Tụ ñiện tĩnh cũng như máy bù ñồng bộ làm việc ở chế ñộ quá kích CSPK trực tiếp cấp cho hộ tiêu thụ, giảm ñược lượng CSPK truyền tải trong mạng, do ñó giảm ñược tổn thất ñiện áp

CSPK do tụ ñiện phát ra ñược tính theo biểu thức sau:

QC = U2.2πf.C.10-9 kVAr (1.3) Trong ñó: - U có ñơn vị là kV

- f tần số có ñơn vị là Hz

- C là ñiện dung có ñơn vị là µF

Khi sử dụng tụ ñiện cần chú ý phải ñảm bảo an toàn vận hành, cụ thể khi cắt tụ

ra khỏi lưới phải có ñiện trở phóng ñiện ñể dập ñiện áp

Các tụ ñiện bù tĩnh ñược dùng rộng rãi ñể hiệu chỉnh hệ số công suất trong các

hệ thống phân phối ñiện như: hệ thống phân phối ñiện công nghiệp, thành phố, khu ñông dân cư và nông thôn Một số các tụ bù tĩnh cũng ñược ñặt ở các trạm truyền tải

Tụ ñiện là loại thiết bị ñiện tĩnh, làm việc với dòng ñiện vượt trước ñiện áp Do

ñó có thể sinh ra công suất phản khánh Q cung cấp cho mạng Tụ ñiện tĩnh có

những ưu ñiểm sau:

- Suất tổn thất công suất tác dụng bé, khoảng (0,003 – 0,005) kW/kVAr

- Không có phần quay nên lắp ráp bảo quản dễ dàng

- Tụ ñiện tĩnh ñược chế tạo thành từng ñơn vị nhỏ, vì thế có thể tùy theo sự phát triển của phụ tải trong quá trình sản xuất mà ñiều chỉnh dung lượng cho phù

hợp

Song tụ ñiện tĩnh cũng có một số nhược ñiểm sau:

- Nhược ñiểm chủ yếu của chúng là cung cấp ñược ít CSPK khi có rối loạn hoặc thiếu ñiện, bởi vì dung lượng của công suất phản kháng tỷ lệ bình phương với ñiện áp:

- Tụ ñiện có cấu tạo kém chắc chắn vì vậy dễ bị phá hỏng khi xảy ra ngắn mạch

- Khi ñiện áp tăng quá 1,1Un thì tụ ñiện dễ bị chọc thủng

- Khi ñóng tụ ñiện vào mạng có dòng ñiện xung, còn khi cắt tụ khỏi mạng, nếu không có thiết bị phóng ñiện thì sẽ có ñiện áp dư trên tụ

- Bù bằng tụ ñiện sẽ khó khăn trong việc tự ñộng ñiều chỉnh dung lương bù một cách liên tục

- Tụ ñiện tĩnh ñược chế tạo dễ dàng ở cấp ñiện áp 6 - 10 kV và 0,4 kV Thông thường nếu dung lượng bù nhỏ hơn 5 MVAr thì người ta dùng tụ ñiện, còn nếu lớn hơn phải so sánh với máy bù ñồng bộ

3) ðộng cơ không ñồng bộ rôto dây quấn ñược ñồng bộ hóa

Khi cho dòng ñiện một chiều vào dây quấn Roto của ñộng cơ không ñồng bộ thì ñộng cơ ñó sẽ làm việc như ñộng cơ ñồng bộ, có thể ñiều chỉnh dòng kích từ ñể

nó phát ra CSPK cung cấp cho mạng Nhược ñiểm của loại này là suất tổn thất công suất tác dụng lớn, khoảng (0,02 – 0,08) kW/kVAr; khả năng quá tải kém Vì vậy nó chỉ ñược phép làm việc với 75% công suất ñịnh mức

Vì các nhược ñiểm trên, cho nên nó chỉ ñược dùng khi không có sẵn các loại thiết bị bù khác

4 ) Mạng cáp

Cảm kháng của dây dẫn là do có từ thông biến ñổi khi có dòng ñiện chạy trên dây dẫn, trong mạng lưới ñiện phân phối, dây cáp có cảm kháng rất bé vì các lõi cáp ñặt rất gần nhau và từ thông móc vòng qua chúng rất nhỏ Vậy trên sơ ñồ thay thế của ñường dây cáp chỉ còn có ñiện trở của cáp Hay nói một cách khác, trên mạng phân phối, tổn thất CSPK từ mạng cáp rất không ñáng kể CSPK do cáp phát ra phụ

thuộc vào cấp ñiện áp và tiết diện của lõi thép

Ngoài các thiết bị bù kể trên, còn có thể dùng ñộng cơ ñồng bộ làm việc ở chế

ñộ quá kích từ, hoặc dùng máy phát ñiện làm việc ở chế ñộ bù ñể làm máy bù

Ở các xí nghiệp có nhiều tổ máy phát ñiezen, làm nguồn dự phòng, khi chưa dùng ñến có thể sử dụng làm máy bù ñồng bộ Theo kinh nghiệm thực tế việc chuyển máy phát thành máy bù không phiền phức lắm Vì vậy biện pháp này ñược nhiều xí nghiệp áp dụng

1.4 Ý NGHĨA CỦA VIỆC BÙ CSPK TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI

Hầu hết các thiết bị sử dụng ñiện ñều tiêu thụ CSTD (P) và CSPK (Q) Sự tiêu thụ CSPK này sẽ ñược truyền tải trên lưới ñiện về phía nguồn cung cấp CSPK, sự truyền tải công suất này trên ñường dây sẽ làm tổn hao một lượng công suất và làm cho hao tổn ñiện áp tăng lên ñồng thời cũng làm cho lượng công suất biểu kiến (S) tăng, dẫn ñến chi phí ñể xây dựng ñường dây tăng lên Vì vậy việc bù CSPK cho lưới ñiện sẽ có những tích cực như sau:

1.4.1 Giảm ñược tổn thất công suất trong mạng ñiện

Ta có tổn thất công suất trên ñường dây ñược xác ñịnh theo công thức:

1.4.2 Giảm ñược tổn thất ñiện áp trong mạng ñiện

Tổn thất ñiện áp ñược xác ñịnh theo công thức:

1.4.3 Tăng khả năng truyền tải của ñường dây và máy biến áp

Khả năng truyền tải của ñường dây và máy biến áp phụ thuộc vào ñiều kiện pháp nóng, tức phụ thuộc vào dòng ñiện cho phép của chúng Dòng ñiện chạy trên dây dẫn và máy biến áp ñược tính như sau:

Việc bù CSPK ngoài việc nâng cao hệ số công suất cosφ còn ñưa ñến hiệu quả

là giảm ñược chi phí kim loại màu tức giảm ñược tiết diện dây dẫn…nên tiết kiệm ñược chi phí ñầu tư xây dựng lưới ñiện Giảm ñược chi phí ñiện năng…

1.5 CÁC TIÊU CHÍ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI PHÂN

PHỐI

1.5.1 Tiêu chí kỹ thuật

1.5.1.1 Yêu cầu về cosφ

Phụ tải của các hộ gia ñình thường có hệ số công suất cao, thường là gần bằng

1, do ñó mức tiêu thụ CSPK rất ít, không thành vấn ñề lớn cần quan tâm Trái lại, các xí nghiệp, nhà máy, phân xưởng ñại bộ phận dùng ñộng cơ không ñồng bộ, là nơi tiêu thụ chủ yếu CSPK Hệ số công suất của ñộng cơ không ñồng bộ phụ thuộc vào ñiều kiện làm việc của ñộng cơ, các yếu tố chủ yếu như sau:

- Dung lượng của ñộng cơ càng lớn thì hệ số công suất càng cao, suất tiêu thụ CSPK càng nhỏ

- Hệ số công suất của ñộng cơ phụ thuộc vào tốc ñộ quay của ñộng cơ, nhất

là ñối với các ñộng cơ nhỏ Ví dụ: ðộng cơ công suất 1 kW nếu quay với tối ñộ

3000 v/ph thì cosφ = 0,85, còn nếu quay với tốc ñộ 750 v/ph thì cosφ sụt xuống còn 0,65 Công suất của ñộng cơ không ñồng bộ càng lớn thì sự cách biệt của hệ số công suất với các tốc ñộ quay khác nhau càng ít

- Hệ số công suất của ñộng cơ không ñồng bộ phụ thuộc rất nhiều vào hệ số phụ tải của ñộng cơ, khi quay không tải lượng CSPK cần thiết cho ñộng cơ không ñồng bộ cũng ñã bằng 60 -70% lúc tải ñịnh mức Công suất phản kháng Q cần thiết khi phụ tải của ñộng cơ bằng P có thể ñược tính theo biểu thức sau:

phụ tải ựịnh mức

+ Qkh.tải là CSPK cần cho ựộng cơ chạy không tải, với ựộng cơ có cosφn = 0,9 thì Qkh.tải = 0,6Qn, với ựộng cơ có cosφn = 0,8 thì Qkh.tải = 0,7.Qn Như vậy với biểu thức trên ta thấy rằng ựộng cơ có cosφn = 0,8 khi tải tụt xuống còn 50% công suất ựịnh mức thì cosφ tụt xuống còn 0,6

1.5.1.2 đảm bảo mức ựiện ựiện áp cho phép

Khi có ựiện chạy trong dây dẫn thì bao giờ cũng có ựiện áp rơi, cho nên ựiện

áp ở từng ựiểm khác nhau trên lưới không giống nhau Tất cả các thiết bị tiêu thụ ựiện ựều ựược chế tạo ựể làm việc tối ưu với một ựiện áp ựặt nhất ựịnh, nếu ựiện áp ựặt trên ựầu cực của thiết bị ựiện khác trị số ựịnh mức sẽ làm cho tình trạng làm việc của chúng xấu ựi, vắ dụ:

1) đèn thắp sáng (sợi nung)

Khi ựiện áp ựặt U = Un - 5%Un thì quang thông giảm ựi tới 18% Nếu ựiện áp giảm ựi 10% thì quang thông giảm tới 30%

Khi ựiện áp ựặt tăng lên 5% so với ựiện áp danh ựịnh thì tuổi thọ của bóng ựèn

bị giảm ựi một nửa, nếu tăng lên 10% thì bị giảm ựi còn dưới 1/3

2) Các ựồ ựiện gia dụng

Các ựồ ựiện gia dụng như bếp ựiện, bàn là ựiện, lò nướng v.v Vì có: P = RI2 =

U2/R nên khi ựiện áp U giảm ựi nhiều, thì kết quả phải làm việc mất nhiều thời gian hơn, tổn thất cũng vì thế mà tăng

3) Các loại ựộng cơ ựiện

Là các thiết bị chủ yếu trong các xắ nghiệp công nghiệp, mômen quay M của các ựộng cơ không ựồng bộ tỷ lệ với bình phương ựiện áp ựặt vào ựầu cực của chúng Nếu U giảm thì M giảm rất nhanh Giả sử khi ựiện áp ựặt vào ựộng cơ U =

Un ta có tương ứng Mn = 100%, nhưng khi ựiện áp ựặt U = 90%Un thì mômen quay

M = 81%Mn Nếu U ựặt giảm quá nhiều, ựộng cơ có thể bị ngừng quay, hoặc không thể khởi ựộng ựược Mômen quay của các ựộng cơ không ựủ có thể gây ra hỏng sản phẩm hoặc làm giảm chất lượng sản phẩm

Khi các ựộng cơ ựẩy tải mà ựiện áp ựặt vào ựầu cực của ựộng cơ tăng 10% trong một thời gian dài thì vật liệu cách ựiện trong ựộng cơ mau hỏng vì nhiệt ựộ dây quấn và lõi thép tăng cao, khi ựó tuổi thọ của ựộng cơ chỉ còn một nửa

Vì các lý do trên, việc ñảm bảo ñiện áp ở mức cho phép là một chỉ tiêu kỹ thuật rất quan trọng Trên thực tế không thể nào giữ ñược ñiện áp ñặt vào ñầu cực của các thiết bị ñiện cố ñịnh bằng ñiện áp ñịnh mức mà chỉ có thể ñảm bảo trị số ñiện áp thay ñổi trong một phạm vi nhất ñịnh theo tiêu chuẩn kỹ thuật ñã cho phép

mà thôi, thông thường ñiện áp ñặt cho phép dao ñộng ± 5%

ðộ lệch ñiện áp so với ñiện áp ñịnh mức của lưới ñiện:

100

n

n

U

U U

∆V- và ∆V+ là giới hạn dưới và giới hạn trên của ñồ lệch ñiện áp

- Ở nước ta, theo “Quy trình trang bị ñiện” ñộ lệch ñiện áp cho phép trên phụ

tải là:

+ ðối với ñộng cơ ñiện: ∆V = (- 5 ÷10) %

+ ðối với các thiết bị chiếu sáng: ∆V = (- 2,5 ÷5) %

+ ðối với các thiết bị khác : ∆V = ± 5 %

ðộ lệch ñiện áp là tiêu chuẩn ñiện áp quan trọng nhất ảnh hưởng lớn ñến giá thành hệ thống ñiện

ðể ñiện áp ñặt vào phụ tải hoàn toàn ñúng với ñiện áp ñịnh mức của phụ tải yêu cầu là một việc làm rất khó khăn, thực tế không thể thực hiện ñược, vì ñiện áp ñặt tại các ñầu cực của thiết bị ñiện phụ thuộc vào tổn thất ñiện áp Tổn thất ñiện áp trong quá trình truyền tải ñiện năng phụ thuộc vào thông số của mạng và chế ñộ vận hành của phụ tải

U

QX PR

U = +

∆ (1.10)

Từ biểu thức trên ta thấy:

- ∆U phụ thuộc vào R, X của ñường dây, khi ñóng hay cắt ñường dây thì R

và X sẽ thay ñổi

- P và Q là công suất của phụ tải, chúng luôn luôn thay ñổi theo thời gian không theo một quy luật nhất ñịnh nào

- Nếu là mạng ñiện ñịa phương, tiết diện dây dẫn nhỏ, ñiện áp thấp, tức là R

> X, nên công suất tác dụng P sẽ có ảnh hưởng nhiều ñến trị số ∆U

- Nếu là mạng ñiện khu vực, công suất truyền tải lớn, tiết diện dây dẫn lớn, ñiện áp cao, tức là X > R nên CSPK sẽ ảnh hưởng nhiều ñến ∆U

Tóm lại nếu thay ñổi P và Q truyền tải trên ñường dây thì tổn thất ñiện áp trên

ñường dây cũng thay ñổi Nhưng CSTD P chỉ có thể do máy phát ñiện phát ra và truyền ñến hộ tiêu thụ nhiều hay ít do phụ tải yêu cầu, ta không thể tùy ý thay ñổi ñược, vậy chỉ còn cách thay ñổi CSPK Q chạy trên ñường dây ñể thay ñổi tổn thất ñiện áp ∆U, nghĩa là ñiều chỉnh ñược ñiện áp tại phụ tải

Có thể thay ñổi sự phân bổ CSPK trên lưới, bằng cách ñặt các máy bù ñồng bộ hay tụ ñiện tĩnh, và cũng có thể thực hiện ñược bằng cách phân bổ lại CSPK phát ra giữa các nhà máy ñiện trong hệ thống

1.5.1.3 Giảm tổn thất công suất ñến giới hạn cho phép

Ta có công thức tính toán tổn thất công suất:

Nếu ñiện áp của mạng so với ñiện áp cũ cao hơn ñược a% thì tổn thất công suất sẽ giảm một lượng ∆P bằng:

Ví dụ nếu ñiện áp tăng ñươc a% = 5% thì tổn thất công suất trong mạng sẽ

giảm ñược 9%, ñiều ñó rất quan trọng và nhiều ý nghĩa

Muốn nâng cao ñiện áp vận hành có nhiều phương pháp:

-Thay ñổi ñầu phân áp của máy biến áp

- Nâng cao ñiện áp của máy phát ñiện

- Làm giảm hao tổn ñiện áp bằng các thiết bị bù

Phương pháp thứ hai rất ít dùng, vì ràng buộc về ñiện áp cực ñại ñối với lưới ñiện

Từ công thức ta cũng thấy nếu giảm Q thì ∆P và ∆A sẽ giảm từ ñó một trong nhưng biện pháp hiệu quả làm giảm tổn thất công suất là bù công suất phản kháng

1.5.2 Tiêu chí kinh tế

Trong nhưng năm gần ñây, người ta rất quan tâm ñến việc tăng cường sự hoạt ñộng của hệ thống ñiện như giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và tìm cách sử dụng tốt hơn các thiết bị sẵn có trên lưới ñiện ñể hạn chế mua thiết bị mới

Khi thực hiện bù kinh tế người ta tính toán ñể ñạt ñược các lợi ích, nếu lợi ích thu ñược cho việc lắp ñặt thiết bị bù lớn hơn chi phí lắp ñặt thì việc bù kinh tế sẽ ñược thực hiện

1) Lợi ích khi ñặt bù

- Giảm ñược công suất tác dụng yêu cầu ở chế ñộ max của hệ thống ñiện, do

ñó giảm ñược dự trữ công suất tác dụng (hoặc là tăng ñộ tin cậy của HTð)

- Giảm nhẹ tải của MBA trung gian và ñường trục trung áp do giảm ñược yêu cầu CSPK

- Giảm ñược tổn thất ñiện năng

- Cải thiện ñược chất lượng ñiện áp trong lưới phân phối

2) Chi phí khi ñặt bù

- Vốn ñầu tư và chi phí vận hành cho trạm bù

- Tổn thất ñiện năng trong tụ bù

Trong ñó vốn ñầu tư là thành phần chủ yếu của chi phí tổng

Khi ñặt tụ bù còn có nguy cơ quá áp khi phụ tải min hoặc không tải và nguy cơ xảy ra cộng hưởng và tự kích thích ở phụ tải Các nguy cơ này ảnh hưởng ñến vị trí

và công suất bù

Giải bài toán bù CSPK là xác ñịnh: Số lượng trạm bù, vị trí ñặt của chúng trên lưới phân phối, công suất bù ở mỗi trạm và chế ñộ làm việc của tụ bù sao cho ñạt hiệu quả kinh tế cao nhất, nói cách khác là làm sao cho hàm mục tiêu theo chi phí ñạt giá trị min

Có hai cách ñặt bù:

Cách 1: Bù tập trung ở một số ñiểm trên trục chính trung áp

Cách 2: Bù phân tán ở các trạm phân phối hạ áp

Bù theo cách 1 công suất bù có thể lớn, dễ thực hiện việc ñiều khiển, giá thành