Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị tiết kiệm năng lượng PS 01ESC công suất lớn

Do vậy tiết kiệm năng lượng nói chung, tiết kiệm điện năng nói riêng luôn là nhiệm vụ quan trọng và bức xúc của toàn cầu, nhất là khi nguồn năng lượng ngày càng cạn kiệt mà với xu thế ph

công ty cp t− vấn và dịch vụ kỹ thuật điện

Số 6 vũ ngọc phan đống đa – hà nội

đt: (04)835454 fax: (04)835454 Email: escjsc@gmail.com

Công ty cp t− vấn và dich vụ kỹ thuật điện

Số 6 vũ ngọc phan đống đa – hà nội

đt: (04)835454 fax: (04)835454 Email: escjsc@gmail.com

Mục lục

Trang

Phần I tổng quan tình hình nghiên cứu, tiết kiệm năng lượng điện

3 I Tiết kiệm điện ở Việt Nam và trên thế giới……… 3

II Phạm vi và mục tiêu nghiên cứu của đề tài……… 6

II.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến tổn hao điện năng……… 6

II.2 Giải pháp giảm tổn hao điện năng……… 11

Phần II chế tạo thiết bị & Khảo nghiệm………

15 A Bộ tiết kiệm điên năng PS- 01/ESC -01; PS-01/ESC-02 đến PS- 01/ESC -04 15

I Chế tạo thiết bị PS-01/ESC-01 15

II Khảo nghiệm, đánh giá ứng dụng thiết bị PS-01/ESC-01 23

III Khảo nghiệm đánh giá ứng dụng thiết bị PS-01/ESC-02 30

B Bộ tiết kiệm điện năng PS- 01/ESC-05 34

I Chế tạo thiết bị 34

II Khảo nghiệm đánh giá ứng dụng thiết bị PS-01/ESC-05 41

Phần III kết luận

46

Phần IV Phụ lục

49

Phần I

tổng quan tình hình nghiên cứu, tiết kiệm năng

lượng điện

I tiết kiệm điện năng ở việt nam và trên thế giới:

Trên thế giới thiếu điện luôn là căn bệnh trầm kha của tiến trình phát triển kinh

tế ở mọi giai đoạn và ở nhiều nước Do vậy tiết kiệm năng lượng nói chung, tiết kiệm

điện năng nói riêng luôn là nhiệm vụ quan trọng và bức xúc của toàn cầu, nhất là khi nguồn năng lượng ngày càng cạn kiệt mà với xu thế phát triển chóng mặt của khoa học công nghệ, nhu cầu của con người ngày càng tăng lên với nhiều thiết bị máy móc, đòi hỏi sử dụng năng lượng ngày càng nhiều

I.1 Tiết kiệm điện ở Việt Nam

Việt Nam chúng ta là một trong những quốc gia nghèo về tài nguyên năng lượng Việc mất cân bằng năng lượng ở Việt Nam đang và sẽ là rào cản lớn nhất cho việc phát triển nền kinh tế, làm giảm đáng kể sức hút vốn đầu tư giảm khả năng cạnh tranh, làm mất cơ hội tăng trưởng

Ngành điện Việt Nam đã có tiến bộ vượt bậc trong giai đoạn vừa qua về công tác giảm tổn thất điện năng từ 19,29% xuống còn 11,05% Tuy nhiên, để thực hiện thành công các chương trình tiết kiệm năng lượng, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý nhà nước và các đơn vị thực hiện với cùng một khung pháp lý rõ ràng như: chính sách khuyến khích về thuế; trợ giúp tài chính; điều chỉnh giá điện; các tiêu chuẩn và cơ chế để quản lý; kiểm soát chất lượng thiết bị và các trợ giúp về đào tạo; công nghệ; nâng cao chất lượng hệ thống đường dây lưới điện cung cấp…

Quyết định gồm 8 nội dung chính như sau:

1 Vận động toàn dân tham gia tiết kiệm điện

2 Tiết kiệm điện tại công sở, trủ sở các cơ quan

3 Tiết kiệm điện trong sinh hoạt và kinh doanh dịch vụ

4 Tiết kiệm điện trong sản xuất công nghiệp

5 Tiết kiệm điện đối với các đơn vị sản xuất kinh doanh điện

6 Tiết kiệm điện đối với các trang thiết bị sử dụng điện

7 Chương trình chiếu sáng tiết kiệm và hiểu quả

8 Phổ biến sử dụng thiết bị gia nhiệt nước bằng năng lượng mặt trời và sử dụng các dạng năng lượng thay thế khác

Tuy nhiên những thành tựu và tiến bộ đã đạt được chưa đủ để đưa ngành năng lượng vượt qua tình trạng kém phát triển Đến nay, Việt Nam vẫn là một trong các nước có mức sản xuất và tiêu thụ năng lượng bình quân đầu nguời thấp xa so với mức trung bình của thế giới và kém nhiều nước trong khu vực khác (550kWh/năm, bằng 1/5 Malaysia 1/18 so với nước thấp nhất của châu âu…)

Trong nước hiện nay đã có khá nhiều công ty nước ngoài chế tạo và chào bán các sản phẩm tiết kiệm năng lượng kiểu biến tần và các sản phẩm này cũng được ứng dụng khá rộng rãi trong nước Tuy nhiên các sản phẩm này không thể phát huy hiệu quả ở những cơ sở sản xuất có chất lượng nguồn điên thấp hoặc chất lượng tải kém vì các nhà cung cấp không phân rõ dạng tải và phạm vi ứng dụng đặc thù của sản phẩm

Các sản phẩm trong nước nói chung chưa được đầu tư nghiên cứu sâu nên áp dụng kém hiệu quả (ngoại trừ các sản phẩm tiết kiệm theo dạng cải tạo thiết bị tiêu thụ điện - như bóng đèn hùynh quang…)

I.2 Tiết kiệm điện trên thế giới

Trên thế giới, những năm gần đây chương trình tiết kiệm điện đã được các nước rất

quan tâm và đưa vào ứng dụng trong thực tiễn Nguồn năng lượng trên thế giới đang ngày càng cạn kiệt nên xu hướng của toàn cầu là tìm kiếm công nghệ giúp tiết kiệm năng lượng Điều này nhận được sự ủng hộ mạnh mẽ của chính phủ các nước châu Âu vốn lo ngại về sự sụt giảm của nguồn cung cấp năng lượng hiện nay

Cũng như nhiều nước châu Âu khác, ngay sau khi xảy ra cuộc khủng hoảng năng lượng trên thế giới, chính phủ Đức đã bỏ rất nhiều công sức vào việc thúc đẩy phát triển

kỹ thuật năng lượng có khả năng tái sinh Chính phủ Đức còn đưa ra những biện pháp

sử dụng tiết kiệm năng lượng như trợ cấp kinh phí, tuyên truyền và tư vấn kỹ thuật thúc

đẩy nâng cao hiệu suất sử dụng, đồng thời đẩy mạnh tiết kiệm năng lượng

Các nước châu á hiện nay cũng đang phải đối mặt với những thách thức trong việc

đảm bảo năng lượng đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế và giảm nghèo, hướng tới mục tiêu phát triển bền vững Sức ép của giá dầu ngày càng tăng nhu cầu về năng lượng ngày càng cao đã buộc các doanh nghiệp và các quốc gia châu á phải tìm kiếm các biện pháp nhằm tiết kiệm năng lượng

I.3 Giảm điện năng tiêu thụ tại các cơ sở sản xuất:

Việc nghiên cứu, áp dụng các giải pháp mới để giảm tỷ lệ tổn thất điện năng xuống mức hợp lý đã và đang là mục tiêu của ngành điện tất cả các nước, đặc biệt trong bối cảnh hệ thống đang mất cân đối về lượng cung cầu điện năng nước ta hiện nay

Tỷ lệ tổn thất điện năng phụ thuộc vào đặc tính của mạch điện, lượng điện truyền tải, khả năng cung cấp của hệ thống và công tác quản lý vận hành hệ thống điện.Tuy nhiên, theo các chuyên gia năng lượng, tỷ lệ tổn thất điện năng của Việt Nam còn ở mức cao

so với các nước trong khu vực là còn do nhiều nguyên nhân khác như chất lượng điện kém; chế độ sử dụng điện không hợp lý; thiết bị tiêu thụ điện đại đa số cũ, lạc hậu; nhiều mô hình quản lý và kinh doanh chưa phù hợp; sự thiếu hiểu biết của khách hàng

sử dụng điện…

Mức thiếu điện nhiều hay ít, một phần quyết định bởi chính các khách hàng sử dụng

điện bởi vì theo số liệu thống kê kết quả kiểm toán năng lượng tại hơn 100 doanh

nghiệp trong 4 năm qua của Việt Nam cho thấy 100% doanh nghiệp lãng phí năng lượng (cao nhất tới 35%) So với khu vực Đông Nam á, tiết kiệm năng lượng của các

doanh nghiệp Việt Nam thuộc vào loại kém nhất So sánh trên cùng một đơn vị sản phẩm, doanh nghiệp Việt Nam tiêu tốn năng lượng gấp 1,7 lần so với các nước trong khu vực Chưa tính tới việc lãng phí điện cũng còn khá phổ biến: điều hoà chạy liên tục trong mùa hè, đèn điện sáng khi không có nguời cần sử dụng

I.4 Tiềm năng tiết kiệm điện:

Tiềm năng tiết kiệm năng lượng của các cơ sở sản xuất ngoài phụ thuộc vào các yếu tố như trình độ công nghệ, tuổi thọ trung bình của thiết bị, loại nhiên liệu sử dụng, năng suất lao động, mức độ cơ khí, tự động hoá, nhận thức người lao động còn phụ thuộc khá nhiều vào chất lượng đường dây, chất lượng lưới điện

Việc đầu tư máy móc thiết bị và công nghệ cũ và lạc hậu trước đây và thậm chí cho đến nay vẫn còn tồn tại khiến cho ngành công nghiệp Việt Nam nằm trong nhóm đứng cuối thế giới về hiệu suất sử dụng năng lượng Hiện tại, ngành công nghiệp chiếm khoảng 40% nhu cầu năng lượng vẫn chưa có tiến bộ đáng kể nào trong giảm tiêu hao năng lượng Những khảo sát gần đây tại một số nhà máy sản xuất thép, cơ khí, hàng tiêu dùng cho thấy, tiềm năng tiết kiệm năng lượng có thể đạt đến 20%, tức là có thể giảm bớt chi phí cho sử dụng năng lượng trong ngành công nghiệp khoảng 10.000 tỷ đồng mỗi năm

* Các bước triển khai thực hiện tiết kiệm điện năng:

- Khảo sát, đánh giá thực trạng, các nguyên nhân gây ra tổn thất điện năng tại doanh nghiệp;

- Tiến hành phân tích số liệu và đưa ra các giải pháp tiết kiệm điện năng phù hợp với cơ sở sản xuất;

- Tính toán tính khả thi của từng giải pháp;

- Thực hiện giải pháp khả thi;

- Đánh giá hiệu quả tiết kiệm điện năng của cơ sở sản xuất

II Phạm vi và mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Đề tài chúng tôi được giao với mục tiêu là “nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị tiết kiệm năng lượng PS - 01/ESC công suất lớn” giảm điện năng tiêu thụ trong các cơ sở sản xuất hay các cơ sở dùng điện dân dụng do sóng hài bậc cao gây nên

Dựa trên kết quả nghiên cứu của đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ năm 2007 của công ty ESC để tiếp tục nghiên cứu, thiết kế các sản phẩm PS - 01/ESC ở các giải công

suất khác nhau; nghiên cứu đặc thù của từng phụ tải, đặc thù của nguồn điện ở từng khu vực để thiết kế 5 loại PS - 01/ESC - 01 đến PS - 01/ESC - 05 và đưa vào khảo

nghiệm trên thực tế ở phụ tải đặc trưng nhất để làm rõ hiệu quả tiết kiệm năng lượng

II.1 các yếu tố ảnh hưởng đến tổn hao

II.1.1 Chất lượng nguồn điện:

Chất lượng điện là thuật ngữ dùng để nói đến bất kỳ tình huống xảy ra nào của

độ lệch điện áp, dòng điện, tần số đưa đến hư hỏng thiết bị, ngừng dây chuyền sản xuất

và làm việc kém hiệu quả của hệ thống điện Các độ lệch này biểu thị duới dạng sóng hài, hệ số công suất, trôi sụt điện áp, dao động điện áp, quá độ và nhiều hình thức khác

Động cơ là thiết bị tiêu thụ điện lớn nhất trong cơ sở sản xuất, chiếm khoảng 80% tổng năng lượng điện của một cơ sở sản xuất

Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến mới, các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho phép các động cơ có thể tiết kiệm điện khoảng 20% tổng khối lượng điện năng tiêu thụ Tuy nhiên có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới khả năng tiết kiệm năng lượng của động cơ cũng như khả năng tiết kiệm của các động cơ hiện tại, sự phù hợp giữa kích thước và công năng động cơ, khả năng biến thiên của động cơ, sự tác động của lưới điện…, và tuỳ theo mục đích sử dụng mà tỷ lệ tiêu thụ của động cơ sẽ khác nhau

1 Sự mất cân bằng giữa các pha

* Nguyên nhân:

Theo lý thuyết thì tải 3 pha thường được phân bố cân bằng nhau, dạng sóng điện

áp nguồn cung cấp là chuỗi các hình sin lệch nhau 120o điện và tổng vectơ của dòng

điện và điện áp 3 pha là bằng không Trong thực tế, tải của 3 pha không thể cân bằng nhau tuyệt đối mà thường sai lệch, không cân bằng nhau cả về giá trị lẫn góc pha Thông thường các nhà máy sản xuất thường cố gắng bố trí tải cho đều cả 3 pha bằng cách cân bằng tay hoặc là cân bằng tự động Nhưng việc này cũng chỉ có tính tương

đối, chưa kể nhiều loại có tính chất biến động theo thời gian, theo nhu cầu làm việc thực tế… thậm chí ở các phụ tải 3 pha đối xứng cũng có sai lệch về tải Sự mất cân bằng pha dẫn đến sự sai lệch về điện áp và dòng điện các pha

Hiệu suất của động cơ bị ảnh hưởng nhiều bởi chất lượng điện đầu vào Chất lượng điện

đầu vào do điện áp thực tế và tần số so với giá trị định mức quyết định Sự dao động về

*Kết quả kiểm tra sự cân bằng pha ở một số đơn vị sản xuất:

Điểm đo 1 Điểm đo 2 Điểm đo 3

hệ thống cung cấp điện

* Nhóm đề tài đã tiến hành đo đạc và xác định tỷ lệ sóng hài tại nhiều địa điểm khảo

kết quả khảo sát cho biết tỷ lệ các thành phần sóng hài chiếm % khá lớn trong lưới

điện hiện nay Điều này khẳng định sóng hài bậc cao trong mỗi chu kỳ là tương đối lớn Các sóng hài đáng chú ý ở các bậc 5,7,11,13… trong đó sóng hài bậc 5 là có biên

độ lớn nhất

Kết quả phân tích các thành phần sóng hài điện áp, ta thấy dạng sóng dòng điện và

điện áp trên lưới không còn sin nữa Với kết quả phân tích dạng sóng điện áp, Sóng hài xuất hiện hầu hết ở các bậc nhưng chủ yếu là các bậc 3, bậc 5,…

ắ Máy biến áp:

Sự bão hoà của máy biến áp gây ra sự không sin của dòng điện từ hoá máy biến áp Máy biến áp có thể phát ra sóng hài khi hệ thống được vận hành cao hơn điện áp

định mức của máy biến áp

ắ Máy điện quay:

Các sóng hài được phát sinh bởi máy điện quay liên quan chủ yếu đến các biến thiên của từ trở gây ra bởi các khe hở giữa rôto và stato của máy Các máy điện đồng bộ có thể sản sinh ra sóng hài bởi vì dạng từ trường, sự bão hoà trong các mạch chính và các

đường rò, và do các dây quấn dùng để giảm dao động đặt không đối xứng

ắ Thiết bị hồ quang:

Các thiết bị hồ quang thường gặp trong hệ thống điện là các lò hồ quang công nghiệp, các máy hàn, theo thống kê thì điên áp lò điện hồ quang cho thấy sóng hài đầu ra biến thiên rất lớn, ví dụ như sóng hài bậc 5 là 8% khi bắt đầu nóng chảy, 6% ở cuối giai

đoạn nóng chảy, và 2,5% của giai đoạn cơ bản trong suốt thời gian tinh luyện

ắ Bộ biến đổi Converter

* ảnh hưởng của sóng hài đến tổn hao điện năng:

Các sóng hài ảnh hưởng đến tất cả các thiết bị điện trên hệ thống điện Nói chung, chúng gây nên tăng nhiệt độ trong các thiết bị và ảnh hưởng tới cách điện làm tăng tổn hao điện năng Trong trường hợp khác có thể gây hỏng thiết bị hay giảm tuổi thọ

ắ Đối với máy biến áp:

Các sóng hài gây ra tổn thất đồng, tổn thất từ thông tản và tổn thất sắt làm tăng nhiệt độ máy biến áp suy ra làm tăng tổn thất điện năng

ắ Đối với máy điện quay

Các sóng hài cũng làm tăng nhiệt độ, mặt khác nó làm ảnh hưởng tới hiệu suất và mômen Làm rung trong với các máy điện quay

ắ Các thiết bị khác

Các sóng hài cũng làm tăng nhiệt độ và tổn thất, ảnh hưởng tới chế độ làm việc bình thường của thiết bị

3 ảnh hưởng của thành phần vô công:

Phần lớn các phụ tải trong nhà máy sản xuất là phụ tải có tính điện cảm như

động cơ điện máy biến áp động lực, các cuộn dây hút trong nam châm điện, rơle, khởi

đồng từ… Những loại này đều tiêu thụ hai loại công suất, đó là công suất tác dụng để sinh công P(kW) và công suất phản kháng Q (KVAr) là loại vô công.Thành phần công suất suất phản kháng Q tạo nên sự lệch pha giữa dòng điện và điện áp của phụ tải một góc lệch Φ Nếu máy chạy non tải hay không tải thì cosΦ thấp sẽ làm xấu đi chất lượng điện, nhà máy phải truyền tải thêm công suất Q, từ đó sẽ làm tăng dòng điện phụ tải dẫn đến làm tăng tổn thất trong hệ thống điện

II.1.2 Quy trình thao tác & sử dụng các phụ tải điện:

* Sử dụng động cơ non tải

Sử dụng động cơ non tải sẽ tăng tổn thất, giảm hiệu suất và hệ số công suất của động

cơ Non tải có thể là nguyên nhân phổ biến nhất khiến động cơ hoạt động, không hiệu quả, vì một số lý do sau:

ắ Nhà sản xuất có xu hướng sử dụng hệ số an toàn (hệ số dữ trữ công suất) lớn hơn khi chọn động cơ

ắ Thiết bị thường được sử dụng non tải

ắ Những động cơ lớn hơn được lựa chọn để giúp duy trì đầu ra mức mong muốn kể cả khi điện áp đầu vào thấp hơn một cách bất thường

ắ Những động cơ lớn được lựa chọn cho những ứng dụng cần Momen khởi động cao nhưng những động cơ nhỏ hơn được thiết kế cho Momen cao có thể phù hợp hơn Nên lựa chọn kỹ công suất của động cơ dựa trên đánh giá chi tiết mức tải Nhưng khi thay một động cơ quá lớn bằng một động cơ khác nhỏ hơn, cũng phải tính đến hiệu suất tiềm năng đạt được Những động cơ lớn hơn vốn có hiệu suất thiết kế cao hơn

động cơ nhỏ hơn.Vì vậy nhìn chung, chúng tôi không đề xuất thay thế động cơ hoạt

động ở mức công suất 60 – 70% công suất hoặc cao hơn Mặt khác, không có nguyên tắc cứng nhắc trong việc lựa chọn động cơ và cần đánh giá tiềm năng tiết kiệm điện kết hợp với việc lựa chọn các công nghệ mới về điều chỉnh công suất cho từng trường hợp

II.2 GiảI pháp khắc phục giảm tổn hao

II.2.1 Nâng Cao chất lượng nguồn:

1 Bù hệ số công suất Cos Φ :

Việc bù thông thường là tạo ra một công suất phản kháng theo chiều ngược lại để tăng hệ số công suất bằng cách dùng tụ bù Khi bù Q vào phụ tải thì cosΦ tăng do vậy dòng điện giảm và tổn thất điện giảm theo Tụ bù có thể đặt tại thanh cái phía hạ áp,

đặt trong tủ phân phối điện hoặc đặt trực tiếp đến từng thiết bị tiêu thụ điện Điều đó sẽ tạo ra hiệu quả đáng kể như giảm nhỏ công suất lựa chọn, giảm công suất tiêu thụ và

lắp đặt hệ thống tụ bù tự động hợp lý với bước tụ phù hợp đảm bảo tiết kiệm tối ưu điện năng tiêu thụ

2 dùng cuộn cản để lọc sóng hài bậc cao:

Để giảm các tổn thất do sóng hài gây ra, hầu hết các phương pháp giảm sóng hài trước đây đều sử dụng 1 cuộn cản lắp giữa dây đất của nguồn điện và tải để giảm sóng hài Tuy nhiên cuộn cản có thể bị quá nhiệt bởi các tải như các bộ biến đổi dòng một chiều, các biến thế nối sao là những thiết bị có thể gây ra nhiều sóng hài và dây dẫn

sẽ hay bị ngắt hay bị đứt Do đó hệ quả của việc giảm sóng hài dùng cuộn cản là có thể gây ra các dao động xấu và dây trung tính có thể bị đứt do quá dòng, lúc đó sẽ xảy ra nhiều vấn đề như điện áp ở tải sẽ mất cân bằng (mức điện áp cao nhất có thể lên tới 2 lần)

đường truyền, do chất lượng điện, ý thức nguời vận hành và thiết bị máy móc…

3 Dùng biến thế quấn kiểu ziczac:

Đõy là công nghệ mới nhất trong lĩnh vực điện từ để tạo ra các thiết bị làm cân bằng điện áp và khử các sóng hài Thiết bị này được đặt giữa nguồn và tải và triệt tiêu dòng

do sóng hài xuất hiện trong dây trung tính của hệ thống điện qua dây 0 của tải nhờ các luồng từ thông ngược nhau qua biến thế quấn kiểu Ziczac Nhờ đó chống được sự phá huỷ hệ thống điện do dòng điện pha 0, loại trừ các thông số gây tổn hao năng lượng, cải thiện chất lượng nguồn cấp, giảm chi phí tiền điện, tăng tuổi thọ của thiết bị

4 Lắp đặt các thiết bị loại trừ tác động xấu từ lưới điện đến thiết bị

Hiện nay các nhà máy, cơ sở sản xuất đang dần hiện đại hoá, việc sử dụng các thiết

bị điển tử công suất như khởi động mềm ngày càng nhiều Việc ứng dụng các thiết bị

điện tử công suất đó mang lại hiệu qủa lớn về kinh tế và kỹ thuật: tiết kiệm năng lượng, nâng cao hiệu qủa và chất lượng sản phẩm, giảm dòng khởi động và điều chỉnh dễ dàng tốc độ động cơ … Tuy nhiên, những nhược điểm mà các thiết bị này gây ra cho lưới điện chưa được đề cập đến nhiều Các phụ tải công nghiệp và sinh hoạt sử dụng tạo nên các sóng hài làm cho điện áp nguồn bị méo, gây ảnh hưởng xấu đến các thiết bị nhạy

cảm với chất lượng điện

II.2.2 Sử dụng phụ tải hợp lý:

1 Giảm dòng điện khởi động cho động cơ:

Khi khởi động động cơ dòng điện khởi động sẽ lớn hơn dòng định mức nhiều lần - có

khi tới 10 lần dòng định mức, nó sẽ làm tăng lượng điện năng tiêu thụ mặc dù thời gian khởi động rất ngắn, ngoài ra nó còn làm cho hệ thống điện mất ổn định gây tình trạng tan rã hệ thống, mặt khác dòng khởi động sẽ làm cho động cơ bị sốc về điện, về cơ làm cho động cơ và máy công tác nhánh hỏng dẫn đến tăng phí bảo dưỡng thay thế vì vậy chúng ta có thể đưa ra các phương pháp sau:

Dùng các phương pháp mở máy phù hợp

Dùng bộ biến tần điều khiển tốc độ

2 Giảm dòng cung cấp cho động cơ cảm ứng:

Việc giảm dòng cung cấp cho động cơ cảm ứng thường là có lợi cả về mặt kinh tế lẫn

kỹ thuật, người ta thường dùng các phương pháp sau:

Sử dụng các tụ điện

Sử dụng đổi nối sao tam giác

3 Nâng cao hệ số công suất:

Việc nâng cao hệ số công suất đem lại những ưu điểm về kỹ thuật và kinh tế, nhất là giảm tiền điện, giảm chi phí đầu tư Để giải quyết các vấn đề trên chúng ta có thể dựa vào các phương pháp sau:

- Thay đổi, cải tiến quy trình công nghệ Để thiết bị làm việc ở chế độ hợp lý nhất

- Thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng những động cơ có công suất nhỏ hơn

- Giảm điện áp của những động cơ làm việc non tải - Trong thực tế nguời ta dùng các phương pháp sau đây để giảm điện áp đặt lên động cơ không đồng bộ làm việc non tải:

+ Đổi dây quấn stato từ tam giác sang sao

+ Thay đổi đầu phân áp để hạ thấp điện áp của mạng điện phân xưởng

+ Hạn chế động cơ chạy không tải - theo thống kê cho thấy đối với cá máy công

cụ thời gian chạy không tải chiếm khoảng từ 35 – 65% toàn bộ thời gian làm việc Khi động cơ chạy không tải thì hệ số công suất rất thấp vì vậy để hạn chế

động cơ chạy không tải chúng ta có 3 hướng:

* Hướng dẫn huấn luyện công nhân có thao tác hợp lý

* Đặt bộ hạn chế chạy không tải trong sơ đồ khống chế động cơ

* Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ

* Thay thế những máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp có công suất nhỏ hơn

* Sử dụng bộ tiết kiệm điện nâng cao hệ số công suất của thiết bị

4 Giảm phụ tải trong giờ cao điểm, và chuyển bớt sang giờ thấp điểm:

Phương pháp này làm giảm điện năng tiêu thụ và phụ tải đỉnh

5 Lắp đặt thiết bị điều khiển tốc độ có công nghệ hiện đại cho những động cơ

có chế độ làm việc thay đổi sẽ tiết kiệm được từ 10-50% chi phí điện năng

Công nghệ và giải pháp tiết kiệm năng lượng của thế giới phát triển khá mạnh, nên hầu như không có trở ngãi về kỹ thuật Vấn đề chỉ là ở hiệu quả kinh tế, với những động cơ quá cũ, hiệu suất thấp thì giải pháp tiết kiệm sẽ kém hiệu quả Hiện nay, khá nhiều cơ

sở sản xuất trong nước đã áp dụng biện pháp này

Phần Ii chế tạo thiết bị & khảo nghiệm

a Bộ tiết kiệm điện năng mẫu ps-01/esc- 01

I Chế tạo thiết bị

Để giảm tổn thất điện năng do mất cân bằng, do sóng hài gây ra cho hệ thống điện,

chúng tôi đã nghiên cứu, thiết kế thiết bị tiết kiệm điện năng mẫu PS-01/ESC-01 dựa

trên nguyên lý sử dụng cuộn kháng quấn Ziczắc để cân bằng điện áp và khử các sóng hài bậc cao

Tổng dung lượng máy biến thế S1 = 50 kVA;

Khi máy biến thế làm việc bình thường dòng điện chạy trong cuộn dây rất nhỏ bằng dòng điện từ hoá lõi thép Giả thiết khi máy bị đứt một dây pha nào đó thì dòng điện chạy trong 2 dây quấn còn lại sẽ sinh ra một sức điện động tổng trên pha còn lại có giá trị bằng điện áp nguồn Dòng điện chạy trong dây quấn bằng dòng điện định mức nên

ta quy về tính máy biến áp cách ly có công suất S = 1/2 S1 = 25 KVA Cuộn sơ cấp U1

Sơ đồ nguyên lý quấn biến thế:

Cuộn dây đầu tiên sẽ được quấn quanh trụ thứ nhất và thứ hai, cuộn thứ hai quấn ở

trụ thứ hai và thứ ba, cuộn dây thứ ba sẽ được quấn quanh trụ thứ ba và thứ nhất Trong mỗi pha, các cuộn này sẽ được quấn theo chiều ngược lại trước khi được nối với dây trung tính Khi các cuộn dây được quấn ngược chiều nhau với từ thông giống nhau

- Nguồn điện 3 pha 4 d©y là 1 biến thế nối Y gồm c¸c pha R, S, T và d©y trung tÝnh N cung cấp nguồn xoay chiều cho tải Biến thế và 1 đầu của tam gi¸c hở được đặt giữa nguồn điện và tải Cuộn sơ cấp và thứ cấp của biến thế được nối với từng pha riªng biệt của nguồn điện và được quấn qua 2 của 3 trụ 61, 62 và 63 trong đã chiều của luồng từ th«ng là ngược nhau Cuộn sơ cấp nối với pha R sẽ được quấn qua trụ 61 và cuộn thứ cấp sẽ được quấn qua trụ 62 Điểm cuối của cuộn sơ cấp sẽ được nối với điểm cuối của cuộn thứ cấp, và điểm đầu của cuộn sơ cấp sẽ được nối với d©y “n” của tải Tương tự, cuộn sơ cấp nối với pha S sẽ được quấn qua trụ 62 và cuộn thứ cấp sẽ được quấn qua trụ 63, cßn cuộn sơ cấp nối với pha T được quấn qua trụ 63 và cuộn thứ cấp được quấn qua trụ 61, điểm đầu của cuộn sơ cấp sẽ được nối với d©y trung tÝnh “n” của tải Như ở biểu đồ vector, dßng điện pha 0 của từng pha sẽ ngược chiều nhau và triệt tiªu nhau

- Để chuyển dßng sãng hài từ nguồn điện qua d©y trung tÝnh ‘n” phÝa tải, phần nối của tam gi¸c hở được đặt giữa d©y N và d©y “n” Cuộn sơ cấp của pha T được nối với d©y 0 của tải và được quấn qua trụ 63 của pha S quấn qua trụ 62 và của pha R quấn qua trụ

61, mỗi cuộn d©y được quấn theo cïng chiều trong đã điểm cuối của pha R được nối với d©y trung tÝnh của nguồn điện C¸c điểm nối của 3 pha tam gi¸c hở được nối với N của lưới và “n” của tải

- Trªn h×nh 6, d©y N kh«ng nối trực tiếp với d©y “n” mà nối qua phần tam gi¸c hở nªn hầu hết c¸c sãng hài được đưa qua tải và được triệt tiªu riªng rẽ trong từng pha của tam

C1C390390400400

LB805002

01

CÊp

Sè L¸

38654235x2

25x2

ChiÒu Dµy

323310

C1C416416509522

LB1069302

C C

25x4

ChiÒu dµy

195165

C1C

245245540570

LB

805002

Xµ Mo

Th«ng sè lâi t«n

Hcs = 320mm, Mo = 240, k = 5 Tr?ng lu?ng tinh: 114kg Tr?ng lu?ng thô: 118kg

tiÕt diÖn lâi t«n träng l−îng tõng cÊp

C?p 1: 63kg C?p 2: 51 kg

23Sơ đồ nguyên lý biến thế

Hình 2: Sơ đồ nguyên lý biến thế

H×nh 3: MÆt ngoµi tñ PS – 01/ESC-01

26 H×nh 4: tñ PS – 01/ESC-01