Chương 9 bù CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

CHƯƠNG 9 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG9.1 GIẢM TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN 9.2 HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 9.3 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG

Trang 1

CHƯƠNG 9 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

9.1 GIẢM TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT

ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN

9.2 HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

9.3 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

9.4 THIẾT BỊ BÙ

9.5 PHƯƠNG PHÁP BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

9.6 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG

ĐIỆN PHÂN PHỐI

9.7 TỐI ƯU HÓA CÔNG SUẤT CỦA CÁC THIẾT BỊ BÙ 9.8 PHÂN PHỐI DUNG LƯỢNG BÙ PHÍA CAO, HẠ ÁP CỦA MẠNG ĐIỆN

Trang 2

§9.1 GIẢM TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT

ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN 9.1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, sự căng thẳng và gia tăng giá nhiên liệu trong cân bằng năng lượng lại càng khẳng định nhiệm vụ giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện là một trong những khâu quan trọng nhất để tiết kiệm nhiên liệu

Khi phân tích tổn thất điện năng, ta cần phân loại tổn thất Trong vận hành khai thác mạng điện có 2 loại:

-Tổn thất kỹ thuật;

-Tổn thất kinh doanh

Trang 3

Trang 4

b) Tổn thất kinh doanh (còn gọi là tổn thất thương mại hay tổn thất phi kỹ thuật): là tổn thất do hệ thống tính toán không hoàn chỉnh, do sai số thiết bị đo lường, do số đo công tơ không đồng thời và không chính xác, do điện năng được đo nhưng không vào hóa đơn và không thu được tiền, do bỏ sót khách hàng và khách hàng ăn cắp điện v.v…

Các nghiên cứu về kinh tế – kỹ thuật cho thấy, khi tổn thất vượt quá 10% điện năng sản xuất ra và cosφ = 0,9 ữ 0,95 thì cần có các chương trình giảm tổn thất, và việc đầu tư vốn vào việc này

sẽ thu lại nhanh

Khi tổn thất vượt quá 15% thì chắc chắn là có tổn thất kinh

doanh, lúc này cần tiến hành tính toán tổn thất kỹ thuật để đánh giá mức độ của tổn thất kinh doanh

Trang 5

Bảng 9.1 Phân bố tổn thất công suất trong một mạng điện

Trang 6

ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN 9.1.2 CÁC BIỆN PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

Các biện pháp giảm tổn thất công suất, tổn thất điện năng có thể được chia thành 2 nhóm:

a) Các biện pháp đòi hỏi vốn đầu tư

- Nâng cao điện áp định mức của lưới điện, nếu thấy phụ tải tăng trưởng mạnh về giá trị cũng như khoảng cách với cấp điện áp định mức cũ không đáp ứng được

- Bù kinh tế trong mạng điện phân phối bằng tụ điện

- Hoàn thiện cấu trúc lưới để có thể vận hành với tổn thất nhỏ nhất.

- Cải tiến kết cấu, và dùng vật liệu chất lượng cao để sản xuất các thiết bị có tổn thất nhỏ

Các biện pháp cần vốn đầu tư trước khi thực hiện cần phải làm luận chứng kinh tế – kỹ thuật cẩn thận, bảo đảm chắc chắn có lợi mới thực hiện

Trang 7

ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN 9.1.2 CÁC BIỆN PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

b) Các biện pháp không đòi hỏi vốn đầu tư

- Phân bố tối ưu công suất phản kháng trong hệ thống điện làm cho dòng công suất phản kháng vận chuyển hợp lý trên các đường dây cho tổn thất nhỏ nhất;

- Vận hành kinh tế trạm biến áp;

- Vận hành kinh tế lưới trung và hạ áp nếu cấu trúc lưới cho phép;

- Chọn đúng công suất máy biến áp phù hợp với yêu cầu của phụ tải, tránh hiện tượng máy biến áp quá non tải;

- Giảm độ không đối xứng giữa các pha của mạng điện hạ áp;

- Điều chỉnh điện áp vận hành ở mức cao nhất cho phép;

- Nâng cao hệ số công suất cosφ của bản thân các thiết bị dùng điện trong xí nghiệp;

- Kiểm tra bảo dưỡng thường xuyên mạng điện

Trang 8

§9.2 HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG

CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 9.2.1 BẢN CHẤT CỦA HỆ SỐ CÔNG SUẤT

Hầu hết các thiết bị tiêu thụ điện là các phụ tải mang tính điện cảm, khi làm việc cần đến công suất tác dụng P và công suất phản kháng

Hệ số công suất phản kháng:

Công suất tác dụng P sinh ra công, còn công suất phản kháng Q tuy không sinh ra công nhưng không thể thiếu được Vì công suất phản kháng Q là công suất từ hóa trong các máy điện xoay chiều Giá trị trung bình của Q trong nửa chu kỳ của dòng điện bằng không Cho nên việc tạo ra công suất phản kháng không đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay máy phát điện

Q

tanP

q

K = = ϕ

Trang 9

CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

9.2.1 BẢN CHẤT CỦA HỆ SỐ CÔNG SUẤT

Lượng Q truyền tải nhiều trong mạng sẽ hạn chế khả năng tải của đường dây và máy biến áp Vì rằng đường dây và máy biến

áp được lựa chọn theo công suất toàn phần, nên nếu Q tăng lên, tất nhiên P phải giảm Hình 9.1 minh họa nhận xét này

Hình 9.1 Sự thay đổi công suất tác dụng và phản kháng khi cosφ thay đổi nhưng vẫn giữ nguyên công suất toàn phần.

Trang 10

CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

9.2.1 BẢN CHẤT CỦA HỆ SỐ CÔNG SUẤT

Hình 9.2 Sự thay đổi công suất phản kháng và công suất toàn phần khi cosφ thay đổi nhưng công suất tác dụng vẫn giữ

nguyên.

Trang 11

CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 9.2.2 CÁC ĐỊNH NGHĨA VỀ HỆ SỐ CÔNG SUẤT

1 Hệ số công suất tức thời

Là hệ số công suất tại một thời điểm nào đó, đo được nhờ dụng

cụ đo cosφ hoặc nhờ các dụng cụ đo công suất, điện áp, dòng điện

Do phụ tải luôn biến động nên cosφ tức thời cũng luôn biến đổi theo Vì thế cosφ tức thời không có giá trị trong tính toán Cách xác định như sau:

a) Dùng cos phi kế đo giá trị tức thời cosφ

b) Dùng 2 oátmet 3 pha để đo P và Q và , biết tanφ

ta tính được cosφ

P 3UI

cosϕ =

Q P

tanϕ =

Trang 12

1 Hệ số công suất tức thời

c) Dùng 2 oátmet đo công suất P1 và P2 và xác định:

Trong đó: P1 và P2 là chỉ số trên oátmet của pha A và pha C

d) Dùng ampemet, vônmet, oátmet 3 pha ta đo được đồng thời dòng điện, điện áp dây và công suất tác dụng Vậy:

Muốn xác định trị số cosφtb, ta đọc trị số điện năng trên công tơ

đo Ap và Aq trong một khoảng thời gian nào đó, như 1 ca sản xuất

2 1

P P 3(P P )

tb

Trang 13

2 Hệ số công suất trung bình là cosφ trung bình trong một quãng thời gian nào đó (1 ca, 1 ngày đêm, 1 tháng…)

Hệ số cosφtb được dùng để đánh giá mức độ sử dụng điện tiết kiệm hợp lý của xí nghiệp

3 Hệ số công suất tự nhiên là hệ số cosφtb tính cho cả năm khi không có thiết bị bù Hệ số cosφ tự nhiên được dùng làm căn

cứ để tính toán nâng cao hệ số công suất và bù công suất phản kháng

Mức độ tiêu thụ công suất phản kháng được đánh giá bởi hệ số công suất, mà được xác định bởi tỷ số giữa công suất tác dụng

P và công suất biểu kiến S

tb tb

Q

P

tb cosϕ = cos arctan

Trang 14

3 Hệ số công suất tự nhiên

Trong thực tế vận hành giá trị cosφ thường được xác định theo biểu thức:

Trong đó:

Ar, Ax - điện năng tác dụng và điện năng phản kháng trên thanh cái trạm biến áp; U - điện áp;

P - công suất tác dụng; I - dòng điện chạy trong mạng.

Để thuận tiện cho việc phân tích và tính toán, đôi khi người ta thường dùng khái niệm hệ số tanφ thay cho hệ số cosφ, đó là tỷ

lệ giữa công suất phản kháng và công suất tác dụng Tuy nhiên

hệ số tanφ chỉ áp dụng trong các bước tính trung gian, kết quả cuối cùng lại được đưa về cosφ

2 x r

1 A 1

A

tb

cosϕ

  +  ÷

 

=

Trang 15

CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 9.2.3 Ý NGHĨA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

Hệ số công suất cosφ ảnh hưởng bởi công suất phản kháng, sự truyền tải công suất phản kháng trong mạng điện làm giảm sút các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện

Các ảnh hưởng của cosφ đối với các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện

a) Làm tăng tổn thất và tăng đốt nóng dây dẫn

Tổn thất công suất trong mạng điện được xác định theo biểu thức

Trong mạng điện cao áp:

Nếu cosφ giảm -> Q tăng -> ∆Px tăng -> ∆P tăng (do điện trở phản kháng lớn)

2 2 2

r x 2

Trang 16

b) Tăng tiết diện dây dẫn

(*)

Hình 9.3 Sự thay đổi công suất phản kháng và công suất toàn phần khi cosφ thay đổi nhưng công suất tác dụng vẫn giữ nguyên

P Q

S 3U 3U

Trang 17

c) Làm hạn chế khả năng truyền tải công suất tác dụng

Từ biểu thức (*) ta thấy, nếu I = const thì khi Q tăng -> P giảm (đảm bảo ĐK đôt nóng cho phép)

Nếu P = const thì nếu Q quá lớn -> quá tải (do S phải tăng) -> giảm tuổi thọ, có thể phá hủy thiết bị.

Việc giảm công suất tác dụng sẽ làm giảm hiệu suất truyền tải của mạng điện.

d) Không sử dụng hết khả năng của động cơ sơ cấp

Khi tăng công suất phản kháng truyền tải -> hiện tượng không sử dụng hết khả năng của động cơ sơ cấp và máy phát vì để đảm bảo giá trị định mức của cosφ thì công suất tác dụng phải giảm xuống.

Nếu công suất phản kháng vượt quá giá trị định mức cosφđm, thì tại nhà máy điện người ta buộc phải giảm công suất tác dụng của các máy phát để tránh sự đốt nóng quá mức của máy.

Trang 18

e) Giảm chất lượng điện

Tăng công suất phản kháng sẽ làm giảm chất lượng điện do hao tổn điện áp tăng và do dao động điện áp khi công suất phản kháng thay đổi Như đã biết, hao tổn điện áp được xác định bởi biểu thức:

Khi chất lượng điện năng giảm quá mức cho phép sẽ dẫn đến

sự thay đổi chế độ làm việc của các phần tử hệ thống điện Sự thay đổi này có thể làm giảm năng suất của các thiết bị gây thiệt hại về kinh tế cho các ngành sản xuất

f) Tăng giá thành điện năng

Sự truyền tải công suất phản kháng trong mạng điện đòi hỏi những chi phí gia tăng do đó là tăng giá thành điện năng

Trang 19

§9.3 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

9.3.1 PHÂN LOẠI

Các biện pháp nâng cao hệ số cosφ được chia làm 2 nhóm:

1 Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên:

Nâng cao hệ số công suất tự nhiên là tìm các biện pháp để giảm bớt được lượng công suất phản kháng Q tiêu thụ như: áp dụng các quá trình công nghệ tiên tiến, sử dụng hợp lý các thiết bị điện v.v…

Như vậy nâng cao hệ số cosφ tự nhiên rất có lợi về kinh tế

2 Nâng cao hệ số công suất cosφ bằng phương pháp bù

Bằng cách đặt các thiết bị bù để giảm công suất phản kháng phải truyền tải -> nâng cao hệ số cosφ của mạng

Bù công suất phản kháng đưa lại hiệu quả kinh tế nhưng phải tốn kém thêm về mua sắm thiết bị bù và chi phí vận hành chúng Vì vậy quyết định phương án bù phải dựa vào so sánh kinh tế – kỹ thuật

Trang 20

9.3.2 BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ COSφ TỰ NHIÊN

1 Thay đổi và cải tiến quy trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lý nhất Căn cứ vào điều kiện cụ thể cần sắp xếp quy trình công nghệ một cách hợp lý nhất Việc giảm bớt những động tác, những nguyên công thừa và áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến v.v…đều đưa tới hiệu quả tiết kiệm điện, giảm bớt điện năng tiêu thụ cho một đơn vị sản phẩm

Ở các nhà máy cơ khí lớn, máy nén khí thường tiêu thụ 30-40% điện năng cung cấp cho toàn nhà máy Vì vậy định chế độ vận hành hợp lý cho máy nén khí có ảnh hưởng lớn đến vấn đề tiết kiệm điện Theo kinh nghiệm vận hành khi hệ số phụ tải của máy nén khí gần bằng 1 thì điện năng tiêu hao cho một đơn vị sản phẩm sẽ giảm tới mức tối thiểu Vì vậy cần bố trí sao cho các máy nén khí luôn luôn làm việc đầy tải; lúc phụ tải của xí nghiệp nhỏ (ca 3) thì nên cắt bớt máy nén khí.

Trang 21

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

Khi làm việc động cơ không đồng bộ tiêu thụ lượng công suất phản kháng bằng:

Hệ số công suất của động cơ được tính theo công thức sau:

Từ các công thức trên ta dễ dàng thấy được nếu động cơ làm việc non tải thì cosφ sẽ thấp

Rõ ràng rằng thay thế động cơ làm việc non tải bằng động cơ

có công suất nhỏ hơn ta sẽ tăng được hệ số phụ tải kpt do đó nâng cao được cosφ của động cơ

Trang 22

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

Điều kiện kinh tế cho phép thay thế động cơ là: việc thay thế phải giảm được tổn thất công suất tác dụng trong mạng

và động cơ, vì có như vậy việc thay thế mới có lợi.

Các tính toán cho thấy rằng:

xác định được việc thay thế có lợi hay không.

Điều kiện kỹ thuật cho phép thay thế động cơ là: việc thay thế phải đảm bảo nhiệt độ của động cơ nhỏ hơn nhiệt độ cho phép, đảm bảo điều kiện mở máy và làm việc ổn định của động cơ.

Trang 23

3 Hạn chế động cơ chạy không tải

Các máy công cụ, trong quá trình gia công thường nhiều lúc phải chạy không tải Nhiều thống kê cho thấy rằng, thời gian chạy không tải của chúng chiếm khoảng 35 - 65% toàn bộ thời gian làm việc Khi động cơ chạy non tải thì cosφ của nó sẽ rất thấp Vì thế hạn chế động cơ chạy không tải là một trong những biện pháp tốt để nâng cao cosφ của động cơ

Biện pháp hạn chế động cơ chạy không tải được thực hiện theo 2 hướng:

- Thứ nhất là vận dụng công nhân hợp lý hóa các thao tác để hạn chế đến mức thấp nhất thời gian máy chạy không tải

- Thứ hai là đặt bộ hạn chế chạy không tải trong sơ đồ khống chế động cơ Thông thường nếu động cơ chạy không tải quá thời gian quy định t0 nào đó thì động cơ bị cắt ra khỏi mạng

Trang 24

4 Dùng động cơ đồng bộ thay thế cho động cơ không đồng bộ

Động cơ đồng bộ có nhiều ưu điểm:

- Hệ số công suất cao, khi cần có thể cho làm việc ở chế độ quá kích từ để trở thành máy bù cấp thêm công suất phản kháng cho mạng

- Mômen quay tỷ lệ bậc nhất với điện áp của mạng, vì vậy ít phụ thuộc vào sự dao động của điện áp Khi tần số của nguồn không đổi, tốc độ quay của động cơ không phụ thuộc vào phụ tải, do đó năng suất làm việc của máy cao

Khuyết điểm của động cơ đồng bộ là cấu tạo phức tạp, giá thành

đắt Chính vì vậy động cơ đồng bộ mới chỉ chiếm khoảng 20% tổng số động cơ dùng trong công nghiệp Ngày nay nhờ đã chế tạo được những động cơ tự kích giá thành hạ và có giải công suất tương đối rộng nên người ta có xu hướng sử dụng ngày càng nhiều động cơ đồng bộ

Trang 25

5 Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ

Do chất lượng sửa chữa động cơ không tốt nên sau khi sửa chữa các tính năng của động cơ thường kém trước: tổn thất trong động cơ tăng lên, cosφ giảmv.v… Vì thế cần chú trọng đến khâu nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ góp phần giải quyết vấn đề cải thiện hệ số cosφ của xí nghiệp.

Trang 26

6 Thay thế những máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp có dung lượng nhỏ hơn

MBA là một trong những máy điện tiêu thụ nhiều công suất phản kháng (sau động cơ không đồng bộ) Vì vậy nếu hệ số phụ tải của MBA không có khả năng vượt quá 0,3 thì nên thay nó bằng máy có dung lượng nhỏ hơn Đứng về mặt vận hành mà xét thì trong thời gian có phụ tải nhỏ (ca 3) nên cắt bớt MBA non tải Biện pháp này cũng có tác dụng lớn để nâng cao hệ số cosφ của xí nghiệp

7 Thiết lập chế độ điện áp tối ưu

Công suất tiêu thụ Q tỷ lệ với U2, nếu giảm điện áp U thì Q sẽ giảm đi rõ rệt Vì vậy có thể nâng cao hệ số cosφ bằng cách giảm điện áp ở những động cơ làm việc non tải, thường ta đổi

tổ nối dây của động cơ từ tam giác sang đấu sao

Trang 27

CHƯƠNG 9 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

9.1 GIẢM TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT

9.2 HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

9.3 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

9.4 THIẾT BỊ BÙ

9.5 PHƯƠNG PHÁP BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

9.6 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG

ĐIỆN PHÂN PHỐI

9.7 TỐI ƯU HÓA CÔNG SUẤT CỦA CÁC THIẾT BỊ BÙ 9.8 PHÂN PHỐI DUNG LƯỢNG BÙ PHÍA CAO, HẠ ÁP CỦA MẠNG ĐIỆN

Trang 28

§9.4 THIẾT BỊ BÙ 9.4.1 TỤ ĐIỆN

Tụ điện là thiết bị tĩnh, được sử dụng rộng rãi để bù công suất phản kháng trong mạng điện, nó có thể được mắc ngay trên đầu của các hộ dùng điện, trên thanh cái các trạm biến áp hoặc tại điểm nút của mạng điện Tụ điện được chế tạo thành từng đơn

vị nhỏ, vì thế có thể tùy theo sự phát triển của phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng, khiến hiệu suất sử dụng cao và không phải bỏ nhiều vốn đầu tư ngay một lúc

Công suất phát của tụ được xác định theo biểu thức:

(9.4-1)Tức là công suất tỷ lệ với bình phương điện áp Công suất phát của tụ tỷ lệ với giá trị điện áp

Trang 29

* Ưu điểm của tụ bù tĩnh:

- Làm việc êm dịu, tin cậy do kết cấu đơn giản;

- Tuổi thọ cao;

- Tiêu thụ công suất tác dụng ít;

- Có thể thay đổi dung lượng bằng cách thay đổi sơ đồ của các cụm tụ bù;

- Chi phí vận hành thấp

* Nhược điểm:

- Không thể điều chỉnh trơn nên độ chính xác kém;

- Gây mất ổn định cho lưới do công suất của tụ

Khi điện áp giảm dẫn đến Qc giảm, do đó làm tăng lượng hao tổn điện áp, làm điện áp trong lưới càng giảm hơn Cứ thế gây ra hiện tượng thác sụt áp làm mất ổn định trong hệ thống điện

3.Uω C.10

c

Trang 30

Ví dụ 9.1:

Cho rằng 1 động cơ 3 pha 500 hp (horse power) 60 Hz

4160 V có hiệu suất làm việc η=88%, cosφ=0,7 được nối đến phụ tải Để nâng cosφ=0,9 người ta nối đường dây với

3 tụ điện Hãy xác định:

Lượng công suất phản kháng cần bù.

Dung lượng mỗi tụ trong trường hợp 3 tụ đấu theo hình tam giác.

Dung lượng mỗi tụ trong trường hợp 3 tụ đấu theo hình sao.

Trang 31

Ví dụ 9.1:

Bài làm:

a) Công suất tác dụng:

(1 hp = 0,7457 kW)Công suất phản kháng trước khi bù:

Q1=423,69.tan(arcos-10,7)=373,7 kVArCông suất phản kháng sau khi bù:

Q2=423,69.tan(arcos-10,9)=205,2 kVArVậy lượng công suất phản kháng cần bù:

Trang 32

Trang 33

Trang 34

§9.4 THIẾT BỊ BÙ 9.4.2 ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ

Động cơ đồng bộ được sử dụng nhiều trong các xí nghiệp công nghiệp như xí nghiệp luyện kim, hóa chất, luyện khoáng v.v…

để truyền động cho các máy công tác có chế độ làm việc lâu dài

và ổn định như máy bơm, quạt, máy nén, băng tải v.v…Các loại động cơ đồng bộ được chế tạo với hệ số công suất vượt trước,

do đó có thể áp dụng làm nguồn công suất phản kháng Khả năng kỹ thuật của động cơ đồng bộ là giá trị công suất phản kháng cực đại có thể phát mà không quá nhiệt cho các cuộn dây stator và rotor Các tham số đặc trưng cho chế độ làm việc của động cơ đồng bộ là:

- Hệ số mang tải tác dụng: kP = P/Pdm

- Hệ số mang tải phản kháng: kQ = Q/Qdm

- Điện áp tương đối: U* = U/Udm

Trang 35

Trong quá trình làm việc động cơ bị đốt nóng do tổn thất công suất tác dụng gây nên Lượng tổn thất này phụ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ

∆P = f(kP, kQ, U*)Bằng phương pháp gần đúng có thể xác định tổn thất công suất tác dụng trong động cơ đồng bộ theo biểu thức

∆P = D1.kQ+ D2.kQ 2 (9.4-3)Hay:

(9.4-4)Trong đó: D1, D2 - các hệ số phụ thuộc vào loại và đặc tính của động cơ đồng bộ

Trang 36

* Ưu điểm của động cơ đồng bộ

- Động cơ đồng bộ ít chịu ảnh hưởng đối với sự thay đổi điện áp của lưới điện do mô men của động cơ đồng bộ chỉ tỷ lệ với U trong khi của động cơ không đồng bộ tỷ lệ với U2, vì vậy khi điện áp của lưới sụt thấp do sự cố, khả năng giữ tải của động cơ đồng bộ lớn hơn; trong trường hợp đó nếu tăng kích thích, động

cơ đồng bộ có thể làm việc an toàn và cải thiện được điều kiện làm việc của cả lưới điện

- Tốc độ quay của động cơ đồng bộ không phụ thuộc vào phụ tải

do đó hiệu suất làm việc cao (mặt khác còn do động cơ đồng bộ

có khe hở tương đối lớn, khiến cho tổn hao sắt phụ nhỏ hơn)

- Do được kích thích bằng dòng điện một chiều nên có thể làm việc với cosφ=1 và không cần lấy công suất phản kháng từ lưới điện, kết quả là hệ số công suất của lưới điện được nâng cao, làm giảm được điện áp rơi và tổn hao công suất trên đường dây

Trang 37

- Chiếm diện tích rộng và khi làm việc gây tiếng ồn.

Chính vì những lý do đó mà động cơ đồng bộ thường chỉ tận dụng ở các xí nghiệp công nghiệp, chứ ít khi sử dụng ở các trạm biến áp.

Trang 38

§9.4 THIẾT BỊ BÙ 9.4.3 MÁY BÙ ĐỒNG BỘ

Là một động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ không tải Do không

có phụ tải trên trục nên máy bù đồng bộ được chế tạo gọn nhẹ

và rẻ hơn so với động cơ đồng bộ cùng công suất Ở chế độ quá kích thích máy bù sản xuất ra công suất phản kháng cung cấp cho mạng điện, còn ở chế độ thiếu kích thích máy bù tiêu thụ công suất phản kháng của mạng điện Vì vậy ngoài công dụng

bù công suất phản kháng nó còn là thiết bị rất tốt để điều chỉnh điện áp, nó thường được đặt ở những điểm điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện

Trang 39

Hình 9.6 Sơ đồ thay thế và đồ thị vectơ điện áp của máy bù đồng bộ

a- Sơ đồ thay thế; b, c- Chế độ quá kích thích và kích thích non.

Trong đó: E q là sức điện động ngược

Uc là điện áp của mạng điện tại điểm mà máy bù đồng

bộ được đấu vào

a)

3j Imb®b.xd

UC +1+j

Imb®b

C

U

Eq

Trang 40

Điện áp Uc bằng:

Đồ thị vectơ trong chế độ quá kích thích mô tả trên hình 9.6b, cũng giống như đồ thị vectơ của động cơ đồng bộ khi quá kích thích, nhưng trên hình 9.6b chỉ khác ở chỗ dòng điện của máy

bù đồng bộ là dòng điện điện dung và sức điện động ngược của

nó trùng phương với Dòng điện và công suất phức số của máy

Định dạng
Số trang	94
Dung lượng	1,47 MB