Cách tính dung lượng tụ bù

tính toán khi làm tủ bù cos phi

Cách tính dung lượng tụ bù.

Cách tính dung lượng tụ bù cần thiết để nâng cao hệ số công suất cos phi, giảm tiền phạt.

Công thức tính dung lượng tụ bù.

Để chọn tụ bù cho một tải nào đó thì ta cần biết công suất (P) của tải đó và hệ số công suất (Cosφ) của tải đó :) của tải đó :

Giả sử ta có công suất của tải là P

Hệ số công suất của tải là Cosφ) của tải đó :1 → φ) của tải đó :1 → tgφ) của tải đó :1 ( trước khi bù, cosφ) của tải đó :1 nhỏ còn tgφ) của tải đó :1 lớn )

Hệ số công suất sau khi bù là Cosφ) của tải đó :2 → φ) của tải đó :2 → tgφ) của tải đó :2 ( sau khi bù, cosφ) của tải đó :2 lớn còn tgφ) của tải đó :2 nhỏ)

Công suất phản kháng cần bù là Qb = P (tgφ) của tải đó :1 – tgφ) của tải đó :2 ).

Từ công suất cần bù ta chọn tụ bù cho phù hợp trong bảng catalog của nhà cung cấp tụ bù.

Giả sử ta có công suất tải là P = 100 (KW).

Hệ số công suất trước khi bù là Cosφ) của tải đó :1 = 0.75 → tgφ) của tải đó :1 = 0.88

Hệ số công suất sau khi bù là Cosφ) của tải đó :2 = 0.95 → tgφ) của tải đó :2 = 0.33

Vậy công suất phản kháng cần bù là Qbù = P ( tgφ) của tải đó :1 – tgφ) của tải đó :2 )

Qbù = 100( 0.88 – 0.33 ) = 55 (KVAr)

Từ số liệu này ta chọn tụ bù trong bảng catalogue của nhà sản xuất giả sử ta có tụ 10KVAr Để bù đủ cho tải thì ta cần bù 6 tụ 10 KVAr tổng công suất phản kháng là 6×10=60(KVAr)

Bảng tra dung lượng tụ cần bù.

Phương pháp tính dung lượng cần bù theo công thức thường rất mất thời gian và phải có máy tính có thể bấm được hàm arcos, tan

Để quá trình tính toán nhanh, người ta thường dung bảng tra hệ số

để tính dung lượng tụ bù

Lúc này, ta áp dụng công thức : Qb = P*k

Với k là hệ số cần bù tra trong bảng tra dưới đây

Cos φ 2

Cos φ 1 0.88 0.89 0.90 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1.00 0.50 1.19 1.22 1.25 1.28 1.31 1.34 1.37 1.40 1.44 1.48 1.53 1.59 1.73

0.88 0.00 0.03 0.06 0.08 0.11 0.14 0.18 0.21 0.25 0.29 0.34 0.40 0.54

Ví dụ:

Với bài toán như trên, từ cosφ) của tải đó :1 = 0.75 và cosφ) của tải đó :2 = 0.95 Ta gióng theo hàng và theo cột sẽ gặp nhau tại ô có giá trị k=0.55 Từ k = 0.55 ta tính toán tương tự sẽ ra kết quả như tính bằng công thức.

Hướng dẫn cách kiểm tra tụ bù

Tụ bù được sử dụng phổ biến trong hệ thống điện công nghiệp Trong quá trình sử dụng tụ, cần kiểm tra, đánh giá chất lượng của tụ

Công việc đánh giá này nhằm mục đích lên kế hoạch bảo trì, thay thế các tụ bù đã kém chất lượng, không phát huy hiệu quả

Kiểm tra tụ bù, bằng đồng hồ đo điện dung.

dung lượng tụ.

Kiểm tra tụ bù bằng ampe kềm

Chúng ta có thể kiểm tra tụ gián tiếp bằng cách đo dòng điện lúc tụ vận hành Đây là cách đo gián tiếp khá chính xác và dễ thực hiện Điều kiện để phép đo có độ tin cậy cao là đo lúc điện áp trong phạm vi cho phép Từ dòng điện vận hành, chúng ta so sánh với dòng điện định mức để đánh giá chất lượng tụ Thông thường, khi tụ sử dụng lâu ngày, dòng điện này bị giảm xuống dần.

có một mối quan hệ mật thiết với nhau thông qua tam giác công suất như hình sau:

Hình 1 : tam giác công suất

Ý nghĩa của hệ số công suất

Nếu xét trên phương diện nguồn cung cấp (máy phát điện hoặc máy biến áp) Rõ ràng cùng một dung lượng máy biến áp hoặc công suất của máy phát điện (tính bằng KVA) Hệ số công suất càng cao thì thành phần công suất tác dụng càng cao và máy sẽ sinh ra được nhiều công hữu ích Sẽ có người nói "Nếu vậy tại sao

ta ta không duy trì cos phi ~ 1 để máy phát hoặc máy biến áp hoạt động hiệu quả" Sự thật là hệ số công suất bao nhiêu phụ thuộc vào tải (thiết bị sử dụng điện) Nhu cầu của tải về công suất tác dụng và công suất phản kháng cần phản đáp ứng đủ thì tải mới hoạt động tốt Giải pháp trung hòa hơn là nguồn sẽ chỉ cung cấp cho tải 1 phần công suất phản kháng, phần thiếu còn lại, khách hàng tự trang

bị thêm bằng cách gắn thêm tụ bù.

Nếu xét ở phương diện đường dây truyền tải ta lại quan tâm đến dòng điện truyền trên đường dây Dòng điện này sẽ làm nóng dây

và tạo ra một lượng sụt áp trên đường dây truyền tải

Nếu xét trong hệ thống 1 pha, công suất biểu kiến được tính bằng công thức : S=U*I

Nếu xét trong hệ thống 3 pha, công suất biểu kiến được tính bằng công thức : S=căn(3)U*I , U là điện áp dây, I là dòng điện dây.

Cả trong lưới 1 pha và 3 pha đều cho thấy dòng điện tỉ lệ với công suất biểu kiến S Vấn đề là công suất biểu kiến là do 2 thành phần công suất tác dụng và công suất phản kháng gộp lại tạo nên Từ đó

ta có 2 nhận xét:

Một là : nếu như cùng 1 tải, nếu ta trang bị tụ bù để phát công suất phản kháng ngay tại tải, đường dây chỉ chuyển tải dòng điện của công suất tác dụng thì chắc chắn đường dây sẽ mát hơn.

Hai là : Nếu ta chấp nhận đường dây phát nhiệt ở mức hiện tại, và nếu ta trang bị tụ bù phát công suất phản kháng ở tại tải, ta có thể bắt đường dây tải nhiều hơn hiện nay một ít.

Trên đây đã trình bày về ý nghĩa của hệ số công suất cos phi

Những bài sau sẽ trình bày thêm ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cos phi, phân tích sự cần thiết hay không cần bù???

Lợi ích của bù công suất phản kháng

Bù công suất phản kháng sẽ đem lại những ích lợi gì?

Sử dụng tụ bù để nâng cao hệ số công suất là một việc cần làm, và thực tế là các đơn vị thiết kế, các công ty lắp tủ thực hiện như 1 thói quen Họ có thể liệt kê được các lợi ích của bù công suất phản kháng, nhưng ít ai biết rằng không phải trong trường hợp nào tụ bù cũng phát huy hiệu quả Bài viết sau sẽ trình bày cụ thể những lợi ích của bù kèm theo những điều kiện áp dụng cụ thể.

HÌNH ẢNH TỦ TỤ BÙ

BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG GIÚP GIẢM TIỀN PHẠT

Tiền phạt hay còn gọi là tiền mua điện năng phản kháng Đây là lợi ích thiết thực nhất của việc nâng cao hệ số công suất Cos phi.

Khi nào thì bù giúp giảm tiền phạt?

Câu trả lời là khi hàng tháng bạn phải trả tiền phạt cos phi (tiền mua điện năng phản kháng) Điện lực sẽ bắt bạn trả tiền điện năng phản kháng khi hệ số công suất Cos phi của bạn < 0.85 Bạn có thể tham khảo thêm bài Giá mua điện năng phản kháng để biết rõ hơn

về tỉ lệ phạt.

Ví dụ bạn có một thiết bị điện công suất 100kW, Cos phi = 0.80, mỗi ngày chạy 10h Ta sẽ có những số liệu như sau:

 Điện năng sử dụng trong 1 giờ : 100kW * 1h = 100kWh

 Điện năng sử dụng trong 1 ngày (10 giờ) : 100kW * 10h = 1,000kWh

 Điện năng sử dụng trong 30 ngày : 1,000kWh * 30 ngày = 30,000kWh

 Tỉ lệ trả thêm tiền mua điện năng phản kháng : 6.25%

bù và bù trực tiếp vào thiết bị điện là được Để nâng từ Cos 0.8 =>

0.9 trong ví dụ trên ta cần 25kVar Giá đầu tư hiện tại khoảng 1,000,000VND Như vậy chỉ 1/2 tháng ta đã lấy lại vốn.

BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG GIẢM TỔN HAO CÔNG SUẤT

Từ công suất tổn thất công suất trên đường dây truyền tải :

Ta thấy rằng phần tổn hao công suất do 2 thành phần tạo ra Thành phần do công suất tác dụng thì ta không thể giảm, nhưng thành phần do công suất phản kháng thì ta hoàn toàn có thể giảm được

Hệ quả là giảm tổn hao công suất dẫn đến giảm tổn thất điện năng Nói nôm na ra là giảm tiền điện Vậy trường hợp này phát huy tác dụng như khi nào? Khi đường dây của chúng ta kéo quá xa Công

tơ nhà nước lại tính ở đầu trạm Trường hợp này ta nên bù gần như tối đa 0.95 để giảm tổn thất điện năng

BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG GIẢM SỤT ÁP

Từ công suất tổn thất điện áp trên đường dây truyền tải :

Ta thấy rằng phần tổn hao điện áp do 2 thành phần tạo ra Thành phần do công suất tác dụng thì ta không thể giảm, nhưng thành phần do công suất phản kháng thì ta hoàn toàn có thể giảm được Vậy trường hợp này phát huy tác dụng như khi nào? Khi đường dây của chúng ta kéo quá xa, điện áp cuối đường dây sụt giảm nhiều làm động cơ không khởi động được, phát nóng nhiều, dễ cháy Trường hợp này bạn nên bù đến 0.98 hoặc 1 Nếu bạn đã từng sử dụng máy bơm ở cuối nguồn này sẽ hiểu điện áp tăng thêm được vài volt có ý nghĩa thế nào

BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG GIÚP TĂNG KHẢ NĂNG MANG TẢI CỦA ĐƯỜNG DÂY.

Dòng điện chạy trên đường dây gồm 2 thành phần : tác dụng và phản kháng Nếu ta bù ở cuối đường dây thì dòng phản kháng sẽ bớt Vậy thì ta có thể cho phép đường dây tải thêm dòng tác dụng, đơn giản thế thôi

BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG GIÚP TĂNG KHẢ MÁY BIẾN ÁP.

Từ S=U*I ta thấy rằng dung lượng máy biến áp gồm 2 phần P và Q Nếu ta

bù tốt thì S gần như bằng P => tăng khả năng rồi

Các phương pháp bù công suất phản

kháng.

Phân loại các phương pháp bù công suất phản kháng (CSPK) thường được dùng trong nhà máy, xí nghiệp Phân loại bù CSPK theo cấp điện áp.

1 Bù phía trung áp : thường sử dụng khi dụng lượng tù lớn hơn 2000Kvar

2 Bù phía hạ áp : thường dùng với dung lượng bù nhỏ hơn 2000kvar

Phân loại bù CSPK theo vị trí lắp tụ bù

1 Bù CSPK tập trung : thường dùng cho hệ thống có tải thay đổi liên tục, tải đa dạng.

2 Bù CSPK theo nhóm : thường dùng cho trường hợp tải tập trung ổn định theo nhóm.

3 Bù CSPK riêng lẻ cho từng thiết bị : thường dùng cho thiết bị

có công suất trung bình, lớn, hoạt động mang tải ổn định.

Phân loại bù CSPK theo cách đóng cắt tụ bù.

1 Bù nền (bù tĩnh): bù trực tiếp, thường dùng bù trước 1 phần công suất phản kháng mà không xảy ra dư công suất phản kháng

2 Bù ứng động (tự động điều chỉnh hệ số công suất phản

kháng): dùng cho hệ thống thay đổi, cần đáp ứng nhanh

Tụ bù nền : ứng dụng và tính toán.

Tụ bù nền là gì? Ứng dụng cụ thể và cách tính toán.

Tụ bù nền là gì? là lượng tự bù được đóng thường trực trong hệ thống điện Dung lượng của tụ bù nền thường phải đảm bảo không gây ra hiện tượng bù dư.

Cần phân biệt bù nền và bù riêng lẻ : bù nền dùng cho 1 nhóm thiết

bị hoặc cả phân xưởng, bù riêng áp dụng cho 1 thiết bị Cách lắp đặt và hoạt động của bù nền và bù riêng khá giống nhau.

Bù nền thường được thực hiện qua MCCB hoặc contactor Có thể

sử dụng thêm 1 relay dòng điện phục vụ cho bù nền.

Giả sử rằng bạn có 1 nhà máy có công suất đỉnh là 160kW, hệ số công suất Cosphi trước khi bù là 0.75, hệ số công suất bạn mong muốn sau khi bù là 0.95 Nhà máy này làm việc liên tục 24/24 Trong quá trình hoạt động, khảo sát nhận thấy nhà máy chỉ hoạt động tại các mức công suất 100kW, 110kW, 120kW, 130kW, 140kW, 150kW và 160kW Chúng ta sẽ cùng xem xét và so sánh 2 phương án bù sau đây.

Phương án 1 : Bù ứng động 5 cấp x 20kvar

Hoạt động của bộ điều khiển lúc này như bảng sau

Công suất (kW) 100 110 120 130 140 150 160 Dung lượng cần bù

(kVar) 55.0 60.5 66.0 71.5 77.0 82.5 88.0 Dung lượng bù (kVar) 60.0 60.0 80.0 80.5 80.0 80.0 100.0 Sai số bù (kVar) 5.0 0.5 14.0 9.5 3.0 -2.5 12.0

Phương án 2 : Bù nền 1 cấp 50kvar + ứng động 4 cấp x 10kvar

Hoạt động của bộ điều khiển lúc này như bảng sau

hệ thống máy móc.

Tính toán tụ bù trạm biến áp không tải.

Khi điện lực đo đếm điện năng phía trung thế, chúng ta phải gắn tụ bù nền cho trạm biến áp khi không tải.

Hôm nay có một người bạn gọi điện hỏi thăm rằng có một khách hàng có trạm biến áp 2000KVA, điện lực đặt thiết bị đo đếm phía trung áp nên nếu không bù nền thì sẽ bị phạt cos phi lúc không tải Người bạn này có bảng tra nhưng không ngồi máy vi tính ngay được nên nhờ mình tra giúp Còn mình thì lại tìm không ra cái bảng đó Nhận thấy vấn đề này cũng khá quan trọng và quan trọng hơn là được người bạn động viên nên quyết định viết thành bài cho anh em trong ngành nếu cần đến thì có cái mà tra

Tại sao lại cần bù nền cho trạm biến áp không tải.

Chúng ta đều biết là nếu Cos phi dưới 0.85 thì điện lực sẽ phạt Nhưng có trường hợp Cos phía hạ áp luôn >0.85 nhưng cuối tháng đôi lúc vẫn nhận được hóa đơn điện năng phản kháng Tại sao thế nhỉ? Tại vì điện lực gắn công tơ đo đếm phía trung thế Thế nên lúc không tải hoặc tải nhỏ <4% tải định mức thì các bộ điều khiển

tụ bù sẽ không hoạt động (Đối với Mikro PFRLCD là 3%)

Chúng ta đều biết khi máy biến áp hoạt động non tải thì Cos phi rất thấp (đặc biệt lúc không tải) Ví dụ máy biến áp 2000KVA nói trên của THIBIDI thì tổn hao không tải như sau :

2 Việc tiếp theo là ta chỉ cần ngồm bấm máy là xong hết

Bảng tra tụ bù nền cho trạm biến áp không tải

Để tiện cho các bạn, mình bấm sẵn các trạm thông dụng, các bạn tra luôn cho khỏe nhé Sử dụng số liệu máy biến áp THIBIDI để tính toán

Tụ 440V (Kvar)

Hướng dẫn sử dụng bộ điều khiển tụ bù Mikro pfr96

Mikro PFR96 là một trong các bộ điều khiển bù công suất phản kháng (size 96x96mm) rất thông dụng Bài viết này sẽ hướng dẫn cách lắp đặt, đấu nối

và cài đặt thông số cơ bản cho bộ điều khiển này

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CHÍNH CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN TỤ BÙ MIKRO PFR96

 Sử dụng bộ xử lý thông minh để điều khiển đóng cắt

 Tự động điều chỉnh hệ số C/K và số cập định mức

 Tự động đổi cực tính của biến dòng

 Hiển thị thông số : Hệ số công suất cos(phi), dòng điện và tổng sóng hài (THD) của dòng điện

 Lập trình được độ nhạy

 Cấp cuối cùng có thể lập trình báo động, điều khiển quạt

 Giao diện sử dụng thân thiện

 Tương thích tiêu chuẩn IEC 61000-6-2

HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT BỘ ĐIỀU KHIỂN TỤ BÙ MIKRO

Sơ đồ đấu dây bộ điều khiển tụ bù Mikro PFR96, điện áp nguồn 3 pha

220V/380V, cuộn dây contactor 220V

HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT BỘ ĐIỀU KHIỂN TỤ BÙ MIKRO PFR96

Sơ đồ vị trí phím chức năng của bộ điều khiển Mikro PFR96

Hiển thị và các phím chức năng bộ điều khiển tụ bù Mikro

a : 3 led 7 đoạn hiển thị các giá trị.

b : 2 đèn hiển thị cos chậm (IND) hay cos nhanh (CAP).

c : các đèn led hiển thị trạng thái hoặc thông số của từng cấp.

d : nút Up : dùng để điều chỉnh tăng giá trị, chuyển đổi menu

e : Nút Mod / Scrol dùng để đổi menu.

f : Nút Down dùng để điều chỉnh giảm giá trị, chuyển đổi menu

g : Nút Program dùng để cài đặt các thông số.

h : đèn báo chế độ bù bằng tay(Manual) hay tự động (Auto).

g : Các đèn báo hiển thị các thông số đang được theo dõi hay cài đặt

Sơ đồ truy cập các menu bộ điều khiển tụ bù mikro

Bước 1 : Cài đặt hệ số cos(phi).

Cấp nguồn cho bộ điều khiển, nhấn nút MODE/SCROLL cho đến khi đèn Set Cos(phi) sáng Nhấn nút PROGRAMS để cho phép chỉnh hệ số

Cos(phi) Nhấn nút UP hoặc DOWN để chọn được hệ số Cos(phi) mong

muốn Thông số này thường được đặt từ 0.90 đến 0.98 cảm (Đèn IND trong hiển thị b sáng) Thông thường cài đặt Cos(phi)=0.95

Bước 2 : Cài đặt hệ số C/K

Hệ số C/K của bộ điều khiển tụ bù Mikro có thể cài đặt tự động Tuy nhiên nếu việc cài đặt tiến hành tại xưởng lắp đặt thì ta nên cài đặt bằng tay hệ số này thì bộ điều khiển tụ bù hoạt động sẽ chính xác hơn.

Trước khi cài đặt ta cần biết hệ số CK cần nhập Hệ số này có thể tính toán bằng công thức như trong tài liệu hướng dẫn bộ điều khiển tụ bù Ta cũng có thể tra hệ số C/K gần đúng trong bảng sau :

Bảng tra hệ số c/k cho điện áp 3 pha 415V

Giả sử rằng ta dùng bộ điều khiển 6 cấp để điều khiển bù 4 cấp tụ, mỗi cấp

tụ là 20KVar, 415V, biến dòng sử dụng là loại 250/5A => Hệ số C/K là 0.56

Tiến hành chỉnh : Nhấn nút MODE/SCROLL cho đến khi đèn C/K sáng Nhấn nút PROGRAMS để thay đổi giá trị C/K Nhấn nút UP hoặc DOWN cho đến khi đạt hệ số C/K là 0.56 Nhấn nút PROGRAMS để xác nhận thay

đổi giá trị C/K.

Bước 3 : Cài đặt các bước tụ.

Giả sử rằng ta dùng 4 cấp có cùng dung lượng 20KVar Nhấn nút

MODE/SCROLL cho đến khi đèn RATED STEPS sáng Nhấn nút

PROGRAMS để thay đổi giá trị các bước tụ Lúc này ta sẽ thấy đèn số 1

sáng Nhấn nút PROGRAMS để thay đổi giá trị này Nhấn nút UP hoặc

DOWN cho đến khi đạt giá trị 001 Nhấn nút PROGRAMS để xác nhận

thay đổi Nhấn nút UP, đèn số 2 sáng Ta tiến hành thay đổi bước tụ số 2

thành 001 như trên Tiến hành nhập 001 cho các bước tụ 3,4 Tiến hành nhập các giá trị 000 cho các bước tụ 5,6 (vì không sử dụng) Kết thúc cái đặt các bước tụ.

Bước 4 : Cài đặt chương trình điều khiển.

Trước tiên ta sẽ cài đặt chương trình điều khiển bù bằng tay để kiểm tra hoạt

động của các contactor Nhấn nút MODE/SCROLL cho đến khi đèn

SWITCH PRO sáng Nhấn nút PROGRAMS để thay đổi chương trình điều khiển Nhấn nút UP hoặc DOWN chọn chương trình điều khiển bằng tay (n- A) Nhấn nút PROGRAMS để xác nhận thay đổi.

Để kiểm tra chương trình điều khiển bù bằng tay, ta nhấn nút

MODE/SCROLL cho đến khi đèn MANUAL sáng Nhấn nút UP từng lượt

và quan sát Nếu sau mỗi lần nhấn có 1 contactor tác động thì phần mạch

điều khiển và chương trình bù bằng tay hoạt động tốt Nhấn nút DOWN để

cắt các cấp tụ bù ra.

Sau khi đã kiểm tra điều khiển bù bằng tay, ta tiến hành chuyển sang chương trình điều khiển bù tự động như sau:

Nhấn nút MODE/SCROLL cho đến khi đèn SWITCH PRO sáng Nhấn nút

PROGRAMS để thay đổi chương trình điều khiển Nhấn nút UP hoặc DOWN chọn chương trình điều khiển tự động (Aut) Nhấn nút

PROGRAMS để xác nhận thay đổi.

Việc cài đặt các thông số cơ bản cho bộ điều khiển tụ bù Mikro hoàn tất Trong hầu hết trường hợp thì bộ điều khiển sẽ hoạt động Trong trường hợp

có báo lỗi thì ta cần tham khảo thêm trong tài liệu hướng dẫn đầy đủ để có cách khắc phục.

Bộ điều khiển tụ bù Mikro còn có thêm chức năng cảnh báo và cài đặt điều khiển quạt làm mát cho tủ điện Để cài đặt các chức năng này ta cần tham khảo thêm hướng dẫn sử dụng bộ điều khiển tụ bù Mikro của hãng.

Hướng dẫn chọn dây dẫn, thanh cái theo tiêu chuẩn IEC 60439.

Lựa chọn tiết diện dây điện, cáp điện, thanh cái (busbar) là công việc quan trọng và thường xuyên đối với ngành điện Mỗi người có một cách chọn khác nhau Thông thường xảy ra 2 trường hợp :

 Chọn dây, cáp điện, thanh cái theo tính toán.

 Chọn dây, cáp điện, thanh cái theo kinh nghiệm.

 Chọn dây, cáp điện, thanh cái theo các tiêu chuẩn.

Chọn dây điện, cáp điện, thanh cái theo các tiêu chuẩn thường được dùng rất nhiều Tại sao vậy? Vì các tiêu chuẩn đó được đưa ra dựa vào tính toán kết