Nghiên cứu thiết kế thiết bị bù hạ thế ổn định điện áp lưới điện

Khi thành phần công suất vô công lớn làm cho công suất toàn phần tăng, dẫn đến dòng điện trên đường dây truyền tải tăng, làm tăng tổn hao năng lượng trên đường dây.. Mặc dù thành phần cô

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

NGUYỄN HUY KHƯƠNG

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ BÙ HẠ THẾ

ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP LƯỚI ĐIỆN

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu tham khảo khác nhau Qua số liệu thu thập thực tế, tổng hợp tại Công ty Điện lực Bắc Kạn - nơi tôi làm việc, không sao chép bất kỳ luận văn nào trước đó và dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Duy Cương - giảng viên trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên

Các số liệu và những kết quả trong luận văn là trung thực, các đánh giá, kiến nghị đưa ra xuất phát từ thực tiễn và kinh nghiệm làm việc trong Công ty Điện lực Bắc Kạn; kết quả nghiên cứu này chưa từng được công bố dưới bất

cứ hình thức nào trước khi trình, bảo vệ và công nhận bởi “Hội Đồng đánh giá luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật”

Một lần nữa, tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam kết trên./

Tác giả luận văn

Nguyễn Huy Khương

LỜI CẢM ƠN

Qua thời gian học tập, nghiên cứu chương trình cao học kỹ thuật điện của trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, đã giúp tác giả nhận thức sâu sắc về cách thức nghiên cứu, phương pháp tiếp cận các đối tượng nghiên cứu và lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp cao học; đồng thời góp phần nâng cao kiến thức chuyên môn vững vàng, nâng cao năng lực thực hành, khả năng thích ứng cao trước sự phát triển của khoa học, kĩ thuật và kinh tế; có khả năng phát hiện, giải quyết độc lập những vấn đề thuộc chuyên ngành được đào tạo và phục vụ cho công tác được tốt hơn Việc thực hiện nhiều bài tập nhóm trong thời gian học

đã giúp tác giả sớm tiếp cận được cách làm, phương pháp nghiên cứu, tạo tiền

đề cho việc độc lập trong nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

PGS.TS Nguyễn Duy Cương đã giúp đỡ, hướng dẫn hết sức chu đáo, nhiệt tình trong quá trình thực hiện để tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ này;

Các CBCNV trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình tiến hành thực nghiệm đề tài và bảo vệ luận văn thạc sĩ;

Các đồng chí lãnh đạo và tập thể cán bộ công nhân viên của Công ty Điện lực Bắc Kạn đã giúp đỡ tác giả thực hiện việc nghiên cứu, thu thập các số liệu để tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ này; các đồng nghiệp là những người

đã hoàn thành chương trình cao học, đã dành thời gian đọc, đóng góp, chỉnh sửa cho luận văn thạc sĩ này hoàn thiện tốt hơn;

Gia đình, bạn bè của tác giả đã giúp đỡ, tạo điều kiện về thời gian, động viên tác giả trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này;

Tác giả mong muốn tiếp tục nhận được sự chia sẻ, hỗ trợ và tạo điều kiện của Hội đồng Chấm luận văn thạc sĩ, để bản luận văn này hoàn thiện hơn

Xin trân trọng cám ơn

Bắc Kạn, ngày 15 tháng 04 năm 2019

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

- Mục tiêu chung 2

- Mục tiêu cụ thể 2

- Ý nghĩa khoa học 2

- Ý nghĩa thực tiễn 3

- Nghiên cứu lý thuyết 3

- Nghiên cứu thực tiễn 3

CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN CÁC TỒN TẠI TRONG VẬN HÀNH 5

1.1 Nguồn điện cấp điện cho tỉnh Bắc Kạn 5

Các nguồn thủy điện vừa và nhỏ 5

1.1.2 Nguồn trạm 110kV 5

1.2 Lưới điện 6

1.2.1 Thống kê lưới điện hiện trạng 6

1.2.2 Tình hình vận hành hệ thống lưới phân phối 9

1.2.3 Tình hình vận hành lưới phân phối lộ 371, trạm E26.1 10

1.3 Một số tồn tại và các phương pháp nâng cao chất lượng điện năng cho lưới phân phối lộ 371, trạm E26.1 đã thực hiện 11

1.3.1 Các tồn tại trong việc nâng cao chất lượng điện năng 11

1.3.2 Các phương pháp bù công suất phản kháng nâng cao hệ số công suất đã thực hiện 11

Kết luận chương 1 16

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG

NGHIÊN CỨU 17

2.1 Công suất & hệ số công suất 17

2.1.1 Giới thiệu về các loại công suất 17

2.1.2 Hệ số công suất 18

2.1.3 Ý nghĩa của hệ số công suất 18

2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới hệ số công suất 19

2.1.5 Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất 20

2.1.6 Giảm tổn thất công suất trong mạng điện 21

2.1.7 Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện 21

2.1.8 Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp 21

2.1.9 Hệ thống bù công suất phản kháng 22

2.1.10 Bù CSPK sử dụng cấu trúc FC-TCR 22

2.1.11 Vị trí đặt thiết bị bù 24

2.1.12 Xác định dung lượng bù 25

Kết luận chương 2 28

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÙ CSPK 29

3.1 Hệ thống bù CSPK FC-TCR 29

3.1.1 Sơ đồ tổng quan 29

3.1.2 Tính toán giá trị tụ bù cố định FC 32

3.1.3 Tính toán giá trị điện cảm (L) tại nhánh TCR 33

3.1.4 Mối liên hệ giữa điện cảm (L) ở nhánh TCR, góc kích mở thyristor (α), và việc bù CSPK 34

3.2 Hệ thống điều khiển 34

3.2.1 Bộ tạo xung điều khiển Thyristor 35

3.2.2 Bộ điều khiển phản hồi 𝐜𝐨𝐬𝝋 (Khối TH-KĐTG) 39

Kết luận chương 3 56

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

DSVC : Dynamic – Static Var compensation

SSSC : Static Synchronous Series Controllers

SVC: : Static Var Compensation

TSC: : Thyristor Switched Capacitor

TCR: : Thyristor controller Reactor

STATCOM: : Static Synchronous Compensator

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Công suất các NMTĐ hiện có tỉnh Bắc Kạn 5

Bảng 1.2 Hiện trạng mang tải trạm biến áp 110kV trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn 6

Bảng 1.3 Thống kê khối lượng lưới hiện có trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn 7

Bảng 1.4 Mang tải các tuyến đường dây trung áp 9

Bảng 1.5 Tổng hợp khối lượng vận hành đường dây trung áp lộ 371, E26.1 10 Bảng 3.1 Các tham số PID theo phương pháp Ziegler-Nichols thứ nhất 44

Bảng 3.2 Các tham số PID theo phương pháp Ziegler-Nichols thứ 2 45

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Bộ bù tĩnh sử dụng các tụ điện mắc song song với nhau và các

bộ đóng ngắt contactor, rơ le 15

Hình 2.1 Tam giác công suất 17

Hình 2.2 Cấu trúc FC-TCR 23

Hình 2.3 Sơ đồ mạng lưới bù CSPK 25

Hình 2.4 Dung lượng bù CSPK 25

Hình 2.5 Sơ đồ bù CSPK 27

Hình 2.6 Xác định dung lượng bù 27

Hình 3.1 Hệ thống bù CSPK FC-TCR 29

Hình 3.2 Sơ đồ mạch FC-TCR 30

Hình 3.3 Sơ đồ tương đương khi lưới và tải mang tính chất dung 31

Hình 3.4 Sơ đồ tương đương khi lưới và tải mang tính chất cảm 32

Hình 3.5 Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển pha đứng 36

Hình 3.6 Sơ đồ cấu trúc bộ điều khiển phản hồi cosφ 39

Hình 3.7 Đáp ứng của hệ thống khi thay đổi hệ số Kp 40

Hình 3.8 Đáp ứng của hệ thống khi thay đổi hệ số Ki 41

Hình 3.9 Đáp ứng của hệ thống khi thay đổi hệ số Kd 43

Hình 3.10 Đáp ứng nấc của hệ hở có dạng S 44

Hình 3.11 Xác định hằng số khuếch đại tới hạn 45

Hình 3.12 Đáp ứng nấc của hệ kín khi k = kth 45

Hình 3.13 Mắc song song các Thyristor để phân dòng 47

Hình 3.14 Sử dụng BAX cho mạch khuếch đại và truyền xung 48

Hình 3.15 Sơ đồ mô phỏng hệ thống bù công suất phản kháng 48

Hình 3.16 Đường dây tải điện 49

Hình 3.17 Điện áp đầu nguồn và điện áp cuối nguồn khi chưa tải hoặc non

tải 50 Hình 3.18 Điện áp đầu nguồn và điện áp cuối nguồn khi có tải 51 Hình 3.19 Điện áp đầu nguồn và điện áp cuối nguồn có tụ bù 51 Hình 3.20 Điện áp đầu nguồn và điện áp cuối nguồn có cả tụ bù và kháng

bù 52 Hình 3.21 Sơ đồ mạch tạo xung điều khiển Thyristor xây dựng trên

Simulink 52 Hình 3.22 Điện áp răng cưa, điện áp điều khiển, và điện áp sau khối so

sánh 53 Hình 3.23 Phân chia xung 54 Hình 3.24 Xây dựng bộ điều khiển PID điều khiển hệ số Cos Phi trên

Matlab/Simulink 54 Hình 3.25 Đo công suất tác dụng và công suất phản kháng 55 Hình 3.26 Hệ số cos phi 56

MỞ ĐẦU

Lý do thực hiện đề tài

Sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng được xác định là nhiệm vụ trọng yếu có vai trò cực kỳ quan trọng đảm bảo an ninh năng lượng, thúc đẩy phát triển tăng trường kinh tế Hiện tại Công ty Điện lực Bắc Kạn đang quản lý vận hành 1.766,37 km đường dây trung thế và 1.063 TBA phân phối Là tỉnh miền núi phụ tải thường không tập trung xuất tuyến các đường dây trung thế sau trạm 110kV dài (có đường dây trục chính lên đến 180km không kể các nhánh rẽ), việc đầu tư các trạm 110kV đến gần trung tâm phụ tải là rất tốn kém

Do đường dây truyền tải dài dẫn đến phát sinh lượng công suất phản kháng Q gọi là công suất vô công gây ra Khi thành phần công suất vô công lớn làm cho công suất toàn phần tăng, dẫn đến dòng điện trên đường dây truyền tải tăng, làm tăng tổn hao năng lượng trên đường dây Mặc dù thành phần công suất vô công gây ra tổn thất điện năng không đáng có thành nhiệt trên dây dẫn và phụ tải trong truyền tải và tiêu thụ, nhưng nó là thành phần cần thiết trong quá trình biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác Tuy nhiên, thành phần công suất vô công mà nguồn cấp cho tải có thể điều chỉnh bằng cách thêm hoặc bớt các thành phần cảm kháng hoặc dung kháng khác trong lưới trung thế hoặc nơi tiêu thụ

Như chúng ta đã biết Công suất truyền từ nguồn đến tải luôn tồn tại 2 thành phần: Công suất tác dụng và công suất phản kháng Công suất tác dụng đặc trưng cho khả năng sinh ra công hữu ích của thiết bị, đơn vị W hoặc kW Công suất phản kháng không sinh ra công hữu ích nhưng nó lại cần thiết cho quá trình biến đổi năng lượng, đơn vị VAR hoặc kVAR Công suất tổng hợp cho 2 loại công suất trên được gọi là công suất biểu kiến, đơn vị VA hoặc KVA

Tỷ lệ giữa Công suất tác dụng và Công suất biểu kiến gọi là Hệ số Công suất Cos phi (Cosφ) Chúng ta cần nâng cao hệ số Cos phi này nhằm giảm tổn hao

công suất, tổn thất điện áp trên đường truyền Việc nâng cao hệ số Cos phi thường được thực hiện bù ngang và bù dọc với các phương pháp bù tĩnh (bù trực tiếp, thường dùng bù trước 1 phần công suất phản kháng mà không xảy ra

dư công suất phản kháng) hoặc bù ứng động (tự động điều chỉnh hệ số công suất phản kháng)

Đối với một đường dây truyền tải có chiều dài lớn (khoảng 100 km) khi nặng tải tổn thất trên đường dây tăng, điện áp cuối đường dây giảm Tuy nhiên khi non tải do tồn tại điện dung ký sinh điện áp cuối đường dây tăng đáng kể

Để khắc phục tình trạng nêu trên Công ty Điện lực Bắc Kạn đang đầu tư lắp đặt thử nghiệm MBA tăng áp ở gần cuối đường dây trung thế để điều chỉnh

ổn định điện áp Tuy nhiện việc đầu tư trên chỉ mới đem lại việc ổn định điện

áp, còn lại các thành phần công suất vô công chưa được xử lý, mặt khác việc đầu tư MBA tăng áp rất tốn kém về kinh phí đầu, diện tích sử dụng đất cho việc lắp đặt thiết bị và sẽ tăng một lượng tổn thất do bản thân thiết bị gây ra…

Xuất phát từ những lý do trên tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị

bù hạ thế ổn định điện áp lưới điện” để làm vấn đề nghiên cứu cho mình

Mục tiêu nghiên cứu

- Mục tiêu chung

Đề tài này đặt mục tiêu chính là nâng cao hệ số công suất, giảm tổn thất,

ổn định điện áp làm việc cho lưới điện

- Mục tiêu cụ thể

Thiết kế hệ thống bù công suất phản kháng với cấu trúc kết hợp giữa bù

có cấp và vô cấp cho một tuyến đường dây hạ thế tại tỉnh Bắc Kạn;

Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học

Vận dụng kiến thức cơ bản, cơ sở, chuyên môn để đề xuất các giải pháp

bù công suất phản kháng nhằm nâng cao hệ số công suất, giảm tổn thất, ổn định điện áp lưới truyền tải điện năng

- Ý nghĩa thực tiễn

Phân tích đánh giá các giải pháp kỹ thuật để xây dựng các hệ thống điều chỉnh công suất phản kháng trên lưới điện trung thế tỉnh Bắc Kạn và định hướng phát triển xây dựng cho lưới điện toàn Tập đoàn Điện lực Việt Nam trong những năm tiếp theo

Dự kiến các kết quả đạt được

Hệ thống bù công suất phản kháng với cấu trúc bù có cấp; hệ thống bù công suất phản kháng với cấu trúc kết hợp giữa bù có cấp và vô cấp; thuyết minh nguyên lý hoạt động của các hệ thống đề xuất; tính toán các tham số cơ bản của hệ thống bù ứng với một đối tượng cụ thể; mô hình hóa hệ thống, mô phỏng, hiệu chỉnh, đánh giá chất lượng; so sánh kinh tế, kỹ thuật giữa phương

án truyền thống và phương án đề xuất

Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết

Sử dụng các kiến thức cơ bản, cơ sở, chuyên ngành cho các phân tích, thiết

kế, tính toán

Kết quả thiết kế, tính toán được kiểm chứng, đánh giá qua mô phỏng sử dụng phần mềm chuyên dụng hiện đại

Phân tích đánh giá và hệ thống hóa các công trình nghiên cứu được công

bố thuộc lĩnh vực liên quan: bài báo, sách tham khảo, tài liệu hướng dẫn

- Nghiên cứu thực tiễn

Nghiên cứu phương pháp bù công suất phản kháng nâng cao hệ số công suất mới cho lưới điện truyền tải bằng cách bù điện kháng hoặc bù điện dung

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Lưới điện 35kV do Công ty Điện lực Bắc Kạn đang quản lý (đường dây 35kV, lộ 371, E26.1)

Cấu trúc của luận văn

Tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị bù hạ thế ổn định điện áp lưới điện”

Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Hiện trạng lưới điện tỉnh Bắc Kạn các tồn tại trong vận hành Chương 2: Cơ sở lý thuyết liên quan đến nội dung nghiên cứu

Chương 3: Tính toán thiết kế hệ thống bù CSPK

CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN CÁC TỒN

TẠI TRONG VẬN HÀNH

1.1 Nguồn điện cấp điện cho tỉnh Bắc Kạn

Các nguồn thủy điện vừa và nhỏ

Hiện tại trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn có 3 nhà máy thủy điện đang vận hành đấu nối ở cấp điện áp 35kV gồm: NMTĐ Tà Làng (huyện Ba Bể), NMTĐ Thượng Ân (huyện Ngân Sơn) và NMTĐ Nậm Cắt (huyện Bạch Thông) Các nhà máy thủy điện có tổng công suất 10,1 MW, cụ thể công suất các NMTĐ được thống kê trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Công suất các NMTĐ hiện có tỉnh Bắc Kạn

P(MW)

Trạm 110kV Chợ Đồn (E26.2) có công suất 1x25MVA- 110/35/22kV cấp điện cho các phụ tải thuộc huyện Chợ Đồn thông qua 05 lộ đường dây 35kV hiện tại trạm mang tải với Pmax khoảng 11,7MW

Chi tiết mang tải các trạm biến áp 110kV trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn được trình bày trong bảng 1.2

Bảng 1.2 Hiện trạng mang tải trạm biến áp 110kV trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn

lượng

Điện áp (KV)

Ghi Chú

(Nguồn: Công ty Điện lực Bắc Kạn 2018)

* Nhận xét nguồn điện 110kV cấp điện cho tỉnh Bắc Kạn

Theo số liệu vận hành, các trạm 110kV cấp điện cho tỉnh Bắc Kạn hiện tại chưa đầy tải, tuy nhiên trong giai đoạn tới khi các khu, cụm công nghiệp, các nhà máy khai thác, chế biến quặng, khoáng sản… đi vào hoạt động ổn định, kết quả dự báo phụ tải tăng trưởng đáng kể, sẽ cần bổ sung thêm nguồn công suất các trạm 110kV để đáp ứng đầy đủ và chất lượng cho yêu cầu hoạt động của phụ tải

1.2 Lưới điện

1.2.1 Thống kê lưới điện hiện trạng

Hệ thống lưới trung áp cung ứng điện trên địa bàn tỉnh hiện tại đang vận hành ở cấp điện áp 35kV và 22kV Riêng hệ thống lưới điện áp 22kV cấp điện chủ yếu cho TP Bắc Kạn,

Khối lượng đường dây trung áp ngành điện quản lý chiếm tỷ lệ rất lớn (97,1%), khách hàng quản lý chỉ chiếm 2,9% Trong đó chủ yếu là đường dây 35kV chiếm 96,4% khối lượng đường dây trung áp Đường dây 22kV chỉ có ở TP.Bắc Kạn, toàn bộ đường dây 22kV đều đã được xây dựng và cải tạo theo tiêu chuẩn 22kV, tỷ lệ hạ ngầm lưới điện trung áp không đáng kể chủ yếu là 22kV

Trạm biến áp phân phối toàn tỉnh có 1.036 trạm với 1.036 máy và tổng dung lượng 169,135kVA.Với đặc thù là một tỉnh miền núi dân cư phân bố phân tán, không đồng đều, mật độ phụ tải thấp, nêncông suất các trạm biến áp phân phối của ngành điện thường thấp bình quân chỉ có 104,0kVA/trạm

Trạm biến áp vận hành 35/0,4kV chiếm tỷ trọng lớn trên 89,7% tổng

số trạm biến áp toàn tỉnh Trạm biến áp vận hành 22/0,4kV hiện chỉ có ở TP.Bắc Kạn,

Lưới điện hạ áp trên địa bàn toàn tỉnh đạt 2.029 km trong đó chủ yếu là dây bọc (98%) còn lại là dây trần và cáp ngầm chiếm không đáng kể

Tổng hợp số liệu thống kê khối lượng lưới điện hiện có trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn trong bảng 1.3

Bảng 1.3 Thống kê khối lượng lưới hiện có trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn

Số

Khối lượng Tài sản

Số

Khối lượng Tài sản

3 Tổng dung lượng kVA 89.086,5 80.048,5 169.135

4 Dung lượng TBA 35kV kVA 68.791,5 63.777,5 132.569

5 Dung lượng TBA 22kV kVA 20.295 16.271 36.566

(Nguồn: Công ty Điện lực Bắc Kạn 2018)

1.2.2 Tình hình vận hành hệ thống lưới phân phối

Các đường dây trung áp trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn tiết diện đường trục chủ yếu là AC95 Hiện tại, chưa có tuyến nào bị quá tải Một số tuyến có chiều dài đường trục lớn (lộ 371, lộ 373 trạm 110 kV Bắc Kạn) nên tổn thất cao Nhìn chung độ tin cậy cung cấp điện chưa tốt do lưới vận hành chủ yếu là hình tia, độc đạo nên ít có khả năng hỗ trợ cung cấp điện Tổng hợp hiện trạng mang tải

các tuyến đường dây trung áp trong bảng 1.4

Bảng 1.4 Mang tải các tuyến đường dây trung áp

STT Tên đường

Chiều dài (km)

Mang tải (MW)

Mang tải

1.2.3 Tình hình vận hành lưới phân phối lộ 371, trạm E26.1

Đường dây 35kV lộ 371, E26.1 có tổng chiều dài 555,5km, trong đó đường dây trục chính (tính từ trạm 110kV Bắc Kạn đến TBA Khau Bang, xã Bằng Thành, huyện Pắc Nặm) 105,1km, các nhánh rẽ 602,1km dây dẫn chủ yếu

sử dụng dây nhôm lõi thép có tiết diện 120mm2, 95mm2, 70mm2, 50mm2

Hiện tại đường dây đang cấp điện cho phụ tải toàn huyện Pác Nặm, huyện Ngân Sơn, phần lớn phụ tải các xã của huyện Ba Bể và một số xã của huyện Bạch Thông (các xã Nguyên Phúc, Cẩm Giàng, Sỹ Bình, Vũ Muộn, Cao Sơn, Phương Linh, Tú Trĩ, Vị Hương và Thị trấn Phủ Thông) Lộ đường dây được kết nối mạch vòng cấp điện hỗ trợ với lộ 371, E26.2, lộ 373, 376 E26.1

Tổng hợp khối lượng vận hành đường dây trung áp lộ 371, E26.1 trong bảng 1.5

Bảng 1.5 Tổng hợp khối lượng vận hành đường dây trung áp lộ 371, E26.1

1.3 Một số tồn tại và các phương pháp nâng cao chất lượng điện năng cho lưới phân phối lộ 371, trạm E26.1 đã thực hiện

1.3.1 Các tồn tại trong việc nâng cao chất lượng điện năng

Thông qua các thông số vận hành của nguồn và lưới điện phân phối trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn được cập nhật chi tiết ta nhận thấy mặc dù Công ty Điện lực Bắc Kạn thực hiện nhiều biện pháp nâng cao hệ số công suất truyền tải cho

lộ đường dây 371, E26.1 như điều chuyển, hoán đổi các MBA cho phù hợp công suất, lắp đặt các bộ tụ bù tĩnh, bù động có cấp và vô cấp, năm 2018 thực hiện chương trình lắp đặt thử nghiệm MBA tự ngẫu cho 02 đường dây trung thế 35kV có chiều dài lớn nhằm nâng cao chất lượng điện áp truyền tải và giảm tổn thất điện năng cho đường dây Tuy nhiên các biện pháp nêu trên còn có những nhược điểm chưa tối ưu được việc nâng cao hệ số công suất như:

- Phương pháp nâng cao chất lượng điện năng bằng bù tĩnh thường xảy

ra việc bù thừa hoặc bù thiếu;

- Phương pháp nâng cao chất lượng điện năng bằng phương pháp lắp đặt MBA tự ngẫu chi phí đầu tư cao, vận hành phức tạp và chưa nâng cao được hệ

số công suất truyền tải

1.3.2 Các phương pháp bù công suất phản kháng nâng cao hệ số công suất

đã thực hiện

(a) Các phương pháp bù CSPK nâng cao hệ số CS truyền thống

 Phương pháp nâng cao hệ số cos tự nhiên

Nâng cao cosφ tự nhiên có nghĩa là tìm các biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt được lượng CSPK mà chúng cần có ở nguồn cung cấp Thay những động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng những động cơ có công suất nhỏ hơn: Khi làm việc bình thường động cơ tiêu thụ công suất phản kháng:

𝑄 = 𝑄𝑘𝑡 + ∆𝑄đ𝑚𝑘𝑝𝑡2 (2.1)

Công suất phản kháng khi không tải (chiểm tỷ lệ 60 ÷ 70 % so với Qđm) và có thể xác định theo công thức:

𝐼𝑘𝑡 - dòng điện không tải của động cơ

𝐾𝑝𝑡 - hệ số mang tải của động cơ 𝐾𝑝𝑡 = 𝑃

Do đó ta thấy rằng 𝑘𝑝𝑡 giảm → cos 𝜑 cũng giảm

Ví dụ: Một động cơcos 𝜑 = 0.8 khi 𝑘𝑝𝑡 = 1; cosφ = 0,65 khi 𝑘𝑝𝑡 = 0.65; cosϕ

= 0,51 khi 𝑘𝑝𝑡 = 0.3

Khi có động cơ không đồng bộ làm việc non tải phải dựa vào mức độ tải

để quyết định việc thay thế Kinh nghiệm vận hành cho thấy rằng:

𝑘𝑝𝑡 < 0.45 việc thay thế bao giờ cũng có lợi

𝑘𝑝𝑡 > 0.7 việc thay thế sẽ không có lợi

0.45 < 𝑘𝑝𝑡 < 0.7 việc có tiến hành thay thế phải dựa trên việc so sánh kinh tế

Giảm điện áp đặt vào động cơ thường xuyên làm việc non tải: Thực hiện giảm áp khi không có điều kiện thay thế động cơ công suất nhỏ hơn Công suất phản kháng cho động cơ KĐB:

𝑄 = 𝑘𝑈

2

𝜇 𝑓 𝑉

(2.5)

Phương pháp giảm điện áp trong thực tế:

Đổi nối dây quấn stato từ đấu ∆ → Y

Thay đổi cách phân nhóm dây cuốn stato

Thay đổi đầu phân áp của máy biến áp hạ áp

Chú ý: Các biện pháp này thực hiện tốt đối với các động cơ có điện áp U< 0,3 ÷ 0,4 Bên cạnh đó khi đổi nối ∆ → Y, điện áp giảm 3 lần, dòng điện tăng 3 lần nhưng mômen sẽ giảm đi 3 lần, do đó phải kiểm tra điều kiện quá tải

và khởi động sau đó

Hạn chế động cơ không đồng bộ chạy không tải hoặc non tải Các động

cơ máy công cụ khi làm việc có thời gian chạy không tải xen lẫn thời gian mang tải (chiếm tới 50 - 60 %) Nếu giảm thời gian không tải, do đó tránh được tổn thất Quá trình đóng cắt động cơ cũng sinh ra tổn hao mở máy Thực tế vận hành thấy nếu t0 (thời gian chạy không tải) của động cơ lớn hơn 10 giây thì việc cắt khỏi mạng có lợi Biện pháp: Thao tác hợp lý, hạn chế thời gian chạy không tải hoặc đặt bộ hạn chế chạy không tải

Dùng động cơ đồng bộ thay cho động cơ không đồng bộ: Đối với máy

có công suất lớn, không yêu cầu điều chỉnh tốc độ Hệ số công suất cao, có thể làm việc ở chế độ quá kích từ → máy bù công suất phản kháng, góp phần sự

ổn định của hệ thống Mômen quay tỷ lệ với bậc nhất của điện áp, dẫn tới ít ảnh hưởng đến dao động điện áp Khi tần số nguồn thay đổi, tốc độ quay không phụ thuộc vào phụ tải nên năng suất làm việc cao

Nhược điểm: cấu tạo phức tạp, giá thành cao, số lượng mới chỉ chiếm 20% tổng

số động cơ

 Phương pháp nâng cao hệ số cos nhân tạo

Bù công suất phản kháng Q chỉ được tiến hành sau khi thực hiện các biện pháp tự nhiên không đạt được yêu cầu Thiết bị bù sử dụng hai loại thiết bị bù chính là tụ điện tĩnh và máy bù đồng bộ Hai loại thiết bị này có những ưu nhược điểm gần như trái ngược nhau Tùy theo yêu cầu của phụ tải và mạng điện cung cấp có thể lựa chọn thiết bị bù phù hợp Phương pháp này được thực hiện bằng cách đặt các thiết bị bù CSPK ở các hộ tiêu thụ điện Các thiết bị bù CSPK bao gồm:

 Máy bù đồng bộ

Máy bù đồng bộ chính là động cơ đồng bộ làm việc trong chế độ không tải, hoặc non tải

- Có khả năng phát và tiêu thụ được công suất phản kháng

- Công suất phản kháng phát ra không phụ thuộc vào điện áp đặt, chủ yếu là phụ thuộc vào dòng kích từ (điều chỉnh được dễ dàng)

- Lắp đặt vận hành phức tạp, dễ gây sự cố (vì có bộ phần quay)

- Máy bù đồng bộ tiêu thụ công suất tác dụng khá lớn khoảng 0,015÷0,02 kW/kVAr - Giá tiền đơn vị công suất phản kháng thay đổi theo dung lượng Nếu dung lượng nhỏ thì sẽ đắt Vì vậy chỉ được sản xuất ra với dung lượng lớn

5 MVAr trở lên

* Ưu điểm: máy bù đồng bộ vừa có khả năng sản xuất ra CSPK, đồng thời cũng

có khả năng tiêu thụ CSPK của mạng điện

*Nhược điểm: máy bù đồng bộ có phần quay nên lắp ráp, bảo dưỡng và vận hành phức tạp máy bù đồng bộ thường để bù tập trung với dung lượng lớn

 Tụ bù tĩnh

Giá tiền cho một đơn vị công suất phản kháng phát ra hầu như không thay đổi theo dung lượng, do đó thuận tiện cho chia nhỏ ra nhiều nhóm nhỏ đặt sâu về phía phụ tải Tiêu thụ rất ít công suất tác dụng khoảng 0,003 – 0,005

kW/kVAr Vận hành lắp đặt đơn giản, ít gây ra sự cố Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ Chỉ phát công suất phản kháng và không có khả năng điều chỉnh Mạng điện xí nghiệp chỉ nên sử dụng tụ điện tĩnh, còn máy bù đồng bộ chỉ được dùng ở phía hạ áp (6-10 kV) của các trạm trung gian

 Phương pháp bù tĩnh sử dụng các tụ điện mắc song song với nhau và

các bộ đóng ngắt contactor, rơ le

Bộ tụ bù gồm nhiều phần và mỗi phần được điều khiển bằng contactor Việc đóng hoặc cắt một contactor sẽ đóng hoặc cắt một số tụ song song với các

tụ đang vận hành Vì vậy lượng công suất bù có thể tăng hay giảm theo từng cấp bằng cách thực hiện đóng hoặc cắt contactor điều khiển tụ Người ta sử dụng các rơ le điều khiển kiểm soát hệ số công suất của mạng điện sẽ thực hiện đóng và cắt các contactor tương ứng để hệ số công suất cả hệ thống thay đổi (với sai số do điều chỉnh từng bậc)

Hình 1.1 Bộ bù tĩnh sử dụng các tụ điện mắc song song với nhau và các bộ

đóng ngắt contactor, rơ le

Phân tích hệ thống:

Ta có tải thông thường mang tính chất điện cảm nên:

Ztải = R + j.L Khi đó ta có: Ztổng = R + jXL – jXC = R + j(XL – XC)

Mà ta luôn mong muốn cosφ = 1 => yêu cầu Ztổng = R => XL – XC = 0 Với hệ thống bù trên khi tải thay đổi tức L thay đổi (giả sử L tăng)

Công tắc tơ đóng => XC tăng => Ztổng≈ R => cosφ ≈ 1

Thông thường dùng 6 cấp tụ bù (hoặc 12 cấp) tùy theo số lượng tải

Trên thực tế, điện cảm L của tải luôn thay đổi, tức là XL thay đổi Vậy mong muốn cosφ ≈ 1 thì đại lượng XC cũng cần thay đổi theo

Ưu điểm: Gọn nhẹ, làm việc êm dịu, tiêu thụ công suất tác dụng ít, có thể thay

đổi dung lượng bù theo một số cấp

Nhược điểm: Không linh hoạt; độ tin cậy thấp; không thể điều chỉnh trơn dung

lượng bù nên thường gây ra hiện tượng bù thừa hoặc thiếu khi làm việc; bị ảnh hưởng lớn bởi sóng hài bậc cao; thường xuyên phải kiểm tra chế độ làm việc của bộ đóng cắt; tuổi thọ thiết bị không cao

Kết luận chương 1

Chương 1 trình bày tổng quan hiện trạng lưới điện tỉnh Bắc Kạn, tình hình nguồn, lưới điện, các thông số vận hành nhận xét đánh giá; đưa ra các biện pháp bù CSPK nâng cao hệ số CS hiện đang được thực hiện cho lưới điện tỉnh Bắc Kạn nói chung và lộ đường dây 371, E26.1 đề cập trong luận văn nói riêng, tham khảo các phương pháp bù công suất phản kháng truyền thống: phương pháp nâng cao hệ số công suất tự nhiên; phương pháp nâng cao hệ số công suất nhân tạo Phương pháp nâng cao hệ số công suất nhân tạo được chia thành: sử dụng tụ bù tĩnh, sử dụng bù động bên cạnh đó, Chương 1 cũng đưa ra cách xác định vị trí đặt tụ bù và cách tính dung lượng tụ bù, từ đó đánh giá ưu nhược điểm của từng phương pháp Trên cơ sở lý thuyết và các bước đề xuất đã trình bày, luận văn đề xuất phương pháp nâng cao hệ số công suất sử dụng hệ thống

bù công suất phản kháng kiểu tĩnh cho đường dây 35kV, lộ 371, E26.1

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG

NGHIÊN CỨU

2.1 Công suất & hệ số công suất

2.1.1 Giới thiệu về các loại công suất

Công suất tác dụng P

Đặc trưng cho khả năng biến đổi năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác, còn gọi là công hữu ích của thiết bị Công suất tác dụng P là phần thực của công suất biểu kiến S, có đơn vị là W hoặc kW

Công suất phản kháng Q

Không sinh ra công hữu ích (công suất vô công), là thành phần cần thiết cho quá trình biến đổi năng lượng Công suất phản kháng Q sinh ra do sự tích lũy năng lượng trong các thành phần cảm kháng và dung kháng, có đơn vị: VAR hoặc kVAR Công suất phản kháng Q là phần ảo của công suất biểu kiến S

Công suất biểu kiến S

Còn gọi là công suất toàn phần, là công suất truyền tải trên đường dây điện đến thiết bị sử dụng và bằng tích số của giá trị hiệu dụng của điện áp và dòng điện Công suất biểu kiến S gồm phần thực công suất tác dụng và phần ảo công suất phản kháng trong mạng điện xoay chiều, có đơn vị là VA hoặc kVA

Ba loại công suất được trình bày ở trên lại có một mối quan hệ mật thiết với nhau thông qua tam giác công suất như hình sau:

Hình 2.1 Tam giác công suất

2.1.3 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: = √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

2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới hệ số công suất

Theo biểu thức (1.3) và (1.4), ta có thể thấy hệ số công suất cosφ chịu sự ảnh hưởng bởi cả ba loại công suất Trong đó:

Công suất biểu kiến S còn gọi công suất toàn phần, được các nhà máy điện sản xuất và cấp phát, là đại lượng phụ thuộc vào nơi cấp và nguồn cấp phát

Công suất tác dụng P còn gọi là công suất tiêu thụ là công suất thực phụ tải sử dụng và thay đổi theo yêu cầu của phụ tải

Công suất phản kháng Q còn được gọi là vô công gây ra do các thành phần có tính cảm và dung của các loại phụ tải trong mạng điện như: Động cơ điện, máy biến áp, các bộ biến đổi điện áp, cuộn dây, các bộ tụ điện, Khi thành phần công suất vô công lớn làm cho công suất toàn phần tăng, dẫn đến dòng điện trên đường dây truyền tải tăng, làm tăng tổn hao năng lượng trên đường dây Mặc dù thành phần công suất vô công gây ra tổn thất điện năng không đáng có thành nhiệt trên dây dẫn và phụ tải trong truyền tải và tiêu thụ, nhưng nó là thành phần cần thiết trong quá trình biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác Tuy nhiên, thành phần công suất vô công mà nguồn cấp cho tải có thể điều chỉnh bằng cách thêm hoặc bớt các thành phần cảm kháng hoặc dung khác trong mạng điện hoặc nơi tiêu thụ

Thành phần vô công bao gồm 2 loại: là thành phần vô công mang tính cảm: Đối với các máy phát, thiết bị mang tính cảm (các loại động cơ điện, cuộn dây, ) và thành phần vô công mang tính dung: Đối với các máy phát, thiết bị mang tính dung (các loại tụ, )

Thành phần công suất vô công mang tính cảm tạo ra dòng điện vô công mang tính cảm làm cho dòng điện chậm pha so với điện áp (góc φ dương) Ngược lại thành phần công suất vô công mang tính dung tạo dòng điện vô công mang tính dung làm cho dòng điện vượt pha so vói điện áp (góc φ âm) Trong mạng điện, công suất phản kháng bằng trị số của công suất phản kháng mang tính cảm trừ đi trị số của công suất phản kháng mang tính dung

Trên thực tế, phụ tải của mạng điện thường yêu cầu các thành phần vô công mang tính cảm (các động cơ điện, các cuộn dây, trong mạng điện công nghiệp và sinh hoạt), do đó dòng điện trên đường dây truyền tải điện năng thường chậm pha so với điện áp Nếu sử dụng nhiều thiết bị yêu cầu công suất phản kháng lớn thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp tăng (góc φ tăng), dẫn đến giảm hệ số công suất làm tăng tổn hao khi truyền tải điện năng Để giảm tổn hao điện năng khi truyền tải, phân phối và tiêu thụ thì buộc phải giảm công suất phản kháng truyền từ nguồn đến tải để tăng hệ số công suất cosφ từ

đó tăng được hiệu suất sử dụng năng lượng

2.1.5 Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất

Hầu hết các thiết bị sử dụng điện đều tiêu thụ CSTT (P) và CSPK (Q)

Sự tiêu thụ CSPK này sẽ được truyền tải trên lưới điện về phía nguồn cung cấp CSPK, sự truyền tải trên lưới điện về phía nguồn cung cấp CSPK, sự truyền tải công suất này trên đường dây sẽ làm tổn hao một lượng công suất và làm cho hao tổn điện áp tăng lên đồng thời cũng làm cho lượng công suất biểu kiến (S) tăng, dẫn đến chi phí để xây dựng đường dây tăng lên Vì vậy việc bù CSPK cho lưới điện sẽ có những tích cực sau:

2.1.6 Giảm tổn thất công suất trong mạng điện

Ta có tổn thất công suất trên đường dây được xác định theo công thức:

) ( ) ( 2

2 2

2 2

2 2

Q P

R U

Q R U

P R U

Q P

2.1.7 Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện

Tổn thất điện áp được xác định theo công thức:

) ( )

U X U

Q R U

P U

QX PR

U        

Khi ta giảm Q trên đường dây, ta giảm được thành phần U (Q) do Q gây

ra Từ đó nâng cao chất lượng điện áp cho lưới điện

2.1.8 Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp

Dòng điện chạy trên dây dẫn và máy biến áp được tính như sau:

U

Q P I

Việc bù CSPK ngoài việc nâng cao được hệ số công suất cosφ còn đưa đến hiệu quả là giảm được chi phí kim loại màu, tức giảm được tiết diện dây dẫn nên tiết kiệm được chi phái đầu tư xây dựng lưới điện Giảm được chi phí điện năng

2.1.9 Hệ thống bù công suất phản kháng

Hệ thống bù CSPK kiểu tĩnh hay còn gọi là SVC (Static VAR Compensator) có tác động nhanh trên lưới truyền tải điện áp cao SVC là một thiết bị trong nhóm thiết bị truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (FACTS) Nó được dùng để điều chỉnh điện áp và tăng khả năng ổn định của hệ thống điện Yếu tố static cho thấy, SVC sử dụng các thiết bị không chuyển động hay rõ hơn

là sử dụng các thiết bị điện tử công suất để điều chỉnh thông số thiết bị hơn là

sử dụng máy cắt và dao cách ly SVC là thiết bị tự động điều chỉnh điện kháng, được chế tạo để điều chỉnh điện áp tại các nút đặt SVC và điều chỉnh công suất phản kháng Nếu hệ thống thừa công suất phản kháng hay điện áp tại nút cao hơn giá trị cho phép, SVC sẽ đóng vai trò là các kháng bù ngang Khi đó, SVC

sẽ tiêu thụ công suất phản kháng từ hệ thống và hạ thấp điện áp tại nút điều chỉnh Ngược lại, nếu hệ thống thiếu công suất phản kháng, các tụ bù ngang sẽ được tự động đóng vào Do đó, công suất phản kháng được bơm thêm vào hệ thống, điện áp của nút được cải thiện SVC cũng thường được đặt tại các vị trí

có tải thay đổi nhiều với tốc độ cao, như lò điện SVC dùng để làm trơn dao động điện áp

2.1.10 Bù CSPK sử dụng cấu trúc FC-TCR

Trong luận văn này, tác giả đề xuất sử dụng hệ thống bù CSPK sử cấu trúc FC-TCR Hệ thống gồm các tụ bù ngang được cố định mắc song song với cuộn dây điện cảm (có hoặc không có lõi sắt) được điều chỉnh bằng thyristor Nhờ việc thay đổi góc dẫn của thyristor mà điện kháng đẳng trị của SVC có thể thay đổi liên tục được Do đó, công suất phản kháng của lưới điện có thể được bơm vào hay hút đi một cách liên tục Theo cấu trúc này, các tụ điện sẽ điều chỉnh thô, sau đó, các TCR sẽ điều chỉnh giá trị cảm kháng, kết quả là giá trị điện kháng đẳng trị là một giá trị liên tục

Hình 2.2 Cấu trúc FC-TCR

Các thiết bị SVC thường được đặt ở những nơi có yêu cầu điều chỉnh điện áp chính xác, việc điều chỉnh điện áp thường dùng các bộ điều khiển có phản hồi (closed-loop) được tiến hành từ xa bằng hệ thống SCADA hoặc bằng tay theo giá trị đặt Các thiết bị SVC cũng được sử dụng để làm giảm các dao động công suất, cải thiện độ ổn định quá độ và giảm tổn hao hệ thống nhờ tối

ưu điều khiển công suất phản kháng

Nói chung, SVC không làm việc ở điện áp của đường dây, nó thường được nối qua máy biến áp tăng áp, với điện áp đường dây phía cao (ví dụ 230 kV) xuống điện áp thấp hơn (ví dụ 9,5kV) Việc giảm điện áp làm việc của SVC nhằm kích thước và số lượng thiết bị của SVC (chủ yếu do các bộ tụ bù ngang

có điện áp làm việc thấp) Mặc dù, việc làm này khiến cho các cuộn dây điên cảm có kích thước lớn hơn để chịu được dòng điện lớn, trong khi đó các van thyristor của SVC có dạng hình đĩa, với đường kính hàng inch, do đó, chúng thường được đặt trong nhà

* Ưu điểm: Lợi ích chính của việc sử dụng FC-TCR so với các tụ bù

được đóng cắt cơ khí là chúng phản ứng gần như tức thời với sự thay đổi điện

áp của hệ thống, do đó chúng thường hoạt động ở gần sát nút điều chỉnh để đạt hiệu quả điều chỉnh cao nhất khi có nhu cầu SVC nói chung rẻ hơn, có dung lượng cao hơn, điều chỉnh nhanh hơn và tin cậy hơn so với các thiết bị bù khác

như máy bù đồng bộ Duy trì được dung lượng bù bù cos 𝜑 theo yêu cầu khu công suất tải thay đổi

* Nhược điểm:

Bên cạnh ưu điểm là vậy, nhưng cấu trúc bù FC-TCR tồn tại nhược điểm

đó là hạn chế về dải bù, do đó nó thường được áp dụng đối với hệ thống bù có công suất phản kháng vừa và nhỏ

Dung lượng tụ bù lớn vì chon bù đủ

Khi làm việc rất nhạy cảm với tác động môi trường, lưới điện sự cố dòng tăng đột ngột hoặc sự cố do sét đánh

Các mạch điện tử công suất của các thiết bị trong mạng điện gây nên sóng hài bậc cao

* Biện pháp khắc phục:

Tính toán dung lượng bù sát với yêu cầu của phụ tải

Lắp thiết bị chống sét cho thiết bị

Sóng hài có ảnh hưởng xấu đến tụ điện, ta có thể dùng các bọ lọc sóng hài để loại bỏ bớt các thành phần hài lẻ bậc cao (Chỉ có sóng hài bậc lẻ mới đáng quan tâm và có hại)

2.1.11 Vị trí đặt thiết bị bù

Đặt tập trung: Tại thanh cái hạ áp trạm phân xưởng (0,4 kV) hoặc thanh cái

trạm trung tâm (6-10 kV), ưu điểm dễ quản lý vận hành, giảm vốn đầu tư

Đặt phân tán: thiết bị bù được phân nhỏ thành từng nhóm đặt tại các tủ

động lực trong phân xưởng Trường hợp động cơ công suất lớn, tiêu thụ nhiều

Q có thể đặt ngay tại các động cơ đó Đặt thiết bị bù ở phía hạ áp không phải luôn có có lợi, do giá tiền cho 1 kVAr tụ hạ áp đắt gấp đôi 1 kVAr tụ ở 6-10

kV Phân nhỏ dung lượng bù để đặt theo nhóm riêng lẻ cũng không phải luôn

có lợi, bởi do có giảm ∆A nhiều hơn, nhưng làm tăng chi phí lắp đặt, quản lý

và vận hành