I. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN TỤ BÙ.
1. Xác định dung lượng bù
Hiện nay, trong các phân xưởng chế tạo và nhà máy sản xuất, việc lắp đặt bộ tụ bù nhằm tăng hệ số công suất cosφ đã trở thành một biện pháp chủ đạo và lâu dài để đạt được nhiều lợi ích kinh tế và kỹ thuật. Bằng cách tăng hệ số công suất, không chỉ giúp giảm thiểu chi phí năng lượng và tăng hiệu quả hoạt động của hệ thống điện mà còn giúp bảo vệ các thiết bị điện khỏi những tổn hại về lâu dài. Vì vậy việc tính toán, lựa chọn các thiết bị trong bộ tụ hết sức quan trọng. Ở đây để xác lượng dung lượng tụ bù ta có thể tiến hành tính toán dựa theo cách sau:
- Đầu tiên ta xác định công suất tác dụng của máy biến áp khi đầy tải PT
PT = cosφ* ST (6.1)
Trong đó:PT là công suất tác dụng của máy biến áp khi đầy tải (kW); ST là công suất biểu kiến của máy biến áp (kVA); Cosφ là hệ số công suất trước khi bù tại thanh góp hạ áp TBA (thường được chọn từ 0,8÷0,85).
- Xác định dung lượng bù Qbù để nâng hệ số công suất công suất từ Cosφ1 đến Cosφ2 theo công thức:
Qbù = PT* (Tgφ1- Tgφ2) = PT*K (6.2)
Ở đây: Qbù là dung lượng cần bù (KVar); Tgφ1 và Tgφ2 lần lượt là tang của góc pha trước và sau khi bù; K là hệ số bù tra ở tài liệu tham khảo [TLTK]
2. Lựa chọn thiết bị bộ bù công suất 2.1. Tiêu chuẩn áp dụng
❖ TCVN 8083-2:2013 chuyển đổi từ IEC 60831-2014: "Tụ điện công suất, tụ bù và bộ lọc cho hệ thống điện - Phần 2: Tụ bù
❖ IEC 60255- 2013: Measuring relays and protection equipment (Relay và thiết bị bảo vệ).
❖ IEC 60068-2013: Environmental testing (Môi trường thử nghiệm).
2.2. Tụ bù nền
Bố trí bù gồm một hoặc nhiều tụ tạo nên lượng bù không đổi. Việc điều khiển có thể thực hiện:
-Bằng tay: dùng CB hoặc LBS (Load Break Switch).
47 -Bán tự động: dùng Contactor.
Các tụ điện được lắp đặt:
-Tại vị trí đấu nối của thiết bị tiêu thụ điện có tính cảm (động cơ điện và máy biến áp).
-Tại vị trí thanh góp cấp nguồn cho nhiều động cơ nhỏ và các phụ tải có tính cảm kháng.
2.3. Bộ tụ bù điều khiển tự động (bù ứng động)
Bù ứng động thường được thực hiện bằng các phương tiện điều khiển đóng ngắt từng bộ tụ công suất.
Thiết bị này cho phép điều khiển bù công suất một cách tự động, giữ hệ số công suất trong một giới hạn cho phép chung quanh giá trị hệ số công suất được chọn.
Thiết bị này được lắp đặt tại các vị trí mà công suất tác dụng và (hoặc) công suất phản kháng thay đổi trong phạm vi rất rộng. Thường đặt tại:
- Thanh góp của tủ phân phối chính.
- Đầu nối của các cáp trục chịu tải lớn.
2.4. Chỉ dẫn chọn thiết bị bù:
- Nếu dung lượng của bộ tụ bù nhỏ hơn hoặc bằng 15% công suất định mức của máy biến áp cấp nguồn, hay công suất phản kháng ít thay đổi theo thời gian thì sử dụng bù nền (bù cố định).
- Nếu dung lượng bù ở mức trên 15%, hay công suất phản kháng thay đổi nhiều theo thời gian thì có thể sử dụng bù điều khiển tự động (bù ứng động).
Khi tính được dung lượng cần bù cho phân xưởng, căn cứ vào dung lượng bù để chọn thiết bị bù [TLTK].
3. Xác định vị trí đặt tụ bù
Vị trí lắp đặt tụ bù cho mạng điện phân xưởng có 3 cách: bù tập trung, bù nhóm, hoặc bù riêng lẻ.
- Bù tập trung được dùng khi phụ tải của phân xưởng ổn định và liên tục. Khi đó bộ tụ được đấu vào thanh góp hạ áp của trạm biến áp hay tủ phân phối chính và được đóng trong thời gian tải hoạt động.
48
- Bù nhóm (bộ tụ bù được đặt riêng cho từng nhóm động cơ) nên sử dụng khi mạng điện phân xưởng quá lớn và công suất tiêu thụ theo thời gian của các nhóm động cơ thay đổi nhiều và khác nhau.
- Bù riêng: việc bù riêng lẻ được xét đến khi công suất của động cơ là đáng kể so với công suất của mạng điện. Khi đó bộ tụ được mắc trực tiếp vào đầu dây nối của động cơ.
II. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT
Tổng công suất biểu kiến khi máy biến áp đầy tải: ST= 400kVA, theo công thức (6.1) ta tính được
PT = cosφ *ST = 0,8*400 = 320kW
Dung lượng cần bù cho phân xưởng để nâng hệ số công suất Cosφ1 = 0.8 (tagφ1 = 0.75) đến Cosφ2 = 0.95 (tagφ2 = 0.33)
Qbù = PT* (Tgφ1- Tgφ2) = 320 * (0.75-0.33) =134.4KVar
Chọn tụ bù hệ số công suất: Tiến hành tra catalog tủ bù của hãng mikro
Từ catalog của hãng và lượng Qbù tổng của nhà xưởng thì ta chọn được 6 tụ bù MKC – 405250KT với dung lượng mỗi tụ là 25 KVar, tổng 6 tụ dung lượng là 150Kvar (6 tụ bù ứng động).
Chọn bộ điều khiển hệ số công suất APFC (Auto Power Factor Controller):
Chọn bộ điều khiển APFC hiệu MIRKO có các thông số kỹ thuật như sau:
49 Model: PFR60-415-50 (3 pha 6 cấp).
- Sử dụng bộ vi xử lý điều khiển đóng ngắt tự động thông minh.
- Tự động xác lập hệ số C/K hoặc cài đặt bằng tay.
- Tự động điều chỉnh cực tính của biến dòng (CT) nếu đấu ngược.
- Thông số hiển thị: Hệ số Cosφ; Dòng thứ cấp; Báo lỗi; Thành phần sóng hài (THD).
- Hiển thị SỐ bằng LED 7 đoạn.
- 4 chế độ cài đặt đóng ngắt: Auto / Auto Rotate / 4-quadrant / Manual.
- Cấp cuối cùng có thể cài đặt thành tiếp điểm cảnh báo (Alarm) khi có sự cố hoặc tiếp điểm cho quạt (Fan) làm mát.
- Bảo vệ và cảnh báo khi: Quá /Thấp áp; Quá /Thấp dòng; Quá /Thấp hệ số Cosφ;
- Giới hạn thành phần sóng hài cao (THD Limit).
- Nguồn điện điều khiển 380VAC - 415VAC.
- Đáp ứng tiêu chuẩn IEC 61000-6-2, KEMA.
Chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ cho tụ bù Dòng điện định mức của bộ tụ bù:
tu
n
I = Q
3U Trong đó:
Q: công suất của bộ tụ bù(kVAr) Un: điện áp(kV)
Chọn thiết bị bảo vệ có dòng định mức In ≥1.5× Itụ, Icu≥Isc
• Chọn MCCB tổng cho tủ tụ bù:
tu
n
Q 150
I = 216.5A
3U = 3 0.4 =
ICB≥1.5×216.5=324.75A
50
nMBA sc
sc
I ×100 577×100
I = = =14,425kA
U 4
Chọn MCCB 350A 15kA
• Chọn MCB tổng cho tủ tụ bù:
tu
n
Q 25
I = 36A
3U = 3 0.4 =
ICB≥1.5×36=54A
nMBA sc
sc
I ×100 577×100
I = = =14,425kA
U 4
Chọn MCB 63A 15kA
- Kích thước (h x w x d): 144 x 144 x 90 mm.
51