EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN - Chương 9
Bản 2021
Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống
điện/BKHN 1
Chương 9.
Bù CSPK, nâng cao
cosphụ tải
PGS.TS. Bạch Quốc Khánh
Bộ môn Hệ thống điện
Đại học Bách Khoa Hà Nội
Hệ Thống Cung Cấp Điện
EE-3425
1. Giới thiệu chung
2. Các biện pháp nâng cao cosPHI
3. Phân phối dung lượng bù CSPK
4. Tụ bù CSPK
Nội dung
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
Chương 9. Bù CSPK, nâng cao cos
1
2
EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN - Chương 9
Bản 2021
Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống
điện/BKHN 2
Nhu cầu công suất phản kháng:
Động cơ: Từ hóa, điện năng cơ năng
Máy biến áp: Từ hóa, điện năng điện năng
Đường dây tải điện: Tự cảm, hỗ cảm.
Thiết bị khác: Đèn huỳnh quang, các quá trình hồ
quang điện, kháng điện...
Phụ tải CSPK của HTĐ
1. Giới thiệu chung
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
1
Chương 9. Bù CSPK, nâng cao cos
Hệ số công suất:
P (W)
Q (VAr)
θ
Cos càng lớn, Q0 và PS
Hệ số công suất phụ tải:
cost
Pt, Qt
cosφ=P
P+Q
Cos tăng Qttừ HTĐ đến
phụ tải càng giảm
Phụ tải
HTĐ
cosφ = P
S=P
P+Q≤ 1
Q
PS
2
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
Chương 9. Bù CSPK, nâng cao cos
1. Giới thiệu chung
3
4
EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN - Chương 9
Bản 2021
Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống
điện/BKHN 3
Ý nghĩa của việc nâng cao cosphụ tải:
Giảm áp lực phát Q của các nguồn điện
Giảm tổn thất công suất, tổn thất điện năng trên HTĐ
Tăng khả năng tải công suất tác dụng
∆P = P
UcosφR ∆U = P(R+X.tanφ)
U
Tránh quá tải lưới điện, trì hoãn đầu tư cho phát triển lưới điện.
1. Giới thiệu chung
P = 3U.I −Q
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
3
Chương 9. Bù CSPK, nâng cao cos
Các định nghĩa cosphụ tải:
Hệ số costức thời
Hệ số costrung bình
Hệ số costự nhiên: costrung
bình của phụ tải khi chưa bù CSPK P =A
T; Q =A
T
kWh kVArh
AP
BU
Qt
AQ
BI
2
cosφ =P
P
+Q
=A
A
+A
1. Giới thiệu chung
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
Chương 9. Bù CSPK, nâng cao cos
5
6
EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN - Chương 9
Bản 2021
Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống
điện/BKHN 4
Đối với động cơ
Hạn chế động cơ chạy không tải
‒ Hợp lý hóa quy trình mang tải động cơ để động cơ có thời gian chạy
đầy tải lớn nhất.
‒ Đặt thiết bị hạn chế thời gian làm việc không tải.
Thay động cơ KĐB làm việc non tải bằng các động cơ KĐB có công
suất nhỏ phù hợp hơn.
Dùng động cơ đồng bộ thay thế cho các động cơ KĐB đối với những
ứng dụng ít phải điều chỉnh tốc độ (máy nén khí, bơm nước…)
Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ.
Đối với máy biến áp
Thay MBA vận hành non tải bằng các MBA có công suất nhỏ hơn.
2. Các biện pháp nâng cao cos
2.1. Nâng cao costự nhiên
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
4
Chương 9. Bù CSPK, nâng cao cos
Yêu cầu dung lượng bù CSPK:
Trước bù: Q = Q = P×tanφ
Sau bù: Q󰆒= Q−Q= P×tanφ
Q= P×(tanφ −tanφ)
yc
Q
Q’
Pt
tn
S’
S
cosyc
Pt, Q’=Qt-QbQb
HTĐ Pt, Qt
Qb
2. Các biện pháp nâng cao cos
2.2. Bù CSPK
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
5
Chương 9. Bù CSPK, nâng cao cos
7
8
EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN - Chương 9
Bản 2021
Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống
điện/BKHN 5
Các thiết bị bù CSPK:
Các thiết bị bù CSPK Ưu điểm Nhược điểm
Tụ điện:
Dùng trong các lưới điện
áp định mức đến 35kV,
với dung lượng bù không
lớn (Qb< 5000kVAr)
Vốn đầu tư thấp,
Kết cấu đơn giản, dễ lắp đặt,
Tổn thất CS thiết bị bù thấp,
Hiệu suất sử dụng cao, điều
chỉnh dung lượng bù tương
đối linh hoạt.
‒ Nhậy cảm với dao động điện
áp vì Qc= C.U2
‒ Quá áp trên 10 hỏng.
‒ Tuổi thọ thấp (8-10 năm)
‒ Đóng tụ Dòng điện xung,
Cắt tụ tồn tại điện áp dư.
Thiết bị bù tĩnh:
SVC, STATCOM
Dùng đề nâng cao CLĐN
Có thể thu phát CSPK
Điều chỉnh điện áp.
Nâng cao CLĐN
‒ Vốn đầu tư rất lớn
‒ Vận hành phức tạp
‒ Sinh sóng hài
Máy bù đồng bộ:
Bù tập trung tại các nút
phụ tải lớn.
Làm việc được hai chế độ
(thu và phát CSPK),
Công suất bù không phụ
thuộc điện áp lưới điện.
Tuổi thọ cao (20-25 năm)
‒ Vốn đầu tư lớn.
‒ Quản lý, vận hành, bảo
dưỡng và sửa chữa phức tạp
(do có phần quay).
Động cơ KĐB rô to dây
quấn được đồng bộ hóa
Tổn thất CS lớn, khả năng quá tải kém. Chỉ áp dụng khi không có
các loại thiết bị bù trên đây
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
6
Bù
phân tán
Bù tập
trung
Bài toán phân phối tối ưu dung lượng bù CSPK:
Z(Q,Q,…,Q) ⟹ Min Z: Hàm chi phi HTCCĐ có đặt bù CSPK
Qbi: Dung lượng bù CSPK tại nút i (i=1n)
trong HTCCĐ
Qb: Tổng dung lượng bù CSPK của HTCCĐ
Q
 = Q
Vị trí đặt bù CSPK
Bù tập trung: Giảm chi
phí quản lý vận hành
Bù phân tán: Giảm tổn
thất trên HTCCĐ
cosyc
HTĐ
3. Phân phối dung lượng bù CSPK
3.1. Xây dựng bài toán
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
7
Chương 9. Bù CSPK, nâng cao cos
9
10