Biến tần và tiềm năng ứng dụng trong điều khiển hệ thống quạt gió của Công ty Nhiệt điện Cao Ngạn

BIẾN TẦN VÀ TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN HỆ <br /> THỐNG QUẠT GIÓ CỦA CÔNG TY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN<br /> <br /> ThS. Vũ Thế Nam<br /> KS. Đào Anh Tuấn<br /> KS. Phạm Thanh Liêm<br /> ̣ ̣ ̣ ̉<br />                     Viên Khoa hoc Công nghê Mo­Vinacomin<br /> KS. Trần Bá Đề<br />         Công ty Nhiệt điện Cao Ngạn<br /> Tóm tắt:  Tiết kiệm năng lượng đang là vấn đề  thời sự  trên toàn thế  giới  <br /> cũng như  tại Việt Nam, trước tình hình tài nguyên năng lượng ngày càng khan  <br /> hiếm, việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là ưu tiên quan trọng trong  <br /> chính sách năng lượng quốc gia. Để định hướng cho các cơ sở công nghiệp trong  <br /> nước kiểm soát và sử  dụng năng lượng một cách hiệu quả, Chính phủ  đã ban  <br /> hành Nghị  định số  102/2003/NĐ­CP v/v “Sử  dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu  <br /> quả  đối với các cơ  sở  sản xuất”. Nhận thức rất rõ tầm quan trọng của năng  <br /> lượng đối với sản xuất kinh doanh, Tập đoàn Vinacomin đã có những chỉ  đạo cụ  <br /> thể các đơn vị thực hiện theo nghị định trên, trong phạm vi  bai báo gi<br /> ̀ ới thiệu tiềm  <br /> năng  ứng dụng biến tần trong điều khiển hệ  thống quạt gió của Công ty Nhiệt  <br /> điện Cao Ngạn.<br /> Công ty nhiệt điện Cao Ngạn – Vinacomin thuộc Tập đoàn Than ­ Khoáng <br /> sản   Việt   Nam   được   xây   dựng   trên   nền   Nhà   maý   nhiệt   điện   Thái   Nguyên   tại <br /> phường Quán Triều ­ Thành phố  Thái Nguyên, cách Hà Nội khoảng 80 km. Công <br /> nghệ  nhiệt điện đốt than của Công ty sử  dụng công nghệ  tầng sôi tuần hoàn –  <br /> CFB, với công suất hơi 220 tấn/giờ  do hãng ALSTOM của Đức thiết kế  chế  tạo <br /> và nhà thầu Trung Quốc HPE lắp đặt. Công ty có 2 tổ máy công suất định mức 115 <br /> MW va công su<br /> ̀ ất tối đa có thể đạt được 128 MW. Công ty được đưa vào vận hành <br /> thương mại từ  năm 2006 với sản lượng phát lưới hàng năm cho hệ  thống điện <br /> Quốc gia khoảng 750 triệu kWh điện. <br /> ̀ ̣ ̣ ̀ ̀ ́ ̉ ử lưu huynh trong qua trinh đôt<br /> Ngoai nhiên liêu tiêu thu la than va đa vôi đê kh ̀ ́ ̀ ́ <br /> ̀ ́ ử dung môt l<br /> than, nha may s ̣ ̣ ượng lơn điên năng đê vân hanh hê thông 2 tuabin h<br /> ́ ̣ ̉ ̣ ̀ ̣ ́ ơi <br /> ̣ ́ ̣ ́ ́ ̣ ự  dung cua nha may chiêm <br /> chay may phat điên. Theo thiêt kê, điên t<br /> ́ ̀ ̉ ̀ ́ ́ hơn 10% tông ̉  <br /> công suât  ̉<br /> ́ phát (tai RO).<br /> 1. Hiện trạng hệ thống quạt gió Công ty nhiệt điện Cao Ngạn.<br /> Sơ đô nguyên ly lo h<br /> ̀ ́ ̀ ơi tâng sôi tuân hoan<br /> ̀ ̀ ̀  và vị trí quạt gió trong hệ thống tại <br /> ̣ ̣ ̣ ược mô ta nh<br /> công ty nhiêt điên Cao Ngan đ ̉ ư hinh 1.1.<br /> ̀<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 1<br />  H¬i n­íc  ¸p s uÊt <br /> Bao  h¬i<br /> & nhiÖt <br /> ®é  c ao §­ê ng  khãi<br /> Bé  qu¸ nhiÖt<br /> <br /> <br /> è ng  khãi<br /> <br /> <br /> §­ê ng khãi<br /> Bé  h©m n­íc<br /> N­íc  tõ Tuabin s ang<br /> Bé  ph©n ly <br /> (Cyclo n) 860 ~ 890  0C<br /> Bé  s Êy kh«ng  khÝ<br /> Qu¹t g iã c Êp 2<br /> <br /> §­ê ng <br /> c Êp than vµo  lß Qu¹t khãi<br /> Buång lö a<br /> <br /> <br /> Lo o p s e al<br /> Qu¹t g iã c ao ¸p<br /> Bé  läc bôi tÜnh <br /> (Van L)<br /> Vßi  ®iÖn<br /> S µn <br /> d Tro  bay tõ  bé  <br /> l<br /> NÊm  Ç lä bô i ®­îc  vËn c huyÓn <br /> i<br /> gÖ u ®Õn s il« tro  bay<br /> Qu¹t g iã c Êp 1<br /> Hé p g iã c Êp 1<br /> iu<br /> ã<br /> <br /> Bé  lµm m¸t tro  ®¸y<br /> <br /> <br /> Hinh 1. S<br /> ̀ ơ đô nguyên ly lo h<br /> ̀ ́ ̀ ơi tâng sôi tuân hoan<br /> ̀ ̀ ̀<br /> ́ ơ ban hê thông quat lo h<br /> Thông sô c ̉ ̣ ́ ̣ ̀ ơi thê hiên trong bang 1 d<br /> ̉ ̣ ̉ ươi đây.<br /> ́<br /> Bang 1. Thông sô c<br /> ̉ ́ ơ ban hê thông quat gio câp 1, 2 va quat khoi<br /> ̉ ̣ ́ ̣ ́ ́ ̀ ̣ ́<br /> TT Tên thiết bị Kiểu và tiêu chuẩn<br /> <br /> Lưu lượng gio: 37.8 m<br /> ́ 3<br /> /s (45.74 kg/s)<br /> Áp lực tổng: 9.71 kPa<br /> 1 Quạt gió cấp 1<br /> Công suất: 500 kW<br /> Điện áp: 6000 V<br /> ́ ̣ 1483 v/ph<br /> Tôc đô: <br /> Lưu lượng gio: 81.8 m<br /> ́ 3<br /> /s (89.4kg/s)<br /> Áp lực tổng: 18.47 kPa<br /> 2 Quạt gió cấp 2 Công suất: 1867 kW<br /> Điện áp: 6000 V<br /> ́ ̣<br /> Tôc đô: 1485v/ph<br /> Lưu lượng gio: 122.8 m<br /> ́ 3<br /> /s (135kg/s)<br /> Áp lực tổng : 5.04 kPa<br /> 3 Quạt khói Công suất: 800 kW<br /> Điện áp: 6000 V<br /> ́ ̣ 989 v/ph<br /> Tôc đô: <br /> <br /> Quạt gió cấp 1 (PA­ Quạt gió chính)<br /> ̣ ̣ ̣ ̉<br /> Quat gio câp 1 đong vai tro quan trong trong qua trinh lam viêc cua lo h<br /> ́ ́ ́ ̀ ́ ̀ ̀ ̀ ơi.  <br /> ̀ ớn lượng gio câp 1 co nhiêm vu tao tâng sôi tuân hoan cho lo h<br /> Phân l ́ ́ ́ ̣ ̣ ̣ ̀ ̀ ̀ ̀ ơi, nhiên liệu <br /> <br /> 2<br /> là than sẽ  được quạt này thổi bồng bềnh trong lò (tạo tầng) để  nhiên liệu than <br /> được cháy thành lớp. Bên cạnh đó Quạt gió này còn có nhiệm vụ  duy trì lưu <br /> lượng ở đầu vào đáy lò thông qua van cánh hướng  ở đầu vào của quạt. Ngoai ra,<br /> ̀  <br /> ̀ ́ ̀ ́ ư cung câp gio chen khi cho cac hê thông câp than,<br /> gio câp 1 con co vai tro khac nh<br /> ́ ́ ́ ́ ̀ ́ ́ ̣ ́ ́  <br /> câp đa vôi va chen van L.<br /> ́ ́ ̀ ̀<br /> Quạt gió cấp 2 (FD­ quạt gió tổng)<br /> Quạt gió cấp hai có chức năng cung cấp gió chính để đốt nhiên liệu trong lò. <br /> ̣ ̀ ̉ ̉ ̣ ́ ược chia lam hai (gio câp 1 va gio câp 2). Gio<br /> Tai đâu đây cua quat gio câp 2, gio đ<br /> ́ ́ ̀ ́ ́ ̀ ́ ́ ́ <br /> ́ ̀ ̀ ́ ̣ ́ ́ ́ ́ ̀ ̣ ́<br /> câp 1 đi vao đâu hut quat gio câp 1. Gio câp 2 đi vao bô sây không khi câp 2 sau đo<br /> ́ ́ ́ <br /> được chia ra va đi vao cac voi phun gio câp 2 <br /> ̀ ̀ ́ ̀ ́ ́ ở mức trên, mức dưới va vao hai voi<br /> ̀ ̀ ̀ <br /> dâu kh<br /> ̀ ởi đông nh<br /> ̣ ư  hình 1. Quạt này cũng cần phải duy trì áp lực thông qua goć  <br /> mở van cánh hướng bằng điểm đo áp lực.<br /> Quạt khói (ID­ quạt khói) <br /> Quạt khói có nhiệm vụ duy trì áp lực để hút khói và bụi ra khỏi lò lo h<br /> ̀ ơi môṭ  <br /> ́ ơ hoc băng cach duy tri ap suât âm phia tr<br /> cach c ̣ ̀ ́ ̀́ ́ ́ ước quat khoi. N<br /> ̣ ́ ếu hạt bụi lớn quá <br /> nó sẽ rơi để quay trở lại lò (tuần hoàn). Chỉ những hạt bụi đủ nhỏ mới được quạt <br /> khói hút ra khỏi lò.<br /> Với những tính năng như vậy nên hệ thống quạt gió vào và ra tại khu vực lò  <br /> hơi đóng vai trò rất quan trọng trong việc vận hành hệ thống.<br /> 2. Lựa chọn thiết bị cho hệ thống quạt gió<br /> Các động cơ quạt gió cấp 1, cấp 2 va qu ̀ ạt khói sử dụng động cơ không đồng  <br /> bộ 3 pha vơi rô to l<br /> ́ ồng sóc va đ̀ ược khởi động trực tiếp. Ap sú ất buồng đốt của lò <br /> hơi được điều chỉnh thông qua goc m ́ ở  các van cánh hướng đặt tại đầu hút của <br /> mỗi quạt. Với cách điều khiển này thì mỗi lần khởi động, động cơ  sẽ  gây sụt áp  <br /> lớn trên lưới tự dùng của nhà máy, gây sốc cơ  khí cho quạt đồng thời ảnh hưởng  <br /> tới các phụ tải khác trên cùng thanh cái. Cach điêu khiên nay cung t<br /> ́ ̀ ̉ ̀ ̃ ương đương với  <br /> ̣ ̣<br /> viêc đông c ơ cac quat lam viêc liên tuc <br /> ́ ̣ ̀ ̣ ̣ ở  chê đô đây tai, dân đên tôn hao công suât<br /> ́ ̣ ̀ ̉ ̃ ́ ̉ ́ <br /> ́ ̣<br /> trên cac đông c ơ. Mặt khác, do điều chỉnh lưu lượng bằng cách điều chỉnh van <br /> cánh hướng nên hiệu suất sử dụng điện thấp, gây lãng phí điện năng, chi phí vận  <br /> hành và bảo dưỡng lớn. Thay vi dung goc m<br /> ̀ ̀ ́ ở  van canh h<br /> ́ ương đê han chê l<br /> ́ ̉ ̣ ́ ưu  <br /> lượng gio quat s<br /> ́ ̣ ẽ  sử  dung biên tân giúp thay đôi tôc đô đông c<br /> ̣ ́ ̀ ̉ ́ ̣ ̣ ơ  đê điêu khiên l<br /> ̉ ̀ ̉ ưu  <br /> lượng hoặc ap l<br /> ́ ực tuy theo yêu câu công ngh<br /> ̀ ̀ ệ tai t<br /> ̣ ưng điêm lam viêc cua hê thông<br /> ̀ ̉ ̀ ̣ ̉ ̣ ́  <br /> ̀ ơi. <br /> lo h<br /> Với giải pháp dung biên tân, đ<br /> ̀ ́ ̀ ặc tính khởi động cho quạt và động cơ sẽ được  <br /> cải thiện, khởi động và dừng mềm sẽ tránh được các tổn thất do khởi động và sốc <br /> cơ  khí, nâng cao tuổi thọ  của động cơ  và quạt, giảm chi phí bảo dưỡng và vận <br /> <br /> 3<br /> hành. Ngoài ra, độ tin cậy cho toàn bộ hệ thống sẽ được nâng cao, điều chỉnh quá  <br /> trình công nghệ  một cách linh hoạt, dễ  dàng tự  động hóa quá trình, bảo vệ  tuyệt <br /> đối cho động cơ và quạt, giảm độ ồn công nghiệp. Hơn thế nữa, biến tần có khả <br /> năng điều chỉnh tốc độ động cơ làm thay đổi lưu lượng gió ra của quạt . Công suất <br /> điện tiêu thụ  tỉ  lệ  lũy thừa bậc ba với lưu lượng (cụ thể là nếu lưu lượng gió ra  <br /> của quạt chỉ  bằng 80% lưu lượng định mức thì công suất điện chỉ  cần 52% định <br /> mức). Vì vậy, sẽ nâng cao hiệu quả sử dụng điện của nhà máy.<br /> Phân tich, đanh gia cac công nghê cua biên tân trung thê<br /> ́ ́ ́ ́ ̣ ̉ ́ ̀ ́<br /> Biên tân trung thê đ<br /> ́ ̀ ́ ược chê tao v<br /> ́ ̣ ơi công nghê cao, ngoai cac tinh năng điêu<br /> ́ ̣ ̀ ́ ́ ̀ <br /> ̉ ́ ̣<br /> khiên tôc đô cho đông c ̣ ơ, biên tân trung thê hoat đông <br /> ́ ̀ ́ ̣ ̣ ở  câp điên ap cao nên kha<br /> ́ ̣ ́ ̉ <br /> ̉<br /> năng anh h ưởng cua biên tân khi ho<br /> ̉ ́ ̀ ạt động đên chât l<br /> ́ ́ ượng điên ap cung câp cho<br /> ̣ ́ ́  <br /> ̣<br /> đông c ơ cung nh<br /> ̃ ư điên ap l<br /> ̣ ́ ươi la đang kê. Vi vây biên tân trung thê băt buôc phai co<br /> ́ ̀ ́ ̉ ̀ ̣ ́ ̀ ́ ́ ̣ ̉ ́ <br /> ́ ̣ ̣ ̣ ̀ ̣ ̣ ́ ̀<br /> cac bô phân loc song hai, loc điên ap đâu ra, bu cos<br /> ́ ̀ ̉ ̉ ̉ ́ ́ ́ ượng <br />  đê đam bao tôt nhât chât l<br /> ̣ ́<br /> điên ap cung câp cho đông c<br /> ́ ̣ ơ. Một số  công nghệ  của biến tần trung thế  hiện có  <br /> trên thị trường như sau:<br /> ̣<br /> 2.1. Công nghê IGBT va câu truc Cell<br /> ̀ ́ ́<br /> ́ ̣ ̀ ử dung công nghê bong ban dân công suât<br /> Cac biên tân trung thê hiên nay đêu s<br /> ́ ́ ̀ ̣ ̣ ́ ́ ̃ ́ <br /> lương c ̃ ực IGBT cho phep tăng điên ap lam viêc cua thiêt bi đông th<br /> ́ ̣ ́ ̀ ̣ ̉ ́ ̣ ̀ ời giam điên ap<br /> ̉ ̣ ́ <br /> rơi trên khoa điên t<br /> ́ ̣ ử dân đên nâng cao hiêu suât thiêt bi (co thê đat t<br /> ̃ ́ ̣ ́ ́ ̣ ́ ̉ ̣ ới 98%). Đê tăng<br /> ̉  <br /> ̣ ́ ̀ ̣ ̉<br /> điên ap lam viêc cua thiêt bi bi ́ ̣ ến tần được thiết kế  sử  dung công nghê Cell m<br /> ̣ ̣ ắc  <br /> nôi tiêp nhau nh<br /> ́ ́ ằm đat đ<br /> ̣ ược điên ap cân thiêt. Th<br /> ̣ ́ ̀ ́ ương thi môi Cell riêng biêt co<br /> ̀ ̀ ̃ ̣ ́ <br /> ̣ ́ ̀ ̣ ̉ ́ ̉<br /> điên ap lam viêc khoang trên 1000 V và trong câu truc cua biên tân trung thê th<br /> ́ ́ ̀ ́ ường <br /> sử  dung 3 đên 6 Cell cho môt pha (đôi v<br /> ̣ ́ ̣ ́ ơi câp điên ap 6/6.6 kV th<br /> ́ ́ ̣ ́ ương s<br /> ̀ ử  dung 5̣  <br /> ̣ ̣<br /> hoăc 6 Cell cho môt pha). <br /> ̀ ơ  ban môi Cell câu tao nh<br /> Vê c ̉ ̃ ́ ̣ ư  môt biên tân thu nho,<br /> ̣ ́ ̀ ̉  khi co s<br /> ́ ự  cô hong môt<br /> ́ ̉ ̣ <br /> ̀ ́ ̉<br /> Cell nao co thê thay nong băng cach g<br /> ́ ̀ ́ ỡ bo ̉ Cell lôi hong va lăp <br /> ̃ ̉ ̀ ́ Cell mơi  ́ vao vi tri<br /> ̀ ́ <br /> ̃ ơi gian thay thê ng<br /> cu. Th ̀ ́ ắn nên hâu nh ̀ ư  không anh h<br /> ̉ ưởng đên qua trinh vân hanh<br /> ́ ́ ̀ ̣ ̀  <br /> ̉ ̀ ̣ ̣ ́                                   <br /> cua toan bô hê thông.<br /> ́ ́ ́ ́ ́ ́ ̣<br /> Biên ap cach ly trong câu truc Cell co cuôn dây th ứ câp đ<br /> ́ ược chia lam nhiêu<br /> ̀ ̀ <br /> ̣ ̣<br /> ngăn riêng biêt cung câp điên cho t<br /> ́ ưng Cell. Sô l<br /> ̀ ́ ượng cac cuôn dây th<br /> ́ ̣ ứ câp cua biên<br /> ́ ̉ ́ <br /> ap cach ly đung băng sô l<br /> ́ ́ ́ ̀ ́ ượng Cell cua biên tân. Trong tr<br /> ̉ ́ ̀ ường hợp dung công nghê<br /> ̀ ̣ <br /> ̀ ́ ̣ ̣ ̀ ̀ ̣ ̣ ̉<br /> Cell, biên ap cach ly ngoai tac dung cach ly mach nguôn va mach phu tai no con co<br /> ́ ́ ́ ́ ́ ̀ ́ <br /> ́ ̣ ́ ́ ̉<br /> tac dung phân ap cho cac Cell cua biên tân.<br /> ́ ̀<br /> ̣<br /> 2.2. Công nghê CellBypass<br /> Trong trương h<br /> ̀ ợp bi hong môt Cell nao đo nêu nh<br /> ̣ ̉ ̣ ̀ ́ ́ ư  binh th<br /> ̀ ương do cac Cell<br /> ̀ ́  <br /> ̣ ́<br /> măc nôi tiêp nên điên ap pha t<br /> ́ ́ ́ ương  ưng se mât va hê thông se t<br /> ́ ̃ ́ ̀ ̣ ́ ̃ ự  đông d<br /> ̣ ừng. Giaỉ  <br /> ̀ ược môt sô hang ap dung la công nghê CellBypass. Ban<br /> phap cho tinh huông nay đ<br /> ́ ̀ ́ ̣ ́ ̃ ́ ̣ ̀ ̣ ̉  <br /> <br /> 4<br />  ́ ̉ ̣ ̀ ̀ ̀<br /> chât cua công nghê nay la dung môt khoa điên t ̣ ́ ̣ ử nôi song song v<br /> ́ ơi đâu ra cua Cell.<br /> ́ ̀ ̉  <br /> ̣ ̃ ̣ ̉ ̣ ̃ ̉<br /> Khi Cell bi lôi hoăc hong, hê thông se bo qua Cell đo băng cach đong khoa điên t<br /> ́ ́ ̀ ́ ́ ́ ̣ ử để <br /> ́ ́ ̃ ́ ̣ ́ ̉ ́ ̃ ̃ ̣ ̉<br /> nôi tăt Cell lôi. Khi đo điên ap cua pha co Cell lôi se bi giam, gây mât cân băng pha, ́ ̀  <br /> ̣<br /> lúc này hê thông điêu khiên se t<br /> ́ ̀ ̉ ̃ ự  đông nâng điêm trung tinh lên đê phuc hôi trang<br /> ̣ ̉ ́ ̉ ̣ ̀ ̣  <br /> thai cân băng pha. Sau khi cac pha <br /> ́ ̀ ́ trở vê trang thai cân băng điên ap đâu ra cua biên<br /> ̀ ̣ ́ ̀ ̣ ́ ̀ ̉ ́ <br /> ̀ ́ ́ ̃ ̉<br /> tân trong câu truc Cell se giam con 87.5% t ̀ ưc la 5250 V t<br /> ́ ̀ ương  ưng v<br /> ́ ơi câp 6 kV.<br /> ́ ́  <br /> ́ ̀ ̣<br /> Luc nay đông c ơ vân co thê duy tri hoat đông v<br /> ̃ ́ ̉ ̀ ̣ ̣ ới mức công suât thâp h<br /> ́ ́ ơn ma không ̀  <br /> ̉<br /> phai ng ưng toan bô hê thông.<br /> ̀ ̀ ̣ ̣ ́<br /> ̣<br /> 2.3. Công nghê AFE, VSI va IGCT<br /> ̀<br /> ̣<br /> Công nghê AFE (Active front end) đ ược ưng dung cho phân chinh l<br /> ́ ̣ ̀ ̉ ưu cua biên ̉ ́ <br /> tân trung thê. Công nghê nay cho phep tra điên vê l<br /> ̀ ́ ̣ ̀ ́ ̉ ̣ ̀ ưới trong trương h ̀ ợp ham đông ̃ ̣  <br /> cơ  đông nghia v<br /> ̀ ̃ ơi giam tiêu thu điên năng. Điêm đăc biêt n<br /> ́ ̉ ̣ ̣ ̉ ̣ ̣ ưa la ban thân câu truc<br /> ̃ ̀ ̉ ́ ́ <br /> AFE đa tich h ̃ ́ ợp săn cac kha năng loc song hai va nâng cao hê sô công suât cua hê<br /> ̃ ́ ̉ ̣ ́ ̀ ̀ ̣ ́ ́ ̉ ̣ <br /> thông nên loai bo đ<br /> ́ ̣ ̉ ược yêu câu bô sung cac bô loc song hai cung nh<br /> ̀ ̉ ́ ̣ ̣ ́ ̀ ̃ ư bu công suât<br /> ̀ ́ <br /> ̉<br /> phan khang. Phân nghich l<br /> ́ ̀ ̣ ưu đâu ra cua biên tân trung thê ngoai cach bô tri theo câu<br /> ̀ ̉ ́ ̀ ́ ̀ ́ ́ ́ ́ <br /> truc Cell con <br /> ́ ̀ ưng dung công nghê nghich l<br /> ́ ̣ ̣ ̣ ưu điên ap goi la VSI (Voltage source<br /> ̣ ́ ̣ ̀  <br /> inverter) sử dung ph ̣ ương phap điêu khiên nhiêu câp cac IGCT, cho phep ôn đinh va<br /> ́ ̀ ̉ ̀ ́ ́ ́ ̉ ̣ ̀ <br /> ̣ ́<br /> nâng cao hê sô công suât cung nh ́ ̃ ư  tôi  ́ ưu hoa đăc tinh điêu khiên đông c<br /> ́ ̣ ́ ̀ ̉ ̣ ơ.  Ứng <br /> ̣<br /> dung AFE con cho phep đâu tr<br /> ̀ ́ ́ ực tiêp biên tân vao nguôn ma không cân biên ap cach<br /> ́ ́ ̀ ̀ ̀ ̀ ̀ ́ ́ ́  <br /> ly. Trong trương h ̀ ợp nay thay cho biên ap cach ly, đâu vao cua biên tân đ<br /> ̀ ́ ́ ́ ̀ ̀ ̉ ́ ̀ ược lăp bô ́ ̉ <br /> ̉ ̉ ̉<br /> sung tu phan khang (Input reactor). Giai phap nay lam giam chi phi cho hê thông va<br /> ́ ́ ̀ ̀ ̉ ́ ̣ ́ ̀ <br /> ̉<br /> giam kich th ́ ươc đang kê do biên ap cach ly co trong l<br /> ́ ́ ̉ ́ ́ ́ ́ ̣ ượng cung nh ̃ ư  kich th<br /> ́ ươć  <br /> lơn. Ngoai ra hê thông cung cho phep đâu nôi qua biên ap cach ly đ<br /> ́ ̀ ̣ ́ ̃ ́ ́ ́ ́ ́ ́ ơn gian v ̉ ới môṭ  <br /> ̣<br /> cuôn dây bên s ơ câp va th<br /> ́ ̀ ứ câp trong tŕ ương h ̀ ợp băt buôc phai co cach ly điên gi<br /> ́ ̣ ̉ ́ ́ ̣ ữa  <br /> đâu vao va đâu ra cua hê thông. S<br /> ̀ ̀ ̀ ̀ ̉ ̣ ́ ơ đô đâu nôi cua hai ph<br /> ̀ ́ ́ ̉ ương phap tr ́ ực tiêp va quá ̀  <br /> biên ap cach ly nh<br /> ́ ́ ́ ư trong hinh 2 và 3 d<br /> ̀ ưới đây.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hinh 2. S<br /> ̀ ơ đô đâu tr<br /> ̀ ́ ực tiêp biên tân<br /> ́ ́ ̀  Hinh 3. S<br /> ̀ ơ đô đâu qua biên ap cach ly<br /> ̀ ́ ́ ́ ́  <br /> công nghê AFE <br /> ̣ biên tân công nghê AFE<br /> ́ ̀ ̣<br /> <br /> Công   nghệ   dung<br /> ̀   Thyristor <br /> vơi hê thông điêu khiên tich h<br /> ́ ̣ ́ ̀ ̉ ́ ợp <br /> <br /> 5<br />  ̀ ̣ ́ ̣<br /> IGCT (Integrated gate commutated thyristor) la môt thiêt bi chuyên mach ban dân lỷ ̣ ́ ̃ ́ <br /> tưởng cho cac hê thông biên tân trung thê công suât cao (trên 2000 kVA). <br /> ́ ̣ ́ ́ ̀ ́ ́ Ưng dung<br /> ́ ̣  <br /> ̣ ̀ ̉ ̉ ́ ̉ ́ ̣<br /> công nghê nay cho phep giam tôi thiêu cac chi tiêt cua thiêt bi, kinh tê va tăng dô tin<br /> ́ ́ ́ ́ ̀ ̣  <br /> ̣ ̉ ́ ̣ ̣<br /> cây cua thiêt bi. Công nghê IGCT cung con đ ̃ ̀ ược ưng dung thay thê cho cac câu chi<br /> ́ ̣ ́ ́ ̀ ̀ <br /> ̣ ̣<br /> trung thê rât đăt tiên, đô tin cây kem va th<br /> ́ ́ ́ ̀ ́ ̀ ường bi lao hoa theo th<br /> ̣ ̃ ́ ơi gian băng thiêt bi<br /> ̀ ̀ ́ ̣ <br /> ́ ợp IGCT/ thyristor. Thiêt bi tich h<br /> tich h ́ ̣ ́ ợp IGCT/ thyristor tăng thơi gian đap <br /> ̀ ́ ứng và <br /> ̣ ̣ ̣ ̉ ̣ ́ ̀<br /> đô tin cây cho hê thông bao vê biên tân (th<br /> ́ ơi gian phan <br /> ̀ ̉ ưng cua hê thông bao vê nho<br /> ́ ̉ ̣ ́ ̉ ̣ ̉ <br /> hơn 25 s, nho h ̉ ơn khoang 200 lân so v<br /> ̉ ̀ ơi câu chi trung thê). S<br /> ́ ̀ ̀ ́ ơ đô biên tân s<br /> ̀ ́ ̀ ử dung ̣  <br /> ̣ ̉<br /> công nghê IGCT mô ta trong hinh 4.  ̀<br />                                                                Hinh 4. S<br /> ̀ ơ đô biên tân công nghê IGCT<br /> ̀ ́ ̀ ̣<br /> ̣ ưng dung IGCT điêu khiên nhiêu câp con cho phep đat điên ap lam viêc<br /> Viêc  ́ ̣ ̀ ̉ ̀ ́ ̀ ́ ̣ ̣ ́ ̀ ̣  <br /> ̀ ̀ ́ ́ ́ ́ ̣<br /> cao ma không cân măc nôi tiêp cac linh kiên ban dân công suât đê tăng câp điên ap<br /> ́ ̃ ́ ̉ ́ ̣ ́ <br /> như cach thông th<br /> ́ ương, dân đên giam tôi thiêu cac thanh phân câu truc va vân đat ty<br /> ̀ ̃ ́ ̉ ́ ̉ ́ ̀ ̀ ́ ́ ̀ ̃ ̣ ̉ <br /> 3<br /> sô công suât cao 1 MVA/m<br /> ́ ́ . Vơi cac biên tân công suât l<br /> ́ ́ ́ ̀ ́ ớn hơn 2000 kVA viêc l ̣ ựa <br /> ̣<br /> chon ph ương an biên ap cach ly la rât linh hoat. Đôi v<br /> ́ ́ ́ ́ ̀ ́ ̣ ́ ới công suât nho trong dai trên<br /> ́ ̉ ̉  <br /> 2000 kVA co thê s ́ ̉ ử  dung ph<br /> ̣ ương an biên ap cach ly khô tich h<br /> ́ ́ ́ ́ ́ ợp ngay trong hệ <br /> thông. Cach nay cho phep đ<br /> ́ ́ ̀ ́ ơn gian hoa tôi đa qua trinh lăp đăt va đ<br /> ̉ ́ ́ ́ ̀ ́ ̣ ̀ ưa vao vân hanh<br /> ̀ ̣ ̀  <br /> ́ ̣ ơi cac công suât l<br /> thiêt bi. V ́ ́ ́ ớn hơn ngươi ta se s ̀ ̃ ử dung biên ap cach ly ngoai va co<br /> ̣ ́ ́ ́ ̀ ̀ ́ <br /> ̉ ̣<br /> thê đăt trong khu v ực tu biên tân hoăc bên ngoai theo yêu câu cu thê cua ng<br /> ̉ ́ ̀ ̣ ̀ ̀ ̣ ̉ ̉ ưởi đăṭ  <br /> ́ ̀ ́ ̀ ̉ ̉<br /> hang. Cach nay cho khach hang kha năng giam chi phi nêu lăp biên ap ngoai băng<br /> ̀ ́ ́ ́ ́ ́ ̀ ̀  <br /> lựa chon biên ap dâu re tiên h<br /> ̣ ́ ́ ̀ ̉ ̀ ơn va vân hanh, bao d ̀ ̣ ̀ ̉ ưỡng cung đ ̃ ơn gian h̉ ơn.<br /> 3. Hiệu quả kinh tế.<br /> 3.1.  Phương pháp tính toán dựa trên lưu lượng của quạt.<br /> Hiệu quả kinh tế phương phap tinh toan d<br /> ́ ́ ́ ựa trên lưu lượng lam viêc cua quat<br /> ̀ ̣ ̉ ̣<br /> <br /> k * H *Q<br /> ́ ́ ́ ựa trên công thức:  P<br /> Phương phap tinh toan d   (1)<br /> <br /> Trong đo: <br /> ́<br /> ́ ̣ ̣<br /> P­Công suât truc đông cơ; ́ ực; <br /> H ­ Ap l<br /> Q ­ Lưu lượng gio;́ ̣<br /> η ­ Hiêu suât; <br /> ́<br /> k ­ Hăng sô.<br /> ̀ ́<br /> Q1 N1<br /> ̣ ́ ưu lượng ty lê thuân v<br /> Măt khac l ̉ ̣ ̣ ới tôc đô: <br /> ́ ̣           (2)<br /> Q2 N2<br /> H1 N1 2<br /> ̀ ́ ực thi ty lê thuân v<br /> Con ap l ̀ ̉ ̣ ̣ ới binh ph<br /> ̀ ương tôc đô:  <br /> ́ ̣ ( )   (3)<br /> H2 N2<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 6<br />  P1 H 1 * Q1<br /> Tư cac đăng th<br /> ̀ ́ ̉ ức (1), (2), (3) chung ta co: <br /> ́ ́<br /> P2 H 2 * Q2<br /> P1 N1 3 Q1 3<br /> Hay:   ( ) ( )   (4)<br /> P2 N2 Q2<br /> <br /> Trong công thưc (4) chung ta co:<br /> ́ ́ ́<br /> ́ ̣<br /> P1­ Công suât đinh m ưc đông c<br /> ́ ̣ ơ; P2­ Công suât lam viêc đo đ<br /> ́ ̀ ̣ ược cua đông c<br /> ̉ ̣ ơ <br /> khi điều chỉnh góc lắp cánh; N1, N2, Q1, Q2 la ap l<br /> ̀ ́ ực va l<br /> ̀ ưu lượng tương ưng.<br /> ́<br /> ́ ̀ ̉ ̀ ̉ ̀ ̉ ̉ ưu lượng gio Q3 nh<br /> Khi lăp biên tân đê điêu khiên chung ta cân đam bao l<br /> ́ ́ ́ ư khi  <br /> sử  dung đi<br /> ̣ ều chỉnh góc lắp cánh, nghia la  Q3=Q2. T<br /> ̃ ̀ ừ đây thay vao công th<br /> ̀ ức (4) <br /> ́ ̣ ̀ ́ ̀ ới công suât P3 chung ta thu đ<br /> cho chê đô dung biên tân v ́ ́ ược:<br /> P1 N1 3 Q1 3<br /> ( ) ( )            (5)<br /> P3 N3 Q3<br /> P1<br /> ́ ̣<br /> Công suât đông c ́ ́ ̀ ̃ ̀P<br /> ơ sau khi lăp biên tân se la:  3<br /> Q<br /> ( 1 ) 3            (6)<br /> Q2<br /> <br /> ̣ ̉<br /> Hiêu qua thu được sau khi lăp biên tân la công suât đông c<br /> ́ ́ ̀ ̀ ́ ̣ ơ giam đ<br /> ̉ ược:<br /> P P2 P3           (7)<br /> Thơi gian vân hanh th<br /> ̀ ̣ ̀ ực tê trong năm 2009 cua tô may la 5322 gi<br /> ́ ̉ ̉ ́ ̀ ờ  ở  mưc tai<br /> ́ ̉ <br /> 100% va 2802 gi<br /> ̀ ờ ở mưc tai 75%. Tông sô gi<br /> ́ ̉ ̉ ́ ờ vân hanh trong năm la 8124 gi<br /> ̣ ̀ ̀ ờ. Cać  <br /> dữ liêu tinh toan d<br /> ̣ ́ ́ ựa trên thông sô vân hanh va sô liêu đo đac th<br /> ́ ̣ ̀ ̀ ́ ̣ ̣ ực tê cua cac quat va<br /> ́ ̉ ́ ̣ ̀ <br /> ̉ ̣ ̉<br /> thê hiên trong bang 2. <br /> Bảng 2. Dư liêu c<br /> ̃ ̣ ơ sở cua cac quat lo h<br /> ̉ ́ ̣ ̀ ơi<br /> Thông sô vân hanh<br /> ́ ̣ ̀ Quat gio câp 1<br /> ̣ ́ ́ Quat gio câp 2<br /> ̣ ́ ́ Quat khoi<br /> ̣ ́<br /> Mưc tai tô may<br /> ́ ̉ ̉ ́ 100% 75% 100% 75% 100% 75%<br /> ́ ̣<br /> Công suât đinh mưc P1 (kW)<br /> ́ 500,00 1867,00 800,00<br /> Lưu lượng đinh m<br /> ̣ ưc Q1 (kg/s)<br /> ́ 45,70 89,40 135,00<br /> 283,0<br /> ́ ực tê P2 (kW)<br /> Công suât th ́ 281,00 1253,00 1028,00 416,00 412,00<br /> 0<br /> Lưu lượng thực tê Q2 (kg/s)<br /> ́ 34,19 26,00 66,63 52,00 101,00 76,00<br /> <br /> ̣ ́ ữ liêu cho t<br /> Sau khi nhâp cac d ̣ ưng quat vao công th<br /> ̀ ̣ ̀ ức (6) va (7) va căn c<br /> ̀ ̀ ứ theo  <br /> ́ ờ vân hanh th<br /> sô gi ̣ ̀ ực tê theo t<br /> ́ ừng mức tai chung ta co kêt qua cuôi cung bang 3.<br /> ̉ ́ ́ ́ ̉ ́ ̀ ̉<br /> Bảng 3. Hiêu qua khi <br /> ̣ ̉ ưng dung biên tân<br /> ́ ̣ ́ ̀<br /> Kêt qua tinh toan<br /> ́ ̉ ́ ́ Quat gio câp 1<br /> ̣ ́ ́ Quat gio câp 2<br /> ̣ ́ ́ Quat khoi<br /> ̣ ́<br /> Mưc tai tô may (%)<br /> ́ ̉ ̉ ́ 100% 75% 100% 75% 100% 75%<br /> 209,4<br /> Công suât khi lăp biên tân P3 (kW)<br /> ́ ́ ́ ̀ 92,07 772,93 367,40 335,01 142,73<br /> 1<br /> <br /> <br /> 7<br />  ́ ́ ̣<br /> Công suât tiêt kiêm ∆P (kW) 73,59 188,93 480,07 660,60 80,99 269,27<br /> ́ ́ ̣ ̣ ưc tai <br /> Tông công suât tiêt kiêm tai m<br /> ́ ́ ̉<br /> 634,65<br /> 100% (kW)<br /> ́ ́ ̣ ̣ ưc tai <br /> Tông công suât tiêt kiêm tai m<br /> ́ ́ ̉<br /> 1.119<br /> 75% (kW)<br /> Thơi gian vân hanh trong năm (h)<br /> ̀ ̣ ̀ 5.322 2.802 5.322 2.802 5.322 2.802<br /> Tông điên năng tiêt kiêm 1 năm <br /> ̉ ̣ ́ ̣<br /> 6.512.664<br /> (kWh)<br /> <br /> 3.2.  Phương pháp tính toán dựa trên phần mềm mô phỏng.<br /> ̉ ́<br /> Đê tinh toan hiêu qua khi <br /> ́ ̣ ̉ ưng dung biên tân chung ta cân xac đinh m<br /> ́ ̣ ́ ̀ ́ ̀ ́ ̣ ức tiêu <br /> ̣ ̣<br /> thu điên năng cua hê thông quat ̉ ̣ ́ ̣ ở ca hai trang thai điêu khiên băng van va biên tân<br /> ̉ ̣ ́ ̀ ̉ ̀ ̀ ́ ̀ <br /> ̉<br /> đê so sanh. Trên th<br /> ́ ực tê, đê xac đinh chinh xac m<br /> ́ ̉ ́ ̣ ́ ́ ưc tiêu thu khi dung van điêu<br /> ́ ̣ ̀ ̀ <br /> ̉ ̀ ́ ̉ ̀ ́<br /> khiên la hoan toan co thê vi chung ta căn c<br /> ̀ ̀ ứ vao kêt qua đo th<br /> ̀ ́ ̉ ực. Khi quat lam viêc<br /> ̣ ̀ ̣  <br /> ở chê đô điêu khiên băng biên tân vi hê thông ch<br /> ́ ̣ ̀ ̉ ̀ ́ ̀ ̀ ̣ ́ ưa co trên th<br /> ́ ực tê nên chung ta chi<br /> ́ ́ ̉ <br /> ́ ̉ ́<br /> co thê ap dung ph ̣ ương phap mô phong hoăc d<br /> ́ ̉ ̣ ựa trên cac thuât toan nhât đinh.<br /> ́ ̣ ́ ́ ̣  <br /> Nghiên cứu cac ph ́ ương phap tinh toan tiêt kiêm cua môt sô hang cung câp biên tân<br /> ́ ́ ́ ́ ̣ ̉ ̣ ́ ̃ ́ ́ ̀ <br /> co uy tin, chung ta l<br /> ́ ́ ́ ựa chon đ ̣ ược thuât toan tôi ̣ ́ ́ ưu la cua hang Siemens.. Hang<br /> ̀ ̉ ̃ ̃  <br /> cung câp phân mêm co tên SinaSave dung đê tinh toan tiêt kiêm khi <br /> ́ ̀ ̀ ́ ̀ ̉ ́ ́ ́ ̣ ứng dung cac<br /> ̣ ́ <br /> ́ ̣<br /> thiêt bi công nghê m ̣ ới trong đo co biên tân trung thê 6 kV. Ly do l<br /> ́ ́ ́ ̀ ́ ́ ựa chon phân<br /> ̣ ̀ <br /> mêm ̀  nay ̀  là  cać  thông  số  đâu ̀ cuả  thuâṭ  toan<br /> ̀   vao  ́  rât ́ đây ̀   đủ  (gôm  ̀ ap  ́ lực,   lưu  <br /> lượng,tôć  đô, ty trong môi tr<br /> ̣ ̉ ̣ ường,  công suât đông c ́ ̣ ơ, và nhiêu thông sô khac<br /> ̀ ́ ́ <br /> nữa). Bên canh đo, phân mêm co l<br /> ̣ ́ ̀ ̀ ́ ựa chon cu thê cach tinh m<br /> ̣ ̣ ̉ ́ ́ ức tiêt kiêm cho giai<br /> ́ ̣ ̉ <br /> ́ ̀ ̉<br /> phap thay thê van điêu khiên băng biên tân. Giao diên phân mêm SinaSave co câu<br /> ́ ̀ ́ ̀ ̣ ̀ ̀ ́ ́ <br /> ́ ư hinh 5. <br /> truc nh ̀<br /> <br /> <br /> <br /> <br />                                                                      <br />   Hinh 5.<br /> ̀  Cửa sô l<br /> ̉ ựa chon thiêt bi <br /> ̣ ́ ̣ ưng dung<br /> ́ ̣<br /> <br /> <br /> 8<br />  ̉ ́<br /> Đê tinh toan tiêt kiêm d<br /> ́ ́ ̣ ựa trên phân mêm SinaSave chung ta s<br /> ̀ ̀ ́ ử  dung cac<br /> ̣ ́ <br /> ́ ̀ ̀ ư trong bang 3.5. Sau khi nhâp cac d<br /> thông sô đâu vao nh ̉ ̣ ́ ữ liêu cân thiêt phân mêm<br /> ̣ ̀ ́ ̀ ̀  <br /> ̉ ́ ̣ ̉ ̉<br /> cho kêt qua tinh toan hiêu qua giai phap <br /> ́ ́ ưng dung gôm l<br /> ́ ̣ ̀ ượng điên năng tiêt kiêm<br /> ̣ ́ ̣  <br /> được trong 1 năm va nêu nhâp gia điên hiên tai cua nha may la 655 đ/kWh kêt qua<br /> ̀ ́ ̣ ́ ̣ ̣ ̣ ̉ ̀ ́ ̀ ́ ̉ <br /> se cho l<br /> ̃ ượng tiên tiêt kiêm t<br /> ̀ ́ ̣ ương ứng. <br /> <br /> <br /> <br /> <br />       <br /> Hinh 3.13.<br /> ̀  Cửa sô l<br /> ̉ ựa chon loai tai <br /> ̣ ̣ ̉ ưng dung biên tân và nh<br /> ́ ̣ ́ ̀ ập dữ liệu tính toán<br /> ́ ữ liêu t<br /> Cac d ̣ ừ bang 4 đ ̉ ược nhâp cho t<br /> ̣ ừng hê thông quat riêng biêt va cho<br /> ̣ ́ ̣ ̣ ̀  <br /> từng mức tai t<br /> ̉ ương  ưng. Phân mêm ngoai đanh gia m<br /> ́ ̀ ̀ ̀ ́ ́ ức tiêt kiêm cu thê băng con<br /> ́ ̣ ̣ ̉ ̀  <br /> sô con cho chung ta đ<br /> ́ ̀ ́ ường đăc tinh cua công suât đông c<br /> ̣ ́ ̉ ́ ̣ ơ  phu thuôc vao phân<br /> ̣ ̣ ̀ ̀ <br /> trăm lưu lượng gio so v<br /> ́ ơi đinh m<br /> ́ ̣ ức. Lưu lượng gio đo đ<br /> ́ ược thực tê trong qua<br /> ́ ́ <br /> ̣ ̉ ̉<br /> trinh vân hanh cua tô may sô 1 năm <br /> ̀ ̀ ́ ́ ̀ ở  hai ngưỡng 60% va 80% t<br /> ̀ ương  ưng v<br /> ́ ơí <br /> ́ ̣ ̣ ̉ ̀ ̣<br /> vung tiêt kiêm hiêu qua trên đô thi thu đ<br /> ̀ ược.<br /> Bảng 4. Cac thông sô phuc vu cho tinh toan tiêt kiêm<br /> ́ ́ ̣ ̣ ́ ́ ́ ̣<br /> Thông sô tinh toan ́ ́ ́ Quat gio câp 1<br /> ̣ ́ ́ Quat gio câp 2<br /> ̣ ́ ́ Quat khoi<br /> ̣ ́<br /> Chênh ap tôi đa cua đâu hut va đâu đây<br /> ́ ́ ̉ ̀ ́ ̀ ̀ ̉  <br /> 9710 18470 5040<br /> ∆Ptot (Pa)<br /> Lưu lượng gio Q (kg/s)  ́ 45.7 89.4 135<br /> Lưu   lượng   gió  Q1  (kg/s)   tương   đương <br /> 34.192 (76.4%) 66.63 (74.5%) 101 (74.8%)<br /> mức tai 100% cua tô may phat<br /> ̉ ̉ ̉ ́ ́<br /> Lưu   lượng   gió  Q2  (kg/s)   tương   đương <br /> 26 (56.9%) 52 (58.2%) 76 (56.3%)<br /> mức tai 75% cua tô may phat<br /> ̉ ̉ ̉ ́ ́<br /> ́ ̣<br /> Tôc đô quat n (v/ph) ̣ 1485 1490 989<br /> Tỷ   trong<br /> ̣   môi   trường   ρ   (kg/m 3)   tương <br /> 1.21 1.09 1.09<br /> đương mức tai 100% cua tô may<br /> ̉ ̉ ̉ ́<br /> Tỷ   trong<br /> ̣   môi   trường   ρ   (kg/m 3)   tương <br /> 1.25 1.15 1.15<br /> đương mức tai 100% cua tô maỷ ̉ ̉ ́<br /> Công suât đông c ́ ̣ ơ Pel (kW) 500 1867 800<br /> ̣<br /> Hiêu suât đông c ́ ̣ ơ ηel (%) 85 85 85<br /> ̣<br /> Hê thông điêu khiên cu<br /> ́ ̀ ̉ ̃ Inlet vane Inlet vane Inlet vane<br /> ́ ờ vân hanh trong năm v<br /> Sô gi ̣ ̀ ới mức taỉ  <br />