Bước nhẹ nhàng nhưng lại lún thật sâu
Phân tích an toàn và đánh giá đặc điểm các phương thức nối đất của lưới điện 35kV ở Việt Nam (15-09-2008 14:31:04)
Hiện nay, lưới điện trung áp trên thế giới có những phương thức nối đất: Trung tính cách ly, trung tính nối đất trực tiếp, nối đất qua cuộn dập hồ quang, nối đất qua tổng trở nhỏ. Bài báo này phân tích những ưu nhược điểm của các phương thức nối đất lưới trung áp, các tồn tại của phương thức nối đất lưới 35kV ở Việt Nam.
Giới thiệu
Lịch sử phát triển hệ thống điện của các nước trên thế giới thấy rằng, thời kỳ đầu, các lưới điện đều vận hành với trung tính cách ly. Sở dĩ giải pháp này này từ đầu được chấp nhận là do:
- Cấp điện áp trước đây thấp do đó vấn đề chi phí cho cách điện trong lưới không được quan tâm nhiều.
- Việc nối đất hay không nối đất, hay không nối đất trung tính, cũng không ảnh hưởng đến khả năng truyền tải của đường dây.
- Dòng sự cố 1 pha, điện áp bước, điện áp tiếp xúc nhỏ. Khi xảy ra sự cố chạm đất trên một phần tử thì vẫn có thể cho phép lưới điện tiếp tục được vận hành trong một thời gian và trong khoảng thời gian này người ta đủ để xác định được điểm sự cố và tách điểm sự cố ra khỏi lưới, làm tăng khả năng cung cấp điện cho các hộ phụ tải.
Tuy nhiên, hạn chế của lưới trung tính cách điện bắt đầu xuất hiện với sự phát triển của hệ thống điện cả về quy mô lưới điện và cấp điện áp. Việc nghiên cứu ảnh hưởng của các chế độ nối đất trung tính lưới trung áp đã được nhiều nước quan tâm. Phù hợp với tính chất lưới điện, đặc điểm riêng của từng nước mà nhiều nước đã có những nghiên cứu cải tiến chế độ nối đất của lưới trung áp sao cho phù hợp. Hiện nay, lưới điện trung áp trên thế giới có những phương thức nối đất: Trung tính cách ly, trung tính nối đất trực tiếp, nối đất qua cuộn dập hồ quang, nối đất qua tổng trở nhỏ. Bài báo này phân tích những ưu nhược điểm của các phương thức nối đất lưới trung áp, các tồn tại của phương thức nối đất lưới 35kV ở Việt Nam.
Các phương thức nối đất lưới trung áp
Trung tính cách ly
Ưu điểm: Dòng sự cố 1 pha, điện áp bước, điện áp tiếp xúc nhỏ, cho phép vận hành trong một thời gian nhất định khi sự cố chạm đất 1 pha.
Nhược điểm: Mức cách điện của thiết bị phải chịu ở điện áp dây, có khả năng gây quá áp nội bộ do hồ quang chập chờn, khó tìm điểm sự cố, việc thực hiện bảo vệ có chọn lọc khi một pha chạm đất khá phức tạp và đặc biệt đối với lưới 35kV chỉ cho phép làm việc khi IC ≤ 10A.
Hiện nay mạng trung tính cách ly được sử dụng ở các nước như: Italia, Nhật, Irceland. Tại Việt Nam, lưới 6, 10 và 35kV đang sử dụng mạng trung tính cách đất.
Mạng 3 pha 3 dây, trung tính nối đất trực tiếp
Ưu điểm: Tránh được quá điện áp lớn trong mạng, cách điện của thiết bị chỉ phải thiết kế với điện áp pha, dễ dàng phát hiện các dạng sự cố, bảo vệ rơ le đơn giản tin cậy.
Nhược điểm: Dòng ngắn mạch trong mạng lớn gây ảnh hưởng đến sự làm việc ổn định của các thiết bị, gây nhiễu đối với các đường dây thông tin ở gần, điện áp bước và điện áp tiếp xúc lớn nên phải cắt ngay đường dây khi có sự cố, khi sử dụng máy biến áp (MBA) công suất nhỏ 1 pha mức cách điện thiết bị là điện áp dây. Mạng 3 pha 3 dây nối đất tại trạm nguồn được sử dụng ở các nước như: Anh, một phần nước Úc, một phần nhỏ lưới 15kV ở khu vực miền Trung nước ta.
Mạng 3 pha 4 dây, trung tính nối đất trực tiếp
Ưu điểm: Tránh được quá điện áp lớn trong mạng, cách điện của thiết bị chỉ phải thiết kế với điện áp pha, dễ dàng phát hiện các dạng sự cố, bảo vệ rơ le đơn giản tin cậy, dễ dàng sử dụng các MBA công suất nhỏ 1 pha.
Nhược điểm: Dòng ngắn mạch trong mạng lớn gây ảnh hưởng đến sự làm việc ổn định của các thiết bị, gây nhiễu đối với các đường dây thông tin ở gần, điện áp bước và điện áp tiếp xúc lớn nên phải cắt ngay đường dây khi có sự cố, phải bảo quản nhiều tiếp địa dọc tuyến.
Mạng 3 pha 4 dây được sử dụng ở các nước như: Mỹ, Canada, một phần nước Úc nơi có mật độ phụ tải nhỏ, bán kính cấp điện lớn. Tại Việt Nam, lưới 15 kV,22 kV khu vực miền Trung và miền Nam sử dụng mô hình này.
Phương thức trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang
Ưu điểm: Dòng sự cố chạm đất một pha, điện áp bước và điện áp tiếp xúc rất nhỏ, cho phép vận hành trong 1 thời gian nhất định khi có sự cố chạm đất 1 pha, có khả năng dập tắt nhanh sự cố chạm đất hồ quang.
Nhược điểm: Mức cách điện của thiết bị phải lựa chọn ở điện áp dây, khó tìm sự cố, có khả năng gây quá áp nội bộ do hiện tượng cộng hưởng, hệ thống điều khiển và bảo vệ phức tạp.
Phương thức này được các nước như Đức, Thuỵ Sỹ, Liên Xô (cũ) sử dụng. Tại Việt Nam, lưới điện 35kV một số khu vực cũng áp dụng phương thức này.
Phương thức trung tính nối đất qua tổng trở
Phương thức nối đất qua tổng trở là giải pháp dung hoà giữa phương thức nối đất trực tiếp và trung tính cách ly. Nối đất qua tổng trở có thể là điện trở nhỏ hoặc điện kháng nhỏ.
Ưu điểm: Dòng sự cố chạm đất một pha, điện áp bước và điện áp tiếp xúc ở mức độ vừa phải, giảm được mức quá điện áp nội bộ (nếu nối qua điện trở), giảm nhẹ yêu cầu điện trở nối đất, bảo vệ rơ le đơn giản, tin cậy.
Nhược điểm: Mức cách điện của thiết bị phải lựa chọn ở điện áp dây, có khả năng gây qúa áp nội bộ do hiện tượng cộng hưởng (nếu nối qua thuần kháng), phải cắt ngay đường dây khi có sự cố chạm đất, độ nhậy bảo vệ phụ thuộc vào chiều dài tuyến dây, công suất nhiệt thất thoát lớn (nếu nối qua điện trở).
Phương thức này được các nước như Pháp, Tây Ban Nha sử dụng. Tại Việt Nam, lưới điện 22kV TP. Huế cũng áp dụng phương thức này.
Phương thức nối đất lưới trung áp 35kV ở Việt Nam
Hiện nay lưới trung áp 35kV của Việt Nam thường sử dụng 2 phương pháp trung tính cách ly với đất và trung tính qua cuộn dập hồ quang. Những ưu nhược điểm và những phát sinh từ thực tế của những phương thức nối đất lưới trung áp 35kV của Việt Nam như sau:
Trung tính cách ly với đất
Ưu điểm: Cấu hình trạm biến áp, đường dây đơn giản do cuộn trung áp 35kV MBA nguồn có thể có tổ đấu dây sao hoặc tam giác, điểm trung tính không cần đưa ra ngoài MBA. Đường dây trung áp 35kV chỉ cần kéo 3 dây pha, không cần kéo dây trung tính. Thiết bị rơ le bảo vệ đơn giản. Khi sự cố chạm đất không phải cắt điện trên diện rộng (theo quy phạm có thể vận hành trong 2 giờ khi bị sự cố chạm đất) rất phù hợp cho lưới 35kV cấp riêng cho các trạm trung gian.
Nhược điểm: Nguy hiểm cho người và súc vật khi đến gần chỗ chạm đất khi sự cố chạm đất chưa được loại trừ. Khi chạm đất, điện áp pha không bị sự cố tăng lên 1,73 lần, dẫn tới việc lựa chọn mức cách điện của thiết bị ở điện áp dây. Một số trường hợp phát triển thành sự cố 2 pha chạm đất. Nếu lưới trung áp có nhu cầu dùng trạm phân phối 1 pha thì đường dây trung áp vẫn phải kéo 2 pha, điện áp sơ cấp MBA là điện áp dây. Với những lưới trung áp 35kV có chiều dài lớn, dòng điện dung khi chạm đất lớn (quá 10A) dễ sinh ra quá điện áp nội bộ, dễ làm sự cố lan rộng.
Trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang
Ưu điểm: Dòng sự cố 1 pha, điện áp bước và điện áp tiếp xúc rất nhỏ. Có khả năng dập tắt nhanh sự cố chạm đất hồ quang. Khi sự cố chạm đất không phải cắt điện trên diện rộng (theo quy phạm có thể vận hành trong 2 giờ khi bị sự cố chạm đất).
Nhược điểm: Khi lưới trung áp 35kV phát triển, dòng điện dung sẽ rất lớn, việc lựa chọn, thay đổi phương thức để chỉnh mức dòng điện của cuộn kháng rất phức tạp, giá thành cuộn kháng rất đắt và tốn diện tích mặt bằng để lắp đặt. Cuộn kháng dễ bị quá tải và dẫn tới cháy cuộn kháng (do lựa chọn sai dòng điện cảm). Khi chạm đất, điện áp pha không bị sự cố tăng lên 1,73 lần, dẫn tới việc lựa chọn mức cách điện của thiết bị ở điện áp dây, hệ thống bảo vệ và điều khiển phức tạp. Ngoài ra còn có nguy cơ bị quá điện áp nội bộ do hiện tượng cộng hưởng.
Trong thời gian qua, đã xảy ra nhiều trường hợp, người và súc vật đến gần chỗ chạm đất bị điện giật chết, cháy cuộn kháng. Khi chạm đất, điện áp ở pha không sự cố tăng lên 1,73 lần, dễ phát triển thành sự cố 2 pha chạm đất, nhất là lưới điện có cách điện kém. Nhiều giải pháp đã được đề xuất để khắc phục tình trạng trên như: Công ty Điện lực Hà Nội đã tự chế tạo loại rơ le cắt nhanh khi đường dây bị chạm đất. Chế tạo MBA nguồn có cuộn dây trung áp kiểu phân chia (thành 2 cuộn riêng rẽ), do vậy có thể tách lưới trung áp thành 2 mảng độc lập; Chuyển lưới trung áp từ chế độ trung tính cách ly sang chế độ trung tính nối đất trực tiếp; Dùng sứ VHD 45 thay sứ VHD 35.
Các vấn đề đặt ra cần giải quyết đối với phương thức nối đất lưới 35 kV
Nhìn chung các giải pháp nêu trên đều xuất phát từ vấn đề đảm bảo vận hành an toàn, nhưng lại không phát huy được những ưu điểm mà nó đem lại như: hạn chế việc mất điện trên diện rộng, thiết bị bảo vệ rơ le đơn giản. Mặt khác, đối với khu vực miền núi phía Bắc do mật độ phụ tải nhỏ nên nhu cầu xây dựng lưới trung áp 1 pha là rất lớn. Trong thời gian qua chúng ta đã thí điểm xây dựng lưới trung áp 1 pha ở Tuyên Quang, tuy nhiên đường dây trung áp vẫn phải kéo 2 pha, điện áp sơ cấp MBA là điện áp dây gây nên lãng phí vốn đầu tư.
Vấn đề phát triển tổng thể lưới trung áp 35kV sao cho đạt hiệu quả kinh tế lớn nhất mà vẫn đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật, an toàn trong vận hành phù hợp với điều kiện thực tế đặt ra hiện nay như: lưới trung áp đã phát triển dẫn tới dòng điện dung cao, yêu cầu về an toàn cung cấp điện, nhu cầu xây dựng lưới trung áp 1 pha và áp dụng những tiến bộ khoa học công nghệ trong việc quản lý vận hành lưới điện.
Nhìn chung, một khi sự phát triển của lưới điện vượt quá mức tính toán giới hạn ban đầu thì chúng ta cần phải nghiên cứu các giải pháp như thay đổi phương thức nối đất, nâng cấp cải tạo thiết bị bảo vệ cho phù hợp với quy mô phát triển của lưới điện nhằm phát huy các ưu điểm và hạn chế những nhược điểm của các phương thức nối đất. Tất cả những giải pháp thay đổi, cải tạo cần được nghiên cứu xem xét trên cơ sở các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật nhằm phát triển lưới điện sao cho vẫn đáp ứng yêu cầu chất lượng cung cấp điện, cấp điện an toàn và đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.
Bù công suất phản kháng - giải pháp kinh tế, kỹ thuật trong ngành điện
Bù công suất phản kháng - giải pháp kinh tế, kỹ thuật trong ngành điệnI.Tại sao cần cải thiện hệ số công suất:
1. Giảm giá thành tiền điện:
- Nâng cao hệ số công suất đem lại những ưu điểm về kỹ thuật và kinh tế, nhất là giảm tiền điện.
- Trong giai đoạn sủ dụng điện có giới hạn theo qui định. Việc tiêu thụ năng lượng phản kháng vượt quá 40% năng lượng tác dụng (tgφ > 0,4: đây là giá trị thoã thuận với công ty cung cấp điện) thì người sử dụng năng lượng phản kháng phải trả tiền hàng tháng theo giá hiện hành.
- Do đó, tổng năng lượng phản kháng được tính tiền cho thời gian sử dụng sẽ là:
kVAr ( phải trả tiền ) = KWh ( tgφ – 0,4)
- Mặc dù được lợi về giảm bớt tiền điện, người sử dụng cần cân nhắc đến yếu tố phí tổn do mua sắm, lắp đặt bảo trì các tụ điện để cải thiện hệ số công suất.
2. Tối ưu hoá kinh tế - kỹ thuật
- Cải thiện hệ số công suất cho phép người sử dụng máy biến áp, thiết bị đóng cắt và cáp nhỏ hơn V.V…đồng thời giảm tổn thất điện năng và sụt áp trong mạng điện.
- Hệ số công suất cao cho phép tối ưu hoá các phần tử cung cấp điện. Khi ấy các thiết bị điện không cần định mức dư thừa. Tuy nhiên để đạt được kết quả tốt nhất, cần đặt tụ cạnh cạnh từng phần tử của thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng.
Cải thiện hệ số công suất
- Để cải thiện hệ số công suất của mạng điện, cần một bộ tụ điện làm nguồn phát công suất phản kháng. Cách giải quyết này được gọi là bù công suất phản kháng.
-Tải mang tính cảm có hệ số công suất thấp sẽ nhận thành phần dòng điện phản kháng từ máy phát đưa đến qua hệ thống truyền tải phân phối. Do đó kéo theo tốn thất công suất và hiện tượng sụt áp.
- Khi mắc các tụ song song với tải, dòng điện có tính dung của tụ sẽ có cùng đường đi như thành phần cảm kháng của dòng tải. vì vậy hai dòng điện này sẽ triệt tiêu lẫn nhau IC = IL. Như vậy không còn tồn tại dòng phản kháng qua phần lưới phía trước vị trí đặt tụ.
- Đặc biệt ta nên tránh định mức động cơ quá lớn cũng như chế độ chạy không tải của động cơ. Lúc này hệ số công suất của động cơ rất nhỏ (0,17) do lượng công suất tác dụng tiêu thụ ở chế độ không tải rất nhỏ.
II. Các thiết bị bù công suất:
1. Bù trên lưới điện áp
Trong mạng lưới hạ áp, bù công suất được thực hiện bằng :
- Tụ điện với lượng bù cố định (bù nền).
- Thiết bị điều chỉnh bù tự động hoặc một bộ tụ cho phép điều chỉnh liên tục theo yêu cầu khi tải thay đổi.
Chú ý : Khi công suất phản kháng cần bù vượt quá 800KVAr và tải có tính liên tục và ổn định, việc lắp đặt bộ tụ ở phía trung áp thường có hiệu quả kinh tế tốt hơn.
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 )
- Bán tự động: dùng contactor
- Mắc trực tiếp vào tải đóng điện cho mạch bù đồng thời khi đóng tải.
Các tụ điện được 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 đối với chúng việc bù từng thiết bị một tỏ ra quá tốn kém.
- Trong các trường hợp khi tải không thay đổi.
3. Bộ tụ bù điều khiển tự động ( bù ứng động )
- Bù công suất thường được hiện bằng các phương tiện điều khiển đóng ngắt từng bộ phận 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 công suất phản kháng thay đổi trong phạm vi rất rộng. ví dụ: tại thanh góp của tủ phân phối chính, tại đầu nối của các cáp trục chịu tải lớn.
Các nguyên lý và lý do sử dụng bù tự động:
- Bộ tụ bù gồm nhiều phần và mỗi phần được điều khiển bằng contactor. Việc đóng một contactor sẽ đóng một số tụ song song với các tụ 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. Một rơley điều khiển kiểm soát hệ số công suất của mạng điện sẽ thực hiện đóng và mở các contactor tương ứng để hệ số công suất cả hệ thống thay đổi ( với sai số do điều chỉnh từng bậc ). Để điều khiển rơle máy biến dòng phải đặt lên một pha của dây cáp dẫn điện cung cấp đến mạch được điều khiển. Khi thực hiện bù chính xác bằng các giá trị tải yêu cầu sẽ tránh được hiện tượng quá điện áp khi tải giảm xuống thấp và do đó khử bỏ các điều kiện phát sinh quá điện áp và tránh các thiệt hại xảy ra cho trang thiết bị.
- Quá điện áp xuất hiện do hiện tượng bù dư phụ thuộc một phần vào giá trị tổng trở nguồn.
Các qui tắc bù chung
- Nếu công suất bộ tụ ( kVar ) nhỏ hơn hoặc bằng 15% công suất định mức máy biến áp cấp nguồn, nên sử dụng bù nền.
- Nếu ở trên mức 15%, nên sử dụng bù kiểu tự động.
- Vị trí lắp đặt tụ áp trong mạng điện có tính đến chế độ bù công suất; hoặc bù tập trung, bù nhóm, bù cục bộ, hoặc bù kết hợp hai phương án sau cùng.
- Về nguyên tắc, bù lý tưởng có nghĩa là bù áp dụng cho từng thời điểm tiêu thụ và với mức độ mà phụ tải yêu cầu cho mỗi thời điểm.
- Trong thực tiễn, việc chọn phương cách bù dựa vào các hệ số kinh tế và kỹ thuật.
Vị trí lắp đặt tụ bù:
3.1 Bù tập trung : áp dụng cho tải ổn định và liên tục.
Nguyên lý : bộ tụ đấu vào thanh góp hạ áp của tủ phân phối chính và được đóng trong thời gian tải hoạt động.
Ưu điểm:
- Giảm tiền phạt do vấn đề tiêu thụ công suất phản kháng .
- Làm giảm công suất biểu kiến.
- Làm nhẹ tải cho máy biến áp và do đó nó có khả năng phát triển thêm các phụ tải cần thiết.
Nhận xét :
- Dòng điện phản kháng tiếp tục đi vào tất cả lộ ra tủ phân phối chính của mạng hạ thế.
- Vì lý do này kích cỡ dây dẫn , công suất tổn hao không được cải thiện ở chế độ bù tập trung.
3.2 Bù nhóm ( từng phân đoạn ).
Bù nhóm nên sử dụng khi mạng điện quá lớn và khi chế độ tải tiêu thụ theo thời gian của các phân đoạn thay đổi khác nhau.
Nguyên lý : bộ tụ được đấu vào tủ phân phối khu vực . hiệu quả do bù nhóm mang lại cho dây dẫn xuất phát từ tủ phân phối chính đến các tủ khu vực có đặt tụ được thể hiện rõ nhất.
Ưu điểm:
- Làm giảm tiền phạt do vấn đề tiêu thụ công suất phản kháng.
- Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu.
- Kích thước dây cáp đi đến các tủ phân phối khu vực sẽ giảm đi hoặc với cùng dây cáp trên có thể tăng thêm phụ tải cho tủ phân phối khu vực.
Nhận xét :
- Dòng điện phản kháng tiếp tục đi vào tất cả dây dẫn xuất phát từ tủ phân phối khu vực.
- Vì lý do này mà kích thước và công suất tổn hao trong dây dẫn nói trên không được cải thiện với chế độ bù nhóm.
- Khi có sự thay đổi đáng kể của tải, luôn luôn tồn tại nguy cơ bù dư và kèm theo hiện tượng quá điện áp.
3.3 Bù riêng:
Bù riêng nên được xét đến khi công suất động cơ lớn đáng kế so với mạng điện.
Nguyên lý: bộ tụ mắc trực tiếp vào đầu dây nối của thiết bị dùng điện có tính cảm ( chủ yếu là các động cơ ).
Bộ tụ định mức ( kVAr) đến khoảng 25% giá trị công suất động cơ. Bù bổ sung tại đầu nguồn điện cũng có thể mang lại hiệu quả tốt.
Ưu điểm :
Làm giảm tiền phạt do tiêu thụ công suất phản kháng (kVAr)
Giảm công suất biểu kiến yêu cầu.
Giảm kích thước và tổn hao dây dẫn đối với tất cả dây dẫn.
Nhận xét :
Các dòng điện phản kháng có giá trị lớn sẽ không còn tồn tại trong mạng điện.
3.4 Mức độ bù tối ưu
Phương pháp chung
Bảng số liệu tính toán công suất phản kháng cần thiết trong giai đoạn thiết kế. qua đó có thể xác định công suất phản kháng và công suất tác dụng cho mức độ bù khác nhau.
Vấn đề tối ưu hoá kinh tế kỹ thuật cho một mạng điện đang hoạt động.
Việc tính toán định cáp, máy biến áp sau khimức bù tối ưu cho một mạng đã tồn tại có thể thực hiện theo những lưu ý sau:
+ Tiền điện trước khi đặt bù
+ Tiền điện tương lai sau khi lắp tụ bù.
+ Các chi phí bao gồm :
- Mua tụ bù và mạch điều khiển.
- Lắp đặt và bảo trì
- Tổn thất trong tụ và tổn thất trên dây lắp tụ bù.
III. Chọn Tụ Bù :
1. Phương pháp tính đơn giản:
(để chọn tụ bù cho một tải nào đó thì ta cần biết công suất(P) của tải đó và hệ số công suất (Cos φ) của tải đó):
Giả sử ta có công suất của tải là P
Hệ số công suất của tải là Cos φ1 → tg φ1 ( trước khi bù )
Hệ số công suất sau khi bù là Cos φ2 → tg φ2.
Công suất phản kháng cần bù là QC = P (tgφ1 – tgφ2 ).
Từ công suất cần bù ta chọn tụ bù cho phù hợp trong bảng catalog của nhà cung cấp tụ bù.
Để dễ hiểu ta sẽ cho ví dụ minh hoạ như sau:
Giả sử ta có công suất tải là P = 270 (KW).
Hệ số công suất trước khi bù là cosφ1 = 0.75 → tgφ1 = 0.88
Hệ số công suất sau khi bù là Cosφ2 = 0.95 → tgφ2 = 0.33
Vậy công suất phản kháng cần bù là Qbù = P ( tgφ1 – tgφ2 )
Qbù = 270( 0.88 – 0.33 ) = 148.5 (KVAr)
Từ số liệu này ta chọn tụ bù trong bảng catalog của nhà sản xuất giả sử là ta có tụ 25KVAr. Để bù đủ cho tải thì ta cần bù 6 tụ 25 KVAr tổng công suất phản kháng là 6x25=150(KVAr)
2. Phương pháp bù tối ưu dựa vào điều kiện không đóng tiền phạt:
Xét hoá đơn tiền điện liên quan đến dung lượng kVArh đã tiêu thụ và ghi nhận số kVArh phải trả tiền sau đó, chọn hoá đơn tiền giá kVArh cao nhất phải trả (không xét đến trường hợp ngoại lệ).
Ví dụ: 15965 kVArh trong tháng giêng
Tính tổng thời gian hoạt động trong tháng đó ví dụ : 220h số giờ xét để tính là những giờ mà hệ thống điện chịu tải lớn nhất và tải đạt giá trị đỉnh cao nhất. ngoài thời gian kể trên việc tiêu thụ công suất phản kháng là miễn phí.
Giá trị công suất cần bù:
[kVAr] = Qbù
kVAr : số kVAr phải trả tiền.
T : số giờ hoạt động
Dung lượng bù thường được chọn cao hơn giá trị tính toán một chút.
Một số hãng cung cấp qui tắc thước loga thiết kế đặt biệt cho việc tính toán này theo các khung giá riêng. Công cụ trên và các dữ liệu kèm theo giúp ta chọn lựa thiết bị bù và sơ đồ điều khiển thích hợp, đồng thời ràng buộc của các sóng hài điện áp trong hệ thống điện . các sóng hài này đòi hỏi sử dụng định mức tụ dư ( liên quan đến giải nhiệt, định mức áp và dòng điện ) và các cuộn kháng hoặc mạch để lọc sóng hài.
1 year agost
Chương I.7
NỐI ĐẤT
Phạm vi áp dụng và định nghĩa
I.7.1. Chương này áp dụng cho thiết kế và lắp đặt trang bị nối đất của các thiết bị điện làm việc với điện xoay chiều hoặc một chiều ở mọi cấp điện áp.
I.7.2. Hiện tượng chạm đất là hiện tượng tiếp xúc giữa bộ phận mang điện của thiết bị điện với kết cấu không cách điện với đất, hoặc trực tiếp với đất.
Hiện tượng chạm vỏ là hiện tượng chạm điện xảy ra trong các máy móc, thiết bị giữa các bộ phận mang điện với vỏ thiết bị đã được nối đất.
I.7.3. Trang bị nối đất là tập hợp những điện cực nối đất và dây nối đất.
I.7.4. Điện cực nối đất là các vật dẫn điện hay nhóm các vật dẫn điện được liên kết với nhau, chôn dưới đất và tiếp xúc trực tiếp với đất.
I.7.5. Dây nối đất là dây hoặc thanh dẫn bằng kim loại để nối các bộ phận cần nối đất của thiết bị điện với điện cực nối đất.
I.7.6. Nối đất cho bộ phận nào đó của thiết bị điện là nối bộ phận đó với trang bị nối đất.
I.7.7. Điện áp với đất khi chạm vỏ là điện áp giữa vỏ với vùng đất có điện thế bằng không.
I.7.8. Điện áp trên trang bị nối đất là điện áp giữa điểm dòng điện đi vào cực nối đất và vùng điện thế “không” khi có dòng điện từ điện cực nối đất tản vào đất.
I.7.9. Vùng điện thế “không” là vùng đất ở ngoài phạm vi của vùng tản của dòng điện chạm đất.
I.7.10. Điện trở của trang bị nối đất (điện trở nối đất) là tổng điện trở của các điện cực nối đất, dây nối đất và điện trở tiếp xúc giữa chúng.
I.7.11. Dòng điện chạm đất là dòng điện truyền xuống đất qua điểm chạm đất.
I.7.12. Thiết bị điện có dòng điện chạm đất lớn là thiết bị có điện áp cao hơn 1kV và dòng điện chạm đất một pha lớn hơn 500A.
I.7.13. Thiết bị điện có dòng điện chạm đất nhỏ là thiết bị có điện áp cao hơn 1kV và dòng điện chạm đất một pha nhỏ hơn hay bằng 500A.
I.7.14. Trung tính nối đất trực tiếp là điểm trung tính của máy biến áp hoặc của máy phát điện được nối trực tiếp với trang bị nối đất hoặc được nối với đất qua một điện trở nhỏ (thí dụ như máy biến dòng v.v.).
I.7.15. Trung tính cách ly là điểm trung tính của máy biến áp hoặc của máy phát điện không được nối với trang bị nối đất hoặc được nối với trang bị nối đất qua các thiết bị tín hiệu, đo lường, bảo vệ, cuộn dập hồ quang đã được nối đất hoặc thiết bị tương tự khác có điện trở lớn.
I.7.16. Trung tính nối đất hiệu quả là trung tính của mạng điện ba pha điện áp lớn hơn 1kV có hệ số quá điện áp khi ngắn mạch chạm đất không lớn hơn 1,4.
Hệ số quá điện áp khi ngắn mạch chạm đất trong mạng điện ba pha là tỷ số giữa điện áp của pha không bị sự cố khi có ngắn mạch chạm đất và điện áp pha đó trước khi có ngắn mạch chạm đất.
I.7.17. Dây trung tính là dây dẫn của mạch điện nối trực tiếp với điểm trung tính của máy biến áp hoặc của máy phát điện.
a. Dây trung tính làm việc (còn gọi là dây “không” làm việc) là dây dẫn để cấp điện cho thiết bị điện.
Trong lưới điện ba pha 4 dây, dây này được nối với điểm trung tính nối đất trực tiếp của máy biến áp hoặc máy phát điện.
Với nguồn điện một pha, dây trung tính làm việc được nối với đầu ra nối đất trực tiếp.
Với nguồn điện một chiều, dây này được nối vào điểm giữa nối đất trực tiếp của nguồn.
Đây cũng là dây cân bằng nối đất có nhiệm vụ dẫn dòng điện về khi phụ tải trên các pha không cân bằng.
b. Dây trung tính bảo vệ (còn gọi là dây “không” bảo vệ) ở các thiết bị điện đến 1kV là dây dẫn để nối những bộ phận cần nối với điểm trung tính nối đất trực tiếp của máy biến áp hoặc máy phát trong lưới điện ba pha.
Đối với nguồn một pha, dây này được nối với một đầu ra trực tiếp nối đất.
Đối với nguồn một chiều, dây này được nối vào điểm giữa nối đất trực tiếp của nguồn.
(Xem Phụ lục 1.7.1)
I.7.18. Cắt bảo vệ là cắt tự động bằng hệ thống bảo vệ tất cả các pha hoặc các cực khi có sự cố xảy ra tại một bộ phận trong lưới điện với thời gian cắt không quá 0,2 giây tính từ thời điểm phát sinh dòng chạm đất một pha.
( Trích qui phạm trang bị điện VN)
1 year ago
