Bù CS Phản Kháng (04/01/2010)
 
Một số các hệ thống lưới điện trên các tỉnh thành của nước ta không có hệ thống bù công suất phản kháng thậm chí còn không quan tâm đến vấn đề này. Do đó hệ số công suất cosφ có giá trị nhỏ điều này ảnh hưởng rất lớn đến các tham số kinh tế kỹ thuật của mạng điện như: Giảm chất lượng điện áp, tăng tổn thất công suất và tăng đốt nóng dây dẫn, tăng tiết diện dây dẫn, hạn chế khả năng truyền tải công suất tác dụng, không sử dụng hết khả năng của động cơ sơ cấp, giảm chất lượng điện, tăng giá thành điện năng.

Ở một số tỉnh đã quan tâm đến vẫn đề này như Hà Nội, Hải Dương, Nam Định, Ninh Bình…. nhưng việc thực thi thì rất ít. Nếu có hệ thống bù công suất phản kháng thì chỉ là bù tĩnh, thiết bị bù không có cơ cấu tự động điều chỉnh mang lại hệ số công suất cosφ lớn cỡ trên 0,9 điều này cũng dẫn đến những ảnh hưởng đáng kể như vào giờ thấp điểm có hiện tượng dòng công suất phản kháng chạy ngược, làm tăng tổn thất và quá áp cục bộ điều này gây hậu quả nghiêm trọng đến các thiết bị điện. Vị trí đặt thiết bị bù thường được chọn sao cho dễ vận hành chứ không xét đến hiệu quả kinh tế của thiết bị, vì vậy chưa tận dụng được hiệu quả làm việc của thiết bị, dẫn đến sự lãng phí. Tuổi thọ của thiết bị bù thường thấp hơn nhiều so với giá trị quy định của nhà sản xuất vì điều kiện làm việc của thiết bị chưa phù hợp. Đa số các trường hợp hỏng tụ do bị nổ một pha. Nguyên nhân chủ yếu là do phần lớn tụ bù không có bộ lọc sóng hài, mà thông thường sự xuất hiện của sóng hài đồng thời với sự mất đối xứng, do đó dẫn đến một trong các pha bị quá nhiệt cục bộ, làm nổ tụ.

Thiết bị bù có điều khiển mà đề tài đã nghiên cứu chế tạo đã khắc phục được các nhược điểm của hệ thống bù tĩnh ngoài ra còn có khả năng bảo vệ tụ bù và nâng cao tuổi thọ của chúng. Thiết bị bù có điều khiển được chế tạo ở đây có áp dụng các thiết bị bảo vệ phù hợp như bộ lọc sóng hài và các thiết bị giảm ảnh hưởng của sóng hài khác. Thiết bị bù có điều khiển do tập thể giảng viên Trường Đại học Điện lực nghiên cứu chế tạo đã đánh dấu một bước phát triển mới nhằm đảm bảo chất lượng cho mạng lưới điện nước ta. Điều này mang lại cho các thiết bị sử dụng điện đạt được hiệu suất cao, cải thiện đường dây, tăng hiệu suất thiết bị đầu cuối, giảm thiểu việc trả tiền điện năng phản kháng, tăng hiệu quả sản xuất kinh doanh.

Đề tài không chỉ dừng lại ở vấn đề bù có điều khiển và tự động điều khiển mà còn phát triển mô hình bù công suất phản kháng tối ưu, xây dựng phần mềm tính toán bù tối ưu công suất phản kháng (Chương trình PSA):

Trong quá trình thao tác đóng cắt các trạm tụ bù, các hiện tượng quá độ đi kèm luôn là một vấn đề nguy hiểm và được đặc biệt quan tâm, do các xung dòng và các quá điện áp có biên độ lớn có thể dẫn đến các tác động rất xấu cho bản thân các trạm tụ bù, máy cắt và gây ra hiện tượng nhiễu loạn trên hệ thống, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nguồn cung cấp và các thiết bị khác cùng làm việc trên lưới. Sự tác động xấu đối với tuổi thọ của thiết bị bù và các thiết bị điện khác là thường xẩy ra khi xuất hiện công hưởng do sự hiện diện của các sóng hài bậc cao. Để hạn chế sự ảnh hưởng này cần phải thiết kế các bộ lọc đi kèm các thiết bị bù. Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, đề tài đã đưa ra phương pháp thiết kế thiết bị bù công suất phản kháng tối ưu áp dụng công nghệ vi điện tử, nhận dạng, xử lý tín hiệu số nhằm đảm bảo quá trình thiết kế tối ưu về kỹ thuật.

Chương trình PSA cho phép mô phỏng, tính toán chế độ xác lập và tính bù tối ưu công suất phản kháng trong lưới phân phối. Chương trình được thiết kế đồ họa, trực quan và có thể chạy tốt trên môi trường Window XP. Lượng thông tin cần thiết theo chương trình PSA ít hơn nhiều do đó thời gian thu thập và vào dữ liệu nhanh, dung lượng của bộ nhớ cần ít hơn. Chương trình có giao diện hết sức đơn giản, thuận tiện đối với người sử dụng, kể cả những người không có trình độ tin học, vì vậy có thể áp dụng trong mạng điện thực tế ở nước ta một cách dễ dàng và nhanh chóng. 

Tóm lại: Với sự nỗ lực không ngừng tìm hiểu và nghiên cứu khoa học của tập thể giảng viên Trường Đại học Điện lực đã nghiên cứu thiết kế chế tạo hoàn chỉnh thiết bị bù công suất phản kháng nhằm nâng cao hệ số công suất của lưới điện. Thiết bị này đánh dấu một bước phát triển mới của nghành điện trong nước. Thiết bị được chế tạo ra với nhiều tính năng mới và khoa học đem lại lợi ích to lớn về kinh tế cũng như kỹ thuật cho mạng lưới điện.

Vấn đề bù công suất phản kháng là giải pháp giảm tổn thất điện năng rất được coi trọng ở các nước tiên tiến. Giải pháp này được quan tâm ngay từ khâu thiết kế, lựa chọn thiết bị và dây chuyền công nghệ sản xuất. Mạng điện ở hầu hết các nước phương Tây đều có trang bị tụ bù để nâng cao hệ số công suất. Việc đặt thiết bị bù được thực hiện theo một số phương án cơ bản sau:

a) Thiết bị bù lớn đặt trên thanh cái trạm biến áp hoặc tại các điểm nút của mạng điện. Phương án này cho phép giám sát và vận hành dễ dàng thiết bị bù, tuy nhiên tổn thất trên đoạn từ thanh cái 1 đến các thiết bị dùng điện không giảm vì ở đoạn này vẫn có dòng công suất phản kháng của phụ tải chạy qua. Thêm vào đó, khi phụ tải phản kháng nhỏ thì có thể sẽ xẩy ra hiện tượng dư thừa công suất bù. Vì vậy đối với phương án này người ta thường phải trang bị thêm hệ thống tự động điều chỉnh dung lượng tụ bù.

b) Thiết bị bù tĩnh đặt trong tủ phân phối của nhóm thiết bị dùng điện. Phương án này cho phép giảm tổn thất trên đoạn dây từ thanh cái trạm biến áp đến tủ phân phối của các nhóm thiết bị dùng điện, tuy nhiên hệ số công suất phụ thuộc vào số lượng thiết bị dùng điện. Trong trường hợp có ít động cơ trong nhóm thì vẫn có khả năng dư thừa công suất phản kháng. Vì vậy đối với phương án này cũng cần phải trang bị thêm hệ thống tự động điều chỉnh dung lượng tụ bù.

c) Thiết bị bù tĩnh đóng cắt ngay trên đầu vào của các thiết bị dùng điện. Theo phương án này một công tắc tơ sẽ điều khiển cả động cơ và tụ bù. Khi động cơ không làm việc thì tụ bù cũng sẽ được cắt khỏi mạng, do đó sẽ không cần đến các thiết bị điều khiển.

Thường thì các cụm tụ bù không điều chỉnh được áp dụng nếu công suất tụ chỉ chiếm 15% công suất của máy biến áp, còn nếu công suất tụ lớn hơn 15% công suất máy biến áp thì cần phải đặt thiết bị bù có tự động điều chỉnh. 

So với các thiết bị bù trên thế giới thiết bị bù do tập thể giảng viên Trường Đại học Điện lực chế tạo có nhiều tính năng mới như: Dùng bộ lọc sóng hài lắp nối tiếp với bộ tụ và các máy cắt để bảo vệ chống ngắn mạch, thiết bị tích hợp thiết bị tự động điều chỉnh dung lượng bù, nó cho phép khắc phục được hiện tượng thừa công suất phản kháng khi phụ tải cực tiểu, do đó ổn định được giá trị điện áp và giảm tổn thất trong mạng điện, giá trị của hệ số cosφ được duy trì ở mức 0,95 ¸ 1. Khác với các thiết bị bù thông thường, hệ thống bù này còn trang bị thêm bộ lọc sóng hài và lắp đặt thiết bị tự chẩn đoán đặc biệt để cảnh báo khi khi có sự cố bất thường xẩy ra trong các ngăn tụ bù. Thiết bị bù này có khả năng tự động điều chỉnh hệ số công suất có gắn bộ vi xử lý, cho phép duy trì giá trị hệ số công suất cao nhất ở mọi thời điểm trong ngày.


HiepPV - Trích Vifotech


Tin mới
Đăng ký môn học trực tuyến