Người ta rất dễ hiểu quyền lực hữu hiệu, nhưng hiểu sâu sắc quyền lực phi hiệu quả lại không phải là điều dễ dàng.Trong mạch hình sin, khái niệm công suất phản kháng rất rõ ràng, nhưng khi có sóng hài thì định nghĩa về công suất phản kháng không rõ ràng.Tuy nhiên, khái niệm về công suất phản kháng và tầm quan trọng của việc bù công suất phản kháng là nhất quán.Công suất phản kháng phải bao gồm việc bù công suất phản kháng cơ bản và công suất phản kháng hài.
Công suất phản kháng có ý nghĩa rất lớn đối với hệ thống cung cấp điện và vận hành phụ tải.Trở kháng của các thành phần mạng hệ thống điện chủ yếu là điện cảm.Do đó, để truyền lực chủ động, cần có độ lệch pha giữa máy phát và máy thu, điều này có thể đạt được trong một phạm vi khá rộng.Để truyền công suất phản kháng, có sự chênh lệch về số lượng giữa điện áp ở cả hai đầu, điều này chỉ có thể được thực hiện trong phạm vi hẹp.Ngoài nhiều thành phần mạng tiêu thụ tải phản kháng, nhiều tải cũng cần tiêu thụ tải phản kháng.Công suất phản kháng theo yêu cầu của các thành phần mạng và tải phải có sẵn ở đâu đó trong mạng.Rõ ràng, những công suất phản kháng này đều được cung cấp bởi máy phát điện và việc vận chuyển đường dài là không hợp lý và thường là không thể thực hiện được.Một cách hợp lý là tạo ra công suất phản kháng ở nơi cần tiêu thụ công suất phản kháng, đó là bù công suất phản kháng.
1. Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng
Trong hệ thống phân phối điện, để đánh giá chất lượng cung cấp điện, tầm quan trọng của việc bù công suất phản kháng có 3 yếu tố sau:
1. Để giảm công suất thiết bị lưới và tăng sản lượng thiết bị
Trong điều kiện công suất hiệu dụng không thay đổi thì hệ số công suất của lưới điện tăng và công suất phản kháng cũng giảm.Có thể thấy từ công thức S-√P2+Q2 rằng công suất chắc chắn sẽ giảm.Ví dụ: nếu một đơn vị tiêu thụ điện năng yêu cầu tải điện 200kW và hệ số công suất là 0,4 thì có thể lấy từ COSφ=P/S, S=P/cosφ=500kV.A, tức là hệ số công suất của một máy biến áp yêu cầu 500kV.A là 0,8, chỉ cần lắp máy biến áp 250kV.A.Có thể thấy, khi hệ số công suất tăng thì công suất thiết bị cần thiết có thể giảm đi tương ứng.
2. Điện áp và tần số của ổ điện có gần như không đổi hay không.
(A) Hệ số công suất có gần bằng 1 hay không.
(b) Trong hệ thống ba pha, dòng điện pha và điện áp pha có cân bằng hay không.
Việc sử dụng bù công suất phản kháng để cải thiện hệ số công suất không chỉ có thể làm giảm tổn thất điện năng do truyền dòng điện phản kháng mà còn cải thiện và tăng điện áp của người dùng cuối một cách hiệu quả, đồng thời cải thiện mức độ vận hành tiết kiệm của thiết bị điện.Vì vậy, bù công suất phản kháng luôn là một phần quan trọng trong hệ thống cung cấp và phân phối điện.
3. Để tiết kiệm chi phí điện
Theo chính sách giá điện hiện hành ở nước ta, khách hàng có công suất thiết bị điện vượt quá 100kV.A (kW) sẽ điều chỉnh hóa đơn tiền điện và phạt tiền khi hóa đơn tiền điện nhỏ hơn giá trị tiêu chuẩn.Việc bù công suất phản kháng đã cải thiện được hệ số công suất, giảm hoặc tránh được việc tăng hóa đơn tiền điện do hệ số công suất thấp, tiết kiệm hóa đơn tiền điện.
4. Để giảm mức phạt các công ty điện lực
Với việc ngày càng chú trọng đến việc bảo vệ môi trường, các công ty điện lực dần kiểm soát chặt chẽ việc lãng phí điện năng của các doanh nghiệp nên các công ty điện lực ngày càng áp dụng nhiều mức phạt đối với một số công ty.Để giảm mức phạt cho các công ty điện lực, các công ty bắt đầu chuyển đổi tụ điện để bù công suất phản kháng., Giảm mức tiêu thụ điện năng.
5. Kéo dài tuổi thọ của thiết bị
Về chi phí sản xuất, công ty cần tính tỷ lệ khấu hao của thiết bị để tính giá thành sản xuất và cuối cùng xác định lợi nhuận ròng hàng năm của công ty.Tuy nhiên, nhiều thiết bị phải bỏ đi do thiết bị hao mòn nghiêm trọng và thường sử dụng từ 3-5 năm, trong đó phần lớn là do công suất phản kháng.Cao, dẫn đến thiết bị bị lão hóa nên ngày càng nhiều công ty bắt đầu trả tiền cho tụ điện bù để kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
Thứ hai, vai trò của bù công suất phản kháng
Chức năng của tủ bù công suất phản kháng là cung cấp công suất phản kháng cần thiết theo thiết bị bù công suất phản kháng thông qua bù công suất phản kháng.Môi trường cung cấp điện, nâng cao chất lượng lưới điện.
Tủ bù công suất phản kháng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện.Sử dụng thiết bị bù hợp lý có thể giảm tổn thất cho lưới điện.Ngược lại, việc lựa chọn và sử dụng không đúng cách có thể gây ra nhiều yếu tố khác nhau như hệ thống cấp điện, dao động điện áp, tăng sóng hài.
Bù công suất phản kháng là sử dụng nguồn dòng điện bên ngoài để bù công suất phản kháng do tải tiêu thụ trong quá trình vận hành.Thiết bị cung cấp nguồn dòng điện này trở thành thiết bị bù công suất phản kháng.Thiết bị bù thông thường là tụ điện song song.
1. Cải thiện hệ thống cung cấp điện và hệ số công suất phụ tải, giảm công suất thiết bị và giảm tiêu thụ điện năng
2. Cải thiện chất lượng nguồn điện và điều kiện vận hành thiết bị có thể đảm bảo thiết bị hoạt động trong điều kiện làm việc bình thường, có lợi cho sản xuất an toàn.
3. Tiết kiệm điện, giảm chi phí sản xuất và giảm hóa đơn tiền điện cho doanh nghiệp.
4. Nó có thể giảm mức tiêu thụ điện năng trên đường dây và cải thiện hiệu suất truyền tải lưới điện.
5. Ổn định điện áp đầu tiếp nhận và lưới điện, nâng cao chất lượng cung cấp điện.Bù công suất phản kháng động Công suất phản kháng động ở vị trí thích hợp của đường dây truyền tải đường dài có thể cải thiện tính ổn định của hệ thống truyền tải và tăng công suất truyền tải.
6. Trong trường hợp tải ba pha không cân bằng như đường sắt điện khí hóa, tải hiệu dụng và không hiệu quả của ba pha có thể được cân bằng bằng cách bù không hiệu quả thích hợp.
3. Nguyên lý bù công suất phản kháng
Kết nối một thiết bị có tải điện dung và tải điện cảm ứng trên cùng một mạch, tải điện dung sẽ hấp thụ năng lượng khi tải điện dung giải phóng năng lượng và tải điện dung sẽ hấp thụ năng lượng khi tải cảm ứng giải phóng năng lượng và năng lượng được chia sẻ giữa hai tải trao đổi giữa.Theo cách này, nguyên tắc bù phản kháng là công suất phản kháng được hấp thụ bởi tải cảm ứng được bù bằng công suất phản kháng phát ra bởi tải điện dung.
Trong hệ thống điện thực tế, hầu hết các phụ tải là động cơ không đồng bộ và mạch tương đương của hầu hết các thiết bị điện bao gồm cả động cơ không đồng bộ có thể được coi là mạch trong đó điện trở r và điện cảm l mắc nối tiếp và hệ số công suất của nó là
Trong công thức
Sau khi nối song song các mạch R và L rồi nối chúng với tụ điện C, mạch điện như hình (a) bên dưới.Phương trình hiện tại của mạch này là:
Có thể thấy từ sơ đồ pha trong hình bên dưới rằng độ lệch pha giữa điện áp U và dòng điện I trở nên nhỏ hơn sau khi tụ điện mắc song song, tức là hệ số công suất của mạch nguồn tăng lên.Lúc này, pha của dòng điện I trễ hơn điện áp U, gọi là thiếu bù.
Sơ đồ mạch và pha của công suất phản kháng bù điện dung song song trên hình
(a) mạch điện;
(b) Sơ đồ pha (được bù thiếu);
(c) Sơ đồ pha (bù quá mức)
Điện dung của tụ c quá lớn và pha của dòng cấp I vượt quá điện áp u, được gọi là bù quá mức và sơ đồ pha của nó được thể hiện trong Hình (c).Thông thường, tình trạng bù quá mức không mong muốn sẽ khiến điện áp thứ cấp của máy biến áp tăng cao, công suất phản kháng điện dung sẽ làm tăng tổn thất điện năng giống như đường dây truyền tải.Khi điện áp của đường dây tăng lên, tổn thất điện năng của tụ điện cũng sẽ tăng lên và nhiệt độ tăng lên., sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của tụ điện.
4. Tại sao phải tăng bù công suất phản kháng và nó mang lại tác dụng gì?
Lượng bù công suất phản kháng tăng tại một điểm nhất định trong lưới điện và dòng công suất phản kháng của tất cả các đường dây kết nối và máy biến áp từ điểm này đến nguồn điện giảm, đồng thời tổn thất điện năng kết nối đến điểm này giảm, giúp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng điện năng.
Bồi thường công suất phản kháng yêu cầu bồi thường tập trung cho các khoản tương đương kinh tế không hợp lệ.Lựa chọn điểm bù và khả năng bù.Khi sử dụng nguồn điện, khách hàng có thể thực hiện bù công suất phản kháng theo nguyên lý nâng cao hệ số công suất.Phân phối bù trước tiên xem xét các yêu cầu về điều chỉnh điện áp để làm cho việc truyền tải đường dài không hợp lệ không hợp lệ.Bồi thường Cấu hình của thiết bị được lên kế hoạch theo nguyên tắc “bù mức, cân bằng cục bộ” để nhận ra rằng có tải không hợp lệ.
Việc bù công suất phản kháng thường không muốn bù quá mức, vì nó sẽ làm tăng điện áp thứ cấp của máy biến áp, đồng thời khả năng truyền tải công suất phản kháng trên đường dây cũng sẽ làm tăng tổn thất điện năng, tức là thiết bị cấp điện đảo ngược công suất phản kháng lưới.Tình trạng này chủ yếu là do công suất phản kháng của lưới điện gây ra.Quá điện áp do dư thừa có thể gây hư hỏng quá điện áp cho lưới điện nên cần lắp đặt lò phản ứng để hấp thụ công suất phản kháng.Trong hệ thống điện, nếu mất cân bằng, điện áp của hệ thống sẽ tụt xuống, trường hợp nghiêm trọng sẽ gây hư hỏng thiết bị và hệ thống sẽ bị ngắt.Đồng thời, hệ số công suất và điện áp mạng suy giảm dẫn đến việc các thiết bị điện không thể sử dụng hết công suất, công suất truyền tải của mạng giảm, tổn thất tăng.Vì vậy, việc nâng cao chất lượng điện áp làm việc, cải thiện hệ số công suất, giảm tổn thất hệ thống và nâng cao hiệu suất của hệ thống cung cấp điện có ý nghĩa thực tiễn rất lớn.
Thời gian đăng: 13-04-2023