Mọi người rất dễ hiểu về quyền lực hiệu quả, nhưng không dễ hiểu sâu sắc về quyền lực vô hiệu.Trong một mạch hình sin, khái niệm về công suất phản kháng là rõ ràng, nhưng khi có sóng hài, định nghĩa về công suất phản kháng không rõ ràng.Tuy nhiên, khái niệm về công suất phản kháng và tầm quan trọng của bù công suất phản kháng là nhất quán.Công suất phản kháng nên bao gồm bù công suất phản kháng cơ bản và công suất phản kháng điều hòa.
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 cảm ứng.Do đó, để truyền lực tác dụng, 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 tải công suất phản kháng, có một sự khác biệt về số giữa điện áp ở hai đầu, điều này chỉ có thể nhận ra trong một 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, tất cả các công suất phản kháng này đều được cung cấp bởi các máy phát điện và việc vận chuyển đường dài là không hợp lý và thường là không thể.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 bù công suất phản kháng
Trong hệ thống phân phối điện, để đánh giá chất lượng cung cấp điện, ý nghĩa 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, 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 sức mạnh chắc chắn sẽ giảm.Ví dụ: nếu một đơn vị tiêu thụ điện 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 cần 500kV.A là 0,8 thì chỉ cần lắp máy biến áp 250kV.A.Có thể thấy rằng khi hệ số công suất tăng lên, công suất thiết bị cần thiết có thể giảm tương ứng.
2. Điện áp và tần số của ổ cắm 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 giảm tổn thất điện năng do truyền tải dòng điện phản kháng mà còn cải thiện và tăng hiệu quả điện áp của người dùng cuối, đồng thời nâng cao mức độ vận hành kinh tế của thiết bị điện.Do đó, bù công suất phản kháng luôn là một phần quan trọng trong hệ thống cung cấp và phân phối điện.
3. Nhằm tiết kiệm chi phí điện năng
Theo chính sách giá điện hiện hành ở nước ta, khách hàng có khối lượng thiết bị điện vượt quá 100kV.A (kW) thì phải điều chỉnh tiền điện, và phạt khi tiền điện nhỏ hơn giá trị tiêu chuẩn.Bù công suất phản kháng đã nâng cao hệ số công suất, giảm hoặc tránh tăng tiền điện do hệ số công suất thấp, tiết kiệm tiền điện.
4. Để giảm tiền phạt của các công ty điện lực
Với việc ngày càng chú trọng đến bảo vệ môi trường, các công ty điện lực dần kiểm soát chặt chẽ tình trạng lãng phí điện năng của các doanh nghiệp, vì vậy các công ty điện lực ngày càng áp dụng nhiều hình phạt đối với một số công ty.Để giảm mức phạt của các công ty điện lực, các công ty bắt đầu chuyển tụ bù sang công suất phản kháng., Giảm điện năng tiêu thụ.
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 là xác định lợi nhuận ròng hàng năm của công ty.Tuy nhiên, nhiều thiết bị phải bỏ dở 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 lão hóa thiết bị, vì vậy ngày càng có nhiều công ty bắt đầu trả tiền mua tụ 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 làm giảm tổn thất của 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 cung cấp điện, dao động điện áp và tăng sóng hài.
Bù công suất phản kháng là sử dụng nguồn dòng bên ngoài để bù công suất phản kháng mà phụ tải tiêu thụ trong quá trình vận hành.Thiết bị cung cấp nguồn dòng này trở thành thiết bị bù công suất phản kháng.Thiết bị bù phổ biến là một tụ điện song song.
1. Cải thiện hệ thống cung cấp điện và hệ số công suất phụ tải, giảm công suất thiết bị, giảm tiêu thụ điện năng
2. Nâng cao chất lượng cung cấp 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, giảm tiền điện doanh nghiệp.
4. Nó có thể giảm mức tiêu thụ điện năng của đường dây và cải thiện hiệu quả truyền tải điện lưới.
5. Ổn định điện áp đầu thu 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 truyền tải đường dài có thể cải thiện độ ổn định của hệ thống truyền tải và tăng khả năng truyền tải.
6. Trong trường hợp tải ba pha không cân bằng như đường sắt điện khí hóa, tải hiệu quả và không hiệu quả của ba pha có thể được cân bằng bằng cách bù không hiệu quả thích hợp.
3. Nguyên tắc bù công suất phản kháng
Kết nối thiết bị với tải điện dung và tải điện cảm trên cùng một mạch, tải cảm ứng hấp thụ năng lượng khi tải điện dung giải phóng năng lượng và tải điện dung 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 từ tải điện dung.
Trong hệ thống điện thực tế, hầu hết các tải là động cơ không đồng bộ và mạch tương đương của hầu hết các thiết bị điện bao gồm động cơ không đồng bộ có thể được coi là một mạch trong đó điện trở r và độ tự cảm l được mắc nối tiếp và hệ số công suất của nó là
trong công thức
Sau khi mắc song song hai đoạn mạch R và L rồi nối tiếp với tụ điện C ta được mạch điện như hình (a) dưới đây.Phương trình hiện tại của mạch này là:
Có thể thấy từ biểu đồ pha trong hình bên dưới, độ lệch pha giữa điện áp U và dòng điện I trở nên nhỏ hơn sau khi tụ điện được kết nối song song, nghĩa là hệ số công suất của mạch cấp nguồn tăng lên.Tại thời điểm này, pha của dòng điện cung cấp I trễ hơn so với điện áp U, được gọi là thiếu bù.
Sơ đồ mạch và pha của công suất phản kháng bù điện dung song song trong hình
(a) mạch điện;
(b) Sơ đồ pha (không bù);
(c) Biểu đồ pha (bù quá mức)
Điện dung của tụ điện c quá lớn và pha của dòng điện 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 làm cho điện áp thứ cấp của máy biến áp tăng lên và công suất phản kháng của điện dung sẽ làm tăng tổn thất điện năng giống như đường dây truyền tải điện.Khi điện áp của đường dây điện tăng lên, tổn thất điện năng của tụ điện cũng sẽ tăng lên và nhiệt độ tăng sẽ tăng lên., sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của tụ điện.
4. Tại sao phải tăng bù công suất phản kháng, tác dụng của nó?
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 và máy biến áp kết nối từ điểm này đến nguồn điện giảm và tổn thất điện năng kết nối với điểm này giảm, thực hiện tiết kiệm điện và cải thiện chất lượng điện năng.
Bù công suất phản kháng yêu cầu bù tập trung cho các tương đương kinh tế không hợp lệ.Chọn điểm bù và công suất bù.Khi sử dụng nguồn điện, khách hàng có thể thực hiện bù công suất phản kháng theo nguyên tắc nâng cao hệ số công suất.Phân phối bồi thường trước tiên xem xét các yêu cầu của quy định điện áp để làm cho truyền dẫn đường dài không hợp lệ không hợp lệ.Bù đắp Cấu hình của thiết bị được lên kế hoạch theo nguyên tắc “bù cấp độ, cân bằng cục bộ” để nhận ra rằng có những phụ tải không hợp lệ.
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, nghĩa là thiết bị cấp điện đảo ngược công suất phản kháng lưới.Tình trạng này chủ yếu do công suất phản kháng của lưới điện gây ra.Quá điện áp do dư thừa có thể gây ra quá điện áp làm hỏng lưới điện, vì vậy cần lắp đặt bộ phản kháng để hấp thụ công suất phản kháng.Trong hệ thống điện, nếu mất cân bằng, điện áp của hệ thống sẽ sụt giảm, nghiêm trọng thiết bị sẽ bị hư hỏng và hệ thống sẽ ngừng hoạt động.Đồng thời, hệ số công suất và điện áp mạng suy giảm dẫn đến các thiết bị điện không thể phát huy hết tác dụng, khả năng truyền tải của mạng giảm, tổn thất tăng.Do đó, việc cải thiện chất lượng của điện áp làm việc, cải thiện hệ số công suất, giảm tổn thất hệ thống và nâng cao hiệu quả của hệ thống cung cấp điện có ý nghĩa thực tiễn rất lớn.
Thời gian đăng: 13-04-2023