Phương pháp bù tối ưu để tiết kiệm chi phí hoạt động

Chu Văn An

Tính toán thiết kế tụ điện đơn giản và phương pháp bù tối ưu tiết kiệm chi phí vận hànhXem ngay: bảng giá tụ điện nuintek và tụ samwha

Phương pháp bù trừ tối ưu để tiết kiệm chi phí vận hành

THEO TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ (IEC)

1. Cách tính đơn giản: (để chọn tụ điện cho một tải nào đó, 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 P Hệ số công suất của tải là Cos 1 φ → tg φ 1 (trước khi bù) Hệ số công suất sau khi bù là Cos φ2 → tg φ2. Công suất phản kháng cần bù là QC = P (tg φ1 – tg φ2). Từ công suất cần bù ta chọn tụ điện phù hợp trong catalog của nhà cung cấp tụ điện. Để cho dễ hiểu chúng tôi sẽ đưa ra ví dụ minh họa như sau: Giả sử ta có công suất tải P = 270 (KW). Hệ số công suất trước khi bù cos 1 = 0,75 → tg φ 1 = 0,88 Hệ số công suất sau khi bù là Cos 2 = 0,95 φ → tg φ 2 = 0,33Vậy công suất phản kháng cần bù là Qbù = P (tg φ1 – tg φ2 )Qbù = 270 ( 0,88 – 0,33 ) = 148,5 (KVAr) Từ dữ liệu này, chúng tôi chọn tụ điện trong danh mục của nhà sản xuất, giả sử chúng tôi có tụ điện 25KVAr. Để bù đầy tải cho tải, chúng ta cần bù 6 tụ điện 25 KVAr với tổng công suất phản kháng là 6×25 = 150 (KVAr). Với 6 tụ điện này ta chọn bộ điều khiển 6 cấp như hình vẽ:

2. Phương thức bồi thường tối ưu dựa trên điều kiện không phải nộp tiền phạt: – Xét hóa đơn tiền điện liên quan đến lượng kVArh tiêu thụ và ghi số kVArh phải trả sau, chọn hóa đơn có giá kVArh cao nhất để thanh toán (không xét các trường hợp ngoại lệ). Ví dụ: 15965 kVArh trong tháng 1 – Tính tổng thời gian vận hành trong tháng đó chẳng hạn: 220h số giờ được xét tính là giờ hệ thống điện chịu tải lớn nhất và phụ tải đạt giá trị đỉnh cao nhất. Ngoài thời gian nêu trên, mức tiêu thụ công suất phản kháng là miễn phí. Giá trị công suất được bù:[kVAr] = = Qbu . kVAr: số kVAr phải trả.T: số giờ vận hành – Công suất bù thường được chọn cao hơn giá trị tính toán một chút. – Một số công ty cung cấp quy tắc logarit được thiết kế riêng cho phép tính này theo các khung giá riêng. Công cụ trên và dữ liệu đi kèm giúp chúng ta lựa chọn các thiết bị bù và sơ đồ điều khiển phù hợp, đồng thời hạn chế sóng hài điện áp trong hệ thống điện. Những sóng hài này yêu cầu sử dụng định mức tụ điện dư (liên quan đến tản nhiệt, định mức điện áp và dòng điện) và cuộn kháng hoặc mạch điện để lọc ra các sóng hài.

Tại sao cần phải cải thiện hệ số công suất:

1. Giảm chi phí điện năng: – Tuy mang lại lợi ích là giảm tiền điện nhưng người dùng cần quan tâm đến yếu tố chi phí do mua, lắp đặt, bảo trì tụ điện để nâng cao hệ số công suất. – Trong thời gian hạn chế sử dụng điện theo quy định. Nếu mức tiêu thụ năng lượng phản ứng vượt quá 40% năng lượng hoạt động (tg > 0,4: φ đây là giá trị đã thỏa thuận với công ty cung cấp điện), người sử dụng năng lượng phản ứng phải thanh toán hàng tháng theo giá hiện hành. – Cải thiện hệ số công suất mang lại lợi ích về mặt kỹ thuật và kinh tế, đặc biệt là giảm hóa đơn tiền điện. – Do đó, tổng năng lượng phản kháng phải thanh toán cho thời gian sử dụng sẽ là: kVAr (đã thanh toán) = KWh (tg – 0,4) φ

2. Tối ưu hóa kỹ thuật và kinh tế – Hệ số công suất được cải thiện cho phép người dùng sử dụng máy biến áp, thiết bị đóng cắt và cáp VV nhỏ hơn đồng thời giảm tổn thất điện năng và sụt áp trong mạng điện. Hệ số công suất cao cho phép tối ưu hóa các phần tử cung cấp điện. Khi đó, các thiết bị điện không cần định mức dự phòng. Tuy nhiên, để đạt được kết quả tốt nhất cần đặt các tụ điện bên cạnh từng phần tử của thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng. – Cải thiện hệ số công suất+ Các tải cảm ứng có hệ số công suất thấp sẽ nhận thành phần dòng điện phản kháng từ máy phát gửi qua hệ thống truyền tải phân phối. Vì vậy dẫn tới hiện tượng mất điện và sụt áp. + Đặc biệt, chúng ta nên tránh để công suất động cơ quá lớn cũng như chế độ chạy không tải. 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. + Để nâng cao hệ số công suất của mạng điện cần có dàn tụ điện làm nguồn công suất phản kháng. Giải pháp này gọi là bù công suất phản kháng. + Khi mắc tụ điện song song với tải thì dòng điện dung trong tụ sẽ có cùng đường đi với thành phần điện cảm của dòng điện tải. Do đó, hai dòng điện này sẽ triệt tiêu lẫn nhau IC = IL. Như vậy, không còn dòng điện phản kháng nào chạy qua lưới phía trước vị trí tụ điện.

Thiết bị bù công suất

Việc bù công suất trên lưới điện Trong lưới điện hạ thế, việc bù công suất được thực hiện bằng: – Thiết bị điều chỉnh bù tự động hoặc bộ tụ điện cho phép điều chỉnh liên tục theo yêu cầu khi phụ tải thay đổi. – Tụ điện có mức bù cố định (bù nền). Lưu ý: khi công suất phản kháng cần bù vượt quá 800KVAr và phụ tải liên tục, ổn định thì việc lắp đặt tụ bù ở phía trung thế thường mang lại hiệu quả kinh tế tốt hơn. Bộ điều khiển tụ điện tự động (bù động) – Thiết bị này cho phép điều khiển bù công suất tự động, giữ hệ số công suất trong giới hạn cho phép xung quanh giá trị hệ số công suất đã chọn. – Việc bù công suất thường được thực hiện bằng cách điều khiển việc đóng cắt từng bộ phận nguồn. – Thiết bị này được lắp đặt ở những vị trí có công suất tác dụng và công suất phản kháng thay đổi trong phạm vi rất rộng. ví dụ, tại thanh cái của tủ phân phối chính, tại đầu nối của cáp trục tải nặng. Tụ điện nền Bố trí bù bao gồm một hoặc nhiều tụ điện tạo ra lượng bù không đổi. Có thể điều khiển: – Bán tự động: sử dụng contactor ls – Thủ công: sử dụng CB hoặc LBS (công tắc tải – ngắt) – Kết nối trực tiếp với tải để cấp điện cho mạch bù cùng lúc với tải được đóng. Tụ điện được đặt: – Tại vị trí thanh cái cấp nguồn cho nhiều động cơ nhỏ và tải cảm ứng cho chúng, việc bù riêng cho từng thiết bị là quá tốn kém. – Tại vị trí đấu nối các thiết bị tiêu thụ điện cảm (động cơ điện và máy biến thế). ).- Trong trường hợp tải không thay đổi.