Khoa học - Công nghệ

Giải pháp giảm công suất phản kháng trên lưới điện hạ thế

15:08 |17/04/2017

 - 

Công suất phản kháng trên lưới điện không những không sinh công mà còn gây những ảnh hưởng xấu đến chỉ tiêu kỹ thuật, gây sụt áp và tăng tỷ lệ tổn thất điện năng. Do vậy, làm thế nào để giảm công suất phản kháng (CSPK) luôn là vấn đề được quan tâm.

Giải pháp giảm dòng ngắn mạch trên lưới điện trung áp
PC Ninh Thuận đưa vào vận hành hệ thống SCADA

Trong hệ thống lưới điện, tồn tại hai loại công suất là công suất hữu dụng P (kW) và công suất phản kháng Q (kVAr). Công suất hữu dụng P (kW) là công suất sinh ra công có ích trong các phụ tải, trong khi công suất phản kháng Q (kVAr) là công suất vô ích, gây ra do tính cảm ứng của các loại phụ tải như: động cơ điện, các bộ biến đổi điện áp… Để đánh giá ảnh hưởng của công suất phản kháng đối với hệ thống người ta sử dụng: hệ số công suất cosφ, trong đó: φ=arctg P/Q.

Như đã đề cập, công suất phản kháng Q gây ra những ảnh hưởng xấu về kinh tế và kỹ thuật. Lượng công suất phản kháng tiêu thụ không sinh công nên gây ra lãng phí về mặt kinh tế. Về kỹ thuật, công suất phản kháng gây ra sụt áp trên đường dây và tổn thất công suất trên đường truyền. Vì vậy, chúng ta cần có biện pháp bù công suất phản kháng Q để hạn chế ảnh hưởng của nó, tức là ta nâng cao hệ số cosφ. Theo quy định của Tập đoàn Điện lực Việt Nam, hệ số công suất cosφ hạ thế từ 0,90 trở lên. Quy định này nhằm mục đích giảm tổn thất công suất trên phần tử của hệ thống cung cấp điện (máy biến áp, đường dây …), giảm tổn thất điện áp trên đường truyền tải đồng thời tăng khả năng truyền tải điện của đường dây và máy biến áp.

Giải pháp hữu hiệu hiện nay được sử dụng để giảm ảnh hưởng CSPK là sử dụng tụ bù CSPK gồm bù cố định và bù ứng động.

Bù cố định là giải pháp bố trí bù gồm một hoặc nhiều tụ tạo nên lượng bù không đổi. Hiện trên lưới điện hạ áp của Đà Nẵng sử dụng hai loại, tụ bù đặt trong vỏ tủ inox và tụ bù đặt trong trong vỏ tủ composite.

Tủ bù hạ áp trọn bộ (tụ bù đặt trong vỏ tủ inox): sử dụng cho khu vực cáp ngầm hạ thế. Tại mỗi vị trí bù hạ áp sử dụng cụm tụ bù dung lượng từ 5kVAr đến 30kVAr. Để thuận tiện trong việc lắp đặt mỗi cụm sử dụng 01 tụ 03 pha. Bảo vệ và đóng cắt tụ bù hạ thế bằng aptomat phù hợp với dung lượng mỗi cụm tụ bù. Tụ bù hạ thế được đặt trong hộp bảo vệ bằng inox, tủ được đặt trên móng tủ xây dựng mới cạnh các móng tủ điện sinh hoạt (cáp ngầm hạ thế).

Tủ bù hạ áp trọn bộ đặt trong tủ inox

Tủ bù hạ áp trọn bộ (tụ bù đặt trong trong vỏ tủ composite): sử dụng cho khu vực cáp hạ thế đi nổi. Tại mỗi vị trí bù hạ áp sử dụng cụm tụ bù dung lượng từ 5kVAr đến 30kVAr. Để thuận tiện trong việc lắp đặt mỗi cụm sử dụng 1 tụ 3 pha. Bảo vệ và đóng cắt tụ bù hạ thế bằng aptomat phù hợp với dung lượng mỗi cụm tụ bù. Tụ bù hạ thế được đặt trong hộp bảo vệ bằng composite, gắn trên cột BTLT bằng đai thép không rỉ và khóa đai thép.

Tủ bù hạ áp trọn bộ đặt trong tủ composite.

Giải pháp thứ 2 là sử dụng tụ bù tự động (tủ bù đặt tại TBA). Bù tự động được thực hiện bằng các phương tiện điều khiển đóng ngắt từng bộ tụ công suất. Thiết bị này cho phép bù công suất một cách tự động, giữ hệ số công suất trong một giới hạn cho phép xung quanh giá trị hệ số công suất được chọn.

Bù tự động đặt trong tủ TBA.

Để rõ hơn ưu nhược điểm của 2 loại cùng xem qua bảng phân tích cụ thể:

Loại bù

Ưu điểm

Nhược điểm

Bù cố định

Đơn giản, dễ lắp đặt, vận hành, giá thành thấp.

Khi tải dao động lớn có khả năng dẫn đến việc bù thừa (việc này khá nguy hiểm đối với hệ thống sử dụng máy phát, các thiết bị điện của các hộ dân). Chỉ bù với dung lượng nhỏ (đến 30kVAr). Vì vậy, phương pháp này áp dụng đối với những tải ít thay đổi.

Bù tự động (theo hệ số cosφ)

Sử dụng các bộ tụ bù tự động, có khả năng thay đổi dung lượng tụ bù để đảm bảo hệ số công suất đạt được giá trị mong muốn. Có thể bù với dung lượng lớn (đến 160kVAr). Không gây ra hiện tượng bù thừa và đảm bảo được hệ số công suất mong muốn.

Chi phí cao, nhiều thiết bị, kết cấu phức tạp. Vì vậy, phương pháp này áp dụng tại các vị trí mà công suất tác dụng và công suất phản kháng thay đổi trong phạm vi rất rộng. Số lần đóng cắt nhiều dẫn đến giảm tuổi thọ của thiết bị.

Căn cứ ưu nhược điểm của từng loại bù, giá thành và đặc thù phụ tải của lưới điện hiện trạng. PC Đà Nẵng ưu tiên chọn bù tĩnh là giải pháp chủ yếu cho lưới điện sinh hoạt vì sau nhiều năm nâng cấp, cải tạo, đến nay lưới điện hạ thế Công ty vận hành khá ổn định. Tuy nhiên, tại các khu vực phụ tải không ổn định, biến đổi trong phạm vi rất rộng chủ yếu tập trung trong các khu công nghiệp Hòa Khánh, Hòa Cầm, An Đồn là những nơi có nhiều máy móc sử dụng các động cơ không đồng bộ công suất lớn, các máy nén khí, bể điện phân, lò hồ quang… PC Đà Nẵng ưu tiên sử dụng bù tự động để nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện khu vực này.

Như vậy, có thể thấy, việc tính toán dung lượng, vị trí lắp đặt; giải pháp bù cố định hoặc bù tự động, tăng cường công tác kiểm tra tình trạng vận hành của tụ bù; kết hợp với công tác tuyên truyền vận động khách hàng bù công suất phản kháng tại phụ tải là một trong những giải pháp hữu hiệu để giảm tổn thất điện năng lưới điện.

LÊ TRẦN NGUYỄN, EVNCPC



® Ghi rõ nguồn: NangluongVietnam.vn khi sử dụng thông tin từ website này.

Based on MasterCMS 2012 ver 2.3