Duy trì điện áp bình thường là một trong những biện pháp cơ bản để đảm bảo chất lượng điện năng của hệ thống điện. Điện áp giảm thấp quá mức có thể gây nên độ trượt quá lớn ở các động cơ không đồng bộ, dẫn đến quá tải về công suất phản kháng ở các nguồn điện. Điện áp giảm thấp cũng làm giảm hiệu quả phát sáng của các đèn chiếu sáng, làm giảm khả năng truyền tải của đường dây và ảnh hưởng đến độ ổn định của các máy phát làm việc song song. Điện áp tăng cao có thể làm già cỗi cách điện của thiết bị điện và thậm chí có thể đánh thủng cách điện làm hư hỏng thiết bị. Điện áp tăng cao sẽ làm giảm tuổi thọ của các đèn.
Điện áp tại các điểm nút trong hệ thống điện được duy trì ở một giá trị định trước nhờ có những phương thức vận hành hợp lí, chẳng hạn như tận dụng công suất phản kháng của các máy phát hoặc máy bù đồng bộ, ngăn ngừa quá tải tại các phần tử trong hệ thống điện, tăng và giảm tải hợp lí của những đường dây truyền tải, chọn tỷ số biến đổi thích hợp ở các máy biến áp,
Điện áp cũng có thể được duy trì nhờ các thiết bị tự động điều chỉnh kích từ (TĐK) của các máy phát điện và máy bù đồng bộ, các thiết bị tự động thay đổi tỷ số biến đổi của máy biến áp, các thiết bị tự động thay đổi dung lượng của các tụ bù tĩnh,.
Nếu điện áp đặt và phụ tải không hoàn toàn đúng với điện áp định mức do phụ tải yêu cầu thì ít hay nhiều tình trạng làm việc của phụ tải cũng trở nên không tốt. Nói cách khác, độ lệch điện áp càng lớn thì chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của thiết bị dùng điện càng thấp.
32 trang |
Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 5619 | Lượt tải: 6
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa Đất nước. Các khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư, đô thị được xây dựng ngày càng nhiều. Cho nên nhu cầu sử dung điện năng là rất lớn khi đó chất lượng điện năng ngày càng được chú ý hơn. Do đó công tác điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện là công việc hết sức quan trọng và cần thiết cho sự phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa của khu vực cũng như của Đất nước.
Do đó việc nghiên cứu, thực hiện đề tài điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện là một cơ hội để chúng em hiểu biết thêm về công tác điều chỉnh điện áp lưới điện để trang bị thêm những kiến thức phục vụ cho công tác sau này của chúng em.
Chương I. GIỚI THIỆU CHUNG
Duy trì điện áp bình thường là một trong những biện pháp cơ bản để đảm bảo chất lượng điện năng của hệ thống điện. Điện áp giảm thấp quá mức có thể gây nên độ trượt quá lớn ở các động cơ không đồng bộ, dẫn đến quá tải về công suất phản kháng ở các nguồn điện. Điện áp giảm thấp cũng làm giảm hiệu quả phát sáng của các đèn chiếu sáng, làm giảm khả năng truyền tải của đường dây và ảnh hưởng đến độ ổn định của các máy phát làm việc song song. Điện áp tăng cao có thể làm già cỗi cách điện của thiết bị điện và thậm chí có thể đánh thủng cách điện làm hư hỏng thiết bị. Điện áp tăng cao sẽ làm giảm tuổi thọ của các đèn.
Điện áp tại các điểm nút trong hệ thống điện được duy trì ở một giá trị định trước nhờ có những phương thức vận hành hợp lí, chẳng hạn như tận dụng công suất phản kháng của các máy phát hoặc máy bù đồng bộ, ngăn ngừa quá tải tại các phần tử trong hệ thống điện, tăng và giảm tải hợp lí của những đường dây truyền tải, chọn tỷ số biến đổi thích hợp ở các máy biến áp,…
Điện áp cũng có thể được duy trì nhờ các thiết bị tự động điều chỉnh kích từ (TĐK) của các máy phát điện và máy bù đồng bộ, các thiết bị tự động thay đổi tỷ số biến đổi của máy biến áp, các thiết bị tự động thay đổi dung lượng của các tụ bù tĩnh,...
Nếu điện áp đặt và phụ tải không hoàn toàn đúng với điện áp định mức do phụ tải yêu cầu thì ít hay nhiều tình trạng làm việc của phụ tải cũng trở nên không tốt. Nói cách khác, độ lệch điện áp càng lớn thì chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của thiết bị dùng điện càng thấp.
Theo định nghĩa độ lệch điện áp bằng:
(V)
Độ lệch điện áp tính theo phần trăm so với điện áp định mức bằng:
Trong đó:
U: điện áp thực tế đặt vào phụ tải (V)
Uđm: điện áp định mức của mạng điện (V)
Độ lệch điện áp sinh ra ở nơi tiêu thụ điện là do:
Nguyên nhân phát sinh là ở bản thân các hộ dùng điện, phụ tải của hệ thống dùng điện luôn luôn thay đổi làm cho sự phân bố công suất trong mạng điện cũng thay đổi theo.
Độ lệch điện áp cao nhất thường xuất hiện trong lúc sự cố dây đứt hoặc máy phát lớn nhất của nhà máy bị hỏng phải ngừng hoạt động.
Do sự thay đổi tình trạng làm việc của hệ thống điện chẳng hạn như việc thay đổi phương thức vận hành của nhà máy điện hoặc sự thay đổi nào đó trong sơ đồ mạng điện cũng làm cho sự phân bố công suất trong mạng điện thay đổi theo làm ảnh hưởng đến tổn thất điện áp, tạo nên các độ lệch về điện áp khác nhau ở các nơi dùng điện.
Trên thực tế không thể nào giữ được điện áp ở phụ tải luôn luôn đúng bằng định mức, nhưng nếu giữ được độ lệch điện áp tương đối nhỏ thì các phụ tải vẫn giữ được chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật tốt.
Chương II. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP
Các phương pháp điều chỉnh điện áp
Để điều chỉnh điện áp ta có thể sử dụng các phương pháp sau đây:
Điều chỉnh điện áp máy phát điện bằng điều chỉnh dòng điện kích từ máy phát.
Điều chỉnh điện áp đầu ra của máy biến áp tăng áp và của máy biến áp giảm áp bằng cách đặt đầu phân áp cố định hoặc điều áp dưới tải.
Điều chỉnh điện áp trên đường dây tải điện bằng máy biến áp điều chỉnh và máy biến áp bổ trợ.
Đặt các thiết bị bù ngang có điều chỉnh để thay đổi tổn thất điện áp trên đường dây, có thể dùng bộ tụ điện, máy bù đồng bộ hoặc động cơ điện đồng bộ có điều chỉnh kích từ.
Đặt thiết bị bù dọc trên đường dây để thay đổi điện kháng đường dây nhằm thay đổi tổn thất điện áp.
Về địa điểm thực hiện điều chỉnh điện áp, có thể ở nhà máy điện, trên mạng điện khu vực và ở mạng điện địa phương hoặc đặt ngay tại thiết bị dùng điện.
Theo bản chất vật lý chỉ có hai phương pháp điều chỉnh điện áp, hoặc tăng thêm nguồn công suất phản kháng (phương pháp 1 và 4) hoặc phân bố lại công suất phản kháng trong mạng điện (các phương pháp còn lại), phương pháp sau chỉ có hiệu quả khi hệ thống điện có đủ công suất phản kháng. Khi hệ thống điện thiếu công suất phản kháng, phương pháp duy nhất để điều chỉnh điện áp là tăng thêm các nguồn công suất phản kháng.
Để có thể điều chỉnh tốt điện áp, quá trình điều chỉnh được chia theo thời gian thành ba giai đoạn, mà hệ thống điều chỉnh điện áp của Điện lực Pháp thực hiện có hiệu quả là: điều chỉnh sơ cấp, điều chỉnh thứ cấp và điều chỉnh cấp ba.
Điều chỉnh sơ cấp
Điều chỉnh sơ cấp là quá trình đáp ứng nhanh và tức thời các biến đổi nhanh và ngẫu nhiên của các thiết bị điều chỉnh điện áp máy phát và các máy bù tĩnh. Điều chỉnh sơ cấp thực hiện tự động trong thời gian vài chục phần trăm giây. Điều chỉnh sơ cấp nhằm mục đích giữ điện áp lưới điện ở mức an toàn, tránh nguy cơ suy áp trong điều kiện vận hành bình thường và nhất là khi sự cố.
Điều chỉnh thứ cấp
Điều chỉnh thứ cấp để đối phó với các biến đổi chậm của điện áp. Điều chỉnh thứ cấp hiệu chỉnh lại các giá trị điện áp chỉnh định của các thiết bị điều chỉnh sơ cấp trong miền nó phụ trách và điều chỉnh các tụ bù, các kháng điện và các máy biến áp điều áp dưới tải trong từng miền. Quá trình này kết thúc trong vòng 3 phút.
Điều chỉnh cấp 3
Điều chỉnh cấp 3 để điều hòa mức điện áp giữa các miền điều chỉnh thứ cấp, với mục đích tối ưu hóa mức điện áp của hệ thống điện theo tiêu chuẩn kinh tế và an toàn. Quá trình này có thể thực hiện bằng tay hay tự động. Thực hiện nhiệm vụ này do hệ thống điều độ trung tâm thục hiện.
Chương III. CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP
Việc điều chỉnh điện áp trong phạm vi cho phép là vấn đề phức tạp vì hệ thống liên kết nhiều nguồn với nhiều phụ tải ở mọi cấp bậc của hệ thống điện. Kết quả là giữ điện áp chỉ ở một điểm của hệ thống là chưa đủ mà trái lại phải giữ ở nhiều điểm ở mọi cấp bậc theo chiều ngang cũng như chiều dọc của hệ thống.
Nói cách khác, vấn đề điều chỉnh điện áp là xuyên suốt toàn bộ hệ thống và đòi hỏi một số lượng lớn các thiết bị đặt trong hệ thống để phục vụ cho hệ thống này.
Việc lựa chọn và phối trí các thiết bị điều áp là một trong những vấn đề lớn của kỹ thuật hệ thống điện.
Các thiết bị sử dụng để điều chỉnh điện áp gồm có:
Đầu phân áp của máy biến áp
Máy biến áp điều áp dưới tải
Máy biến áp bổ trợ và máy biến áp điều chỉnh đường dây
Máy bù đồng bộ
Bộ tụ điện có điều chỉnh
Động cơ đồng bộ có điều chỉnh kích từ.
1. Đầu phân áp của máy biến áp
Ở đầu dây cao áp của máy biến áp ngoài đầu ra chính còn có các đầu ra phụ gọi là đầu phân áp. Các đầu phân áp cho phép thay đổi số vòng dây của cuộn cao máy biến áp và do đó thay đổi hệ số biến áp của máy biến áp.
2. Máy biến áp điều áp dưới tải
Máy biến áp điều áp dưới tải là loại máy biến áp có thể thay đổi đầu phân áp khi đang mang tải. Máy biến áp điều áp dưới tải khác các loại máy biến áp thông thường ở chổ là có bộ chuyển đổi đầu phân áp dưới tải, có đầu phân áp nhiều hơn và phạm vi điều áp rộng hơn.
3. Máy biến áp bổ trợ và máy biến áp điều chỉnh đường dây
Máy biến áp bổ trợ cùng với máy biến áp động lực được sử dụng rộng rãi trong mạng điện để điều chỉnh điện áp dưới tải. Máy biến áp bổ trợ có một cuộn dây được nối tiếp với đường dây có thể thay đổi được điện áp. Cuộn dây này được cung cấp điện từ cuộn thứ cấp của máy biến áp phụ. Cuộn sơ cấp của máy biến áp phụ nhận điện từ mạng điện.
Tùy theo cách đấu nối cuộn dây của máy biến áp bổ trợ và của máy biến áp phụ, ta có thể tạo được sức điện động phụ E lệch pha hoặc cùng pha với điện áp.
Để điều chỉnh điện áp ngang thì điện áp đặt vào cuộn dây của máy biến áp bổ trợ phải vuông góc với pha đang khảo sát.
Để điều chỉnh điện áp dọc thì cuộn sơ của máy biến áp phụ được nối vào cùng với pha đang khảo sát.
Bộ điều chỉnh đường dây chỉ sử dụng có một máy biến áp. Cuộn thứ cấp của máy biến áp được nối nối tiếp trên đường dây, có thể làm tăng hoặc làm giảm điện áp trên đường dây đó. Các mạng điện công nghiệp, đại bộ phận điều dùng máy biến áp điều chỉnh đường dây.
4.Máy bù đồng bộ
Máy bù đồng bộ là động cơ đồng bộ làm việc trong chế độ không tải – không có tải trên trục của nó. Nếu bỏ qua tổn thất không tải, có thể coi như máy bù đồng bộ không tiêu tốn công suất tác dụng mà chỉ sản xuất công suất phản kháng. So với động cơ đồng bộ thông thường thì máy bù đồng bộ có trục nhỏ hơn nên có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn.
Máy bù đồng bộ là nguồn công suất phản kháng rất linh động vì công suất phản kháng của nó có thể thay đổi liên tục về độ lớn và về chiều từ công suất phản kháng sang công suất dung hầu nhưng rất đơn giản bằng cách thay đổi từ trường kích thích.
Công suất phản kháng cung cấp bởi máy bù đồng bộ có khuynh hướng tăng khi điện áp thanh cái giảm, kết quả là máy bù đồng bộ vận hành tốt hơn tình trạng hệ thống có sự cố và giảm được nhấp nháy về ánh sáng.
Máy bù đồng bộ có thể quá tải ngắn hạn bằng cách điều chỉnh kích thích và làm giảm được sự nhấp nháy về ánh sáng.
Vì máy bù đồng bộ có thể sinh ra công suất phản kháng và cũng có thể tiêu thụ công suất phản kháng, nên máy bù đồng bộ có thể làm giảm hoặc làm tăng điện áp tại phụ tải. máy bù đồng bộ không chịu ảnh hưởng của điện áp mạng điện trong việc sản xuất ra công suất phản kháng, nó chỉ phụ thuộc chủ yếu vào dòng điện kích từ. Dùng máy bù đồng bộ có thể điều chỉnh được điện áp rất trơn (không bị nhảy cấp) và chính xác, vì dòng điện kích từ có thể điều chỉnh liên tục. Gia tiền của mỗi đơn vị dung lượng của máy bù đồng bộ thay đôi theo công suất định mức của nó, cho nên chỉ khi nào dung lượng trên 500 kVA, dùng máy bù đồng bộ mới đảm bảo kinh tế.
Chương IV. CÁC LOẠI ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP
1. Điều chỉnh điện áp bằng tay và tự động
Các quá trình điều chỉnh đòi hỏi sự chỉnh định liên tục đáp ứng với sự thay đổi của điện áp, bao gồm điều chỉnh kích từ máy phát, máy bù đồng bộ, vị trí của các bộ điều chỉnh cảm ứng, nhảy nấc, bộ bù tĩnh,…
Tất cả các phương thức điều chỉnh có thể được thực hiện bằng tay hay tự động.
Các bộ điều chỉnh điện áp trên đường dây nhánh hay tụ bù ngang trong hệ thống phân phối thực tế được điều khiển tự động vì số lượng lớn các thiết bị điều chỉnh và không có người trực, máy phát hay máy bù đồng bộ có người trực có thể được điều chỉnh bằng tay. Tuy vậy, khi sự liên kết hệ thống ngày càng phát triển rộng lớn thì điều khiển tự động kích từ máy phát trở nên thông dụng vì tác dụng rất có lợi về ổn định trong hệ thống.
2. Cân bằng công suất phản kháng và điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện
Vì lý do kinh tế công suất nhà máy chỉ có thể đảm đương một phần yêu cầu công suất phản kháng của phụ tải nhưng phần quan trọng có thể đáp ứng tức thời các biến đổi nhanh công suất phản kháng của phụ tải trong chế độ làm việc bình thường cũng như sự cố phần còn lại phải dùng các thiết bị bù để cung cấp cho phụ tải.
Ta thấy máy phát chỉ cung cấp khoảng 50% tổng yêu cầu công suất phản kháng của hệ thống phần còn thiếu được xử lý sau.
Yêu cầu phụ tải công nghiệp nâng cos( lên 0,85.(tg( = 0,6179), công suất phản kháng được bù là:
0,7.(1,169 – 0,6197) = 0,3845 (kVAr)
Phần công suất bù của xí nghiệp phụ thuộc vào cos( của phụ tải công nghiệp
Phần còn lại do hệ thống phải bù là:
0,547 - 0,3845 = 0,1928 (kVAr)
Như vậy ứng với 1 (kw) công suất phụ tải phải bù khoảng 0,2 (kVAr). Nếu tính đến lưới siêu cao áp thì công suất bù sẽ nhỏ hơn ta thấy công suất bù của hệ thống là để bù vào tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp và lưới điện điều này rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến vị trí đặt bù.
Bù công suất phản kháng để phục vụ điều chỉnh điện áp do vậy điện áp trong chế độ vận hành là tiêu chuẩn kỹ thuật chính để chọn công suất bù. điều chỉnh điện áp trong tụ bù là thao tác các tụ bù cùng với điều chỉnh kích từ ở máy phát điện và điều chỉnh các dầu phân áp ở các biến áp có trang thiệt bị điều áp dưới tải.
Phương thức điều chỉnh điện áp lựa chọn ảnh hưởng nhiều đến bài toán bù nó quyết định mục tiêu cũng như cách thức đặt bù ngượi lại cách thức đặt bù cũng ảnh hưởng lớn đến chất lượng điện áp do đó chúng liên hệ chặt chẽ với nhau dưới đây trình bày phương thức bù công suát phản kháng trên hệ thống điện sua đó sẽ nói vè điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện.
3. Bù công suất phản kháng trong hệ thống điện
Cần xác định vi trí đặt bù điều chỉnh tụ bù tai mỗi vi trí sao cho điện áp tại mọi nút của hệ thống nằm trong phạm vi cho phép trong moi chế độ vận hành bình thường và sự cố.
Chi phí cho bù nhỏ nhất nhưng vẫn đảm bảo:
Điện áp mỗi nút lớn nhất trong giới hạn cho phép
Điều kiện ổn định tĩnh và ổn định điện áp hệ thống được đảm bảo cao nhất trong mọi chế độ vận hành và sự cố.
Có hai con đường cho sự cân bằng công suất cho hệ thống
1. Cưỡng bức phụ tải mà chủ yếu là xí nghiệp công nghiệp phải đảm bảo công suất của họ ở mức cho phép cách này chủ yếu làm giảm công suất phản kháng.
2. Đặt bù công suất phản kháng trong hệ thống điện để giải quyết phần thiếu còn lại.
Cả hai cách đều được sử dụng đồng thời ,trong đó cách thứ 2 do hệ thống điện thực hiện một cách chủ động có tầm quan trọng lớn.
Công suất bù thường được điều chỉnh theo bậc một cách tự động hoặc do nhân viên vận hành trong trường hợp cần thiết để điều chỉnh điện áp có thể sử dụng thiết bị bù được điểu chỉnh chơn, tức thời theo điện áp vận hành.
Một phần công suất bù thường là phần cố định có thể được phân tán xuống lưới truyền tải để tranh thủ giảm tổn thất trong lưới này.Tuy nhiên phải cân nhắc vì như vậy độ tin cậy của công suất bù này sẽ bị giảm và để an toàn cho hệ thống điện phải tăng hệ số công suất phản kháng lên.
Như vậy sau khi bù cưỡng bức một lượng công suất phản kháng đáng kể lưu thông qua lưới phân phối, lượng công suất phản kháng này được đặt trực tiếp ở nơi thiếu.
Để giảm tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng trên lưới ta có thể thực hiện bù kinh tế.
Bù kinh tế chỉ được thực hiện khi nó mang lại lợi ích kinh tế, nghĩa là lợi ích kinh tế mà nó mang lại lớn hơn chi phí đặt và trạm bù trong xí nghiệp công nghiệp công suất phản kháng phải bù cưỡng bức để đảm bảo cos( cũng được phân bố hợp lý nhằm giảm tối đa tổn thất điện năng.
4. Điều chỉnh điện áp đối ứng
Chúng ta khảo sát cụ thể việc điều chỉnh điện áp đối ứng được sử dụng trên sơ đồ thay thế mô tả trên hình sau. Trên sơ đồ này, máy biến áp được biểu thị bằng hai phần tử là tổng trở máy biến áp và máy biến áp lý tưởng.
Trong đó:
U1 là điện áp trên thanh cái tại đầu nguồn cung cấp điện
U2 là điện áp trên thanh cái điện áp sơ cấp (điện áp cao) của trạm biến áp khu vực
UA là điện áp trên thanh cái điện áp thứ cấp (điện áp thấp) của trạm biến áp khu vực
UB là điện áp tại cuối đường dây trung áp của mạng điện phân phối
là tổn thất điện áp trên đường dây cao áp
là tổn thất điẹn áp trên máy biến áp khu vực
là tổn thất điện áp trên đường dây trung áp AB
Điện áp tại thanh cái cao áp của trạm biến áp khu vực bằng:
U2 = U1 -
Điện áp trên thanh cái cao áp U2 và UA sai khác nhau một giá trị là tổn thất điện áp trong máy biến áp, và qua máy biến áp lý tưởng điện áp được giảm xuống UA tương ứng với hệ số biến áp mà ta cần phải xét đến khi lựa chọn đầu phân áp.
Hình trên trình bày biểu đồ biến thiên điện áp trong hai chế độ phụ tải cực tiểu và phụ tải cực đại (ta dùng ký hiệu 1 để chỉ phụ tải cực tiểu và ký hiệu 2 để chỉ phụ tải cực đại). Trên trục ngang ghi các trị số độ lệch điện áp tính theo phần trăm điện áp định mức.
Đường nét đứt cho thấy rõ nếu hệ số biến áp nT = 1 thì trong chế độ phụ tải cực tiểu, điện áp tại thanh cái thứ cấp A của trạm biến áp khu vực sẽ cao hơn, còn khi phụ tải cực đại lại thấp hơn trị số cho phép, nghĩa là độ lệch điện áp sẽ ra ngoài miền cho phép. Khi đó các phụ tải được đấu vào mạng trung áp (ví dụ tại điểm A và B) sẽ làm việc trong điều kiện không cho phép. Thay đổi hệ số biến áp nT của máy biến áp khu vực, tat hay đổi được UA, nghĩa là ta điều chỉnh được điện áp.
Trong chế độ phụ tải cực tiểu, ta phải hạ thấp điện áp UA đến giá trị lớn hơn điện áp định mức Uđm một chút. Trường hợp này ta phải chọn tỷ số biến áp tiêu chuẩn nT lớn hơn để đạt được điều kiện sau:
Trong chế độ phụ tải cực đại, ta phải tăng điện áp UA đến giá trị lớn hơn Uđm và bằng
Trường hợp này ta phải chọn tỷ số biến áp tiêu chuẩn nT nhỏ hơn, để đạt được điều kiện sau:
Như vậy điện áp tại các điểm trên đường dây trung áp, dù ở xa nguồn cũng như ở gần nguồn điều nằm trong giới hạn cho phép. Tóm lại khi phụ tải cực đại ta phải điều chỉnh tăng điện áp, còn khi phụ tải cực tiểu ta phải điều chỉnh giảm điện áp, việc điều chỉnh như vậy gọi là điều chỉnh đối ứng.
5. Điều chỉnh điện áp bằng cách đặt thiết bị bù ngang
Thiết bị bù được sử dụng để điều chỉnh điện áp khi sử dụng các phương tiện khác không đảm bảo tiêu chuẩn về chất lượng điện năng. Thiết bị bù thường dùng là tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ hoặc các động cơ đồng bộ có thể điều chỉnh kích từ.
Việc sử dụng thiết bị bù còn có lợi là nâng cao tính kinh tế của mạng điện.
Ta xét sơ đồ như hình bên dưới, để đảm bảo điện áp yêu cầu ở thanh cái hạ áp UB, ta cần đặt ở đây thiết bị bù với dung lượng Qb
Trước khi đặt thiết bị bù điện áp ở thanh cái UA có giá trị:
Trong đó:
UA là điện áp ở đầu nguồn
UBo là điện áp ở thanh cái B qui đổi về phía cao áp
P, Q là công suất tác dụng và công suất phản kháng của phụ tải
X, R là thông số của đường dây và máy biến áp
Sau khi đặt thiết bị bù ta có:
Trong đó: UB là điện áp ở thanh cái B qui về phía cao áp
Ta có:
Ta suy ra:
Ta có thể xem:
Do đó ta có:
Như vậy:
Khi thay UB, UBo, X ở các chế độ phụ tải khác nhau ta xác định được dung lượng
bù cần thiết ở mọi chế độ vận hành của mạng điện. Vì UB phụ thuộc vào hệ số biến áp của máy biến áp nên có thể đặt đầu phân áp hợp lý sao cho dung lượng bù cần đặt là bé nhất.
Tiện ích của tụ bù ngang:
Giảm độ sụt áp và sự thay đổi điện áp giữa cực tiểu và cực đại nếu dùng tụ điện tự động đóng theo tải ( tụ ứng động) . Mặt khác, đối với một độ sụt áp cho trước, khả năng tải của đường dây truyền tải phân phối được tăng lên.
Đối với một phụ tải có công suất P cho trước, dòng điện và công suất biểu kiến S tỷ lệ nghịch với hệ số công suất. Do đó việc nâng cao hệ số công suất dẫn đến giảm dòng điện và công suất phụ tải yêu cầu.
Giảm tổn thất công suất tác dụng (RI2), dẫn đến tiết kiệm chi phí vận hành và giảm được yêu cầu công suất tác dụng ở nguồn phát.
Giảm tổn thất công suất phản kháng trên đường dây ( XI2) và giảm yêu cầu công suất phản kháng ở nguồn phát.
6. Điều chỉnh điện áp bằng cách đặt thiết bị bù dọc
Tụ bù đuợc mắc nối tiếp trên đường dây truyền tải, ở khoảng giiữa tải và nguồn cấp dây. Điều này cải thiện ổn đinh tĩnh và ổn đinh động của hệ thống, giảm sụt áp ở phụ tải. Tụ bù dọc có công suất kháng thay đổi tùy theo tải của đường dây.
Tác dụng của tụ bù dọc:
Giảm sụt áp đầu nhận:
Điện áp đầu nhận sau khi bù:
Giảm dao động điện áp, nhấp nháy ánh sáng. Hiện tượng dao động điện áp thường xảy ra khi khởi động động cơ có công suất lớn, hàn điện, hồ quang điện.
Tăng khả năng tải và giới hạn ổn định:
Lượng công suất truyền tải của đương dây( giả sử không tổn hao), trước khi bù:
Nếu VS và VR không đổi thì công suất truyền tải P phụ thuộc vào:
Kháng trở XL của hệ thống giữa VS và VR
Góc lệch
Sau khi bù:
Tụ bù được đưa vào để bù trở kháng của hệ thống:
Tóm lại :
Tụ bù dọc làm giảm độ sụt áp bằng cách bù một phần kháng trở đường dây. Bù dọc không có tác dụng đến hệ số công suất đầu nhận và ảnh hưởng ít đến tổn thất đường dây, nó chỉ làm giảm công suất phản kháng yêu cầu ở đầu phát bằng cách bù một phần tổn thất công s