DNP Power >> Galleries >> admin's Galleries >> Galler One >> Bù công suất phản kháng lưới điện

Bù công suất phản kháng lưới điện trung, hạ áp theo chỉ tiêu cosφ

Từ năm 2007 với nỗ lực giảm tổn thất điện năng toàn hệ thống xuống một con số, Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã có chủ trương bù công suất phản kháng trên lưới điện trung, hạ áp để đảm bảo cosφ = 0,95 tại lộ tổng trung áp các TBA 110kV. Đến tháng 9/2009, Tập đoàn lại tiếp tục yêu cầu nâng cao hệ số công suất cosφ tại các điểm này lên 0,98.    

Để làm rõ và thực hiện chương trình bù công suất phản kháng nhằm nâng cao hệ số Cosφ trên lưới điện trung hạ áp, bài viết này giới thiệu phương pháp tính toán phân tích lựa chọn dung lượng, vị trí lắp đặt tụ bù hạ áp và các giải pháp trong công tác quản lý vận hành để bù công suất phản kháng trên lưới điện phân phối theo chỉ tiêu cosφ.

a/ Tính toán lựa chọn dung lượng bù hạ áp:

Tính toán bù công suất phản kháng với công suất tác dụng của phụ tải là P(kW), hệ số công suất trung bình trước khi bù là Cosφtb:

Giả sử ở chế độ phụ tải cực tiểu hệ số tải Ktmin = 0,35, ở chế độ phụ tải cực đại hệ số tải Ktmax = 0,8 (các TBA phụ tải có Ktmax > 0,8 sẽ được đưa vào kế hoạch nâng dung lượng).

Công suất của phụ tải: Ptảimin(max)=Sđm.Ktmin(max).Cosφtb.

Hệ số công suất yêu cầu sau khi bù là: Cosφ2 ≥ 0,98.

Hệ số bù: K= (tgφ1 – tgφ2).

Công suất phản kháng cần bù cho tải: Qbtảimin(max) = Ptảimin(max).K.

Lập bảng tính toán Qbmin(max) và lựa chọn tụ bù cho các TBA phụ tải có công suất từ 250kVA đến 630kVA như sau:

Với kết quả tính toán ở bảng 1, 2: Ví dụ: MBA -250kVA để nâng Cosφtb từ 0,85 lên Cosφ2 đạt 0,98 cần một lượng bù là 70kVAr (với 1 cấp bù nền 30kVAr và 4 cấp đóng cắt: 4x10 kVAr) chọn bộ điều khiển 4 cấp.

Sơ đồ nguyên lý tủ tụ bù có 1 cấp bù nền 10kVAr và 3 cấp đóng cắt 10kVAr

Để đảm bảo tính toán tối ưu dung lượng bù và cấp đóng cắt phù hợp cần phân tích các nội dung sau:

- Lựa chọn cấp bù nền và bù đóng cắt (cấp bù nền được đóng cố định vào lưới điện trong mọi chế độ tải; cấp bù đóng cắt được điều khiển đóng cắt bằng bộ điều khiển (rơle) theo hệ số cosφ): Từ giá trị Qbùmin ta chọn được dung lượng của cấp bù nền. Giá trị dung lượng (Qbùmax-Qbùmin) được chia ra nhiều cấp phù hợp để bù đóng cắt theo hệ số cosφ.

- Lựa chọn công suất TBA phụ tải cần bù để đảm bảo kinh tế: Các TBA phu tải có dung lượng < 250kVA hầu hết được lắp đặt ở các vùng nông thôn, miền núi chủ yếu cấp điện cho ánh sáng sinh hoạt nên hệ số cosφ cao. Ngoài ra, các TBA này nhu cầu bù công suất vô công thường ≤ 40kVAr (1x20+1x20), với việc đầu tư 01 tủ tụ bù với 2 cấp đóng cắt (40kVAr) có giá thành lắp đặt tủ tương đương với các tụ có dung lượng cao hơn. Như vậy để đảm bảo kinh tế nên bù các TBA phụ tải có công suất Sđm ≥ 250kVA và hệ số phụ tải k≥ 0,35.

- Lựa chọn bộ điều khiển (rơle) để điều khiển đóng cắt tụ: Từ việc phân chia các cấp điều khiển ở bảng 2, để lựa chọn loại rơle có số cổng phù hợp sử dụng được cho nhiều loại tủ có dung lượng khác nhau và có giá thành phù hợp nên chọn loại rơle điều khiển có 4 cổng cho các tủ tụ bù có dung lượng từ 60 kVAr đến 120kVAr và loại rơle điều khiển có 5 cổng cho các tủ tụ bù có dung lượng bù từ 130kVAr đến 180kVAr.

- Phân tích kiểm tra kết quả tính toán trên chương trình phần mềm PSS/ADEPT: Từ việc lựa chọn cấp tụ bù cố định là bội số của 30kVAr và cấp bù đóng cắt bội số của 10kVAr sử dụng module CAPO (bù tối ưu) của chương trình PSS/ADEPT tính toán phân tích lựa chọn các TBA phụ tải bù phù hợp và kiểm tra hệ số cosφ tại các TBA phụ tải và đầu xuất tuyến trung thế các TBA 110kV để đảm bảo yêu cầu đặt ra.

b/ Về công tác quản lý vận hành: Để nâng cao hệ số Cosφ tại các cơ sở sản xuất, và hệ số cosφ tại các xuất tuyến trung thế các TBA 110kV cần thiết có các biện pháp tuyên truyền và giải pháp kỹ thuật sau:

- Tuyên truyền giải thích cho khách hàng biết về hiệu quả kinh tế mang lại do việc tăng hệ số Cosφ: Chất lượng điện áp ổn định, tổn thất điện năng giảm, giảm tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm. Ngoài ra, cũng nên đưa ra các số liệu về việc nâng cao chất lượng sản phẩm do cải thiện được chất lượng điện áp, giảm giá thành sản phẩm do tiết kiệm được điện năng và tăng năng suất, tăng tuổi thọ dây chuyền công nghệ do hạ thấp được dòng điện toàn phần…

- Do tình hình phát triển phụ tải, cấu trúc lưới điện phân phối thường xuyên thay đổi nên một số vị trí tụ bù đã lắp đặt trên lưới sẽ không còn phù hợp (không tối ưu), vì vậy cần theo dõi hệ số công suất đầu nguồn và các thay đổi của phụ tải để có tính toán phân tích hoán chuyển kịp thời các vị trí tụ bù trên lưới không đảm bảo tối ưu theo định kỳ hàng năm.

- Do đặc thù phụ tải và lưới điện của Công ty Điện lực 3 (Tổng Công ty Điện lực miền Trung) có nhiều nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ đấu nối trên lưới điện, nên cần phải có tính toán cụ thể phương thức vận hành lưới điện trung hạ áp, lựa chọn thời điểm đóng cắt tụ bù hợp lý và lựa chọn nấc phân áp các MBA để đảm bảo điện áp trong mức cho phép của thiết bị và giảm TTĐN trên lưới điện.

- Thường xuyên cập nhật thống kê theo dõi tình hình vận hành của các tụ bù trung hạ thế của ngành điện và khách hàng trên lưới điện và hệ số cosφ tại thanh cái trung áp các TBA 110kV để có sự phân tích và chỉ đạo kịp thời trong công tác vận hành nhằm đảm bảo hệ số cosφ.

- Theo dõi chặt chẽ để tránh tình trạng quá bù vào những giờ thấp điểm hoặc giờ bình thường, cơ cấu phụ tải thay đổi không cần tiêu thụ nhiều công suất phản kháng. Trong quá trình bù theo cosφ đến 0,95 (hoặc 0,98) nếu để xảy ra tình trạng quá bù vào giờ thấp điểm thì tổn thất điện năng sẽ tăng cao.

- Điều độ vận hành các nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ phát công suất phản kháng phù hợp với yêu cầu của hệ thống điện, đảm bảo cân bằng công suất phản kháng tại các nút trên lưới điện nhằm duy trì hệ số cosφ theo yêu cầu.

- Tính toán lắp đặt các tụ bù càng gần phụ tải tiêu thụ càng tốt để giảm tổn thất điện năng do truyền tải công suất vô công từ vị trí bù đến phụ tải.

Kết luận:

Tóm lại để thực hiện chương trình bù công suất phản kháng theo chỉ tiêu cosφ mà Tập đoàn giao có hiệu quả và giảm tổn thất điện năng trên lưới điện cần triển khai thực hiện đồng bộ nhiều biện pháp: tính toán lắp đặt tụ bù hợp lý, tuyên truyền vận động khách hàng bù công suất phản kháng tại phụ tải và tăng cường công tác quản lý vận hành lưới điện với các biện pháp cụ thể nêu trên.