Chương 6: Nâng cao chất lượng điện năng

Câu 1: Các phương pháp điều chỉnh điện áp trong hệ thống?
Trả lời:
Có 9 phương pháp điều chỉnh điện áp đầu ra của máy phát điện. Cụ thể như sau:
1.1. Điều chỉnh điện áp đầu ra của máy phát điện
Ưu:
Phương pháp này rất kinh tế vì không phải đầu tư gì thêm (thay đổi từ Iktừ => thay đổi Qphản kháng => điều chỉnh được điện áp đầu ra của MFĐ). Tuy nhiên chỉ phù hợp với hệ thống điện độc lập gồm 1 MFĐ và 1 vài phụ tải.
Nhược:
-    Đối với hệ thống điện phức tạp bao gồm 1 vài máy phát và 1 số phụ tải thì rất khó cùng 1 lúc thỏa mãn được yêu cầu điều chỉnh điện áp của tất cả các phụ tải. Khi đó biện pháp này chỉ nhằm mục tiêu chủ yếu là cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống và hỗ trợ cho các biện pháp điều chỉnh khác.
-    Bản thân MFĐ cũng được chế tạo để chịu đựng 1 điện áp nhất định (khoảng 1,1 Udđ) do vậy việc nâng điện áp đầu ra Udđ cũng bị giới hạn.
-    Khi nâng điện áp đầu ra của máy phát điện quá 5%U¬dđ thì cần phải chú ý giảm tải của máy phát tương ứng nếu không máy phát có thể bị quá tải
=> người ta khuyến cáo là không nên tăng điện áp đầu ra của máy biến áp quá 10% Udđ.
1.2. Thay đổi đầu phân áp của các máy biến áp
- Trong các máy biến áp công suất nhỏ (khoảng 1000 kVA trở xuống) thì thường được bố trí 3  5 đầu phân áp. Phạm vi điều chỉnh điện áp trong khoảng 5%Udđ¬. Khi điều chỉnh điện áp phải cắt máy biến cáp ra khỏi lưới (mất điện) => chọn lúc thấp điểm của hệ thống để điều chỉnh.
- Đối với các MBA có công suất lớn đặt tại các TBATG và TBA khu vực thì thường có nhiều đầu phân áp hơn (có thể có 18 đầu phân áp). Phạm vi điều chỉnh điện áp nằm trong 16% Udđ, có thể điều chỉnh điện áp khi mang tải (có điện). Ở các trạm quan trọng còn trang bị thêm thiết bị tự động điều chỉnh điện áp
=> do vậy việc dùng đầu phân áp để điều chỉnh điện áp trong lưới điện thường cho hiệu quả cao nhưng phải đầu tư lớn.
1.3. Thay đổi điện áp của mạng (điện áp vận hành)
    Tổn thất điện áp: 
Cần giảm U => giảm PR, QX và tăng U => tăng điện áp
    Thay đổi hẳn cấp điện áp cần đòi hỏi rất nhiều vốn => chỉ dùng khi lưới quá cũ => thay hẳn bằng lưới điện mới => thay đổi cấp điện áp luôn.
1.4. Thay đổi cấu trúc lưới
- Nâng tiết diện dây dẫn lên
- Kết cấu lại lưới cho hợp lý hơn
1.5. Thay đổi phương thức vận hành
    Tùy thuộc vào yêu cầu phụ tải mà hở mạch khác nhau => hợp lý hóa công suất và cự ly truyền tải ở trong lưới.
1.6. Bù dọc trên đường dây
    Đặt các tụ nối tiếp ở trên đường dây => thay đổi được X của lưới
=> 
Trong đó:    XL phụ thuộc vào bản chất của đường dây
        XC là X của tụ đưa vào
=> X giảm thì U giảm.
1.7. Bù ngang trên đường dây
    Đặt các tụ song song với đường dây => khi có điện => vượt trước dòng điện 900 => sinh công suất phản kháng bơm vào đường dây => Qtruyền tải từ nguồn đến phụ tải giảm => U giảm, P giảm
1.8. Dùng thiết bị tự động điều chỉnh điện áp đặt trên đường dây
    Thiết bị tự động điều chỉnh điện áp đặt ở trên đường dây thực chất là MBA tự ngẫu có trang bị thiết bị tự động điều chỉnh điện áp. Pham vi điều chỉnh điện áp nằm trong khoảng 16% Udđ đấu nối tiếp vào đường dây.
1.9. San bằng đồ thị phụ tải
      thì sẽ dễ chọn phương pháp điều chỉnh điện áp
Câu 2: Ý nghĩa của việc nâng cao cos ?
Trả lời:
    Có 3 ý nghĩa chính:
-    Khi ta nâng cao cos  thì sẽ giảm được Qtt ở phụ tải => giảm được Qtruyền tải trên đường dây => giảm được U, P, A
-    Khi nâng cao cos  sẽ nâng cao khả năng tải của đường dây vào MBA
-    Tăng khả năng phát của máy phát điện

Câu 3: Các biện pháp nâng cao cos  tự nhiên ở các hộ dùng điện?
Trả lời:
    Để nâng cao cos  ở các hộ dùng điện có những giải pháp sau:
-    Hợp lý hóa quá trình sản xuất
-    Giảm thời gian chạy không tải ở các động cơ
-    Thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất hợp lý hơn.
-    Giảm điện áp đặt vào đầu cực của các động cơ thường xuyên làm việc non tải.
-    Nâng cao chất lượng, sửa chữa và bảo dưỡng động cơ.
-    Đồng bộ hóa các động cơ KĐB
-    Thay thế các MBA thường xuyên làm việc non tải bằng các MBA có công suất hợp lý hơn
-    Vận hành kinh tế TBA
Câu 4: Các thiết bị bù công suất phản kháng? Ưu, nhược điểm?
Trả lời:
    Có 4 thiết bị bù công suất phản kháng. Đó là:
4.1. Máy bù đồng bộ
- Thực chất là động cơ KĐB làm việc ở chế độ quá kích thích. Tuy nhiên trên trục không có tải. Nhờ vậy kết cấu nhẹ nhàng hơn ĐC ĐB rất nhiều.
- Ưu:
+ Điều chỉnh trơn công suất phản kháng
    + Ngoài khả năng phát công suất phản kháng còn có khả năng tiêu thụ công suất phản kháng (làm việc thiếu kích thích) để tạo sự cân bằng công suất phản kháng.
    + Công suất phản kháng phát ra tỉ lệ bậc nhất với điện áp đặt ở đầu cực => ít bị ảnh hưởng.
- Nhược:
    + Đắt tiền
    + Có phần quay => làm việc ồn, quản lý vận hành phức tạp
    + Tổn hao trong quá trình làm việc lớn => giá thành 1 đơn vị công suất bù lớn. Giá thành công suất bù phụ thuộc dung lượng.
    + Chế tạo chỉ được máy bù đồng bộ < 500 kVAr
4.2. Tụ điện tĩnh
- Ưu:
    + Không có phần quay => quản lý và vận hành đơn giản
    + Tổn hao trogn quá trình làm việc nhỏ
    + Giá thành một đơn vị công suất bù nhỏ => ít phụ thuộc dung lượng => có thể xé nhỏ dung lượng tụ để đặt vào tải nhằm giảm tối đa tổn thất.
- Nhược:
    + Không thể điều chỉnh trơn => khó điều chỉnh dung lượng bù cho phù hợp, chính xác với yêu cầu thực tế.
    + Tụ rất nhạy cảm với điện áp
=> khi điện áp đặt ở 2 đầu tụ vượt quá 10% Udđ thì rất dễ bị nở tụ
=> Dung lượng Q phát ra của tụ tỉ lệ bình phương lần điện áp đặt ở đầu tụ, do đó khi điện áp lưới tụt xuống cần bù Q.
4.3. Động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích thích
4.4. Động cơ không đồng bộ đã được đồng bộ hóa làm việc ở chế độ quá kích thích

Câu 5: Khái niệm về bài toán bù? Bù kinh tế? Bù cưỡng bức?
Trả lời:
    Bài toán bù trong HTCCĐ là bài toán phải làm sao để nâng cao cos
Câu 6: Các chú ý khi vận hành tụ điện?
Trả lời:
- Thường tụ cho sẵn Q¬tụ
Qtụ = 2f.U2.C [kVAr]    U[kV]
Qtụ = 0,314.U2.C
- Tụ rất nhạy cảm với U => phải đặt U < 1,1 Udđ
- Khi phân bố dung lượng bù mạng trung áp, người ta không đặt Qbù < 100kVAr vì không kinh tế, thiết bị đóng cắt đắt. Còn với lưới 0,4kV thì không đặt Qbù < 30kVAr
- Với tụ cao áp (từ 6kV trở lên) phải đặt ở giá không quá 3 lớp, giữa các lớp phải được làm mát, các tụ cao áp phải được đặt trong phòng riêng, nhiệt độ phòng đặt tụ không được vượt quá 350C. Luôn lắp cầu chì đi cùng với tụ.
- Tụ hạ áp: cho phép đặt cạnh tủ phân phối.