Ở Việt Nam, điện áp không ổn định là vấn đề khá phổ biến. Và biến động điện áp có thể ảnh hưởng đến các thiết bị điện. Sau đây là sự ảnh hưởng cụ thể của biến động điện áp tới hệ thống điện và  biện pháp điều chỉnh, thay đổi tổn thất điện áp.

Ảnh hưởng của điện áp tới hệ thống điện

Đối với lưới điện

Điện áp giảm so với định mức sẽ làm giảm công suất phản kháng phát ra. Điện áp tăng so với định mức sẽ làm tăng tổn hao không tải máy biến áp, đưa đến nóng cục bộ, hỏng cách điện khi nhiệt độ quá cao, tăng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây .

Đối với động cơ điện

Khi điện áp giảm, moment quay và tốc độ động cơ không đồng bộ giảm, dòng stator tăng làm phát nóng, động cơ khó khởi động, thời gian khởi động kéo dài.

Đối với thiết bị chiếu sáng:

Đèn bị giảm quang thông khi điện áp giảm, giảm 50% tuổi thọ khi điện áp tăng 5%, dẫn đến cháy đèn khi điện áp tăng 10-20%. Đèn huỳnh quang giảm tuổi thọ 20-30% khi điện áp tăng 10%, khó khởi động khi điện áp giảm và không khởi động được khi điện áp giảm 20%.

Đối với phụ tải nhiệt :

Công suất tăng tỷ lên với bình phương điện áp .

Các biện pháp điều chỉnh điện áp

Có nhiều cách để điều chỉnh điện áp, ta có thể phân ra như sau :

Theo nguyên lý:

Tăng nguồn công suất phản kháng (Tăng kích từ máy phát, đặt bù ngang) hay phân bố lại công suất phản kháng trên lưới (máy biến áp bổ trợ đường dây, máy biến áp có đổi nấc, thiết bị bù dọc) khi hệ thống điện có đủ công suất phản kháng.

Theo cách thực hiện:

Thay đổi tổn hao điện áp trong các phần tử của lưới (thay đổi phụ tải, thay đổi thông số lưới…) hay thay đổi ở đầu cung cấp hoặc ở đầu nhận điện (nấc máy biến áp). Thay đổi kết dây trên lưới…

Theo cách điều chỉnh:

Tập trung để thay đổi điện áp toàn khu vực và cục bộ, chỉ thay đổi mức điện áp của một bộ phận nào đó của lưới.

Việc áp dụng từng biện pháp được xác định tuỳ theo điều kiện chiều dài, sơ đồ lưới, giá điện, cân bằng công suất phản kháng.

Cách thay đổi tổn thất điện áp

Tổn thất điện áp trong các phần tử của lưới (đường dây, máy biến áp) được xác định theo công thức sau:

Tức là phụ thuộc Uđm, phụ tải (P,Q) và thông số lưới (R,X).

Nếu thay đổi Uđm để giảm ΔU thì thường không kinh tế vì Uđm được chọn trên cơ sở tính toán kinh tế kỹ thuật, xét đến vốn đầu tư và chi phí xây dựng và chi phí vận hành lưới, do đó thực tế chỉ thay đổi phụ tải và thông số lưới.

Thay đổi phụ tải

Phụ tải lưới được xác định bằng công suất tiêu thụ của các phụ tải và tổn hao trong các phần tử trên lưới.

Công suất Q do máy phát cung cấp nên không thể thay đổi chỉ với mục đích thay đổi ΔU. Trái lại, công suất phản kháng Q còn được cung cấp từ tụ điện, động cơ đồng bộ làm theo chế độ quá kích thích (máy bù đồng bộ) nên công suất Q cần thiết được cung cấp một phần từ máy phát của các nhà máy diện, một phần từ các thiết bị bù đặt gần các hộ tiêu thụ.

Công suất Q phát từ hai nguồn nói trên có thể thay đổi phụ tải phản kháng Q của lưới trên đoạn giữa các nguồn này, tức là thay đổi tổn thất điện áp trên đoạn đó .

Muốn thay đổi điện áp ở cuối mạch điện từ U2 đến U2‘ phải đặt tại đây thêm một công suất bù.

X : Trở kháng tổng của tất cả các phần tử nối tiếp trong lưới mà phụ tải phản kháng của chúng thay đổi khi có Qb.

Để nâng điện áp cuối lưới: U2‘ > U2 ta có Qb > 0 đặt tại thiết bị, bù phát công suất phản kháng.

Để giảm điện áp cuối lưới: U2‘ < U2 ta có Qb < 0 đặt tại thiết bị, tiêu thụ công suất phản kháng lưới.

Đây là phương pháp đặt các thiết bị bù ngang như tụ, máy bù đồng bộ, động cơ đồng bộ có điều chỉnh kích từ… để thay đổi tổn hao điện áp trên đường dây. Trường hợp U2 là điện áp thanh cái các trạm biến áp trung gian thì chọn nấc biến áp sao cho Qcần thiết là nhỏ nhất.

Thay đổi thông số lưới:

Thông số lưới tuỳ thuộc vật liệu, tiết diện dây dẫn, cấu tạo lưới (đường dây, cáp ngầm…), số mạch làm việc song song.

Khi phụ tải thay đổi có thể thay đổi thông số lưới bằng cách thay đổi số đường dây, hay số máy biến áp làm việc song song.

  • Số đường dây làm việc song song xác định theo điều kiện đảm bảo cung cấp điện liên tục, đảm bảo công suất tải. Tăng số đường dây làm việc song song chỉ nhằm giảm tổn hao điện áp thì không kinh tế bởi vì sẽ tăng vốn đầu tư và chi phí xây dựng.
  • Khi giảm phụ tải, cắt bớt máy biến áp làm việc song song sẽ có lợi hơn là cắt đường dây vì tổn hao điện năng thấp hơn và tính đảm bảo của máy biến áp cũng cao hơn .

Ngoài ra cũng có thể giảm tổn thất điện áp bằng phương pháp bù dọc, tức là đấu nối tiếp tụ điện vào từng pha của đường dây để bù điện kháng Xd của đường dây, giảm thành phần cảm kháng của tổn hao điện áp trên đường dây.

Tuy vậy phương pháp này chỉ phù hợp ở các đường dây có thành phần kháng trở lớn ( cos φ ≤ 0,7 – 0,8 ) chỉ khi cos φ ≈ 1 tổn hao điện áp trên đường dây do Rd quyết định, bù Xd không còn ý nghĩa.


VNK gửi tặng bạn cuốn sách “gối đầu giường” dành cho dân điện-điện tử.
Tải ngay: 1500 Câu hỏi về điện

Đặt câu hỏi hoặc để lại bình luận

avatar
  Subscribe  
Notify of