LêLê ViệtViệt TiếnTiến
EPSDEPSD, SEE, , SEE, HUSTHUST
1.1. GiớiGiới thiệuthiệu
2.2. Ý Ý nghĩanghĩa củacủa việcviệc nângnâng caocao hệhệ sốsố côngcông suấtsuất
NỘI DUNGNỘI DUNG
3.3. PhânPhân phốiphối dung dung lượnglượng côngcông suấtsuất phảnphản
khángkháng
4.4. ChọnChọn tụtụ điệnđiện
1. 1. GiớiGiới thiệuthiệu
1.1. 1.1. HệHệ sốsố côngcông suấtsuất
•• HệHệ thốngthống xoayxoay chiềuchiều, , phụphụ tảitải nhậnnhận điệnđiện từtừ nguồnnguồn baobao
gồmgồm::
––
CôngCông suấtsuất táctác dụngdụng
(kW).
––
CôngCông suấtsuất phảnphản khángkháng
(kVAr). (máy biến áp hoặc động cơ…,
dùng
để
tạo
ra
từ
trường
)
dùng
để
tạo
ra
từ
trường

)
•• Tam Tam giácgiác côngcông suấtsuất vàvà hệhệ sốsố côngcông suấtsuất
P (W)P (W)
Q (Q (VArVAr))
θθ
1cos
22
≤
+
==θ
QP
P
S
P
Hệ số công suất càng lớn thì giá
trị P càng gần S
1. 1. GiớiGiới thiệuthiệu
1.2. 1.2. NhuNhu cầucầu sửsử dụngdụng côngcông suấtsuất phảnphản khángkháng
•• MáyMáy biếnbiến ápáp (20%(20% 25%): Do 25%): Do cuộncuộn dâydây vàvà cảmcảm khángkháng
•• ĐườngĐường dâydây (5%):(5%):
•• ĐộngĐộng cơcơ (60%(60% 65%):65%):
••
TảiTải
kháckhác
••
TảiTải
kháckhác
1. 1. GiớiGiới thiệuthiệu
1.3. 1.3. NhữngNhững lợilợi ịchịch do do tăngtăng hệhệ sốsố côngcông suấtsuất
•• CôngCông suấtsuất phátphát, , giảmgiảm sứcsức épép phátphát côngcông suấtsuất phảnphản

khángkháng củacủa hệhệ thốngthống::
θ
⋅
⋅
=
cos
rper
VIP
•• GiảmGiảm tổntổn thấtthất côngcông suấtsuất vàvà tổntổn thấtthất điệnđiện năngnăng ((đườngđường
dâydây vàvà máymáy biếnbiến ápáp):):
R
P
P
⋅
=
∆
2
R
V
P
P
r
⋅
θ
=
∆
22
cos
•• CảiCải thiệnthiện tổntổn thấtthất điệnđiện ápáp vàvà tăngtăng doanhdoanh thuthu
r

V
XRP
V
)tan(
θ
+
=∆
•• GiảmGiảm giágiá phátphát côngcông suấtsuất: : GiảmGiảm nhunhu cầucầu sửsử dụngdụng hệhệ sốsố
•• LàmLàm giảmgiảm chi chi phíphí đầuđầu tưtư
2
~ VP
Lighting
1. 1. GiớiGiới thiệuthiệu
1.3. 1.3. NhữngNhững lợilợi ịchịch do do tăngtăng hệhệ sốsố côngcông suấtsuất
•• TăngTăng khảkhả năngnăng truyềntruyền tảitải côngcông suấtsuất táctác dụngdụng củacủa
đườngđường dâydây::
U
QP
I
cp
.
3
22
+
=
hay hay làlà
2
3 QIUP
cp
−=

U
.
3
•• NângNâng caocao hệhệ sốsố côngcông suấtsuất đượcđược thựcthực hiệnhiện bằngbằng cáchcách
bùbù côngcông suấtsuất phảnphản khángkháng
1. 1. GiớiGiới thiệuthiệu
1.4. 1.4. CácCác địnhđịnh nghĩanghĩa vềvề hệhệ sốsố côngcông suấtsuất
•• HệHệ sốsố côngcông suấtsuất tứctức thờithời ( ):( ):
IU
P
S
P
.3
cos ==
ϕ
1
cos
t
ϕ
•• HệHệ sốsố côngcông suấtsuất trungtrung bìnhbình( ): ( ): giágiá trịtrị trungtrung bìnhbình
củacủa
hệhệ
sốsố
côngcông
suấtsuất
tứctức
thờithời

tb
ϕ

cos
củacủa
hệhệ
sốsố
côngcông
suấtsuất
tứctức
thờithời

•• HệHệ sốsố côngcông cuấtcuất tựtự nhiênnhiên ( ): ( ): làlà hệhệ sốsố côngcông
suấtsuất trungtrung bìnhbình trongtrong thờithời giangian 1 1 nămnăm
tn
ϕ
cos
2. 2. CácCác biệnbiện pháppháp nângnâng caocao hệhệ sốsố côngcông suấtsuất
2.1. 2.1. NângNâng caocao hệhệ sốsố côngcông suấtsuất tựtự nhiênnhiên
•• ThayThay đổiđổi vàvà cảicải tiếntiến qui qui trìnhtrình côngcông nghệnghệ củacủa thiếtthiết bịbị điệnđiện
saosao chocho hợphợp lýlý nhấtnhất
•• HạnHạn chếchế độngđộng cơcơ chạychạy khôngkhông tảitải theotheo haihai cáchcách::
•• HợpHợp lýlý hóahóa cáccác thaothao táctác đểđể cáccác máymáy côngcông táctác cócó thờithời giangian mangmang tảitải
tốitối đađa
•• ĐặtĐặt thiếtthiết bịbị hạnhạn chếchế thờithời giangian khôngkhông tảitải
•• ThayThay độngđộng cơcơ khôngkhông đồngđồng bộbộ làmlàm việcviệc non non tảitải bằngbằng độngđộng cơcơ
cócó côngcông suấtsuất nhỏnhỏ
•• DùngDùng độngđộng cơcơ đồngđồng bộbộ thaythay thếthế chocho độngđộng cơcơ khôngkhông đồngđồng
bộbộ ((máymáy nénnén khíkhí, , quạtquạt thôngthông giógió, , bơmbơm).).
•• NângNâng caocao chấtchất lượnglượng sửasửa chữachữa độngđộng cơcơ
•• ThayThay máymáy biếnbiến ápáp làmlàm việcviệc non non tảitải bằngbằng máymáy biếnbiến ápáp cócó
côngcông suấtsuất nhỏnhỏ hơnhơn
2. 2. CácCác biệnbiện pháppháp nângnâng caocao hệhệ sốsố côngcông suấtsuất

2.2. 2.2. NângNâng caocao bằngbằng bùbù côngcông suấtsuất phảnphản khángkháng
•• XácXác địnhđịnh dung dung lượnglượng bùbù côngcông suấtsuất phảnphản khángkháng
PSPS
TảiTải
PP
Q’= Q Q’= Q QQ
cc
PP
VArVAr
QQ
cc
θθ''
QQ
cc
Q’Q’
PP
θθ
S’S’
SS
)'tan(tan'
θ
−
θ
=
−
=
PQQQ
c
θ: Góc ứng với hệ số công suất tự nhiên
θ': Góc ứng với hệ số công suất yêu cầu

sau khi bù
••
TụTụ điệnđiện tĩnhtĩnh
::
++ TổnTổn thấtthất côngcông suấtsuất vàvà điệnđiện năngnăng trêntrên thiếtthiết bịbị bùbù thấpthấp
++ DễDễ tháotháo lắplắp
++ HiệuHiệu suấtsuất sửsử dụngdụng caocao vìvì cócó thểthể dùngdùng nhiềunhiều tụtụ cócó điệnđiện dung dung
nhỏnhỏ
ghépghép
lạilại
vàvà
điềuđiều
chỉnhchỉnh
sốsố
lượnglượng
tụtụ
bùbù

2. 2. CácCác biệnbiện pháppháp nângnâng caocao hệhệ sốsố côngcông suấtsuất
2.2. 2.2. CácCác loạiloại thiếtthiết bịbị bùbù
nhỏnhỏ
ghépghép
lạilại
vàvà
điềuđiều
chỉnhchỉnh
sốsố
lượnglượng
tụtụ
bùbù


++ VốnVốn đầuđầu tưtư thấpthấp
–– NhạyNhạy vớivới giaogiao độngđộng điệnđiện ápáp vìvì dung dung lượnglượng bùbù tỷtỷ lệlệ vớivới bìnhbình
phươngphương điệnđiện ápáp. .
–– KếtKết cấucấu kémkém chắcchắc chắnchắn. . KhiKhi quáquá ápáp trêntrên 10% 10% tụtụ cócó thểthể nổnổ, ,
cháycháy
–– KhiKhi đóngđóng tụtụ cócó dòngdòng điệnđiện xungxung kíchkích, , khikhi cắtcắt cócó tồntồn tạotạo điệnđiện ápáp
dưdư
⇒⇒
TụTụ bùbù tĩnhtĩnh dùngdùng trongtrong cáccác lướilưới điệnđiện ápáp địnhđịnh mứcmức đếnđến 35kV, 35kV, vớivới
dung dung lượnglượng bùbù thấpthấp ((QbQb<5000kVAr)<5000kVAr)
••
MáyMáy bùbù đồngđồng bộbộ
::
++ CóCó thểthể chạychạy đượcđược haihai chếchế độđộ ((thuthu vàvà phátphát côngcông suấtsuất phảnphản
khángkháng
++ ĐiềuĐiều chỉnhchỉnh đượcđược điệnđiện ápáp đầuđầu cựccực máymáy bùbù
++
KhôngKhông
phụphụ
thuộcthuộc
điệnđiện
ápáp
lướilưới

2. 2. CácCác biệnbiện pháppháp nângnâng caocao hệhệ sốsố côngcông suấtsuất
2.2. 2.2. CácCác loạiloại thiếtthiết bịbị bùbù
++
KhôngKhông
phụphụ

thuộcthuộc
điệnđiện
ápáp
lướilưới

–– QuảnQuản lýlý vàvà vậnvận hànhhành khókhó khănkhăn (do (do cócó phầnphần quay).quay).
–– LắpLắp rápráp, , bảobảo dưỡngdưỡng vàvà sửasửa chữachữa phứcphức tạptạp
–– VốnVốn đầuđầu tưtư lớnlớn
⇒⇒
DùngDùng chocho phụphụ tảitải côngcông suấtsuất lớnlớn vàvà bùbù tậptập trungtrung tạitại cáccác nútnút
phụphụ tảitải lớnlớn
3. 3. PhânPhân phốiphối dung dung lượnglượng bùbù
3.1. 3.1. ChọnChọn vịvị trítrí đặtđặt thiếtthiết bịbị bùbù
•• ThiếtThiết bịbị bùbù thườngthường đượcđược đặtđặt gầngần vớivới phụphụ tảitải cầncần bùbù, , cócó
2 2 quanquan điểmđiểm đặtđặt: :
–– ĐặtĐặt tậptập trungtrung: : ThườngThường tạitại cáccác trạmtrạm biếnbiến ápáp. . ƯuƯu
điểmđiểm: : dễdễ vậnvận hànhhành vàvà tựtự độngđộng hóahóa, , tậntận dụngdụng hếthết
côngcông suấtsuất
–– ĐặtĐặt phânphân tántán: : TạiTại
cáccác tủtủ phânphân phốiphối, , tủtủ
độngđộng lựclực hoặchoặc tạitại
từngtừng phụphụ tảitải
•• HaiHai trườngtrường hợphợp phânphân phốiphối dung dung lượnglượng bùbù trongtrong mạngmạng
điệnđiện xíxí nghiệpnghiệp côngcông nghiệpnghiệp: :
•• TínhTính dung dung lượnglượng bùbù đặtđặt ở ở phíaphía caocao ápáp vàvà hạhạ ápáp củacủa máymáy biếnbiến ápáp
•• PhânPhân phốiphối dung dung lượnglượng bùbù trongtrong mạngmạng điệnđiện hìnhhình tiatia vàvà liênliên thôngthông
3. 3. PhânPhân phốiphối dung dung lượnglượng bùbù
3.3. 3.3. BàiBài toántoán phânphân phốiphối dung dung lượnglượng
SS
QQ

•• GiảGiả thiếtthiết::
––
ẢnhẢnh
hưởnghưởng
củacủa
QQ
đếnđến
hệhệ
sốsố
tảitải
Q Q ∆∆QQ
CC
QQ
CHCH
QQ
CLCL
QQ
CHCH
RR
TT
RR
LL
SS
QQ
Q Q QQ
CLCL
QQ
CLCL
QQ
––

ẢnhẢnh
hưởnghưởng
củacủa
QQ
cc
đếnđến
hệhệ
sốsố
tảitải
nhỏnhỏ, , bỏbỏ qua.qua.
–– TổngTổng dung dung lượnglượng bùbù khôngkhông đổiđổi
constQQQ
CLCHC
=
+
=
∆
•• HàmHàm chi chi phíphí::
MinZZZ
⇒
+
=
21
K: Hằng số, K = K
e
+ K
o
(Chương 4)
IC
CH

, IC
CL
: Suất vốn đầu tư cho một đơn vị dung lượng bù phía cao
áp và hạ áp ($/kVAr)
(
)
CLCLCHCH
ICQICQKZ
1
+
=
(
)
(
)
EL
C
T
CL
cTLsFR
V
QQ
R
V
QQ
Z ⋅⋅⋅







⋅
∆−
+⋅
−
= )(
2
2
2
2
2
R
L
: Điện trở đường dây; R
T
: Điện trở trạm
LsF: Hệ số tổn hao; T=8760h/yr; c
E
: Giá một đơn vị điện($/kWh)
Q: Công suất phản kháng trước bù (kVAr); V: Điện áp hệ thống (kV)
(
)
ET
CHCL
CL
cTLsFR
VKICIC
QQ
⋅⋅⋅⋅

⋅⋅−
−=
)(2
2
CLCCH
QQQ
−
∆
=
0=
CL
dQ
dZ
⇒
•• PhânPhân phốiphối dung dung lượnglượng bùbù trongtrong mạngmạng hìnhhình tiatia
3. 3. PhânPhân phốiphối dung dung lượnglượng bùbù
3.3. 3.3. BàiBài toántoán phânphân phốiphối dung dung lượnglượng
QQ
11
rr
11
rr
22
11
22
00
QQ
C1C1
QQ
constQQ

n
k
CkC
==∆
∑
=1
•• HàmHàm chi chi phíphí::
rr
nn

22
nn
00
QQ
22
QQ
C2C2


QQ
CnCn
QQ
nn
(
)
MincTLsFr
V
QQ
QICKZ
n

k
Ek
Ckk
CkC
⇒






⋅⋅⋅⋅
−
+⋅⋅=
∑
=1
2
2
)(
Chọn
(
)
0)(
.2
.
2
=⋅⋅⋅⋅
−
−=
∂

∂
Ek
Ckk
C
Ck
cTLsFr
V
QQ
ICK
Q
Z
( )
E
C
kCkk
cTLsF
VICK
rQQ
) (2

.
2
=−
nk
k
Ckk
r
QQ
,1=
λ

=−
⇒
E
C
cTLsF
VICK
) (2

2
=λ
⇒
(1)
k
E
Chọn
⇒
( )
∑∑
==
⋅λ=−
n
k
k
n
k
Ckk
r
QQ
11
1

(
)
eqC
RQQ
∆
−
=
λ
(2)
Thay (2) vào (1) ta có:
(
)
nk
eq
k
C
kCk
R
r
QQ
QQ
,1=
⋅
∆
−
−=
1
1
1
−

=








=
∑
n
k
k
eq
r
R
Trong đó
VD. 1. Mạng hình tia bốn nhánh, tổng dung lượng bù cho mạng là
1200kVAr. Thông số các nhánh như sau:
r
1
= 0.1Ω; Q
1
= 400 kVAr
r
2
= 0.05Ω ; Q
2
= 400 kVAr Xác định Q

c1
, Q
c2
, Q
c3
, Q
c4
r
3
= 0.06Ω ; Q
3
= 500 kVAr
r
4
= 0.2Ω ; Q
4
= 200 kVAr
Giải : Q = Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
= 1500 kVAr


−
1

1
4
Tương tự, Q
C2
= 406kVAr ; Q
C3
= 338kVAr ; Q
C4
= 153kVAr
1
11
).(
r
RQQ
QQ
eqC
C
−
−=
Ω=








=
−

=
∑
0149.0
1
1
4
1k
k
eq
r
R
(
)
kVAr303
1
.
0
0149.012001500
400 =
×
−
−=
•• PhânPhân bốbố dung dung lượnglượng bùbù trongtrong mạngmạng liênliên thôngthông ((trụctrục
chínhchính))
3. 3. PhânPhân phốiphối dung dung lượnglượng bùbù
3.3. 3.3. BàiBài toántoán phânphân phốiphối dung dung lượnglượng
Q
(n-1)n
: CSPK chạy từ nút n-1
đến nút n.

Q
C(n-1)n
: Tổng CSPK bù cần
phân
phối
tại
nút
n.
rr
nn
nn
QQ
(n(n 1)n1)n
nn 11
QQ
phân
phối
tại
nút
n.
(
)
n
eqnnnCnn
nCn
r
RQQ
QQ
.
)1()1( −−

−
−=
rr
nn
QQ
nn
QQ
C(nC(n 1)n1)n
QQ
CnCn
R
eqn
: Điện trở tương đương của phần mạch giữa
nút n và các phụ tải phía sau.
VD. 2. Tổng dung lượng bù là
250kVAr. Thông số đường dây
r
3
= 0.025 Ω; Q
3
= 50 kVAr
r
2
= 0.012 Ω; Q
2
= 250 kVAr Xác địnhQ
c1
, Q
c2
, Q

c3
r
12
= 0.004 Ω; Q
12
= Q
2
+ Q
3
=300 kVAr
r
1
= 0.008 Ω; Q
1
= 100 kVAr
Giải : Q = Q
1
+ Q
12
= 350 kVAr
rr
1212
rr
33
rr
QQ
33
QQ
1212
; ; QQ

b12b12
Q; QQ; Q
CC
2211
QQ
rr
Ω
=
=
008.0//
322
rrR
eq
Ω
=
+
=
0048
.
0
)
//(
r
R
r
R
rr
22
QQ
11

QQ
CC11
QQ
22
QQ
C2C2
QQ
C3C3
rr
11
Ω
=
+
=
0048
.
0
)
//(
12211
r
R
r
R
eqeq
1
1
11
).(
r

RQQ
QQ
eqC
C
−
−=
kVAr40
008.0
0048.0)250350(
100 =
×
−
−=
kVArQQQ
CCC
21040250
112
=
−
=
−
=
kVAr
r
RQQ
QQ
eqC
C
173
012.0

008.0)210250(
200
).(
2
21212
22
=
×−
−=
−
−=
kVArQQQ
CCC
37
2123
=
−
=
•• Theo Theo chuẩnchuẩn: IEEE Std. 18: IEEE Std. 18 20022002
•• Dung Dung lượnglượng bùbù: 50: 50 500kVAr500kVAr
4. 4. ChọnChọn tụtụ điệnđiện
2
2
1
r
C
V
Q
f
C ⋅

π
=
V
r
: Điện áp
Q
C
:
Dung
lượng
1
đơn
vị
bù
•• SơSơ đồđồ nốinối dâydây: :
–– TrungTrung ápáp : : TụTụ mộtmột phapha nốinối
dạngdạng tam tam giácgiác
–– HạHạ ápáp: : DùngDùng tụtụ baba phapha. .
2
r
V
f
π
Q
C
:
Dung
lượng
1
đơn

vị
bù
••
ĐiềuĐiều chỉnhchỉnh dung dung lượnglượng bùbù::
•• ĐiềuĐiều chỉnhchỉnh theotheo điệnđiện ápáp: : phươngphương pháppháp nàynày vừavừa nângnâng caocao đượcđược hệhệ sôsô, ,
vừavừa ổnổn địnhđịnh đượcđược điệnđiện ápáp nênnên đượcđược dùngdùng phổphổ biếnbiến
•• ĐiềuĐiều chỉnhchỉnh theotheo thờithời giangian. . ChỉChỉ ápáp dụngdụng đốiđối vớivới cáccác phụphụ tảitải cócó ĐTPT ĐTPT
tươngtương
đốiđối
ổnổn
địnhđịnh

4. 4. ChọnChọn tụtụ điệnđiện
tươngtương
đốiđối
ổnổn
địnhđịnh

•• ĐiềuĐiều chỉnhchỉnh theotheo dòngdòng điệnđiện phụphụ tảitải
•• ĐiềuĐiều chỉnhchỉnh theotheo hướnghướng củacủa côngcông suấtsuất phảnphản khángkháng
••
VậnVận hànhhành tụtụ điệnđiện::
•• ĐốiĐối vớivới lướilưới điệnđiện caocao ápáp tụtụ điệnđiện đượcđược đặtđặt trongtrong phòngphòng riêngriêng
•• ĐốiĐối vớivới lướilưới điệnđiện hạhạ ápáp, , tụtụ đượcđược lắplắp trongtrong tủtủ tụtụ bùbù, , cócó thểthể đặtđặt cạnhcạnh
cáccác tủtủ phânphân phốiphối điệnđiện
•• LưuLưu ý ý chốngchống cháycháy nổnổ tụtụ điệnđiện khikhi vậnvận hànhhành (do (do quáquá điệnđiện ápáp đặtđặt lênlên tụtụ) )
hoặchoặc phátphát nóngnóng do do tổntổn thấtthất côngcông suấtsuất táctác dụngdụng củacủa bảnbản thânthân trụtrụ
•• T. A. Short, T. A. Short,
Electric power distribution equipment Electric power distribution equipment
and systemsand systems

, , CRCCRC Press, 2006.Press, 2006.
•• TuranTuran GonenGonen, Electric power distribution system , Electric power distribution system
engineering, McGraw Hill, Inc. , 1986.engineering, McGraw Hill, Inc. , 1986.
TàiTài liệuliệu thamtham khảokhảo
engineering, McGraw Hill, Inc. , 1986.engineering, McGraw Hill, Inc. , 1986.
•• www.openelectrical.orgwww.openelectrical.org