Giải thích vì sao tổn hao trong mạch từ không bị ảnh hưởng bởi tải.
|
Đặt vấn đề: tại sao hiện nay một động cơ tiêu thụ công suất 15kw lại phải cần một nguồn công suất ít nhất là 17,65 kVA, tại sao một bóng đèn sợi đốt công suất 60W, chỉ “sinh ra” dòng điện 0,27A trong khi một bộ đèn huỳnh quang 1,2m và tăng phô sắt từ tổng công suất 52W dòng điện lại là 0,39A còn ở bộ đèn 0,6m công suất 26W thì dòng là 0,29A. (đã thử nghiệm và chứng minh) Qua thử nghiệm cho thấy chúng ta đang lãng phí rất lớn. Giải thích điều trên, lý thuyết chỉ rõ rằng một thiết bị điện ngoài tiêu tốn công suất (hữu ích) còn tạo ra công suất phản kháng (CSPK), là một thành phần tham gia vào các quá trình từ hóa các thiết bị điện và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng điện năng, triệt tiêu CSPK là một việc đơn giản nhưng không hiểu tại sao chúng ta vẫn xem thường. Tác hại của CSPK kéo theo tổn thất đường dây, giảm khả năng cung cấp của nguồn đồng thời nó bắt nhà tiêu dùng mà nhất là các nhà máy lớn hàng tháng phải chịu thêm một khoản phí không nhỏ gọi là mua CSPK, theo tôi đây cũng là lãng phí và những nhà máy mà chi phí điện chiếm trong giá thành càng cao thì càng thấy rõ hơn khi mốc tăng giá điện đang gần kề. Trong truyền tải và phân phối điện năng, EVN có cố gắng đáng kể để kiểm soát CSPK, điều này thông thường được thực hiện bởi việc tự động đóng/mở các cuộn cảm hay các tụ điện. Các nhà phân phối điện có thể sử dụng các đồng hồ đo điện để đo CSPK, nhằm hỗ trợ khách hàng tìm biện pháp nâng hệ số công suất lên hay xử phạt các khách hàng để hệ số công suất quá thấp (chủ yếu là các khách hàng lớn). Hiện nay để xử lý vấn đề này, EVN thường yêu cầu phải lắp đặt tụ bù chung tại trạm (và tuỳ theo công suất trạm có mỗi loại tụ cố định khác nhau). Theo tôi, đối với các nhà máy hoặc phụ tải là điện dân dụng giải pháp mắc tụ bù (chung) không giải quyết triệt để sự hao hụt này vì lý do: hệ số sử dụng đồng thời thiết bị không thể xác định chính xác, nói tóm lại là ở mỗi thời điểm khác nhau thì phụ tải khác nhau, nên xảy ra tình trạng bù nhưng không đủ (hoặc thừa). Tất nhiên, càng về phía đầu nguồn, EVN sẽ có những biện pháp bù để tăng hiệu suất máy phát nhưng dù sao đi nữa, đoạn đường từ phụ tải đến vị trí bù cũng xa, tổn năng do dây dẫn (thất thoát) sẽ lớn. Song song với việc ra đời những thiết bị hiện đại, vẫn còn nhiều thiết bị mà không thể một sớm, một chiều có thể thay thế, mặc dù tạo ra CSPK: + Thiết bị công nghiệp: các loại động cơ đều có tính cảm kháng…. + Thiết bị dân dụng: quạt, máy giặt, tủ lạnh, tăng phô sắt từ… Sau khi giải một số bài toán, tôi thấy rằng việc tính toán điện dung tụ điện để bù cho thiết bị sử dụng điện là hết sức cần thiết, và vị trí đặt kinh kiện bù ngay sát tại thiết bị sử dụng điện là hợp lý và hiệu quả nhất . Phương pháp này chấm dứt tình trạng thường xảy ra với mạch có tụ bù chung (phương pháp cũ) là khi không có phụ tải hoặc phụ tải nhỏ thì dòng điện tổng trên mạch rất lớn nên xảy ra tổn thất. Thử nghiệm sau đã được kiểm chứng và có thể áp dụng, chất lượng bóng và độ sáng không thay đổi: - Bộ đèn huỳnh quang 1,2m, tăng phô sắt từ Thái-lan khi bình thường, dòng định mức 0,39A. Nhưng khi lắp song song với bộ đèn này 1 tụ 6µF, dòng điện còn chỉ 0,23A. Bộ đèn huỳnh quang 0,6m, tăng phô sắt từ Điện Quang, dòng định mức 0,29A. Khi lắp song song với bộ đèn này thêm 1 tụ 4µF, dòng điện còn chỉ 0,12A . Giả sử một công ty dùng N bộ đèn trên, nếu có tụ bù sẽ chỉ phải trả: a(đ)=(0,052xNxđơn giá điện), nhưng nếu dùng theo kiểu cũ sẽ phải trả số tiền là a(1+ 39,34%)(đ) do sử dụng lượng CSPK quá quy định, tương ứng cos phi=0,61. Có nghĩa là khi lắp tụ bù, chi phí điện chiếu sáng giảm ít nhất 39,34% (chưa kể đến giảm điện do tổn thất trên dây do dòng giảm). - Máy phát điện EZ1400 (Honda Motor Co.LTD) có Smax=1,2KVA, U=220V chỉ có thể thắp sáng 9-10 đèn huỳnh quang 1,2m như trên, nhưng có thể thắp sáng lên đến 14-15 bóng đèn khi có thêm tụ bù; Xin nêu thêm một tính toán, thí dụ 40 triệu bóng huỳnh quang, tăng phô sắt từ cùng hoạt động một lúc, mỗi giờ EVN phải cấp 3.432.000KVA, nhưng khi có tụ bù, chỉ cần cấp 2.024.000KVA mà thôi. Đối với đa số các nhà máy, động cơ là phần tiêu tốn năng lượng điện nhiều nhất. Thật nghịch lý khi tất cả các động cơ đều có gắn nhãn ghi rõ cos phi=0,85 (trong tiêu chuẩn ngành điện cho phép), nhưng khi lắp vào hệ thống và ngành điện kiểm tra thì hệ thống hầu như không đạt (luôn thấp hơn), phương pháp “chữa cháy” là gắn 1 tụ bù chung cho cả hệ thống nhưng như phân tích phần trên, vẫn còn rất lãng phí. Giải pháp tính toán và lắp tụ bù cho từng động cơ tuy đơn giản nhưng tính toán cụ thể nó có lợi cho người tiêu dùng và cho cả nhà cung cấp điện. Vậy tại sao chúng ta không tính đến chuyện bù cho từng động cơ (từ khi xuất xưởng), và những động cơ đã và đang hoạt động phải tính toán và bù ngay tại động cơ? Xin xem thêm phần tham khảo THÔNG TƯ LIÊN TỊCH Hướng dẫn mua, bán công suất phản kháng để thấy rõ hơn về số tiền mỗi nhà máy phải trả thêm nếu HSCS vượt mức quy định……… Trong khuôn khổ nghiên cứu có giới hạn, chúng tôi chưa đề cập đến các thiết bị có CSPK khác, nhưng cũng tạm rút ra kết luận, thực sự chúng ta đang lãng phí lớn, xin dẫn lời tiến sĩ Nguyễn Văn Khải Giám đốc Trung tâm Tiết kiệm điện năng “tiết kiệm dù chỉ 1W nhưng nếu áp dụng cho nhiều đối tượng thì hiệu quả sẽ rất cao”. Trên cơ sở những nghiên cứu ban đầu, tôi xin có vài đề nghị các Bộ về giải pháp này: + Tạm thời chưa nhập các loại bóng đèn compact (vì trong nước đã sản xuất được) dành kinh phí để tập trung nghiên cứu và xử lý vấn đề nâng cao HSCS từ thiết bị tiêu thụ điện. + Đèn huỳnh quang tăng phô sắt, loại đèn này đang được sử dụng rất nhiều và nhiều tính năng tốt, đề xuất: lắp thêm tụ bù cho tất cả các loại này (Thái-lan đã áp dụng rất tốt việc này). + Đề nghị các cơ quan nhà nước gương mẫu trong việc bổ sung, cải tạo hệ thống chiếu sang cơ quan, lắp thiết bị bù vào những thiết bị có HSCS thấp. +Các dự án sẽ và đang thực hiện cần bổ sung phần thiết bị bù công suất vào dự toán. Kiểm tra nghiêm ngặt việc thực hiện, quản lý chặt các thiết bị tiêu thụ điện nhập khẩu. + Cơ quan quản lý yêu cầu nhà sản xuất phải đưa tiêu chí HSCS thiết bị lên hàng đầu, các nhà máy sản xuất động cơ, các loại máy móc thiết bị đều phải chứng minh HSCS của nó. + Các đơn vị sản xuất khẩn trương thành lập một bộ phận thống kê, kết hợp nghiên cứu thực trạng máy móc thiết bị của đơn mình, có biện pháp khắc phục ngay tại thiết bị, không nên dùng biện pháp yêu cầu mua công suất phản kháng của bên bán điện, bởi trả thêm tiền điện (phạt) cũng là lãng phí. + Phải có một tổ chuyên kiểm tra tình hình sử dụng điện, trang bị phương tiện để phát hiện sớm nhất sự lệch pha, sự gia tăng CSPK của các khách hàng sử dụng điện. Đối với các hộ dân, có chế độ ưu đãi (tặng và lắp đặt miễn phí các thiết bị bù), khuyến cáo người dân chỉ nên mua những thiết bị có HSCS cao, những dấu hiệu nhận biết… + Cho phép một số đơn vị tư vấn, khảo sát thực tế nhà máy, khảo sát từng thiết bị đã lắp đặt (thiết bị cũ) để tính toán những thiết bị bù có hiệu quả nhất, đơn vị này không nhất thiết là người của EVN, theo tôi tốt nhất là các giảng viên chuyên ngành điện. + Nghiên cứu và triển khai xây dựng nhà máy sản xuất tụ điện, nhiều chủng loại, kích cỡ, công suất, điện dung khác nhau để phục vụ lợi ích quốc gia trước mắt và lâu dài. + Hai nhà máy sản xuất bóng đèn và tăng phô của Việt Nam là Rạng Đông và Điện Quang cần phải gắn tất tụ bù vào tất cả các tăng phô sắt từ hiện còn nằm trong tầm kiểm soát của nhà máy. Nếu cần thông số xin liên hệ, tôi sẵn sàng phối hợp nghiên cứu giúp đỡ.
|
