Bài giảng Quản lý và sử dụng năng lượng - Chương 4: Quản lý và sử dụng hiệu quả năng lượng máy biến áp

Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng ThS. Trần Công Binh
ĐH Bách Khoa TP.HCM 1
0
Bài giảng: QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG
ĐH BÁCH KHOA TP.HCM
Giảng viên: ThS. Trần Công Binh
4/2013
Chương 4: Quản lý và sử dụng hiệu quả năng 
lượng máy biến áp
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 1
Chương 4: Quản lý và sử dụng hiệu quả năng 
lượng máy biến áp
1. Tổn hao và hiệu suất của máy biến áp
2. Phân tích hiệu suất máy biến áp theo hệ số tải
3. Phân bố lại phụ tải giữa các máy biến áp
4. Cải thiện hệ số công suất tải để giảm tổn hao
Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng ThS. Trần Công Binh
ĐH Bách Khoa TP.HCM 2
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 2
Chương 4: Quản lý và sử dụng hiệu quả năng 
lượng máy biến áp

 Nếu điện kế lắp đặt sau máy biến áp, thì chi phí 
tổn hao trên máy biến áp do công ty mua bán 
điện chi trả. Công ty mua bán điện sẽ quan tâm 
tiết giảm tổn hao trên máy biến áp.

 Nếu điện kế lắp đặt trước máy biến áp, thì khách 
hàng tiêu thụ phải chi trả cho các tổn hao trên 
máy biến áp. Bù lại, khách hàng được mua điện 
với biểu giá dành cho cao áp (rẻ hơn).
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 3
1. Tổn hao trên máy biến áp (1 pha, 3 pha)
1. Tổn hao và hiệu suất của máy biến áp
Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng ThS. Trần Công Binh
ĐH Bách Khoa TP.HCM 3
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 4
1. Tổn hao trên máy biến áp (3 pha)
1. Tổn hao và hiệu suất của máy biến áp
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 5
1. Tổn hao và hiệu suất của máy biến áp
2. Hiệu suất máy biến áp
η	=









	





	
	β2.Pn
Pth	= PCu1+PCu2)+Pfe =	PCu+PFe
Pn	=PCuđm PCu	= β
2.Pn ~ I2
P0	= PFe= ~ U2 = const
β	=


đ
Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng ThS. Trần Công Binh
ĐH Bách Khoa TP.HCM 4
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 6
1. Tổn hao và hiệu suất của máy biến áp
3. Tổn hao sắt từ
• Tổn hao lõi sắt từ bao gồm tổn hao từ trễ và tổn 
hao do dòng Foucault.
• Tổn hao lõi sắt từ bao gồm 
tổn hao từ trễ và tổn hao do 
dòng Foucault.
• Lõi máy biến áp truyền thống làm từ hợp kim sắt 
– silic (Si-Fe).
• Lõi kim loại vô định hình giảm đáng kể tổn hao 
sắt trên máy biến áp (giảm đến 70% tổn hao).
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 7
1. Tổn hao và hiệu suất của máy biến áp
4. Tổn hao đồng
• Tổn hao đồng trên máy biến áp phụ thuộc vào hệ 
số tải β.
• Nâng cao hệ số công suất tải PF để giảm β.
	= β2.Pn ~ I2
β	= 


đ
=


đ
=
Pout

đ
1

• Khi vận hành máy biến áp cần phân bố công suất 
tải sao cho tổn hao trên máy biến áp thất nhất. 
Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng ThS. Trần Công Binh
ĐH Bách Khoa TP.HCM 5
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 8
2. Phân tích hiệu suất máy biến áp theo hệ số tải
1. Hiệu suất máy biến áp cực đại khi
β !	=





"

#
$
đ%
Thường máy biến áp điện lực đạt hiệu suất cực đại 
khi vận hành ở hệ số tải khoản 40% (β !	= 0,4)
Hiệu suất cực đại khi: PCu=PFe, hay β2.Pn=P0
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 9
2. Phân tích hiệu suất máy biến áp theo hệ số tải
2. Khi máy biến áp chạy non tải
Tính hiệu suất cực đại của MBA; và hiệu suất MBA 
ở 100%, 50%, 40%, 10% và 1,5% tải thuần trở?
Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng ThS. Trần Công Binh
ĐH Bách Khoa TP.HCM 6
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 10
2. Phân tích hiệu suất máy biến áp theo hệ số tải
3. Mua điện trước máy biến áp
• Nhà máy sử dụng MBA 1000kVA trên để cấp 
cho tải tiêu thụ 850kW, PF=0,85, vận hành 365 
ngày /năm, 24 giờ /ngày. Mỗi ngày có 13g giờ 
bình thường, 6 giờ thấp điểm và 5 giờ cao điểm.
• Biểu giá hạ thế: 1339-854-2412 đ/kWh.
• Biểu giá trung thế: 1286-812-2335 đ/kWh.
• Tính tiền điện chênh lệch mỗi năm?
• Giá lắp MBA 1000kVA là 800 triệu. Tính SPP?
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 11
3. Phân bố lại phụ tải giữa các máy biến áp
1. Nhà máy có tải động lực và tải chiếu sáng. Công 
suất tiêu thụ cho giờ làm việc và giờ nghỉ là:
• Tải động lực: 840kVA/0kVA
• Tải chiếu sáng: 160kVA/15kVA
Tải có PF=1, làm việc 8giờ /ngày. Tính hiệu suất 
vào giờ làm việc và giờ nghỉ cho phương án:
• Dùng một MBA 1000kVA cấp cho 2 tải? 
• Dùng một MBA 160kVA cho tải chiếu sáng; và 
một MBA 1000kVA cho tải động lực (MBA 
1000kVA được tắt đi vào giờ nghỉ)?
Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng ThS. Trần Công Binh
ĐH Bách Khoa TP.HCM 7
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 12
3. Phân bố lại phụ tải giữa các máy biến áp
Máy biến áp 160kVA
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 13
3. Phân bố lại phụ tải giữa các máy biến áp
2. Tính tiền điện tiết kiệm mỗi năm nếu dùng biến 
phương án 2 MBA? Tính SPP và BCR? 
• Giờ làm việc: 7:30-11:30, 13:00-17:00 từ thứ 2-
thứ 7, nghỉ ngày chủ nhật.
• Giờ thấp điểm: 22:00-4:00.
• T2-T7: giờ bình thường: 4:00-9:30, 11:30-17:00, 
20:00-22:00; giờ cao điểm: 9:30-11:30, 17:00-
20:00. Chủ nhật: giờ bình thường: 4:00-22:00.
• Biểu giá điện trung thế: 1286-812-2335 đ/kWh.
• Chi phí lắp thêm MBA 160kVA là 300 triệu đồng.
Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng ThS. Trần Công Binh
ĐH Bách Khoa TP.HCM 8
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 14
3. Phân bố lại phụ tải giữa các máy biến áp
3. Phân bố tải theo thời gian trong ngày?
• Tính chi phí tiền điện trung bình cho mỗi giờ sản
xuất? (= chí phí tiền điện năm /số giờ sản xuất)
• Nếu nhà máy trên dùng phương án 1 máy biến áp
1000kVA. Đổi giờ làm việc từ 22:00 đến 6:00.
Tính tiền điện tiết giảm được mỗi năm? Tính chi
phí tiền điện trung bình cho mỗi giờ sản xuất?
Tính phần trăm tiết kiệm điện là bao nhiêu?
• Nếu nhà máy vận hành 24/24, 7 ngày/tuần. Tính
tiền điện trung bình cho mỗi giờ sản xuất?
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 15
4. Cải thiện hệ số công suất tải để giảm tổn hao
1. Hiệu suất MBA với tải kháng
• Tải tiêu thụ động cơ có PF 0,6 (trễ)? 
• Tính công suất tiêu thụ của tải trên?
• Tính hiệu suất của máy biến áp?
Quản lý và Sử dụng hiệu quả Năng lượng ThS. Trần Công Binh
ĐH Bách Khoa TP.HCM 9
Quản lý và Sử dụng Năng lượng 16
4. Cải thiện hệ số công suất tải để giảm tổn hao
2. Bù công suất phản kháng, tăng hiệu suất MBA
• Tính dung lượng tụ bù để PF=0,9? 
• Tính hiệu suất của máy biến áp cấp điện cho tải 
sau bù?
• Giả sử nhà máy vận hành 6000 giờ/năm. Tiền 
điện trung bình là 2000đ/kWh. Tính tiền điện tiết 
kiệm được sau mỗi năm?
• Tụ bù có đơn giá 115 000đ/kVAR? Tính SPP và 
BCR?
17
TB
Trần Công Binh
GV ĐH Bách Khoa TP.HCM
Phone: 0908 468 100
Email: tcbinh@hcmut.edu.vn
binhtc@yahoo.com
Website: www4.hcmut.edu.vn/~tcbinh