Luận văn Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các ứng dụng- Dân dụng, hệ thống bơm, quạt gió công nghiệp và các nhà máy dệt sợi

Ngành năng lượng Việt Nam trong giai đoạn vừa qua đã có bước phát triển mạnh trong tất cảcác khâu thăm dò, khai thác, sản xuất, truyền tải, phân phối, xuất nhập khẩu năng lượng; vềcơbản đã đáp ứng năng lượng cho nhu cầu phát triển kinh tếxã hội của đất nước. Quy mô của các ngành điện, than, dầu khí đều vượt hơn hẳn 10 năm trước, khảnăng tựchủcủa các ngành từng bước được nâng lên, đã góp phần thúc đẩy sựnghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Ngành điện Việt Nam đã có tiến bộvượt bậc trong công tác giảm tổn thất điện năng từ19,29% xuống còn 11,05%.

pdf105 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Ngày: 18/11/2013 | Lượt xem: 1660 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Luận văn Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các ứng dụng- Dân dụng, hệ thống bơm, quạt gió công nghiệp và các nhà máy dệt sợi, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
u¹t th«ng giã nhµ phÌn8F01 0,13 15 Qu¹t th«ng giã nhµ Am«ni 21FA04 2,2 0,33 16 Qu¹t th«ng giã nhµ Am«ni 21FA05 2,2 24 17 Qu¹t th«ng giã nhµ Am«ni 21FA06 2,2 24 18 B¬m n−íc bÈn 5P08 1,5 19 M¸y nÐn khÝ ¸p lùc 5K01 1,7 3h/1th¸ng 20 Qu¹t lµm m¸t qu¹t giã am«ni 21FA01 1,1 21 Qu¹t lµm m¸t qu¹t giã am«ni 21FA02 1,1 22 Qu¹t lµm m¸t qu¹t giã am«ni 21FA03 1,1 Dù phßng 23 Qu¹t lµm m¸t 5K02 1,1 24 Qu¹t lµm m¸t 5K03 1,1 2.5 t×nh h×nh tiªu thô ®iÖn 1. Th¸ng 7/2007 §iÖn tiªu thô tõ 28/6-27/7: 735.060KW.h TiÒn ®iÖn ph¶i tr¶: 680.814.300® N−íc s¶n xuÊt tõ 22/6-23/7: 1.766.290m3 - §iÖn tiªu thô KW.h/s¶n l−îng n−íc: 0,4449KW.h/m3 - Gi¸ ®iÖn/KW.h: 926,20®/KW.h 2. Th¸ng 8/2007 §iÖn tiªu thô tõ 27/7-27/8: 782.520KW.h 67 TiÒn ®iÖn ph¶i tr¶: 716.482.200® N−íc s¶n xuÊt tõ 23/7-23/8: 1.834.830m3 - §iÖn tiªu thô KW.h/s¶n l−îng n−íc: 0,4265KW.h/m3 - Gi¸ ®iÖn/KW.h: 915,61®/KW.h 3. Th¸ng 9/2007 §iÖn tiªu thô tõ 27/8-26/9: 795.000KW.h TiÒn ®iÖn ph¶i tr¶: 728.849.400® N−íc s¶n xuÊt tõ 23/8-22/9: 1.786.240m3 - §iÖn tiªu thô kW.h/s¶n l−îng n−íc: 0,4165kW.h/m3 - Gi¸ ®iÖn/kW.h: 916,79®/kW.h * Gi¸ n¨ng l−îng B¶ng 2.2. BiÓu gi¸ ®iÖn n¨m 2007, mua ë cÊp ®iÖn ¸p 0,4 kV TT H¹ng môc §¬n vÞ Gi¸ ®iÖn Giê ¸p dông 1 Giê b×nh th−êng ®/kWh 895 4 ÷ 18 2 Giê cao ®iÓm ®/kWh 1775 18 ÷ 22 3 Giê thÊp ®iÓm ®/kWh 505 22 ÷ 4 Trung b×nh ®/kWh 912 Tõ kÕt qu¶ ®iÖn n¨ng tiªu thô cña 3 th¸ng 7,8,9/2007 ta thÊy ®iÖn tiªu thô/s¶n l−îng n−íc s¶n xuÊt, gi¸ ®iÖn trung b×nh gi¶m xuèng. KÕt qu¶ cña sù tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng nµy chÝnh lµ do viÖc l¾p thªm m¸y biÕn tÇn cho b¬m n−íc s¹ch vµ sù ®iÒu chØnh hîp lý quy tr×nh vËn hµnh cña nhµ m¸y còng nh− chñ tr−¬ng chØ ®¹o tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng cña C«ng ty. III. C¸C gi¶i ph¸p tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng 3.1 thùc tr¹ng c«ng nghÖ C¸c nhµ m¸y n−íc t¹i thµnh phè Hµ Néi ®Òu ®−îc thiÕt kÕ, khai th¸c, xö lý vµ ph©n phèi theo m« h×nh dù ¸n n−íc s¹ch cña ChÝnh Phñ PhÇn Lan tµi trî, hiÖn nay c¸c kh©u cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt chñ yÕu vËn hµnh b»ng tay vµ b¸n tù ®éng, tuy cã mét sè c¶i tiÕn vÒ kü thuËt vµ c«ng nghÖ nh−ng ch−a thËt hiÖu qu¶: - C¸c giÕng khai th¸c tõ ®é s©u 60-80m hoµ chung vµo èng n−íc th« ®−a n−íc víi kho¶ng c¸ch 3 Æ10Km vµo nhµ m¸y ®Ó xö lý. Trong qu¸ tr×nh xö lý, c¸c hÖ 68 thèng khu c«ng nghÖ th−êng ®−îc quy ®Þnh theo chu kú vÒ b¶o d−ìng, vÖ sinh. B¬m cÊp n−íc s¹ch ®−îc tÝnh to¸n theo nhu cÇu sö dông n−íc cña nh©n d©n vµ theo nhµ ®iÒu phèi m¹ng. - C¸c giÕng n−íc th« trong qu¸ tr×nh khai th¸c l©u ngµy sÏ bÞ suy tho¸i nguån n−íc ngÇm nªn cÇn ph¶i cã chÕ ®é b¶o d−ìng th−êng xuyªn, c¨n cø vµo mùc n−íc nguån ®Ó ®¶m b¶o c«ng suÊt thiÕt kÕ khai th¸c, tr¸nh tæn hao ®iÖn n¨ng (c«ng suÊt giÕng lín nh−ng khai th¸c víi l−u l−îng thÊp). - ChÕ ®é röa c¸c bÓ läc th−êng röa theo chu kú, tuy nhiªn s¶n l−îng n−íc s¶n xuÊt cã thÓ cã sù thay ®æi theo nhu cÇu sö dông n−íc, theo mïa... nªn dÉn ®Õn l·ng phÝ ®iÖn n¨ng khi c¸c bÓ läc ch−a thùc sù cÇn röa läc. - C¸c b¬m n−íc s¹ch ho¹t ®éng ®−îc quy ®Þnh theo giê ch¹y b¬m v× vËy nhiÒu tr−êng hîp g©y nªn tèn ®iÖn kh«ng cÇn thiÕt khi n−íc kh«ng tho¸t ®−îc trªn ®−êng èng dÉn do nhu cÇu sö dông n−íc kh«ng ®ång ®Òu. - PhÇn m¹ng l−íi cÊp n−íc cÇn ®−îc söa ch÷a vµ cã chÕ ®é gi¸m s¸t hîp lý h¬n tr¸nh thÊt tho¸t n−íc s¹ch. - §a sè c¸c ®éng c¬ ¸p dông ph−¬ng ph¸p khëi ®éng trùc tiÕp b»ng contactor. §©y lµ ph−¬ng ph¸p khëi ®éng ch−a tèi −u, c¸c ®éng c¬ khi khëi ®éng (c¸c ®éng c¬ qu¹t giã, b¬m röa, b¬m n−íc s¹ch, b¬m giÕng...) th−êng xuÊt hiÖn xung dßng ®iÖn tøc thêi rÊt lín cã thÓ ®¸nh thñng líp c¸ch ®iÖn dÉn tíi g©y ch¸y ®éng c¬, thay ®æi tõ tÝnh cña lâi thÐp g©y t¨ng tæn hao, gi¶m tuæi thä cña ®éng c¬ ®ång thêi ¶nh h−ëng ®Õn c¸c thiÕt bÞ ®ãng ng¾t, gi¶m tuæi thä cña c¸c thiÕt bÞ ®iÖn. 3.2 C¸c ph−¬ng ¸n tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng ®ang sö dông 3.2.1 Khu vùc nhµ m¸y - L¾p ®Æt m¸y biÕn tÇn cho b¬m n−íc s¹ch: hiÖn ®· l¾p ®Æt m¸y biÕn tÇn cho 3 b¬m n−íc s¹ch (b¬m 5P01, b¬m 5P02, b¬m 5P12) cã c«ng suÊt 160KW trªn tæng sè 5 b¬m n−íc s¹ch hiÖn cã. - §iÒu chØnh tÇn sè cña m¸y biÕn tÇn b¬m n−íc s¹ch phï hîp víi ¸p lùc m¹ng, ®¶m b¶o s¶n l−îng n−íc, kh«ng ®Ó d− c«ng suÊt b¬m. - L¾p ®Æt hÖ thèng bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng tù ®éng bï trong khu vùc nhµ m¸y: hiÖn nay ë t¹i nhµ m¸y cã 2 hÖ thèng bï tù ®éng cho 2 m¸y 69 biÕn ¸p, mçi b−íc tô 50KVAr, dung l−îng tæng cña mét tñ lµ 200KVAr. - HÖ thèng van ®Èy cña c¸c b¬m n−íc s¹ch, b¬m röa bÓ, qu¹t giã röa bÓ, qu¹t giã côm xö lý Am«ni, b¬m d©ng... lµ nh÷ng ®éng c¬ cã c«ng suÊt lín ®−îc ®Êu liªn ®éng m¹ch ®iÖn khi ch¹y vµ dõng ®éng c¬ b¬m, qu¹t ®Ó gi¶m dßng khëi ®éng cña b¬m, qu¹t. - VÖ sinh th−êng xuyªn bé läc bôi cña qu¹t th«ng giã röa bÓ, qu¹t giã côm xö lý Am«ni, m¸y biÕn tÇn b¬m n−íc s¹ch vµ b¬m, qu¹t giã hÖ thèng Am«ni ®¶m b¶o c¸c hÖ thèng lu«n th«ng tho¸ng, s¹ch sÏ. - VÖ sinh th−êng xuyªn l−íi läc cña qu¹t giã, kiÓm tra th−êng xuyªn ®−êng èng khÝ nÐn, tr¸nh rß rØ khÝ. - Trong giê cao ®iÓm chØ vËn hµnh b¬m n−íc s¹ch ®· l¾p ®Æt m¸y biÕn tÇn: chØ vËn hµnh 3 b¬m n−íc s¹ch cã biÕn tÇn vµo giê cao ®iÓm vµ nh÷ng giê cã ¸p lùc m¹ng lín. - ChÕ ®é röa bÓ thùc hiÖn theo quy ®Þnh, kh«ng vËn hµnh vµo giê cao ®iÓm: K s¸ng: Röa bÓ tõ 8h ®Õn 11h K chiÒu: Röa bÓ tõ 14h ®Õn 17h K ®ªm: Röa bÓ tõ 23h ®Õn 2h - ¦u tiªn bè trÝ vÖ sinh, söa ch÷a m¸y vµo giê cao ®iÓm. - ChØ bËt qu¹t giã lµm tho¸ng khi cÇn thiÕt: khi thay Clo, khi pha phÌn. - Khi nhiÖt ®é m«i tr−êng lín h¬n 340C th× bËt míi sö dông ®iÒu hoµ nhiÖt ®é. - §Æt nhiÖt ®é c¸c ®iÒu hoµ 280C, b¶o d−ìng th−êng xuyªn: 6 th¸ng/lÇn, hót bôi 1th¸ng/lÇn. - Mïa hÌ t¾t ®iÖn ¸nh s¸ng, ®iÖn b¶o vÖ tr−íc 6h30’ vµ bËt sau 18h30’, mïa ®«ng t¾t tr−íc 7h00’ vµ bËt sau 18h. - C©n ®èi phô t¶i c¸c pha cña hÖ thèng ®iÖn: hµng th¸ng kiÓm tra sù c©n pha cña hÖ thèng vµ di chuyÓn c¸c phô t¶i c¸c pha ®Ó ®¶m b¶o c¸c pha c©n b»ng. - X©y dùng chØ tiªu: l−îng ®iÖn tiªu thô/n−íc s¶n xuÊt theo th¸ng vµ tÝnh l−îng ®iÖn tiªu thô/n−íc s¶n xuÊt theo tõng ngµy ®Ó cã ®iÒu chØnh, ®¸nh gi¸ hîp lý vµ kÞp thêi trong qu¸ tr×nh ®iÒu ®é s¶n xuÊt. - Tuyªn truyÒn n©ng cao ý thøc tiÕt kiÖm ®iÖn cho toµn bé c¸n bé c«ng nh©n viªn nhµ m¸y. 70 3.2.2 Khu vùc giÕng khai th¸c - L¾p ®Æt hÖ thèng bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng vµ tù ®éng bï t¹i c¸c nhµ ph©n phèi tæng ®Çu nguån cho c¸c m¸y biÕn ¸p: hiÖn nay ë t¹i nhµ m¸y cã 4 hÖ thèng bï tù ®éng cho 4 m¸y biÕn ¸p cña giÕng khai th¸c, mçi b−íc tô 25KVAr, dung l−îng tæng cña mét tñ lµ 100KVAr. - Bï c−ìng bøc t¹i chç cho c¸c giÕng khai th¸c mçi giÕng 20KVAr ngo¹i trõ 4 giÕng ®Æt ngay t¹i nhµ ph©n phèi tæng cña 4 m¸y biÕn ¸p. - Khi vËn hµnh giÕng −u tiªn vËn hµnh c¸c giÕng xa nguån tr−íc ®Ó tr¸nh sôt ®iÖn ¸p c¸c giÕng ë xa vµ chÌn ¸p lùc. - Th−êng xuyªn kiÓm tra mùc n−íc nguån cña c¸c giÕng khai th¸c (1th¸ng/lÇn) ®Ó cã sù ®iÒu chØnh trong qu¸ tr×nh vËn hµnh: c¸c giÕng ®−îc phæ cËp n−íc nguån tèt cã thÓ më thªm van ®Èy cña b¬m ®Ó khai th¸c s¶n l−îng lín h¬n vµ ng−îc l¹i. - Mïa hÌ t¾t ®iÖn ¸nh s¸ng, ®iÖn b¶o vÖ tr−íc 6h30’ vµ bËt sau 18h30’, mïa ®«ng t¾t tr−íc 7h00’ vµ bËt sau 18h. - Trong giê cao ®iÓm chØ vËn hµnh c¸c giÕng cã c«ng suÊt ®iÖn tiªu thô thÊp vµ l−u l−îng nguån khai th¸c n−íc lín, tèi ®a chØ vËn hµnh 13/18 giÕng trong giê cao ®iÓm. - ¦u tiªn bè trÝ vÖ sinh, söa ch÷a m¸y vµo giê cao ®iÓm. 3.3 C¸c gi¶i ph¸p cÇn ®−îc bæ sung 3.3.1 L¾p ®Æt hÕt m¸y biÕn tÇn cho b¬m n−íc s¹ch, cÇn cµi ®Æt biÕn tÇn theo chÕ ®é PID HiÖn nay, trong s¶n xuÊt n−íc s¹ch, c¸c thiÕt bÞ quay chiÕm mét tû lÖ rÊt lín trong sè c¸c thiÕt bÞ tiªu thô n¨ng l−îng ®iÖn. V× vËy, tiÕt kiÖm n¨ng l−îng ®· trë thµnh mét nhu cÇu quan träng trong ®êi sèng kinh tÕ cña tÊt c¶ c¸c n−íc, kÓ c¶ t¹i nh÷ng n−íc cã tiÒm n¨ng rÊt lín vÒ c¸c nguån n¨ng l−îng thiªn nhiªn. §Ó thùc hiÖn ®iÒu nµy, viÖc sö dông c¸c m¸y quay biÕn ®æi tÇn sè (biÕn tÇn) lµ mét gi¶i ph¸p v« cïng h÷u hiÖu. Vµo gi÷a vµ cuèi nh÷ng n¨m 90, thiÕt bÞ biÕn tÇn ®· ®−îc ¸p dông réng r·i trong lÜnh vùc cÊp tho¸t n−íc nh»m môc ®Ých gãp phÇn æn ®Þnh m¹ng l−íi cÊp n−íc, tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng tiªu thô, còng nh− n©ng cao møc ®é tù ®éng ho¸ t¹i c¸c tr¹m b¬m. 71 T¹i C«ng ty cÊp n−íc Hµ Néi, sau nh÷ng n¨m ®æi míi chóng ta ®· nhanh chãng tiÕp cËn c¸c ngµnh c«ng nghiÖp hiÖn ®¹i, tiªn tiÕn. C¸c ngµnh c«ng nghiÖp ngµy cµng ph¸t triÓn, hiÖn ®¹i ho¸ vµ cïng víi viÖc nµy, hÖ thèng cÊp n−íc còng ngµy cµng ®−îc më réng vµ ph¸t triÓn nhanh. Do vËy, yªu cÇu viÖc kiÓm so¸t m¹ng l−íi cÊp n−íc nh− æn ®Þnh ¸p lùc vµ l−u l−îng gi¶m tû lÖ thÊt tho¸t n−íc, gi¶m chi phÝ ®iÖn n¨ng, h¹ gi¸ thµnh s¶n phÈm còng ®−îc ®Æt ra mét c¸ch cÊp b¸ch. Tuy nhiªn, víi viÖc ®iÒu khiÓn vµ kiÓm so¸t m¹ng l−íi cÊp n−íc theo ph−¬ng ph¸p truyÒn thèng ®Ó ®iÒu hoµ ¸p lùc vµ l−u l−îng kh«ng thÓ ®¸p øng ®−îc c¸c tiªu chÝ ®· ®Æt ra cho ngµnh cÊp tho¸t n−íc. Gi¶i ph¸p tèi −u cho vÊn ®Ò nµy lµ ®−a thiÕt bÞ biÕn tÇn vµo øng dông cho c¸c tr¹m b¬m n−íc s¹ch sÏ ®¸p øng tèt nhÊt cho c¸c môc tiªu æn ®Þnh m¹ng cÊp n−íc, tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng, n©ng cao møc ®é tù ®éng ho¸ cho viÖc vËn hµnh, gi¸m s¸t m¹ng cÊp n−íc. TÝnh to¸n tiÕt kiÖm ®iÖn tõ gi¶i ph¸p nµy nh− sau: L¾p biÕn tÇn cho b¬m n−íc s¹ch Kh«ng biÕn tÇn Cã biÕn tÇn Chªnh lÖch C«ng suÊt ®Þnh møc (kW) 160 Gi¸ biÕn tÇn 150.000.000 Tuæi thä 10 n¨m Chi phÝ ®iÖn (®ång/n¨m) 1.038.206.000 638.896.000 399.310.000 L−îng ®iÖn tiªu hao (kWh/n¨m) 1.138.800 700.800 438.000 Thêi gian hoµn vèn (th¸ng) 4,5 NPV 1.289.423.185 IRR 2,7 3.3.2 MÒm ho¸ b−íc tô cña hÖ thèng bï tù ®éng 72 HiÖn nay ë t¹i nhµ m¸y cã 2 hÖ thèng bï tù ®éng cho 2 m¸y biÕn ¸p, mçi b−íc tô 50KVAr. PhÇn lín c¸c phô t¶i trong quy tr×nh s¶n xuÊt n−íc s¹ch nh− ®éng c¬ ®iÖn, m¸y biÕn ¸p ®éng lùc, c¸c cuén d©y hót trong nam ch©m ®iÖn, r¬le, khëi ®éng tõ lµ phô t¶i ®iÖn c¶m (cã cuén d©y - lâi thÐp) nªn ngoµi tiªu thô c«ng suÊt t¸c dông ®Ó sinh c«ng P (KW) cßn tiªu thô thªm c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q (KVAr) lµ lo¹i v« c«ng. N¨ng l−îng ph¶n kh¸ng ®−îc ph©n bè nh− sau: ë ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé nh− b¬m n−íc, qu¹t giã chiÕm 70%, m¸y biÕn ¸p 20%, ®−êng d©y vµ c¸c phÇn tö kh¸c lµ 10%. Thµnh phÇn c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q ®· t¹o nªn sù lÖch pha gi÷a dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p cña phô t¶i mét gãc lÖch ϕ. Khi ®éng c¬ mang ®Çy t¶i th× tiªu thô c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q Ýt nªn hÖ sè cosϕ cao vµ ng−îc l¹i, nÕu non t¶i th× c«ng suÊt Q sÏ cao vµ cosϕ thÊp. Cosϕ thÊp sÏ lµm xÊu chÊt l−îng ®iÖn lµm t¨ng dßng ®iÖn phô t¶i dÉn`®Õn t¨ng tæn thÊt trong hÖ thèng ®iÖn. §Ó h¹n chÕ sù truyÒn t¶i c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q tõ nhµ m¸y vÒ n¬i tiªu thô ta cã thÓ bï c«ng suÊt Q b»ng c¸ch ®Æt tô bï t¹i chç vµ bï tù ®éng. Tô bï cã thÓ ®Æt t¹i thanh c¸i phÝa h¹ ¸p, ®Æt trong tñ ph©n phèi ®iÖn hoÆc ®Æt trùc tiÕp ®Õn tõng thiÕt bÞ tiªu thô ®iÖn. (§Ó tÝnh c«ng suÊt bï Q (KVAr, c¨n cø vµo c«ng suÊt t¸c dông P (KW) vµ hÖ sè c«ng suÊt tr−íc vµ sau khi bï (cosϕ1 vµ cosϕ2), sau ®ã chän dung l−îng (kVAr) vµ ®iÖn ¸p (V) cña tô ®iÖn cho phï hîp). Bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng lµ gi¶i ph¸p rÊt h÷u hiÖu ®Ó gi¶m tæn thÊt ®iÖn n¨ng. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ phÇn lín c¸c thiÕt bÞ nµy kh«ng ®−îc trang bÞ c¸c c¬ cÊu tù ®éng ®iÒu chØnh, nªn th−êng dÉn ®Õn hiÖn t−îng kh«ng c©n b»ng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng. HiÖn t−îng bï thõa th−êng xÈy ra khi phô t¶i thÊp, khi ®ã kh«ng nh÷ng tæn thÊt ®iÖn n¨ng kh«ng gi¶m mµ ng−îc l¹i. Thªm vµo ®ã hiÖn t−îng bï thõa cßn dÉn ®Õn sù qu¸ ¸p ë mét sè ®iÓm nót cña m¹ng ®iÖn, lµm gi¶m chÊt l−îng ®iÖn vµ ®«i khi g©y hËu qu¶ nghiªm träng ®èi víi c¸c thiÕt bÞ ®iÖn. V× vËy cÇn tÝnh to¸n vµ l¾p ®Æt hÖ thèng bï tù ®éng hîp lý víi b−íc tô phï hîp ®¶m b¶o tiÕt kiÖm tèi −u ®iÖn n¨ng tiªu thô. Gi¶i ph¸p: * L¾p ®Æt t¹i chç tô bï cho 2 b¬m röa läc vµ 2 qu¹t giã röa läc: c«ng suÊt 55KW. 73 Cã tô bï Kh«ng tô bï Chªnh lÖch C«ng suÊt tô (KVAr) 15x4 Gi¸ tô 375.000 Tuæi thä 5 n¨m Chi phÝ ®iÖn (®ång/n¨m) 24.966.000 27.462.600 2.166.456 L−îng ®iÖn tiªu hao (kWh/n¨m) 27.375 30.112,5 2.375,5 Thêi gian hoµn vèn (th¸ng) 2,1 NPV 7.434.589 IRR 5,8 *MÒm ho¸ b−íc tô cña hÖ thèng tô bï tù ®éng: tõ 4x50KVAr thµnh 1x10 KVAr + 2x20 KVAr + 2x50 KVAr Cã tô bï Kh«ng tô bï Chªnh lÖch C«ng suÊt tô (KVAr) 10 Gi¸ tô 250.000 C«ng suÊt tô (KVAr) 20 Gi¸ tô 500.000x2bé = 1.000.000 Tuæi thä (n¨m) 5 Chi phÝ ®iÖn (®ång/n¨m) 105.522.960 109.850.400 4.327.440 L−îng ®iÖn tiªu hao (kWh/n¨m) 115.705 120.450 4.745 Thêi gian hoµn vèn (th¸ng) 3,5 NPV 14.349.452,7 IRR 3,5 74 3.3.3 Tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh röa läc C¨n cø vµo chu kú röa läc theo: cÇn tù ®éng ho¸ hÖ thèng röa läc b»ng c¸c kiÓm tra ®é bÝ cña bÓ, ¸p lùc cña bÓ, gãc më van ®iÒu chØnh tèc ®é läc,... §Ó gãp phÇn lµm gi¶m chi phÝ ®iÖn n¨ng kh©u röa bÓ trong s¶n xuÊt n−íc cÇn nghiªn cøu cô thÓ quy tr×nh röa bÓ ®Ó cã thÓ trang bÞ hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng, ®ã lµ c«ng cô h÷u hiÖu gióp cho qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®¹t hiÖu qu¶ cao, thay v× thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn gi¶n ®¬n, chu kú. HiÖn nay, ®· cã mét sè c«ng ty cÊp n−íc sö dông hÖ thèng röa läc tù ®éng (Nhµ m¸y n−íc Thµnh phè Vinh) ®· ®em l¹i nhiÒu tÝnh −u viÖt v× ngoµi lîi Ých ®Ó t¨ng n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng n−íc, nã cßn lµm gi¶m ®¸ng kÓ chi phÝ ®iÖn n¨ng trong vËn hµnh. Tù ®éng Kh«ng tù ®éng Chªnh lÖch Sè l−îng 03 Gi¸ bé tù ®éng 75.000.000 Tuæi thä (n¨m) 10 Chi phÝ ®iÖn (®ång/n¨m) 91.576.245 109.850.400 18.274.154 L−îng ®iÖn tiªu hao (kWh/n¨m) 100.412,55 120.450 10.037,5 Thêi gian hoµn vèn (th¸ng) 49,2 NPV 56.748.473,8 IRR 0,4 3.3.4 L¾p bé biÕn tÇn cho b¬m kü thuËt HiÖn nay b¬m kü thuËt (phôc vô måi b¬m vµ x× cä röa bÓ....) ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c: Cµi ®Æt chÕ ®é ch¹y tù ®éng c¨n cø vµo ¸p lùc b×nh l−u ¸p 2,5bar – 5,5bar vµ ®−îc ®Êu khëi ®éng trùc tiÕp qua c«ngt¾ct¬. Khi måi b¬m, x× cä, röa bÓ... b¬m kü thuËt th−êng ph¶i ®ãng c¾t liªn tôc, theo thèng kª khi x× cä röa bÓ 3 - 5 phót b¬m kü thuËt ph¶i ®ãng c¾t 1 lÇn. V× vËy sè l−îng khëi ®éng cña b¬m 75 kü thuËt/ngµy lµ rÊt lín, ®iÒu nµy ¶nh h−ëng rÊt lín tíi tuæi thä cña ®éng c¬ b¬m, kh¶ n¨ng tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng vµ chÊt l−îng ®iÖn cña nhµ m¸y. Víi nhiÒu tÝnh n¨ng hiÖn ®¹i cña bé biÕn tÇn ta cã thÓ øng dông 2 tÝnh n¨ng cña nã cho b¬m kü thuËt: Khái ®éng mÒm: Bé biÕn tÇn ®−îc thiÕt kÕ tèi −u víi tÝnh n¨ng khëi ®éng mÒm lµm gia t¨ng tèc ®é ®éng c¬ theo thêi gian ®Æt. ViÖc cÊp møc ®iÖn ¸p ®−îc theo dâi vµ cÊp võa ®ñ theo qu¸n tÝnh t¶i tõ c¶m nhËn cña phÇn mÒm ®iÒu khiÓn, do vËy ®éng c¬ ®−îc khëi ®éng rÊt nhÑ, ªm, gi¶m thiÓu lùc va ch¹m c¬ khÝ gi÷a c¸c æ trôc, vßng bi, khíp nèi... Dõng mÒm: Bé biÕn tÇn còng ®−îc thiÕt kÕ ®Ó kiÓm so¸t viÖc gi¶m tèc ®é cña ®éng c¬, ng¨n ngõa c¸c thay ®æi ®ét ngét vÒ tèc ®é vµ tèi thiÓu hãa sèc hoÆc lùc lªn hÖ thèng truyÒn lùc. V× vËy gióp ®éng c¬ t¨ng tuæi thä, lµm viÖc hiÖu qu¶ h¬n, Ýt ph¶i mÊt thêi gian b¶o tr×, b¶o d−ìng ®éng c¬ b¬m. TÝnh to¸n sau khi l¾p bé biÕn tÇn cho b¬m kü thuËt ngoµi c¸c tÝnh n¨ng tiÖn Ých trªn cßn tiÕt kiÖm 1 l−îng ®iÖn t−¬ng ®èi lín. L¾p bé biÕn tÇn cho b¬m kü thuËt Cã biÕn tÇn Kh«ng biÕn tÇn Chªnh lÖch C«ng suÊt ®Þnh møc (kW) 7,5 Gi¸ biÕn tÇn 15.000.000 Tuæi thä 10 n¨m Chi phÝ ®iÖn (®ång/n¨m) 25.964.640 29.959.200 3.994.560 L−îng ®iÖn tiªu hao (kWh/n¨m) 28.470 32.850 4.380 Thêi gian hoµn vèn (th¸ng) 45,1 NPV 13.798.990 IRR 1,3 76 3.3.5 H¹ cÊp b¬m HiÖn c¸c giÕng cña giai ®o¹n I (tõ giÕng 1 ®Õn giÕng 9 l−u l−îng n−íc ngÇm suy tho¸i nhiÒu v× vËy cã thÓ thay thÕ c¸c ®éng c¬ b¬m 55KW b»ng c¸c b¬m 47,5KW, 45KW, 42 KW, bªn c¹nh ®ã tÝnh to¸n l¹i hÖ thèng ¸p lùc cÇn thiÕt cña ®−êng èng n−íc th« ®Ó ®iÒu chØnh b¬m hîp lý h¬n ®Ó gi¶m 1 l−îng lín chÝ phÝ ®iÖn n¨ng. H¹ cÊp b¬m 55 xuèng 47,5 kW Thay thÕ B¬m cò Chªnh lÖch Gi¸ b¬m 47.000.000 Tuæi thä 5 n¨m Chi phÝ ®iÖn (®ång/n¨m) 379.483.200 439.401.600 59.918.400 L−îng ®iÖn tiªu hao (kWh/n¨m) 416.100 481.800 65.700 Thêi gian hoµn vèn (th¸ng) 9,4 NPV 168.992.422,4 IRR 1,3 H¹ cÊp b¬m 55 xuèng 45kW Thay thÕ B¬m cò Chªnh lÖch Gi¸ b¬m 45.000.000 Chi phÝ ®iÖn (®ång/n¨m) 359.510.400 439.401.600 79.891.200 L−îng ®iÖn tiªu hao (kWh/n¨m) 394.200 481.800 87.600 Thêi gian hoµn vèn (th¸ng) 6,8 NPV 242.989.896,5 IRR 1,8 77 H¹ cÊp b¬m 55 xuèng 42kW Thay thÕ B¬m cò Chªnh lÖch Gi¸ b¬m 42.500.000 Tuæi thä 5 n¨m Chi phÝ ®iÖn (®ång/n¨m) 335.543.040 439.401.600 103.858.560 L−îng ®iÖn tiªu hao (kWh/n¨m) 367.920 481.800 113.880 Thêi gian hoµn vèn (th¸ng) 4,9 NPV 331.886.865,5 IRR 2,4 3.3.6 L¾p ®Æt hÖ thèng khëi ®éng mÒm HiÖn nay toµn bé giÕng khai th¸c n−íc, b¬m röa, qu¹t giã... ®Òu ®−îc thiÕt kÕ khëi ®éng trùc tiÕp qua c«ngt¾ct¬ nªn dßng khëi ®éng t¨ng cao khi vËn hµnh c¸c thiÕt bÞ nµy v× v©y c¸c giÕng vµ c¸c ®éng c¬ kh«ng ®−îc trang bÞ m¸y biÕn tÇn do tÝnh chÊt c«ng nghÖ nµy sÏ gi¶m trÞ sè dßng ®iÖn khi khëi ®éng, do ®ã tæn thÊt ®iÖn n¨ng còng sÏ gi¶m. Cã khëi ®éng mÒm Kh«ng khëi ®éng mÒm Chªnh lÖch Gi¸ 13.000.000 Tuæn thä (n¨m) 10 Chi phÝ ®iÖn (®ång/n¨m) 426.816 2.562.720 2.135.904 L−îng ®iÖn tiªu hao (kWh/n¨m) 468 2.810 2.342 Thêi gian hoµn vèn (th¸ng) 73 NPV 2.398.911,8 IRR 0,2 78 3.3.7 C©n pha hÖ thèng b»ng thiÕt bÞ ®iÒu chØnh c©n pha HiÖn c©n pha cña hÖ thèng ®iÖn t¹i nhµ m¸y ®ang tÝnh to¸n trªn c¬ së c©n pha theo c«ng suÊt thiÕt kÕ ban ®Çu, ch−a cã hÖ thèng tù ®éng ®iÒu chØnh c©n pha cña phô t¶i, v× vËy cÇn trang bÞ hÖ thèng c©n pha tù ®éng ®Ó ®¶m b¶o chÊt l−îng ®iÖn tèt h¬n, vËn hµnh an toµn m¸y mãc thiÕt bÞ. 3.3.8 PhÇn ®iÖn chiÕu s¸ng Thay thÕ ®Ìn sîi ®èt, ®Ìn huúnh quang b»ng ®Ìn compact vµ l¾p cho¸ ph¶n quang. §Ìn sîi ®èt, vµ ®Ìn huúnh quang lµ 2 lo¹i ®Ìn ®ang ®−îc dïng phæ biÕn trong nhµ m¸y s¶n xuÊt n−íc. Tuy ®Ìn sîi ®èt cã hÖ sè c«ng suÊt cao (cosϕ = 1), rÎ tiÒn, dÔ thay thÕ khi h− háng nh−ng hiÖu suÊt ph¸t quang rÊt thÊp. V× vËy, ®Ó tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng cã thÓ thay thÕ chóng b»ng nh÷ng lo¹i ®Ìn cã hiÖu suÊt ph¸t quang cao nh−: ®Ìn huúnh quang, ®Ìn thñy ng©n cao ¸p, ®Æc biÖt lµ ®Ìn compact cã quang th«ng (Lm) cao gÊp 4 lÇn ®Ìn sîi ®èt khi cïng c«ng suÊt tiªu thô. Trªn mçi ®Ìn cÇn l¾p chao ®Ìn, lo¹i chao cã líp ph¶n chiÕu ë phÝa trong ®Ó tËp trung ¸nh s¸ng xuèng n¬i cÇn chiÕu s¸ng. HiÖn nay trªn thÞ tr−êng ®· cã c¸c ®Ìn huúnh quang compact hiÖu AC vµ Comet ®¸p øng tèi ®a nhu cÇu tiÕt kiÖm ®iÖn chiÕu s¸ng trong sinh ho¹t víi tuæi thä cao gÊp 6 lÇn so víi ®Ìn sîi ®èt th«ng th−êng (6.000 giê), tiÕt kiÖm ®−îc 80% ®iÖn n¨ng so víi ®Ìn sîi ®èt th«ng th−êng. NÕu ë l−íi ®iÖn bÞ sôt ¸p, kh«ng ®ñ ®iÖn ¸p ®Þnh møc (220/380V) cho hÖ thèng chiÕu s¸ng lµ compact hoÆc ®Ìn thñy ng©n cao ¸p th× nªn trang bÞ thªm thiÕt bÞ æn ¸p tù ®éng v× thiÕt bÞ nµy ngoµi t¸c dông ®¶m b¶o c−êng ®é s¸ng, cßn lµm gi¶m chi phÝ ®iÖn n¨ng tiªu thô vµ lµm t¨ng tuæi thä cña c¸c bãng ®Ìn. Thay ®Ìn neon b»ng ®Ìn compact HÖ thèng C/S míi HÖ thèng chiÕu s¸ng cò Chªnh lÖch C«ng suÊt ®Þnh møc (W) 15 Gi¸ 27.000x18bé = 486.000 79 Tuæi thä 6000h Chi phÝ ®iÖn (®ång/n¨m) 2.882.832 11.503.968 8.621.136 L−îng ®iÖn tiªu hao (kWh/n¨m) 3.161 12.614 9.453 Thêi gian hoµn vèn (th¸ng) 0,7 NPV 5.671.954,3 IRR 13,2 Bªn c¹nh ®ã cÇn thùc hiÖn ®ãng c¾t ®iÖn hîp lÝ, lóc cÇn thiÕt th× ®ãng ®iÖn ®Ó cÊp ¸nh s¸ng phôc vô s¶n xuÊt vµ sinh ho¹t, khi kÕt thóc c«ng viÖc hoÆc kh«ng cã nhu cÇu th× ph¶i c¾t ®iÖn, trõ c¸c tr−êng hîp ®Æc biÖt ngo¹i lÖ. Ngoµi ra cßn thªm biÖn ph¸p tËn dông chiÕu s¸ng thiªn nhiªn vµ th«ng giã tù nhiªn: ngay tõ khi x©y dùng nhµ m¸y ®· ph¶i tÝnh ®Õn tËn dông sù th«ng giã vµ ¸nh s¸ng thiªn nhiªn th«ng qua m¸i nhµ vµ c¸c cöa sæ... nh÷ng yÕu tè ®ã còng cã thÓ tiÕt kiÖm ®−îc mét l−îng c«ng suÊt chung cho toµn nhµ m¸y. Khi l¾p ®Æt m¸y vµ thiÕt bÞ nªn chän vÞ trÝ sao cho cµng gÇn n¬i cã ¸nh s¸ng tù nhiªn nh»m gi¶m c«ng suÊt ®Ìn chiÕu s¸ng côc bé, tuy nhiªn ph¶i ®ñ ®é s¸ng (Lux) ®Ó kh«ng ¶nh h−ëng tíi n¨ng suÊt, chÊt l−îng s¶n phÈm vµ an toµn lao ®éng. HiÖu qu¶ kinh tÕ cña c¸c gi¶i ph¸p tiÕt kiÖm ®iÖn: Xem b¶ng 3.1. 80 Bảng 3.1. Hiệu quả kinh tế của các giải pháp tiết kiệm t¹i nhµ m¸y n−íc nam d−. Vốn đầu tư Điện năng tiết kiệm Số tiền tiết kiệm Thời gian hoàn vốn Tuổi thọ dự án GIẢI PHÁP (VND) kWh/năm VND/năm Tháng năm L¾p biÕn tÇn cho b¬m n−íc s¹ch 150.000.000 438.000 399.310.000 4,5 10 L¾p ®Æt t¹i chç tô bï cho 2 b¬m röa läc vµ 2 qu¹t giã röa läc: c«ng suÊt 55KW 375.000 2.375,5 2.166.456 2,1 5 MÒm ho¸ b−íc tô cña hÖ thèng tô bï tù ®éng: tõ 4x50KVAr thµnh 1x10 KVAr + 2x20 KVAr + 2x50 KVAr 250.000 4.745 4.327.440 3,5 5 Tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh röa läc 75.000.000 10.037,5 18.274.154 49,2 10 L¾p bé BT cho b¬m kü thuËt 15.000.000 4.380 3.994.560 45,1 10 H¹ cÊp b¬m 55 xuèng 47,5 kW 47.000.000 65.700 59.918.400 9,4 5 H¹ cÊp b¬m 55 xuèng 45kW 45.000.000 87.600 79.891.200 6,8 5 H¹ cÊp b¬m 55 xuèng 42kW 42.500.000 113.880 103.858.560 4,9 5 L¾p khëi ®éng mÒm 13.000.000 2.342 2.135.904 73 10 Thay ®Ìn neon b»ng ®Ìn compact 486.000 9.453 8.621.136 0,7 0,8 Lưu ý: Giá điện bình quân: 912 đồng/kWh. 81 Hình 2.1. Tổng mặt bằng nhà máy nước Nam Dư. 82 H×nh 2.2. S¬ đå cung ®iÖn toµn nhµ m¸y n−íc Nam D− 83 H×nh 2.3. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn B·i giÕng GD1 - Nhµ m¸y n−íc Nam D− 84 H×nh 2.4. S¬ ®å cung cÊp ®iÖn B·i giÕng GD2- Nhµ m¸y n−íc Nam D− 85 PHẦN V: CHẾ TẠO THIẾT BỊ TIẾT KIỆM ĐIỆN A. BỘ TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG PS/ESC-01 I. MỘT SỐ NGUYÊN NHÂN GÂY TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG Có rất nhiều nguyên nhân gây tổn thất điện năng: do chất lượng nguồn cấp; do lỗi đưởng truyền; do chất lượng, đặc tính phụ tải... Bình thường, theo lý thuyết, dạng sóng điện áp của nguồn cung cấp là chuỗi các hình sin lệch pha nhau 1200 điện và tổng vecto của dòng điện và điện áp 3 pha là bằng không. Tuy nhiên, trong thực tế, sự mất cân bằng và sóng hài xuất hiện làm dạng hình sin cơ bản bị méo, dẫn tới việc làm xấu chất lượng nguồn điện, hoặc ở các tải có tính điện cảm ngoài công suất hữu công còn tiêu thụ thêm công suất vô công cũng là một trong những nguyên nhân gây ra tổn thất điện năng. 1. Sự mất cân bằng giữa các pha của tải. a. Nguyên nhân: Theo lý thuyết thì tải của 3 pha thường được phân bố cân bằng nhau, nhưng trong thực tế, tải của 3 pha không thể cân bằng nhau tuyệt đối mà thường bị sai lệch, không cân bằng nhau cả về giá trị lẫn góc pha. Thông thường, ở các nhà máy sản xuất thường cố gắng bố trí tải cho đều ở cả 3 pha (bằng việc cân bằng bằng tay hay tự động) nhưng việc này rất khó chính xác, chưa kể nhiều loại tải có tính chất biến động theo thời gian, theo nhu cầu sản xuất thực tế... Thậm chí ở các phụ tải 3 pha đối xứng cũng có sai lệch về tải. Sự mất cân bằng pha dẫn đến sự sai lệch về điện áp và dòng điện giữa các pha. b. Hệ quả: Nếu tải 3 pha không cân bằng, theo tiêu chuẩn của Hiệp hội các nhà công nghiệp quốc gia của Mỹ thì: - Mất cân bằng điện áp đến 3% tương đương giảm 10% công suất của động cơ cảm ứng. - Mất cân bằng điện áp đến 4,4% tương đương giảm 20% công suất của động cơ cảm ứng. 2. Sự xuất hiện của sóng hài: a. Nguyên nhân gây ra sóng hài: Trong quá trình sử dụng các thiết bị điện, do rất nhiều nguyên nhân mà dạng sóng điện áp thường bị méo dạng. Hoặc trong các bộ điều khiển công suất bằng điện tử, khi có sự tăng đột ngột của tải phi tuyến sẽ tạo ra một xung động, kết quả là các sóng hài xuất hiện sẽ gây ra nhiễu trong hệ thống cung cấp, làm tăng dòng điện tiêu thụ, công suất tiêu thụ và tăng điện trở. b. Các loại tải gây ra sóng hài: - Các bộ điều khiển tốc độ động cơ. 86 - Hệ thống Computer, UPS. - Các bộ chỉnh lưu, các thiết bị y tế. - Balat điện tử. - Các lò hồ quang điện, máy hàn. - Các biến thế bị bão hoà từ... c. Các vấn đề do sóng hài gây ra: Theo lý thuyết, khi phân tích theo chuỗi Fuarie thì sóng điện áp chuẩn là tổng hợp một chuỗi các sóng bậc 1 là thành phần sóng cơ bản tạo ra công hữu ích và các sóng bậc cao khác không có ích nhưng biên độ rất nhỏ ít gây ảnh hưởng đến lưới điện. Nhưng nếu dạng sóng điện áp đó bị méo sẽ tạo ra nhiều sóng hài bậc cao là những thành phần gây ra tổn thất điện năng. Méo sóng sẽ làm cho: - Quá nhiệt và quá dòng trong đường dây trung tính. - Quá nhiệt, rung và ồn cho các máy biến thế. - Quá nhiệt, rung và sai tần số cho các môtơ cảm ứng. - Gây nhiễu và ồn cho máy tính PC và cáp. - Giảm tuổi thọ của các thiết bị điện. - Làm tăng chức năng của các thiết bị bảo vệ... 3. Do công suất vô công: PhÇn lín c¸c phô t¶i trong nhµ m¸y s¶n xuÊt lµ phô t¶i cã tÝnh ®iÖn c¶m (cã cuén d©y - lâi thÐp) nh− ®éng c¬ ®iÖn, m¸y biÕn ¸p ®éng lùc, c¸c cuén d©y hót trong nam ch©m ®iÖn, r¬le, khëi ®éng tõ... Nh÷ng lo¹i nµy ®Òu tiªu thô hai lo¹i c«ng suÊt, ®ã lµ c«ng suÊt t¸c dông ®Ó sinh c«ng P (KW) vµ c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q (KVAr) lµ lo¹i v« c«ng. Thµnh phÇn c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q t¹o nªn sù lÖch pha gi÷a dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p cña phô t¶i mét gãc lÖch ф. NÕu m¸y ch¹y non t¶i hay kh«ng t¶i th× cosϕ thÊp sÏ lµm xÊu ®i chÊt l−îng ®iÖn, nhµ m¸y ph¶i truyÒn t¶i thªm c«ng suÊt Q, tõ ®ã sÏ lµm t¨ng dßng ®iÖn phô t¶i dÉn ®Õn lµm t¨ng tæn thÊt trong hÖ thèng ®iÖn. 4. Các giải pháp giảm tổn hao điện năng: Để làm giảm tổn hao công suất truyền tải do các nguyên nhân trên gây ra cho nguồn cấp có khá nhiều giải pháp như: - Bù hệ số công suất cosф: Việc bï th«ng thường là tạo ra một c«ng suất phản kh¸ng kh¸c theo chiều ngược lại để tăng hệ số c«ng suất b»ng c¸ch dïng tô bï. Khi bï Q vµo phô t¶i th× cosф t¨ng do vËy dßng ®iÖn gi¶m vµ tæn thÊt ®iÖn sÏ gi¶m theo. Tô bï cã thÓ ®Æt t¹i thanh c¸i phÝa h¹ ¸p, ®Æt trong tñ ph©n phèi ®iÖn hoÆc ®Æt trùc tiÕp 87 ®Õn tõng thiÕt bÞ tiªu thô ®iÖn. Điều đã sẽ tạo ra hiệu qu¶ ®¸ng kÓ như giảm nhỏ c«ng suất lựa chọn, giảm c«ng suất tiªu thụ và dung lượng biến thế. Bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng lµ gi¶i ph¸p kh¸ h÷u hiÖu ®Ó gi¶m tæn thÊt ®iÖn n¨ng. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ phÇn lín c¸c thiÕt bÞ nµy kh«ng ®−îc trang bÞ c¸c c¬ cÊu tù ®éng ®iÒu chØnh, nªn th−êng dÉn ®Õn hiÖn t−îng kh«ng c©n b»ng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng. HiÖn t−îng bï thõa th−êng xÈy ra khi phô t¶i thÊp, khi ®ã kh«ng nh÷ng tæn thÊt ®iÖn n¨ng kh«ng gi¶m mµ ng−îc l¹i. Thªm vµo ®ã hiÖn t−îng bï thõa cßn dÉn ®Õn sù qu¸ ¸p ë mét sè ®iÓm nót cña m¹ng ®iÖn, lµm gi¶m chÊt l−îng ®iÖn vµ ®«i khi g©y hËu qu¶ nghiªm träng ®èi víi c¸c thiÕt bÞ ®iÖn. V× vËy cÇn tÝnh to¸n vµ l¾p ®Æt hÖ thèng bï tù ®éng hîp lý víi b−íc tô phï hîp ®¶m b¶o tiÕt kiÖm tèi −u ®iÖn n¨ng tiªu thô. - Dùng cuộn cản để lọc các sóng hài bậc cao: Để giảm các tổn thất do sóng hài gây ra, hầu hết các phương pháp giảm sóng hài trước đây đều sử dụng 1 cuộn cản lắp giữa dây đất của nguồn điện và tải để giảm sóng hài. Tuy nhiên cuộn cản có thể bị quá nhiệt bởi các tải như các bộ biến đổi dòng một chiều, tàu điện cao tốc, các biến thế nối sao... là những thiết bị có thể gây ra nhiều sóng hài và dây dẫn sẽ hay bị ngắt hay bị đứt. Do đó hệ quả của việc giảm sóng hài dùng cuộn cản là có thể gây ra các dao động xấu và dây trung tính có thể bị đứt do quá dòng, lúc đó sẽ xảy ra nhiều vấn đề như điện áp ở tải sẽ mất cân bằng (mức điện áp cao nhất có thể lên tới 2 lần). - Dùng thiết bị cải thiện chất lượng nguồn cấp: Để thực hiện điều này, có thể nhờ các thiết bị được chế tạo dựa trên nguyên tắc cân bằng điện áp, cân bằng dòng điện, thiết bị ổn định điện áp tránh quá cao hay quá thấp, tránh thiếu áp... - Dùng biến thế quấn kiểu Ziczac: Đây là công nghệ mới nhất trong lĩnh vực điện từ để tạo ra các thiết bị làm cân bằng điện áp và khử các sóng hài. Thiết bị này được đặt giữa nguồn và tải và triệt tiêu dòng do sóng hài xuất hiện trong dây trung tính của hệ thống điện qua dây 0 của tải nhờ các luồng từ thông ngược nhau qua biến thế quấn kiểu Ziczac. Nhờ đó chống được sự phá huỷ hệ thống điện do dòng điện pha 0, loại trừ các thông số gây tổn hao năng lượng, cải thiện chất lượng nguồn cấp, giảm chi phí tiền điện, tăng tuổi thọ của thiết bị... 5. Phương án lựa chọn: Để giảm tổn thất điện năng do mất cân bằng, do sóng hài gây ra cho hệ thống điện, chúng tôi đã nghiên cứu, thiết kế thiết bị tiết kiệm điện năng mẫu PS- 01/ESC dựa trên nguyên lý sử dụng cuộn kháng quấn Ziczac để cân bằng điện áp và khử các sóng hài bậc cao . 88 Sơ đồ nguyên lý quấn biến thế: Xem hình 1. Cuộn dây đầu tiên sẽ được quấn quanh trụ thứ nhất và thứ hai, cuộn thứ hai quấn ở trụ thứ hai và thứ ba, cuộn dây thứ ba sẽ được quấn quanh trụ thứ ba và thứ nhất. Trong mỗi pha, các cuộn này sẽ được quấn theo chiều ngược lại trước khi được nối với dây trung tính. Khi các cuộn dây được quấn ngược chiều nhau với từ thông giống nhau trong mỗi pha, sẽ tạo ra một luồng từ thông không đổi và ngược chiều với chiều dòng điện trong pha, dòng điện pha 0 xuất hiện trong khi mang tải sẽ được bù trong mỗi pha và sẽ tự động được dẫn vào dây trung tính. Kết quả là giảm tự động dòng điện do méo sóng, khử các sóng hài và dòng điện không cân bằng và giảm sự lệch pha giữa điện áp và dòng điện. Sơ đồ vectơ từ thông: Xem hình 2. Dạng sóng dòng điện trước và sau khi lắp đặt: 89 Dựa trên nguyên lý này, có nhiều dạng ứng dụng của thiết bị giảm sóng hài (với tải điện áp ≤600V): - Loại 3 pha 3 dây: Loại này được sử dụng với tải 3 pha đối xứng không sử dụng dây trung tính. - Loại 3 pha 4 dây: Loại này dùng với tải 3 pha có nối dây trung tính. Sơ đồ nguyên lý: Xem Hình 3. Ở đây, bộ giảm sóng hài 3 pha 4 dây bao gồm biến thế Ziczac 70, trong đó các vòng dây của nó được nối giữa hệ thống nguồn điện 55 và tải 50 và được quấn qua lõi 60 có trụ 61, 62 và 63 riêng biệt với dạng ziczac và phần nối tam giác hở 80 trong mỗi cuộn dây sẽ được quấn qua 3 trụ 61, 62 và 63 giữa dây trung tính N của nguồn và “n” của tải. - Nguồn điện 3 pha 4 dây là 1 biến thế nối Y gồm các pha R, S, T và dây trung tính N cung cấp nguồn xoay chiều cho tải. Biến thế và 1 đầu của tam giác hở được đặt giữa nguồn điện và và tải. Cuộn sơ cấp và thứ cấp của biến thế được nối với từng pha riêng biệt của nguồn điện và được quấn qua 2 của 3 trụ 61, 62 và 63 trong đó chiều của luồng từ thông là ngược nhau. Cuộn sơ cấp nối với pha R sẽ được quấn qua trụ 61 và cuộn thứ cấp sẽ được quấn qua trụ 62. Điểm cuối của cuộn sơ cấp sẽ được nối với điểm cuối của cuộn thứ cấp, và điểm đầu của cuộn sơ cấp sẽ được nối với dây “n” của tải. Tương tự, cuộn sơ cấp nối với pha S sẽ được quấn qua trụ 62 và cuộn thứ cấp sẽ được quấn qua trụ 63, còn cuộn sơ cấp nối với pha T được quấn qua trụ 63 và cuộn thứ cấp được quấn qua trụ 61, điểm đầu của cuộn sơ cấp sẽ được nối với dây trung tính “n” của tải. Như ở biểu đồ vector (Hình 4), dòng điện pha 0 của từng pha sẽ ngược chiều nhau và triệt tiêu nhau. - Để chuyển dòng sóng hài từ nguồn điện qua dây trung tính ‘n” phía tải, phần nối của tam giác hở được đặt giữa dây N và dây “n”. Cuộn sơ cấp của pha T được nối với dây 0 của tải và được quấn qua trụ 63, của pha S quấn qua trụ 62 và của pha R quấn qua trụ 61, mỗi cuộn dây được quấn theo cùng chiều trong đó điểm cuối của pha R được nối với dây trung tính của nguồn điện. Các điểm nối của 3 pha tam giác hở được nối với N của lưới và “n” của tải. - Trên hình 4, dây N không nối trực tiếp với dây “n” mà nối qua phần tam giác hở nên hầu hết các sóng hài được đưa qua tải và được triệt tiêu riêng rẽ trong từng pha của tam giác hở. Như vậy hầu hết các sóng hài được chuyển đi và cung cấp dòng điện cơ bản cho nguồn điện. Lưu ý: tốt hơn hết là dùng thêm cuộn cản 90 được đặt giữa từng pha của nguồn điện và biến thế để chuyển các thành phần sóng hài bằng hay lớn hơn bậc 5. 90 Hình 3: Sơ đồ nguyên lý bộ giảm sóng hài. Hình 5: Biểu đồ vectơ dong điện dây trung tính. II. CHẾ TẠO THIẾT BỊ 1. Giới thiệu thiết bị: Thiết bị chế tạo có công suất 15KW. 91 Hình 5: Sơ đồ quấn bộ tiết kiệm điện mẫu PS-01/ESC. Hình 6: Sơ đồ nguyên lý tủ thí nghiệm. Tủ này được lắp với mục đích dùng để thí nghiệm chức năng tiết kiệm điện của thiết bị PS-01/ESC. Thiết bị này được lắp giữa nguồn cấp và tải 3 pha. Các thiết bị đóng cắt Aptômat AP và các cầu dao CD1, CD2 để đóng hay cắt nguồn qua thiết bị khi thử với tải. Các biến dòng để hiển thị dòng chạy qua các pha nhờ 3 Ampekế và được nối với công tơ đo lường để theo dõi điện năng tiêu thụ. 2. Đánh giá chức năng và hiệu quả: a, Công nghệ mới: Bộ tiết kiệm điện năng này ứng dụng những nghiên cứu mới nhất trong lĩnh vực điện từ do đó nó có những đặc điểm nổi bật như: 92 - Hiệu quả cao, tính đa năng: có thể làm việc phù hợp với các loại tải như thiết bị gia nhiệt bằng điện, các thiết bị điều khiển bằng động cơ... với các mức công suất tải khác nhau. Hiệu quả tiết kiệm sẽ cao hơn khi lắp cho một tổ hợp thiết bị so với làm việc với thiết bị đơn lẻ. - An toàn, chắc chắn, tuổi thọ cao: do kết cấu bởi lõi sắt và cuộn dây, không có thiết bị điện tử nên việc hư hỏng rất khó xảy ra. Tuổi thọ của thiết bị khá cao, có thể đến 20 năm. - Chi phí không cao, hiệu quả: Một thiết bị có thể dùng cho bất cứ loại tải nào. - Không có tiếng ồn và rung động: việc dùng lõi thép chất lượng cao giúp loại trừ từ thông và tổn hao sắt từ trong các biến thế, trong thiết bị cũng như không gây ồn và rung động. b, Cải thiện chất lượng nguồn điện, cung cấp nguồn có chất lượng cao: do loại trừ các sóng hài bậc cao, loại trừ sự không cân bằng điện áp. Điều đó làm tăng hiệu suất, bảo vệ cũng như làm tăng tuổi thọ các thiết bị điện. c, Tiết kiệm điện năng tiêu thụ: Do dạng sóng được cải thiện, các sóng hài là các sóng gây nên tổn hao đã bị loại trừ, điện áp cũng như dòng điện được cân bằng nên không có tổn hao phụ, do vậy điện năng tiêu thụ giảm xuống. 3. Khảo nghiệm thiết bị: Sau khi chế tạo xong, thiết bị này đã được đưa vào khảo nghiệm thực tế với tải là động cơ bơm nước có công suất 10KW tại Nhà máy nước Nam Dư Hà nội. Bảng kết quả khảo nghiệm thiết bị: Xem bảng 1. Đánh giá kết quả: khả năng tiết kiệm điện là: 3,5% với tải khảo sát thực tế. Ưu điểm: Thiết bị đơn giản, độ bền cao, dễ dàng lắp đặt, thay đổi và thích hợp với các loại tải. Nhược điểm: Thời gian khảo nghiệm có hạn nên việc đánh giá kết quả chưa được chính xác do chưa đủ điều kiện khảo nghiệm với nhiều loại tải với các mức tải khác nhau. 93 Céng hßa x∙ héi chñ nghÜa viÖt nam §éc lËp – Tù do – H¹nh phóc -------o0o-------- Hµ Néi, ngµy 5 th¸ng 10 n¨m 2007 biªn b¶n ( V/v: Kh¶o nghiÖm thiÕt bÞ tiÕt kiÖm ®iÖn PS-01/ESC t¹i Nhµ m¸y n−íc) 1.Thêi gian, ®Þa ®iÓm kh¶o s¸t Ngày 05/10/2007 t¹i nhµ m¸y n−íc Nam D− - Hoµng Mai - Hµ Néi 2. Thµnh phÇn 1/ ¤ng Ph¹m V¨n HËu chøc vô: c¸n bé kh¶o nghiÖm 2/ ¤ng: Vâ Anh Quý chøc vô: c¸n bé kh¶o nghiÖm 3/ ¤ng: TrÇn Xu©n Hïng chøc vô: Phã gi¸m ®èc nhµ m¸y 4/ ¤ng: Lª Anh B×nh chøc vô: c¸n bé kü thuËt nhµ m¸y 3. Néi dung: Kh¶o nghiÖm thiÕt bÞ tiÕt kiÖm ®iÖn PS-01/ESC l¾p ®Æt cho b¬m kü thuËt: 7,5kW -14,1A – 380VAC vµ sö dông thiÕt bÞ ®o c«ng suÊt kiÓm tra l−îng ®iÖn tiªu thô cña b¬m kü thuËt. 4. Ph−¬ng ph¸p §o 3 lÇn lÊy gi¸ trÞ trung b×nh. 5. KÕt qu¶ KÕt qu¶ ®o ®−îc tr×nh bµy trong b¶ng sau: 94 B¶ng kÕt qu¶ ®o ®¹c khi ch−a l¾p bé PS-01/ESC vµ sau khi l¾p bé PS-01/ESC §iÖn ¸p (V) Dßng ®iÖn (A) Cosϕ C«ng suÊt (kW) TT Thêi gian Gi¶i ph¸p kü thuËt Tªn thiÕt bÞ Ud1 Ud2 Ud3 Utb I1 I2 I3 Itb §Þnh møc Thùc tÕ 1 8h40 ngµy 05/10/07 Ch−a l¾p PS- 01/ESC B¬m kü thuËt 378 380 382 380 13,5 13,3 13,4 13,3 0,84 7,5 7,408 2 8h55 ngµy 05/10/07 Ch−a l¾p PS- 01/ESC B¬m kü thuËt 379 377 381 379 13,5 13,4 13,6 13,5 0,84 7,5 7,444 3 9h30 ngµy 05/10/07 L¾p PS- 01/ESC B¬m kü thuËt 379 380 379 379 12,9 13,0 12,9 12,9 0,85 7,5 7,198 4 10h00 ngµy 05/10/07 L¾p PS- 01/ESC B¬m kü thuËt 381 381 381 381 12,7 12,8 12,7 12,7 0,85 7,5 7,123 5 10h30 ngµy 05/10/07 L¾p PS- 01/ESC B¬m kü thuËt 383 383 384 383 12,5 12,6 12,5 12,5 0,85 7,5 7,048 95 6. KÕt luËn Biªn b¶n kiÓm tra ®−îc tæng hîp vµ lËp vµo håi 11h30 ngµy 05 th¸ng 10 n¨m 2007. Biªn b¶n nµy chØ phôc vô cho c«ng t¸c kh¶o nghiÖm thiÕt bÞ tiÕt kiÖm ®iÖn PS-01/ESC. X¸c nhËn cña ®¬n vÞ kh¶o nghiÖm c¸n bé kh¶o nghiÖm TrÇn Xu©n Hïng Ph¹m V¨n HËu Lª Anh B×nh Vâ Anh Quý 96 B. BỘ TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG MẪU PS/ESC-02 1. Nguyên lý: Trong các nhà máy xí nghiệp sản xuất, động cơ điện có vai trò rất quan trọng không thể thiếu được và là đối tượng tiêu thụ điện năng khá lớn. Để điều khiển tốc độ của động cơ truyền động cho các thiết bị dùng trong công nghiệp, có thể dùng nhiều phương pháp khác nhau và với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử, thiết bị điều khiển ngày càng đa dạng và phong phú về chủng loại. Trước đây khá lâu, người ta còn dùng hệ khuyếch đại từ ЭMY-Đ (động cơ một chiều) do Liên xô cũ chế tạo, rất nặng nề, phạm vi điều khiển không rộng, rất hay hỏng cổ góp động cơ và công suất bị hạn chế. Sau đó với sự phát triển của kỹ thuật bán dẫn, hệ điều khiển dùng van bán dẫn Thyristor điều khiển điện áp cung cấp cho động cơ ra đời và phát triển. Các đặc điểm nổi trội của loại này là: cho phép điều khiển trơn, phạm vi điều khiển khá rộng (về lý thuyết có thể điều khiển từ 0-1800el), tính năng bảo vệ khá cao, điều khiển nhanh, linh hoạt... Trước đây Công ty chúng tôi cũng đã chế tạo rất nhiều bộ điều khiển dạng này để cung cấp cho khá nhiều nơi như: Điều khiển bơm, quạt gió cho Công ty Supe Phốt phát Lâm Thao, Trạm bơm Duy tiên- Nam Hà; Các bộ điều khiển động cơ nâng hạ điện cực cho các lò hồ quang điện của Nhà máy Cơ khí gang thép Thái nguyên, Bê tông Thép Ninh bình, Z27 Bộ Quốc phòng... Tuy nhiên nhược điểm của loại điều khiển này là khi điều khiển càng sâu thì dạng sóng càng không sin, méo dạng gây đốt nóng cho động cơ và các thiết bị phụ trợ và ảnh hưởng không tốt đến lưới điện... dẫn tới làm tăng tổn hao lưới điện, tăng công suất truyền tải và giảm tuổi thọ thiết bị điện. Hiện nay phương pháp thường dùng nhất là biến đổi tần số (biến tần). Nguyên lý của nó là biến đổi điện áp từ nguồn 50HZ tần số công nghiệp 3 pha sang điện áp một chiều. Điện áp một chiều này được biến đổi nghịch lưu thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng thông qua hệ IGBT-transistor lưỡng cực có cổng cách ly bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) có thể điều chỉnh vô cấp cả tần số và điện áp tuỳ theo yêu cầu khiển nhưng vẫn đảm bảo mômen của động cơ ở cả dải điều chỉnh tốc độ. (Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ). Các thông số điều khiển chế độ làm việc của động cơ được đưa vào nhờ Modul cài đặt, có rất nhiều thông số có thể thay đổi để phù hợp với yêu cầu công nghệ và đặc điểm của tải. Hệ số công suất cosф của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96. Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất 97 cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất chế tạo theo công nghệ hiện đại. Chính vì vậy, năng lượng tiêu thụ cũng xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống. Trước đây các hãng chế tạo mới chế tạo được các biến tần có công suất nhỏ, đến nay với nền kỹ thuật tiên tiến, hiện đại đã chế tạo được các bộ biến tần công suất lớn, và ngay lập tức đã được áp dụng vào sản xuất, giải quyết được vấn đề điều chỉnh tốc độ của các động cơ ba pha xoay chiều và đem lại hiệu quả cao về mặt kinh tế. Hầu hết các động cơ điện sử dụng tại Việt Nam là động cơ không đồng bộ một pha và ba pha, gồm loại tốc độ không đổi và loại tốc độ thay đổi. Tất cả các động cơ có phụ tải thay đổi đều có thể sử dụng biến tần để tiết kiệm điện. Chẳng hạn như động cơ bơm nước lạnh của hệ thống điều hòa trung tâm; động cơ dùng cho hệ thống băng tải, băng chuyền; trạm bơm cấp nước, bơm của hệ thống cấp đông trong các nhà máy bia; động cơ sử dụng trong thiết bị của ngành chế biến thực phẩm, dệt, và các ngành có sử dụng máy nén khí... (Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp - tần số là không đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4: Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men cũng lại là hàm bậc hai của điện áp. Do vậy, các bộ biến tần hiện nay đang được coi là một ứng dụng chuẩn cho các hệ truyền động cho bơm và quạt). Tuỳ thuộc vào thông số, tính chất, chế độ làm việc của tải... mà hiệu quả tiết kiệm từ việc ứng dụng biến tần để điều khiển động cơ truyền động sẽ khác nhau, có thể từ 10 đến 50% (theo đánh giá của các cơ sở đã ứng dụng). 2. Chế tạo thiết bị mẫu PS/ESC-02: Thiết bị tiết kiệm điện năng mẫu PS/ESC-02 được chế tạo dựa trên nguyên lý dùng bộ biến đổi tần số để điều khiển tốc độ động cơ truyền động có công suất 7,5kW. Loại biến tần chúng tôi dùng ở đây là loại SK2401 của Hãng Control Technic- Anh quốc có công suất 7,5KW; dải điện áp vào là 380-480V; dòng điện tải là 15.3A. 3. Nguyên tắc hoạt động: Nguyên lý làm việc: Thiết bị này được lắp trong tủ điện. Nhờ các bộ phận đóng cắt, thiết bị sẽ được đấu nối với tải. Tuỳ theo yêu cầu công nghệ của tải, nhờ modul cài đặt, 98 các thông số cần thiết sẽ được đặt phù hợp và tương thích với tải. Toàn bộ quá trình làm việc của động cơ sẽ được điều khiển tự động. Sơ đồ khối và sơ đồ nguyên lý của thiết bị: BT CM V ÐC AP NGUON 380V A DH K L1 L2 L3 U V W DC1 DC2 BR N NGU? N LU? I H? TH? NG ÐÓNG, C? T, B? O V? H? TH? NG ÐI? U KHI? NBI? N T? N Ð? NG CO T? I 3 PHA 380V, 50HZ HTÐK Hướng dẫn sử dụng: Xem tài liệu tham khảo. Trước tiên, cần tiến hành cài đặt các thông số cần thiết của tải. Các thông số khác đã được Nhà máy chế tạo cài đặt sẵn (Default). Sau đó, khi nối tải vào, biến tần sẽ tự nhận dạng động cơ (nếu tải có thông số không đúng như đã cài đặt thì biến tần sẽ không làm việc). Ngoài ra chỉ cần thay đổi thêm một vài thông số theo yêu cầu cụ thể của tải như: Pr03 (phạm vi tăng tốc): 2. Pr04 (phạm vi giảm tốc): 0,2. Pr05 (dạng truyền động): AIPr... tuỳ theo yêu cầu làm việc cụ thể. Với tải bơm, quạt gió, nên đặt phạm vi dòng điện của động cơ theo chế độ “Norman Duty”, còn với tải như thang máy, cầu trục nên đặt ở chế độ “Heavy Duty” nhờ đặt thông số Pr4.25 phù hợp. 4. Phạm vi ứng dụng: Thiết bị này có thể ứng dụng được rất nhiều nơi, nhiều lĩnh vực, nhưng hiệu quả nhất là dùng với các tải bơm, quạt gió, thiết bị làm mát... là những thiết bị thường xuyên hoạt động non tải. Bởi vì trong các nhà máy, lưu lượng của các thiết bị này thường xuyên thay đổi để phù hợp với nhu cầu thực tế mà lưu lượng tỷ lệ thuận với tốc độ quay còn tốc độ quay tỉ lệ với tần số. Trước đây để điều chỉnh lưu lượng các nhà máy thường sử dụng các van lá chắn đầu vào (hay đầu ra) được điều khiển bằng 1 động cơ nhỏ hay làm một đường hồi. Việc điều chỉnh lá chắn này tuy điều chỉnh được lưu lượng nhưng không hiệu quả về kinh tế vì động cơ vẫn làm việc gần như không đổi và tổn hao trên lá chắn vẫn lớn. 99 Với các hệ truyền động bơm và quạt, moment tải tỷ lệ với bình phương tốc độ và lưu lượng tỷ lệ thuận với tốc độ. Do đó công suất đòi hỏi của hệ thống tỷ lệ với lập phương của tốc độ và tỷ lệ với lập phương của lưu lượng (P ≈ M x n ≈ n3 ≈ F3). Do vậy giải pháp của vấn đề này là sử dụng biến tần thay thế cho van. Việc điều chỉnh lưu lượng chính là điều chỉnh tốc độ của động cơ truyền động bơm hay quạt thông qua điều chỉnh tần số, không dùng van hay van mở sẵn nên không có tổn thất trên van. Động cơ cũng không phải sinh công suất cơ để thắng sức cản của van. Nhờ đó khi lưu lượng giảm thì công suất tiêu thụ cũng giảm đi rất đáng kể. Chúng tôi đã ứng dụng thiết bị biến tần vào khá nhiều nơi như điều khiển các động cơ nâng hạ điện cực ở các lò hồ quang ở Công ty Cơ khí Thái nguyên, Công ty Bê tông Thép Ninh Bình, Z127... và đã mang lại hiệu quả tiết kiệm điện rất khả quan, nhưng công suất chưa cao (tới 4KW). Chúng tôi cũng lắp tủ điều khiển sử dụng biến tần để điều khiển động cơ dây chuyền đúc cho Công ty Z27 Bộ Quốc phòng với công suất tới 75KW. Với mức công suất càng lớn thì hiệu quả tiết kiệm điện càng cao. 5. Đánh giá chức năng và hiệu quả: Ưu điểm: - Công nghệ tiên tiến, hiện đại nhất. Kích thước gọn, nhẹ. - Phạm vi điều chỉnh vô cấp. Các thông số đặt tuỳ chọn theo yêu cầu công nghệ, linh hoạt với mọi loại tải. - Chế độ làm việc phù hợp với tải nên tiết kiệm năng lượng tối ưu. Nhược điểm: - Cấu trúc phức tạp, có nhiều thông số gây lỗi. - Độ bền không cao, chịu ảnh hưởng của độ ẩm, rung động cao. - Giá thành vẫn còn cao. - Tuổi thọ không cao, từ 5-10 năm. 6. Khảo nghiệm thiết bị: Thiết bị này được khảo nghiệm với tải là động cơ bơm có công suất 7,5KW tại Nhà máy nước Nam Dư, Công ty kinh doanh nước sạch Hà nội. Kết quả khảo nghiệm: Xem Biên bản khảo nghiệm thiết bị PS-02/ESC. Đánh giá: Tỷ lệ tiết kiệm điện là: 19,13% với tải khảo nghiệm thực tế. 100 Céng hßa x∙ héi chñ nghÜa viÖt nam §éc lËp – Tù do – H¹nh phóc -------o0o-------- Hµ Néi, ngµy 8 th¸ng 10 n¨m 2007 biªn b¶n ( V/v: Kh¶o nghiÖm thiÕt bÞ tiÕt kiÖm ®iÖn PS-02/ESC t¹i Nhµ m¸y n−íc) 1.Thêi gian, ®Þa ®iÓm kh¶o s¸t Ngày 08/10/2007 t¹i nhµ m¸y n−íc Nam D− - Hoµng Mai - Hµ Néi 2. Thµnh phÇn 1/ ¤ng Ph¹m V¨n HËu chøc vô: c¸n bé kh¶o nghiÖm 2/ ¤ng: Vâ Anh Quý chøc vô: c¸n bé kh¶o nghiÖm 3/ ¤ng: TrÇn Xu©n Hïng chøc vô: Phã gi¸m ®èc nhµ m¸y 4/ ¤ng: Lª Anh B×nh chøc vô: c¸n bé kü thuËt nhµ m¸y 3. Néi dung: Kh¶o nghiÖm thiÕt bÞ tiÕt kiÖm ®iÖn PS-02/ESC l¾p ®Æt cho b¬m kü thuËt: 7,5kW -14,1A – 380VAC vµ sö dông thiÕt bÞ ®o c«ng suÊt kiÓm tra l−îng ®iÖn tiªu thô cña b¬m kü thuËt. 4. Ph−¬ng ph¸p §o 3 lÇn lÊy gi¸ trÞ trung b×nh. 5. KÕt qu¶ KÕt qu¶ ®o ®−îc tr×nh bµy trong b¶ng sau: 101 B¶ng kÕt qu¶ ®o ®¹c khi ch−a l¾p bé PS-02/ESC vµ sau khi l¾p bé PS-02/ESC §iÖn ¸p (V) Dßng ®iÖn (A) Cosϕ C«ng suÊt (kW) TT Thêi gian Gi¶i ph¸p kü thuËt Tªn thiÕt bÞ Ud1 Ud2 Ud3 Utb I1 I2 I3 Itb §Þnh møc Thùc tÕ 1 8h30 ngµy 08/10/07 Ch−a l¾p PS- 02/ESC B¬m kü thuËt 386 390 388 388 13,4 13,3 13,2 13,3 0,84 7,5 7,507 2 8h50 ngµy 08/10/07 Ch−a l¾p PS- 02/ESC B¬m kü thuËt 383 387 384 385 13,5 13,4 13,3 13,4 0,84 7,5 7,506 3 9h40 ngµy 08/10/07 L¾p PS- 02/ESC B¬m kü thuËt 384 385 384 384 11,4 11,6 11,4 11,5 0,85 7,5 6,501 4 10h00 ngµy 08/10/07 L¾p PS- 02/ESC B¬m kü thuËt 383 383 383 383 11,5 11,6 11,6 11,6 0,85 7,5 6,540 5 10h30 ngµy 08/10/07 L¾p PS- 02/ESC B¬m kü thuËt 382 383 382 382 11,5 11,6 11,7 11,6 0,85 7,5 6,523 102 6. KÕt luËn Biªn b¶n kiÓm tra ®−îc tæng hîp vµ lËp vµo håi 12h ngµy 08 th¸ng 10 n¨m 2007. Biªn b¶n nµy chØ phôc vô cho c«ng t¸c phôc vô kh¶o nghiÖm thiÕt bÞ tiÕt kiÖm ®iÖn PS-02/ESC. X¸c nhËn cña ®¬n vÞ kh¶o nghiÖm c¸n bé kh¶o nghiÖm TrÇn Xu©n Hïng Ph¹m V¨n HËu Lª Anh B×nh Vâ Anh Quý 103 PHẦN VI: KẾT LUẬN Nh− chóng ta ®· biÕt n¨ng l−îng ®iÖn lµ mét nguån n¨ng l−îng kh«ng thÓ thiÕu trong s¶n xuÊt vµ sinh ho¹t, ®Ó x©y dùng thªm mét nhµ m¸y ®iÖn tèn chi phÝ rÊt lín vµ ph¶i mÊt mét kho¶ng thêi gian kh¸ dµi. Thùc tÕ, trong c«ng nghiÖp vµ sinh ho¹t chóng ta ®Òu sö dông ®iÖn vµ kh«ng thÓ kh«ng cã ®iÖn. NÕu t×nh tr¹ng cóp ®iÖn th−êng xuyªn x¶y ra th× sÏ ¶nh h−ëng ®Õn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt còng nh− nhu cÇu sinh ho¹t thiÕt yÕu. Do ®ã, mçi doanh nghiÖp, c«ng nghiÖp s¶n xuÊt, mçi ng−êi, mçi gia ®×nh... ph¶i cã ch−¬ng tr×nh vµ ý thøc tiÕt kiÖm ®iÖn b»ng chÝnh nh÷ng kh¶ n¨ng cã thÓ. §øng tr−íc nguy c¬ thiÕu ®iÖn trÇm träng, chóng ta cÇn cã nhiÒu ch−¬ng tr×nh kªu gäi, x©y dùng ph−¬ng ¸n tiÕt kiÖn ®iÖn n¨ng cô thÓ, chi tiÕt ®Ó ¸p dông cho tõng khu c«ng nghiÖp, chÕ xuÊt, s¶n xuÊt, c¸c c¬ së dïng ®iÖn d©n dông... ®Ó mäi ng−êi cã thÓ tham gia tiÕt kiÖm ®iÖn vµ sö dông ®iÖn hîp lý. MÆt kh¸c ®Ó h−ëng øng ch−¬ng tr×nh nµy, c¸c c«ng ty s¶n xuÊt c¸c thiÕt bÞ ®iÖn, thiÕt bÞ chiÕu s¸ng... còng ®· ®Çu t− nhiÒu d©y chuyÒn s¶n xuÊt, nguyªn cøu ®Ó cho ra ®êi nh÷ng s¶n phÈm tiÕt kiÖm ®iÖn tèi ®a, gióp cho c¸c chñ ®Çu t− gi¶m chi phÝ ®Çu vµo, h¹ gi¸ thµnh s¶n phÈm, t¨ng kh¶ n¨ng c¹nh tranh. Bªn c¹nh ®ã, viÖc tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng cßn cã t¸c dông lµm gi¶m khÝ th¶i nhµ kÝnh CO2 do lµm gi¶m nhiÖt ®é cña ®éng c¬ khi ho¹t ®éng, gãp phÇn tÝch cùc vµo viÖc b¶o vÖ m«i tr−êng, ®ång thêi còng gãp phÇn t¹o sù ph¸t triÓn æn ®Þnh vµ bÒn v÷ng cña ViÖt nam nãi riªng, cña toµn thÕ giíi nãi chung. §Ò tµi NCKH cña chóng t«i còng kh«ng n»m ngoµi môc ®Ých trªn. Tuy nhiªn, do ®iÒu kiÖn còng nh− ch−a ®ñ thêi gian ®Ó kiÓm chøng nªn ch¾c ch¾n cßn nhiÒu thiÕu sãt cÇn ®−îc bæ xung cho hoµn chØnh. Cßn hiÖu qu¶ tõ viÖc øng dông c«ng nghÖ ®Ó tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng trong s¶n xuÊt ®· ®−îc c¸c nhµ khoa häc, c¸c doanh nghiÖp trong n−íc thÈm ®Þnh qua thùc tÕ. NÕu ®−îc c¸c c¬ së s¶n xuÊt kinh doanh, ®Æc biÖt lµ nh÷ng n¬i cã quy m« s¶n xuÊt lín quan t©m ¸p dông, ch¾c ch¾n c¸c gi¶i ph¸p nªu trªn kh«ng chØ ®em l¹i nhiÒu lîi Ých vÒ kinh tÕ cho doanh nghiÖp mµ cßn tiÕt kiÖm mét s¶n l−îng ®iÖn kh«ng nhá cho x· héi, khi nguån n¨ng l−îng ch−a ®¸p øng ®ñ nhu cÇu nh− hiÖn nay. 104 PhÇn VII: Tµi liÖu tham kh¶o 1. Enerkeeper EC21. 2. C¸c b¸o ®iÖn tö: B¸o tin tøc vµ sù kiÖn, HiÖn ®¹i ho¸, KHCN, CNVN... 3. QuyÕt ®Þnh 79/2006/Q§-TTg. 4. QuyÕt ®Þnh 80/2006/Q§-TTg. 5. BiÕn tÇn, mét biÖn ph¸p tiÕt kiÖm ®iÖn. TrÇn Anh Cao. 6. C¸c tµi liÖu POWER SAVINGS. 7. Tµi liÖu vÒ BiÕn tÇn cña c¸c H·ng Siemens, LG, Control Technic… PhÇn VIII: Phô lôc. 1. QuyÕt ®Þnh giao kÕ ho¹ch KH vµ CN n¨m 2007 sè 3474/Q§-BCN. 2. Hîp ®ång N§KH vµ PTCN sè 182.07RD/H§-KHCN. 3. Biªn b¶n nghiÖm thu cÊp c¬ së. 4. QuyÕt ®Þnh nghiÖm thu sè 1107/Q§-BCT.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfLuận văn- NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO CÁC ỨNG DỤNG- DÂN DỤNG, HỆ THỐNG BƠM, QUẠT GIÓ CÔNG NGHIỆP VÀ CÁC NHÀ MÁY DỆT SỢI.pdf
Luận văn liên quan