Tránh tổn thất điện áp và điện năng trong hệ thống điện

Tránh tổn thất điện áp và điện năng trong hệ thống điện

Việc tránh tổn thất điện áp và điện năng trong hệ thống điện là điều hết sức quan trọng nếu bạn không muốn cuối tháng phải bỏ ra nhiều chi phí điện mà hệ thống các thiết bị của mình không làm việc hiệu quả. Vậy nguyên nhân nào dẫn đến tình trang này và cách khắc phục ra sao hãy xem qua bài viết mà chúng tôi đã phân tích dưới đây.

Tránh tổn thất điện áp và điện năng trong hệ thống điện

Những nguyên nhân gây ra tổn thất điện áp và tổn thất điện năng

Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng sinh ra trong quá trình truyền tải và tiêu thụ điện. Nguyên nhân là do:

  • Trên đường dây dẫn điện có điện trở RΩ và điện kháng XΩ.
  • Do các máy biến áp có tổn thất công suất ở trong cuộn dây và tổn thất không tải ở trong lõi thép.
  • Do tiêu thụ nhiều công suất vô công trên lưới điện, chủ yếu do các phụ tải có thành phần điện cảm như cuộn dây máy biến áp, cuộn dây động cơ điện, cuộn cảm có lõi thép… làm giảm cosφ của lưới điện.
  • Do chế độ vận hành của lưới điện:
    • Tổn thất càng lớn khi công suất tiêu thụ điện của phụ tải càng lớn.
    • Tổn thất càng lớn khi thời gian sử dụng công suất cực đại càng kéo dài (thời gian sử dụng công suất cực đại ký hiệu là TMax).
    • Do máy biến áp thường xuyên vận hành trong tình trạng non tải hoặc không tải.
    • Do tình trạng lệch tải các pha, tình trạng này thường xảy ra trong lưới điện phân phối hạ thế.

Tổn thất điện áp liên quan trực tiếp đến tổn thất điện năng vì

Khi lưới điện không tải chỉ tồn tại điện áp không có dòng điện đi qua thì sẽ không có tổn thất điện áp và tổn thất điện năng

ΔU=0, ΔA= 0

Khi lưới điện có tải, trong dây dẫn sẽ có dòng điện I chạy qua. Do dây dẫn có điện trở R và điện kháng X nên trên dây dẫn xuất hiện tổn thất điện áp ΔU ≠ 0

Tổn thất điện áp

Tổn thất điện năng được tính bằng

ΔA = ΔP.t

Giả thiết nếu phụ tải của mạng điện không thay đổi ta có

ΔA = 3I2maxRτ

Trong đó:

  • Imaxlà dòng điện cực đại
  • R là điện trở của đường dây
  • τ là thời gian tổn thất công suất lớn nhất, là thời gian mà mạng điện liên tục chuyên chở công suất lớn nhất Pmax (hay Imax) sẽ gây ra một tổn thất điện năng trong mạng điện đúng bằng tổn thất điện năng thực tế của mạng điện sau 1 năm vận hành.

Rõ ràng tổn thất điện năng và tổn thất điện áp có liên quan trực tiếp đến nhau, chúng đều phụ thuộc vào điện trở đường dây (R) và tình trạng mang tải của mạng điện.

Các biện pháp làm giảm tổn thất điện áp và tổn thất điện năng

  • Nâng cao hệ số công suất cosφ ở các hộ dùng điện chủ yếu là các xí nghiệp cụ thể là lựa chọn công suất của động cơ hoặc loại động cơ cho phù hợp, nâng cao hệ số phụ tải kB…hạn chế làm việc không tải.
    • cosφ là hệ số công suất được tính bằng:
      cosφ = P / S
      Trong đó:

      • P là công suất tác dụng
      • S là công suất biểu kiến
    • Phân phối công suất tác dụng và công suất phản kháng trong mạng điện theo một phương thức hợp lý nhất. Giảm công suất phản kháng chuyên tải trong mạng điện. Bù vô công bằng máy bù đồng bộ hoặc bằng tụ điện tĩnh
  • Máy biến áp vận hành theo phương thức tổn thất điện năng ít nhất, vận hành kinh tế trạm biến áp bằng cách hòa đồng bộ máy biến áp
  • Nâng cao mức điện áp vận hành của mạng điện
  • Nâng cao cấp điện áp định mức của mạng điện
  • Lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lý nhất cho mạng điện

Ứng dụng thực tiễn

  • Nên dùng mạng điện kín thay cho mạng điện hở.
  • Bán kính cung cấp điện phù hợp theo tiêu chuẩn cho phép.
  • Kiểm tra thường xuyên tình trạng tổn thất điện áp, tổn thất điện năng và thực hiện cân đảo pha thường xuyên trong lưới điện phân phối hạ thế 220/380V, trong lưới điện ≥ 110kV cứ 200km lại có 1 lần hoàn thành hoán vị pha để giảm điện kháng của đường dây. Khi vận hành lệch pha tổn thất điện năng trên đường dây sẽ tăng lên vì ngoài tổn thất điện áp trên dây pha còn có thêm tổn thất điện áp trên dây trung tính.

Tránh tổn thất điện áp và điện năng là công việc khá phức tạp đòi hỏi chuyên môn cao vì vậy bạn nên hỏi kỹ các nhân viên kỹ thuật lành nghề hay các kỹ sư thiết kế điện để có thể đưa ra được một giải pháp tối ưu cho hệ thống của mình.

Chia sẻ bài viết