Đường dây truyền tải điện là một trong những hạ tầng quan trọng của ngành điện, đảm bảo việc cung cấp điện năng ổn định cho đời sống của mọi người. Tuy nhiên, trong quá trình truyền tải, việc thất thoát điện năng là điều không thể tránh khỏi. Vậy, tổn thất điện năng trong đường dây truyền tải là bao nhiêu? Bài viết dưới đây sẽ nói về tình trạng tổn thất điện năng và cách giảm thiểu vấn đề này.
- Tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp bằng cách bảo trì hệ thống thiết bị điện công nghiệp
- Máy cắt không khí ACB – thiết bị bảo vệ điện an toàn cho người dùng
- Xây dựng nền công nghiệp “xanh” từ giải pháp tiết kiệm năng lượng
1. Khái niệm về tổn thất điện năng trong đường dây truyền tải
Tổn thất điện năng trong đường dây truyền tải là hiện tượng do những nguyên nhân như sự điện trở, tản nhiệt, độ rung, tách mạch, ảnh hưởng của môi trường… Những tổn thất này có thể xảy ra ở bất kỳ giai đoạn nào trong quá trình truyền tải, từ đầu đường dây, trạm biến áp đến đến người dùng cuối.
2. Các nguyên nhân gây mất điện năng trong đường dây truyền tải
Để truyền tải điện ta phải sử dụng một mạng lưới dây truyền tải điện dài, chính điều này đã tạo ra tổn thất điện năng. Một trong những nguyên nhân chính gây ra tổn thất điện năng là hiệu ứng Joule xảy ra ở máy biến áp và đường dây điện. Năng lượng bị mất dưới dạng nhiệt trong dây dẫn khi truyền tải.
Hệ thống truyền tải điện luôn có các điện trở ngăn cản dòng điện. Điện trở trên mỗi km là nhỏ nhưng dọc theo đường truyền hàng trăm km có thể có tác động rất lớn. Do đó, điều này dẫn đến nhiệt được tạo ra trong dây dẫn làm tăng nhiệt độ dây dẫn. Ngoài ra, nhiệt độ cao trong dây dẫn làm tăng điện trở dây, dẫn đến gây ra tổn thất lớn trên đường truyền.
3. Tổn thất điện năng trên đường dây truyền tải là bao nhiêu?
Một trong những câu hỏi phổ biến của hầu hết mọi người là bao nhiêu năng lượng bị mất từ nhà máy đến người dùng cuối?’ Tuy nhiên, để trả lời câu hỏi này, bạn cần phải tìm hiểu quá trình từ lúc điện được tạo ra cho đến khi được truyền tải đến người sử dụng.
Sản xuất điện
Điều quan trọng cần lưu ý là có nhiều cách để sản xuất điện trong nhà máy điện. Ví dụ, nhà máy điện chạy bằng khí đốt tự nhiên, than đá, dầu mỏ hay năng lượng hạt nhân… Tuy nhiên, không quan trọng năng lượng được tạo ra từ nguyên liệu thô nào; tất cả những nhà máy này đều hoạt động theo cùng một nguyên tắc.
Những vật liệu giàu năng lượng có thể bị đốt cháy để giải phóng nhiệt. Sau đó, nhiệt đun sôi nước thành hơi, làm cho tuabin quay và được sử dụng để tạo ra điện. Mặc dù đây là một trong những cách sản xuất điện hiệu quả nhất, nhưng chỉ có ⅔ năng lượng được tạo ra sẽ biến thành điện năng. Phần năng lượng còn lại bị mất đi do giới hạn nhiệt động lực học trong quá trình này.
Truyền tải và phân phối
Vì hầu hết các nhà máy điện đều ở xa khu dân cư nên cần phải có phương thức để truyền tải điện. Bước đầu tiên của quá trình truyền tải là sử dụng các đường dây cao áp để truyền tải điện năng đi xa. Điện áp cao được sử dụng để giữ cho tổn thất điện năng ở mức thấp nhất.
Sau đó các máy biến áp sẽ giảm điện áp từ cao xuống điện áp thấp 220V để sử dụng. Tuy nhiên, trong giai đoạn truyền tải, luôn có những tổn thất điện năng trên đường dây tải điện.
Công suất khác nhau bị mất ở các giai đoạn khác nhau:
- 1-2% năng lượng bị thất thoát trong quá trình tăng điện áp.
- 2-4% năng lượng thất thoát trên đường dây tải điện
- 1-2% năng lượng bị thất thoát trong quá trình hạ áp.
- 4-6% năng lượng bị mất trong quá trình phân phối sử dụng
Như vậy, tổn thất điện năng trung bình giữa nhà máy điện và hộ tiêu thụ dao động trong khoảng 8-15%.
4. Giải pháp giảm thiểu tổn thất điện năng trong đường dây truyền tải
Với mức độ thất thoát năng lượng cao, bạn cần phải tìm hiểu những cách bạn có thể sử dụng để giúp giảm thiểu sự thất thoát năng lượng. Tuy nhiên, trước tiên bạn cần hiểu rằng lượng năng lượng thất thoát phụ thuộc vào năng lượng được truyền trong các đường dây điện. Vì vậy, nếu năng lượng trong hệ thống cao thì năng lượng thấy thoát cũng trở nên cao.
Khi dòng điện cao được sử dụng để tạo ra nhiều nhiệt hơn trên các dây dẫn điện, điều này dẫn đến sự mất mát đáng kể năng lượng dưới dạng nhiệt. Đó chủ yếu là khi năng lượng được truyền qua một nơi xa nhà máy năng lượng. Do đó, để giảm thiểu và ngăn chặn sự thất thoát năng lượng, điện áp cần phải cao và dòng điện nhỏ.
Một cách khác mà bạn có thể sử dụng để tránh thất thoát năng lượng là sử dụng bộ cách điện xích để giảm khả năng phóng điện giữa dây dẫn và kết cấu đỡ. Khi cả hai gặp nhau, năng lượng sẽ bị hao hụt.
Cách tốt nhất để bạn quản lý tổn thất điện năng là học cách tính toán tổn thất điện năng. Công thức được sử dụng để tính công suất là dòng điện (I) chạy qua một phần tử trong mạch, làm mất điện áp (V) trong quá trình này. Khi đó, công suất (P) bị tiêu hao bởi phần tử hiện tại.
Công thức tính dòng điện bị tổn thất:
P = I x V
Các bước tính toán tổn thất năng lượng trên đường truyền:
- Bắt đầu bằng cách ghi lại lượng điện năng cần thiết tại điểm đến. Bạn có thể tính được giá trị bằng cách sử dụng công thức P = I x V. Công thức này sẽ cung cấp cho bạn ít nhất ⅔ năng lượng cần có.
- Xác định điện trở tổng thể của mạch. Điện trở (R) = Chiều dài của bước sóng (L) chia cho diện tích của mặt cắt ngang (A). R = L / A.
- Tính bình phương của cường độ dòng điện, sau đó nhân nó với điện trở.
- Sử dụng các giá trị đã được tính toán và tìm được hao hụt điện năng dưới dạng giá trị thập phân. Sau đó, nhân số đó với 100 để có phần trăm điện năng bị mất.
Sử dụng công thức tổn thất điện năng này, bạn có thể dễ dàng xác định lượng điện năng bị mất.
5. Phần kết luận
Tổn thất điện năng trong đường dây truyền tải là hiện tượng không thể tránh khỏi. Tuy nhiên, việc tính toán và giảm thiểu tổn thất sẽ giúp cải thiện hiệu quả hoạt động của hệ thống điện năng, đảm bảo cung cấp điện năng ổn định cho người dân. Việc nâng cấp hệ thống, tối ưu hóa hệ thống và kiểm tra bảo trì định kỳ là những giải pháp hiệu quả để giảm thiểu tổn thất điện năng.
Với kinh nghiệm 39 hoạt động trong lĩnh vực năng lượng, CHINT cam kết đồng hành cùng các doanh nghiệp trong việc giảm thiểu mức độ thất thoát điện năng trong đường dây truyền tải và cải thiện đáng kể năng suất và khả năng cung cấp điện. Liên hệ ngay với chúng tôi qua email: marketing.vn@chintglobal.com để nhận tư vấn về hệ thống phân phối điện năng.
---------------------------------
CHINT VIETNAM - Văn phòng đại diện chính thức của Tập Đoàn CHINT tại Việt Nam.
Hotline: 033.258.7777
Wesbite: chintglobal.vn
Email: service.vn@chintglobal.com
Địa chỉ: Tòa nhà Sonatus - Số 15 Lê Thánh Tôn, phường Bến Nghé, Quận 1, TP. HCM
