Cách tốt nhất làm giảm hao phí điện năng do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện:
A.
B.
C.
Tăng hiệu điện thế hai đầu đường dây
D.
Lúc truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn, một phần năng lượng sẽ bị hao hụt do sự tỏa nhiệt trên đường dây. Để tính được phần công suất của năng lượng đã mất đi này, người ta sử dụng công thức tính công suất tổn hao. Cụ thể công suất tổn hao là gì? Công thức tính công suất tổn hao như thế nào? Tất cả sẽ mang trong nội dung bài viết dưới đây. Hãy cùng chúng tôi theo dõi nhé.
Truyền tải điện năng đi xa bằng hệ thống những cột điện và dây dẫn
Truyền tải điện năng đi xa cần đảm bảo những yêu cầu gì?
Truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn cần phải đáp ứng được những yêu cầu sau:
– Truyền tải được công suất điện theo yêu cầu
– Tổn hao [tổn hao] trên dây dẫn thấp
– Đường truyền ổn định
– Đảm bảo độ an toàn
Nguyên nhân gây tổn hao điện năng trên đường truyền
– Truyền tải điện năng bằng dây dẫn nên dây mang điện trở và nếu sử dụng loại dây điện mang điện trở quá to, công suất tổn hao trong quá trình truyền tải mang thể tăng lên => Điện trở càng to thì công suất tổn hao sẽ càng cao.
– Dòng điện chạy liên tục trong dây dẫn sẽ làm dây dẫn tỏa nhiệt và tạo thành công suất tổn hao điện năng.
– Hao tổn trên đường truyền là tổn hao do tỏa nhiệt trên đường dây hay chính là tổng công suất tỏa nhiệt trên dây dẫn => Chiều dài của dây dẫn càng to, công suất tổn hao sẽ càng tăng.
Công suất tổn hao là gì?
Công suất tổn hao là gì?
Công suất tổn hao là đại lượng đặc trưng cho biết lượng công vô ích được sản sinh trong quá trình hoạt động của máy móc hoặc truyền tải điện năng của dây dẫn, còn được hiểu là công suất tỏa nhiệt. Hiểu một cách đơn thuần thì công suất tổn hao chính là lượng nhiệt năng làm dây nóng lên và thay đổi điện trở.
Việc tránh tối đa lượng công suất tổn hao trong quá trình máy móc hoạt động, truyền tải điện năng sẽ giúp tăng hiệu quả công việc, tối ưu tuổi thọ máy móc, thiết bị.
Công thức tính công suất tổn hao
Công suất tổn hao do tỏa nhiệt trên dây dẫn tỉ lệ thuận với bình phương công suất cần truyền và điện trở của dây dẫn, tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và được xác định bằng công thức sau:
Php = I2 x R = R x P2/ U2 = P2 x U2 x cos2φ x r
Trong đó:
- Php là công suất tổn hao điện năng trong quá trình truyền tải từ nhà máy phát điện tới nơi tiêu thụ điện [W]
- I là cường độ dòng điện [A]
- U là hiệu điện thế [V]
- R là điện trở của dây dẫn [Ω]
- cos φ là hệ số công suất của mạch điện xoay chiều
Ngoài đơn vị đo công suất chính và chuẩn xác nhất là Watt [W], ta còn mang một số đơn vị đo khác như: mW, MW, KW, KvA.
Trong đó:
– KvA là đơn vị đo công suất dòng điện trong mạch điện xoay chiều với công thức biểu kiến [S] [được tính bằng tích của hiệu điện thế và dòng biểu kiến qua thiết bị 1V. A=1V*1A, 1KV.A = 1000V.A] và vectơ tổng của công suất thực [P] và công suất phản kháng [Q].
– VA là đơn vị đo của công suất dòng điện và được tính bằng tích của hiệu điện thế [V] và cường độ dòng điện [A].
– KW là đơn vị đo công suất thực P trong hệ đo lường quốc tế và biểu thị cho sự thay đổi nguồn năng lượng ΔE trong khoảng thời kì Δt. Nó được tính bằng tích của hiệu điện thế và dòng điện tạo ra sức suất thực đi qua thiết bị [ 1W=1V*|1A|, KW=1000KW].
Cách làm giảm tổn hao điện năng trên đường truyền
Từ công thức tính công suất tổn hao, ta mang thể thấy cách làm giảm tổn hao điện năng trên đường truyền, đó là giảm giảm điện trở R hoặc tăng hiệu điện thế U hoặc tăng giá trị của hệ số công suất cosφ. Cụ thể như sau:
1/ Giảm điện trở R
Điện trở của dây dẫn được xác định bằng tích điện trở suất của vật liệu của dây dẫn với chiều dài của dây dẫn chia cho thể tích mặt cắt của dây dẫn. Vì chiều dài của dây dẫn trên đường truyền là xác định nên ta mang thể giảm điện trở bằng cách:
– Giảm điện trở suất của dây dẫn: Tiêu dùng những vật liệu mang điện trở suất nhỏ làm dây tải điện như vàng, bạc,.. để tăng khả năng dẫn điện. Tuy nhiên, cách này quá tốn kém vì đây đều là những vật liệu đắt tiền.
– Tăng thể tích mặt cắt của dây dẫn bằng cách sử dụng dây to => Tăng khối lượng dây và cột đỡ.
Tăng thể tích mặt cắt của dây dẫn
=> Lúc giảm điện trở R đi okay lần thì công suất tổn hao Php giảm okay lần.
2/ Tăng hiệu điện thế U
Theo công thức tính công suất tổn hao, lúc tăng hiệu điện thế lên okay lần thì Php sẽ giảm k2 lần. Do đó, tăng hiệu điện thế sẽ hiệu quả hơn so với phương án giảm điện trở. Để làm được điều này, người ra sử dụng máy tăng thế.
3/ Tăng giá trị của hệ số công suất cosφ
Để tăng giá trị của hệ số công suất cosφ, chúng ta phải sử dụng những loại tụ điện đắt tiền ở những nơi tiêu thụ điện năng. Do đó, cách này cũng ko khả thi.
Một số giải pháp cho việc truyền tải điện năng đi xa
– Sử dụng máy tăng thế trước lúc truyền tải để tăng hiệu điện thế
– Xây dựng hệ thống đường dây điện cao thế [110 kV – 500 kV], trung thế [11 kV – 35 kV] và hạ thế [220 V – 380 V] gồm: cột điện, dây dẫn,….
Xây dựng hệ thống đường dây điện
Lưu ý: Lúc sử dụng hệ thống điện cao thế, trung thế, bạn cần phải tuân thủ nghiêm nhặt những quy định an toàn về điện.
Một số bài tập minh họa
Bài tập 1: Lúc truyền đi một công suất điện, nếu đường dây tải điện dài gấp ba thì công suất tổn hao vì tỏa nhiệt trên dây dẫn tăng hay giảm bao nhiêu lần?
Hướng dẫn giải:
Lúc chiều dài đường dây truyền tải tăng gấp 3 lần thì điện trở dây dẫn cũng tăng lên 3 lần. Do đó, công suất tổn hao do tỏa nhiệt trên đường dây truyền tải cũng tăng lên 3 lần.
Bài tập 2: Đường dây tải điện mang chiều dài 100 km, truyền đi một dòng điện mang công suất 6 MW và hiệu điện thế là 10 kV. Dây dẫn được làm bằng đồng, cứ 1km mang điện trở là 0,3 Ω. Tính công suất tổn hao trên dây dẫn
Hướng dẫn giải:
Ta mang 6 MW = 6000000 W; 10 kV = 10000 V
Điện trở trên toàn dây dẫn là: 100 x 0,3 = 30Ω
Vận dụng công thức Php = R x P2/ U2, ta mang, công suất tổn hao trên đường dây là:
Php = 60000002 x 30 / [ 10002] = 10800000 W
Vừa rồi chúng ta đã cùng nhau đi tìm hiểu công suất tổn hao là gì, cách làm giảm công suất tổn hao trong quá trình truyền tải điện năng đi xa. Hy vọng, bài viết của labvietchem sẽ là những thông tin hữu ích để khách hàng mang thể tham khảo và vận dụng trong cuộc sống.
Xem thêm:
- Dòng điện xoay chiều là gì? Sự khác biệt giữa dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều
- Máy quang đãng phổ là gì? Hướng dẫn khía cạnh cách sử dụng máy quang đãng phổ
Trong quá trình truyền tải sẽ sẽ không tránh khỏi tình trạng hao phí điện năng. Điện năng hao phí được tính bằng công thức nào và làm cách nào để giảm được điện năng hao phí? Hãy cùng Trần Phú Cable tìm hiểu hướng giải quyết trong bài viết dưới đây ngay!
Tại sao có hao phí trong quá trình truyền tải điện?
Hao phí trong đường dây tải điện
Dây dẫn có điện trở, nên khi truyền tải điện năng đi xa, dòng điện chạy trong dây dẫn sẽ làm dây dẫn tỏa nhiệt. Do đó, hao phí trong quá trình truyền tải điện là hao phí tỏa nhiệt trên đường dây.
Công thức tính công suất hao phí trên đường dây tải điện
Công thức tính cụ thể như sau
P=[R.P^2]/U^2
Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện tỉ lệ thuận với bình phương công suất truyền tải và điện trở của dây dẫn. Đồng thời tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế đặt vào hai bên đầu dây.
Cách làm giảm công suất hao phí
Cách làm giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện
Từ công thức ta thấy để giảm công suất hao phí có hai phương án là giảm điện trở hoặc tăng hiệu điện thế.
Giảm điện trở
Ta có thể giảm điện trở bằng cách sau:
- Để giảm điện trở, nên lựa chọn những dây dẫn có khả năng dẫn điện tốt hơn, có tỷ lệ đồng tối đa [dẫn điện tốt], sản phẩm của các thương hiệu uy tín, chuyên sản xuất dây và cáp điện.
- Tăng tiết diện dây dẫn, sử dụng dây dẫn có diện tích lớn hơn để giảm điện trở. Tuy nhiên với cách này sẽ suy ra khối lượng của dây dẫn tăng gây tốn kém nguyên liệu. Đồng thời kèm theo đó là dây tải nặng, phải xây nhiều cột để chống đỡ, trở nên tốn kém hơn. Khi điện trở giảm đi bao nhiêu lần thì công suất hao phí giảm đi bấy nhiêu lần.
Tăng hiệu điện thế
Theo công thức tính điện năng hao phí thì khi tăng hiệu điện thế lên bao nhiêu lần thì công suất hao phí sẽ giảm đi gấp 2 lần [U tăng k lần, P hao phí giảm đi 2k lần]
Ta tăng hiệu điện thế bằng cách sử dụng máy tăng thế để tăng hiệu điện thế trước khi truyền tải, đặt hiệu điện thế vào hai đầu đường dây.
Cần xây dựng hệ thống đường dây điện cao thế từ 110 kV đến 500 kV, trung thế từ 11 kV đến 35 kV, hạ thế từ 220V đến 380V bao gồm: dây dẫn, cột điện ....
Để giảm hao phí điện năng khi truyền tải điện thì sử dụng cách tăng hiệu điện thế sẽ hiệu quả hơn cách giảm điện trở.
Hao phí điện năng trong quá trình truyền tải là điều không thể tránh khỏi. Biết được công thức để tính được điện năng hao phí sẽ giúp người dùng có những cách khắc phục kịp thời.
Sử dụng máy biến thế để làm giảm công suất hao phí
Cấu tạo của máy biến thế
Máy biến thế hay còn được gọi như máy biến áp là thiết bị điện gồm hai hoặc nhiều cuộn dây. Đồng thời có thể là 1 cuộn dây có đầu vào và đầu ra trong cùng 1 từ trường. Thành phần cấu thành cơ bản của máy biến thế thường có là 2 hay nhiều cuộn dây đồng cách điện được quấn trên cùng 1 lõi sắt hay sắt từ ferit.
Công dụng của máy biến thế
Máy biến thế có dòng điện được tạo ra trong cuộn dây sơ cấp khi nối với hiệu điện thế sơ cấp, và 1 từ trường biến thiên trong lõi sắt. Phần từ trường biến thiên tạo ra trong mạch điện thứ cấp 1 hiệu điện thế thứ cấp. Vì thế hiệu điện thế sơ cấp có thể thay đổi được hiệu điện thế thứ cấp qua từ trường. Sự biến đổi này có thể được điều chỉnh qua số vòng quấn trên lõi sắt.
THÔNG TIN LIÊN HỆ:
Công ty Cổ phần Cơ điện Trần Phú
Địa chỉ: Số 41 Phố Phương Liệt, Phường Phương Liệt, Quận Thanh Xuân, TP. Hà Nội
Hotline: 0898.41.41.41
Email: