Đường dây điện cao thế xoay chiều (HVAC) là gì?

đường-dây-bắc-nam

Đường dây tải điện cao thế trên không mà bạn thấy khi đi ngoài đường ở Việt Nam hiện nay chính là đường dây HVAC, nghĩa là đường dây điện cao thế xoay chiều.

HVAC là viết tắt của High Voltage Alternating Current nghĩa là điện cao thế và xoay chiều. Vì các nhà máy sản xuất điện trước đây như nhiệt điện, thủy điện, điện hạt nhân (trên phạm vi toàn thế giới) sử dụng máy phát điện xoay chiều để tạo ra điện, nên mạng lưới truyền tải điện cũng phải là xoay chiều.

Chúng ta sẽ tìm hiểu rõ hơn về hệ thống HVAC này trong bài viết dưới đây và đồng thời tìm hiểu lý do tại sao HVDC mới là hệ thống truyền tải vượt trội hơn so với HVAC.

Tại sao là điện cao thế xoay chiều (HVAC)?

Nhà máy sản xuất điện thường đặt ở khoảng cách rất xa so với người tiêu dùng như gia đình, xí nghiệp, khu công nghiệp, khu dân cư… nên để có thể truyền tải điện ở khoảng cách xa như vậy thì điện áp phải được đẩy lên rất cao thông qua máy biến áp tăng áp. Điện áp sản xuất ở nhà máy thường là 11kV – 22kV nhưng khi lên mạng lưới truyền tải thì nó sẽ được tăng áp lên 220kV, 500kV thậm chí là 1100kV. Bạn tìm hiểu lý do tại sao điện áp truyền tải lại rất cao?

Điện sản xuất từ các nhà máy hiện nay vẫn là điện xoay chiều 3 pha nên điện áp truyền tải trên mạng lưới là điện xoay chiều 3 pha. Việc sử dụng điện xoay chiều có nhiều ưu điểm như tiết kiệm chi phí đầu tư, công suất truyền tải lớn.

Đó là 2 lý do đường dây truyền tải điện được gọi là HVAC (điện xoay chiều cao thế).

1. Ưu điểm của HVAC

a. Giảm chi phí sản xuất dây dẫn

Tiết diện của dây dẫn ở đường dây trên cao tỉ lệ nghịch với điện áp truyền tải của đường dây. Đối với đường dây tải điện cao thế, điện áp truyền tải rất lớn nên tiết diện của dây dẫn rất nhỏ. Do đó, chi phí vật liệu cho dây dẫn là rất ít.

b. Tăng hiệu quả truyền tải

Đối với điện áp cao, cường độ dòng điện sẽ giảm xuống khi truyền tải cùng một mức công suất. Do đó, tổn thất đồng của đường dây giảm. Do đó, hiệu suất chung của hệ thống truyền tải làm tăng lên.

c. Tăng công suất đường truyền

d. Tính linh hoạt trong phát triển tương lai

Nhu cầu điện năng đang tăng lên từng ngày. Để đáp ứng nhu cầu điện năng này, chúng ta có thể truyền tải nhiều điện năng hơn bằng cách tăng mức điện áp. Đối với một cấp độ nhất định nào đó thì điều này có nghĩa là không cần phải lắp đặt một hệ thống truyền tải điện mới.

2. Nhược điểm của HVAC

a. Tổn thất Corona

Hiệu ứng phóng điện bề mặt xảy ra khi điện áp cao làm đánh thủng điện môi của không khí, gây phóng điện ra xung quanh dây dẫn, làm tổn thất năng lượng.

Hiệu ứng hào quang tăng lên cùng với sự gia tăng của điện áp truyền tải. Hiệu ứng Corona tạo ra tổn thất điện năng trên đường dây đồng thời cũng gây nhiễu đường dây thông tin gần đó.

b. Hiệu ứng bề mặt

Hiệu ứng bề mặt nghĩa là điện chỉ tập trung chạy trên bề mặt của dây dẫn, càng vào trung tâm lõi dây điện thì càng có ít điện. Hiện tượng này sẽ làm điện trở hiệu dụng của dây dẫn tăng lên làm tổn thất năng lượng, nên đây cũng là một dạng tổn thất điện năng ở điện xoay chiều.

c. Tính ổn định

Sự ổn định của hệ thống điện là quan trọng nhất đối với một hệ thống điện đáng tin cậy. Nếu chiều dài của đường dây tăng lên quá 500km thì rất khó để tạo ra một hệ thống ổn định.

d. Hiệu ứng Ferranti

Dòng điện nạp sẽ chạy qua dây dẫn do điện dung. Do dòng sạc này, điện áp của cuối đường dây sẽ lớn hơn điện áp ở đầu đường dây. Hiệu ứng này được gọi là hiệu ứng Ferranti.

Độ tăng điện áp phụ thuộc vào giá trị của điện dung. Và điện dung phụ thuộc vào độ dài của đường dây.

Mức tăng điện áp này là 1,5% đối với đường dây 160 km, 13% đối với đường dây 500 km và 100% đối với đường dây 960 km. Sự gia tăng này không thể cho phép vượt quá một mức nhất định. Nếu không, hiện tượng này có khả năng sẽ làm hỏng các thiết bị trong hệ thống điện do quá áp.

HVDC

HVDC là đường dây truyền tải điện cao thế một chiều, trái ngược với HVAC là điện xoay chiều. HVDC trong những năm trở lại đây càng cho thấy hiệu quả truyền tải điện tốt hơn HVAC ở khoảng cách từ 600km trở lên và cho tới lúc này đã được ứng dụng ở một số quốc gia như Brazil, Nhật, Trung Quốc, một số nước châu Âu…

Để tìm hiểu thêm về HVAC và HVDC, bạn vui lòng tham khảo bài viết này.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.