Tại sao điện áp truyền tải là 11kV, 22kV, 33kV, 66kV, 132kV…?

Có thể nhận thấy rằng các mức điện áp truyền tải này là bội số của 11kV. Tại sao lại vậy?

Trước hết, không phải tất cả các mức điện áp truyền tải và phân phối của mạng lưới điện đều là bội số của 11. Trong hầu hết các trường hợp, chúng là bội số của 11 chẳng hạn như 11kV, 22kV, 33kV, 66kV; 132kV nhưng 400kV, 500kV, 765kV và 800kV, 1000kV không phải là bội số của 11.

Mức điện áp 11kV, 22kV, 33kV, 66kV…

Nhiều người cho rằng hệ số dạng thức (Form factor) là một lý do. Hệ số dạng thức được định nghĩa là “Giá trị RMS đến giá trị trung bình của điện áp AC nhất định” và nó khác nhau đối với các dạng sóng khác nhau.

Hệ số dạng thức là tỷ số giữa giá trị RMS (Root Mean Square) và giá trị trung bình của điện lượng (Dòng điện hoặc Điện áp). Về mặt toán học, nó có thể được biểu thị bằng:

Do dạng sóng điện AC thường được sử dụng là dạng hình Sin, hệ số dạng thức là 1,11 (Xấp xỉ). Vì vậy, lý do được đưa ra là điện áp truyền tải 10kV, 20kV, 60kV… sẽ được nhân với hệ số dạng này để ra kết quả cuối cùng của mức điện áp truyền tải tương ứng:

• 10kV → 10 x 1,11 = 11,1 kV
• 20kV → 20 x 1,11 = 22,2 kV
• 60kV → 60 x 1,11 = 66,6 kV
• 120kV → 1,11 = 133,2kV

Nếu chúng ta coi giá trị của ba trường hợp đầu tiên là gần đúng nhưng có sự khác biệt lớn trong trường hợp thứ tư là khoảng 1,2kV.

Mức điện áp 800kV, 765kV, 400kV thì sao?

Các đường dây điện áp thế (EHV) và điện siêu cao thế (UHV) hiện đại hoạt động ở điện áp cao hơn nhiều như 400 – 800kV. Điện áp cao hơn ở cùng một kVA làm giảm tải cường độ dòng điện và do đó giảm tổn thất truyền tải do điện trở = I²R.

Tăng cường độ dòng điện làm tăng mật độ dòng điện (được định nghĩa là dòng điện / đơn vị diện tích tiết diện của cáp) và do đó làm tăng cường độ điện trường xung quanh (J = σE trong đó J là mật độ dòng điện và E là cường độ điện trường). E này gây ra hiện tượng phóng điện hào quang (corona discharge) và do đó làm tổn thất năng lượng.

Nhưng đây không phải là vấn đề khi nói đến truyền tải điện áp cao HVAC và do đó có thể truyền các điện áp cao như 765kV hoặc các điện áp tầm trung tương tự. Mối quan tâm chính duy nhất đối với truyền tải điện cao thế (Extra High Voltage) là khoảng cách, độ cách điện của đường dây và chiều cao của tháp. Sự sụt giảm điện áp là không đáng kể.

Tham khảo