Tổn thất điện xoay chiều do “hiệu ứng tiệm cận”

hiệu ứng tiệm cận là gì

Khi đặt hai hay nhiều dây dẫn gần nhau thì điện từ trường của chúng sẽ tương tác với nhau, đây được gọi là hiệu ứng tiệm cận. Do sự tương tác này, dòng điện trong mỗi dây dẫn sẽ được phân phối lại sao cho mật độ dòng điện tập trung ở dây này sẽ ở mặt xa dây dẫn kia nhất hoặc gần dây dẫn kia nhất, tùy thuộc vào chiều dòng điện.

Cụ thể, khi các dây dẫn gần nhau mang dòng điện cùng chiều (++) thì dòng điện sẽ tập trung ở phía xa nhất của mỗi dây dẫn. Khi các dây dẫn gần nhau mang dòng điện ngược chiều (+-), thì dòng điện tập trung ở các phần gần nhất của vật dẫn.

Tổn thất điện xoay chiều do "hiệu ứng tiệm cận"
Tổn thất điện xoay chiều do “hiệu ứng tiệm cận”

Tổn thất điện do hiệu ứng tiệm cận

Hiệu ứng tiệm cận có thể gây tổn thất năng lượng đối với đường dây điện trên cao bên cạnh tổn thất do coronahiệu ứng bề mặt, do các dây dẫn gần nhau cùng chiều nhau vì cùng tải một pha của điện 3 pha (HVAC).

Khi các dây dẫn quá gần nhau theo kiểu bố trí bundled, hiệu ứng tiệm cận sẽ xuất hiện trong đường truyền. Có thể tránh được hiệu ứng gần bằng cách giữ cho các dây dẫn cách đều nhau. Tuy nhiên, việc kéo dài khoảng cách giữa các đường dây tải điện sẽ làm tăng chi phí của các kết cấu hỗ trợ, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả truyền tải điện xoay chiều. Ngược lại, hiệu ứng tiệm cận có thể gây tổn thất năng lượng do:

  • Sự gia tăng điện trở biểu kiến ​​trong dây dẫn làm giảm cường độ tải điện và tổn thất điện năng.
  • Vật liệu, đường kính và cấu trúc của dây dẫn đều ảnh hưởng đến cường độ của hiệu ứng tiệm cận.

bundled-conductor

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu ứng tiệm cận

Trong máy biến áp xoay chiều và cuộn cảm, các cuộn dây đủ gần nên hiệu ứng tiệm cận nhiều hiệu ứng bề mặt. Nếu các dây dẫn xoắn bện, cả hiệu ứng tiệm cận bên trong và hiệu ứng tiệm cận bên ngoài đều xuất hiện. Một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu ứng tiệm cận trong đường truyền, bao gồm:

  • Vật liệu của dây dẫn – Vật liệu có từ tính cao sẽ chịu nhiều hiệu ứng tiệm cận hơn so với vật liệu không có từ tính;
  • Đường kính của dây dẫn Khi đường kính của dây dẫn tăng lên, hiệu ứng tiệm cận cũng tăng lên. Đường kính của dây dẫn phụ thuộc vào cường độ dòng điện, và khi dòng điện cao, hiệu ứng tiệm cận trở nên mạnh hơn.
  • Tần số – Khi tần số tăng lên, hiệu ứng tiệm cận trở nên mạnh hơn.
  • Cấu trúc của dây dẫn – Hiệu ứng tiệm cận ở dây dẫn rắn cao hơn so với dây dẫn xoắn bện.

Làm thế nào để giảm hiệu ứng tiệm cận

Biết các yếu tố tạo ra hiệu ứng tiệm cận trong đường truyền, có thể thực hiện một số thay đổi. Một số bản sửa lỗi có thể làm giảm ảnh hưởng của hiệu ứng khoảng cách, bao gồm:

  1. Giảm kích thước của vật dẫn – Hiệu ứng tiệm cận tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt của vật dẫn. Do đó, khi diện tích bề mặt tăng lên, hiệu ứng tiệm cận trở nên mạnh hơn. Thay thế dây dẫn rắn bằng dây dẫn bị mắc kẹt giúp giảm diện tích bề mặt của dây dẫn, giảm hiệu ứng tiệm cận.
  2. Tăng không gian giữa các dây dẫn – Dây dẫn giả có thể giúp tăng không gian giữa các dây dẫn. Tuy nhiên, điều này sẽ làm tăng thêm chi phí trong các cấu trúc hỗ trợ.
  3. Tăng điện áp và giảm tần số – Truyền tải điện năng liên tục qua các đường dây tải điện làm tăng điện áp và giảm dòng điện – kích thước dây dẫn giảm làm giảm hiệu ứng tiệm cận. Mặc dù không thực tế như vậy, nhưng việc giảm điện áp truyền tải và tần số dòng điện là một cách khác để giảm hiệu ứng tiệm cận.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.