Sụt áp là gì? Nguyên nhân và cách khắc phục của sụt áp
Sụt áp là hiện tượng thường xảy ra khi mọi người sử dụng hệ thống điện hiện nay trong quá trình tải điện. Vậy sụt áp là gì? Nguyên nhân của sụt áp là gì và làm thế nào để hạn chế tối đa hiện tượng này xảy ra? Hôm nay, chúng ta hãy cùng tìm hiểu nhé!
Sụt áp là gì?
Sụt áp hay còn gọi là sụt thế, điện áp rơi. Đây là hiện tượng điện áp đầu nguồn cao hơn điện áp cuối nguồn. Vì nó đã bị tiêu hao mất một phần năng lượng trong đoạn mạch dòng điện chạy qua một phần tử mạch điện từ nơi này đến nơi khác.
Do điện trở trên dây dẫn tải khiến phần năng lượng này bị mất đi. Thực tế, sụt áp xảy ra liên tục nhưng sẽ tùy theo từng mức độ truyền tải khác nhau. Có thể nói, sụt áp trong hệ thống điện luôn là vấn đề khiến các kĩ sư điện trăn trở và phải tìm ra các biện pháp khắc phục. Đường dây truyền tải điện càng dài đồng nghĩa với độ sụt áp càng lớn.
Sụt áp xảy ra khá phổ biến trong đời sống và sản xuất, khi ta sử dụng quá nhiều các thiết bị điện tăng tải lớn sẽ gây ra hiện tượng sụt áp nguồn.
Nguyên nhân sụt áp là gì?
Việc sử dụng điện năng có liên quan trực tiếp tới vấn đề sụt áp này. Thông thường, điện năng mà các hộ gia đình sử dụng là điện áp 220V 1 pha, còn các máy công nghiệp và các nhà máy sẽ sử dụng điện năng 3 pha 380V, 220V và 200V.
Tuy nhiên, để truyền tải điện năng có thông số như vậy từ nhà máy sản xuất điện năng đến nơi tiêu thụ điện là rất dài. Máy biến áp hay biến thế, ổn áp Standa, lioa sẽ có tác dụng làm tăng giảm hiệu điện thế giữa 2 đầu đường dây tải điện. Khi truyền tải điện năng đi xa sẽ có phần điện năng bị hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đường dây.
Dấu hiệu của sụt áp
Nếu điểm áp giảm quá thấp, những hiện tượng sau có thể xảy ra:
- Động cơ không khởi động được: Đối với các thiết bị yêu cầu lượng điện năng lớn trong giai đoạn đầu sẽ không thể khởi động được vì điện áp thấp mức công suất hoạt động tối thiểu của thiết bị. Sự sụt giảm điện áp cần được tính toán kỹ lưỡng khi thiết kế mạch điện cho động cơ.
- Dòng điện bị gián đoạn: Nếu thiết bị đã có thể khởi động nhưng nhanh chóng bị ngắt nếu phát hiện sụt áp.
- Hệ thống chiếu sáng suy giảm: Bóng đèn bị chập chờn hay chiếu sáng yếu ảnh hưởng đến sinh hoạt trong nhà cũng như gây khó chịu cho mắt bạn.
- Nổ cầu chì hoặc nhảy aptomat (CB): Khi điện áp giảm khiến cho tải điện tăng, đồng nghĩa với mức tiêu thụ trong dòng điện cũng tăng theo. Lúc này cơ chế bảo vệ mạch điện ở cầu chì hoặc aptomat (CB) sẽ kích hoạt.
- Tăng mức tiêu thụ dòng điện: Khiến động cơ hoặc chấn lưu trên bóng đèn nóng bất thường và giảm tuổi thọ của chúng.
Công thức tính toán sụt áp trên đường dây
Công thức tính toán sụt áp trên đường dây được áp dụng trong bảng tra độ sụt áp dưới đây. Bảng dưới đây sẽ cho công thức chung để tính sụt áp gần đúng cho mỗi km chiều dài dây dẫn cho 1A và phụ thuộc vào:
Dạng của tải: cho động cơ với cosφ gần bằng 0,8 hay chiếu sáng với cosφ gần bằng 1.
Dạng của cáp : 1 pha hay 3 pha.
Độ sụt áp sẽ được tính bằng công thức: ∆U = K x IB x L (V) (*)
Trong đó:
K được cho trong bảng 2 ở bên dưới.
IB là dòng làm việc lớn nhất (A).
L chiều dài đường dây dẫn (km).
Các loại sụt áp và cách khắc phục
Có các loại hiện tượng sụt áp nào? Cách khắc phục ra sao? Tất cả có trong phần bên dưới.
Sụt áp trong dòng điện 1 chiều
Xét mạch điện một chiều với nguồn điện 9V, ba điện trở lần lượt là 67 ohms, 100 ohms, 470 ohms, và một bóng đèn được mắc nối tiếp. Nguồn điện một chiều, các dây dẫn và bóng đèn đều có điện trở ở một mức nào đó, phụ thuộc vào chiều dài, diện tích và vật liệu của dây dẫn.
Nếu đo điện áp giữa nguồn điện một chiều và điện trở đầu tiên (67 ohms) được, hiệu điện thế ở điện trở đầu tiên sẽ thấp hơn so với 9V. Khi dòng điện chạy qua dây dẫn từ nguồn điện một chiều đến điện trở đầu tiên, một lượng điện năng sẽ bị sụt giảm. Điện trở càng lớn, điện năng sử dụng càng nhiều thì sụt áp cũng càng cao.
Định luật Ohm có thể được sử dụng để tính toán sụt áp. Trong mạch điện một chiều, điện áp bằng với cường độ dòng điện nhân điện trở. V = I x R.
Sụt áp trong dòng điện xoay chiều
Trong mạch điện xoay chiều, khác với dòng điện một chiều sụt giảm điện áp do điện trở, sụt áp xảy ra do điện kháng. Tổng lượng sụt áp từ điện trở và điện áp được gọi là trở kháng.
Lượng trở kháng trong dòng điện xoay chiều tùy thuộc vào tần số của dòng điện và độ từ thẩm của dây dẫn điện, thay đổi theo kích thước và khoảng cách của chúng.
Tương tự với định luật Ohm ở dòng điện một chiều, trở kháng được biểu thị bằng công thức E = I x Z. Vì vậy, sụt áp trong dòng điện xoay chiều là tích của dòng điện và trở kháng của mạch.
Cách khắc phục sụt áp
- Tăng kích thước dây dẫn để khắc phục sụt áp
- Nâng điện áp lên cao để truyền tải nếu tăng kích thước dây dẫn không khả thi
Tại khu dân cư, khu công nghiệp… hiện đang áp dụng cách lắp bổ sung trạm biến áp hạ thế. Các trạm biến áp hạ áp xuống 110KV, 35KV, 22KV, 10KV… cuối cùng mới đến 04KV (400V – 3 pha) mà gia đình sử dụng. Cách này giảm chi phí đầu tư dây dẫn, an toàn và cũng cho hiệu quả cao.
Nguồn điện bạn đang sử dụng là nguồn điện đã đi qua nhiều trạm trung chuyển điện. Chứ thực tế nguồn không truyền dẫn trực tiếp từ các nhà máy nhiệt/thủy điện như nhiều người vẫn nghĩ.
Đối với điện dân sinh, thì việc thay đổi dây dẫn dễ dàng hơn. Hoặc bạn cũng có thể sử dụng thêm các loại máy ổn áp để giảm hiện tượng sụt áp.
Trên đây Thiết Bị Điện Goldsun đã tổng hợp các thông tin về Sụt áp là gì giúp cho quý bạn đọc cung cấp các kiến thức cần thiết để áp dụng cho công việc và học tập.
