Chương III: Máy biến áp là gì? cách truyền tải điện năng đi xa
Chương III: Nikola Tesla nhà vật lý của những phát minh nổi loạn [Đọc thêm]
Máy biến áp là những thiết bị điện có khả năng thay đổi điện áp trong mạch điện xoay chiều.
1/ Cấu tạo của máy biến áp:
- Bộ phận chính của máy biến áp là một khung sắt non [có pha silic] gồm nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện lại với nhau để hạn chế dòng điện Fu-cô [Foucalt].
- Cuộn sơ cấp có N1 vòng dây nối với nguồn phát điện.
- Cuộn thứ cấp có N2 vòng dây nối với các thiết bị tiêu thụ điện.
Chương III: Máy biến áp là gì? cách truyền tải điện năng đi xa
Cách vẽ máy biến áp trong mạch điện:
2/ Nguyên lý hoạt động của máy biến áp:
- Máy biến áp hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và hiện tượng tự cảm.
- Dòng điện xoay chiều qua cuộn thứ cấp biến thiên => sinh ra từ trường biến thiên [hiện tượng tự cảm].
- Từ trường biến thiên đi qua khung sắt dịch chuyển sang cuộn thứ cấp => sinh ra dòng điện cảm ứng trong cuộn thứ cấp [hiện tượng cảm ứng điện từ]
Ảnh minh họa nguyên tắc hoạt động của máy biến áp
3/ Công thức máy biến áp: Tần số dòng điện xoay chiều của cuộn sơ cấp là f
=> từ thông qua cuộn sơ cấp:
Trong truyền tải điện năng người ta sử dụng máy biến áp nhằm mục đích : Điện được phát ra từ nhà máy phát điện khoảng từ 1000V đến 2000V. Trong quá trình truyền điện, trước tiên phải dùng máy biến áp tăng áp lên vài trăm ngàn vôn rồi nối vào mạng lưới điện. Khi tới nơi, dùng máy hạ áp để hạ thấp điẹn tới mức cần dùng. “Mục đích chính của việc này là để giảm bớt hao phí điện năng trên đường truyền dẫn”. Hãy tham khảo với Mobitool.
Công suất truyền tải trên mỗi đường dây được tính theo công thức:
P = [U1*U2]/Z*sin[U1^U2]
Trong đó:
- U1 : điện áp tại đầu đường dây
- U2 : điện áp tại cuối đường dây
- Z : tổng trở của đường dây
- [U1^U2] là góc lệch pha giữ U1, U2
Do đó: sin[U1^U2] =1 >> Pmax = [U1*U2]/Z. Để nâng cao Pmax thì chỉ có cách tăng U [dùng điện áp cao] hoặc giảm Z [phân pha dây dẫn, dùng các thiết bị bù,..]
Công thức tính tổn thất điện năng: ΔA = R.I^2.t
Từ công thức trên ta thấy: Muốn giảm tổn thất điện năng ta phải giảm R, I
Khi giảm R tức ta phải tăng tiết diện dây dẫn > tốn kém, không khả thi.
Với cùng một công suất truyền tải, U càng cao thì I chạy trên đường dây càng nhỏ [S=UI].
Thực tế phương pháp nâng cao điện áp để truyền tải thường được sử dụng.
Trong hệ thống điện người ta dùng máy biến áp để nâng dần điện áp truyền tải từ nhà máy sau đó qua mấy lần giảm áp để cung cấp điện cho phụ tải.
Máy biến thế có tác tác dụng làm tăng giảm HĐT 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. Công thức tính phần công suất bị hao phí là: P hao phí = [P^2. R]/U^2
- P hao phí: là công suất hao phí [W]
- P: là công suất truyền tải trên đường dây [W]
- R: là điện trở của dây [ohm]
- U: là hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây tải [V]
Để giảm hao phí thì người ta thường tăng HĐT để công suất hao phí giảm đi. đó là máy biến thế ở đầu dây từ nhà máy điện. khi đến khu dân cư, người ta phải giảm HĐT trên đường dây tải đó đi để phù hợp cho mạng điện dân dụng. đó là lí do có máy biến thế đặt ở đầu kia của dây tải.
Đường dây 500kV Bắc – Nam mạch 1 là công trình đường dây truyền tải điện năng [điện xoay chiều] siêu cao áp 500kV đầu tiên tại Việt Nam có tổng chiều dài 1.487 km, kéo dài từ Hòa Bìnhđến Thành phố Hồ Chí Minh. Mục tiêu xây dựng công trình là nhằm truyền tải lượng điện năng dư thừa từ Miền Bắc Việt Nam [từ cụm các nhà máy thủy điện Hòa Bình, Thác Bà; nhiệt điện Phả Lại, Uông Bí, Ninh Bình] để cung cấp cho miền Nam Việt Nam và miền Trung Việt Nam lúc đó đang thiếu điện nghiêm trọng, đồng thời liên kết hệ thống điện cục bộ của ba Miền thành một khối thống nhất.
|
|