Hệ thống truyền tải điện là gì?

Hệ thống Truyền tải Điện là gì?

Định nghĩa Hệ thống Truyền tải Điện

Hệ thống truyền tải điện chuyển điện năng từ các trạm phát điện đến các trung tâm phụ tải nơi tiêu thụ điện.

 Hệ thống truyền tải điện là phương tiện truyền tải điện từ nguồn phát đến các trung tâm phụ tải (nơi sử dụng điện). Các trạm phát điện tạo ra điện năng. Các trạm phát điện này không nhất thiết phải nằm ở nơi mà phần lớn điện năng được tiêu thụ (tức là trung tâm phụ tải).

 Khoảng cách không phải là yếu tố duy nhất để chọn vị trí của trạm phát điện. Thường thì các trạm phát điện nằm xa nơi tiêu thụ điện. Đất đai ở xa khu vực dân cư dày đặc thường rẻ hơn, và tốt hơn khi giữ các trạm gây ồn hoặc ô nhiễm xa khu dân cư. Đó là lý do tại sao hệ thống truyền tải điện là cần thiết.

 Hệ thống cung cấp điện chuyển điện năng từ nguồn phát, như trạm nhiệt điện, đến người tiêu dùng. Hệ thống truyền tải điện, bao gồm đường dây truyền tải ngắn, đường dây truyền tải trung bình và đường dây truyền tải dài, di chuyển hệ thống phân phối điện. Các hệ thống này sau đó cung cấp điện cho các hộ gia đình và doanh nghiệp.

 Truyền tải AC so với DC

Có hai hệ thống cơ bản để truyền tải điện năng:

• Hệ thống truyền tải điện DC cao áp.

• Hệ thống truyền tải điện AC cao áp.

Lợi ích của hệ thống truyền tải DC

 Chỉ cần hai dây dẫn cho hệ thống truyền tải DC. Có thể sử dụng chỉ một dây dẫn của hệ thống truyền tải DC nếu sử dụng đất làm đường hồi lưu của hệ thống.

Áp suất tiềm năng trên bộ phận cách điện của hệ thống truyền tải DC khoảng 70% so với hệ thống truyền tải AC có điện áp tương đương. Do đó, hệ thống truyền tải DC có chi phí cách điện thấp hơn.

Hiệu ứng cảm ứng, dung lượng, lệch pha và vấn đề tăng áp có thể bị loại bỏ trong hệ thống DC.

 Nhược điểm của hệ thống truyền tải AC

• Số lượng dây dẫn cần thiết trong hệ thống AC cao hơn nhiều so với hệ thống DC.

• Reactance của đường dây ảnh hưởng đến điều chỉnh điện áp của hệ thống truyền tải điện.

• Vấn đề hiệu ứng da và hiệu ứng lân cận chỉ xuất hiện trong hệ thống AC.

• Hệ thống truyền tải AC dễ bị ảnh hưởng bởi phóng điện corona hơn so với hệ thống truyền tải DC.

• Xây dựng mạng lưới truyền tải điện AC phức tạp hơn so với hệ thống DC.

• Cần đồng bộ chính xác trước khi kết nối hai hoặc nhiều đường dây truyền tải, việc đồng bộ có thể hoàn toàn được bỏ qua trong hệ thống truyền tải DC.

Lợi ích của hệ thống truyền tải AC

• Các điện áp xoay chiều có thể dễ dàng nâng lên và hạ xuống, điều này không thể trong hệ thống truyền tải DC.

• Bảo trì trạm biến áp AC khá dễ dàng và kinh tế hơn so với DC.

• Việc biến đổi công suất trong trạm biến áp AC dễ dàng hơn so với bộ máy điện động lực trong hệ thống DC.

Nhược điểm của hệ thống truyền tải AC

• Số lượng dây dẫn cần thiết trong hệ thống AC cao hơn nhiều so với hệ thống DC.

• Reactance của đường dây ảnh hưởng đến điều chỉnh điện áp của hệ thống truyền tải điện.

• Vấn đề hiệu ứng da và hiệu ứng lân cận chỉ xuất hiện trong hệ thống AC.

• Hệ thống truyền tải AC dễ bị ảnh hưởng bởi phóng điện corona hơn so với hệ thống truyền tải DC.

• Xây dựng mạng lưới truyền tải điện AC phức tạp hơn so với hệ thống DC.

• Cần đồng bộ chính xác trước khi kết nối hai hoặc nhiều đường dây truyền tải, việc đồng bộ có thể hoàn toàn được bỏ qua trong hệ thống truyền tải DC.

Xây dựng Trạm Phát Điện

Trong quá trình lập kế hoạch xây dựng trạm phát điện, các yếu tố sau cần được xem xét để đảm bảo sản xuất điện hiệu quả.

• Dễ dàng tiếp cận nước cho trạm phát điện nhiệt.

• Dễ dàng tiếp cận đất để xây dựng trạm phát điện bao gồm cả khu đô thị cho nhân viên.

• Đối với trạm thủy điện, phải có đập trên sông. Vì vậy, địa điểm phù hợp trên sông phải được chọn sao cho việc xây dựng đập có thể được thực hiện một cách tối ưu nhất.

• Đối với trạm phát điện nhiệt, dễ dàng tiếp cận nhiên liệu là một trong những yếu tố quan trọng nhất cần xem xét.

• Giao thông thuận lợi cho hàng hóa cũng như nhân viên của trạm phát điện cũng cần được xem xét.

• Để vận chuyển các bộ phận dự phòng lớn của tua-bin, máy phát điện, v.v., phải có đường rộng, giao thông bằng tàu hỏa, và sông sâu và rộng phải đi qua gần trạm phát điện.

• Đối với nhà máy điện hạt nhân, nó phải được đặt ở khoảng cách đủ xa từ khu vực chung để tránh ảnh hưởng sức khỏe của người dân do phản ứng hạt nhân.

Có nhiều yếu tố khác cũng nên được xem xét, nhưng chúng nằm ngoài phạm vi thảo luận của chúng ta. Tất cả các yếu tố được liệt kê trên đều khó có thể có sẵn tại trung tâm phụ tải. Trạm phát điện phải được đặt ở nơi tất cả các tiện ích đều dễ dàng có sẵn. Nơi này không nhất thiết phải ở trung tâm phụ tải. Điện năng được tạo ra tại trạm phát điện sau đó được truyền đến trung tâm phụ tải sử dụng hệ thống truyền tải điện như đã nói ở trên.

Điện năng được tạo ra tại trạm phát điện ở mức điện áp thấp, vì việc sản xuất điện ở mức điện áp thấp có giá trị kinh tế. Sản xuất điện ở mức điện áp thấp tiết kiệm hơn (tức là chi phí thấp hơn) so với sản xuất điện ở mức điện áp cao. Ở mức điện áp thấp, cả trọng lượng và cách điện đều ít hơn trong máy phát điện, điều này giảm trực tiếp chi phí và kích thước của máy phát điện. Tuy nhiên, điện năng ở mức điện áp thấp không thể được truyền trực tiếp đến người tiêu dùng vì việc truyền tải điện ở mức điện áp thấp không kinh tế. Do đó, mặc dù sản xuất điện ở mức điện áp thấp tiết kiệm, nhưng việc truyền tải điện ở mức điện áp thấp lại không kinh tế.

Điện năng tỷ lệ thuận với tích của dòng điện và điện áp của hệ thống. Vì vậy, để truyền một lượng điện năng nhất định từ nơi này sang nơi khác, nếu điện áp của điện năng được tăng lên thì dòng điện liên quan sẽ giảm. Dòng điện giảm nghĩa là mất mát I2R trong hệ thống ít hơn, diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn ít hơn nghĩa là vốn đầu tư ít hơn, và dòng điện giảm cải thiện điều chỉnh điện áp của hệ thống truyền tải điện, điều này cho thấy chất lượng điện tốt hơn. Vì ba lý do này, điện năng chủ yếu được truyền ở mức điện áp cao.

Lại nữa, tại đầu phân phối, để phân phối hiệu quả điện năng đã truyền, nó được hạ xuống mức điện áp thấp mong muốn.

Vì vậy, có thể kết luận rằng đầu tiên, điện năng được tạo ra ở mức điện áp thấp, sau đó được nâng lên mức điện áp cao để truyền tải điện năng hiệu quả. Cuối cùng, để phân phối điện năng hoặc điện đến các người tiêu dùng khác nhau, nó được hạ xuống mức điện áp thấp mong muốn.