Khái niệm về điện áp định mức
Điện áp định mức (hay còn gọi là điện áp danh định) của lưới điện là căn cứ để thiết kế và vận hành hệ thống điện. Điện áp định mức là một yếu tố quan trọng nhất trong lưới điện. Nó quyết định khả năng tải của hệ thống và ảnh hưởng đến cấu trúc, thiết bị và giá thành của lưới điện.
Trong lưới điện, có hai loại điện áp: điện áp dây (giữa hai dây pha) và điện áp pha (giữa dây pha và dây trung tính hoặc đất). Điện áp danh định là điện áp dây. Chỉ khi ở lưới điện hạ áp, điện áp pha mới được sử dụng và giá trị của nó được viết sau dấu phân số dưới điện áp dây.
Các cấp điện áp của hệ thống lưới điện tại Việt Nam
Ở Việt Nam, có các cấp điện áp danh định sau:
- Hạ áp: 0.38/0.22 kV – cấp điện trực tiếp cho các thiết bị sử dụng điện.
- Trung áp: 6-10-15-22-35 kV.
- Cao áp: 110-220 kV.
- Siêu cao áp: 500 kV.
Các cấp điện áp trên thế giới
Ngoài các mức điện áp ở trên, trên thế giới còn có nhiều quốc gia sử dụng các mức điện áp khác như 60-150-330-400-750 kV. Sự khác nhau về các cấp điện áp trung, cao và siêu cao áp này phụ thuộc vào yếu tố kinh tế. Nếu điện áp cao thì dòng điện sẽ nhỏ, dẫn đến chi phí cách điện lớn nhưng chi phí liên quan đến dây dẫn nhỏ. Ngược lại, nếu điện áp thấp thì chi phí cách điện sẽ nhỏ hơn nhưng chi phí liên quan đến dây dẫn sẽ lớn hơn. Vì vậy, việc lựa chọn điện áp tối ưu phụ thuộc vào công suất tải và độ dài đường dây. Một hệ thống điện cụ thể chỉ sử dụng một số cấp điện áp nhất định.
Với cấp điện áp dưới 1000V, khi lựa chọn điện áp, không chỉ xem xét yếu tố kinh tế mà còn quan tâm đến an toàn cho người sử dụng điện. Vì vậy, có những quốc gia sử dụng điện áp 100V cho lưới điện hạ áp.
Đặc điểm của điện áp định mức
Mỗi cấp điện áp có khả năng tải công suất nhất định và hoạt động tốt trong khoảng cách cụ thể. Điện áp định mức của máy biến áp, thiết bị phân phối điện và thiết bị sử dụng điện có giá trị bằng hoặc gần bằng điện áp danh định của lưới điện. Các thiết bị điện được thiết kế dựa trên điện áp này. Ở điện áp định mức, các thiết bị sử dụng điện tiêu thụ công suất theo yêu cầu thiết kế.
Khái niệm về điện áp vận hành
Điện áp vận hành của lưới điện có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn điện áp định mức, nhưng trong một giới hạn cho phép. Giới hạn trên của điện áp vận hành (Umax) được xác định bởi yếu tố an toàn cách điện của đường dây điện. Điều này cũng là yếu tố quyết định khi thiết kế đường dây điện. Giới hạn là:
- 6kV < Udđ, 220kV thì Umax = 1.1.Udđ.
- Udđ = 500kV thì Umax = 1.05.Udđ.
Giới hạn dưới (Umin) do điều kiện điều chỉnh điện áp tại các trạm biến áp, điện áp này cần đủ để có thể đạt được điện áp ở đầu ra của biến áp. Giới hạn này là khoảng từ 5% đến 10%.
- Udđ < 220kV thì Umin = 0.9.Udđ.
- Udđ = 500kV thì Umin = 0.95.Udđ.
Khi điện áp ở các nút tải xuống dưới 70% Udđ, có thể xảy ra hiện tượng sụp đổ điện áp, điều này rất nguy hiểm cho lưới điện. Ở lưới điện hạ áp, giới hạn trên và dưới được quy định bởi tiêu chuẩn chất lượng điện áp. Nếu lưới điện trung áp cấp điện trực tiếp cho thiết bị sử dụng điện, giới hạn điện áp cũng do tiêu chuẩn chất lượng điện áp quy định.
Khoảng cách an toàn của các cấp điện áp
Dưới đây là khoảng cách an toàn của điện hạ thế, trung thế và cao thế từ 6kV, 15kV, 35kV, 110kV, 500kV. Việc hiểu rõ các thông số này sẽ giúp bạn trong công việc của mình.
Khoảng cách an toàn phóng điện theo từng cấp điện áp được quy định trong Luật Điện lực và được thể hiện trong bảng sau:
| Điện áp | Khoảng cách an toàn phóng điện |
|---|---|
| Đến 22kV | 1.0m – Dây bọc, 2.0m – Dây trần |
| 35kV | 1.5m – Dây bọc, 3.0m – Dây trần |
| 66-110kV | 4.0m – Dây trần |
| 220kV | 6.0m – Dây trần |
Khoảng cách an toàn phóng điện theo cấp điện áp được quy định là khoảng cách tối thiểu từ điểm gần nhất của thiết bị, dụng cụ, phương tiện làm việc trong hành lang bảo vệ an toàn công trình lưới điện cao áp và được thể hiện trong bảng sau:
| Điện áp | Khoảng cách an toàn phóng điện |
|---|---|
| Đến 22kV | 4.0m |
| 35kV | 4.0m |
| 66kV | 6.0m |
| 110kV | 6.0m |
| 500kV | 8.0m |
Khoảng cách an toàn phóng điện theo cấp điện áp được quy định là khoảng cách tối thiểu từ dây dẫn điện khi dây dẫn ở trạng thái võng cực đại tới điểm cao nhất của đối tượng được bảo vệ, và được thể hiện trong bảng sau:
