Dòng điện đi qua dây dẫn luôn tồn tại điện trở và trở kháng. Sụt áp được hiểu là lượng điện áp bị hao hụt dọc theo một mạch điện hoặc một phần của mạch do trở kháng gây ra. Sụt áp xảy ra khi điện áp ở điểm đầu nguồn cao hơn so với điểm cuối nguồn, bởi một phần năng lượng bị mất đi trong quá trình truyền tải. Điều này làm giảm chất lượng nguồn điện và gây tổn thất điện năng. Độ sụt áp có mối quan hệ tỷ lệ thuận với chiều dài của dây dẫn điện.
Sụt áp (tên tiếng Anh: Voltage Drop) là hiện tượng điện áp bị giảm đi khi dòng điện di chuyển qua dây dẫn hoặc thiết bị điện. Nói một cách đơn giản, điện áp tại đầu ra (nơi sử dụng điện) thấp hơn điện áp tại đầu vào (nguồn cung cấp).
Ví dụ dễ hiểu:
Nếu nguồn điện cung cấp là 220V, nhưng tại ổ cắm cuối đường dây bạn chỉ đo được 210V, thì phần giảm 10V đó chính là sụt áp.
Nếu điện áp giảm xuống quá thấp, các hiện tượng sau có thể xảy ra:
Hiện tượng sụt áp thường xảy ra do một phần năng lượng điện bị mất đi trong quá trình truyền tải. Sự mất mát năng lượng này là do điện trở của dây dẫn, và có thể xảy ra liên tục với các mức độ khác nhau. Mức độ Voltage Drop phụ thuộc vào công suất của tải, tiết diện và chiều dài của dây dẫn.
Hiện nay, các loại cáp điện đều ghi thông số về khả năng hoạt động trên mỗi mét dây. Tuy nhiên, nhiều người dùng chưa chú ý đến các thông số tiêu chuẩn này. Voltage Drop thường xuyên xảy ra ở các huyện miền núi hoặc các làng nghề gần các đô thị lớn.
Cách tính phổ biến nhất trên đường dây là sử dụng bảng tra độ sụt áp (đây là công thức chung để tính cho mỗi km chiều dài dây dẫn cho 1 A):
NẾU
Loại tải: cho động cơ với cosφ gần bằng 0,8 hoặc chiếu sáng với cosφ gần bằng 1.
Loại cáp: 1 pha hoặc 3 pha.
THÌ
Độ sụt áp sẽ được tính theo công thức: ∆U = K x IB x L (V) (*)
TRONG ĐÓ
K: được lấy từ bảng 2 bên dưới. IB: dòng điện làm việc lớn nhất (A) L: chiều dài đường dây dẫn (km)
Xét một mạch điện một chiều với nguồn điện 9V, ba điện trở lần lượt là 67 ohms, 100 ohms, 470 ohms và một bóng đèn mắc nối tiếp. Nguồn điện một chiều, dây dẫn và bóng đèn đều có điện trở ở một mức độ nhất định, phụ thuộc vào chiều dài, diện tích và vật liệu của chúng.
Nếu đo điện áp giữa nguồn điện một chiều và điện trở đầu tiên (67 ohms), hiệu điện thế tại điện trở đầu tiên sẽ thấp hơn 9V. Khi dòng điện chạy qua dây dẫn từ nguồn điện một chiều đến điện trở đầu tiên, một phần điện năng sẽ bị hao hụt. Điện trở càng lớn, điện năng tiêu thụ càng nhiều, thì sụt áp cũng càng cao.
Định luật Ohm có thể được dùng để tính toán sụt áp. Trong mạch điện một chiều, điện áp bằng tích của cường độ dòng điện và điện trở. V = I x R.
Trong mạch điện xoay chiều, khác với dòng điện một chiều chỉ bị sụt áp do điện trở, sụt áp xảy ra do điện kháng. Tổng của sụt áp từ điện trở và điện kháng được gọi là trở kháng.
Mức độ trở kháng trong dòng điện xoay chiều phụ thuộc vào tần số của dòng điện và độ từ thẩm của dây dẫn điện, và thay đổi theo kích thước và khoảng cách của chúng.
Tương tự như định luật Ohm trong dòng điện một chiều, trở kháng được biểu diễn bằng công thức E = I x Z. Do đó, sụt áp trong dòng điện xoay chiều là tích của dòng điện và trở kháng của mạch.
Tại khu dân cư, khu công nghiệp, việc lắp đặt thêm các trạm biến áp hạ thế đang được áp dụng rộng rãi. Các trạm biến áp hạ điện áp xuống 110KV, 35KV, 22KV, 10KV… và cuối cùng là 0,4KV (400V – 3 pha) cho các hộ gia đình sử dụng. Giải pháp này giảm chi phí đầu tư dây dẫn, đảm bảo an toàn và mang lại hiệu quả cao.
Nguồn điện bạn đang sử dụng là nguồn điện đã trải qua nhiều trạm trung chuyển điện, chứ không phải được truyền trực tiếp từ các nhà máy nhiệt điện/thủy điện như nhiều người vẫn nghĩ. Đối với điện dân dụng, việc thay đổi dây dẫn tương đối dễ dàng. Hoặc bạn có thể sử dụng thêm các loại máy ổn áp để giảm hiện tượng sụt áp.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và quốc tế:
Không.
Có, nếu Voltage Drop kéo dài hoặc vượt mức cho phép. Nó có thể làm cháy động cơ, hư hỏng thiết bị điện tử, hoặc gây chập mạch, cháy nổ trong trường hợp xấu.
Sụt áp là hiện tượng tự nhiên trong mọi hệ thống điện, nhưng nếu vượt quá giới hạn cho phép sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị điện. Việc hiểu rõ nguyên nhân, cách tính toán và biện pháp khắc phục sụt áp giúp người sử dụng cũng như kỹ thuật viên thiết kế, vận hành và bảo trì hệ thống điện an toàn, ổn định và tiết kiệm năng lượng hơn.
Một hệ thống điện được kiểm soát tốt về sụt áp chính là nền tảng cho hiệu suất truyền tải cao và độ tin cậy lâu dài. Hy vọng qua bài viết trên của Đại Việt, sẽ giúp quý độc giả có thêm kiến thức hữu ích.
