Sụt áp là gì ? Nguyên nhân và cách xử lý

Sụt áp là gì?

Dòng điện bên trong dây dẫn luôn hiện hữu điện trở và trở kháng. Sụt áp được định nghĩa là lượng điện áp bị mất đi trên toàn bộ hoặc một đoạn của mạch điện do trở kháng. Hiện tượng sụt áp xảy ra khi điện áp ở đầu nguồn cao hơn điện áp ở cuối nguồn vì bị mất đi 1 phần năng lượng cho việc truyền tải điện. Hiện tượng này khiến nguồn điện giảm chất lượng gây tổn thất điện năng. Độ sụt áp tỉ lệ thuận với độ dài đường dây dẫn điện.

Giải thích đơn giản

Chúng ta có thể so sánh sụt áp với vòi nước làm vườn. Điện áp tương tự như áp lực nước cung cấp đến vòi. Dòng điện tương tự nước chảy qua vòi. Và điện trở được xác định bởi loại và kích thước của dây. Khi dây bị gấp, lượng nước chảy qua vòi sẽ giảm và áp lực nước đương nhiên cũng sẽ giảm. 

Sụt áp sẽ khiến bóng đèn chập chờn hoặc bị mờ, thiết bị điện lạnh làm lạnh kém, động cơ hoạt động nóng và cuối cùng sẽ bị cháy. Sự cố này làm tăng lượng tải điện, thiết bị phải hoạt động nhiều hơn với điện áp thấp hơn bình thường.

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.

Nguyên nhân của hiện tượng sụt áp

Nguyên nhân của hiện tượng sụt áp thường do trong quá trình truyền tải sẽ sụt giảm 1 phần năng lượng điện. Phần năng lượng bị mất này do điện trở trên dây dẫn, có thể xảy ra liên tục nhưng có nhiều mức độ khác nhau. Độ sụt nhiều hay ít phụ thuộc vào công suất phụ tải, tiết diện và độ dài của dây dẫn.

Hiện nay, các cáp điện đều ghi thông số về khả năng hoạt động trên từng mét dây dẫn. Nhưng khi sử dụng thì nhiều người chưa quan tâm đến các thông số quy chuẩn này. Hiện tượng sụt áp thường xuyên xảy ra ở các huyện miền núi. Hoặc các làng nghề ở trong hoặc sát các đô thị lớn.

Cách tính sụt áp

Cách tính trên đường dây phổ biến nhất được áp dụng theo bảng tra độ sụt áp như sau (đây là công thức chung để tính cho mỗi km chiều dài dây dẫn cho 1 A):

NẾU

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.

THÌ

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: dòng làm việc lớn nhất (A)
L: chiều dài đường dây dẫn (km)

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 ôm 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.

Nguồn Antshome