Công Suất Công Work Work = Force x Distance [N.m] Công để duy chuyển một điện tích Công suất Power Công suất: sự chuyển đổi năng lượng công trong một đơn vị thời gian W s m N t... Côn
Trang 1HỆ THỐNG
ĐIỆN I
Trang 2Chương II:
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
Trang 4Số Phức (tt)
Số thực là gì?
Số ảo là gì?
Các nhà tóan học, vật lý học người ta dùng i ký hiệu số ảo
Các người kỹ sư điện lại ký hiệu số ảo là j , tại sao?
?
25
5 25
1 25
) 1 (
1
16 j
Trang 56 7 8
2
3 4
5 6
7
8 9
angle phase
3
Trang 62 2
r q
q r
Trang 7Số Phức (tt)
Phép cộng số phức
10 8
6 5
4 3
j j
) 4 9
(
12 15
j j j
10 8
15 12
) 5 4
)(
2 3
( j j j j j2 j
? )
5 4
0)( 5 20 ) 15 30 10
3
? )
20 5
6 5
( ) 4 3
( j j
? 1
5
40 1
4
) 1 2
)(
10 15
( 1
0 0
0
10 3
) 10 20
( ) 5 / 15 (
) 20 15
Trang 8Số Phức (tt)
Số phức liên hợp
jb a
C
C
Phép cộng và trừ số phức liên hợp
a C
C
C 2 Re 2
b j C
j C
Phép nhân số phức liên hợp
2 2
2
Trang 9Biểu diễn các đại lượng điện ở dạng
l exponentia
7 169 )
100 )
Biểu diễn dòng điện ở dạng phasor
50 50
7 70 45
7
Trang 10Biểu diễn các đại lượng điện ở dạng
số phức (tt)
R
I
R V
Trang 11Công Suất
Công (Work)
Work = Force x Distance [N.m]
Công để duy chuyển một điện tích
Công suất (Power)
Công suất: sự chuyển đổi năng lượng (công) trong một đơn vị thời gian
W s
m
N t
Trang 12Thiết bị dùng điện tổng quát (General
Q sin
Động cơ điện: RF = 0,3 – 0,9
Trang 13Thiết bị dùng điện tổng quát (General
50 000
100
0 803
111
000
4472 ,
0 803
111
000
Công suất biểu kiến
Hệ số công suất
Hệ số công suất phản kháng
Trang 14Thiết bị dùng điện tổng quát (General
R, L, C Load) (tt)
Ví dụ 2
Cho điện áp tức thời v(t) = 141.4cos(t) cung cấp cho phụ tải thuần trở R = 10 và phụ tải thuần cảm kháng XL = 3.77 Tính công suất tiêu thụ tức thời bởi điện trở và trở kháng Tính công suất tác dụng và công suất phản kháng của tải và hệ số công
V
Điện áp của tải là
] V [ 0 100
0 2
4
0 10
26
0 ) 77 3 (
V
I
L L
Trang 15Thiết bị dùng điện tổng quát (General
R, L, C Load) (tt)
Tổng dòng điện tức thời qua tải
] A [ 34 69 35
28 35
26
2 cos(
1 [ 1000 )]
2 cos(
1 [ 10 100
2653 )
2 sin(
53 26 100
34 69 cos(
35 28 100
2653 )
34 69 sin(
35 28 100
sin
Hệ số công suất của tải
Trang 16Thiết bị dùng điện tổng quát (General
R, L, C Load) (tt)
Ví dụ 3
Một nguồn điện 1 pha 100kW cung cấp vận hành tải tại hệ số công suất 0,8 (lagging) Tính công suất phản kháng cung cấp cho tải từ tụ điện nối song song với tải theo yêu cầu tăng hệ số công suất nguồn lên 0,95 (lagging) Vẽ tam giác công suất của nguồn
và tải Giả sử điện áp nguồn không đổi, bỏ qua tổng trở của đường dây giữa nguồn và tải
Giải
E + -
source load capacitor
Công suất tác dụng cung cấp và tiêu thụ của tải không đổi do nối tụ song
song với tải
R
P
P
Trang 17Thiết bị dùng điện tổng quát (General
R, L, C Load) (tt)
Góc lệch pha
0 1
1( ) cos ( 0 8 ) 36 , 87 cos
75 87
, 36 tan 100 tan
QL P L 0
Công suất tòan
phần
kVA
125 cos
L L
P S
Sau khi nối tụ điện song song tải
Góc lệch pha
0 1
1( ) cos ( 0 95 ) 18 19 cos
87 32 19
18 tan 100 tan
3 ,
105 95
, 0
100
S S
P S
kVAr
13 42 87
32 75
Q Q
Q
Trang 18Thiết bị dùng điện tổng quát (General
R, L, C Load) (tt)
Tam giác công suất của nguồn
0 19 18
S
0 87 36
L
kVA 125
L S
kW 100
P S P R P
kVAr 13 42
Q C
kVAr 87 32
Q S
kVAr 75
75 kvar
Trang 19Bảo tòan công suất phức
Cho một lưới cung cấp từ nhiều nguồn điện độc lập có cùng tần số thì tổng công suất cung cấp từ những nguồn độc lập đó bằng tổng công suất nhận từ nhiều đường dây truyền tải khác nhau của lưới đó
S
S1 2 3
Trang 20Mạch 3 pha (3) cân bằng
Điện năng được cung cấp bởi máy phát 3 pha (3) Nó được truyền tải và phân phối dưới dạng 3 ngoại trừ hệ thống phân phối có mức điện áp thấp sử dụng hệ thống 1 Mạch điện là mạch 3 cân bằng nếu những tổng trở (impedances) bằng nhau và góc
lệch pha của điện áp chỉ khác nhau một góc 1200 giữa chúng
a
b c
Trang 23CÔNG SUẤT TRONG MẠCH ĐIỆN 3 PHA
-+
a c
)
cos(
3 )
gian
] VA [
3
S
Trang 24Thiết bị dùng điện thuần trở (Purely
Resistive Load)
Giả sử cho điện áp tức thời đi ngang qua thiết bị tiêu thụ điện
] V [ ) cos(
) (
2 cos
1 2
1 )
( cos )
( ) ( )
( max max 2 max max
t I
V t
I V t
i t v t
p
R R
Công suất tiêu thụ tức thời của thiết bị thuần trở có giá trị trung bình
] W [
2
2
R
I R
V VI
PR R
R V
IRmax max /
Trang 25Thiết bị dùng điện thuần điện cảm
(Purely Inductive Load)
Phụ tải thuần điện cảm thì dòng điện trễ pha so với điện áp một góc 900
] A [
) 90 cos(
) cos(
) ( ) ( )
(
0
0 max
t I
V
t t
I V t
i t v t
pL
L
Trang 26Thiết bị dùng điện thuần điện dung
(Purely Capacitive Load)
Phụ tải thuần điện dung thì dòng điện sớm pha hơn điện áp một góc 900
] A [ )
2 sin[
] 90 )
( 2
cos[
2
1
) 90 cos(
) cos(
) ( )
( )
(
max max
0 max
t I
V
t t
I V
t i t
v t
p
C C
C C
C
C X
X V
ICmax max / C , C 1 /
Trang 27Thiết bị dùng điện tổng quát (General
R, L, C Load)
Dòng điện tức thời của phụ tải gồm các phần tử điện R, L, C
] A [ ) cos(
2 sin[
) sin(
)]
( 2 cos[
) cos(
) cos(
)]
( ) (
2 cos[
) cos(
) ( ) ( )
(
max max
max max
t VI
VI
t I
V
t t
I V t
i t v
t
p
) cos(
Trang 28Thiết bị dùng điện tổng quát (General
R, L, C Load) (tt)
Công suất tác dụng
Đặc trưng cho hiện tượng biến đổi điện năng sang các dạng năng lượng
khác như nhiệt năng, cơ năng, v.v…
] W [ cos
VI VI
P R
Công suất phản kháng
Đặc trưng cho cường độ quá trình trao đổi năng lượng điện từ trường
] VAr [
sin
Q VIX VI
Công suất biểu kiến (tòan phần)
] VA [
Q P
S VI 2 2
Chú ý: PF = 1 thì P = S vậy S nói lên khả năng của thiết bị
Trên biển máy (máy phát điện, biến áp người ta ghi công suất biểu kiến định mức
Trang 29NHỮNG NỘI DUNG CẦN NHỚ
1 Số phức
2 Tại sao phải ứng dụng số phức trong tinh tóan lĩnh vực điện?
3 Đặc tính của R, L, C trong mạch điện
4 Tìm công suất tức thời
5 Định nghĩa công suất tác dụng, phản kháng, biểu kiến và tam giác công suất
6 Ý nghĩa của hệ số công suất
7 Bảo tòan công suất phức
8 Thế nào là mạch 3 pha, ưu điểm của nó so với 1 pha
9 Thế nào là nối Y (wye), (delta) và ứu điểm của nó?
10.Đặc điểm của việc chuyển đổi giữa chúng
11.Cân bằng công suất
12.Ưu điểm của hệ thống điện 3 pha