Bài giảng Kỹ thuật điện: Chương 4 - Nguyễn Kim Đính

Chương 4 - Mạch điện ba pha. Chương này gồm có những nội dung: nguồn và tải 3 pha cân bằng; hệ thống 3 pha y - y cân bằng; hệ thống 3 pha Y - ∆ cân bằng; Zd = 0; hệ thống 3 pha Y - ∆ cân bằng, Zd ≠ 0; hệ thống 3 pha Y - ∆ không cân bằng, Zn = 0; hệ thống 3 pha Y - Y không cân bằng, Zd = 0; hệ thống 3 pha cân bằng với nhiều tải //; hệ thống 3 pha cân bằng với tải là động cơ 3 pha.

Chương 4 Mạch Điện Ba Pha

4.1 Nguồn Và Tải Ba Pha Cân Bằng (3ÞCB)

1 Ký Hiệu Hai Chỉ Số (H 4.1)

a Uab = Áp qua ab

b Iab = Dòng từ a đến b

c Zab = TTTĐ nối a với b

! Không cần CQC

(4.1) (4.2)

ab   ba

ab  ba

ab  ab ab

H 4.1

2 Nguồn Áp 3ÞCB (NA3ÞCB) là 1 bộ ba NA sin

có cùng AHD, cùng tần số, nhưng lệch pha 120 o

từng đôi một (H 4.2) Ta chỉ xét thứ tự thuận

120 240











! Chỉ cần biết Uax

120 240





  

   (4.6) 

H 4.2

3 NA3ÞCB Đấu Sao (Y) (H 4.3)

p d

U AHD pha

U AHD dây





a Áp pha = (Uan, Ubn, Ucn); Áp dây = (Uab, Ubc, Uca)

b Quan hệ giữa Áp pha và Áp dây

3

3 30 30

U nhanh pha so với











 U U U

(4.7)

4 NA3ÞCB Đấu Tam Giác ()(H 4.4)

Áp dây = Áp pha

= (Uab, Ubc, Uca)

U  U (4.8)

5 Tải 3ÞCB đấu Y (H 4.5a) hoặc  (H 4.5b)

p

TT pha

j



Z Z

H 4.5

H 4.4

1 Định Nghĩa

a (Uan, Ubn, Ucn) = Áp Pha Nguồn

b (Uab, Ubc, Uca) = Áp Dây Nguồn

4.2 Hệ Thống 3Þ Y-Y CB (H 4.6)

Z

j

Z Z Z

H 4.6

c

d

e

f

g

h

! Tất cả áp và dòng trên đều có THỨ TỰ THUẬN,

và chỉ cần biết 1 trong 3 Ví dụ:

(UAN,UBN,UCN)  Áp Pha Tải

(UAB,UBC,UCA)  Áp Dây Tải

(UaA,UbB,UcC)  Sụt Áp Trên Đường Dây

(Ina,Inb,Inc)  Dòng Pha Nguồn

(IAN,IBN,ICN)  Dòng Pha Tải

(IaA,IbB,IcC)  Dòng Dây

U  U    U  U   I  I   

2 Giải Mạch 3Þ (H 4.6) trên cơ sở Mạch 1Þ (H4.7)

Z

j

Z Z Z

U

Z Z

 (4.9)

b Áp UAN  Z Ip AN;UaA  Z Id aA; UAB  UAN 3 30  (4.10)

thì U d  3U I p; d  I Tải Y p( ) (4.11)

H 4.7

3 Công Suất, Tổn Hao, và Hiệu Suất (CS, TH, HS)

a CS do tải 3Þ tiêu thụ

(4.12) (4.13) (4.14)

b TH Trên Đường Dây 3Þ

P  I R Q  I X (4.15)

c CS do Nguồn 3Þ phát ra

P  P  P Q  Q  Q S  P  Q (4.16)

d HS Tải Điện

R

4 Tính CSTD, CSPK, CSBK bằng CS Phức

2 2

3







(4.19)

(4.20) (4.21)

a

b

c

!

4.3 Hệ thống 3Þ Y-  CB, Zd = 0 (H 4.8)

3 30 ;

;

AB AB

p

U I

Z





(4.22)

(4.23)

1 Áp:

2 Dòng:

Nếu đặt U AB  U d  U p; I aA  I I d; AB  I p

thì U d  U p; I d  3I p(TẢI ) (4.24)

!

H 4.8

3 30

I  I   

3

p



Z /3 + Zd

4.4 Hệ thống 3Þ Y-  CB, Zd  0 (H4.9a)

B1 Biến Tải  (Zp) thành Tải Y (Zp/3)  (H4.9b)

(4.25)

(4.26)

H 4.9

B2

B3

4.5 Hệ thống 3Þ Y-Y KCB, Zn = 0 (H 4.10a)

an



U

Nn  AN  BN  CN

H 4.10

B1 Tách mạch 3Þ thành 3 mạch 1Þ độc lập (H4.10b)

B2

B3

4.6 Hệ Thống 3Þ Y-  KCB, Zd = 0 (H 4.11)

B1

B2

B3

B4

3 30

AB  ab

AB AB

AB

 U

I

Z

aA  AB  CA

(4.29) (4.30)

(4.31)

(4.32)

! CS trong hệ thống 3Þ KCB được tính trên từng PT

Trên H 4.11, CS phức do nguồn 3Þ phát ra là:

H 4.11

4.7 Hệ Thống 3Þ CB Với Nhiều Tải Đấu // (H4.12a)

 Có n tải đấu SS; mỗi tải đấu Y hoặc

 Tải k được xác định bởi

 Hoặc TGTT

 Hoặc TGCS



(R pk, X pk, Z pk,Zp) (H 4.12 )b

(P Q S k, k, k,Sk) (H 4.12 )c

H 4.12

1 Bài Toán 1 Biết Uan, Zd,và Zpk

B1 Biến đổi Y rồi tính của n tải

B2 Tính rồi dùng Công Thức Chia Dòng

aA

I

2 Bài toán 2 Biết U d  U AB và Sk Tính lần lượt:

P   P Q   Q S  P  Q

3 /

I  I  S U

P  I R Q  I X

(4.33)

(4.34)

(4.35) (4.36)

(4.37) B5

B4

B3

B2

B1

4.8 Hệ thống 3ÞCB với tải là động cơ 3Þ (H 4.13)

 ĐC3Þ là 1 Tải Điện 3Þ có HSCS = cosj và biến

CS Điện Vào P1 thành CS Cơ Ra P2

 HS của ĐC3Þ là   P2 / P1 (4.38)

2

3 cos

d

d

P I

H 4.13

!