Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 4 Mạch điện ba pha

1Chương 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 ab a b ba ab ac cb       U U U U U U U (4.1) (4.2) ab baI I (4.3) ab baZ Z (4.4) ab ab abU Z I (4.5) H 4.1 22. Nguồn Áp 3ÞCB (NA3ÞCB) là 1 bộ ba NA sin có cùng AHD, cùng tần số, nhưng lệch pha 120o từng đôi một (H 4.2). Ta chỉ xét thứ tự thuận. 120 240 ax p a by p a cz p a U U U U U U              ! Chỉ cần biết Uax 120 240 by ax cz ax U U U U       (4.6)  H 4.2a) b) 33. 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 d p ab an ab an U U U nhanh pha sovới         U U U (4.7) H 4.3 ! a) b) 44. NA3ÞCB Đấu Tam Giác ()(H 4.4) Áp dây = Áp pha = (Uab, Ubc, Uca) d pU U (4.8) 5. Tải 3ÞCB đấu Y (H 4.5a) hoặc  (H 4.5b) p p p p p p TT pha R jX j      Z Z Z Z H 4.5a) b) H 4.4 51. 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) p p p p p d d d R jX Z R jX j       Z Z Z H 4.6 6c. 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: ( , , ) .AN BN CN Áp PhaTảiU U U ( , , ) .AB BC CA Áp DâyTảiU U U ( , , )aA bB cC Sụt Áp Trên Đường DâyU U U ( , , )na nb nc Dòng Pha NguồnI I I ( , , )AN BN CN Dòng PhaTảiI I I ( , , )aA bB cC Dòng DâyI I I 240 ; 120 ; 120ca ab BN CN bB aAU U U U I I         72. Giải Mạch 3Þ (H 4.6) trên cơ sở Mạch 1Þ (H4.7) p p p p p d d d R jX Z R jX j       Z Z Z a. Dòng an na aA AN p d U I I I Z Z     (4.9) b. Áp ; ; 3 30AN p AN aA d aA AB ANU Z I U Z I U U     (4.10) Nếu đặt ; ; ;AB d AN p aA d AN pU U U U I I I I    thì 3 ; ( )d p d pU U I I TảiY  (4.11) H 4.7 83. Công Suất, Tổn Hao, và Hiệu Suất (CS, TH, HS) a. CS do tải 3Þ tiêu thụ 2 2 2 3 cos ; 3 sin ; 3 3 cos ; 3 sin ; 3 3 ; 3 ; 3 p p p p p p d d d d d d p p p p p p P U I Q U I S U I P U I Q U I S U I P I R Q I X S I Z j j j j          (4.12) (4.13) (4.14) b. TH Trên Đường Dây 3Þ 2 23 ; 3th d d th d dP I R Q I X  (4.15) c. CS do Nguồn 3Þ phát ra 2 2; ;P th P th P P PP P P Q Q Q S P Q      (4.16) 9d. HS Tải Điện % 100 100 P th P P P P P       (4.17) % 100 p p d R R R     (4.18) 4. Tính CSTD, CSPK, CSBK bằng CS Phức 2 2 3 3 3 3 3 AN AN p p th aA aA d d th th p an na P P I P jQ I P jQ P jQ               S U I Z S U I Z S U I (4.19) (4.20) (4.21) a. b. c. ! 10 4.3 Hệ thống 3Þ Y-  CB, Zd = 0 (H 4.8) 3 30 ; ; ab an AB ab AB AB p U U U U U I Z     (4.22) (4.23) 1. Áp: 2. Dòng: Nếu đặt ; ;AB d p aA d AB pU U U I I I I    thì ; 3 (TẢI )d p d pU U I I   (4.24) ! H 4.8 a) b) 3 30aA ABI I   11 ; 30 3 an aA na aA AN AB p      U I I I I I Z Zd/3 + 4.4. Hệ thống 3Þ Y-  CB, Zd  0 (H4.9a) B1. Biến Tải  (Zp) thành Tải Y (Zp/3)  (H4.9b) ( ; ; 3 30AN p AN aA d aA AB AN    U Z I U Z I U U/3) (4.25) (4.26) H 4.9a) b) B2. B3. 12 4.5. Hệ thống 3Þ Y-Y KCB, Zn = 0 (H 4.10a) ...anna aA AN d AN     U I I I Z Z (4.27) Nn AN BN CN  I I I I (4.28) H 4.10a) b) B1. Tách mạch 3Þ thành 3 mạch 1Þ độc lập (H4.10b) B2 B3 13 4.6. Hệ Thống 3Þ Y-  KCB, Zd = 0 (H 4.11) B1. B2. B3. B4. 3 30ab an  U U AB abU U AB AB AB  U I Z aA AB CA I I I (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: ( ) ( ) ( ) P na nb nc an na bn nb cn nc na na nb nb nc nc P PP jQ P jQ P jQ P jQ                 S S S S U I U I U I H 4.11 14 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  ( , , , ) ( 4.12 )pk pk pk pR X Z H bZ ( , , , ) ( 4.12 )k k k kP Q S H cS H 4.12 15 1. Bài Toán 1. Biết , ,an d pkvàU Z Z B1. Biến đổi Y rồi tính của n tải B2. Tính rồi dùng Công Thức Chia Dòng  ptđZ aAI 2. Bài toán 2. Biết . Tính lần lượt:d AB kU U và S 2 2; ;k kP P Q Q S P Q      3/d aA dI I S U  2 23 ; 3d d d d d dP I R Q I X  2 2; ;P d P d P P PP P P Q Q Q S P Q      3 ; cos P/ /Sab dP P d P PU U S I Pj   (4.33) (4.34) (4.35) (4.36) (4.37)B5. B4. B3. B2. B1. 16 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 2 / 1PP  (4.38) 2 3 cos d d P I U  j  (4.39) H 4.13 !