CAN THO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FACULTY OF ELECTRICITY ELECTRONICS – TELECOMMUNICATIONS COURSE REPORT ENGLISH FOR ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING TECHNOLOGY THREE PHASE CIRCUITS INSTRUCTOR Masters Trung Khanh Tran STUDENT Chi Tinh Ho ID 1800844 Can Tho – 2022 CONTENTS Chi Tinh Ho i CONTENTS CONTENTS i INTRODUCTION 1 CHAPTER 1 THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH 3 PHA) 2 1 1 INTRODUCTION ( GIỚI THIỆU) 2 1 2 THREE PHASE SYSTEMS (HỆ THỐNG BA PHA) 3 1 2 1 IDEAL THREE PHASE POWER SOURCES (NGUỒN BA PH.
CAN THO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FACULTY OF ELECTRICITY - ELECTRONICS – TELECOMMUNICATIONS COURSE REPORT ENGLISH FOR ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING TECHNOLOGY THREE-PHASE CIRCUITS INSTRUCTOR STUDENT Masters Trung Khanh Tran Chi Tinh Ho ID:1800844 Can Tho – 2022 CONTENTS CONTENTS CONTENTS i INTRODUCTION .1 CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) .2 1.1 INTRODUCTION ( GIỚI THIỆU) .2 1.2 THREE-PHASE SYSTEMS (HỆ THỐNG BA PHA) 1.2.1 IDEAL THREE-PHASE POWER SOURCES (NGUỒN BA PHA LÝ TƯỞNG) 1.2.1.1 Wye-Connected Ideal Three-Phase Source (Nguồn ba pha lý tưởng đấu sao) .10 1.2.1.2 Delta-Connected Ideal Three-Phase Source ( nguồn ba pha lý tưởng đấu tam giác) .13 1.2.2 BALANCED THREE-PHASE LOADS (TẢI BA PHA CÂN BẰNG) .15 1.3 UNBALANCED THREE-PHASE LOADS ( TẢI BA PHA KHÔNG CÂN BẰNG) 26 CHAPTER 2: GRAMMAR AND VOCABULARY 27 2.1 GRAMMAR .27 2.1.1 Comparisons (So sánh) .27 2.1.2 Passive Voice (Câu bị động) .27 2.1.3 Conjuntions (Liên từ) 28 2.1.4 Present Perfect Tense (Thì hồn thành) 28 2.1.5 Present Simple Tense (Thì đơn) .28 2.2 VOCABULARY 29 Chi Tinh Ho i INTRODUCTION INTRODUCTION Language is very important for people to communicate with each other It is not only a vehicle for communicating thoughts and ideas, but also for building friendships, economic relationships, and cultural and social ties Any language is a gift, knowledge that God has given to man Certainly, learning a language will help us develop ourselves, our minds and even our personalities Moreover, in today's modern life, where English has become an international language, the importance of English is emphasized English is one of the most popular languages in the world Many developed countries in the world use this language In which, the US and the UK are two countries with a long and developed industry To understand and develop the economy and technology of these countries, technical English translation is needed In addition, the US and UK also play important roles in industries around the world These include military and civil aircraft manufacturing, high-tech construction machinery, electronic equipment, agricultural machinery, office equipment, biotechnology, chemical technology, and medicine … Since our country joined the WTO, the demand for international cultural exchange and economic integration is increasing English translation has become an indispensable part of the activities of many economic organizations, corporations, companies and individuals in countries around the world and in Vietnam Therefore, I have translated Electrical Machines with Matlab - Turan Gönen (part Three - Phase Circuit) Chi Tinh Ho CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) 1.1 INTRODUCTION ( GIỚI THIỆU) In a single-phase ac circuit, instantaneous power to a load is of a pulsating nature Even at unity power factor (i.e., when the voltage and the current are in phase with respect to each other), the instantaneous power is less than unity (i.e., when the voltage and the current are not in phase) The instantaneous power is not only zero four times in each cycle but it is also negative twice in each cycle Therefore, because of economy and performance, almost all electrical power is produced by polyphase sources (i.e., by those generating voltages with more than one phase) (Trong mạch điện xoay chiều pha, công suất tức thời cấp cho tải có tính chất dao động Ngay hệ số công suất thống (nghĩa điện áp dịng điện pha với nhau), cơng suất tức thời nhỏ thống (tức điện áp dịng điện khơng pha) Cơng suất tức thời không không bốn lần chu kỳ mà cịn âm hai lần chu kỳ Do đó, tính kinh tế hiệu suất, tất điện sản xuất nguồn nhiều pha (tức nguồn tạo điện áp có nhiều pha) A polyphase generator has two or more single phases connected so that they provide loads with voltages of equal magnitudes and equal phase differences For example, in a balanced n-phase system, there are n voltage sources connected together Each phase voltage (or source) alternates sinusoidally, has the same magnitudes, and has a phase difference of 360/n° (where n is the number of phases) from its adjacent voltage phasors, except in the case of two-phase systems Generators of 6, 12, or even 24 phases are sometimes used with polyphase recti ers to supply power with low levels of ripples in voltage on the side in the range of kilowatts Today, virtually all the power produced in the world is three-phase power with a frequency of 50 or 60 Hz In the United States, 60 Hz is the standard frequency Recently, six-phase power transmission lines have been proposed because of their ability to increase power transfer over existing lines and reduce electrical environmental impact (Một máy phát điện nhiều pha có hai nhiều pha đơn nối với để chúng cung cấp cho tải có điện áp có độ lớn lệch pha Ví dụ, Chi Tinh Ho CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) hệ thống n pha cân bằng, có n nguồn điện áp nối với Mỗi điện áp pha (hoặc nguồn) thay đổi theo hình sin, có độ lớn có độ lệch pha 360 / n ° (trong n số pha) so với pha điện áp liền kề nó, ngoại trừ trường hợp hệ thống hai pha Máy phát điện 6, 12 chí 24 pha đơi sử dụng với chỉnh lưu nhiều pha để cung cấp điện với mức độ gợn sóng điện áp thấp mặt bên phạm vi kilowatt Ngày nay, tất điện sản xuất giới điện ba pha với tần số 50 60 Hz Ở Hoa Kỳ, 60 Hz tần số tiêu chuẩn Gần đây, đường dây tải điện sáu pha đề xuất khả tăng cường truyền tải điện đường dây có giảm tác động môi trường điện.) 1.2 THREE-PHASE SYSTEMS (HỆ THỐNG BA PHA) As previously stated, even though other polyphase systems are feasible, the power utility industry has adopted the use of three-phase systems as the standard Consequently, most of the generation, transmission, distribution, and heavy-power utilization of electrical energy are done using three-phase systems A three-phase system is supplied by a three-phase generator (i.e., alternator), which consists essentially of three single-phase systems displaced in time phase from each other by one-third of a period, or 120 electrical degrees The advantages of three-phase systems over single-phase systems are as follows: (Như nêu trước đây, hệ thống nhiều pha khác khả thi, ngành công nghiệp điện lực áp dụng việc sử dụng hệ thống ba pha làm tiêu chuẩn Do đó, hầu hết việc tạo ra, truyền tải, phân phối sử dụng công suất nặng lượng điện thực cách sử dụng hệ thống ba pha Hệ thống ba pha cung cấp máy phát điện ba pha (tức máy phát điện xoay chiều), bao gồm ba hệ thống pha dịch chuyển pha thời gian cách phần ba chu kỳ 120 độ điện Ưu điểm hệ thống ba pha so với hệ thống pha sau) • Less conductor material is required in the three-phase transmission of power and therefore it is more economical • Constant rotor torque and therefore steady machine output can be achieved Chi Tinh Ho CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) • Three-phase machines (generators or motors) have higher ef ciencies • Three-phase generators may be connected in parallel to supply greater power more easily than single-phase generators (• Cần vật liệu dẫn q trình truyền tải điện ba pha tiết kiệm • Mơ-men xoắn rơto khơng đổi đạt cơng suất máy ổn định • Máy ba pha (máy phát điện động cơ) có hiệu suất cao • Máy phát điện ba pha kết nối song song để cung cấp công suất lớn dễ dàng so với máy phát điện pha) Figure 2.1a shows the structure of an elementary three-phase and two-pole ac generator (also called an alternator) Its structure has basically two parts: the stationary outside part which is called the stator and the rotating inside part which is called the rotor The eld winding is located on the rotor and is excited by a direct current source through slip rings located on the common shaft Thus, an alternator has a rotating electromagnetic eld; however, its stator windings are stationary The elementary generator shown in Figure 2.1a has three identical stator coils (aa', bb', and cc'), of one or more turns, displaced by 120° in space with respect to each other If the rotor is driven counterclockwise at a constant speed, voltages will be generated in the three phases according to Faraday’s law, as shown in Figure 2.1b Notice that the stator windings constitute the armature of the generator (unlike dc machines where the armature is the rotor) Thus, the eld rotates inside the armature Each of the three stator coils makes up one phase in this single generator Figure 2.1b shows the generated voltage waveforms in time domain, while Figure 2.1c shows the corresponding phasors of the three voltages The stator phase windings can be connected in either wye or delta, as shown in Figure 2.2a and b, respectively In wye guration, if a neutral conductor is brought out, the system is de ned as a four-wire three-phase system; otherwise, it is a three-wire, three-phase system In a delta connection, no neutral exists and therefore it is a three-wire three-phase system (Hình 2.1a mơ tả cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha hai cực sơ cấp (còn gọi máy phát điện xoay chiều) Cấu tạo có hai phần: phần Chi Tinh Ho CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) đứng yên bên gọi stato phần quay bên gọi rôto Cuộn dây trường nằm rơto kích thích nguồn dịng điện chiều thơng qua vịng trượt nằm trục chung Do đó, máy phát điện có trường điện từ quay; nhiên, cuộn dây stato đứng yên Máy phát điện sơ cấp thể Hình 2.1a có ba cuộn dây stato giống hệt (aa ', bb' cc '), gồm nhiều vịng, đặt lệch 120 ° khơng gian so với Nếu rôto dẫn động ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ không đổi, điện áp tạo ba pha theo định luật Faraday, thể Hình 2.1b Chú ý cuộn dây stato cấu thành phần ứng máy phát điện (không giống máy điện chiều mà phần ứng rơto) Do đó, trường quay bên phần ứng Mỗi cuộn dây số ba cuộn dây stato tạo nên pha máy phát điện Hình 2.1b cho thấy dạng sóng điện áp tạo miền thời gian, Hình 2.1c cho thấy phasors tương ứng ba điện áp Các cuộn dây pha stato kết nối theo kiểu wye delta, thể Hình 2.2a b, tương ứng Nói cách khác, dây dẫn trung tính đưa ngoài, hệ thống coi hệ thống ba pha bốn dây; khơng, hệ thống ba dây, ba pha Trong kết nối delta, không tồn trung tính hệ thống ba pha ba dây) 1.2.1 IDEAL THREE-PHASE POWER SOURCES (NGUỒN BA PHA LÝ TƯỞNG) An ideal and balanced three-phase voltage source has three equal voltages that are 120° out of phase with respect to one another, as shown in Figure 2.3 Therefore, the balanced three-phase voltages given in the abc phase sequence* (or phase order) can be expressed as (Một nguồn điện áp ba pha cân lý tưởng có ba điện áp lệch pha 120 °, hình 2.3 Do đó, điện áp ba pha cân cho thứ tự pha abc (hoặc thứ tự pha) biểu thị bằng) 𝑉𝑎 = 𝑉𝜙 ∠ 00 𝑉𝑏 = 𝑉𝜙 ∠ 2400 = 𝑉𝜙 ∠ − 1200 𝑉𝑐 = 𝑉𝜙 ∠ 1200 Chi Tinh Ho (2.1) (2.2) (2.3) CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) where Vϕ is the magnitude of the phase voltage given in rms value Similarly, the balanced threephase voltages given in the acb phase sequence can be expressed as (trong Vϕ độ lớn điện áp pha cho giá trị rms Tương tự, điện áp ba chiều cân đưa thứ tự pha acb biểu thị bằng) 𝑉𝑎 = 𝑉𝜙 ∠ 00 (2.4) (b) (c) Chi Tinh Ho CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) FIGURE 2.1 (a) Basic structure of an elementary three-phase, two-pole ac generator; (b) generated voltage waveforms in time domain; and (c) corresponding voltage phasors (HÌNH 2.1 (a) Cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha, hai cực sơ cấp; (b) dạng sóng điện áp tạo miền thời gian; (c) phasors điện áp tương ứng.) 𝑉𝑏 = 𝑉𝜙 ∠ 1200 (2.5) 0 𝑉𝑐 = 𝑉𝜙 ∠ 240 = 𝑉𝜙 ∠ − 120 (2.6) Furthermore, in the balanced three-phase systems, each phase has equal impedance so that the resulting phase currents are equal and phase-displaced from each other by 120° The term balanced describes three-phase voltages or currents, which are equal in magnitude and are 120° (Hơn nữa, hệ thống ba pha cân bằng, pha có trở kháng để dòng pha tạo lệch pha với góc 120 ° Thuật ngữ cân mơ tả điện áp dịng điện ba pha, có độ lớn 120 °) FIGURE 2.2 Stator phase windings connected in (a) wye and (b) delta (HÌNH 2.2 Các cuộn dây pha stato kết nối (a) wye (b) delta.) out of phase with respect to each other, and form a symmetrical three-phase set If the three phase system is balanced, then equal real and reactive power ow in each phase On the other hand, if the three-phase system is not balanced, it may lack some or all of the aforementioned characteristics Chi Tinh Ho CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) (lệch pha so với tạo thành ba pha đối xứng Nếu hệ thống ba pha cân cơng suất phản kháng thực pha Mặt khác, hệ thống ba pha khơng cân bằng, thiếu số tất đặc điểm nói trên.) Figure 2.4a and b shows a wye-connected and a delta-connected* ideal three-phase source, respectively The corresponding voltage and current phasor diagrams are shown in Figure 2.5 The use of double-subscript notation greatly simpli es the phasor analysis In the case of voltages, the subscripts indicate the points between which the voltage exists Here, the rst subscript is de ned as positive with respect to the second Therefore, the order of subscripts indicates the direction in which the voltage rise is de ned For example, Van = − Vna Hence, switching the order of the subscript causes a 180° phase shift in the variable Similarly, in the case of currents, the subscript order indicates the from–to direction The nodes a, b, and c are called the terminals or lines, and the point n is called the neutral The branches a–n, b–n, and c–n are de ned as the phases of the source (Hình 2.4a b cho thấy nguồn ba pha lý tưởng kết nối wye kết nối tam giác tương ứng Biểu đồ phasor điện áp dịng điện tương ứng thể hình 2.5 Việc sử dụng ký hiệu số kép giúp đơn giản hóa nhiều việc phân tích phasor Trong trường hợp điện áp, số điểm mà điện áp tồn Ở đây, số coi tích cực so với số thứ hai Do đó, thứ tự số cho biết hướng mà điện áp tăng de ned Ví dụ, Van = Vna Do đó, việc chuyển đổi thứ tự số gây lệch pha 180 ° biến Tương tự, trường hợp dòng điện, thứ tự số phụ cho biết hướng từ – đến Các nút a, b c gọi đầu cuối đường thẳng, điểm n gọi điểm trung tính Các nhánh a – n, b – n c – n coi pha nguồn.) Chi Tinh Ho CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) Z∆ Z ∆ Z Y Z Y FIGURE 2.7 Balanced, three-phase loads: (a) wye-connected load and (b) deltaconnected load (HÌNH 2.7 Tải cân bằng, ba pha: (a) tải đấu (b) tải đấu tam giác) same, as shown in Figure 2.5b The magnitudes of line voltages are times those for phase voltages In a delta connection, the line currents are 30° behind the corresponding phase currents, as shown in Figure 2.5c Here, the magnitudes of line currents lag the line-to-neutral voltages The line currents also lag the line-to-neutral voltages by the phase-impedance angle, regardless of whether the circuit is wye or delta (như hình 2.5b Độ lớn hiệu điện đường dây gấp lần độ lớn hiệu điện pha Trong kết nối tam giác , dòng điện dây trễ pha so với dòng pha tương ứng 30 °, thể Hình 2.5c Ở đây, cường độ dịng điện trễ so với điện áp từ đường dây sang trung tính Dòng điện đường dây trễ so với điện áp dâytrung tính góc trở kháng pha, mạch đấu hay tam giác.) When the impedances in all three phases are identical, the load is said to be balanced If a balanced three-phase source is connected to a balanced load over an inherently balanced transmission or distribution lines, then the total system is balanced If the balanced three-phase load is wye connected, (Khi trở kháng ba pha giống hệt nhau, tải cho cân Nếu nguồn ba pha cân nối với tải cân đường dây truyền tải đường dây phân phối vốn cân bằng, hệ thống tổng cân Nếu tải ba pha cân kết nối với nhau) Chi Tinh Ho 16 CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) Then 𝑍𝑎𝑛 = 𝑍𝑏𝑛 = 𝑍𝑐𝑛 = 𝑍𝑌 𝑉𝑎𝑛 𝑉 (2.24) ∠−𝜃 (2.25) = |𝑍 ∠ 2400 − 𝜃 (2.26) 𝑉 ∠ 1200 − 𝜃 (2.27) 𝑍𝑌 = 𝑍𝑌 ∠ 𝜃 By applying the KCL at the points n, (2.28) 𝐼𝑎𝑛 = 𝐼𝑏𝑛 = 𝐼𝑐𝑛 = Where 𝑍𝑎𝑛 𝑉𝑏𝑛 𝑍𝑏𝑛 𝑉𝑐𝑛 𝑍𝑐𝑛 = |𝑍 𝑌| 𝑉 𝑌| = |𝑍 𝑌| 𝐼𝑛 = 𝐼𝑎𝑛 + 𝐼𝑏𝑛 + 𝐼𝑐𝑛 = (2.29) and therefore the neutral conductor does not exist (from a theoretical point of view) and has no effect on the system Since (Và dây dẫn trung tính khơng tồn (theo quan điểm lý thuyết) không ảnh hưởng đến hệ thống Từ) 𝑉𝜙 = 𝑉𝑎𝑛 = 𝑉𝑏𝑛 = 𝑉𝑐𝑛 (2.30) And 𝐼𝜙 = 𝐼𝑎𝑛 = 𝐼𝑏𝑛 = 𝐼𝑐𝑛 Then the total three-phase real power of the load can be express as (2.31) (2.32) 𝑃3𝜙 = 3𝑉𝜙 𝐼𝜙 𝑐𝑜𝑠𝜃 Where 𝑉𝜙 = And 𝑉𝐿 (2.33) √3 (2.34) 𝐼𝜙 = 𝐼𝐿 Therefore, 𝑃3𝜙 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿 𝑐𝑜𝑠𝜃 (2.35) Similary, the total three-phase power of the load can be expressed as (2.36) 𝑄3𝜙 = 3𝑉𝜙 𝐼𝜙 𝑠𝑖𝑛𝜃 or 𝑄3𝜙 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿 𝑠𝑖𝑛𝜃 Therefore, the total apparent power of the load can be found as (2.37) 1/2 (2.38) 2 ) 𝑆3𝜙 = (𝑃3𝜙 + 𝑄3𝜙 Chi Tinh Ho 17 CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) (2.39) 𝑆3𝜙 = 3𝑆1𝜙 or 𝑆3𝜙 = 3𝑉𝜙 𝐼𝜙 Subsituting Equations 2.33 and 2.34 into Equation 2.40, 𝑆3𝜙 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿 ∠ 𝜃 (2.40) (2.41) Where VL is the magnitude of the line voltage (VL độ lớn điện áp dây) IL is the magnitude of the line current (IL độ lớn dòng điện dây) θ is the power factor angle by which the line current lags or leads the line voltage (or the angle of the impedance in each phase) (θ góc hệ số cơng suất mà dịng điện đường dây trễ dẫn điện áp đường dây (hoặc góc trở kháng pha) The power factor of the three-phase load is still cos θ If the balanced three-phase load is delta connected, (Hệ số công suất tải ba pha cos θ Nếu tải ba pha cân đấu tam giác,) Then, 𝑍𝑎𝑏 = 𝑍𝑏𝑐 = 𝑍𝑐𝑎 = 𝑍𝛥 = 𝑍𝛥 ∠ 𝜃 𝐼𝑎𝑏 = 𝐼𝑏𝑐 = 𝐼𝑐𝑎 = 𝑉𝑎𝑏 𝑍𝑎𝑏 𝑉𝑏𝑐 𝑍𝑏𝑐 𝑉𝑐𝑎 𝑍𝑐𝑎 = = = 𝑉𝐿 𝑍𝛥 𝑉𝐿 𝑍𝛥 𝑉𝐿 𝑍𝛥 (2.42) ∠−𝜃 (2.43) ∠ 2400 − 𝜃 (2.44) ∠ 1200 − 𝜃 (2.45) Therefore, the line currents can be found from 𝐼𝑎 = 𝐼𝑎𝑏 − 𝐼𝑐𝑎 (2.46) 𝐼𝑏 = 𝐼𝑏𝑐 − 𝐼𝑎𝑏 (2.47) Chi Tinh Ho 18 CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) Since, 𝐼𝑐 = 𝐼𝑐𝑎 − 𝐼𝑏𝑐 (2.48) 𝐼𝐿 = 𝐼𝑎 = 𝐼𝑏 = 𝐼𝑐 = √3𝐼𝜙 (2.49) 𝑉𝐿 = 𝑉𝜙 (2.50) Then the(total) three-phase real power of the load can be express as (2.51) 𝑃3𝜙 = 3𝑉𝜙 𝐼𝜙 𝑐𝑜𝑠𝜃 or 𝑃3𝜙 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿 𝑐𝑜𝑠𝜃 (2.52) which is identical to Equation 2.35 Similarly, the (total) three-phase reactive power of the load connected in delta can be found from Equations 2.36 or 2.37 The total apparent power of the load can be found from Equations 2.40 or 2.41 The power expressions are independent of the type (i.e., wye or delta) of load connection, as long as (giống với công thức 2.35 Tương tự, công suất phản kháng ba pha (tổng) tải kết nối vùng đồng tìm thấy từ Công thức 2.36 2.37 Tổng công suất biểu kiến tải tìm thấy từ Công thức 2.40 2.41 Biểu thức công suất độc lập với loại (tức là, tam giác) kết nối tải, miễn là) (2.53) 𝑍𝛥 = 3𝑍𝑌 And since, 𝑍 =𝑍∠𝜃 𝜃 = 𝑎𝑟𝑔|𝑍𝛥 | = 𝑎𝑟𝑔|𝑍𝑌 | (2.54) The complex power can be found directly from the real reactive power per phase as 𝑆1𝜙 = 𝑃1𝜙 + 𝑗𝑄1𝜙 = 𝑉𝜙 𝐼𝜙∗ (2.55) 𝑆1𝜙 = 𝑃1𝜙 + 𝑗𝑄1𝜙 = 𝑍𝜙∗ |𝐼𝜙 | (2.56) or 𝑆1𝜙 = 𝑃1𝜙 + 𝑗𝑄1𝜙 = 𝑌𝜙∗ |𝑉𝜙 | (2.57) Thus, the three-phase complex, real, and reactive powers can be found from 𝑆3𝜙 = 3𝑆1𝜙 = 3𝑃1𝜙 + 3𝑗𝑄1𝜙 (2.58) or Chi Tinh Ho 19 CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) 𝑆3𝜙 = 𝑃3𝜙 + 𝑗𝑄3𝜙 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿∗ (2.59) Table 2.1 provides a summary comparison of the basic variables of delta- and wyeconnected, balanced, three-phase loads Notice that the connection type does not affect the power calculations (Bảng 2.1 cung cấp so sánh tóm tắt biến tải ba pha, cân bằng, kết nối đồng wye Lưu ý kiểu kết nối khơng ảnh hưởng đến tính tốn cơng suất.) The virtue of working with balanced systems is that they can be analyzed on a single-phase basis The current in any phase is always the phase-to-neutral voltage divided by the per-phase load impedance Therefore, it is not necessary to calculate the currents in the remaining phase separately Calculating the current, voltage, and power in only one phase is suf cient in an analysis because of the complete symmetry that exists between the three phases The knowledge of these variables in one phase, which is referred to as the reference phase, directly provides information about all phases This type of analysis is called per-phase analysis This characteristic of balanced (Lợi ích việc làm việc với hệ thống cân chúng phân tích sở giai đoạn Dòng điện pha ln điện áp pha-trung tính chia cho trở kháng tải pha Do đó, khơng cần thiết phải tính tốn dịng điện pha cịn lại cách riêng biệt Tính tốn dịng điện, điện áp cơng suất pha phù hợp phân tích đối xứng hồn tồn tồn ba pha Kiến thức biến giai đoạn, gọi giai đoạn tham chiếu, trực tiếp cung cấp thông tin tất giai đoạn Loại phân tích gọi phân tích theo giai đoạn Đặc điểm cân bằng) Chi Tinh Ho 20 CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) three-phase systems is the basis for the use of one-line diagrams In these diagrams, a circuit composed of three or more conductors is pictorially represented by a single line with standard symbols for transformers, switchgear, and other system components (hệ thống ba pha sở cho việc sử dụng sơ đồ dòng Trong sơ đồ này, mạch gồm ba nhiều ruột dẫn biểu diễn hình ảnh đường thẳng với ký hiệu tiêu chuẩn cho máy biến áp, thiết bị đóng cắt thành phần hệ thống khác) Example 2.1 Assume that the phase voltages of a wye-connected source (at its terminals) are given as Van = 277.13∠0° V, Vbn = 277.13∠240° V, and Vcn = 277.13∠120° V Determine the following: (Giả sử điện áp pha nguồn kết nối wye (tại đầu nối nó) Van = 277,13∠0 ° V, Vbn = 277,13∠240 ° V Vcn = 277,13∠120 ° V Xác định giá trị sau) Chi Tinh Ho 21 CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) (a) The line voltages of Vab, Vbc, and Vca (Điện áp dây Vab, Vbc Vca) (b) If a balanced, wye-connected, three-phase load of Zan = Zbn = Zcn = 10∠30° Ω is connected to the source, nd all the phase and line currents (Nếu tải ba pha cân bằng, nối wye, Zan = Zbn = Zcn = 10∠30 ° Ω nối với nguồn tất dòng pha dòng dây) Solution (a) The line voltages are found as (Điện áp dây tìm sau) 𝑉𝑎𝑏 = 𝑉𝑎𝑛 − 𝑉𝑏𝑛 = 277.13 ∠ 00 − 277.13 ∠ 2400 = 480 ∠ 300 𝑉 𝑉𝑏𝑐 = 𝑉𝑏𝑛 − 𝑉𝑐𝑛 = 277.13 ∠ 2400 − 277.13 ∠ 1200 = 480 ∠−900 𝑉 𝑉𝑐𝑎 = 𝑉𝑐𝑛 − 𝑉𝑎𝑛 = 277.13 ∠ 1200 − 277.13 ∠ 00 = 480 ∠ 1500 𝑉 (b) Since in a wye-connected, three-phase load the phase and line currents are the same ( Vì kết nối sao, dòng điện dây dòng điện pha tải ba pha nhau) 𝑉𝑎𝑛 277.13 ∠ 00 𝑉 𝐼𝑎 = 𝐼𝑎𝑛 = = = 27.713 ∠−300 𝐴 𝑍𝑎𝑛 10 ∠ 30 𝛺 Example 2.2 𝑉𝑏𝑛 277.13 ∠ 2400 𝑉 𝐼𝑏 = 𝐼𝑏𝑛 = = = 27.713 ∠ 2100 𝐴 𝑍𝑏𝑛 10 ∠ 300 𝛺 𝑉𝑐𝑛 277.13 ∠ 1200 𝑉 𝐼𝑐 = 𝐼𝑐𝑛 = = = 27.713 ∠900 𝐴 𝑍𝑐𝑛 10 ∠ 300 𝛺 A balanced delta-connected, three-phase load withdraws 200 A per phase with a leading power factor of 0.85 from a 12.47 kV line Determine the following: (Một tải ba pha nối đồng cân rút 200 A pha với hệ số công suất hàng đầu 0,85 từ đường dây 12,47 kV Xác định điều sau) (a) The line current of the load (Dòng điện dây tải) (b) The phase voltage of the load Chi Tinh Ho 22 CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) (Điện áp pha tải) (c) The three-phase apparent power ( Công suất biểu kiến ba pha) (d) The three-phase real power (Công suất thực ba pha) (e) The three-phase reactive power ( Công suất phản kháng ba pha) (f) The three-phase complex power ( Công suất phức ba pha.) Solution (a) Since the load is connected in delta, the line current of the load is (Vì tải đấu tam giác, dòng điện dây tải là) 𝐼𝐿 = √3𝐼𝜙 = √3 × 200 = 346.41 𝐴 (b) The phase voltage of the load is (Điện áp pha tải là) 𝑉𝜙 = 𝑉𝐿 = 12,470 (c) The three-phase (or total) apparent power is ( Công suất biểu kiến ba pha là) 𝑆3𝜙 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿 = √3 × (12,470 𝑉)(346.41 𝐴) = 7,482 𝑘𝑉𝐴 or 𝑆3𝜙 = 3𝑉𝜙 𝐼𝜙 = 3(12,470 𝑉)(200𝐴) = 7,482 𝑘𝑉𝐴 (d) The three-phase (or total) real power is (Công suất thực ba pha là) 𝑃3𝜙 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿 𝑐𝑜𝑠𝜃 = (12,470 𝑉)(346.41 𝐴)0.85 = 6,359.7 𝑘𝑊 or 𝑃3𝜙 = 𝑆3𝜙 𝑐𝑜𝑠𝜃 = (7,482 𝑘𝑉𝐴)(0.8) = 6,359.7 𝑘𝑊 Chi Tinh Ho 23 CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) (e) The three-phase (or total) reactive power is (Công suất phản kháng ba pha là) 𝑄3𝜙 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿 𝑠𝑖𝑛𝜃 = √3(12,470 𝑉)(346.41 𝐴)0.5268 = 3,941.52 𝑘𝑣𝑎𝑟 or 𝑄3𝜙 = 𝑆3𝜙 𝑠𝑖𝑛𝜃 = (7,482 𝑘𝑉𝐴)0.5268 = 3,941 52 𝑘𝑣𝑎𝑟 (f) The three-phase (or total) complex power is (Công suất phức ba pha là) 𝑆3𝜙 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿∗ = 𝑃3𝜙 − 𝑗𝑄3𝜙 = (6, 359.7 𝑘𝑊 ) − 𝑗(3, 941.52 𝑘𝑣𝑎𝑟) = 7, 482.01 ∠ − 31.79° 𝑘𝑉𝐴 Example 2.3 A balanced three-phase load of 8000 kW with a lagging power factor of 0.90 is supplied by a three-phase 34.5 kV line If the line resistance and inductive reactance are given as and Ω per phase (i.e., line to neutral), determine the following: (Một tải ba pha cân có cơng suất 8000 kW có hệ số cơng suất trễ 0,90 cung cấp đường dây ba pha 34,5 kV Nếu điện trở đường dây điện kháng cảm ứng cho Ω pha (tức đường dây đến trung tính), xác định sau) (a) The line current of the load (Dòng điện dây tải) (b) The power factor angle of the load (Góc hệ số cơng suất tải) (c) The line-to-neutral voltage of the line at the receiving end (i.e., the load side) (Điện áp dây-trung tính đường dây đầu nhận (tức phía tải)) (d) The voltage drop due to line impedance (Sự sụt giảm điện áp trở kháng đường dây) (e) The line-to-line voltage of the line at the sending end (Điện áp đường dây đầu gửi) Chi Tinh Ho 24 CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) (f) The power loss due to line impedance (Tổn thất công suất trở kháng đường dây) Solution (a) From Equation 2.52, the line currrent of the load is (Từ công thức 2.52, dòng điện dây tải là) 𝐼𝐿 = 𝑃3𝜙 8,000 𝑘𝑊 = √3𝑉𝐿 𝑐𝑜𝑠𝜃 √3(34.5 𝑘𝑉 )0.90 (b) The power factor of the load is = 148.75 𝐴 (Hệ số công suất tải là) 𝜃 = 𝑐𝑜𝑠 −1 0.90 = 23.580 (c) The line-to-neutral voltage of the line at the receiving end is (Điện áp pha đường dây đầu nhận) 𝑉𝑅(𝐿−𝑁) = 𝑉𝐿 √3 = 34,500 𝑉 √3 = 19,918.6 𝑉 (d) The voltage drop in the line due to line impedance (Sự sụt giảm điện áp trở kháng đường dây) 𝐼𝐿 𝑍𝐿 = [148.75(𝑐𝑜𝑠23.580 − 𝑗𝑠𝑖𝑛25.80 )](5 + 𝑗7) = 1,279.3 ∠ 28.60 𝑉 or 𝐼𝐿 𝑍𝐿 = (148.75 ∠ − 25.80 )(8.6023 ∠ 54.460 ) = 1,279.3 ∠ 28.60 𝑉 (e) The line-to-line voltage of the line at the sending end is (Điện áp đường dây đầu gửi) 𝑉𝑆(𝐿−𝑁) = 𝑉𝑅(𝐿−𝑁) + 𝐼𝐿 𝑍 = 19,918.6 ∠ 00 + 1,279.3 ∠ 28.60 = 21,206.7 ∠ 1.70 𝑉 Therefore, the line-to-line voltage is 𝑉𝑆(𝐿) = √3𝑉𝑆(𝐿−𝑁) = √3(21,206.7 𝑉 ) = 36,731.1 𝑉 (f) The power loss due to resistance is Chi Tinh Ho 25 CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) (Tổn thất công suất trở kháng đường dây) 𝑃3𝜙 = 3𝐼𝐿2 𝑅 = 3(148.75)2 (5) = 331.9 𝑘𝑊 1.3 UNBALANCED THREE-PHASE LOADS ( TẢI BA PHA KHÔNG CÂN BẰNG) If an unbalanced three-phase load connected in delta or wye is present in an otherwise balanced three-phase system, the method of symmetrical components is normally used to analyze the system However, in simple situations, the direct application of conventional circuit theory can be used without much difficulty ( Nếu tải ba pha không cân kết nối theo hướng delta wye có mặt hệ thống ba pha cân khác, phương pháp thành phần đối xứng thường sử dụng để phân tích hệ thống Tuy nhiên, tình đơn giản, ứng dụng trực tiếp lý thuyết mạch thông thường sử dụng mà khơng gặp nhiều khó khăn) Chi Tinh Ho 26 CHAPTER 2: GRAMMAR AND VOCABULARY CHAPTER 2: GRAMMAR AND VOCABULARY 2.1 GRAMMAR 2.1.1 Comparisons So sánh) Define: Comparative sentences are among the most frequently used English grammars It is used in sentences to show common comparisons, but it is also used to emphasize meaning in a sentence (Định nghĩa: Câu so sánh ngữ pháp tiếng Anh sử dụng thường xuyên Nó sử dụng câu để thể so sánh thơng thường, sử dụng để nhấn mạnh ý nghĩa câu) So sánh bằng: S + V + AS + (ADJ/ ADV) + AS + S + V So sánh hơn: + Tính từ ngắn: S2 + V + ADJ + “ER” + THAN + S2 + Tính từ dài: S1 + V + MORE + ADJ + THAN + S2 So sánh nhất: + Tính từ ngắn: S + V + ADJ + “EST” +… + Tính từ dài: S + V + THE MOST + ADJ +… Ex: Imagination is more important than knowledge (Trí tưởng tượng quan trọng kiến thức) 2.1.2 Passive Voice (Câu bị động) Define: Passive Voice is a sentence used to emphasize the object affected by the action, not the owner who can perform the action Then the passive sentence must follow the tense in the active sentence (Định nghĩa: Passive Voice câu dùng để nhấn mạnh đối tượng bị tác động hành động, khơng phải chủ sở hữu thực hành động Thì câu bị động phải theo sau câu chủ động) S + BE + V3/ED Ex: A balanced three-phase, delta connected load is supplied by a balanced (Một tải cân ba pha, nối tam giác cung cấp nguồn cân bằng) Chi Tinh Ho 27 CHAPTER 2: GRAMMAR AND VOCABULARY 2.1.3 Conjuntions (Liên từ) Define: Conjunctions in English are words used to link two words, phrases, or clauses together (Định nghĩa: Liên từ tiếng Anh từ dùng để liên kết hai từ, cụm từ mệnh đề với nhau) S1 + V1 + CONJUNTIONS + S2 + V2 Ex: Each phase has equal impedance so that the resulting phase currents are equal and phase-displaced from each other by 120 degree (Mỗi pha có trở kháng để dòng pha tạo lệch pha 120 độ) 2.1.4 Present Perfect Tense (Thì hồn thành) Define: The Present Perfect Tense is used to describe an action or event that started in the past, continues to the present, and can continue into the future (Định nghĩa: Thì hồn thành sử dụng để mô tả hành động kiện bắt đầu khứ, tiếp tục đến tiếp tục tương lai) S+HAVE/HAS+V3/ED Ex: The power utility industry has adopted the use of three-phase systems as the standard (Ngành công nghiệp điện áp dụng việc sử dụng hệ thống ba pha làm tiêu chuẩn) 2.1.5 Present Simple Tense (Thì đơn) Define: The Present Simple Tense is used to descrise an action in the present (Định nghĩa: Thì đơn dùng để mô tả hành động tại) S+VS/ES Ex: The phase and line currents are the same in a wye connection (Dòng điện pha dây đấu sao) Chi Tinh Ho 28 CHAPTER 2: GRAMMAR AND VOCABULARY 2.2 VOCABULARY No Word Type Meaning Circuit n Mạch Instantaneous power np Công suất tức thời Pulsating adj Có tính chất dao động Magnitudes n Độ lớn, cường độ, biên độ Polyphase rectifiers n Bộ chỉnh lưu nhiều pha Ripples in voltage n Điện áp gợn sóng Virtually Heavy-power n Nhiều lượng Utilization n Sự sử dụng 10 Electrical degrees n Độ điện 11 Steady adj Ổn định 12 Parallel adj Song song 13 Balance n Cân 14 Similarly = Respectively adv Tương tự 15 So that 16 Neutral conductor 17 Otherwise adv Mặt khác 18 Alternative adj Khác 19 Illustrates n 20 Graphically adv Đồ thị 21 Mathematical adj Tốn học 22 Calculation n Tính tốn 23 Delta connected n Kết nối tam giác 24 wye-connected n Kết nối hình 25 Corresponding adj 26 Theoretical point of view n Quan điểm lý tưởng 27 Effect n Ảnh hưởng Chi Tinh Ho adv Hầu Conjuntions Để mà n Dây dẫn trung tính Minh họa Tương ứng 29 CHAPTER 2: GRAMMAR AND VOCABULARY 28 Load impedance np Tổng trở 29 Line current np Dòng điện dây 30 Line-to-line voltage np Điện áp dây 31 Three-phase real power np Công suất thực ba pha 32 Three-phase reactive power np Công suất phản kháng ba pha 33 Three-phase apparent power np Công suất biểu kiến ba pha 34 Unbalanced n Không cân 35 Theory n Lý thuyết 36 Symmetrical adj Đối xứng Chi Tinh Ho 30 ... 1/2 (2 .38 ) 2 ) ? ?3? ??? = (? ?3? ??? + ? ?3? ??? Chi Tinh Ho 17 CHAPTER 1: THREE – PHASE CIRCUITS (MẠCH PHA) (2 .39 ) ? ?3? ??? = 3? ???1