Bài giảng chương 4 mạch điện ba pha

CHNG 4: MCH IN BA PHA Đ.4 khái nim chung Ngày công nghip dùng rộng rãi đin nng dòng đin hinh sin ba pha ộng đin ba pha có cấu tạo đơn gin đc tính tốt động pha Vic truyn ti đin nng mạch đin ba pha tiết kim đưc dây dẫn vic truyn tai đin nng dòng đin pha Mạch đin ba pha bao gồm nguồn đin ba pha, đường dây truyn tải ph ti ba pha tạo nguồn đin ba pha, ta dùng máy phát đin đồng ba pha CU TO CA MY PHT IN NG B BA PHA : PHN TNH GM CC RNH, TRONG CC RNH T BA DY QUN AX, BY, CZ Cể CNG S VềNG DY V LCH NHAU MT GểC /3 TRONG KHễNG GIAN MI DY QUN C GI L MT PHA DY QUN AX GI L PHA A, DY QUN BY GI L PHA B, DY QUN CZ L PHA C PHN QUAY L NAM CHM IN N S A Y n N Z S B C X NGUYấN L LM VIC: KHI QUAY RễTO, T TRNG LN LT QUẫT CC DY QUN XTATO V CAM NG VO TRONG DY QUN XTATO CC SC IN NG HNH SIN CNG BIấN , CNG TN S V LCH PHA NHAU MT GểC /3 NU CHN PHA U CA SC IN NG EA CA DY QUN AX BNG KHễNG, TH BIU THC TC THI SC IN NG BA PHA L: SC IN NG PHA A: E2A = E SIN T SC IN NG PHA B: EB = E SIN( T /3) SC IN NG PHA C: EC = E SIN ( T /3)= E SIN ( T +2 /3) HOC BIU DIN BNG S PHC: EA =EEJ0 e EB =EEưJ(2 /3) E =E EJ(2 /3) C EA eB 12 eC Y wt n N Z 120 eA A EA O 12 S B C 2/ n 2/3 n 2/ n EA X Ngun in gm ba sc in ng hnh sin cựng biờn , cựng tn s, lch pha /3 gi l ngun ba pha i xng i vi ngun i xng ta cú: eA +eB+eC = hoc EA + EB+ EC = Thng quen ký hiu u pha l A,B,C cui pha l X,Y,Z Nu tng tr phc ca cỏc pha tai bng ZA = ZB = ZC th ta cú tai i xng Mch in ba pha gm ngun, tai v ng dõy i xng gi l mch in ba pha i xng Nu khụng thoa iu kin ó nờu gi l mch ba pha khụng i xng Thng ba pha ca ngun c ni vi nhau, ba pha ca tai cng c ni vi v cú ng dõy ba pha ni lin gia ngun v tai, dn in nang t ngun n tai Dũng in chy trờn ng dõy pha t ngun n tai gi l dũng in dõy kớ hiu l Id, in ỏp gia cỏc ng dõy pha gi l in ỏp dõy, kớ hiu l Ud Thụng thng cú hai cỏch ni: ni hinh sao, v ni hinh tam giỏc 4ư CCH NI HINH SAO Cỏch ni Mun ni hnh ta ni ba im cui pha vi to thnh im trung tớnh i vi ngun, ba im X, Y, Z ni vi to thnh im trung tớnh O ca ngun i vi tai, ba im cui X, Y, Z ni vi to thnh trung tớnh ca tai O A Id C A' IA UAB UCA UC UAB Ud o Up IO UA Up O' UBC UA O IB C C' B B' UB UAB Ic B A Các quan hệ đại lượng dây pha cách nối hình đối xứng a Quan hệ giửừa dòng điện dây pha Can vào mạch điện ta thấy quan hệ giửa dòng điện dây Id dòng điện pha Ip sau : Id = Ip Quan hệ giửừa điện áp dây điện áp pha : U AB U A U B U BC U B U C U CA U C U A A Id C A' IA UAB UCA UC UAB Up Ud IO o 30 UA Up O' UBC IB C C' B UA O B' UB UAB Ic B A A Id C A' IA UAB UCA UA UC UAB Ud o Up IO 30 Up O' UBC UA O A IB C B C' B' UB UAB Ic B TT th in ỏp ta thy rừ : V tr s, in ỏp dõy Ud ln hn in ỏp pha Up l TTht vy xột tam giỏc OAB: AB = 2.OA.cos 300 =2.OA OA AB l Ud, OA l Up ; Ud= Up ln /2= 3 3 V pha, in ỏp dõy UAB, UBC, UCA lch pha mt gúc 120 v vt trc in ỏp pha tng ng mt gúc 300 4ư CCH NI HINH TAM GIC Cách nối Muốn nối hỡnh tam giác ta lấy đầu pha nối với cuối pha Ví dụ A nối với Z, B nối với X, C nối với Y Các quan hệ đại lượng dây đại lượng pha cách nối hình tam giác đối xứng Quan hệ giửừa dòng điện dây pha sau: áp dụng định luật Kiếchốp nút ta có: A Id IA IcA A Ip Up IAB Ip O EA EC I I I A AB CA I I I B BC AB I I I C CA BC Ud ICA C EB B C IB IAB IBC B IcA IA IBC Id IC T th ta thy rừ : V tr s dũng in dõy Id ln gp ln dũng in Ip Tht vy xột tam giỏc OEF : EF = 2.OE.cos300 = OE /2 = OE di EF l dũng in Id, di OE l dũng in Ip vy ta cú quan h Id = Ip V pha, dũng in dõy I A, IB, IC lch pha mt gúc 1200 v chm sau dũng in pha tng ng mt gúc 300 ( vớ d nh : I AB chm sau I A mt gúc 30 0) A Id IA IcA A Ip Up IAB Ip O 30 EA EC Ud ICA C EB B C IB IAB IBC B IcA IBC Id IC IA 4ư 4.CễNG SUT MCH IN BA PHA CễNG SUT TC DNG CễNG SUT TC DNG P CA MCH BA PHA BNG TNG CễNG SUT TC DNG CA CC PHA GI PA, PB, PC TNG NG L CễNG SUT TC DNG CA PHA A, B, C TA Cể : P= PA + PB+ PC = UA IA COS A + UB IB COS B + UC IC COS C KHI MCH BA PHA I XNG: IN P PHA : UA= UB= UC=UP DềNG IN BA PHA: IA= IB= IC=IP COS A= COS B= COS C= COS TA Cể P= UP IP COS = RP3I2P ; TRONG ể RP L IN TR PHA I LNG PHA BNG I LNG DY: THAY I VI NI SAO : IP=ID ; UP = UD/ I VI NI TAM GIC : IP = ID/ ; UP= UD P= UD ID COS L GểC LCH PHA GIA IN P PHA V DềNG IN Công suất phản kháng Công suất phaỷn kháng Q ba pha là: Q= QA + QB +QC = UA IAsin A+ UB IB sin B + UC IC sin C Khi đối xứng ta có: Q =3 Up Ip sin =3 Xp I2p ; Xp điện kháng pha Q= Ud Id sin Công suất biểu kiến Khi đối xứng, công suất biểu kiến ba pha: S= P Q = Up Ip= Ud Id 4ư CCH GII MCH IN BA PHA I XNG Giải mạch điện ba pha tải nối hình đối xứng A, Khi không xét tổng trở đường dây pha điện áp đặt lên pha tải là: Up = Ud/ ; Tổng trở pha taỷi Zp= R p X p Rp, Xp điện trở điện kháng pha taỷi Ud điện áp dây mạch điện ba pha Dũng in pha ca tai Ip= Up/ Zp= Up// R X = Ud/ R Gúc lch pha gia in ỏp pha v dũng in pha l = arctgXp/Rp, vi tai ni hinh nờn dũng in dõy bng dũng in pha Id = Ip 2 p p p Xp Id=Ip A B C Ud Zp Up Zp Zp Ip B, Khi có xét tng trở ca đường dây pha Cách tính toán cng tương tự, phai gộp tng trở đường dây với tng trở pha ti đ tính dòng đin pha dây : Id = Ip = Ud/ ( Rd R p )2 ( X d X p )2 ; Rd , Xd đin trở đin kháng đường dây A B C Id =Ip Rd Xd Rp Xp GII MCH IN BA PHA TI NI TAM GIC I XNG A, KHI KHễNG XẫT TNG TR NG DY IN P PHA TAI BNG IN P DY UD = UP ; DềNG IN PHA TAI L: IP= UP/ ZP = UP// R2 p X p ; GểC LCH PHA GIA IN P PHA V DềNG IN PHA TNG NG TH VECT V TRấN HNH : = ARCTGXP/RP DềNG IN DY : ID = IP A Id A Up Ip Up Ud C Ip C B B B, Khi cú xột tng tr ng dõy Trờn hnh v ta bin i tng ng tam giỏc thnh hnh nh sau: Tng tr mi pha lỳc u tam giỏc Z =Rp + jXp Bin i sang hnh Z = Z /3= (Rp + jXp)/3 Dũng in dõy l: Id= Ud/ (Rd R p / 3) ( X d X p / 3) 2 Dũng in pha ca tai ni tam giỏc Ip = Id/ Rd A Xd Id A Rp Up Ud Xp C C B B 4ư Cỏch giai mch in ba pha tai ni hnh khụng i xng Khi tai ba pha khụng i xng (Z AZ B Z C) th dũng in v in ỏp trờn cỏc pha tai s khụng i xng Lỳc ú ta coi mt mch in nh mt mch phc cú nhiu ngun sc in ng v giai theo phng phỏp trnh by trờn Ta xột mt s trng hp sau: Tải nối hình có dây trung tính tổng trở Zo để giaỷi mạch điện trên, ta nên dùng phương pháp điện áp hai nút ta có điện áp giửừa hai điểm trung tính O O A IA ZA B IB ZB C IC ZC O' O Io Zo U = ( UA YA + UB YB+ UC YC)/ ( Y A + YB+ Y C+ Y o) ú Y A= 1/ Z A; Y B=1/ Z B; Y C=1/ Z C; Y o=1/ Z l tng dn phc cỏc pha ca tai v dõy trung tớnh Trng hp ngun i xng thi U A = U p; U B= U p eưj120; U C= U p eưj240 thay vo cụng thc trờn ta cú: U OO = U p ( Y A + Y B eưj120 + Y C eưj240 )/ ( Y A + Y B+ Y C+ Y o) Sau tớnh c U OO ta tớnh in ỏp trờn cỏc pha tai : U A= U Aư U OO U B= U B U OO U C = U C U OO Y ; Z U V dũng in = I A= U A/ A A A I B= U B/ Z B= U B Y B; I C = U C/ Z C= U C Y C; I O= U OO / Z = U OO Y o; hoc I O= I A+ I B+ I C OO Khi tổng trở dây trung tính Z = Diểm trung tính taỷi O trùng với điểm trung tính nguồn O điện áp pha taỷi điện áp pha tương ứng nguồn Rỏ ràng nhờ có dây trung tính điện áp pha taỷi đối xứng Tính dòng điện pha, ta áp dụng định luật Ôm cho pha riêng rẽ: I A= U A/ Z A; IA = UA/zA I B= U B/ Z B; IB = UB/zB = / ; IC = UC/zC I C U C Z C 4ư CCH GIAI MCH IN BA PHA TA NI HINH TAM GIC KHễNG I XNG TRNG HP TAI KHễNG I XNG NI HINH TAM UCể IN U GIC, NGUN U IN P DY L AB BC, CA NU KHễNG XẫT TNG TR CC DY DN PHA, IN P T LấN CC PHA TAI L IN P DY NGUN DO ể Z C DềNG IN TRONG CC PHA TAI I TAUTNH I AB= U AB/ AB; IAB = UAB / ZAB; = / ; IBC =UBC / ZBC; I BC U BC Z BC CA= CA/ CA ; ICA =UCA / ZCA A IA A IAB ZAB ZCA ICA C IC IB B ZBC C IBC B P DNG NH LUT KICHP TI CC NT TA Cể DềNG INI DY:I I TI NT A:I A= I AB Iư CA TI NT B:I B=I BCIư AB TI NT C: C = CA BC Z NU TRNG HP Cể XẫT TNG TR D CA CC DY DN PHA TA NấN BIN I TNG NG TAI NI TAM GIC THNH HNH SAO A IA A IAB ZAB ZCA ICA C IC IB B ZBC C IBC B [...]... kiến ba pha: S= P 2 Q 2 = 3 Up Ip= 3 Ud Id 4 5 CCH GII MCH IN BA PHA I XNG Giải mạch điện ba pha tải nối hình sao đối xứng A, Khi không xét tổng trở đường dây pha điện áp đặt lên mỗi pha tải là: Up = Ud/ 3 ; Tổng trở pha taỷi Zp= R 2 p X p 2 trong đó Rp, Xp là điện trở và điện kháng mỗi pha taỷi Ud là điện áp dây của mạch điện ba pha Dũng in pha ca tai Ip= Up/ Zp= Up// R X = Ud/ 3 R Gúc lch pha. . .4 4. CễNG SUT MCH IN BA PHA 1 CễNG SUT TC DNG CễNG SUT TC DNG P CA MCH BA PHA BNG TNG CễNG SUT TC DNG CA CC PHA GI PA, PB, PC TNG NG L CễNG SUT TC DNG CA PHA A, B, C TA Cể : P= PA + PB+ PC = UA IA COS A + UB IB COS B + UC IC COS C KHI MCH BA PHA I XNG: IN P PHA : UA= UB= UC=UP DềNG IN BA PHA: IA= IB= IC=IP COS A= COS B= COS C= COS TA Cể P= 3 UP IP COS = 3 RP3I2P ; TRONG ể RP L 3 IN TR PHA. .. trung tính của nguồn O và điện áp trên các pha của taỷi bằng điện áp pha tương ứng của nguồn Rỏ ràng là nhờ có dây trung tính điện áp pha trên taỷi vẫn đối xứng Tính dòng điện trong các pha, ta áp dụng định luật Ôm cho từng pha riêng rẽ: I A= U A/ Z A; IA = UA/zA I B= U B/ Z B; IB = UB/zB = / ; IC = UC/zC I C U C Z C 4 7 CCH GIAI MCH IN BA PHA TA NI HINH TAM GIC KHễNG I XNG TRNG HP TAI KHễNG I XNG... Rp Xp 4 GII MCH IN BA PHA TI NI TAM GIC I XNG A, KHI KHễNG XẫT TNG TR NG DY IN P PHA TAI BNG IN P DY UD = UP ; DềNG IN PHA TAI L: IP= UP/ ZP = UP// 2 R2 p X p ; GểC LCH PHA GIA IN P PHA V DềNG IN PHA TNG NG TH VECT V TRấN HNH : = 3 ARCTGXP/RP DềNG IN DY : ID = IP A Id A Up Ip Up Ud C Ip C B B B, Khi cú xột tng tr ng dõy Trờn hnh v ta bin i tng ng tam giỏc thnh hnh sao nh sau: Tng tr mi pha lỳc... in pha ca tai khi ni tam giỏc Ip = Id/ Rd A Xd Id 3 A Rp Up Ud Xp C C B B 4 6 Cỏch giai mch in ba pha tai ni hnh sao khụng i xng Khi tai ba pha khụng i xng (Z AZ B Z C) th dũng in v in ỏp trờn cỏc pha tai s khụng i xng Lỳc ú ta coi mt mch in nh mt mch phc tp cú nhiu ngun sc in ng v giai theo phng phỏp trnh by trờn Ta xột mt s trng hp sau: Tải nối hình sao có dây trung tính tổng trở Zo để giaỷi mạch. .. TRONG ể RP L 3 IN TR PHA 3 I LNG PHA BNG I LNG DY: THAY I VI NI SAO : IP=ID ; UP = UD/ I VI NI TAM GIC : IP = ID/ ; UP= UD P= UD ID COS L GểC LCH PHA GIA IN P PHA V DềNG IN Công suất phản kháng Công suất pha n kháng Q của ba pha là: Q= QA + QB +QC = UA IAsin A+ UB IB sin B + UC IC sin C Khi đối xứng ta có: Q =3 Up Ip sin =3 Xp I2p ; trong đó Xp là điện kháng pha hoặc Q= 3 Ud Id sin Công suất... ca tai Ip= Up/ Zp= Up// R X = Ud/ 3 R Gúc lch pha gia in ỏp pha v dũng in pha l = arctgXp/Rp, vi tai ni hinh sao nờn dũng in dõy bng dũng in pha Id = Ip 2 2 p p 2 p Xp 2 Id=Ip A B C Ud Zp Up Zp Zp Ip B, Khi có xét tng trở ca đường dây pha Cách tính toán cng tương tự, nhưng phai gộp tng trở đường dây với tng trở pha ti đ tính dòng đin pha và dây : Id = Ip = Ud/ 3 ( Rd R p )2 ( X d X p )2 ; trong... tổng trở Zo để giaỷi mạch điện trên, ta nên dùng phương pháp điện áp hai nút ta có điện áp giửừa hai điểm trung tính O và O A IA ZA B IB ZB C IC ZC O' O Io Zo U = ( UA YA + UB YB+ UC YC)/ ( Y A + YB+ Y C+ Y o) trong ú Y A= 1/ Z A; Y B=1/ Z B; Y C=1/ Z C; Y o=1/ Z 0 l tng dn phc cỏc pha ca tai v dõy trung tớnh Trng hp ngun i xng thi U A = U p; U B= U p eưj120; U C= U p eưj 240 thay vo cụng thc trờn... eưj 240 )/ ( Y A + Y B+ Y C+ Y o) Sau khi tớnh c U OO ta tớnh in ỏp trờn cỏc pha tai : U A= U Aư U OO U B= U B ư U OO U C = U C ư U OO Y ; Z U V dũng in = I A= U A/ A A A I B= U B/ Z B= U B Y B; I C = U C/ Z C= U C Y C; I O= U OO / Z 0 = U OO Y o; hoc I O= I A+ I B+ I C OO Khi tổng trở dây trung tính Z 0 = 0 Diểm trung tính của taỷi O trùng với điểm trung tính của nguồn O và điện áp trên các pha của... DY DN PHA, IN P T LấN CC PHA TAI L IN P DY NGUN DO ể Z C DềNG IN TRONG CC PHA TAI I TAUTNH I AB= U AB/ AB; IAB = UAB / ZAB; = / ; IBC =UBC / ZBC; I BC U BC Z BC CA= CA/ CA ; ICA =UCA / ZCA A IA A IAB ZAB ZCA ICA C IC IB B ZBC C IBC B P DNG NH LUT KICHP 1 TI CC NT TA Cể DềNG INI DY:I I TI NT A:I A= I AB Iư CA TI NT B:I B=I BCIư AB TI NT C: C = CA ư BC Z NU TRNG HP Cể XẫT TNG TR D CA CC DY DN PHA TA ... đin nng dòng đin pha Mạch đin ba pha bao gồm nguồn đin ba pha, đường dây truyn tải ph ti ba pha tạo nguồn đin ba pha, ta dùng máy phát đin đồng ba pha CU TO CA MY PHT IN NG B BA PHA : PHN TNH GM... tổng trở đường dây pha điện áp đặt lên pha tải là: Up = Ud/ ; Tổng trở pha taỷi Zp= R p X p Rp, Xp điện trở điện kháng pha taỷi Ud điện áp dây mạch điện ba pha Dũng in pha ca tai Ip= Up/... =3 Xp I2p ; Xp điện kháng pha Q= Ud Id sin Công suất biểu kiến Khi đối xứng, công suất biểu kiến ba pha: S= P Q = Up Ip= Ud Id 4 CCH GII MCH IN BA PHA I XNG Giải mạch điện ba pha tải nối hình