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 Mạch Điện Ba Pha 4.1 Nguồn Và Tải Ba Pha Cân Bằng (3ÞCB) Ký Hiệu Hai Chỉ Số (H 4.1) H 4.1 a Uab = Áp qua ab Uab  Ua  Ub  Uba (4.1) Uab  Uac  Ucb (4.2) b Iab = Dòng từ a đến b Iab  Iba (4.3) c Zab = TTTĐ nối a với b Zab  Zba (4.4) ! Không cần CQC Uab  ZabIab (4.5) Nguồn Áp 3ÞCB (NA3ÞCB) ba NA sin có AHD, tần số, lệch pha 120o đôi (H 4.2) Ta xét thứ tự thuận a) Uax  Upa Uby  Upa  120 Ucz  Upa  240 b) H 4.2 ! Chỉ cần bieát Uax (4.6)  Uby  Uax  120 Ucz  Uax  240 NA3ÞCB Đấu Sao (Y) (H 4.3) b) a) H 4.3 ! Up  AHD pha Ud  AHD dây a Áp pha = (Uan, Ubn, Ucn); Áp dây = (Uab, Ubc, Uca) b Quan hệ Áp pha Áp dây    (4.7)  U  U  30  ab an   Uab nhanh pha 30 so với Uan  Ud  3Up NA3ÞCB Đấu Tam Giác ()(H 4.4) Áp dây = Áp pha = (Uab, Ubc, Uca) H 4.4 Ud  Up (4.8) Tải 3ÞCB đấu Y (H 4.5a)  (H 4.5b) Z p  TT pha Z p  Rp  jX p Z p  Z p j a) H 4.5 b) 4.2 Hệ Thống 3Þ Y-Y CB (H 4.6) Đònh Nghóa H 4.6 Z p  Rp  jX p a (Uan, Ubn, Ucn) = Áp Pha Nguồn Z p  Z p j b (Uab, Ubc, Uca) = Áp Dây Nguồn Zd  Rd  jX d c (UAN , UBN , UCN )  AÙp Pha Tải d.(UAB , UBC , UCA )  Áp Dây Taûi e (U aA , U bB , U cC )  Sụt Áp Trên Đường Dây f (I na , I nb , I nc )  Doøng Pha Nguoàn g (I AN , I BN , ICN )  Dòng Pha Tải h (I aA , IbB , I cC )  Dòng Dây ! Tất áp dòng có THỨ TỰ THUẬN, cần biết Ví dụ: Uca  Uab   240 ; UBN  UCN 120 ; I bB I aA  120 Giải Mạch 3Þ (H 4.6) sở Mạch 1Þ (H4.7) Z p  Rp  jX p Z p  Z p j Zd  Rd  jX d H 4.7 a Doøng I na  I aA IAN Uan  Zp  Zd b AÙp UAN  ZpIAN ; UaA  Z dI aA; UAB  UAN 30 Nếu đặt (4.9) (4.10) UAB  Ud ; UAN  Up ; IaA  Id ; IAN  Ip Ud  Up ; Id  Ip (Taûi Y ) (4.11) Công Suất, Tổn Hao, Hiệu Suất (CS, TH, HS) a CS tải 3Þ tiêu thụ P  3Up Ip cos j ; Q  3Up Ip sin j ; S  3Up Ip (4.12) P  3Ud Id cos j ; Q  3Ud Id sin j ; S  3Ud Id (4.13) P  3Ip2 Rp ; Q  3Ip2 Xp ; S  3Ip2 Zp (4.14) b TH Trên Đường Dây 3Þ Pth  Id2 Rd ; Qth  Id2 Xd (4.15) c CS Nguồn 3Þ phát PP  P  Pth ; QP  Q  Qth ; SP  PP2  QP2 (4.16) d HS Tải Điện P P %   100   100 PP P  Pth ! %  Rp Rp  Rd  100 (4.17) (4.18) Tính CSTD, CSPK, CSBK CS Phức a S  3UAN IAN  3Zp Ip2  P  jQ (4.19) b Sth  3UaAIaA  3Zd Id2  Pth  jQth (4.20) c Sp  3UanIna  PP  jQP (4.21) 4.3 Hệ thống 3Þ Y-  CB, Zd = (H 4.8) H 4.8 a) AÙp: Uab  Uan 30 ; UAB  Uab Dòng: IAB  ! Nếu đặt b) UAB ; Zp (4.22) IaA  IAB   30 (4.23) U AB  U d  U p ; IaA  Id ; I AB  I p U d  U p ; Id  3I p (TẢI ) (4.24) 10 4.4 Hệ thống 3Þ Y-  CB, Zd  (H4.9a) a) H 4.9 b) B1 Biến Tải  (Zp) thành Tải Y (Zp/3)  (H4.9b) B2 I na  I aA  I AN U an  ; Z p /3 + Zd B3 UAN  (Zp /3)IAN ; UaA  ZdIaA ; I AB  I aA  30 (4.25) UAB  UAN 3 30 (4.26) 11 4.5 Hệ thống 3Þ Y-Y KCB, Zn = (H 4.10a) a) H 4.10 b) B1 Tách mạch 3Þ thành mạch 1Þ độc laäp (H4.10b) B2 B3 I na  I aA  I AN  U an Zd  Z AN I Nn  I AN  I BN  ICN (4.27) (4.28) 12 4.6 Hệ Thống 3Þ Y-  KCB, Zd = (H 4.11) B1 Uab  Uan 30 (4.29) B2 UAB  Uab UAB B3 IAB  ZAB IaA  IAB  ICA B4 (4.30) (4.31) (4.32) H 4.11 ! CS hệ thống 3Þ KCB tính PT Trên H 4.11, CS phức nguồn 3Þ phát là: SP  Sna  Snb  Snc  UanIna  UbnInb  UcnInc  ( Pna  jQna )  ( Pnb  jQnb )  ( Pnc  jQnc )  PP  jQP 13 4.7 Hệ Thống 3Þ CB Với Nhiều Tải Đấu // (H4.12a) H 4.12  Có n tải đấu SS; tải đấu Y hoặc  Tải k xác đònh  Hoặc TGTT ( Rpk , X pk , Z pk , Z p ) ( H 4.12b)  Hoaëc TGCS ( Pk , Qk , Sk , Sk ) ( H 4.12c) 14 Bài Toán Biết Uan , Zd , Zpk B1 Biến đổi Y  tính Z ptđ n tải B2 Tính I aA dùng Công Thức Chia Dòng Bài toán Biết Ud  UAB Sk Tính lần lượt: P  Q2 B1 P   Pk ; Q   Qk ; S  B2 Id  IaA  S/ 3U d (4.34) B3 P  3I R ; Q  3I X d d d d d d (4.35) B4 PP  P  Pd ; QP  Q  Qd ; SP  (4.33) PP2  QP2 B5 U ab  U dP  SP / Id ; cos j P  PP /SP (4.36) (4.37) 15 4.8 Heä thống 3ÞCB với tải động 3Þ (H 4.13) H 4.13  ĐC3Þ Tải Điện 3Þ có HSCS = cosj biến CS Điện Vào P1 thành CS Cơ Ra P2  HS ĐC3Þ !   P2 / P1 Id  P2 3Ud cos j (4.38) (4.39) 16 ... I AN  I BN  ICN (4. 27) (4. 28) 12 4. 6 Hệ Thống 3Þ Y-  KCB, Zd = (H 4. 11) B1 Uab  Uan 30 (4. 29) B2 UAB  Uab UAB B3 IAB  ZAB IaA  IAB  ICA B4 (4. 30) (4. 31) (4. 32) H 4. 11 ! CS hệ thống... jQth (4. 20) c Sp  3UanIna  PP  jQP (4. 21) 4. 3 Hệ thống 3Þ Y-  CB, Zd = (H 4. 8) H 4. 8 a) AÙp: Uab  Uan 30 ; UAB  Uab Doøng: IAB  ! Nếu đặt b) UAB ; Zp (4. 22) IaA  IAB   30 (4. 23)... Id ; I AB  I p U d  U p ; Id  3I p (TẢI ) (4. 24) 10 4. 4 Hệ thống 3Þ Y-  CB, Zd  (H4.9a) a) H 4. 9 b) B1 Biến Tải  (Zp) thành Tải Y (Zp/3)  (H4.9b) B2 I na  I aA  I AN U an  ; Z p /3 +