Bài giảng kỹ thuật điện chương 4 ths phạm khánh tùng

KỸ THUẬT ĐIỆN CHƯƠNG IV MẠCH ĐIỆN BA PHA CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA I Khái niệm chung Điện sử dụng cơng nghiệp dạng dịng điện sin ba pha lý sau: - Động điện ba pha có cấu tạo đơn giản đặc tính tốt động pha - Truyền tải điện mạch điện ba pha tiết kiệm dây dẫn việc truyền tải điện dòng điện pha Mạch điện ba pha bao gồm nguồn điện ba pha, đường dây truyền tải phụ tải ba pha CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Nguồn điện ba pha Để tạo nguồn điện ba pha, ta dùng máy phát điện đồng ba pha có cấu tạo gồm: Phần tĩnh (Stato) gồm có lõi thép xẻ rãnh, rãnh đặt ba dây quấn AX, BY, CZ có số vịng dây lệch góc 120o khơng gian Mỗi dây quấn gọi pha Dây quấn AX gọi pha A, dây quấn BY gọi pha B, dây quấn CZ gọi pha C Phần quay (Rôto) nam châm điện N-S CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Nguyên lý làm việc: Khi quay rôto, từ trường quét dây stato, cảm ứng vào dây stato sức điện động sin biên độ, tần số lệch góc 120o Nếu chọn pha đầu sức điện động eA dây quấn AX không, biểu thức tức thời sức điện động ba pha: eA  2E sin t eB  2E sin(t  120 o ) eC  2E sin(t  240 o )  2E sin(t  120 o ) CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Dưới dạng phức  E A  E.e j0  E B  E.e j120  E C  E.e j120 Nguồn điện gồm ba sức điện động sin biên độ, tần số, lệch pha 120o gọi nguồn ba pha đối xứng e A  e B  eC     E A  E B  EC  CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Nếu dây quấn AX, BY, CZ nguồn điện nối riêng rẽ với tải có tổng trở ZA, ZB, ZC ta có mạch ba pha gồm ba mạch pha không liên hệ Mỗi mạch điện gọi pha mạch điện ba pha Sức điện động, điện áp, dòng điện pha nguồn (tải) gọi sức điện động pha Ep; điện áp pha Up; dòng điện pha Ip Ký hiệu đầu pha A, B, C cuối pha X, Y, Z Các pha tải có tổng trở phức ZA= ZB= ZC gọi tải đối xứng CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Mạch điện ba pha gồm nguồn, tải đường dây đối xứng gọi mạch điện ba pha đối xứng Nếu không thoả mãn điều kiện nêu gọi mạch ba pha không đối xứng Mạch ba pha không liên hệ dùng, cần tới dây dẫn không kinh tế Trong thực tế pha nguồn nối liền với nhau, pha tải nối với có đường dây ba pha nối nguồn với tải, dẫn điện từ nguồn điện đến tải Dòng điện chạy đường dây pha từ nguồn đến tải gọi dòng điện dây Id, điện áp đường dây pha gọi điện áp dây Ud Thông thường dùng cách nối: Nối hình (Y) Nối hình tam giác () CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA II Cách nối mạch điện ba pha Cách nối hình (Y) a Cách nối Muốn nối hình ta nối ba điểm cuối pha với tạo thành điểm trung tính Đối với nguồn, ba điểm cuối X, Y, Z nối với thành điểm trung tính O nguồn Đối với tải, ba điểm cuối X’, Y’, Z’ nối với tạo thành trung tính tải O’ CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA b) Quan hệ đại lượng dây pha - Dòng điện: Id  I p - Điện áp Quan hệ điện áp dây UAB , UBC , UCA với điện áp pha UA, UB, UC sau:          U AB  U A  U B U BC  U B  UC UCA  UC  U A CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Từ đồ thị véctơ điện áp ta thấy: Về trị số: Ud  3U p Về góc pha: Các điện áp dây UAB, UBC, UCA, lệch pha góc 120o Điện áp dây (UAB) vượt trước điện áp pha tương ứng (UA) góc 300 CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Tổng trở pha tải kể đường dây Zp  Z1Y  Zd  2,67  j7,67  0,8  j0,6  3,47  j7,07 Zp  3,47  7,07  7,88 Dòng điệp pha Up 208 Ip    15,2A Zp 3.7,88 Điện áp pha tải (Y) Điện áp pha tải (Δ) Up.Y  Ip ZY  15,2.10  152 V Up.  3.U p.Y  189 ,1V CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Bài số 4.7 Mạch ba pha đối xứng có tải nối hình hình tam giác (hình bên) Tính dịng điện đường dây I cơng suất tiêu thụ tồn mạch Bài giải Tính tổng cơng suất hai tải Z1 Z2 từ tính tổng cơng suất dịng điện tổng đường dây CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Thông số tải 1: Z1  545o  3,54  j3,54 Dòng điện pha tải 1: Ud 208 I p1    24,02 A 3.Z1 3.5 Công suất tải 1: P1  3I2p1R1  3.24,02 2.3,54  6126 Q1  3I2p1X1  3.24,02 2.3,54  6126 CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Thông số tải 2: Z2  1230 o  10,39  j6 Dòng điện pha tải 2: Ip U d 208    17 ,33A Z2 12 Công suất tải 2: P2  3I2p 2R  3.17,332.10,39  9366 Q2  3I2p X2  17,332.6  5406 CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Tổng công suất hai tải : P  P1  P2  6126  9366  15492 Q  Q1  Q2  6126  5406  11532 S  P2  Q2  15492  11532  19313 Dòng điện tổng đường dây: S 19313 I   53,6 3.U 3.208 CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Bài số 4.8 Cho mạch ba pha không đối xứng tải nối hình Tìm dịng điện IA, IB, IC Tìm điện áp UA, UB, UC Bài giải Tổng trở pha tải: ZA  100o  10 ZB  1530 o  13  j7,5 ZB  10  30 o  8,67  j5 CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Dùng phương pháp dòng điện vịng: có hai dịng điện vịng I1, I2     I1 ( ZA  ZB )  I ZB  U AB       I1 ZB  I ( ZB  ZC )  U BC Thay số vào hệ phương trình   I1 (10  13  j7,5)  I (13  j7,5)  104  j180 )       I1 (13  j7,5)  I (13  j7,5  8,67  j5)  208 CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA    (23  j7,5) I1  (13  j7,5) I  104  j180       (13  j7,5) I1  (21,67  j2,5) I  208   I1   j14,2  I  6,1  j8,1     I A  I1   j14,1  IB  I  I1  5,1  j6,2   IC   I2  6,1  j8,1 CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA ... I2BC R  ICA R  44 2 .4  44 2.5  44 2.3  23232 Q  I2ABX1  ICA X3  44 2.3  44 2 .4  1936 Chỉ số oát mét:   P1  UABIA cos(UAB , IA )  220 84, 8 cos(120 o ,98o )  17 348   P2  UCB...   IB  IBC  IAB  44  5, 24  j43,6  38,8  j43,6  I B  58,2  48 o    IC  ICA  IBC  17,2  j40,5  44  26,7  j40,5  IC  48 ,5  123 o CHƯƠNG IV : MẠCH ĐIỆN BA PHA Công suất:...  j4  5  53o Dòng điện pha tải:  U AB 220 120 o o I AB    44  83  5, 24  j43,6 o ZAB 537   I BC  ICA  U BC 220 0o o    44   44 o ZBC 50  U CA 220   120 o o    44 