Tài liệu Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ - Phần 4 pdf

1Lecture 2 BÀI GIẢNG Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ TS. Hồ Phạm Huy Ánh March 2010 http://www4.hcmut.edu.vn/~hphanh/teach.html 2Lecture 2 ¾ Điện áp ba pha trong lưới điện xoay chiều ba pha cân bằng thứ tự thuận (kí hiệu a-b-c) được biểu diễn như sau: Hệ Thống Điện Xoay Chiều Ba Pha ¾ Điện xoay chiều ba pha có hai cách mắc: ĐấuY vàĐấu Δ Với đấu Y, 3 ngõ a’, b’, và c’ đượcchập chung cho ta đầu ra trung tính n. () tVv maa ω cos ' = ( ) 0 ' 120cos −= tVv mbb ω ( ) 0 ' 120cos += tVv mcc ω Ba thành phần dòng i a , i b , và i c là ba dòng dây đượccấptừ ba nguồn pha tương ứng. i n là dòng dây trung tính. i a i n i b i c a b c n + − + − + − 3Lecture 2 Với đấu Δ, a’ được đấuvới b, b’ được đấuvới c. Vì v ac’ = v aa’ (t) + v bb’ (t) + v cc’ (t) = 0, nhưđãkiểmchứng qua biểuthứclượng giác, nên c’ được đấu với a. i a i b i c a b c c’ a’ b’ + − + − + − ¾ Các đạilượng DÂY và PHA Vì cả nguồnvàtải ba pha đềucóthể được Đấu Y hay Đấu Δ , lưới điện xoay chiều ba pha có tổng cộng bốn kiểu kết nối (nguồn-tải): Y-Y; Y-Δ; Δ-Y và Δ-Δ. • Lưới điện xoay chiều ba pha cân bằng thứ tự thuậnY-Y: 0 0∠= φ VV an 0 120−∠= φ VV bn 0 120∠= φ VV cn Hệ Thống Điện Xoay Chiều Ba Pha (tt) 4Lecture 2 Với V φ là giá trịđiện áp pha hiệudụng giữa pha và trung tính. Điệnápgiữa hai pha gọilàápdâyđượcxácđịnh như sau: bnanab VVV −= cnbnbc VVV −= ancnca VVV −= Cụ thểđộlớncủa áp dây có thể xác định: ab V ( ) φφ VVV ab 330cos2 0 == an V bn V cn V ab V bc V ca V Từđó, dùng giản đồ vector, ta xác định được: 0 303 ∠= φ VV ab 0 903 −∠= φ VV bc 0 1503 ∠= φ VV ca Ta cũng dễ dàng chứng minh được, i n = 0 (ba pha cân bằng không có dòng trung tính) Hệ Thống Điện Xoay Chiều Ba Pha (tt) 5Lecture 2 Không mấttínhtổng quát, ta có: • Xét tiếptrường hợplưới điện xoay chiều ba pha cân bằng đấu Y-Δ : 0 0∠= Lab VV 0 120−∠= Lbc VV 0 120∠= Lca VV ab V bc V ca V 1 I 3 I 2 I a I Ba dòng pha I 1 , I 2 , và I 3 chảy qua tải ba pha đấu Δ sẽ có góc lệch pha θ so với áp dây tương ứng với cùng giá trị dòng pha I φ . Từ giản đồ vector ta xác định được 3 dòng dây: θ φ −−∠= 0 303II a θ φ −−∠= 0 1503II b θ φ −∠= 0 903II c ¾ Như vậy đấu Y-Y cho: và , đấu Δ - Δ cho : và φ VV L 3= φ II L = φ VV L = φ II L 3= Hệ Thống Điện Xoay Chiều Ba Pha (tt) 6Lecture 2 Tính công suất mạch ba pha cân bằng ¾ Trường hợpTải ba pha đấuY cânbằng: Giá trịđộlớn áp và dòng ba pha là như nhau. Kí hiệu áp và dòng pha là V φ và I φ . Công suấttừng pha: ( ) θ φφφ cosIVP = Công suấttổng ba pha: () ( ) θθ φφφ cos3cos33 LLT IVIVPP === Công suấtphứctừng pha: θ φφφφφ ∠== IVIVS * Công suấtphức ba pha: θθ φφφ ∠=∠== LLT IVIVSS 333 Lưuý θ là góc lệch pha của dòng so vớiáp 7Lecture 2 Kếtquả tương tự cho trường hợpTải ba pha đấuYcânbằng, để xác định công suấttừng pha và công suấttổng ba pha. Ta thấyrằng với Tải ba pha cân bằng, biểuthức tính công suấtphứclànhư nhau cho cả hai kiểu đấuY vàđấu Δ, cho cùng giá trị áp dây và dòng dây dùng trong công thức. Tóm lại, các bài toán giảimạch ba pha cân bằng có thểđưavề mạch 1 pha. ¾ Ex. 2.12 và 2.13: xem GT Tính công suất mạch ba pha cân bằng (tt) ¾ Trường hợpTải ba pha đấu Δ cân bằng: ( ) ( ) θθ φφφ cos3cos33 LLT IVIVPP === 8Lecture 2 Mạch Một Pha Tương Đương ¾ Biến đổi Δ-Y conversion Cho tải 3 pha đấu Δ vớitổng trở pha là Z Δ , tảiY tương đương sẽ có tổng trở pha là Z Y = Z Δ /3. Kếtquả này dễ dàng đượcchứng minh bằng cách dùng định luật Ohm quen thuộc. Như vậythayvìkhảosát tải3 phađấu Δ, ta chuyển đổivề Mạch ba pha đấuY-Y để dễ dàng qui về mạch tương đương một pha để giải. ¾ BT 2.14: Dựng mạch một pha tương đương cho mạch điện sau. Ta chuyểntụ 3 pha đấu Δ về tụ 3 pha đấuY với dung kháng tương đương – j15/3 = -j5 Ω. Mạch ba pha nay có dạng Y-Y nên dễ dàng qui về mạch tương đương một pha để giải. 9Lecture 2 Các ví dụ và BT: ¾ Ex. 2.15: mắc song song 10 mô tơ ba pha kiểucảm ứng, hãy tìm công suấtphản kháng Qc dùng tụ cầnbùđể cảithiệnHSCS bằng 1? Công suấttácdụng tổng bằng 30 x 10 / 3 = 100 kW, vớiHSCS trễ PF = 0.6. Công suấtbiểukiếntổng bằng 100/0.6 kVA. Ta tính được, Tụ ba pha đượcmắc song song vớiTải để cảithiện HSCS. Vai trò tụ bù nhằm bù công suấtphản kháng cho tảicảm. Như vậy công suấtphản kháng Q cap mà tụ mỗi pha cầnbùlàQ cap = −133.33 kVAR, và như vậy công suất phản kháng tổng ba pha cần dùng để bù sẽ bằng 3(−133.33) = −400 kVAR. () () kVA j133.33100VA 8.06.0 6.0 10100 6.0cos 3 1 +=+ × =∠= − jSS φφ 10Lecture 2 ¾ BT 2.16: Vẫn BT 2.15, tìm công suấtphản kháng Qc dùng tụ cầnbùđể cảithiện HSCS bằng 0.9 trễ? Với HSCS mớibằng 0.9 trễ, ta xác định được công suấtphảnkhángQ củatải sau khi bù: Từđó Qc dùng tụ cầnbùbằng −133.33 + 48.43 = −84.9 kVAR, và như vậy công suấtphản kháng tổng ba pha cần dùng để bù sẽ bằng 3x(−84.9) = −254.7 kVAR. kVA j133.33100+= φ S () () kVAR 43.4819.0110011 22 =−=−= PFPQ new o l d n e w 100 kW 48.43 kVAR 133.33 kVAR ¾ BT 2.17: xem GT Các ví dụ và BT: [...]... 36 kW có HSCS là 0.6 sớm Cho biết áp dây 2000 V a) Xác định công suất phức tổng và HSCS phức tổng b) Cần dùng tụ để cấp bao nhiêu kVAR nhằm nâng HSCS là 1? Câu hỏi suy luận: Nguồn ba pha cân bằng cấp điện cho tải đấu Y có HSCS bằng 1 Công suất tải ba pha sẽ là bao nhiêu nếu chuyển tải về đấu Δ? Lecture 2 11 . GIẢNG Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ TS. Hồ Phạm Huy Ánh March 2010 http://www4.hcmut.edu.vn/~hphanh/teach.html 2Lecture 2 ¾ Điện áp ba pha trong lưới điện. lưới điện xoay chiều ba pha có tổng cộng bốn kiểu kết nối (nguồn-tải): Y-Y; Y-Δ; Δ-Y và - . • Lưới điện xoay chiều ba pha cân bằng thứ tự thuậnY-Y: 0 0∠= φ VV an 0 120−∠= φ VV bn 0 120∠= φ VV cn Hệ