Hướng dẫn làm bài tập kĩ thuật điện

Phần mạch ba pha đối xứng Bài 1 Cho mạch hình sin ba pha đối xứng nh hình vẽ dới: Nguồn ba pha đối xứng 380/220 V. Tổng trở đờng dây 23 . Tải ba pha đối xứng 86 . Tính: 1. Viết biểu thức theo thời gian dòng điện chạy trên các dây dẫn , , ? 2. Giá trị điện áp đặt trên tổng trở của đờng dây? 3. Viết biểu thức điện áp các pha phụ tải , , ? 4. Công suất S, P, Q tiêu thụ trên phụ tải ba pha? 5. Công suất S, P, Q tiêu thụ trên tổng trở ba pha của đờng dây? Bài Giải (Do tải đấu hình sao nên việc tính toán sẽ sử dụng điện áp pha do vậy cần giả thiết biểu thức phức của điện áp nguồn ba pha) Giả thiết điện áp pha của nguồn là: c b a z d . z d . z d . z a . z c . z b . a b c i a . i a . i a . o' 2200 ; 220120 ; 220120 ; 1. Biểu thức theo thời gian của dòng điện Dòng điện phức chạy trên các dây dẫn: 2200 862j3 16,35 42 16,35 2.sin 36 )A Vì hệ thống ba pha đối xứng nên dòng trong 2 pha còn lại lệch pha so với pha A góc 120 có cùng giá trị hiệu dụng do đó có: 16,35 2. sin 162 ) A 16,35 2.sin 78 ) A (hoặc tính , tơng tự theo cách tính ) 2. Giá trị điện áp đặt lên tổng trở đờng dây . 16,35. 2 3 59 3. Điện áp đặt lên các pha phụ tải chính là hiệu điện thế giữa các điểm a, b, c, với điểm trung tính O của phụ tải. . 16,35 42 . 86 163,5 5,3 . 16,35 162 . 86 163,5 125, 3 . 16,35 78 . 86 163,5114,7 => biểu thức theo thời gian: 163,5 2.sin 5,3 ) 163,5 2. sin 125,3 ) 163,5 2. sin 114,7 ) (Hoặc có thể tính , từ biểu thức của do đây là thệ thống áp bap ha đối xứng: tức là chỉ việc xoay pha của một góc âm 120 0 ta có điện áp và xoay pha của một góc dơng 120 0 ta có điện áp ) ( Lu ý hai cách tính này) 4. Tổn thất công suất trên đờng dây: Tổn thất công suất phức: 3. . 3. . 3.16,35 23 1604 2406 289156 VA + Tổn thất công suất tác dụng là: 1604 W + Tổn thất công suất phản kháng là: 2406 VAR + Giá trị công suất toàn phần (biểu kiến): 2891 5. Công suất tiêu thụ của phụ tải 3 pha: Công suất phức của phụ tải 3 pha là: 3. . . 3.16,35 86 6415 4811 801937 + Công suất tác dụng tiêu thụ là: 6415 W + Công suất phản kháng tiêu thụ là: 4811 VAR + Giá trị công suất toàn phần (biểu kiến): 8019 Bài 2 Cho mạch điện hình sin ba pha đối xứng nh hình vẽ dới. Nguồn ba pha đối xứng 380/220 V. Tổng trở đờng dây 23 . Tải ba pha đối xứng 86 . 1. Trờng hợp bỏ qua tổng trở đờng dây, tính: - Dòng điện chạy trên các dây dẫn và dòng điện chạy trong các pha phụ tải. - Tính công suất phụ tải ba pha - Vẽ đồ thị vector biểu thị quan hệ dòng điện dây, dòng điện pha và điện áp nguồn. 2. Khi tính đến tổng trở đờng dây, tính: - Dòng điện chạy trên các dây dẫn và dòng điện chạy trong các pha phụ tải. - Tính tổn thất điện áp trên đờng dây, điện áp ba pha đặt lên phụ tải. - Tính công suất phụ tảI, tính tổn thất công suất trên đờng dây. Bài Giải 1. Trờng hợp bỏ qua tổng trở đờng dây. Khi đó điện áp dây của nguồn đặt trực tiếo lên các pha của phụ tải do vậy giả thiết các biểu thức phức điện áp dây : 3800 ; 380120 ; 380120 ; Dòng điện chạy trong các pha của phụ tải: 3800 86 3837 380 120 86 38157 380120 86 3883 Biểu thức thời gian của dòng điện trong các pha phụ tải. 2. 38sin 37 ) A 2. sin 157 ) A 2.sin 83 ) A Công suất tảI 3 pha. 3. . 3.38 86 34656 25992 433237 A 2. Trờng hợp tính đến tông trở đờng dây. Để giảI bài toán trong trờng hợp này ta cần phảI biến đổi sơ đồ mạch điện : a c b z d . z d . z d . z ca . b C a zd . z d . z d . z a . z c . z b . a b c z ca . z ca . i a . i c . i b . i a . i b . i c . i ca . i ab . i bc . a c b Trong đó: 3 86 3 a) Biểu thức theo thời gian của dong điện Dòng điện phức chạy trên dẫn: 2200 86/32j3 32,17 47 32,17. 2.sin 47 ) Vì hệ thống ba pha đối xứng nên dòng trong 2 pha còn lại lệch pha so với pha A góc nên dòng điện chạy trên các pha của đờng dây là: 32,17. 2. sin 167 A 32,17. 2.sin 73 ) A (hoặc tính , tơng tự theo cách tính ) Vì dòng điện dây lớn hơn 3 và chậm pha 30 0 so với dòng điện pha tơng ứng nên ta có dòng chạy trên các pha của phụ tải là: , . 2.sin 47 30 A 32,17 3 . 2. sin 167 30 32,17 3 . 2.sin 73 30 b) Tổn thất điện áp trên đờng dây là điện áp đặt lên tổng trở của đờng dây. . . 32,17. 2 3 116 c) Điện áp đặt lên các pha phụ tải chính là hiệu điện thế giữa các điểm a, b, c: , , . Để tính các điện áp này trớc hết ta tính điện áp của các điểm a, b, c với điểm O: . 32,17 47 . 86 /3 107 10,13 Vì điện áp dây luôn nhanh pha hơn 30 0 và lớn hơn 3 so với điện áp pha tơng ứng nên ta có: 3. . 3. 107 10,13 . 18519,87 Biểu thức theo thời gian của điện áp đặt lên các pha phụ tải: 185 2.sin 19,87 ) 185 2. sin 19,87 120 ) 185 2.sin 19,87 120 ) d) Tổn thất công suất trên đờng dây: Tổn thất công suất phức: 3. . 3. . 3.32,17 23 6209 9314 11194 56 VA + Tổn thất công suất tác dụng là: 2484 W + Tổn thất công suất phản kháng là: 1863 VAR + Giá trị công suất toàn phần (biểu kiến): 3104 e) Công suất tiêu thụ của phụ tải 3 pha: Công suất phức của phụ tải 3 pha là: 3. . 3. . 3. 32,17 86 8279 6209 1034937 + Công suất tác dụng tiêu thụ là: 8279 W + Công suất phản kháng tiêu thụ là: 6209 VAR + Giá trị công suất toàn phần (biểu kiến): 10349 PHÂN MạCH BA PHA không Đối xứng Bài 3. Cho mạch điện ba pha nh hình vẽ dới dây: Nguồn ba pha đối xứng 380/220 V. Tổng trở đờng dây 23 . Tải ba pha không đối xứng 35 ; 52 ; 65 ; Tính: 1. Tính điện áp giữa điểm trung tính của nguồn (O) và điểm trung tính của tải (O). 2. Viết biểu thức theo thời gian dòng điện chạy trên các dây dẫn , , , ? 3. Giá trị điện áp ; ; đặt trên tổng trở các pha của đờng dây? 4. Viết biểu thức điện áp các pha phụ tải , , ? 5. Công suất S, P, Q tiêu thụ trên phụ tải mỗi pha và ba pha? 6. Công suất S, P, Q tiêu thụ trên tổng trở ba pha của đờng dây? c b a z d . z d . z d . z a . z c . z b . a b c i a . i a . i a . o' Bµi gi¶i: Ta cã s¬ ®å m¹ch ®iÖn ®−îc vÏ l¹i nh− sau. H×nh 1 H×nh 2 L−u ý: zd . z a . z c . z b . a b c ia . ia . ia . o' ua . o u b . u c . zd . uaa . z d . u cc . u bb . z d . u OO' . a b c o' u a . u b . o u c . u b . u aa . u cc . u bb . u OO' . u a . v a u b . u c . Hai hình vẽ này có tính chất minh họa cho cách biểu diễn các điện áp, do vậy nên vẽ vào bài giải. 1. Điện áp U OO áp dụng phơng pháp điện áp nút cho 2 nút O và O: . . . Trong đó 1 1 58 1 1 75 1 1 88 1 1 1 23 Thay vào công thức trên ta có: 2200 58 220120 75 220120 88 1 58 1 75 1 88 1 23 22,346 69 2. Dòng điện chạy trên dây dẫn pha A (sơ đồ tính toán cho nhánh A nh hình vẽ): Theo định luật K2 ta có: o u aa . o' z a . u OO' u a . z d . v a [...]... 22,57 52 Tơng tự ta có 220 120 22,346 7 5 220 120 69 22,346 8 8 24,07 69 21,37 74 Dòng điện chạy trong dây trung tính: 22,346 69 2 3 6,19 160 125 (Từ đây suy ra biểu thức theo thời gian của dòng điện trong các nhánh) 3 Giá trị điện áp đặt trên tổng trở của đờng dây 22,57 2 3 81 24,07 2 3 87 21,37 2 3 77 4 Biểu thức điện áp đặt lên các pha của phụ tải 52 3 22,57 5 160 5 24,07 21,37 74 6 131,60 7 2 5 . dòng điện dây, dòng điện pha và điện áp nguồn. 2. Khi tính đến tổng trở đờng dây, tính: - Dòng điện chạy trên các dây dẫn và dòng điện chạy trong các. Bài Giải (Do tải đấu hình sao nên việc tính toán sẽ sử dụng điện áp pha do vậy cần giả thiết biểu thức phức của điện áp nguồn ba pha) Giả thiết điện