4.2.1 Cách nối dây
Mỗi pha của nguồn (hoặc tải) có đầu và cuối. Thường quen ký hiệu đầu pha là A, B,C , cuối pha là X, Y,Z. Muổn nối hình sao ta nối ba điổm cuối của pha với nhau tạo thành điểm trung tính (hình 4.4a).
Đối với nguồn, ba điểm cuối X, Y, Z nối với nhau thành điểm trung tính 0 của nguồn. Đối vái tải, ba điểm cuối X’, Y’, Z’ nối với nhau tạo thành trung tính 0 của tải. Ba dây nối 3 điểm đầu A, B, C của nguồn với 3 điểm đầu các pha của tải gọi là ba dây pha.
Dây dẫn nối điểm trung tính của nguồn tới điểm trung tính của tải gọi là dây trung tính. Các quan hệ giữa đại lượng dây và pha khi đối xứng
4.2.2 Quan hệ giữa các đại lượng dây và pha
Hình 4.4
Dòng điện pha Ip là dòng điện chạy trong mỗi pha của nguồn (hoặc tải). Dòng điện dây Iđ chạy trong các dây pha nối từ nguồn tới tải. Các dòng điện này đã được ký hiệu trên hình 4.4 . Nhìn vào mạch điện ta thấy quan hệ giữa dòng điện dây và dòng điện pha như sau: Id = IP (4-4)
Điện áp pha Up là điện áp giữa điểm đầu và điểm cuối của mỗi pha (hoặc giữa điểm đầu của mỗi pha và điểm trung tính, hoặc giữa dây pha và dây trung tính).
Điện áp dây Ud là điện áp giữa 2 điểm đầu của 2 pha (hoặc điện áp giữa 2 dây pha), ví dụ điện áp dây UAB (giữa pha A và pha B), UBC (giữa pha B và pha C), UCA (giữa pha c và pha A).
Theo định nghĩa điện áp dây ta có:
Để vẽ đồ thị vectơ điện áp dây, trước hết vẽ đồ thị vectơ điện áp pha UA, UB, UC, sau đó dựa vào công thức (4 -2) vẽ đồ thị vectơ điện áp dây như hình 4.4b hoặc 4.5.
Xét tam giác OAB (hình 4.4b). AB = 2AH = 2Oacos30° = 2OA
2 3 = 3OA Ud = 3UP AB là điện áp dây Ud OA là điện áp pha Up
Từ đồ thị vectơ, ta thấy: Khi điện áp pha đối xứng, thì điện áp dây đối xứng.
Về trị số hiệu dụng: Ud = 3UP (4-6)
Hình 4.5
Về pha : điện áp dây vượt truớc điện áp pha tương ứng một góc 30° (UAB
vượt trước UA một góc 30°, UBC vượt trước UB một góc 30°, UCA vượt trước UC
một góc 30°).
Khi tải đối xứng IA, IB, IC tạo thành hình sao đối xứng, dòng điện trong dây trung tính bằng không: I0 IA IB IC 0
Trong trường hợp này có thể không cần dây trung tính, ta có mạch ba pha ba đây. Động cơ điện ba pha là tải đối xứng, chỉ cần đưa ba dây pha đến động cơ ba pha.
UAB = UA - UB (4-5a)
UBC = UB – UC (4-5b)
Khi tải 3 pha không đối xứng, ví dụ như tải sinh hoạt của khu tập thể, của các gia đình dây trung tính có dòng điện I0 bằng: I0 IA IB IC
Ví dụ: Một nguồn điện ba pha đối xứng nối hình sao, điện áp pha nguồn Upn = 220 V.
Nguồn cung cấp điện cho tải R ba pha đối xứng (hình 4.6a). Biết dòng điện dây Id =10A. Tính điện áp dây Ud , điện áp pha của tải, dòng điện pha của tải và của nguồn. Vẽ đồ thị vectơ.
Lời giải:
Nguồn nối hình sao, áp dụng công thức (4-6) điện áp dây là: Ud= 3UP = 3220 = 380 V
Tải nối hình sao, biết UP = 380V, theo cồng thức (4-6) điện áp pha của tải là: 220V 3 380 3 U U d P Hình 4.6
Nguồn nối sao, tải nối sao, áp dụng công thức (4-4) Dòng điện pha nguồn Ipn = Id = 10A
Dòng điện pha của tải: Ipt = Id = 10A
Vì tải thuần điện trở R, điện áp pha của tải trùng pha với dòng điện pha của tải Ipt (hình 4.6b).
4.2.3 Phương pháp tính mạch ba pha nối hình sao đối xứng
Đối mạch điện ba pha đối xứng, dòng điện, (điện áp) các pha có trị số bằng nhau và lệch pha nhau một góc 2
3
.vì vậy khi giải mạch điện đối xứng, ta
4.2.3.1 Khi không xét tổng trở đường dây pha
Hình 4.7
Điện áp đặt lên mỗi pha là:
3d U p
U Tổng trở pha của tải là: zp R2PX2P Rp, Xp là điện trở và điện kháng mỗi pha tải. Dòng điện pha của tải:
2 P X 2 P R 3 d U P ZP U P I
Góc lệch pha φ giữa điện áp pha và dòng điện pha:
P RP X tg
Vì tải nối hình sao nên dòng điện dây bằng dòng điện pha: Id = Ip
Đồ thị véc tơ vẽ trên hình 4.7
4.2.3.2 Khi xét tổng trở đường dây pha
Hình 4.8
Cách tính toán cũng tương tự, nhưng phải gộp tổng trở đường dây với tổng trở pha tải để tính dòng điện pha và dây.
2 ) X (X 2 ) R (R 3 d U I I p d p d p d