Chương 1 : Đại cương về dũng điện
1.4 Cỏch đấu dõy mạch điện xoay chiều ba pha
1.4.1.1 Sơđồ đấu dõy
Mỗi pha của nguồn (hoặc tải) cú đầu và cuối. Thường quen ký hiệu
đầu pha làA, B, C, cuối pha là X, Y, Z. Muốn nối hỡnh sao ta nối ba điểm cuối của pha với nhau tạothành điểm trung tớnh (hỡnh 1.37).
Đối với nguồn, ba điểm cuối X, Y, Z nối với nhau thành điểm trung tớnh (0) của nguồn.
Đối với tải, ba điểm cuối X’, Y’, Z’ nối với nhau tạo thành trung tớnh (0’) của tải.
Ba dõy nối 3 điểm đầu A,A'; B,B'; C,C' của nguồn với 3 điểm đầu cỏc pha của tải gọi là 3 dõy pha.
Mạch điện cú 3 dõy pha và một dõy trung tớnh gọi là mạch 3 pha 4 dõy.
Qui ước:
- Dũng pha: Dũng điện chạy trong cỏc pha của
Hỡnh 1.37
28 nguồn hoặc phụ tải, ký hiệu IP
- Dũng dõy: Dũng điện chạy trong cỏc dõy pha, ký hiệu Id.
- Điện ỏp pha: Điện ỏp của điểm đầu và điểm cuối của một pha nào đú (hoặc giữa một dõy pha với dõy trung tớnh), ký hiệu là: UP.
- Điện ỏp dõy: Điện ỏp giữa 2 đầu dõy của cỏc pha (hoặc giữa hai dõy pha với nhau), ký hiệu là Ud.
1.4.1.2 Cỏc quan hệ giữa dũng điện dõy và dũng điện pha đối xứng
a. Quan hệ giữa dũng điện dõy và dũng điện pha
Dũng điện pha Ip là dũng điện chạy trong mỗi pha của nguồn (hoặc tải). Dũng điện dõy Id chạy trong cỏc pha dõy nối từ nguồn tới tải. Dõy và cỏc dũng điện này được ký hiệu trờn hỡnh 3.4. Nhỡn vào mạch điện ta thấy quan hệ giữa dũng điện dõy và dũng điện pha như sau: Id = Ip (3-4)
b. Quan hệ giữa điện ỏp dõy và điện ỏp pha
Điện ỏp pha Up là điện ỏp giữa điểm đầu và điểm cuối của mỗi pha (hoặc giữa điểm đầu của mỗi pha và điểm trung tớnh, hoặc giữa dõy pha và dõy trung tớnh).
Điện ỏp dõy Ud là điện ỏp giữa 2 điểm đầu của 2 pha (hoặc điện ỏp giữa 2 dõy pha), vớ dụ điện ỏp dõy 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 ỏp dõy ta cú: . UAB = U. A - U. B (3-5a) . UBC = U. B - U. C (3-5b) . UCA = U. C - U. A (3-5c)
Để vẽ đồ thị vectơ điện ỏp dõy, trước hết vẽ đồ thị vectơ điện ỏp pha UA, UB, UC, sau đú dựa vào cụng thức (3-5) vẽ đồ thị
vectơ điện ỏp dõy như (hỡnh 1.38)
Xột tam giỏc OAB (hỡnh 1.38) ta cú: OB = 2 OA cos 300
29 OB = 2 OA 2 3 = 3 OA Ta thấyđộ dài: OB = Ud độ dài: OA = U P, nờn: Ud = 3 Up ( 3-6) Trong đú: OB là điện ỏp dõy Ud OA là điện ỏp pha Up
Từ đồ thị vectơ, ta thấy: khi điện ỏp pha đối xứng thỡ điện ỏp dõy đối xứng.
- Về trị số hiệu dụng: Ud = 3 Up
- Về pha: Điện ỏp dõy vượt trước điện ỏp pha tương ứng một gúc 300 (UAB vượt trước UA một gúc 300, UBC vượt trước UBmột gúc 300, UCA vượt trước UCmột gúc 300).
- Khi tải đối xứng I.A, I.B, I.C tạothành hỡnh sao đối xứng, dũng điện trong dõy trung tớnh bằng khụng: I. 0 = I. A + I.B + I. C = 0
T- rong trường hợp này cú thể khụng cần dõy trung tớnh, ta cú mạch ba pha ba dõy.
- Khi tải ba pha khụng đối xứng, vớ dụ như tải sinh hoạt của khu tập thể, gia đỡnh, ... dõy trung tớnh cú dũng điện I0bằng: I. 0 = I. A + I.B + I. C
Vớ dụ 1: Một nguồn điện ba pha đối xứng nối hỡnh sao, điện ỏp nguồn Un = 220V. Nguồn cung cấp điện cho tải R ba pha đối xứng (hỡnh 1.39a). Biết dũng điện dõy Id = 10A. Tớnh điện ỏp dõy, điện ỏp pha của tải, dũng điện pha của dõy và của nguồn. Vẽ đồ thị vectơ.
Lời giải:
Nguồn nối hỡnh sao, ỏp dụng cụng thức (3-6) điện ỏp dõy là: Ud = 3 UP = 3 .220 = 380 V.
30
Tải nối hỡnh sao, biết Ud= 380 V, theo cụng thức (3-6) điện ỏp pha của tải là:
UPt = Ud/ 3 = 180/ 3 = 220V
Nguồn nối sao, tải nối sao, ỏp dụng cụng thức (3-5): Dũng điện pha nguồn: IPn = Id = 10 A.
Dũng điện pha của tải: IPt = Id = 10 A.
Vỡ tải thuần điện trở R nờn điện ỏp pha của tải trựng pha với dũng điện pha của
tải IPt
(hỡnh 1.39b).4.2 Cách dấu dõy theo sơ đồ hình tam giác
1.4.2 Sơ đồ đấu dõy:
Muốn đấu hỡnh tam giỏc ta lấy đầu pha này nối với cuối pha kia, vớ dụ A nối với Z, B nối với
X, C nối với Y (hỡnh 3.7). Cỏch nối tam giỏc khụng cú dõy trung tớnh.
Hỡnh 1.40 Mạch 3 pha nối tam giỏc
Ud A IPn 0 C B UPn A’ C’ B ’ 0’ IA I0 IB IC UA UB UC Id IPt UPt R 3 R R IB IA IC Hỡnh 1.39: mạch 3 pha hỡnh sao B. ĐỒ THỊ VẫC TƠ
31
1.4.3 Cỏc quan hệ giữa đại lượng dõy và pha khi đối xứng
Khi giải mạch điện nối tam giỏc ta thường quen quy ước: Chiều dương dũng điện cỏc pha IP của nguồn ngược chiều quay kim đồng hồ, chiều dương dũng điện pha của tải cựng chiều quay kim đồng hồ (hỡnh 1.40).
a. Quan hệ giữa điện ỏp dõy và điện ỏp pha
Nhỡn vào mạchđiện nối tam giỏc ta thấy: Ud = UP (3-7)
b. Quan hệ giữa dũng điện dõy và dũng điện pha
Áp dụng định luật Kiờcshụp 1 tại cỏc nỳt, ta cú:
Tại nỳt A: I.A = I.AB - I. CA (3- 8a) Tại nỳt B: I.B = I.BC - I.CA (3- 8b) Tại nỳt C: I.C = I.CA - I. BC (3- 8c)
Dũng điện IA, IB, IC chạy trờn cỏc dõy pha từ nguồn đến tải là dũng điện dõy Id, Dũng điện IAB, IBC, ICA chạy trong cỏc pha là dũng điện pha, lệch pha với điện ỏp U. AB, U. BC, U. CA
một gúc (hỡnh 3.8). Để vẽ dũng điện dõy IA, IB, ICta dựa vào phương trỡnh 3-7. Vectơ IAB cộng với vectơ(-IAC) ta cú vectơ IA; Quỏ trỡnh tương tự ta vẽ IB, IC. Đồ thị vectơ dũng điện pha IAB, IBC, ICAvà dũng điện dõy IA, IB, IC vẽ trờn (hỡnh 1.41).
Xột tam giỏc OEF:
0F = 20E cos 300 = 3 0E Id = 3 IP
OF là dũng điện dõy Id OE là dũng điện pha IP Từ đồ thị vectơ ta thấy:
Khi dũng điện pha đối xứng thỡ dũng điện dõy đối xứng.
Hỡnh 1.41: Đồ thị vộc tơ nối tam giỏc
32 Về trị số hiệu dụng: Id = 3 IP
Về pha: Dũng điện dõy chậm sau dũng điện pha tương ứng gúc 300 (IAchậm pha IABmột gúc 300, IBchậm pha IBCmột gúc 300, ICchậm pha ICAmột gúc 300). Vớ dụ: Một mạch điện ba pha, nguồn điện nối sao, tải nối hỡnh tam giỏc. Biết điện ỏp pha của nguồn UPn = 2 kV, dũng điện pha của nguồn IPn = 20 A.
a) Hóy vẽ sơ đồ nối dõy mạch ba pha trờn và trờn sơ đồ ghi rừ cỏc đại lượng pha và dõy.
b) Hóy xỏc định dũng điện pha và điện ỏp pha của tải IPt, UPt. Lời giải:
a) Sơ đồnối dõy mạch điện vẽ ở (hỡnh 1.42). b) Vỡ nguồn nối hỡnh sao nờn
dũng điện dõy bằng dũng điện pha. Id = IP = 20 A.
Điện ỏp dõy bằng 3 lần điện ỏp pha nguồn: Ud = 3 UPn = 3 .2 = 3,464 kV
Vỡ tải núi hỡnh tam giỏc nờn điện ỏp pha của tải UPtbằng điện ỏp dõy: UPt = Ud = 3,464 kV
Dũng điện pha của tải nhỏ hơn dũng điện dõy 3 lần.
33
Cõu hỏi ụn tập:
1. Trỡnh bày khái niờ ̣m và nguyờn lý sản sinh ra dòng điờ ̣n mụ̣t chiều? Các định luõ ̣t vàđa ̣i lượng đặc trưng của dòng điờ ̣n một chiờ̀u?
2. Trỡnh bày nội dung các đi ̣nh luõ ̣t và cỏc đại lượng đă ̣c trưng của dòng điện mụ̣t chiờ̀u?
3. Trỡnh bày khỏi niệm và nguyờn lý sản sinh ra dũng điện xoay chiờ̀u? Các đa ̣i lượng đă ̣c trưng của dũng điờ ̣n xoay chiờ̀u? Biờ̉u diờ̃n cỏc đa ̣i lượng xoay chiờ̀u bằng đụ̀ thi ̣vectơ?
4. Nờu ý nghĩa hệ số cụng suất và cỏch nõng cao hệ số cụng suất?
5. Nguyờn lýsản sinh ra dũng điện chiờ̀u ba pha? Trỡnh bày nguyờn lý làm việc của dũng điện xoay chiều ba pha?
6. Cỏch đấu dõy mạch điện xoay chiều ba pha theo sơ đồ hình sao và theo sơ đồ hình tam giác?
34
Chương 2: Mỏy phỏt điệnMó số của chương 2: MH 07 - 02