Bài giảng về Kỹ thuật điện - Chương 8

Việc truyền tải điện năng bằng mạch điện ba pha tiết kiệm được dây dẫn hơn việc truyền tải bằng dòng điện một pha đồng thời hệ thống điện ba pha có công suất lớn hơn Động cơ điện ba pha có cấu tạo đơn giản và đặc tính tốt hơn động cơ một pha. Để tạo ra nguồn điện ba pha ta dùng máy phát điện đồng bộ ba pha. Ta xét cấu tạo của máy phát điện đồng bộ ba pha đơn giản : Phần tĩnh gồm 6 rãnh, trong các rãnh đặt ba dây quấn AX, BY,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng về Kỹ thuật điện - Chương 8CHƯƠNG 8: MẠCH ĐIỆN BA PHA 4.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MẠCH ĐIỆN BA PHA Việc truyền tải điện năng bằng mạch điện ba pha tiết kiệmđược dây dẫn hơn việc truyền tải bằng dòng điện một pha đồngthời hệ thống điện ba pha có công suất lớn hơn Động cơ điện ba phacó cấu tạo đơn giản và đặc tính tốt hơn động cơ một pha.Để tạo ra nguồn điện ba pha ta dùng máy phát điệnđồng bộ ba pha. Ta xét cấu tạo của máy phát điệnđồng bộ ba pha đơn giản : Phần tĩnh gồm 6 rãnh, trong các rãnh đặt ba dây quấn AX, BY, CZ có cùng sốvòng dây và lệch nhau một góc 2π/3trong không gian.Dây quấn AX gọi là pha A, dây quấn BY gọi là pha B,dây quấn CZ là pha C.Phần quay là nam châm vĩnh cửu có2 cực N – S Nguyên lí làm việc của máy phát điện đồng bộ ba pha:Khi quay rôto quay ngược chiều kim đồng hồ, từ trường lần lượtquét các dây quấn stato và cảm ứng vào trong dây quấn stato cácsức điện động hình sin cùng biên độ, cùng tần số và lệch pha nhaumột góc 2π/3.Sức điện động pha A: eA =Emax sinωtSức điện động pha B: eB = Emaxsin(ωt - 2π/3)Sức điện động pha C: eC = Emax sin (ωt - 4π/3)=Emax sin (ωt + 2π/3)Nguồn điện gồm ba sức điện động hình sin cùng biên độ, cùng tầnsố, lệch pha nhau 2π/3gọi là nguồn ba phađối xứngĐối với nguồn đối xứng ta có: eA+eB+eC=0hoặcNếu tổng trở phức của các pha tải bằng nhau ZA = ZB =ZCthì ta có tải đối xứng.Mạch điện ba pha gồm nguồn, tải và đường dây đối xứng gọi làmạch điện ba pha đốixứng.Nếu không thoã mãn một trong các điều kiện đã nêu gọi là mạchba pha không đối xứng. 4.2. MẠCH ĐIỆN BA PHA PHỤ TẢI NỐI SAO 4.2.1. Cách nốiMuốn nối hình sao ta nối ba điểm cuối pha với nhau tạothành điểm trung tính 4.2.2. Các quan hệ giữa đại lượng dây và pha trong cách nối hình sao đối xứng a. Quan hệ giữa dòng điện dây và pha Id = Ip b. Quan hệ giữa điện áp dây và điện áp phaTa có:Về độlớn: UAB = UBC = UCA = Ud = UpVề pha, điện áp dây UAB , UBC , UCA lệch pha nhau một góc1200 và vượt trước điện áp pha tương ứng một góc 300 . 4.3. MẠCH ĐIỆN BA PHA PHỤ TẢI NỐI HÌNH TAM GIÁC 4.3.1. Cách nốiMuốn nối hình tam giác ta lấy đầu pha này nốivới cuối pha kia. A nối với Z, B nối với X, Cnối với Y 4.3.2. Các quan hệ giữa đại lượng dây và đại lượng pha trong cách nối hình tam giác đối xứnga. Quan hệ giữa điện áp dây vàđiện áp pha Ud = Upb. Quan hệ giữa dòng điệndây và pha Áp dụng định luật Kiếchốp 1 tại các nútNút A’: Nút B’: Nút C:Từ đồ thị hình4.3.b ta có :IA = IB=IC = IdIAB = IBC= ICA = IpVề trị số dòng điện dâyta có :Về pha, dòng điện dây IA, IB, IC lệch pha nhau một góc 1200 và chậmpha so với dòng điện pha tương ứng một góc 300 4.4. CÔNG SUẤT MẠCH ĐIỆN BA PHA 4.4.1. Công suất tác dụng P3p= PA + PB+ PC = UA IA cosϕA + UB IB cosϕB + UC IC cosϕCKhi mạch ba pha đối xứng: UA= UB=UC=UP ; IA= IB= IC= IPvà cosϕA= cosϕB=cosϕC= cosϕTa có: P3p = 3 Up Ip cosϕ = 3 Rp I2p ; trongđó Rp là điện trở pha.Đối với nối sao đối xứng:Đối với nối tam giác đối xứng:Công suất tác dụng ba pha viết theo đại lượng dây, áp dụng cho cảtrường hợp nối sao và nối tam giác đối xứng: 4.4.2. Công suất phản kháng Q3p = QA + QB +QC = UA IA sinϕA + UB IB sinϕB + UC IC sinϕC là điện pha khángKhi Imạch ba pha X xứng : Q3p= 3 Up Ip sinϕ = 3Xp 2 ; trong đó đối p pHoặc viết theo đại lượng dây: 4.4.3. Công suất biểu kiếnKhi mạch ba pha đối xứng, công suất biểu kiến ba pha: 4.5. CÁCH GIẢI MẠCH ĐIỆN BA PHA ĐỐI XỨNGĐối với mạch ba pha đối xứng bao gồm nguồn đối xứng, tải và cácdây pha đối xứng. Khi giải mạch ba pha đối xứng ta chỉ cần tínhtoán trên một pha rồi suy ra các pha kia 4.5.1. Giải mạch điện ba pha tải nổi hình sao đối xứnga. Khi không xét tổng trở đường dây phaĐiện áp trên mỗipha tải: Tổng trởpha tải:trong đó Rp, Xp là điện trở và điện kháng mỗi pha tải . Ud là điệnáp dâyDòng điện pha của tải:Tài nối hình sao: Id = Ipb. Khi có xét tổng trở của đường dây phaCách tính toán cũng tương tự:trong đó Rd , Xd là điện trở và điện kháng đường dây. 4.5.2. Giải mạch điện ba pha tải nổi tam giác đối xứnga. Khi không xét tổng trở đường dâyTa có: Ud = UpDòng điện pha tải IpDòng điện dây:b. Khi có xét tổng trở đường dâyTổng trở mỗi pha lúc nối tam giác: Z∆ = Rp+jXpTổng trở biến đổi sang hình saoDòng điện dây Id:Dòng điện pha của tải : 4.6. CÁCH GIẢI MẠCH BA PHA KHÔNG ĐỐI XỨNG Khi tải ba pha không đối xứng ( ZA≠ZB≠ZC ) thì dòng điện và điện áp trên các pha tải sẽkhông đối xứng. Trong phần này ta vẫn xem nguồn của mạch ba phalà đối xứng. 4.6.1. Giải mạch điện ba pha tải nổi hình sao không đối xứnga. Tải nối hì ...