Bài giảng Kỹ thuật điện: Phần 3

Chia sẻ: Trung Ninh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:53

Thêm vào BST

Báo xấu

148
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật điện - Phần 3: Hệ thống năng lượng, trình bày các nội dung chính: hệ thống điện xoay chiều, mạch từ và máy biến áp, điện cơ, máy điện quay và phần bài tập với các nội dung tương ứng. Đây là tài liệu tham khảo dành cho sinh viên ngành Điện.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật điện: Phần 3

KỸ THUẬT ĐIỆN PHẦN 3 HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG 1
HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG n HỆ THỐNG ĐIỆN XOAY CHIỀU n MẠCH TỪ VÀ MÁY BIẾN ÁP n KĨ THUẬT ĐIỆN CƠ n MÁY ĐIỆN QUAY 2
CHƯƠNG 10. HỆ THỐNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 2. HỆ THỐNG ĐIỆN 1 PHA VÀ 3 PHA 3. TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNG 3
1.GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN XOAY CHIỀU n 1878 các trạm phát điện và phụ tải điện chiếu sáng hình thành n 4/9/1882 máy phát điện một chiều dẫn động bằng động cơ hơi nước khởi đầu ngành công nghiệp cung cấp năng lượng điện. n Các HTĐ 1 chiều của Edison đã được phát triển thành HTĐ 1 chiều ba dây 220V n 1885 William Stanley phát minh MBA n 1889 Đường dây điện xoay chiều 1 pha đầu tiên (21 km, 4 kV) vận hành ở Mỹ, giữa thành phố Oregon và Portland. n 1888 Nikola Tesla đưa ra HTĐ nhiều pha n 1893 Đường dây ba pha đầu tiên (12 km, 2,3 kV) trên đất Mỹ đã vận hành tại California 4
1.GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN XOAY CHIỀU n Các nguồn năng lượng n Than đá, khí gas, dầu …. ( dùng cho các nhà máy turbin hơi) n Thủy điện n Hạt nhân n Mặt trời, sức gió, thủy triều… n Các cấp điện áp và tần số n Ngày nay có 2 tần số chuẩn cho việc sản xuất : + 50Hz ( ở Châu Âu, Liên Xô trước đây, Ấn Độ, Việt Nam….) + 60Hz ( Mỹ, Canada, Nhật…) n Điện áp truyền tải tăng một cách đều đặn :115, 138, 161, 230, 345 500 và hiện nay là 765 kV, Các điện áp siêu cao (ultrahigh voltage - UHV) trên 1000kV hiện nay đang trong giai đoạn nghiên cứu 5
2. HỆ THỐNG ĐIỆN 1 PHA VÀ 3 PHA n Ưu điểm của hệ thống 3 pha: n Công suất tức thời của mạch điện một pha dao động gây nhiễu không mong muốn trong máy điện một pha p (t ) = Vrms I rms cos j + Vrms I rms cos (2ωt + j ) n Mạch ba pha đối xứng thì công suất tức thời là không đổi, không đập mạch và có thể bỏ qua tác động xấu của đập mạch tới các thiết bị nguồn và tải P = √3 ILVLcosФ n Công suất truyền tải 3 pha lớn hơn 1 pha n Chi phí đầu tư thấp hơn 1 pha… 6
2. HỆ THỐNG ĐIỆN 1 PHA VÀ 3 PHA n Công suất: ~ n Công suất phức: S = P + jQ = V I * = I I* Z = I 2 ZÐq Z = V IÐqV - q I n Hệ số công suất: PF = P / S = cosq hệ số công suất trễ pha, sớm pha. ~ n Công suất 3 pha: S3f = P3f + jQ3f n Năng lượng: E = PT n Phụ tải công nghiệp: PF trễ và vấn đề cải thiện PF 7
3. HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNG Đến các thành viên khác Máy biến áp Thanh cái Tiêu thụ Tiêu thụ Tiêu thụ Tiêu thụ Đến các thành viên khác Hệ thống Hệ thống Hệ thống Phân phối Phân phối phát truyền tải truyền tải khu vựcsơ cấp thứ cấp Cấu trúc của một hệ thống điện điển hình 8
3. HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNG “Dây nóng” Thiết bị Chiếu sáng (Nối đất) Mạch phân phối Dây đất Thiết bị (Thứ cấp) Thiết bị Chiếu sáng (Sơ cấp) Máy biến áp phân phối “Dây nóng” Nhà ở Các nhà ở khác Mạch điện dân sinh một pha, ba dây. 9
3. HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNG Máy phát n Phụ tải điện: Máy biến áp Chỉ số của Thanh cái thanh cái (nút) Máy cắt Đến thanh Dây truyền tải cái số 6 Tải Chỉ số của dây Dây nối với hệ thống bên cạnh Đến thanh cái số 7 Sơ đồ một dây một phần của hệ thống ba pha điển hình. 10
3. HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNG Mô hình đơn giản của một hệ thống điện. Tải Trở kháng đường dây Thanh cái nguồn Thanh cái tải (phát cuối) (nhận cuối) n Hiệu suất truyền tải: là tỉ số của P truyền đến nút nhận cuối cùng với P được truyền đi từ nút phát cuối cùng V - VRFL n Điều chỉnh điện áp: %TLVR = RNL ´ 100 VRFL n Hệ số tải là tỉ số của điện năng sử dụng thực tế với điện năng danh định lớn nhất trong một khoảng thời gian đã cho 11
CHƯƠNG 11. MẠCH TỪ VÀ MÁY BIẾN ÁP 1. Vật liệu từ 2. Mạch từ 3. Mạch điện tương đương của MBA 4. Đặc tính của máy biến áp 5. Máy biến áp 3 pha 6. Máy biến áp tự ngẫu 12
1. VẬT LIỆU TỪ n Vật liệu từ n Mật độ từ thông B và cường độ từ trường H có mối liên hệ B = µH Đặc tính từ hóa điển hình được chia làm ba vùng Vùng III( phi tuyến) Bão hòa Điểm làm việc phổ biến Vùng I (gần tuyến tính) Vùng I 13
1. VẬT LIỆU TỪ Tổn hao lõi sắt: Ph sec ond = khVfBm.5¸2 1 n Tổn hao từ trễ n Tổn hao dòng xoáy Pe = keVf 2t 2 Bm 2 14
2. MẠCH TỪ n Mạch từ tạo ra đường dẫn cho từ thông, cũng giống như mạch điện tạo ra đường dẫn cho dòng điện. Từ thông ф Lõi sắt Mạch từ đơn giản. (a) stđ và từ thông. Dòng điện I (b) Từ thông tản và từ thông diềm Cuộn dây N stđ vòng từ thông lõi sắt Từ thông diềm từ thông tản Khe hở không khí 15
2. MẠCH TỪ n Sức từ động: ò H dl = N.I =HC lC n Từ thông: stđ Á Á j= = Â l / mA n Sự khác nhau giữa mạch từ và mạch điện: n Từ trở không tiêu tốn năng lượng n Từ thông có các đường từ thông tản và từ thông diềm n Không có vật liệu cách từ 16
3. MẠCH ĐIỆN TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA MÁY BIẾN ÁP Máy biến áp lý tưởng Đường dẫn trung bình của từ Lõi sắt từ thông Thứ cấp (N2 vòng) Tải Sơ cấp (N1 vòng) Từ thông hỗ cảm ф Sơ đồ máy biến áp hai cuộn dây df df e1 N 1 = e1 = N 1 e2 = N 2 dt dt e2 N 2 v1 e1 N1 V E N i1 v2 N 2 1 I1 V2 N 2 1 = = =a 1 = 1 = 1 =a = = = = = = v2 e2 N 2 V2 E2 N 2 i2 v1 N1 a I 2 V1 N1 a 17
3. MẠCH ĐIỆN TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA MÁY BIẾN ÁP Máy biến áp thực • Tổn hao lõi sắt • Tổn hao đồng Các mạch điện tương đương của máy biến áp. (a) Qui đổi về phía sơ cấp. (b) Qui đổi về phía thứ cấp. 18
4. ĐẶC TÍNH CỦA MÁY BIẾN ÁP V2 NL - V2 FL n % điện áp biến đổi = ´ 100 V2 FL n Hiệu suất: coâng suaát taùc duïng ñaàu ra h= x100% coâng suaát taùc duïng ñaàu vaøo coâng suaát taùc duïng ñaàu ra = 2 x100% coâng suaát taùc duïng ñaàu ra + toån hao loõi + toån hao ñoàng( I R) n Công suất hở mạch Poc=PFe, n công suất ngắn mạch Psc =Pcu 19
5. MÁY BIẾN ÁP BA PHA n Cách đấu nối: Y – ∆, ∆ – Y, ∆ – ∆ và Y – Y 20