Bài giảng Lý thuyết mạch điện 1: Chương 12 - TS. Trần Thị Thảo

Chia sẻ: Cố Dạ Bạch | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:40

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Lý thuyết mạch điện 1 - Chương 12: Mạch điện ba pha. Chương này cung cấp cho sinh viên những nội dung gồm: khái niệm về hệ thống điện ba pha; mạch điện ba pha đối xứng; mạch điện ba pha không đối xứng; đo công suất trên mạch điện ba pha; phương pháp thành phần đối xứng;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Lý thuyết mạch điện 1: Chương 12 - TS. Trần Thị Thảo

Chương 12: Mạch điện ba pha ➢ Khái niệm về hệ thống điện ba pha ➢ Mạch điện ba pha đối xứng ➢ Mạch điện ba pha không đối xứng ➢ Đo công suất trên mạch điện ba pha ➢ Phương pháp thành phần đối xứng 1 https://sites.google.com/site/thaott3i/
Khái niệm mạch điện ba pha (1) Một hệ thống ba pha: thường được tạo ra bởi một máy phát gồm ba nguồn cùng biên độ và tần số nhưng lệch pha nhau 120 độ Minh họa một máy phát điện ba pha Mạch điện ba pha là mạch điện làm việc với nguồn kích thích ba pha. Nguồn điện ba pha gồm 3 nguồn điện xoay chiều một pha có: cùng biên độ, cùng tần số, lệch pha nhau 120o u eA(t) eB(t) eC(t) e (t ) = E 2 sin ( t ) V A  eB (t ) = E 2 sin ( t − 120 ) V  eC (t ) = E 2 sin ( t + 120 ) V o o  eC (t ) = E 2 sin ( t − 240 ) V o   eA (t ) + eB (t ) + eC (t ) = 0 2 https://sites.google.com/site/thaott3i/
Khái niệm mạch điện ba pha (2) u eA(t) eB(t) eC(t) e (t ) = E 2 sin ( t ) V A  eB (t ) = E 2 sin ( t − 120 ) V o  eC (t ) = E 2 sin ( t − 240 ) V  eC (t ) = E 2 sin ( t + 120 ) V o o   eA (t ) + eB (t ) + eC (t ) = 0 EC EA = E 0 V o     EB = E − 120o V  E A + EB + EC = 0    EC = E 120o V EA EB 3 https://sites.google.com/site/thaott3i/
Khái niệm mạch điện ba pha (3) ▪ Các đại lượng (dòng điện, điện áp) pha và dây: • Điện áp giữa các dây dẫn từ nguồn đến tải: điện áp dây Ud • Dòng điện chảy qua các dây dẫn từ nguồn đến tải: dòng điện dây Id • Điện áp trên các pha của nguồn hoặc tải: điện áp pha Up • Dòng điện chảy qua các pha của nguồn hoặc tải: dòng điện pha Ip 4 https://sites.google.com/site/thaott3i/
Cách đấu dây trong mạch điện ba pha A iA iA ▪ Nguồn eA eCA A eAB eC eB iB C C B iB B eBC iC iC A A ▪ Tải Za Z ac Zba Zc Zb C B C B Zbc Nối sao (Y): 3 cực cuối chụm lại Nối tam giác (Δ): Nối đầu dây một điểm gọi là điểm trung tính của cuộn trước với điểm cuối của cuộn sau. ▪ Cách đấu dây của nguồn và tải có thể khác nhau. Nguồn Y phổ biến hơn nguồn ∆. Tải ∆ phổ biến hơn tải Y 5 https://sites.google.com/site/thaott3i/
Mạch điện ba pha đơn giản ▪ Mạch điện ba pha nối Y-Y không có dây trung tính Z dA eA Z dA Za iA A A iA A A eA Za eB Z dB Zb eC O eB B iB B Zb O Zc O O iB Z dB C B C B eC Z dC Zc iC Z dC C iC C ▪ Mạch điện ba pha nối Y-Y có dây trung tính eA A Z dA Za A iA Z dA A iA A eA Za eC O eB eB Z dB Zb Zb O B iB B Zc C O O iB Z dB B B ZN iN eC Zc C ic Z dC C iC Z dC iN ZN 6 https://sites.google.com/site/thaott3i/
Mạch điện ba pha đối xứng ▪ Mạch điện ba pha đối xứng: có nguồn đối xứng và tải đối xứng • Nguồn đối xứng: cùng biên độ, cùng tần số, và lệch pha nhau 120o • Tải đối xứng: bằng nhau ▪ Cách giải mạch điện ba pha đối xứng ➢ Cách 1: Tính thông số của một pha (ví dụ pha A), suy ra các thông số của hai pha còn lại bằng cách cộng thêm các góc ±120o ➢ Cách 2: Coi mạch ba pha như một mạch điện bình thường và tính toán bằng các phương pháp đã học Lưu ý: có thể dùng các phép biến đổi (∆ -Y) nếu cần thiết 7 https://sites.google.com/site/thaott3i/
Mạch điện ba pha không đối xứng ▪ Mạch điện ba pha không đối xứng: có nguồn hoặc/và tải không đối xứng Thông thường: nguồn đối xứng • Nguồn đối xứng: cùng biên độ, cùng tần số, và lệch pha nhau 120o • Tải đối xứng: bằng nhau ▪ Cách giải mạch điện ba pha không đối xứng Coi mạch ba pha như một mạch điện bình thường (có nhiều nguồn) và tính toán bằng các phương pháp đã học Lưu ý: có thể dùng các phép biến đổi (∆ -Y) nếu cần thiết 8 https://sites.google.com/site/thaott3i/
Mạch ba pha ▪ Nguồn A iA A iA eA eCA eAB eC eB iB C C B iB B eBC iC iC ▪ Tải A A Za Z ac Zba Zc Zb C B C B Zbc https://sites.google.com/site/thaott3i/
Mạch ba pha u ▪ Nếu nguồn đối xứng eA(t) eB(t) eC(t) e (t ) = E 2 sin ( t ) V A  eB (t ) = E 2 sin ( t − 120 ) V o  eC (t ) = E 2 sin ( t − 240 ) V  eC (t ) = E 2 sin ( t + 120 ) V o o   E A = E 0o V EC   C   EB = E − 120o V .  . UAC   EC = E 120o V EC . . A UBC EA . EB E A . UAB  E A + EB + EC = 0 B EB https://sites.google.com/site/thaott3i/
C C . . ▪ Nguồn không đối xứng . . U U CA EC UAC . AC . A . E C A . UBC . - Ví dụ nguồn áp pha A bằng 0: UBC EA=0 . EB E A . EB . . . B UAB UAB U BA B - Ví dụ nguồn áp pha C bằng 0: . . EA IA Z1 * Z5 Z4 . . ZM IB EB Z2 . I. A Z1 * Z6 UA * Z4 Z5 . Z3 ZM IC . . Z2 UB IB * Z6 . Z3 IC https://sites.google.com/site/thaott3i/
C . . E UAC C . . A UBC . EB E A - Ví dụ nguồn áp pha C bằng 0: . . . UAB EA IA Z1 B * Z5 Z4 . . ZM IB EB Z2 * Z6 . I. . Z3 A Z1 IC UA * Z5 Z4 ZM . . UB IB Z2 * Nguồn áp có thể cho ở dạng : U AC ,U BC . Z3 Z6 . U . IC AC CE A . C . IA . Z1 UBC EB . E A . * UA . Z2 ZM Z4 Z5 . IB . * UAB U Z6 B . Z3 B IC https://sites.google.com/site/thaott3i/
Giải mạch điện ba pha đơn giản (1) ▪ Ví dụ 1 eA A iA Z dA A Za eB B iB Z dB B Zb Z A = Z dA + Z a O O Đặt: Z B = Z dB + Z b ZC = Z dC + Z c eC ic Z dC Zc C C iN ZN 1 1 1 1  E E E  E − Thế nút:  + + +  o ' = A + B + C  IA = A O'  Z A Z B ZC Z N  Z A Z B ZC  ZA   E − E A EB EC  I B = B O ' + +  ZB Z A Z B ZC   o ' = E − 1 1 1 1  IC = C O ' + + +  Z A Z B ZC Z N  ZC 13 https://sites.google.com/site/thaott3i/
Giải mạch điện ba pha đơn giản (2) ▪ Với mạch ba pha đối xứng: eA A Z dA Za iA A Nguồn đối xứng: E A + EB + EC = 0 eB Zb Z dA = Z dB = Z dC = Z d Z dB O B iB B O Tải đối xứng: eC C ic Z dC Zc Z a = Zb = Zc = Zt C iN ZN Đặt: Z = Z d + Zt    Thế nút:  1 + 1 + 1 + 1  o ' = E A + EB + EC E IA = A  Z A Z B ZC Z N  Z A Z B ZC  Z   E  1 1   I B = B   3 +  o ' = ( E A + EB + EC ) = 0  o ' = 0 1 Z   Z ZN  Z  E  IC = C  Z 14 https://sites.google.com/site/thaott3i/
Giải mạch ba pha đối xứng (1) ▪ Ví dụ 2 : EA IA Zd A Z2 Z2 Cho mạch ba pha đối xứng: EB IB Zd B C  E A = 240 0 V o Z1 = 50 60o  EC Z2   IC Zd  EB = 240 − 120 V Z 2 = 150 30o  o   EC = 240 120 V Z d = j 5 o  Z1 Z1 Z1 Z2 Z '2 = = 50 30o O1 3 EA IA Zd A Z2 EB IB Zd B Z2 O2 EC IC Zd C Z2 Z1 Z1 Z1 Các điểm trung tính của nguồn và tải là đẳng thế O1 15 https://sites.google.com/site/thaott3i/
Giải mạch ba pha đối xứng (2) EA IA Zd A Z2 Tách pha A: EA IA Zd Z2 O2 EB IB Zd B Z2 Z1 O2 EC IC Zd C Z2 EA IA = = 8,11 − 52o A Z Z' Zd + 1 2 Z1 + Z '2 Z1 Z1 Z1 Sụt áp trên đường dây: O1 E A − U A I1 A = = 4,19 − 67o A Z1 I2 A U 2 A = E A − U A = 208 − j 25 = 209,5 − 7o V I AB = = 2,42 30o A 3 U AB = 3U 2 A = 209,5 3  365V 16 https://sites.google.com/site/thaott3i/
Đo công suất mạch điện ba pha (1) ▪ Công thức ba wattmet A IA * PA ZA * W S = U A I A + U B I B + U C I C = P + jQ * * * B IB * PB * W ZB P = PA + PB + PC * PC ZC Q = QA + QB + QC C IC * W N ▪ Công thức hai wattmet A IA * * W Pt = PE1 + PE 2 = Re U AC I A  + Re U BC I B  * * B * TẢI IB * W E1 E2 (∆,Y) C 17 https://sites.google.com/site/thaott3i/
Đo công suất mạch điện ba pha (2) ▪ Ví dụ 3 : EA A IA * A * W E A = 220 0 V; EB = 220 − 120 V; o o Zba Z ac EB EC = 220 120o V; B IB * * W B C Z ab = 50; Z bc = j 75; Z ca = − j100; Zbc EC C IC Biến đổi tam giác→sao: Z ab Z ca EA ZA = = 40 − j80 A IA * A ZA Z ab + Z bc + Z ca * W Z ab Zbc EB ZB = = −30 + j 60 B B ZB Z ab + Z bc + Z ca IB * * W Z ab Zbc ZC = = 120 + j 60 EC C ZC Z ab + Z bc + Z ca C IC 18 https://sites.google.com/site/thaott3i/ điện 1 Lý thuyết mạch
Đo công suất mạch điện ba pha (3) EA A ZA A Thế nút: IA * * W EB  1 1 1  E E E N B IB * B ZB N'  + +  N ' = A + B + C * W  Z A Z B ZC  Z A Z B ZC EC C ZC C IC →  N ' = −690 + j 396V EA − N ' → IA = ZA = 8,51 + j 7,11A  → WA = Re ( E A − EC ) I A  E − N ' WB = Re ( E − E )I   IC = C = 3,18 − j 3,3A B C B ZC 19 https://sites.google.com/site/thaott3i/
▪ Bài tập 1 : . . EA EA = 110 0o V, EB = 160 − 60o V IA Z1 Z1=80+j20, Z2=30+j25, Z3=j30, * Z5 Z4 ZM=j10, Z4=30+j20; Z5= Z6=60, . . ZM IB EB Z2 * -Tính dòng điện I A Z6 . Z3 công suất tác dụng của E IC A và công suất trên Z1 . . IA EA Z1 Za Biến đổi → * . . ZM EB Z2 Z 4 Z5 IB Za = = 12,838 + j 6, 288 O * O Z 4 + Z5 + Z6 Zb Z4 Z6 . Z3 Zb = = 12,838 + j 6, 288 IC Z 4 + Z5 + Z6 Zc Z6 Z5 Zc = = 23,58 − j 3,144 Z 4 + Z5 + Z6 https://sites.google.com/site/thaott3i/