Điện Học - Thí Nghiệm Máy Điện phần 2

Chia sẻ: Dqwdwegrth Vdhrdthergw | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

130
lượt xem 38
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bên cạnh đó, máy điện còn có nhiệm vụ chuyển giao, biến đổi năng lượng điện, ví dụ từ điện một chiều sang điện xoay chiều, hay điện cao thế sang hạ thế và ngược lại.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Điện Học - Thí Nghiệm Máy Điện phần 2

12 Âiãûn aïp ngàõn maûch pháön tràm: Z n I1âm Un 100% = Un% = (3.51) 100% U1âm U1âm Âiãûn aïp ngàõn maûch Un gäöm hai thaình pháön: Thaình pháön trãn âiãûn tråí rn, goüi laì âiãûn aïp ngàõn maûch taïc duûng U nr , Thaình pháön trãn âiãûn khaïng xn, goüi laì âiãûn aïp ngàõn maûch phaín khaïng U nx . + Âiãûn aïp ngàõn maûch taïc duûng pháön tràm: rI U unr% = n 1âm × 100% = nr × 100% = u n % cos ϕ n (3.52) U1âm U1âm + Âiãûn aïp ngàõn maûch phaín khaïng pháön tràm: xI U unx% = n 1âm × 100% = nx × 100% = u nx % sin ϕ n (3.53) U1âm U1âm Âiãûn aïp ngàõn maûch taïc duûng cuîng coï thãø tênh : Ir I U nr Pn (W ) u nr % = 100 = âm n × âm 100 = (3.54) U âm U âm I âm 10.S âm (kVA ) 3.4.2. Xaïc âënh caïc tham säú bàòng tênh toaïn 1. Täøng tråí nhaïnh tæì hoïa Âiãûn tråí nhaïnh tæì hoïa : P rm = Fe (3.55) 2 I0 1, 3 ⎛ f⎞ ⎟ ; W vaì I o = I or + I ox p Fe = + B g G g )⎜ p1/ 50 ( B 2 G t 2 2 2 våïi (3.56) t ⎝ 50 ⎠ Âiãûn khaïng nhaïnh tæì hoïa : E1 xm = (3.57) I0x q t .t G t + q t .g G g + nq δS Q0 I0x = = våïi (3.58) mU1 mU1 2. Täøng tråí ngàõn maûch Âiãûn tråí ngàõn maûch N1l tb.1 N 2 l tb.2 r1 = k r ρ 75 ,Ω ; r2 = k r ρ 75 ,Ω (3.59) 0 0 S1 S2
13 N1 2 rn = r1 + ( (3.60) ) r2 N2 kr : hãû säú laìm tàng täøn hao do tæì træåìng taín ρ75 : âiãûn tråí suáút cuía dáy dáùn laìm dáy quáún. Âiãûn khaïng ngàõn maûch Viãûc xaïc âënh x1 vaì x2 liãn quan âãún viãûc xaïc âënh sæû pháún bäú tæì træåìng taín cuía tæìng dáy quáún. ÅÍ dáy ta xaïc âënh x1 vaì x2 gáön âuïng våïi giaí thiãút âån giaín. Xeït cho træåìng håüp dáy quáún hçnh truû (hçnh 3-8). Chiãöu daìi tênh toaïn cuía dáy quáún lσ låïn hån chiãöu daìi thæûc l cuía dáy quáún mäüt êt : l lσ = (3.61) kR kR = 0,93-0,98 : hãû säú qui âäøi tæì træåìng taín lyï i2N2 i1N1 tæåíng vãö tæì træåìng taín thæûc tãú (hãû säú Rogovski) Theo âënh luáût toaìn doìng âiãûn : ∫ Hdl = ∑ i Âäúi våïi theïp μ Fe = ∞ , nãn HFe = 0, vç váûy : Trong phaûm vi a1 (0 ≤ x ≤ a1) : x H x1l σ = ∑ i = N 1i 1 , i2N2 i1N1 a1 N 1i 1 x H x1 = ×, do âoï lσ a1 Trong phaûm vi a12 (a1 ≤ x ≤ a1+a12) : Hx H x 2 l σ = ∑ Ni = N1i1 , Hx2 Hx3 Hx1 Ni = 1 1, do âoï Hx2 x lσ a1 a2 Trong phaûm vi a2 ( a1+ a12 ≤ x ≤ a1 + a12 + a2 ) : a12 x − (a 1 + a 12 ) H x 3 l σ = ∑ i = N 1i 1 + N 2 i 2 Hçnh 3-10 Tæì thäng taín , a2 x − a 1 − a 12 = N1i1 − våïi (i1N1 = -i2N2) N1i 1 , a2 N1i1 a 1 + a 12 + a 2 − x H x3 = × do âoï , lσ a2 Xaïc âënh biãn giåïi tæì thäng taín cuía hai dáy quáún seî ráút khoï khàn, do âoï viãûc tênh toaïn riãng reî caïc tham säú x1 vaì x2 khäng thãø thæûc hiãûn âæåüc. Ta coï thãø xaïc
14 âënh x1+ x2 våïi qui æåïc biãn giåïi phán chia tæì træåìng taín cuía hai äúng dáy så cáúp vaì thæï cáúp laì âæåìng åí giæîa khe håí a12 . Goüi Dtb laì âæåìng kênh trung bçnh cuía caí hai dáy quáún vaì boí qua sæû thay âäøi âæåìng kênh theo chiãöu x thç vi phán tæì thäng caïch x mäüt khoaíng trong phaûm vi a1 : dΦ 1 = μ o H x1πD tb dx moïc voìng våïi säú voìng dáy : X N x = N1 a1 Váûy trong phaûm vi a12 tæì thäng moïc voìng våïi mäüt säú voìng dáy laì N1 voìng : dΦ 2 = μ o H x 2 πD tb dx Tæì thäng moïc voìng våïi toaìn bäü dáy quáún 1 laì : a 12 a1 + a1 2 N1i 1 x N1i1 x ∫a ∫ Ψ1 = N1 μ o π D tb dx + N1μ o π D tb dx l σ a1 lσ 1 0 a1 μ o N1 i1πD tb a 1 a 12 2 = (+ ) lσ 3 2 Tênh tæång tæû, ta coï tæì thäng moïc voìng våïi toaìn bäü dáy quáún 2 laì : μ o N1 i1πD tb a 2 a 12 2 Ψ2 = (+ ' ) lσ 3 2 Âiãûn khaïng ngàõn maûch : Ψ1 + Ψ2 ' x n = x 1 + x ' 2 = 2πf i1 μ o N1 i1πD tb k R a + a2 2 xn = 2πf (a 12 + 1 (3.62) ) l 3 Ta tháúy xn phuû thuäüc vaìo kêch thæåïc hçnh hoüc cuía caïc dáy quáún a1, a2 , a12 vaì l. Kêch thæåïc naìy âæåüc choün sao cho giaï thaình cuía maïy laì tháúp nháút.
1 Âaûi Hoüc Âaì Nàông - Træåìng Âaûi hoüc Baïch Khoa Khoa Âiãûn - Nhoïm Chuyãn män Âiãûn Cäng Nghiãûp Giaïo trçnh MAÏY ÂIÃÛN 1 Biãn soaûn: Buìi Táún Låüi Chæång 4 M.B.A LAÌM VIÃÛC ÅÍ TAÍI ÂÄÚI XÆÏNG Trong âiãöu kiãûn laìm viãûc bçnh thæåìng cuía læåïi âiãûn, ta coï thãø phán phäúi âãöu phuû taíi cho ba pha, luïc âoï m.b.a laìm viãûc våïi âiãûn aïp âäúi xæïng vaì doìng âiãûn trong caïc pha cuîng âäúi xæïng. Ta xeït sæû cán bàòng nàng læåüng vaì sæû laìm viãûc cuía mba trong âiãöu kiãûn âiãûn aïp så cáúp U1 = const, vaì táön säú f = const. 4.1. GÈAN ÂÄÖ NÀNG LÆÅÜNG CUÍA M.B.A Trong quaï trçnh truyãön taíi nàng læåüng qua MBA, mäüt pháön cäng suáút taïc duûng vaì phaín khaïng bë tiãu hao trong maïy. Xeït mba laìm viãûc åí taíi âäúi xæïng, sæû cán bàòng nàng læåüng dæûa trãn så âäö thay thãú chênh xaïc hçnh 4.1. x’2 r’2 r1 x1 & P2 ± jQ2 & I0 I1 − & '2 Pât ± jQât P1 ± jQ1 I rm & Z’t U1 & − E1 & − U '2 xm pcu2 ± jq2 pFe ± jqm pcu1 ± jq1 Hçnh 4-2 Giaín âäö nàng læåüng mba Hçnh 4-1 Så âäö thay thãú maïy biãún aïp Goüi P1 laì cäng suáút taïc duûng âæa vaìo dáy quáún så cáúp mba: P1= m1U1I1cosϕ1 (4.1) Mäüt pháön cäng suáút naìy buì vaìo : • Täøn hao âäöng trãn âiãûn tråí cuía dáy quáún så: pcu1= m1r1I21 • Täøn hao sàõt trong loîi theïp mba : pFe = m1rmIo2 Cäng suáút coìn laûi goüi laì cäng suáút âiãûn tæì chuyãøn sang dáy quáún thæï cáúp: Pât = P1 - (pcu1 + pFe ) = m2E2I2cosΨ2 (4.2)
2 Cäng suáút åí âáöu ra P2 cuaí mba seî nhoí hån cäng suáút âiãûn tæì mäüt læåüng chênh bàòng täøn hao âäöng trãn âiãûn tråí cuía dáy quáún thæï : pcu2= m2r2I22 =m1r’2I’22: P2 = Pât - pcu2 = m2U2I2cosϕ2 (4.3) Cuîng tæång tæû nhæ váûy, ta coï cäng suáút phaín khaïng nháûn vaìo dáy quáún så cáúp: Q1= m1U1I1sinϕ1 (4.4) Cäng suáút naìy træì âi cäng suáút âãø taûo ra tæì træåìng taín åí dáy quáún så cáúp q1= m1x1I21 vaì tæì træåìng trong loîi theïp qm = m1xmIo2, pháön coìn laûi laì cäng suáút phaín khaïng chuyãøn sang dáy quáún thæï cáúp: Qât = Q1 - (q1 + qm ) = m2E2I2sinΨ2 (4.5) Cäng suáút phaín khaïng âæa âãún phuû taíi: Q2 = Qât - q2 = m2U2I2sinϕ2 (4.6) Trong âoï q2= m2x2I22 âãø taûo ra tæì træåìng taín åí dáy quáún thæï. Taíi coï tênh cháút âiãûn caím (ϕ2 > 0) thç Q2 > 0, luïc âoï Q1 > 0 vaì cäng suáút phaín khaïng truyãön tæì dáy quáún så cáúp sang dáy quáún thæï cáúp. Taíi coï tênh cháút âiãûn dung (ϕ2 < 0) thç Q2 < 0, nãúu Q1 < 0, cäng suáút phaín khaïng truyãön tæì dáy quáún thæï sang dáy quáún så hoàûc Q1 > 0, toaìn bäü cäng suáút phaín khaïng tæì phêa thæï cáúp vaì så cáúp âãöu duìng âãø tæì hoaï MBA. Sæû cán bàòng cäng suáút taïc duûng vaì phaín khaïng trçnh baìy trãn hçnh 4.2 4.2 ÂÄÜ THAY ÂÄØI ÂIÃÛN AÏP THÆÏ CÁÚP MBA Âäü thay âäøi âiãûn aïp thæï cáúp mba ΔU laì U1dm=1 P H hiãûu säú säú hoüc giæîa trë säú âiãûn aïp thæï cáúp luïc A khäng taíi U20 (âiãöu kiãûn U1ì = U1âm) vaì luïc coï taíi βUnx* U2 . K U 20 − U 2 U '20 − U '2 βUrn* ΔU = = U '20 U 20 U2* U1âm − U '2; U' I2 ΔU = = 1 − 2 = 1 − U '2* (4.7) U1âm U1âm Xaïc âënh ΔU bàòng phæång phaïp giaíi têch. ϕ2 I' I Goüi β = 2 = ' 2 : hãû säú taíi cuía mba. I 2âm I 2âm 0 cosϕ2: hãû säú cäng suáút cuía mba. Hçnh 4-3 Xaïc âënh ΔU cuía mba rn I '2âm I '2 rn I '2 Ta coï: BC = = = βU nr* ' U1âm I '2âm U1âm
3 x n I '2 x n I '2âm I '2 AB = = = βU nx* U1âm I '2âm U1âm Tæì A haû âæåìng thàóng goïc AP xuäúng 0U’2* vaì goüi AP = n vaì CP = m, ta coï: U '2* = 1 − n 2 − m n2 ≈ 1− −m U '2* 2 n2 ΔU * = 1 − =m+ U '2* (4.7) 2 Tênh m vaì n, ta âæåüc : m = CK+KB = β(Unr*cosϕ2+Unx*sinϕ2) n = AH-HP = β(Unx*cosϕ2-Unr*sinϕ2) Váûy ΔU*= β(Unr*cosϕ2+Unx*sinϕ2) + β2 (Unx*cosϕ2-Unr*sinϕ2)2/2 Säú haûng sau ráút nhoí coï thãø boí qua nãn: ΔU*= β(Unr*cosϕ2 + Unx*sinϕ2) (4.8) Tênh ΔU* theo %, ta viãút laûi biãøu thæïc trãn: ΔU*% = β(unr%cosϕ2 + unx%sinϕ2) (4.9) ΔU*% = βun%(cosϕn.cosϕ2 + sinϕn.sinϕ2) hoàûc (4.10) ΔU% cosϕ2=0.8 ΔU% β=1 ϕ2> 0 cosϕ2=1 unx% unr% 0 β 0 cosϕ2 -unx% 0 1 ϕ2< 0 cosϕ2=0.8 (a) (b) Hçnh 4-4 a.Quan hãû ΔU=f(β) ⎢cosϕ 2 = const b. Quan hãû ΔU= f(cosϕ2) ⎢β = const Hçnh 4.4 cho biãút caïc quan hãû ΔU = f(β) khi cosϕ2 = Cte vaì ΔU = f(cosϕ2) khi β = Cte.
4 4.3 CAÏC PHÆÅNG PHAÏP ÂIÃÖU CHÈNH ÂIÃÛN AÏP CUÍA M.B.A. Ta tháúy ΔU=f(β,cosϕ2) nhæ váûy U2 phuû thuäüc vaìo β vaì cosϕ2, âãø giæî cho U2 = const khi tàng taíi thç tè säú biãún aïp k phaíi thay âäøi, nghéa laì ta phaíi thay âäøi säú voìng dáy N. Mäüt cuäün dáy coï hai âáöu ra, åí giæîa hoàûc cuäúi cuäün dáy ta âæa ra mäüt säú âáöu dáy æïng våïi caïc voìng dáy khaïc nhau âãø thay âäøi âiãûn aïp. 4.3.1. Thay âäøi säú voìng dáy khi maïy ngæìng laìm viãûc: Duìng cho caïc maïy biãún aïp haû aïp khi âiãûn aïp thæï cáúp thay âäøi hoàûc khi âiãöu chènh âiãûn aïp theo âäö thë phuû taíi haìng nàm. Âäúi våïi mba cäng suáút nhoí : mäüt pha coï 3 âáöu phán nhaïnh : ± 5%Uâm. Âäúi våïi mba cäng suáút låïn : mäüt pha coï 5 âáöu phán nhaïnh: ±2x 2.5%Uâm Viãûc thæûc hiãûn âäøi näúi khi maïy ngæìng laìm viãûc, nãn thiãút bë âäøi näúi âån giaín, reí tiãön, âàût trong thuìng dáöu vaì tay quay âàût trãn nàõp thuìng. Caïc âáöu phán aïp âæa ra cuäúi cuäün dáy thç viãûc caïch âiãûn chuïng dãù daìng hån (hçnh 4.5a). Caïc âáöu phán aïp âæa ra giæîa cuäün dáy thç læûc âiãûn tæì âäúi xæïng vaì tæì træåìng taín phán bäú seî âãöu (hçnh 4.5b). (a) (b) Hçnh 4-5 Caïc kiãøu âiãöu chènh âiãûn aïp cuía mba 4.4.1. Thay âäøi säú voìng dáy khi maïy âang laìm viãûc (âiãöu aïp dæåïi taíi) Trong hãû thäúng âiãûn læûc cäng suáút låïn, nhiãöu khi cáön phaíi âiãöu chènh âiãûn aïp khi maïy biãún aïp âang laìm viãûc âãø phán phäúi laûi cäng suáút taïc duûng vaì phaín khaïng giæîa caïc phán âoaûn cuía hãû thäúng. Caïc MBA naìy coï tãn goüi laì MBA âiãöu chènh dæåïi taíi. Âiãûn aïp thæåìng âæåüc âiãöu chènh tæìng 1% trong phaûm vi ± 10%Uâm.
5 X1 C1 X1 T C1 X1 C1 1 T1 K K K C2 C2 T1 C2 T2 T2 X2 T2 X2 X2 (b) (a) (c) Hçnh 4-6 Thiãút bë âäøi näúi vaì quaï trçnh âiãöu chènh âiãûn aïp cuía mba âiãöu chènh dæåïi taíi Viãûc âäøi näúi caïc âáöu phán aïp trong MBA âiãöu chènh dæåïi taíi phæïc taûp hån vaì phaíi coï cuäün khaïng K (hçnh 4.6) âãø haûn chãú doìng âiãûn ngàõn maûch cuía bäü pháûn dáy quáún bë näúi ngàõn maûch khi thao taïc âäøi näúi. Hçnh 4.6 cuîng trçnh baìy quaï trçnh thao taïc âäøi näúi tæì âáöu nhaïnh X1 sang âáöu nhaïnh X2, trong âoï T1, T2 laì caïc tiãúp xuïc træåüc; C, C2 laì cäng-tàõc-tå. ÅÍ vë trê (a vaì c) doìng qua cuäün khaïng K theo hai chiãöu ngæåüc nhau, nãn tæì thäng trong loîi theïp gáön bàòng khäng, âiãûn khaïng X cuía cuäün khaïng ráút beï. Trong vë trê trung gian (b) doìng ngàõn maûch chaûy qua K cuìng chiãöu nãn coï tæì thäng φ vaì X låïn, laìm giaím doìng ngàõn maûch In. Cäng-tàõc-tå C1, C2 âàût riãng trong thuìng dáöu phuû gàõn vaìo vaïch thuìng dáöu, vç quaï trçnh âoïng càõt cäng-tàõc-tå laìm báøn âáöu. Trãn hçnh 4.7 trçnh baìy så âäö nguyãn lyï cuía bäü âiãöu aïp dæåïi taíi duìng âiãûn tråí R. Âiãûn tråí R laìm chæïc nàng haûn chãú doìng âiãûn ngàõn maûch. Coìn hinh 4.8 cho ta tháúy viãûc bäú trê bäü âiãöu aïp dæåïi taíi trong thuìng mba. A X R Hçnh 4-7 Nguyãn lyï âiãöu aïp dæåïi taíi duìng âiãûn tråí R 4.4. HIÃÛU SUÁÚT CUÍA M.B.A Hiãûu suáút cuía mba laì tè säú giæîa cäng suáút âáöu ra P2 vaì cäng suáút âáöu vaìo P1: P η% = 2 100 (4.11) P1
6 Hçnh 4-8 Vë trê bäü âiãöu aïp dæåïi taíi trong thuìng MBA Hiãûu suáút mba nhoí hån 1 vç quaï trçnh truyãön taíi cäng suáút qua mba coï täøn hao âäöng vaì täøn hao sàõt. Ngoaìi ra coìn kãø âãún täøn hao do doìng âiãûn xoaïy trãn vaïch thuìng dáöu vaì bu läng làõp gheïp. Nhæ váûy biãøu thæïc (4.11), coï thãø viãút laûi : ∑ p )100 η% = (1 − (4.12) P2 + ∑ p våïi ∑p = pcu1 + pcu2 + pFe Ta âaî coï pháön træåïc: pFe = P0 I '2 pcu1 + pcu2 = r1I1 + r2 I '2 = rn I '2 = rn I '2dm ( ) 2 = Pn β 2 2 '2 2 2 I '2dm I2 P2 = U2I2 cosϕ2 ≈ U 2âm I 2âm cos ϕ 2 = βS âm cos ϕ 2 I 2âm Thãú vaìo (4.12), ta coï :
7 P0 + β 2 Pn η% = (1 − (4.13) )100 β S âm cos ϕ 2 + P0 + β 2 Pn Thæåìng thç caïc täøn hao ráút nhoí so våïi cäng suáút truyãön taíi nãn hiãûu suáút η mba ráút cao. Âäúi våïi mba dung læåüng låïn, hiãûu suáút âaût tåïi trãn 99%. Ta tháúy η = f(β,cosϕ2), cho cosϕ2 = const, ta tçm hiãûu suáút cæûc âaûi ηmax : η cosϕ2=1 dη = 0 → β 2 Pn = P0 1 max dβ cosϕ2=0.8 P0 → β max = (4.14) Pn .95 Hiãûu suáút m.b.a âaût giaï trë cæûc âaûi khi täøn hao khäng âäøi bàòng täøn hao biãún β .9 âäøi hay täøn hao sàõt bàòng täøn hao âäöng. 0.5 0 1 P0 = 0,2 → 0.25 Hçnh 4-9 Quan hãû η=f(β)⏐ Pn cosϕ2=const ⇒ β max = 0.45 → 0.5 Trãn hçnh 4.9 trçnh baìy quan hãû hiãûu suáút η = f(β) khi cosϕ2 = const. 4.5 MAÏY BIÃÚN AÏP LAÌM VIÃÛC SONG SONG • Lyï do näúi mba laìm viãûc song song: 1. Cung cáúp âiãûn liãn tuûc cho caïc phuû taíi 2. Váûn haình caïc mba mäüt caïch kinh tãú nháút. 3. Maïy quaï låïn thç viãûc chãú taûo vaì váûn chuyãøn seî khoï khàn. • Thãú naìo laì laìm viãûc song song ? Dáy quáún så cáúp caïc mba näúi chung vaìo mäüt læåïi âiãûn vaì dáy quáún thæï cáúp cuìng cung cáúp cho mäüt phuû taíi. • Âiãöu kiãûn âãø näúi mba laìm viãûc song song: 1. Cuìng tè säú biãún aïp. 2. Cuìng täø näúi dáy. 3. Cuìng âiãûn aïp ngàõn maûch. 4.5.1. Âiãöu kiãûn cuìng täø näúi dáy : Cuìng täø näúi dáy âiãûn aïp thæï cáúp seî truìng pha nhau. Khaïc täø näúi dáy â/aïp thæï cáúp seî lãûch pha nhau, vaì sæû lãûch pha náöy phuû thuäüc vaìo täø näúi dáy.
8 VÊDUÛ 4.1 Näúi hai mba: Maïy thæï nháút I näúi Y/Δ-11 vaì maïy thæï hai II näúi Y/Y-12 laìm viãûc song song. Váûy âiãûn aïp thæï cáúp hai maïy seî lãûc pha nhau mäüt goïc 300, trong maûch näúi liãön dáy quáún thæï seî xuáút hiãûn mäüt sââ: ΔE = 2Esin150 = 0.518E Khi maïy khäng taíi, trong âáy quáún seî coï doìng âiãûn cán bàòng : ΔE I cb = (4.15) Z nI + Z nII 0.518 Giaí thæí ZnI=ZnII =0.05, I cb = = 5.18 láön Iâm 0.05 + 0.05 Nhæ váûy âoìng âiãûn Icb = 5,18Iâm seî laìm hoíng maïy biãún aïp. U1 IcbII I ΔE a A X x IcbI U2 II E2I E2II ΔE A a x X Hçnh 4-11. Âäö thë vectå âiãûn aïp vaì doìng âiãûn cuía caïc mba coï täø näúi dáy khaïc nhau laìm viãûc song song Hçnh 4-10. Så âäö gheïp song song mba 4.5.2. Âiãöu kiãûn cuìng tè säú biãún âäøi âiãûn aïp: Nãúu tè säú biãún âäøi âiãûn aïp cuía hai maïy khaïc nhau maì hai âiãöu kiãûn coìn laûi thoía maîn thç khi mba laìm viãûc song song, âiãûn aïp thæï cáúp khäng taíi seî bàòng nhau (E2I = E2II ), trong maûch näúi liãön dáy quáún thæï cuía mba seî khäng coï doìng âiãûn chaûy qua. Giaí thæí kI ≠ kII thç E2I ≠ E2II vaì khi khäng taíi, trong maûch näúi liãön quáún thæï cuía mba seî coï doìng âiãûn Icb chaûy qua âæåüc sinh ra båíi âiãûn aïp : ΔE = E1I − E 2 II (4.16) ΔE ⇒ I cb = (4.17) Z nI + Z nII
9 Doìng âiãûn náöy seî chaûy trong dáy quáún mba theo hai chiãöu ngæåüc nhau vaì cháûm pha mäüt goïc 900 vç r
10 & & & 2 I = Z.I = I (4.19a) I 1 Z nI Z nI ∑ Z ni & & & 2 II = Z.I = I ; (4.19b) I 1 Z nII Z nII ∑ Z ni & & & 2 III = Z.I = I (4.19c) I 1 Z nIII Z nIII ∑ Z ni Thæåìng thç ϕnI ≈ ϕnII ≈ ϕnII nãn chuyãøn tênh tæì säú phæïc sang tênh mäâun: Ta coï : U z n = u n âm I âm Tæì doìng mba I, ta coï : I I 2I = , (4.20) I âmi u nI ∑u I âmI ni U âm U âm = nhán hai vãú cho , ta coï hãû säú taíi cuía caïc maïy : S âm U âm I âm S βI = (4.21a) S u nI ∑ âmi u ni S β II = (4.21b) S u nII ∑ âmi u ni S β III = (4.21c) S u nIII ∑ âmi u ni Nhæ váûy, tæì (4.21a,b vaì c) ta tháúy hãû säú taíi cuía caïc MBA laìm viãûc song song tè lãû nghëch våïi âiãûn aïp ngàõn maûch cuía chuïng : 1 1 1 βI : βII : βIII = : : (4.22) u nI u nII u nIII Nhæ váûy, caïc mba laìm viãûc song song, coï âiãûn aïp ngàõn maûch un bàòng nhau, taíi seî phán bäú tè lãû våïi cäng suáút cuía maïy. Nãúu un khaïc nhau MBA naìo coï un låïn, β nhoí coìn un nhoí, β låïn. Khi maïy coï un nhoí laìm viãûc åí âënh mæïc thç MBA coï un låïn seî huût taíi, kãút quaí laì khäng táûn duûng hãút cäng suáút thiãút kãú cuía mäùi maïy. Chuï yï : Cho pheïp un khaïc nhau 10% vaì cäng suáút MBA coï tè lãû: 3:1
11 VÊ DUÛ 4.2 Cho ba MBA coï cuìng täø näúi dáy quáún vaì tè säú biãún âäøi våïi caïc säú liãûu sau : SâmI = 180kVA, SâmII = 240kVA, SâmIII = 320kVA; unI% = 5,4, unII% = 6,0, unIII% = 6,6. Haîy xaïc âënh taíi cuía mäùi MBA khi taíi chung cuía caïc MBA bàòng täøng cäng suáút cuía chuïng vaì tênh xem taíi täúi âa cuía caïc MBA âãø khäng MBA naìo bë quaï taíi ? Giaíi Täøng cäng suáút cuía ba maïy : S = 180 + 240 + 320 = 740 kVA Hãû säú taíi cuía caïc maïy : 740 S βI = = = 1,125 180 240 320 S âmi 5,4∑ ( u nI ∑ + + ) 5,4 6 6,6 u ni 740 S β II = = = 1,01 180 240 320 S âmi 6∑ ( u nII ∑ + + ) 5,4 6 6,6 u ni 740 S β III = = = 0,92 180 240 320 S âmi 6,6 × ∑ ( u nIII ∑ + + ) 5,4 6 6,6 u ni Cäng suáút taíi cuía caïc maïy : SI = βI.SâmI = 1,125 x 180 = 202,5 kVA SII = βII.SâmII = 1,01 x 240 = 243 kVA SIII = βIII.SâmIII = 0,92 x 320 = 294,5 kVA Ta tháúy MBA I coï un nhoí nháút bë quaï taíi nhiãöu, trong khi âoï MBA III coï un låïn bë huût taíi. Taíi täøng täúi âa âãø khäng MBA naìo bë quaï taíi æïng βI = 1. Luïc âoï ta coï : S S βI = = =1 180 240 320 S âmi 5,4 × ∑ ( u nI ∑ + + ) 5,4 6 6,6 u ni ⇒ S = 657,72 kVA Roî raìng laì pháön cäng suáút âàût cuía caïc MBA khäng âæåüc låüi duûng seî bàòng : 740 - 658 = 82 kVA.
1 Âaûi Hoüc Âaì Nàông - Træåìng Âaûi hoüc Baïch Khoa Khoa Âiãûn - Nhoïm Chuyãn män Âiãûn Cäng Nghiãûp Giaïo trçnh MAÏY ÂIÃÛN 1 Biãn soaûn: Buìi Táún Låüi Chæång 5 M.B.A LAÌM VIÃÛC ÅÍ TAÍI KHÄNG ÂÄÚI XÆÏNG 5.1. ÂAÛI CÆÅNG Taíi khäng âäúi xæïng cuía mba laì taíi khäng phán phäúi âãöu cho caí ba pha, laìm cho doìng âiãûn trong ba pha khäng bàòng nhau, gáy aính hæåíng xáúu âãún tçnh traûng laìm viãûc bçnh thæåìng trong mba nhæ: + Âiãûn aïp dáy vaì pha seî khäng âäúi xæïng. + Täøn hao phuû trong dáy quáún vaì loîi theïp tàng lãn. + Âäü chãnh nhiãût cuía mba væåüt quaï qui âënh. Âãø nghiãn cæïu tçnh traûng laìm viãûc khäng âäúi xæïng cuía mba ta duìng phæång phaïp phaïp phán læåüng âäúi xæïng. Hãû thäúng doìng âiãûn khäng âäúi xæïng cuía mba & a , & b , & c âæåüc phán têch thaình ba hãû thäúng doìng âiãûn âäúi xæïng: III + Thæï tæû thuáûn: & a1 , & b1 , & c1 III + Thæï tæû ngæåüc: & a2 , & b2 , & c2 III + Thæï tæû khäng: & a0 , & b0 , & c0 II I vaì quan hãû giæîa chuïng ta âaî hoüc åí pháön “lyï thuyãút maûch âiãûn” nhæ sau : & =& +& +& I a I a1 I a 2 I a 0 & b = & b1 + & b 2 + & b0 = a 2 & a1 + a& a 2 + & a 0 I I I I I I I & c = & c1 + & c 2 + & c0 = a& a1 + a 2 & a 2 + & a 0 I I I I I I I Viãút laûi åí daûng ma tráûn: &a 1 1 1 &a0 I I &b = 1 a 2 a & a1 (5.1) I I & 2& Ic 1 a aI a2 1 &a & Ia0 I 11 1 2& &=1a vaì (5.2) I a1 aI b &a2 3 1 a 2 a &c I I
2 0 0 Trong âoï: a = e j120 , a 2 = e j240 vaì 1 + a + a2 = 0. Chuï yï : • Khi taíi mba khäng âäúi xæïng, bao gåìi cuîng phán têch thaình caïc thaình pháön: TT thuáûn, TT ngæåüc vaì TT khäng. Riãng thaình pháön TT khäng trong mba do coï trë säú bàòng nhau vaì truìng pha vãö thåìi gian nãn chè täön taûi khi mba näúi Y0 vaì Δ.. • Phæång phaïp phán læåüng âäúi xæïng dæûa trãn cå såí nguyãn lyï xãúp chäöng, nãn khi aïp duûng nguyãn lyï âoï ta giaí thiãút maûch tæì mba khäng baîo hoìa. • Khi phán têch ta xem nhæ âaî qui âäøi tæì phêa thæï cáúp vãö phêa så cáúp vaì âãø âån giaín ta boí qua dáúu pháøy. 5.2. MAÛCH ÂIÃÛN THAY THÃÚ VAÌ TÄØNG TRÅÍ CUÍA MBA ÂÄÚI VÅÏI CAÏC THAÌNH PHÁÖN ÂÄÚI XÆÏNG. + Âäúi våïi hãû thäúng doìng âiãûn thæï tæû thuáûn : Hãû thäúng doìng âiãûn náöy âäúi xæïng nãn maûch âiãûn thay thãú vaì caïc tham säú cuía mba nhæ âaî xeït åí chæång 3. Ia0 IA0 IA0 Ia0 a A A a IB0 IB0 Ib0 Ib0 b B B b Ic0 Ic0 IC0 IC0 c C C c 3IA0 3IA0 3IA0 0 0 0 Z1 Z2 Z1 Z2 IA0 Ia0 Ia0 IA0 UA0 Im0 Zm0 -UA0 UA0 Im0 Zm0 Zn Zn IA0 = -Ia0 IA0 = -Ia0 & & & - U A0 U A0 U A0 (a) (b) Hçnh 5.1 Maûch âiãûn thay thãú maïy biãún aïp âäúi våïi thaình pháön thæï tæû khäng b. Näúi Yo/ Δ a. Näúi Yo/Yo ;
3 + Âäúi våïi hãû thäúng doìng âiãûn thæï tæû ngæåüc : doìng náöy coï taïc duûng hoaìn toaìn giäúng doìng âiãûn thæï tæû thuáûn vç nãúu âäøi 2 trong ba pha phêa så vaì phêa thæï thç hiãûn tæåüng trong mba khäng coï gç thay âäøi nãn maûch âiãûn thay thãú vaì caïc tham säú cuía mba khäng khaïc gç so våïi doìng âiãûn thæï tæû thuáûn. + Âäúi våïi hãû thäúng doìng âiãûn thæï tæû khäng : hãû thäúng doìng âiãûn thæï tæû khäng 3 pha sinh ra trong mba tæì thäng thæï tæû khäng Φt 0 truìng pha vãö thåìi gian. • Täø mba 3 pha: Tæì thäng Φt 0 kheïp maûch qua loîi theïp nãn doìng Ia0 = Ib0 = Ic0 duì nhoí cuîng âuí sinh ra Φt 0 låïn vç tæì tråí theïp nhoí. • Mba 3 pha ba truû: Φt 0 kheïp maûch qua váût liãûu khäng phaíi sàõt tæì nãn Φto nhoí hån trãn. Tæì thäng Φt0 sinh ra trong dáy quáún så cáúp vaì thæï cáúp caïc sââ tæû caím vaì häù caím vaì ta thaình láûp så âäö thay thãú hçnh T tæång tæû nhæ âäúi våïi træåìng håüp doìng âiãûn thæï tæû thuáûn. Xeït træåìng håüp coï doìng âiãûn thæï tæû khäng nhæ sau : - Khi mba näúi Y0/Y0 hoàûc Y0/Δ: Doìng thæï tæû khäng täön taûi åí caí dáy quáún så cáúp vaì thæï cáúp nãn maûch âiãûn thay thãú âäúi våïi phán læåüng thæï tæû khäng khäng coï gç khaïc daûng maûch âiãûn thay thãú cuía phán læåüng thæï tæû thuáûn. - Khi mba näúi Y/Y0 : Z1 Z2 3IA0 0 I a0 IA0 Ia0 I a0 Zm0 A a Ib0 UA0 Im0 Zm0 -UA0 -UA0 + b B Z2 Ic0 c C Hçnh 5.2 Maûch âiãûn thay thãú maïy biãún aïp näúi Y/Yo âäúi våïi thaình pháön thæï tæû khäng Så cáúp khäng coï dáy trung tênh nãn & A0 = 0 vaì phêa náöy xem nhæ håí maûch. I * Ta tháúy åí caïc maûch âiãûn thay thãú trãn: + Z1 = r1+ jx1 vaì Z2 = r2+ jx2 : nhæ täøng tråí thæï tæû thuáûn vaì ngæåüc. + Zm0 : täøng tråí tæì hoïa thæï tæû khäng phuû thuäüc vaìo cáúu taûo maûch tæì: _ Maûch tæì täø mba 3 pha: Zm0 = Zm . _ Maûch tæì mba 3 pha ba truû: Zm0 nhoí (thæåìng Zm0 = (7-15)Zn) + Sââ thæï tæû khäng do tæì thäng Φt0 sinh ra nhæ sau : E t 0 = −Z m 0 & m 0 & I (5.3)
4 + Khi mba näúi Y0/Y0 hoàûc Y0/Δ : caí så cáúp vaì thæï cáúp âãöu coï doìng TT K nãn doìng & A 0 ≈ −& a 0 váûy & m 0 âãø sinh ra Φt0 ráút nhoí. Trong træåìng håüp I I I náöy Zm0= 0 vaì Zn = Z1 + Z2 . Xaïc âënh täøng trå thæï tæû khängZt0 bàòng thê nghiãûm : It0 T A W Hçnh 5.3 Så âäö näúi dáy V xaïc âënh täøng tråí thæï tæû U khäng maïy biãún aïp T: måí, nãúu phêa thæï cáúp khäng coï doìng thæï tæû khäng. T: âoïng, nãúu phêa thæï cáúp coï doìng thæï tæû khäng. Theo säú liãûu âo âæåüc ta tênh: U Z t0 = ; (5.4) 3I P rt 0 = (5.5) 3I 2 x t 0 = Z 2 − rt2 . (5.6) to 0 5.3. TAÍI KHÄNG ÂÄÚI XÆÏNG CUÍA MBA 5.3.1. Khi coï doìng âiãûn thæï tæû khäng: 1. Træåìng håüp dáy quáún näúi Y/Y0: Khi taíi khäng âäúi xæïng ta coï: Så: & A + & B + & C = 0 (5.7) I I I & +& +& =& Thæï: (5.8) Ia Ib Ic Id Phán têch doìng âiãûn phêa så cáúp vaì thæï cáúp thaình caïc thaình pháön, ta coï: + Caïc doìng âiãûn tæì hoïa TT thuáûn vaì ngæåüc & m1 , & m 2 cuía caïc pha seî sinh ra I I & && caïc sââ E A , E B , E C . + Coìn doìng âiãûn tæì hoïa TT khäng Ia0 = Ib0 = Ic0= Id/3 täön taûi åí phêa thæï cáúp khäng âæåüc cán bàòng vç Ia0=Ib0=Ic0 = 0 seî sinh ra Φt 0 vaì sââ E m0 tæång âäúi låïn. Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp phêa så cáúp laì: U A = & A Z1 − E A − E m 0 & & & I U B = & B Z1 − E B − E m 0 & & & (5.9) I U =& Z −E −E & & & I C C1 C m0 do E A + E B + E C = 0 vaì & A + & B + & C = 0 nãn: & & & I I I
5 U A + U B + U C = −3E m 0 = 3& m 0 Z m 0 & & & & I (5.10) Khi dáy quáún näúi Y, ta coï: & & & U AB = U A − U B A & & & U BC = U B − U C (5.11) & ao Z mo & & & U CA = U C − U A I & U 'A Tênh: & UA & & & & & & U CA − U AB = ( U C − U A ) − ( U A − U B ) & UB & U 'C & & & & = U + U + U − 3U A B C A & & U 'B UC = 3& m 0 Z m 0 − 3U A = 3(& A 0 Z m 0 − U A ) & & I I C B Váûy: Hçnh 5-4 Âiãûn aïp khäng âäúi xæïng & & U − U CA & & + I a 0 Z m 0 = U 'A + & a 0 Z m 0 & U A = AB do âiãøm trung tênh bë xã dëch I 3 & & U − U AB & & + I b0 Z m 0 = U 'B + & b 0 Z m 0 & U B = BC (5.12) I 3 & & U − U BC & & + I co Z mo = U 'C + & co Z mo & U C = CA I 3 Tæì âäö thë vectå hçnh 5.4 ta tháúy : Aính hæåíng cuía doìng âiãûn thæï tæû khäng laìm cho âiãøm trung tênh cuía âiãûn aïp så cáúp bë lãûch âi mäüt khoaíng bàòng I ao Z mo Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp phêa thæï cáúp laì: − U a = U A − & A Z1 + & a Z 2 & & I I = U 'A + Z mo & Ao − (& A1 + & A 2 )Z1 + (& a1 + & a 2 + & ao )Z 2 & I I I I I I Vç & A1 = −& a1 ; & A 2 = −& a 2 vaì Zmo + Zo = Zto , cho nãn : I I I I − U a = U 'A − & A Z n + & ao Z to & & (5.13a) I I Cuîng tæång tæû , ta coï : − U b = U 'B − & B Z n + & bo Z to & & (5.13b) I I − U c = U 'C − & C Z n + & co Z to & & (5.13c) I I Ta tháúy, tæì caïc phæång trçnh trãn chæïng toí ràòng, do coï doìng âiãûn thæï tæû khäng nãn âiãøm trung tênh thæï cáúp mba bë lãûch mäüt khoaíng & ao Z to låïn hån khoaíng lãûch I så cáúp & ao Z mo . Thæûc tãú, sæû khaïc nhau khäng âaïng kãø, vi Z mo ≈ Z to . I Nhæ váûy : sæû xã dëch âiãøm trung tênh laìm : • Âiãûn aïp pha khäng âäúi xæïng → báút låüi cho taíi duìng âiãûn aïp pha. Âãø haûn chãú xã dëch âiãøm trung tênh, qui âënh : • Doìng trong dáy trung têng Id < 0,25Iâm. • Våïi täø mba ba pha khäng näúi Y/Yo vç Zmo quaï låïn. • Coìn mba ba pha ba truû näúi Y/Y våïi Sâm < 6000kVA.
6 2. Træåìng håüp dáy quáún näúi Y0/Y0 vaì Y0/Δ: Trong træåìng håüp náöy doìng âiãûnh thæï tæû khäng täön taûi caí hai phêa så vaì thæï vaì cán bàòng nhau nãn khäng sinh ra tæì thäng Φ to vaì E to nhæ váûy phæång trçnh âiãûn aïp thæï cáúp seî nhæ sau: − U a = U 'A − & A Z n & & I − U b = U 'B − & B Z n & & (5.14) I − U c = U 'C − & C Z n & & I Vç : & A + & B + & C = & d I I I I Nãn tæì (5.14) ta suy ra âæåüc : Ua + U b + Uc = Z n &d & & & (5.15) I 1 Âiãøm trung tênh seî bë lãûch mäüt khoaíng I ao Z n = I d Z n . Sæû xã dëch naìy laì 3 khäng âaïng kãø vç Zn ráút nhoí. 5.3.2. Khi khäng coï doìng âiãûn thæï tæû khäng: Træåìng håüp naìy æïng våïi caïc täø näúi dáy : Y/Y ; Δ/Y ; Y/Δ ; Δ/Δ. Vç khäng coï doìng âiãûn thæï tæû khäng, hån næîa caïc doìng âiãûn thæï tæû thuáûn vaì ngæåüc phêa så cáúp vaì thæï cáúp cán bàòng nhau nãn khäng cáön thiãút phaíi phán têch thaình phán læåüng âäúi xæïng maì chè cáön duìng phæång phaïp thäng thæåìng âãø phán têch âiãûn aïp tæìng pha. Chuï yï : Khi taíi khäng âäúi xæïng, âiãûn aïp ΔU åí pha khäng bàòng nhau, nhæng vç Zn nhoí nãn sæû khäng cán bàòng vãö âiãûn aïp pha vaì dáy laì khäng nghiãm troüng. Trãn thæûc tãú, nãúu taíi khäng âäúi xæïng våïi mæïc phán læåüng thæï tæû ngæåüc vaì thæï tæû thuáûn khäng quaï 5% thç âiãûn aïp âæåüc xem nhæ âäúi xæïng. 5.4. NGÀÕN MAÛCH KHÄNG ÂÄÚI XÆÏNG CUÍA MBA Ngàõn maûch khäng âäúi xæïng xaíy ra khi do sæû cäú åí phêa thæï cáúp mäüt pha bë näúi tàõt våïi dáy trung tênh, hai pha näúi tàõt nhau hoàûc hai pha näúi våïi dáy trung tênh. Nhæîng træåìng håüp kãø trãn coï thãø xem nhæ laì nhæîng træåìng håüp giåïi haûn cuía taíi khäng âäúi xæïng. Âãø phán têch caïc træåìng håüp ngàõn maûch khäng âäúi xæïng, ta cuîng aïp duûng phæång phaïp phán læåüng âäúi xæïng noïi åí trãn. Hçnh 5.5 trçnh baìy kãút quaí phán têch vãö sæû phán phäúi doìng âiãûn giæîa caïc pha cuía mäüt säú træåìng håüp ngàõn maûch khi khäng coï doìng âiãûn thæï tæû khäng (hçnh 5.5a,b,c) vaì khi coï doìng âiãûn thæï tæû khäng (hçnh 5.5d,e).