Chương 4. Mạch điện 3 pha Biên soạn: ThS. Phan Như Quân
Trang 34
Chương 4. MẠCH ĐIỆN 3 PHA
4.1. KHÁI NIỆM CHUNG
4.1.1. Máy phát điện 3 pha và vấn đề truyền tải điện năng đi xa
Hình 4.1.1.2. Sơ đồ minh họa tai nạn điện xảy ra khi chân người chạm đất
Hình 4.1.1.3. Sơ đồ minh họa an toàn điện khi chân người cách điện với đất
Hình 4.1.1.1. Sơ đồ nguyên lý nhà máy phát điện và vấn đề truyền tải điện năng đi xa
Chương 4. Mạch điện 3 pha Biên soạn: ThS. Phan Như Quân
Trang 35
UCA
. UCN
.
UAB
.
UBC
.
UAN
.
UBN
.
30%
Mạch điện ba pha bao gồm nguồn điện ba pha, đường dây truyền tải và các phụ
tải ba pha. Để tạo ra nguồn điện ba pha, ta dùng máy phát điện đồng bộ ba pha
Mỗi một pha trong mạch 3 pha được ký hiệu là A, B, C hay a, b, c. Điện áp
tương ứng trên mỗi pha lệch nhau một góc 120o, được viết dưới dạng điều hòa và dạng
số phức như sau :
0sin .
a
e E t
→ 0
j
a
E E e
0
sin .
3
b
e E t
→ 22
33
0
1 3
2 2
jj
b a a
E E e E e E j
0
4
sin .
3
c
e E t
→ 44
33
0
1 3
2 2
jj
c a a
E E e E e E j
Nguồn điện gồm ba sức điện động sin cùng biên độ, cùng tần số, lệch nhau về
pha 2π/3 gọi là nguồn ba pha đối xứng.
4.2. CÁCH ĐẤU NỐI DÂY
4.2.1. Nguồn đấu sao: Có 2 cách đấu sao: 3 dây và 4 dây
(a) nối sao 3 đầu (b) nối sao 4 đầu
Hình Nguồn đấu hình sao
UAB, UBC, UCA : điện áp dây và điện áp giữa 2 pha bất kỳ (Ud)
UAN, UBN, UCN : điện áp pha (Up) là điện áp giữa 1 pha bất kỳ với điểm trung
tính hay dây trung tính.
A
B
C
eb
ec
ea
eb
ec
ea
A
B
C
N
Chương 4. Mạch điện 3 pha Biên soạn: ThS. Phan Như Quân
Trang 36
Theo giản đồ vectơ
Nếu chọn = 0 cho pha A, ta có :
UAN = Upm sin t
UBN = Upm sin (t –120o)
Vậy : UAB =UAN-UNB= Upm [sin t – sin (t – 120o)]
= 2Upm cos (t – 60o) sin 60o
UAB = 3Upm sin (t – 30o) (*)
(*) Chứng tỏ : 3 Upm = Udm
Hay : 3
d p
U U
4.2.2. Nguồn đấu tam giác
Tính chất đặc biệt của hệ thống 3 đối xứng là tổng của 3 dòng hay áp đối
xứng, dịch pha nhau một góc 120o, tại mỗi thời điểm bất kỳ đều bằng không :
Hình nguồn đấu tam giác
Vì vậy, có thể đưa ra khả năng nối đầu cuối của cuộn dây này với đầu vào cuộn
dây kia như hình vẽ trên, để tạo thành đấu tam giác.
Điện áp pha UAB, UBC, UCA là giống như điện áp giữa 2 pha bất kỳ, nên :
pd UU
A
B
C
CA
U
BC
U
AB
Chương 4. Mạch điện 3 pha Biên soạn: ThS. Phan Như Quân
Trang 37
4.2.3. Tải đối xứng đấu tam giác
A
I
,
B
I
,
C
I
: dòng điện dây.
AB
I
,
BC
I
,
CA
I
: dòng điện pha
K1A :
A AB CA
I I I
Tải đối xứng nên :
120
j
CA AB
I I e
Hay:
120
3 3
1
2 2
j
A AB AB
I I e I j
90 120 30
1 3
3 3 3
2 2
j j j
A AB AB AB
I I j j I e e I e
3
d p
I I
4.2.4. Tải đối xứng đấu sao
(a) Tải đấu Y 3 dây (b) Tải đấu Y 4 dây
ZBC
A
I
ZCA ZAB
B
C
B
I
C
I
A
AB
I
CA
I
BC
I
B
I
A
I
ZA ZB
ZC
C
C
I
B
C
A A
O O
B
I
A
I
C
I
B
Chương 4. Mạch điện 3 pha Biên soạn: ThS. Phan Như Quân
Trang 38
Trường hợp này ta thấy ngay:
pd II
4.2.5. Đồ thị vector nguồn đấu sao tải đấu tam giác
Kirchoff tại A,B,C:
A AB CA
I I I
B BC AB
I I I
C CA BC
I I I
Nguồn đối xứng lệch pha 120o ở mỗi pha nên: 0
CNBNAN UUU .Và
ANCNCA
CNBNBC
BNANAB
UUU
UUU
UUU
Ta xây dựng được giản đồ vectơ như hình vẽ.
ZBC
AB
I
BC
I
ZCA ZAB
B
C
B
C
N
A
CA
I
A