Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 3: Mạch điện hình sin ba pha

8/2/2012 BMNL 82 Ch­¬ng 3 m¹ch ®iÖn h×nh sin ba pha 8/2/2012 BMNL 83 3. Dòng điện hình sin 3 pha n Cách tạo hệ thống điện 3 pha, nguồn, tải và đường dây dẫn n Đối nối star (Y) n Đối nối Delta (Δ) n Công suất 3 pha n Giải mạch điện 3 pha n Ứng dụng đấu nối sao, tam giác 8/2/2012 BMNL 84 3.1. M¹ch ®iÖn h×nh sin ba pha Kh¸i niÖm: M¹ch ba pha lµ m¹ch ®iÖn cã nguån ®iÖn gåm 3 søc ®iÖn ®éng h×nh sin cïng tÇn sè nh­ng lÖch pha nhau mét gãc a nµo ®ã. Trong thùc tÕ th­êng dïng nguån ®iÖn n¨ng gåm 3 søc ®iÖn ®éng cïng biªn ®é vµ tÇn sè lÖch pha nhau 1200, gäi lµ nguån 3 pha ®èi xøng. 8/2/2012 BMNL 85 Nguyªn lý t¹o søc ®iÖn ®éng h×nh Sin 3 pha ®èi xøng: H×nh 3.1. a. MÆt c¾t cña m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé ba pha ®¬n gi¶n b. §å thÞ biÕn thiªn cña søc ®iÖn ®éng c. §å th× vÐc t¬ 8/2/2012 BMNL 86 Nguyªn lý t¹o søc ®iÖn ®éng h×nh Sin 3 pha ®èi xøng: Khi quay rotor, trong c¸c d©y quÊn c¶m øng ra nh÷ng søc ®iÖn ®éng h×nh sin cïng biªn ®é vµ tÇn sè. C¸c søc ®iÖn ®éng lÇn l­ît ®¹t trÞ sè cùc ®¹i ë thêi ®iÓm khi trôc cùc tõ c¾t c¸c thanh dÉn ba cuén d©y v× vËy chóng lÖch pha nhau 1200. eA = Emax sin wt eB = Emax sin (wt-1200) eC = Emax sin (wt-2400) = Emax sin (wt+1200) BiÓu diÔn d­íi d¹ng sè phøc: o240j120j C o120i B jo A 240Ee.Ee.EE 120Ee.EE Ee.EE -Ð=== -Ð== == & & & 8/2/2012 BMNL 87 M¹ch ®iÖn ba pha ®èi xøng Nèi c¸c cuén d©y m¸y ph¸t ®iÖn víi nh÷ng phô t¶i cã tæng trë phøc ta cã hÖ thèng m¹ch ba pha kh«ng liªn hÖ, nã gåm 3 m¹ch 1 pha riªng rÏ, mçi m¹ch gäi lµ 1 pha cña m¹ch 3 pha. Phô t¶i c¸c pha ®èi xøng tøc ( ) th× dßng ®iÖn ch¹y trong c¸c pha lµ ®èi xøng. H×nh 3.2. Ba m¹ch ®iÖn mét pha kh«ng liªn hÖ víi nhau vÒ ®iÖn CBA ZZZ &&& == 8/2/2012 BMNL 88 M¹ch ®iÖn ba pha ®èi xøng H×nh 3.3. §å thÞ vÐc t¬ cña søc ®iÖn ®éng vµ dßng ®iÖn trong m¹ch 3 pha )120(I)120tsin(Ii )120(I)120tsin(Ii )tsin(Ii I Z 0E Z EI 0 C 0 maxA 0 B 0 maxB maxA o A A A -j-Ð==>+j-w= +j-Ð==>-j-w= j-w= j-Ð= jÐ Ð== & & & && 8/2/2012 BMNL 89 3.2. C¸ch nèi h×nh sao (Y) C¸ch nèi h×nh sao tøc lµ nèi ba ®iÓm cuèi XYZ cña nguån hoÆc cña phô t¶i víi nhau. H×nh 3.4. M¹ch ®iÖn 3 pha 4 d©y H×nh 3.5. M¹ch ®iÖn ba pha ba d©y 8/2/2012 BMNL 90 Trong s¬ ®å trªn c¶ nguån vµ phô t¶i ®Òu nèi h×nh sao: - §iÓm O vµ O’ lµ ®iÓm trung tÝnh cña nguån vµ phô t¶i, OO’ lµ d©y trung tÝnh, d©y A A’, BB’, CC' lµ d©y pha. M¹ch ®iÖn nh­ vËy lµ m¹ch 3 pha 4 d©y. - Dßng ®iÖn ch¹y trªn c¸c d©y pha nèi tõ nguån tíi phô t¶i gäi lµ dßng ®iÖn d©y, kÝ hiÖu Id. - Dßng ®iÖn ch¹y trong c¸c pha (cña nguån tíi phô t¶i) gäi lµ dßng ®iÖn pha ký, hiÖu lµ Ip - §iÖn ¸p ë hai ®iÓm ®Çu cña 2 pha (phô t¶i hoÆc nguån ) gäi lµ ®iÖn ¸p d©y ký, hiÖu lµ Ud. - §iÖn ¸p gi÷a ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi cña mçi pha ( nguån hoÆc phô t¶i) gäi lµ ®iÖn ¸p pha UP. 8/2/2012 BMNL 91 Khi phô t¶i nèi h×nh sao th× c¸c ®iÖn ¸p d©y lµ: Dßng ®iÖn d©y Id chÝnh lµ dßng ®iÖn pha Ip cña nguån hoÆc phô t¶i, ta cã Id = Ip. Khi phô t¶i ba pha ®èi xøng ta cã: pd ACCA CBBC BAAB U.3U UUU UUU UUU = -= -= -= &&& &&& &&& 0 3 EEEU 0IIII CBA O'O CBAo =++= =++= &&&& &&&& 8/2/2012 BMNL 92 3.3. C¸ch nèi h×nh tam gi¸c (D) C¸ch nèi h×nh tam gi¸c nguån vµ phô t¶i lµ nèi ®iÓm ®Çu pha nµy víi ®iÓm cuèi cña pha kia. H×nh 3.6. M¹ch ®iÖn 3 pha mµ c¶ nguån vµ phô t¶i ®Òu nèi h×nh tam gi¸c. Quy ­íc chiÒu d­¬ng cña dßng ®iÖn c¸c pha ch¹y ë nguån ®iÖn ng­îc chiÒu kim ®ång hå (b¾t buéc), cßn chiÒu d­¬ng cña dßng ®iÖn c¸c pha ë phô t¶i theo chiÒu kim ®ång hå. 8/2/2012 BMNL 93 T¹i c¸c nót phô t¶i ta cã: H×nh 3.7: §å thÞ vec t¬ cña m¹ch ba pha ®èi xøng nèi h×nh tam gi¸c pdpd BCCACABBCBCAABA UU;I.3I III;III;III == -=-=-= &&&&&&&&& 8/2/2012 BMNL 94 3.4. C«ng suÊt m¹ch ba pha C«ng suÊt t¸c dông P3P C«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q3P C«ng suÊt biÓu kiÕn S3P. P3P = PA + PB + PC = UAIA cosjA + UBIBcosjB+ UCICcosjC NÕu m¹ch ba pha lµ ®èi xøng th× c«ng suÊt cña c¸c pha b»ng nhau, ta cã: PA = PB = PC = Up.Ip.cosj Do ®ã: P3P = 3.Up.Ip.cosj T­¬ng tù ta cã: j= cos.IU3P ddP3 ddP3 ddP3 IU3S sin.IU3Q = j= 8/2/2012 BMNL 95 4. Đo Lường Điện n Khái niệm sai số và cấp chính xác n Tham khảo các quy định quốc tế về thông số thiết bị đo n Giới thiệu các dụng cụ đo điển hình