Bài giảng Lý thuyết mạch điện: Phần 2 - Trường Đại học Thái Bình

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Lý thuyết mạch điện: Phần 2 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Mạch điện ba pha; Mạng hai cửa tuyến tính không nguồn; Quá trình quá độ trong mạch điện tuyến tính đơn giản. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Lý thuyết mạch điện: Phần 2 - Trường Đại học Thái Bình

MẠCH ĐIỆN BA PHA 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG 4.1.1 Định nghĩa Mạch điện 3 pha là mạch điện có nguồn tác động là hệ thống sức điện động 3 pha. 4.1.2 Cách tạo ra hệ sức điện động ba pha Trong thực tế để tạo ra hệ thống sức điện động ba pha người ta dùng máy phát điện đồng bộ 3 pha đối xứng. - Cấu tạo của máy: gồm 2 phần chính là phần tĩnh và phần động. Hình 4.1 vẽ mặt cắt ngang của máy phát. Z B Stato + Phần tĩnh (còn gọi là stato): là một hình trụ tròn   + + N n rỗng gắn trên thân máy, trong có rãnh để đặt dây quấn. A   + + X  + Rôto Trong các rãnh đặt 3 dây quấn giống hệt nhau: AX, BY, S CZ; mỗi dây quấn đặt lệch nhau một góc 1200. Y C Hình 4.1 + Phần quay (còn gọi là rôto): Là một nam châm điện, được từ hoá bằng nguồn điện một chiều bên ngoài, nó được đặt trong stato và có thể quay quanh trục. Giữa stato và rôto có một khoảng cách nhỏ. - Khi làm việc rôto được động cơ sơ cấp kéo quay với tốc độ không đổi  (hoặc n), từ trường của rôto quét qua các thanh dẫn phía stato, tạo nên trong đó các sức điện động cảm ứng xoay chiều hình sin. Các sức điện động này giống nhau về biên độ và tần số, lệch nhau một góc 1200 ứng với thời gian 1/3 chu kỳ gọi là hệ thống sức điện động ba pha đối xứng. Nếu giả thiết góc pha đầu của sức điện động trong dây quấn AX bằng 0, ta có biểu thức các sức điện động đó: eA  E 2 sin t  eB  E 2 sin t  120   E A  E0 a,    2 sin  t  240  E B  E  120 b, (4.1) eC  E    E C  E 120 2 sin  t  120     E Hình 4.2; 4.3 vẽ các đường cong trị số tức thời của eA , eB , eC; đồ thị véc tơ của chúng. Từ các đồ thị ta thấy ở mọi thời điểm tổng các sức điện động của 3 dây quấn đều triệt tiêu: eA +eB + eC = 0 (4.2) e 72 eA eB eC
j EC EA +1 1200 Hình 4.3 EB Nếu mỗi dây quấn stato nối với một tải ta sẽ được một mạch 3 pha 6 dây, giữa các pha không liên hệ với nhau. Trong thực tế không dùng cách này vì không kinh tế. Nếu 3 dây quấn AX, BY, CZ nối lại với nhau sau đó mới nối đến tải ta sẽ được một hệ thống 3 pha. 4.1.3 Cách nối nguồn và tải + Nối nguồn: Nguồn có thể nối sao (Y)hoặc nối tam giác () - Nối sao: là nối ba điểm cuối X, Y, Z chụm thành một điểm chung - gọi là điểm trung tính nguồn 0, ba đầu còn lại A, B, C nối đến tải, hình 10.4. Nếu từ điểm trung tính có dây nối ra - được gọi là nối sao không (Y0), dây nối ra gọi là dây trung tính. - Nối tam giác: đem 3 dây quấn AX, BY, CZ nối với nhau thành một vòng khép kín, tại các chỗ nối nối đến tải, hình 4.5. Có thể nối tam giác mà không ngắn mạch bởi vì trong vòng kín luôn có eA +eB + eC = 0 Đến tải A A Đến tải eA eBA 0 eAC eC 73 B C eB Đến tải B Đến tải C e
+ Nối tải: Tải có thể nối sao hoặc nối tam giác tùy theo yêu cầu của tải. Việc nối nguồn và tải là độc lập nhau. Ví dụ: Hình 4.6 - một hệ thống có nguồn nối sao không (Y0), tải nối bất kỳ. Đường dây Dây pha A eA 0 eC B C eB Tải nối Y0 Tải nối Y Tải nối  Dây trung tính Hình 4.6 4.1.4 Định nghĩa pha. Ta thấy mỗi bộ phận (nguồn, đường dây, tải ) của mạch 3 pha đều gồm 3 phần hợp lại, mỗi phần được gọi là một pha, 3 pha đặt tên là pha: A, B, C. 4.1.5 Các lượng dây và pha. + Dòng điện dây, điện áp dây: Dòng điện chạy trên dây dẫn từ nguồn đến tải gọi là dòng điện dây, điện áp giữa các đây có dòng điện dây gọi là điện áp dây, ký hiệu: Id, Ud. + Dòng điện pha, điện áp pha: dòng địên chạy trong các pha, điện áp trên các pha của nguồn và tải gọi là dòng điện pha, điện áp pha, ký hiệu: If , Uf. 4.1.6 Mạch 3 pha đối xứng, không đối xứng. Mạch 3 pha đối xứnglà mạch 3 pha có nguồn đối xứng, tải đối xứng (ZA = ZB = ZC) và đường dây đối xứng (có tổng trở các pha đường dây và hoàn cảnh các pha đường dây như nhau). Mạch 3 pha không đảm bảo một trong 3 yếu tố trên là mạch 3 pha không đối xứng. * Trong thực tế nguồn 3 pha thường nối sao không (Y0) - mạch 3 pha 4 dây, hệ thống này kinh tế, lại cung cấp được nhiều cấp điện áp. 4.2ĐẶC ĐIỂM MẠCH 3 PHA ĐỐI XỨNG 74
Mạch 3 pha đối xứng có các đặc điểm sau:  E A  E0 + Nguồn là hệ thống sức điện động 3 pha đối xứng   E  E  120   B    E C  E 120  + Tải đối xứng Z A  Z B  ZC ; Z AB  Z BC  ZCA + Các điểm trung tính của nguồn và tải (nếu có) đẳng thế với nhau. + Các hệ thống dòng điện, điện áp trên mọi bộ phận của mạch đều đối xứng. 4.2.1 Mạch 3 pha đối xứng nối sao Xét mạch 3 pha đối xứng như hình 4.7a  IA A A’  U CA  EA ZA  UA 0  UC 0’  ZB EC C B C’  B’  EB ZC UB U AB  IB  U BC Hình 4.7a - Hệ thống điện áp dây: UAB , UBC , UCA - Hệ thống dòng điện dây: I A , I A , IC - Hệ thống điện áp pha nguồn và tải: E A , E B , E C , U A , U B , U C -Tính điện áp giữa hai điểm trung tính của tải và nguồn (giả thiết 0  0 ): E A YA  E B YB  EC YC E A  E B  E C  U00  0    0 (4.2) YA  YB  YC 3 Vậy 2 điểm trung tính của nguồn và tải đẳng thế với nhau. - Hệ thống áp pha tải: Viết phương trình theo luật Kirhof 2 cho các vòng 0A A‘0‘0; 0BB‘0‘0; 0CC‘0‘0: E A  U A  U 00  U A E B  U B  U 00  U B (4.3) E C  U C  U 00  U C - Xét quan hệ giữa điện áp dây và điện áp pha: 75
Viết phương trình theo luật Kirhof 2 cho các vòng 0’A‘B‘0’ U AB  U A  U B  0  U AB  U A  U B Tương tự cho các vòng 0’B‘C‘0’ và 0’C‘A‘0’ ta có hệ tổng quát U AB  U A  U B U BC  U B  UC (4.4) UCA  UC  U A Kết luận: Điện áp dây bằng hiệu 2 điện áp pha tương ứng và hệ thống điện áp dây cũng đối xứng. U ab M A Ua Ub H 300 1200 0 Ub Uc Hình 4.7b Đồ thị véc tơ của điện áp dây và pha vẽ trênhình 4.7b (với giả thiết EA  E0o ) + Về pha: Từ đồ thị véc tơ ta thấy U ab  U a  U b  U a   U b  Cộng véc tơ theo quy tắc hình bình hành thì ta thấy điện áp dây vượt trước áp pha tương ứng một góc 300 + Về trị số: từ tam giác vuông OAH ta có: Đồ thị véc tơ của điện áp dây và pha vẽ trênhình 4.7b (với giả thiết EA  E0o ) 3 U d  OM  2OH  2.OA.cos300  2.OA.  3OA  U d  3U p (4.5) Ta thấy: Về trị số 2 hiệu dụng điện áp dây có độ lớn gấp 3 lần điện áp pha. Từ đó có quan hệ: 76
 U  3 U .e j30  AB A  j30  U BC  3 U B .e (4.6)  j30  U CA  3 U C .e  Hệ thống dòng điện pha bằng: I A  YA U A  YU A ; I B  YB U B  YU B ; IC  YC U C  YU C cũng đối xứng. Từ sơ đồ mạch ta thấy dòng điện dây bằng dòng điện pha tương ứng: Id = I f (4.7) 4.2.2 Mạch 3 pha nối tam giác Xét mạch 3 pha nối tam giác như hình 4.8a  IA A A’  E BA  U CA  U CA  I AB ZAB  E AC  I CA ZCA  U AB ZBC C B B’  C’ E CB  U BC  U AB  IB  U BC Hình 4.8a  IC Từ sơ đồ ta thấy: Hệ thống điện áp dây bằng điện áp pha, cụ thể: U AB  E BA   U BC  E CB  (4.8)  UCA  E AC  Vậy hệ thống điện áp trong mạch đối xứng và ta có: Ud = U f (4.9) - Hệ thống dòng điện pha trên tải: U AB U AB  I AB    ZAB Z  U U   I BC  BC  BC  cũng đối xứng. ZBC Z  U U  ICA  CA  CA  ZCA Z  - Xét quan hệ giữa dòng điện dây và dòng điện pha: Phương trình theo luật Kirhof 1 cho các nút A’ , B’ , C’ : 77
IA  IAB  ICA   IB  IBC  IAB  (4.10)  IC  ICA  IBC   Dòng điện dây bằng hiệu 2 dòng điện pha tương ứng và hệ thống dòng điện dây cũng đối xứng. Hình 4.8b vẽ đồ thị véctơ hệ thống dòng điện trong  mạch (với giả thiết góc pha đầu của I AB bằng không). j  I CA + Về trị số: Chứng minh tương tự như trên ta có   IA IB Id  3 I f (4.11)  I AB +1 0 + Về góc pha: Dòng điện dây chậm sau dòng điện pha tương ứng một góc 300 U d  U p Hình4.8b   IC   j 300  I BC  I d  3I p e   I aA  3I AB   300    IbB  3I BC   30 0 (4.12)   I cC  3ICA  30 0  4.3 ĐẶC ĐIỂMMẠCH BA PHA KHÔNG ĐỐI XỨNG Mạch ba pha không còn là đối xứng khi một trong 3 trường hợp sau xảy ra: - Nguồn đối xứng, tải không đối xứng - Nguồn không đối xứng, tải đối xứng - Nguồn không đối xứng, tải không đối xứng Khi phân tích mạch 3 pha không đối xứng ta phải phân tích đồng thời cả 3 pha bằng tất cả các phương pháp phân tích mạch đã học trong chương 3. 4.4CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI MẠCH ĐIỆN 3 PHA ĐỐI XỨNG 4.4.1 Giải mạch điện 3 pha tải đấu Y đối xứng a. Bỏ qua tổng trở đường dây Zd = 0 78
Hình4.9 Ud Điện áp đặt vào mỗi pha của tải là U p    300 3 Tổng trở mỗi pha của tải là Z p  Rp  X p 2 2 Up Dòng điện chạy qua mỗi pha của tải là I p  Cũng chính là dòng điện chạy trên dây dẫn nối Zp từ nguồn đến tải Id b. Có xét đến tổng trở đường dây Zd ≠0 zd Id  I p Zp a Ud zd Id  I p Zp b Hình4.10 zd Id  I p Zp c Ud Điện áp đặt vào mỗi pha của tải là U p    300 3 Up Dòng điện chạy qua mỗi pha của tải là I p  Cũng chính là dòng điện dây chạy trên dây Zd  Z p dẫn nối từ nguồn đến tải Chú ý: Trường hợp mạch ba pha đối xứng nối Y, nhưng thay vì biết áp pha, người ta lại cho bíêt áp dây, khi đó cần nhớ đến quan hệ: 1    U UA = UAB và U A chậm sau U AB 30o U A = AB (ab – 30o) 3 3 79
4.4.2 Giải mạch điện 3 pha tải đấu  đối xứng Id a I AB a. Bỏ qua tổng trở đường dây Zd = 0 I CA Do Zd = 0 nên hệ thống điện áp pha nguồn bằng hệ U dn Thống điện áp pha tải. I BC Điện áp pha của tải bằng điện áp dây U p  U d b Up Dòng điện chạy qua mỗi pha của tải là I p  Zp c Hình 4.11 Dòng điện dây tương ứng I d  3I p   30 0 b. Có xét đến tổng trở đường dây Zd ≠0 Id Zd A I CA I AB Zp U dn I BC B Zd C Hình 4.12 Trường hợp muốn giải bằng phương pháp 1 dây, ta phải làm tương đương nguồn và tải về dạng Y rồi mới có thể giải được. Biến đổi tương đương tải từ tam giác sang sao Z Id A d Zp U Pn 3 0 Zp 3 Zd B C Hình 4.13 80
Dòng điện chạy trên đường dây của hệ thống chính là dòng điện chạy trong các pha của tải đấu Y U pn I d  I pY  Zd  Z p Dòng điện qua mỗi pha của tải tam giác nhờ mối quan hệ I d  3I p   300 Id  I p  300 3 Ví dụ : Tìm dòng pha và dòng dây trong mạch điện hình vẽ. Biết hệ ba pha của mạch theo thứ  tự thuận và có E = 208 (hiệu dụng) 30o (V) ; Zd = 2Ω, ZAB = ZBC = ZCA= 1 + j4 () AB 2Ω Id A’ A I A' B ' IC ' A' ECA E AB 1+j4Ω Ud C B 2Ω C’ B’ I B 'C ' EBC 2Ω Hình 4.15 Giải: Biến đổi mạch tam giác về mạch Y tương đương, trong đó: Z AB 1  j4 Trở kháng pha A, B, C :ZA= ZB = ZC= = () 3 3  IA A 2Ω A’  EA ZA  UA 0  UC 0’  ZB EC U AB C B C’  B’  ZC UB EB 2Ω  IB 2Ω IC Hình 4.16 81
  E Biết: E AB = 21030o (V) E A = AB (ab – 30o) 3 208 = (30o – 30o) = 1200o (V) 3   Suy ra áp pha A: U A = E A = 1200o (V). Ta có sơ đồ 1 dây A  IA 2 A’   UA ZA EA Dòng dây pha A: Hình 4.17  UA 1200 o  IA = = 2  ZA 1  j4 2 3 / = 38,77 – j22,15 = 44,65- 29,74o (A) Các dòng dây còn lại cho bởi:  IA  IB    I C = I AS = I A 1 a 2 a  I B = I Aa2 = I A e  j120 = (IA- 29,74o)(1- 120o) = 44,65- 149,74o    o = - 38,57 – j22,50 (A) o Và: I C = I Aa = I A e j120 = (IA- 29,74o)(1120o)= 44,6590,26o = - 0,20 + j44,65 (A)    1 1  Các dòng pha: I A’B’= IA(A + 30o) = (44,65)(- 29,74o + 30o)= 25,780,26o (A) 3 3      Từ: I A'B' I B'C' I C'A' = I A’B’S = I AB 1 a 2 a  I B’C’ = I A’B’a2 = I A’B’ e  j120 = (IA’B’0,26o)(1- 120o) = 25,78- 119,74o (A)    o o Và: I C’A’ = I A’B’a = I A’B’ e j120 = (IA’B’0,26o)(1120o) = 25,78120,26o (A)    82
4.5 GIẢI MẠCH ĐIỆN 3 PHA KHÔNG ĐỐI XỨNG 4.5.1 Nguồn nối Y – Tải nối Y Tải đấu Y có dây trung tính với tổng trở Z0, bỏ qua tổng trở đường dây Gọi điện áp pha nguồn là U P IA A ZA Dòng điện dây bằng dòng pha tải = IA a Điện áp pha tải là U A ;U B ;U C IB B ZB b Dùng phương pháp điện thế nút tính 0’ U AYA  U BYB  U CYC IC C’ ZC U 0'0  c YA  YB  YC  Y0 I0 Z0 Giả sử nguồn đối xứng 0 U B  U p e j120  Hình 4.18 UA Up   U C  U p e j120  YA  YB e j120  YC e j120  U 0'0 Up YA  YB  YC  Y0 Áp dụng luật Kirchhof 2 tìm ra các điện áp pha của tải. U A  U 0'0  U a  U A  U a  U 0'0 IA A ZA a U B  U 0'0  U b  U B  U bB  U 0'0 UA U C  U 0'0  U c  U C  U c  U 0'0 Dòng điện chạy trong các pha của tải 0’ U 0 '0 UA U U IA  ; I B  B ; IC  C ZA ZB ZC I0 Z0 0 Dòng điện chạy trên dây trung tính Hình 4.19 U I 0  0'0 I0  I A  I B  Ic Z 0 Hoặc Trường hợp hệ thống là 3 pha 3 dây đấu Y - Y không có dây trung tính, hoặc hệ thống 3 pha 4 dây Y –Y không kể đến tổng trở dây trung tính 83
Thì điện thế giữa 2 nút trung tính là bằng không dẫn đến điện áp pha nguồn sẽ bằng điện áp pha của tải từ đó tìm được dòng điện pha của tải. Tải đấu Y có dây trung tính với tổng trở Z0 có kể đến tổng trở đường dây a IA zd A Ea Ua ZA UA I0 z0 0 0’ Ec ZB Eb ZC c B b C IB zd IC Hình 4.20 zd E AYAd  EBYBd  ECYCd 0'  YAd  YBd  YCd  YN 1 1 1 1 = YAd ; = YBd ; = YCd ; = YN Z A  Zd ZB  Zd ZC  Zd ZN       Coi nguồn 3 pha là lý tưởng: E A = U A ; E B = U B ; E C = U C U AYAd  U BYBd  U CYCd 0'  YAd  YBd  YCd  YN Thành lập sơ đồ 1 pha, xét pha A Zd IA ZA A a UA Ea 0' 0’ 0 Hình 4.21 I0 Z0 84
Từ đó, ta tính được các thông số của mạch như sau: 1. Dòng điện dây cũng là dòng pha:          I A = I AO’ = U A.YAd ; I B = I BO’ = U BO’.YBd ; I C = I CO’ = U C.YCd     2. Dòng trung tính: I N = I A + I B + I C       3. Điện áp pha của tải: U A = I AZA ; U B = I BZB ; U C = I CZC       4. Sụt áp trên 3 dây pha: U aA = I AZd ; U bB = I BZd ; U cC = I CZd 5. Điện áp dây của nguồn:    U AB= 3 UA(a+30o); U BC= 3 UB(b+30o); U CA= 3 UC(c+30o) (Thứ tự thuận)    U AB= 3 UA(a-30o); U BC= 3 UB(b-30o); U CA= 3 UC(c-30o) (Thứ tự nghịch)          6. Điện áp dây của tải: U AB = U A’ - U B ; U BC = U B - U C ; U CA = U C’ - U A Ví dụ 4: Tìm dòng dây, dòng pha và dòng trung tính trong mạch điện hình 291. Biết hệ ba pha thứ tự thuận có U AO = 200 (hiệu dụng) 0o (V), trở kháng đường dây  Zd = 0,5 – j1 (Ω) , trở kháng pha ZA = 9,5 – j1 (Ω) ; ZB = 5,5 – j9 (Ω) ; ZC = 5,5 + j7 (Ω), trở kháng dây trung tính ZN = 1,2 + j1,6 (Ω).    U AO YAd  U BO YBd  U CO YCd Giải: Coi  O =0, độ dịch chuyển điểm trung tính: U O 'O =  O’=    YAd  YBd  YCd  YN Trong đó: U AO = 2000o (V) ; U B O = 200- 120o (V) ; U CO = 200120o (V)     IA Zd A   U AO U AO ' ZA   I A 'O' IN ZN O O’ ZB  U O 'O  I B 'O '  U BO  I C'O '  ZC  U CO I B Zd B   U I C B O' Zd C  U CO ' Hình 4.21 85
1 1 Và: YAd = = = 0,0962 + j0,0192 (S) Z A  Zd 9,5  j1  0,5  j1 1 1 YBd = = = 0,0441 + j0,0735 (S) ZB  Zd 5,5  j9  0,5  j1 1 1 YCd = = = 0,0833 – j0.0833 (S) ZC  Zd 5,5  j7  0,5  j1 1 1 YN = = = 0,3 – j0,4 (S) ZN 1,2  j1,6 Từ đó: 200(0,0962  j 0,0192)  (200 120o )(0,0441  j0,0735)  (200120o )(0,0833  j0,0833) 0'  0,0962  j 0,0192  0,0441  j0,0735  0,0833  j0,0833  0,3  j0, 4 = 54,0755,91o = 30,3 + j44,78 (V) Từ đó ta suy ra:  3 điện áp giữa các cực nguồn và trung tính tải:   U AO’ = U AO -  O’ = 200 – 30,3 – j44,78 = 169,7 – j44,78 = 175,51 - 14,78o (V)    U BO’ = U BO -  O’=200-120o –30,3–j44,78= - 130,3 – j217,99= 253,96 - 120,87o (V)    U CO’ = U CO -  O’ =200120o–30,3– j44,78 = - 130,3 + j128,43 = 182,95 135,41o (V)   3 dòng dây cũng là 3 dòng pha:    I A = I A’O’ = U AO’.YAd = (175,51 - 14,78o)( 0,0962 + j0,0192) = 17,22- 3,49o (A)    I B = I B’O’ = U BO’.YBd = (253,96 - 120,87o)( 0,0441 + j0,0735) = 21,77- 61,83o (A)    I C = I C’O’ = U CO’.YCd = (182,95 135,41o)(0,0833 – j0.0833) = 21,5590,41o (A)  Dòng trung tính: I N = I A + I B + I C     = (17,22- 3,49o) + (21,77- 61,83o) + (21,5590,41o) = 27,342,75o (A) Trường hợp như trên nhưng có kể đến tổng trở đường dây, ta tính toán tương tự nhưng chú ý kể đến Zd trong các công thức tính 86
Trường hợp tải đấu Y, nguồn Y có dây trung tính nhưng tổng trở dây trung tính bằng 0, lúc đó điểm trung tính tải trùng với trung tính nguồn, mặc dù tải không đối xứng ta vẫn có U 0’0 = 0. Điện áp pha trên tải lúc này bằng điện áp pha nguồn U A  U A ' U B  U B ' U C  U C ' 4.5.2 Nguồn nối Y – Tải nối  Quy tải  về dạng Y tương đương ta được mạch nguồn nối Y – tải nối Y. Ví dụ 5: Tìm dòng dây và dòng pha trong mạch điện hình vẽ . Biết hệ ba pha thứ tự thuận có  U AB = 381 (hiệu dụng) 30o (V), trở kháng đường dây Zd = 0,5 – j1 (Ω) , Trở kháng pha ZAB = 9,5 – j1(Ω) ; ZBC = 5,5 – j9 (Ω) ; ZCA = 5,5 + j7 (Ω). A Zd A’  IA   I A'B'  EA U AB ZCA  EB ZAB  EC  U CA  I C'A ' O C B’ B Zd C’ ZBC  I B 'C '  IB  U BC  Zd IC Giải: Hình 4.22 Tải nối Y tương đương có tổng trở là ZA, ZB, ZC A Zd  IA  U A 'O ' A’   U AO ' EA  U AO   U C' A ' ZA U A'B'  U CO  U O 'O O  ZC EB O’  U B'O' C C’ ZB B’ Zd  EC  U BO B  U B O'  U C'O'  IB  U B 'C'  U CO '  IC Hình 4.23 87
Z AB .Z CA (9,5  j1)( 5,5  j7) = = = 2,4033 + j3,3273 () Z AB  Z BC  Z CA 9,5  j1  5,5  j9  5,5  j7 Z BC .Z AB (5,5  j9)( 9,5  j1) ZB = = = 2,7015 – j4,0437 () Z AB  Z BC  Z CA 9,5  j1  5,5  j9  5,5  j7 Z CA .Z BC (5,5  j7)( 5,5  j9) ZC = = = 4,5303 + j0,1264 () Z AB  Z BC  Z CA 9,5  j1  5,5  j9  5,5  j7 U 381 Các áp pha của nguồn: U AO = AB (30o – 30o) =  0o = 220 (V) 3 3  U B O = 220- 120o (V) và U CO = 220120o (V)   Sau đây ta tính tương tự như ví dụ 4, ta được:  1  1  1 U AO  U BO  U CO Z A  Zd ZB  Zd ZC  Zd  U O 'O =  O’ =  = 71,227 - j75,182 (V) 1 1 1   Z A  Zd ZB  Zd ZC  Zd  3 điện áp giữa các cực nguồn và trung tính tải Y:   U AO’ = U AO -  O’ = E A -  O’ = 148,77 + j75,182 (V)      U BO’ = U BO -  O’ = E B -  O’ = - 181,23 – j115,34 (V)      U CO’ = U CO -  O’ =   EC -  O’ = - 181,23 + j265,71 (V)     3 dòng dây: I A= U AO’.YAd=43,83 – j9,24 (A) ; I B = U BO’.YBd = 0,04 – j35,95 (A)     I C = U CO’.YCd = - 43,87 + j45,2 (A)  3 áp pha của tải Y tương đương:     U A’O’ = I A.ZA = 136,1 + j123,64 (V) ; U B’O’ = I B.ZB = - 145,29 – j97,32 (V)   U C’O’ = I C.ZC = - 204,49 + j199,23 (V)  3 áp pha của tải :       U A’B’= U A’O’- U B’O’=281,39+j220,96 (V); U B’C’= U B’O’ - U C’O’=59,2–j296,55 (V)    U C’A’ = U C’O’ - U A’O’ = - 340,59 + j75,59 (V) 88
 3 dòng pha của tải :     I A’B’ = U A’B’/ZAB = 26,87 + j26,08 (A) ; I B’C’ = U B’C’/ZBC = 26,91 – j9,87 (A)   I C’A’ = U C’A’ZCA = - 16,96 + j35,33 (A) 4.6CÔNG SUẤT TRONG MẠCH 3 PHA 4.6.1 Mạch 3 pha không đối xứng Muốn tính hoặc đo công suất trong mạch 3 pha không đối xứng, ta phải tính hoặc đo công suất từng pha riêng rẽ, rồi cộng lại: * * * S  SA  SB  SC  UA .IA  UB .IB  UC .IC  P  jQ (4.18) Trong đó: P  PA  PB  PC  U A IA cos A  U B IB cos B  UC IC cos C  (4.19) Q  QA  QB  QC  U A IA sin A  U B IB sin B  UC IC sin C * A* WA * B * WB Tải nối Y0 C * * WC Hình 4.24 0 4.6.2 Mạch 3 pha đối xứng Khi mạch 3 pha đối xứng, ta chỉ cần tính hoặc đo công suất một pha (thường tính cho pha A) rồi nhân 3: * S  3SA  3UA .IA  3(PA  jQA )  P  jQ (4.20) P  3PA  3Uf If cos f Trong đó:  (4.21) Q  3QA  3Uf If sin f Trong các công thức (4.17); (4.18); (4.19); (4.20) các thông số đều là lượng pha. Trong thực tế thường tính công suất theo các lượng dây. Với mạch 3 pha đối xứng nối sao ta có các quan hệ: Id  If ; Ud  3Uf Với mạch 3 pha đối xứng nối tam giác ta có các quan hệ: Ud  Uf ; Id  3If 89
U d Id Cả 2 cách nối ta đều có quan hệ: U f If  (4.22) 3 thay quan hệ này vào (4.17): U d Id  P3 cos f  3U d Id cos f  3   (4.23) U d Id  Q3 sin f  3U d Id sin f 3   90
BÀI TẬP CHƯƠNG 4 Câu 1: Cho hệ thống nguồn 3 pha đấu Y đối xứng thứ tự thuận. Biết vectơ điện áp dây hiệu  dụng là: U ab  3.2000 0 V . Tìm biểu thức điện áp U a ;Ub ;U c Câu 2: Cho hệ thống 3 pha 4 dây Y-Y đối xứng thứ tự thuận, có vectơ áp dây hiệu dụng là:  U ab  208  30 0 V . Tìm điện áp pha A, B, C của nguồn. Câu 3: Cho hệ thống 3 pha 4 dây Y-Y đối xứng thứ tự thuận, có vectơ áp pha hiệu dụng là: U a  120900V . Tìm điện áp dây U ab ;Ubc ;Uca Câu 4: Cho hệ thống 3 pha 4 dây Y-Y đối xứng thứ tự thuận với tổng trở pha là:  Z p  3 330 0  phát 9,6kW cho tải. Tìm dòng dây Id Câu 5: Cho hệ thống 3 pha 4 dây Y-Y đối xứng thứ tự thuận, có vectơ áp pha hiệu dụng là: U a  10000V . Tìm Zp nếu nguồn phát 3,6kW với hệ số công suất 0,6 sớm Câu 6: Cho hệ thống 3 pha 4 dây Y-Y đối xứng thứ tự thuận, có vectơ áp pha hiệu dụng là:  U an  1000 0 V . Tìm Ip nếu nguồn phát 3,6kW với hệ số công suất 0,6 sớm Câu 7: Cho hệ thống 3 pha 4 dây Y-  đối xứng thứ tự thuận, có vectơ áp pha hiệu dụng là: U a  10000V và phát 2,4kW với hệ số công suất 0,8 trễ. Tìm dòng pha Ip Câu 8: Cho hệ thống 3 pha 4 dây Y-Y đối xứng thứ tự thuận. Biết vector áp dây hiệu dụng là:  U ab  1000 0 V ; Z  5053,10  . Tính công suất P cho tải  p Câu 9: Cho hệ thống 3 pha 4 dây Y-Y đối xứng thứ tự thuận. Biết vectơ áp dây hiệu dụng là:  U ab  1000 0 V , Z  5053,10  . Tìm dòng điện dây I ; I ; I  p aA bB cC Câu 10: Cho hệ thống 3 pha Y-  nguồn đấu Y đối xứng thứ tự thuận, có vectơ áp pha hiệu  dụng là: U  10000V , Z  1060 0  . a p 10.1 Tìm điện áp dây U AB ;U BC ;U CA 10.2 Tìm hệ thống dòng điện pha I AB ; I BC ; I CA ? 10.3 Tìm hệ thống dòng điện dây I aA ; I bB ; I cC ? Câu 11: Cho hệ thống 3 pha 4 dây Y-Y đối xứng thứ tự thuận, có vectơ áp pha hiệu dụng của  tải là: U A  104,0226,60V , Z p  8  j3 . Điện trở mỗi pha của đường dây là: Z d  1  j .  Tìm điện áp pha của nguồn U a ;Ub ;U c Câu 12: Cho hệ thống 3 pha 4 dây, nguổn đấu Y đối xứng thứ tự thuận, tải đấu Y không đối xứng. Biết vectơ điện áp pha của nguồn là: U a  24000V . Cho Z A  10; Z B  10  j5; ZC  j 20 . Tìm dòng chạy trong các pha của tải I A , I B , I C 91