Bài giảng Kỹ thuật điện, điện tử - Chương 3: Mạch điện 3 pha
Muốn thực hiện sơ đồ đấu Y, ta cần tạo điểm nối chung cho cả 3 nguồn áp. Điểm
chung của 3 nguồn áp được gọi là trung tính nguồn .
Điểm chung này là giao điểm của 3
đầu của 3 nguồn áp cùng dấu.
Trong hình 3.3, trình bày các sơ đồ biểu
diễn sơ đồ Y; các đầu nguồn a, b, c được cung
cấp đến tải 3 pha và n là điểm trung tính nguồn.
Nguồn áp 3 pha cần bằng đấu Y có 6
giá trị điện áp được phân thành hai nhóm:
Điện áp pha: là điện áp xác định giữa mỗi
đầu a,b hay c đến trung tính n.
Điện áp dây là điện áp xác định giữa 2
trong 3 đầu a,b, c
nh tải; nên áp đặt lên hai đầu của từng pha tải đấu Y chính là các áp pha nguồn . Áp dụng kết quả này chúng ta xác định công suất phức cho từng pha tải . Công suất phức tiêu thụ trên pha tải AN: A aAANS Z . I j. . .j VA 2 26 0 20 2400 0 Công suất phức tiêu thụ trên pha tải BN: o oBN bBBNS Z . I . , .j VA 2 26 30 20 2400 30 2078 46 1200 aAI bBI cCI aA bBI I NnI anV bnV cnV HÌNH 3.22: Giản đồ vector phase dòng và áp trong thí dụ 3.7. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 111 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 3 Công suất phức tiêu thụ trên pha tải CN: o o CN CN cC cC cC cCCN CN CN S V . I Z . I . I Z . I . S , , .j VA 2 25 45 24 2880 45 2036 47 2036 47 Công suất phức tiêu thụ trên tải 3 pha hay được cấp bởi nguồn áp 3 pha là: t AN BN CN o t S S S S , j. , j. . S , .j , VA 2400 2078 46 1200 2036 47 2036 47 6515 3236 47 7274 61 26 41 3.3.2. TRƯỜNG HỢP NGUỒN Y TẢI : Với bài toán mạch 3 pha có nguồn áp 3 pha cân bằng đấu Y và phụ tải không cân bằng đấu ; chúng ta thường gặp hai trường hợp: Tổng trở đường dây đáng kể . Tổng trở đường dây không đáng kể. Với mạch 3 pha nguồn Y tải , không cân bằng, dZ 0 ; muốn giải mạch chúng ta áp dụng phương trình dòng mắt lưới. Trong trường hợp dZ 0 mạch 3 pha cân bằng được giải trực tiếp nhanh chóng bằng cách áp dụng định luật Ohm ; vì lúc này áp dây nguồn đang cấp trực tiếp vào 2 đầu của mỗi nhánh pha tải . Điều quan trọng cần chú ý khi giải bài toán này là quan hệ giữa dòng pha qua tải và dòng dây cấp đến tải. THÍ DỤ 3.8: Cho mạch 3 pha gồm nguồn áp 3 pha thứ tự thuận, đấu Y, oanV V 200 0 ; tổng trở đường dây không đáng kể dZ 0 ; tải 3 pha không cân bằng đấu với tổng trở mỗi nhánh pha tải là: ABZ j 16 12 ; BCZ 20 ; CAZ j 20 . Xác định: a./ Dòng pha phức qua mỗi nhánh tải. b./ Dòng dây phức từ nguồn đến tải. c./ Công suất phức tiêu thụ trên tải. GIẢI: a./ Dòng pha phức qua mỗi nhánh tải. Khi tổng trở đường dây dZ 0 , các điểm a và A đẳng thế, tương tự cho trường hợp b và B cũng như c và C. Áp dụng định luật Ohm ta có: Dòng pha phức qua nhánh pha tải AB: o o AB ab AB o AB AB V VI A jZ Z 0200 3 30 200 3 30 10 3 6 87 16 12 20 36 87 - + - + - + anV a b c n A B C BCZ ABZaAI bnV cnV bBI cCI CAZ ABI BCI CAI Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 112 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 3 Dòng pha phức qua nhánh pha tải BC: o BC bc BC BC BC V VI .j A Z Z 200 3 90 10 3 20 Dòng pha phức qua nhánh pha tải CA: o o CA ca o CA o CA CA V VI A jZ Z 200 3 210 200 3 210 10 3 60 20 20 90 b./ Dòng dây phức từ nguồn đến tải. Áp dụng định luật Kirchhoff 1 tại các nút A,B,C hay các quan hệ (3.33) đến (3.35) ta có: Dòng dây phức từ a đến A: aA AB CA aA I I I , , j I , A 0 0 0 10 3 6 87 10 3 60 8 5359 17 0718 19 087 63 44 Dòng dây phức từ b đến B: bB BC AB bB I I I .j , , j I , A 0 0 10 3 10 3 6 87 17 1961 15 2487 22 983 138 44 Dòng dây phức từ a đến A: cC CA BC aA I I I .j , , j I , A 0 0 10 3 60 10 3 8 66025 2 32051 8 966 15 c./ Công suất phức tiêu thụ trên tải. Công suất phức tiêu thụ trên nhánh tải AB: AB ab AB AB AB ABAB AB o AB S V . I Z . I . I Z . I j . .j S VA 2 2 16 12 10 3 4800 3600 6000 36 87 Công suất phức tiêu thụ trên nhánh tải BC: BC bc BC BC BC BCBC BC o BC S V . I Z . I . I Z . I . .j S VA 2 2 20 10 3 6000 0 6000 0 Công suất phức tiêu thụ trên nhánh tải AB: CA ca CA CA CA CACA CA o CA S V . I Z . I . I Z . I j . .j S VA 2 2 20 10 3 0 6000 6000 90 Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 113 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 3 Công suất phức tổng tiêu thụ tải 3 pha: t AB BC CA o t S S S S .j j .j S VA , KVA 0 4800 3600 6000 6000 10800 9600 14450 41 63 14 45 41 63 BÀI TẬP CHƯƠNG 3 BÀI TẬP 3.1 Cho nguồn áp 3 pha cân bằng thứ tự thuận, đấu Y: biết obnV V 200 0 , trung tính nguồn n nối vào trung tính N của tải; tổng trở của các đường dây từ nguồn đến tải không đáng kể. Tải 3 pha không cân bằng đấu Y, cho : 10ZCN ; j10ZBN ; j68ZAN . Tính: a./ Dòng dây phức aAI cấp đến tải . b./ Công suất biểu kiến cung cấp cho tải CNZ . c./ Dòng hiệu dụng qua dây trung tính nN . ĐÁP SỐ : a./ o A 20 83 13 ; b./ 4 KVA ; c./ 19,05 A BÀI TẬP 3.2 Cho nguồn áp 3 pha cân bằng thứ tự thuận đấu Y: obnV [V] 208 0 ; 0Zdaây ; tải 3 pha cân bằng đấu , tổng trở pha tải là pZ j 24 36 . Xác định: a./ Áp dây phức ABV . b./ Dòng dây phức aAI từ nguồn đến tải là [A]: ĐÁP SỐ : a./ o V 360 150 ; b./ o, A 14 42 63 69 BÀI TẬP 3.3 Cho nguồn áp 3 pha cân bằng thứ tự thuận đấu Y: ocnV [V] 240 120 ; 0Zdaây ; tải 3 pha cân bằng đấu , tổng trở pha tải là pZ j 16 12 . Tính: a./ Áp dây phức ABV . b./ Dòng dây phức aAI từ nguồn đến tải. c./ Công suất biểu kiến tổng cung cấp bởi nguồn. ĐÁP SỐ : a./ o V 240 3 150 ; b./ o A 36 203 13 ; c./ 25,92 KVA BÀI TẬP 3.4 Cho nguồn áp 3 pha cân bằng thứ tự thuận đấu Y: obnV V 215 0 ; daâyZ 0 . Tải cân bằng tiêu thụ công suất tác dụng là 7,74 kW, mỗi tổng trở pha tải có HSCS là 0,8 trễ . a./ Dòng dây Hiệu Dụng IaA b./ Công suất biểu kiến cung cấp bởi nguồn ĐÁP SỐ : a./ 15 A ; b./ 9675 VA Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 114 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 3 BÀI TẬP 3.5 Cho nguồn áp 3 pha cân bằng thứ tự thuận đấu Y; ocnV 200 0 V ; trung tính tguồn n nối vào trung tính N của tải. Đường dây từ nguồn đến tải có Tổng Trở không đáng kể. Tải 3 pha không cân bằng, đấu Y : CNZ 10j ; BNZ 10 ; ANZ 8 6j . Xác định: a./ Dòng dây phức aAI cấp đến tải . b./ Tổng Công Suất Tác Dụng cấp đến tải 3 pha . c./ Dòng Hiệu Dụng qua dây trung tính Nn . ĐÁP SỐ : a./ o20 156 87 [A]; b./ 7,2 KW ; c./ 30,3 A BÀI TẬP 3.6 Cho nguồn áp 3 pha cân bằng thứ tự thuận, đấu Y; với obnV V 144 0 ; daâyZ 0 . Tải cân bằng có tổng trở pha pZ , , j 9 8 15 09 . Xác định: a./ Dòng dây phức aAI . b./ Công suất tác dụng tổng tiêu thụ trong tải. c./ Điện dung tụ C2 để nâng HSCS của tải lên đến 0,925 trễ khi ghép song song mỗi tổng trở pha của tải với một tụ điện này. Biết tần số nguồn áp là f = 50 Hz. ĐÁP SỐ : a./ o6324 [A] ; b./ 5649 W ; c./ 109 µF BÀI TẬP 3.7 Cho nguồn áp 3 pha cân bằng thứ tự thuận, đấu Y. Tổng trở đường dây : daâyZ 0 . Tải cân bằng có tổng trở pha pZ 9 12j . Công suất tác dụng tiêu thụ trong mỗi nhánh tải là : 5810 W. Xác định: a./ Dòng dây hiệu dụng IaA . b./ Áp pha hiệu dụng Van ĐÁP SỐ : a./ 44 A ; b./ 220 V BÀI TẬP 3.8 Cho nguồn áp 3 pha cân bằng thứ tự thuận, đấu Y; obnV [V] 200 0 ; 0Zdaây ; tải cân bằng có tổng trở pha là pZ j 12 9 . Xác định: a./ Áp dây phức ABV . ĐÁP SỐ : a./ o A 200 3 150 ; b./ o A 40 83 13 b./ Dòng dây phức aAI BÀI TẬP 3.9 Cho nguồn áp 3 pha cân bằng thứ tự thuận o anV V 200 0 , tải 3 pha cân bằng đấu pZ j 1 24 18 . Xác định: a./ Công suất phức tiêu thụ trên tải 3 pha . b./ HSCS của tải 3 pha tổng hợp nếu đấu thêm tải 3 pha cân bằng đấu Y pZ 2 20 . anU bnU cnU pZ pZ pZ aAI anV bnV cnV 1pZ 1pZ 1pZ 2pZ2pZ2pZ Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 115 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 3 c./ Dòng dây phức aAI sau khi đấu thêm tải pZ 2 . d./ Số chỉ của Watt kế. ĐÁP SỐ : a./ , , .j KVA 9 6 7 2 ; b./ 0,908 ; c./ 28,6 A ; d./ - 4,16 KW BÀI TẬP 3.10 Cho nguồn áp 3 pha cân bằng thứ tự thuận, đấu Y, cung cấp điện cho tải ba pha cân bằng đấu Y qua một đường dây ba pha có điện trở 1/pha. Cho tổng trở pha của tải là (11 + 16j)[], o anV [V] 220 23 . Xác định: a./ Công suất biểu kiến phát ra từ nguồn 3 pha . b./ Áp phức BCU tại tải. ĐÁP SỐ : a./ , KVA7 26 ; b./ o V 370 64 64 BÀI TẬP 3.11 Cho nguồn áp 3 pha cân bằng có áp dây 380V cấp điện cho tải tổng hợp T gồm 3 tải 3 pha cân bằng T1, T2, T3 đấu song song: TẢI 1: P1 = 240 kW; cos1 = 0,8 trễ. TẢI 2: S2 = 400 kVA; cos2 = 0,6 trễ. TẢI 3: P3 = 222 kW; Q3 = 323 kVAR; HSCS sớm. Xác định : a./ Dòng dây nguồn cấp cho T . b./ Hệ số công suất của tài T. c./ Công suất biểu kiến tiêu thụ bởi T. ĐÁP SỐ : a./ 1100 A ; b./ 0,97 trễ ; c./ 724 KVA BÀI TẬP 3.12 Cho nguồn áp 3 pha cân bằng thứ tự thuận đấu Y, oanV [V] 150 0 ; đường dây không tổng trở; các tải 3 pha cân bằng pZ j [ ] 1 9 12 . Xác định : a./ Dòng phức BCI . b./ Công suất phức cấp cho tải 3 pha tổng hợp khi đấu thêm tải 3 pha ][j105Z 2p . c./ Dòng dây hiệu dụng IaA. ĐÁP SỐ : a./ o, A 17 3 36 87 ; b./ (10,8 5,4.j) [KVA] ; c./ 27 A anV bnV cnV pZ 1 pZ 1 pZ 1 pZ 2pZ 2pZ 2 aAI
File đính kèm:
- bai_giang_ky_thuat_dien_dien_tu_chuong_3_mach_dien_3_pha.pdf