Giáo trình Kỹ thuật điện: Phần 2 - ThS. Nguyễn Trọng Thắng, ThS. Lê Thị Thanh Hoàng

Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương 4. Mạch điện xoay chiều ba pha §4.3. CÁCH GIẢI MẠCH BA PHA 4.3.1. Mạch ba pha đối xứng: Mạch điện 3 pha đối xứng có dòng điện các pha có trị số bằng nhau về độ lớn nhưng lệch pha nhau 1200. Khi giải mạch điện 3 pha đối xứng ta tách từng pha riêng rẽ để tính. Ta có một số trường hợp thường gặp: a. Tải nối hình Y đối xứng:  Khi không xét đến tổng trở đường dây pha: Hình 4.5 - Điện áp đặt lên mỗi pha của tải là: Up  Ud - Tổng trở pha của tải: Zp  R2 p  X2p - Dòngđiện pha của tải: Ip  Up  p Ud 3. R2 p  X2 p -  arctg Xp p - Góc lệch pha  giữa Up và Ip: Vì tải nối Y nên Id  Ip  Khi có xét đến tổng trở đường dây pha: Cách tính toán cũng tương tự như trên, nhưng ta gộp tổng trở đường dây với tổng trở pha của tải Id  Ip  3. Ud (Rd  Rp)2  (Xd  Xp)2 Hình 4.6 90 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương 4. Mạch điện xoay chiều ba pha b. Tải nối tam giác đối xứng:  Khi không xét đến tổng trở đường dây pha: Hình 4.7 - Điện áp đặt lên mỗi pha của tải bằng điện áp dây: Ud  Up - Tổng trở pha của tải: Zp  R2p  X2 p - Dòngđiện pha của tải: Ip  Up  p - Góc lệch pha  giữa Up và Ip: Ud R2p  X2 p   arctg Xp p - Vì tải nối  nên Id  3.Ip  Khi có xét đến tổng trở đường dây pha: Hình 4.8 91 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương 4. Mạch điện xoay chiều ba pha Biến đổi tương đương từ  Yrồi giải tương tự - Tổng trở mỗi pha khi nối tam giác: Z  Rp  j.Xp - Biến đổi sang Y: ZY  3  3  j. 3p - Dòngđiện dây của tải: Id  - Dòngđiện pha của tải Ud 3. (Rd  Rp )2  (Xd  Xp )2 Ip  Id 4.3.2. Công suất mạch ba pha đốixứng: Đối với mạch ba pha đối xứng. Do trị số dòng điện hiệu dụng, điện áp và góc lệch pha ở ba pha như nhau nên Công suất của các pha cũng bằng nhau. - Công suất tác dụng ba pha. P3 pha = 3.P1f = 3.U .IP. cos = 3U . Id. cos = 3 Rp. I2 + Nếu mạch ba pha đấu sao thì: Ud = 3 U Id = IP. + Nếu mạch đấu tam giác thì: Id = 3 IP U = UP - Công suất phản kháng ba pha. Q3P = 3.UP.IP.Sin  = 3Ud.Id.sin = 3 Xp. I2 - Công suất biểu kiến ba pha. S3P = 3 Up.Ip = 3U .Id = P2 Q2 Ví du 4.1: Cho một mạch điện 3 pha, nguồn điện nối hình sao, tải nối hình tam giác. Điện áp pha của nguồn là U n = 200V, tổng trở pha tải Zp = 4 + j 3() a) Tính điện áp pha tải, Ip và Id. b) Tính công suất tác dụng, công suất phản khángvà công suất biểu kiến trên tải 3 pha. 92 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương 4. Mạch điện xoay chiều ba pha Hình 4.9 Lời Giải Vìnguồn nốihình sao nên Ud = 3Upn = 200 3 (V) Vì tảinốitam giác nên Up = Ud = 200 3 (V) Dòngđiện pha của tải: Ip  Up  p Ud  R2 p  X 2 p 200 3 = 40 3 (A) 42  32 Vì tải nối  nên Id  3.Ip = 120 (A) Công suất tác dụng ba pha. P3 pha = 3.P1f = 3.U .IP. cos = 3U . Id. cos = 3 Rp. I2 = 3.4. (40 3)2 = 57600 W Công suất phản kháng ba pha. Q3P = 3.UP.IP.Sin  = 3Ud.Id.sin = 3 Xp. I2 = 3.3. (40 3)2 = 43200 Var Công suất biểu kiến ba pha. S3P = 3 Up.Ip = 3U .Id = P2 Q2 = 3. 200 3.40 3 = 72000 VA Ví dụ 4.2: Cho mạch điện 3 pha, tải nối sao, nguồn nối tam giác. Nguồn và tải đều đối xứng. Dòng điện pha của tải là Ipt = 50A, điện áp pha của tải là U t = 220V. a) Hãy vẽ sơ đồ nối dây mạch 3 pha trên, ghi rõ các đại lượng trên sơ đồ. b) Tính dòng điện pha và điện áp pha của nguồn Ipn và Upn. Lời giải: 93 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương 4. Mạch điện xoay chiều ba pha Hình 4.10 Id  I pt  50A U pn  Ud  3.U pt  3.220  380 V  I  Id  50  28,86A 3 3 Vídụ 4.3: Một tải 3 pha có điện trở mỗi pha Rp = 6, điện kháng pha Xp = 8, nối tam giác, đấu vào mạngđiện có Ud = 220V. Hình 4.11 a) Tính dòng điện pha Ip , dòngđiện dây Id b) Tính công suất tác dụng, công suất phản kháng và công suất biếu kiến trên tải 3 pha. Lời giải: U p Ud  220 V  Tổng trở pha của tải: Zp  R2  X 2  62 82 10 Dòng điện pha của tải: Ip  Zp  220  22A Dòng điện dây của tải: Id  3.Ip  22 3A Hệ số công suất của tải: ... - tailieumienphi.vn