Một phần của tài liệu GIÁO TRÌNH ĐIỆN KỸ THUẬTMạch điện 3 pha đối xứng có dòng điện những pha có trị số bằng nhau về độ
lớn nhưng lệch sóng nhau 120 o. Khi giải mạch điện 3 pha đối xứng ta tách từng pha riêng rẽ để tính, phương pháp giải tựa như mạch điện hình sin 1 pha. Ta có, một sốtrường hợp thường gặp :
1.4.4.1. Tải nối hình Y đối xứng
a)Khi không xét đến tổng trởđƣờng dây pha
Hình 1-37: Mạch ba pha đối xứng nối sao, đồ thị vectơ điện áp và dòng điện.
Điện áp đặt lên mỗi pha của tải là :
√ T ng trở pha của tải : √ Dòng điện pha của tải : √ Góc lệch pha giữa Up và Ip : = arctg Vì tải nối Y nên Id = Ip
b)Khi có xét đến tổng trởđƣờng dây pha
Cách giám sát cũng tựa như như trên, nhưng ta gộp t ng trở đường dây với t ng trở pha của tải .
Hình 1-38: Mạch ba pha nối sao đối xứng có tổng trởđường dây.
T ng trở pha của tải :
√ ( 1-133 )
Hay : = Rp + jXp
T ng trởđường dây tải điện :
√ ( 1-134 ) Hay : = Rd + jXd Dòng điện pha của tải : Id = Ip = √ √ Góc lệch pha giữa Up và Ip : = arctg
1.4.4.2. Tải nối tam giác (Δ) đối xứng
a)Khi không xét đến tổng trởđƣờng dây pha
Hình 1-39: Mạch ba pha đối xứng nối tam giác, đồ thị vectơ điện áp và dòng
Điện áp đặt lên mỗi pha của tải bằng điện áp dây : Ud = Up T ng trở pha của tải : √ Dòng điện pha của tải : √ Vì tải nối Δ nên Id = √. Ip Góc lệch pha giữa Up và Ip : = arctg
b)Khi có xét đến tổng trởđƣờng dây pha
Hình 1-40: Mạch ba pha nối tam giác đối xứng có tổng trởđường dây.
Biến đ i tương tự từ Δ Y rồi giải tương tự như tải nối hình Y đối xứng .
( 1-135 )
Trong đó :
= Rp + jXp : T ng trở mỗi pha của tải khi nối tam giác. : T ng trở mỗi pha của tải khi đã chuyển sang hình sao. Dòng điện dây của tải :
Dòng điện pha của tải : √ Góc lệch pha giữa Up và Ip : = arctg
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 1
1. Nêu định ngh a dòng điện xoay chiều. Trình bày cách tạo ra dòng điện xoay chiều .
2. Thiết lập biểu thức tính sức điện động của dòng điện xoay chiều. 3. Nêu những đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều .
4. Nêu những loại hiệu suất của dòng điện xoay chiều. 5. Nêu những ưu điểm của mạch điện 3 pha .
6. Trình bày các phương pháp nối nguồn – tải 3 pha. Nêu quan hệ các đại
lượng dây – pha trong cách nối sao và nối tam giác .
7. Viết biểu thức tính hiệu suất P, Q., S trong mạch 3 pha đối xứng. 8. Trình bày những bước giải mạch điện 3 pha đối xứng .
BÀI TẬP
CHƢƠNG 1
1-1.Tính trị số của điện trở:
ĐS : R = 4
1-2.Tính công suất tiêu thụ trong:
– Nguồn 40V.
– Nguồn 40V.
– Điện trở 8.
ĐS: P1 = 120W (phát ra);
P2 = 40W (tiêu thụ); PR = 2W.
1-3.Tính trị số của điện trở R
ĐS: R = 3
1-4.Cho mạch điện:
Tính các dòng điện trong các nhánh.
Với: E1 = 125 V; E2 = 90 V; R1 = 3;
R2 = 2; R3 = 4.
1-5.Một cuộn dây khi đặt vào điện áp một chiều 48V, dòng điện qua nó là 8A,
đặt vào điện áp xoay chiều 120V, 50Hz, thì dòng điện qua nó là 12A. Tìm
điện trở và điện cảm của cuộn dây.
ĐS : R = 6 ; L = 25,5 mH .
1-6.Cho một mạch điện R – L – C nối tiếp đặt vào một điện áp xoay chiều:
U = 220V, f = 50Hz, R = 9, L = 0,03H, C = 220F.
Tính :
Trị số hiệu dụng I và viết biểu thức tức thời dòng điện của mạch. Hệ số cos .
ĐS : I = 21,3 A ; i ( t ) = √ sin ( 100 t + 25 o ). cos = 0,9 .
1-7.Cho mạch điện R – L – C mắc nối tiếp.
Vớ i U = 127 V, R = 12, L = 160mH,
C = 127F, f = 50 Hz.
Tính dòng điện, điện áp rơi trên những thành phần R, L, C, góc lệch pha và hiệu suất P, Q., S, vẽ đồ thịvectơ .
ĐS : I = 4,6 A ; UR = 55,2 V ; UL = 230V ; UC = 115V ; = 64 o20 ’
P = 254W ; Q = 529VA r ; S = 584VA
1-8.Mạch điện xoay chiều 125V, 50Hz có điện
trở R = 7,5 nối tiếp với tụ điện C = 320F.
Tính dòng điện và những thành phần của tam giác điện áp, vẽ đồ thị vectơ .
1-9.Cho mạch điện như hình vẽ, với:
u ( t ) = 100 √ cos ( 5 t + 60 o ) ( v ) i ( t ) = 5 √ cos ( 5 t + 30 o ) ( A )
Biểu diễn : ̇ ̇, vẽ đồ thị véctơ quan hệ điện áp dòng điện .
ĐS : ̇ ̇ √
1-10.Cho mạch điện R – L –C mắc nối tiếp đặt vào một điện áp xoay chiều có:
u(t) = 20sin(2t + 90o), R1 = 8; R2 = 2; L = 6H; C = 0,25F
Tính : – Trị số hiệu dụng I và viết biểu thức tức thời dòng điện của mạch. – Hệ số cos của mạch .
ĐS : I = 1A ; i ( t ) = √ sin ( 2 t + 45 o ) ; cos = 1 .
1-11.Trị số dòng điện và điện áp trên một phần tử được biểu diễn dưới dạng
hiệu dụng phức:
̇ = 100 / 90 ° ( V ) ; ̇ = 10/45 ° ( A ) .
Hãy trình diễn u, i dưới dạng tức thời và tính R, P, Q., S của mạch .
1-12.Cho mạch điện với u(t) = 200√ sin10t
(v).
Với: R = 4.
L = 0,5H.
F = 0,05F.
Giải bằng số thực và số phức, so sánh
hai kết quả.
a. Tìm ch số các dụng cụđo.
b. Viết biểu thức tức thời của tất cảcác đại lượng có độ ch trên dụng cụđo .
c. Tính tần sốđể mạch cộng hưởng. Dòng điện khi mạch cộng hưởng. d. Tính những loại hiệu suất của mạch .
ĐS :
a. I = 40A ; UR = 160V ; UL = 200V ; UC = 80V ; URL = 256V .
b. i = 40 √ sin ( 10 t – 37 o ) ; uR = 160 √ sin ( 10 t – 37 o ) ; uL = 200 √ sin ( 10 t –
53 o ) ; uC = 200 √ sin ( 10 t – 127 o ) ; uRL = 256 √ sin ( 10 t + 14 o ). c. f = 1H z ; Ich = 50A .
d. P = 6400W ; Q = 4800V ar ; S = 8000VA .
1-13.Cho mạch điện R – L – C song song, với
u ( t ) = 200 √ sin10t V.
a. Tìm độ ch của những dụng cụđo .
b. Viết biểu thức tức thời của toàn bộ những
đại lượng có độ ch trên dụng cụđo. ĐS :
a. IR = 20A ; IL = 40A ; IC = 20A ; IR-L = 44,8 A ; I = 28,3 A.
b. iR ( t ) = 20 √ sin10t ; iL ( t ) = 40 √ sin ( 10 t – 90 o ) ; iC ( t ) = 20 √ sin ( 10 t + 90 o ) ; iR-L ( t ) = 44,8 √ sin ( 10 t – 63,4 o ) ; i ( t ) = 28,3 √ sin10t – 45 o )
1-14.Mạch điện có điện áp U = 200V cung cấp cho hai tải nối song song:
Tải 1 có P1 = 2112W, cos1 = 0,8.
Tải 2 có P2 = 2121W, cos 2 = 0,5 .
a. Tính I1, I2, I hiệu suất tính năng, hiệu suất phản kháng, thông số hiệu suất cos của mạch .
b. Để nâng cao thông số hiệu suất của mạch cos = 0,92 cần nối song song với hai tải một tụ bù. Tính điện dung của tụbù, dòng điện I sau khi bù .
ĐS: I1 = 12A; I2 = 11,13A; I = 22,62; cos = 0,679; Cbù = 150,3F; Ibù =
16,48A
1-15.Một tải 3 pha có điện trở mỗi pha Rp = 6, điện kháng pha Xp = 8, nối
tam giác, đấu vào mạng điện có Ud = 220V
a. Tính dòng điện pha Ip, dòng điện dây Id .
b. Tính hiệu suất tính năng, hiệu suất phản kháng và hiệu suất biểu kiến trên tải 3 pha .
1-16.Cho mạch điện 3 pha tải nối hình sao đối xứng đấu vào mạng điện 3 pha
có điện áp dây là 380V, điện trở R = 20, cảm kháng XL = 15.
a. Tính dòng điện pha Ip và dòng điện dây Id .
b. Tính hiệu suất tính năng, hiệu suất phản kháng và hiệu suất biếu kiến trên tải 3 pha .
ĐS : Ip = 8,8 A ; Id = 8,8 A ; P = 4464,4 W ; Q = 3484,8 Var ; S = 5808VA .
1-17.Cho một mạch điện 3 pha, nguồn điện nối hình sao, tải nối hình tam giác.
Điện áp pha của nguồn là Upn = 200V, t ng trở pha tải = 4 + j3 ().
a ) Tính điện áp pha tải, Ip và Id .
b ) Tính hiệu suất tính năng, hiệu suất phản kháng và hiệu suất biểu kiến trên tải 3 pha .
ĐS: Ip = 40√ A; Id = 120A; P = 57600W; Q = 43200Var; S = VA.
1-18.Một mạch điện 3 pha đối xứng, t ng trở đường dây = 4 +j2. Tải nối tam
giác, t ng trở pha tải ̇ = – j15. Điện áp nguồn Ud = 220V. Tính dòng điện
dây và dòng điện pha.
1-19.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 Upt =
220V.
a. Hãy vẽ sơ đồ nối dây mạch 3 pha trên, ghi rõ những đại lượng trên sơ đồ. b. Tính dòng điện pha và điện áp pha của nguồn Ipn và Upn .
ĐS : Ipn = 28,86 A ; Upn = 381V ;
1-20.Cho mạch điện 3 pha:
Với ̇ 100 / 0 o ; ̇ 100 / – 120 o ; ̇ 100 / – 240 o p = 9 + j9 ( ) ; d = 1 ( )
a. Tính trị số hiệu dụng và pha của dòng dây. b. Suy ra trị số hiệu dụng và pha của dòng pha .
c. Tìm trị số hiệu dụng của điện áp dây của nguồn và điện áp dây của tải. d. Tìm trị số hiệu dụng của sụt áp trên mỗi pha của đường dây .
e. Tính hiệu suất của tải, t n hao trên đường dây và hiệu suất do nguồn phát ra ĐS : a. ̇ ; ̇, ̇. b. ̇ √ ; ̇ √ ; ̇ √. c. UAB = 100 √ V ; UA’B ’ = 147V. d. UAA ’ = 20V. e. Pt = 3600W ; Pd = 1200W ; Pn = 4800W .
Chƣơng 2:
MÁY IẾN ÁP
Mục tiêu : Học xong chương này, người học có khảnăng :
Mô tả được thành phần cấu trúc và trình diễn nguyên l thao tác của máy biến áp một pha và ba pha .
Xác định được những đầu dây cuộn sơ cấp và thứ cấp .
Nêu được đặc thù của những phương pháp đấu dây máy biến áp ba pha .
2.1. Máy biến áp một pha
2.1.1. Khái niệm
2.1.1.1. Định ngh a
Máy biến áp là một thiết bị điện từ t nh, thao tác dựa theo nguyên lí cảm
ứng điện từ, dùng để biến đ i điện áp của mạng lưới hệ thống dòng điện xoay chiều từ điện áp cao xuống điện áp thấp hoặc ngược lại từ điện áp thấp lên điện áp cao nhưng
vẫn giữ nguyên tần số .
Đầu vào của máy biến áp nối với nguồn điện gọi là sơ cấp, những đại lượng và thông số kỹ thuật của sơ cấp trong ký hiệu có ghi ch số “ 1 ” .
Đầu ra của máy biến áp nối với tải gọi là thứ cấp, những đại lượng và thông số kỹ thuật
của thứ cấp trong ký hiệu có ghi ch số “ 2 ” .
Nếu điện áp thứ cấp lớn hơn điện áp sơ cấp thì máy biến áp là máy tăng áp, và ngược lại gọi là máy giảm áp .
2.1.1.2. Các đại lƣợng định mức
Các đại lượng định mức của máy biến áp do nhà sản xuất pháp luật để cho máy có năng lực thao tác lâu dài hơn và hiệu suất cao nhất. Ba đại lượng định mức cơ
bản là :
a)Điện áp định mức
Điện áp sơ cấp định mức ( U1đm ) : là điện áp đã lao lý cho dây quấn sơ
Điện áp thứ cấp định mức ( U2đm ) : là điện áp giữa những đầu ra của dây quấn thứ cấp, là điện áp dây ( so với máy biến áp ba pha ), khi dây quấn thứ cấp hở
mạch (không nối với tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức.
Điện áp định mức quyết định hành động việc sắp xếp cuộn dây cách điện giữa những lớp, những vòng dây và lựa chọn vật tư cách điện đểđảm bảo an toàn. Đơn vị của điện
áp định mức là V hoặc kV .
b)Dòng điện định mức
Dòng điện định mức là dòng điện đã pháp luật cho mỗi dây quấn của máy biến áp, ứng với hiệu suất định mức và điện áp định mức .
Khi điện áp đặt vào cuộn dây sơ cấp là định mức và nối cuộn dây thứ cấp với tải có hiệu suất bằng hiệu suất định mức của máy biến áp thì dòng điện đo được trên cuộn dây sơ cấp là dòng điện sơ cấp định mức ( I1đm và dòng điện đo được trên cuộn dây thứ cấp là dòng điện thứ cấp định mức ( I2đm )
Đối với máy biến áp một pha, dòng điện định mức là dòng điện pha. Đối với máy biến áp ba pha, dòng điện định mức là dòng điện dây .
Khi phong cách thiết kế máy biến áp người ta địa thế căn cứ vào dòng điện định mức để chọn tiết diện dây quấn sơ cấp và thứ cấp, xác lập những t n hao nguồn năng lượng trong điện trở dây quấn để bảo vệ nhiệt độ tăng trong quy trình sử dụng không vượt quá số lượng giới hạn bảo đảm an toàn .
c) Công suất định mức
Công suất định mức của máy biến áp là hiệu suất biểu kiến thứ cấp ở chính sách thao tác định mức. Công suất định mức ký hiệu là Sđm, đơn vị chức năng là VA hoặc kVA
Đối với máy biến áp một pha, hiệu suất định mức là : Sđm = U2đm I2đm = U1đm Ilđm
Đối với máy biến áp ba pha, hiệu suất định mức là : Sđm = √ U2đm I2đm = √ U1đm Ilđm
Ngoài ra trên nhãn máy còn ghi tần số, sốpha, sơ đồ nối dây, điện áp ngắn mạch, chếđộ thao tác … của máy biến áp đó .
Trong quy trình sử dụng, nếu ta đặt máy biến áp hoạt động giải trí ở mức dưới những
đại lượng định mức thì sẽ gây tiêu tốn lãng phí năng lực thao tác của máy biến áp, còn nếu ta đặt trên những đại lượng định mức thì gây nguy hại, dễ gây hỏng máy biến áp .
2.1.2. Phân loại.
Máy biến áp hoàn toàn có thể được phân loại theo những cách khác nhau, tùy thuộc vào mục tiêu, cách sử dụng, cấu trúc … Có những loại máy biến áp như sau :
Máy biến áp tăng áp và máy biến áp giảm áp : thường được sử dụng đểtăng và
giảm điện áp trong lưới truyền tải và phân phối điện .
Máy biến áp 3 pha và máy biến áp 1 pha : Người ta thường sử dụng máy biến áp 3 pha nhiều hơn vì nó kinh tế tài chính hơn. Nhưng nếu tương quan đến size, tương thích hơn khi sử dụng một bộ ba máy biến áp một pha vì nó thuận tiện luân chuyển hơn so với một máy biến áp ba pha .
Máy biến áp lực đè nén, máy biến áp phân phối, máy biến áp giám sát
Máy biến áp lực đè nén thường được sử dụng trong lưới điện để tăng hoặc giảm
điện áp. Nó hầu hết hoạt động giải trí khi tải cao hoặc trong thời hạn cao điểm và có hiệu suất tối đa khi đầy tải .
Máy biến áp phân phối nhằm mục đích làm giảm điện áp để phân phối cho người sử
dụng hoặc mục tiêu thương mại. Loại máy này điều ch nh điện áp tốt và hoàn toàn có thể hoạt động giải trí 24 h một ngày với hiệu suất cao tối đa ở 50 % tải .
Máy biến áp đo lường và thống kê thì gồm có máy biến áp và máy biến dòng. Loại
máy này thì dùng để giảm điện áp và dòng điện từ cao xuống giá trị thấp
hơn mà hoàn toàn có thể đo được bằng những thiết bị truyền thống lịch sử .
Máy biến áp 2 cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu : Trước đây thường được sử
dụng với tỷ số cuộn cao áp và hạ áp lớn hơn 2. Sau này nó hiệu suất cao về mặt
chi phí hơn khi sử dụng với máy biến áp mà tỷ số cuộn cao áp và hạ áp nhỏ
hơn 2.
Máy biến áp ngoài trời và máy biến áp trong nhà : Là loại máy phong cách thiết kế để lắp
đặt ngoài trời hay lắp trong nhà .
Máy biến áp làm mát bằng dầu và máy biến áp khô : Trong máy biến áp làm mát bằng dầu, môi trường tự nhiên làm mát là dầu máy biến áp trong đó máy biến áp
khô thì được làm mát bằng không khí .
Máy biến áp loại Core type (mạch từ bên ngoài cuộn dây); Shell type (cuộn
dây nằm bên ngoài mạch từ) và Berry type.
Máy biến áp core type có hai trụvà hai thanh ngang được gọi là khung. Lõi từ hình vuông vắn với một mạch từ chung. Các cuộn dây hình tròn trụ ( sơ cấp và thứ
(Trang 52 -52 )
