CHƯƠNG 4: MẠCH ĐIỆN BA PHA


Đ.4 ư 1 khái nim chung
Ngày nay trong công nghip dùng rất rộng rãi đin nng dòng
đin hinh sin ba pha. ộng cơ đin ba pha có cấu tạo đơn gin và
đc tính tốt hơn động cơ một pha. Vic truyn ti đin nng bằng
mạch đin ba pha tiết kim đưc dây dẫn hơn vic truyn tai
đin nng bằng dòng đin một pha.
Mạch đin ba pha bao gồm nguồn đin ba pha, đường dây truyn
tải và các ph ti ba pha
tạo ra nguồn đin ba pha, ta dùng máy phát đin đồng bộ ba
pha


CẤU TẠO CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA :
PHẦN TĨNH GỒM CÁC RÃNH, TRONG CÁC RÃNH ĐẶT BA
DÂY QUẤN AX, BY, CZ CÓ CÙNG SỐ VÒNG DÂY VÀ LỆCH
NHAU MỘT GÓC 2 /3 TRONG KHÔNG GIAN. MỖI DÂY
QUẤN ĐƯỢC GỌI LÀ MỘT PHA. DÂY QUẤN AX GỌI LÀ PHA
A, DÂY QUẤN BY GỌI LÀ PHA B, DÂY QUẤN CZ LÀ PHA C.
PHẦN QUAY LÀ NAM CHÂM ĐIỆN N – S .
A

Y

n
N

Z


EA

eB

12
0°

eC

Y

wt

n

N

Z

120°

eA

A

EA

O

0°

giửừa các đường dây pha gọi là điện áp dây, kí hiệu là Ud.
Thông thường có hai cách nối: nối hinh sao, và nối hinh tam giác.


4­ 2 CÁCH NỐI HINH SAO
1. Cách nối .
Muốn nối hỡnh sao ta nối ba điểm cuối pha với nhau tạo thành điểm
trung tính . ẹối với nguồn, ba điểm X, Y, Z nối với nhau tạo thành
điểm trung tính O của nguồn .
ẹối với taỷi, ba điểm cuối X’, Y’, Z’ nối với nhau tạo thành trung tính
của taỷi O’.

A

Id

C

A'

IA

UAB
UCA
UC

UAB
Ud

o


B

A


• C¸c quan hÖ gi÷a ®¹i l­îng d©y vµ pha trong c¸ch nèi h×nh sao
®èi xøng .
a.
Quan hÖ giöõa dßng ®iÖn d©y vµ pha . Can cø vµo m¹ch ®iÖn ta
thÊy quan hÖ giöa dßng ®iÖn d©y Id vµ dßng ®iÖn pha Ip nh­ sau :
Id = Ip
Quan hÖ giöõa ®iÖn ¸p d©y vµ ®iÖn ¸p pha :
U AB  U A  U B
U BC  U B  U C
U CA  U C  U A

A

Id

C

A'

IA

UAB
UCA
UC

UB
UAB

Ic

B

A


A

Id

C

A'

IA

UAB
UCA

UA

UC

UAB
Ud



Ic

B

TTừ đồ thị điện áp ta thấy rõ :
­
Về trị số, điện áp dây Ud lớn hơn điện áp pha Up là
TThật vậy xét tam giác OAB: AB = 2.OA.cos 300 =2.OA.
. OA
AB là Ud, OA là Up ; Ud=
Up

lần.
/2=
3

3
3
3

Về pha, điện áp dây UAB, UBC, UCA lệch pha nhau một góc 120 0 và vượt
trửựụực điện áp pha tương ứng một góc 300 .


4ư 3 CCH NI HINH TAM GIC
Cách nối
Muốn nối hỡnh tam giác ta lấy đầu pha này nối với cuối pha kia. Ví
dụ A nối với Z, B nối với X, C nối với Y
Các quan hệ giữa đại lượng dây và đại lượng pha trong cách nối

A
AB
CA
I I I
B
BC
AB
I I I
C
CA
BC

Ud
ICA

C

EB

B

C

IB

IAB

IBC
B
IcA


IAB

Ip
O

30°

EA

EC

Ud
ICA

C

EB

B

C

IB

IAB

IBC
B
IcA

ẸỐI VỚI NỐI TAM GIÁC : IP = ID/ ; UP= UD
P=
UD ID COS 
 LÀ GÓC LỆCH PHA GIỮA ĐIỆN ÁP PHA VÀ DÒNG ĐIỆN


Công suất phản kháng
Công suất phaỷn kháng Q của ba pha là: Q= QA + QB +QC =
UA IAsin A+ UB IB sin B + UC IC sin C
Khi đối xứng ta có: Q =3 Up Ip sin =3 Xp I2p ; trong đó Xp là điện
kháng pha hoặc
Q= 3 Ud Id sin .
Công suất biểu kiến
Khi đối xứng, công suất biểu kiến ba pha:
S= P 2 Q 2 = 3 Up Ip= 3 Ud Id


4ư 5. CCH GII MCH IN BA PHA I XNG

Giải mạch điện ba pha tải nối hình sao đối xứng
A, Khi không xét tổng trở đường dây pha . điện áp đặt lên mỗi pha
tải là:
Up = Ud/ 3 ; Tổng trở pha taỷi Zp= R 2 p X p 2 trong đó Rp, Xp là
điện trở và điện kháng mỗi pha taỷi . Ud là điện áp dây của mạch
điện ba pha .
Dũng in pha ca tai Ip= Up/
Zp= Up// R X = Ud/ 3 R
Gúc lch pha gia in ỏp
pha v dũng in pha l =
arctgXp/Rp, vi tai ni hinh sao


Zp

Ip


B, Khi cã xÐt tỉng trë cđa ®­êng d©y pha
C¸ch tÝnh to¸n cịng t­¬ng tù, nh­ng phai gép tỉng trë ®­êng d©y víi
tỉng trë pha tải ®Ĩ tÝnh dßng ®iƯn pha vµ d©y :
Id = Ip = Ud/ 3 ( Rd  R p )2  ( X d  X p )2 ; trong ®ã Rd , Xd ®iƯn trë vµ
®iƯn kh¸ng ®­êng d©y.
A
B

C

Id =Ip

Rd

Xd

Rp

Xp


4. GIẢI MẠCH ĐIỆN BA PHA TẢI NỐI TAM GIÁC ĐỐI XỨNG.
A, KHI KHÔNG XÉT TỔNG TRỞ ĐƯỜNG DÂY. ẸIỆN ÁP PHA
TAỶI BẰNG ĐIỆN ÁP DÂY


B, Khi có xét tổng trở đường dây . Trên hỡnh vẽ ta biến đổi tương
đương tam giác thành hỡnh sao như sau:
Tổng trở mỗi pha lúc đấu tam giác
Z =Rp + jXp
Biến đổi sang hỡnh sao Z = Z  /3= (Rp + jXp)/3
Dòng điện dây là: Id= Ud/ 3 (Rd  R p / 3)  ( X d  X p / 3)
2

2

Dòng điện pha của tai khi nối tam giác Ip = Id/
Rd
A

Xd

Id

3

A

Rp
Up
Ud

Xp

C


ZC
O'

O

Io

Zo


U

= ( UA YA + UB YB+ UC YC)/ ( Y A + YB+ Y C+ Y o)
trong đó Y A= 1/ Z A; Y B=1/ Z B; Y C=1/ Z C; Y o=1/ Z 0 là tổng dẫn
phức các pha của taỷi và dây trung tính .
Trường hợp nguồn đối xứng thi U A = U p; U B= U p e­j120; U C= U p e­j240
thay vào công thức trên ta có:
U O’O = U p ( Y A + Y B e­j120 + Y C e­j240 )/ ( Y A + Y B+ Y C+ Y o)
Sau khi tính được U O’O ta tính điện áp trên các pha taỷi :
U ’A= U A­ U O’O
U ’B= U B ­ U O’O
U ’C = U C ­ U O’O

’ Y ;
Z
U
Và dòng điện
=
I A= U ’A/

GIÁC, NGUỒN U
ĐIỆN
ÁP DÂY LÀ AB BC,
CA .
NẾU KHÔNG XÉT TỔNG TRỞ CÁC DÂY DẪN PHA, ĐIỆN
ÁP ĐẶT LÊN CÁC PHA TAỶI LÀ ĐIỆN ÁP DÂY NGUỒN DO
ĐÓ
Z ĐƯỢC DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC PHA TAỶI .
I TAUTÍNH
I AB= U AB/
AB; IAB = UAB / ZAB;
=
/
; IBC =UBC / ZBC;
I BC U BC Z BC
CA=
CA/
CA ; ICA =UCA / ZCA
A

IA

A

IAB
ZAB
ZCA
ICA
C


ZAB
ZCA
ICA
C

IC

IB
B

ZBC
C

IBC

B