Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 4: Mạch điện 3 pha

CHƯƠNG 4
01
02
4.1. TỔNG QUAN VỀ NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG:
4.1.1. ĐỊNH NGHĨA.
4.1.2. NGUỒN ÁP 3 PHA ĐẤU Y.
KHÁI NIỆM VỀ ÁP DÂY , ÁP PHA
 4.1.3. NGUỒN ÁP 3 PHA ĐẤU .
4.2. PHƯƠNG PHÁP GIẢI MẠCH 3 PHA.
4.2.1. TRƯỜNG HỢP NGUỒN Y – TẢI Y.
4.2.1.1. TRƯỜNG HỢP TỔNG QUÁT.
4.2.1.2. TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT.
4.2.2. TRƯỜNG HỢP NGUỒN Y – TẢI .
 KHÁI NIỆM VỀ DÒNG DÂY VÀ DÒNG PHA
4.2.3. TRƯỜNG HỢP NGUỒN – TẢI Y.
4.2.4. TRƯỜNG HỢP NGUỒN – TẢI .
03
+‐
+‐
+‐
a
o
b
o
c
t
t
t
u U 2 sin t
u U 2 sin t 120
u U 2 sin t 240
 
  
  
b
c
oa
o
o
U U 0
U U 120
U U 240
 
  
  
4.1. TỔNG QUAN VỀ NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG:
4.1.1. ĐỊNH NGHĨA:
 NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG (HAY ĐỐI XỨNG) 
LÀ TẬP HỢP 3 NGUỒN ÁP XOAY CHIỀU HÌNH SIN:
 CÙNG BIÊN ĐỘ.
 CÙNG TẦN SỐ.
 LỆCH PHA THỜI GIAN TỪNG ĐÔI .o120
04
PHÂN LOẠI :
 NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG GỒM HAI DẠNG
 THỨ TỰ THUẬN.
 THỨ TỰ NGHỊCH.
a
o
b
o
c
t
t
t
u U 2 sin t
u U 2 sin t 120
u U 2 sin t 240
 
  
  
b
c
oa
o
o
U U 0
U U 120
U U 240
 
  
  
a
b
c
 NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG THỨ TỰ THUẬN
05
a
o
b
o
c
t
t
t
u U 2 sin t
u U 2 sin t 120
u U 2 sin t 240
 
  
  
b
c
oa
o
o
U U 0
U U 120
U U 240
 
  
  
a
b
c
NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG THỨ TỰ NGHỊCH
06
4.2. NGUỒN ÁP 3 PHA ĐẤU Y
QUI TẮC KẾT NỐI:
 TẠO ĐIỂM CHUNG (TRUNG TÍNH) CHO 3 NGUỒN ÁP
 ĐIỂM CHUNG LÀ GIAO ĐIỂM CỦA 3 ĐẦU CÙNG 
TÍNH CHẤT
+‐
+‐
+‐
+
‐
a
b
c
a
bc
nn
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY PHADÂY TRUNG TÍNH
DÂY TRUNG TÍNH
07
 NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG ĐẤU Y CÓ HAI DẠNG ÁP
 ÁP PHA
 ÁP DÂY
ÁP PHA LÀ ÁP CHÊNH LỆCH GIỮA MỘT TRONG 3 DÂY 
PHA ĐẾN DÂY TRUNG TÍNH.
+
‐
a
bc
n
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY TRUNG TÍNH
ÁP PHA
ÁP PHA
ÁP PHA
b bn
c cn
oa an
o
o
U U U 0
U U U 120
U U U 240
 
  
  
CÁC ÁP PHA 
TRONG NGUỒN ÁP 3 PHA 
THỨ TỰ THUẬN 
08
ÁP DÂY LÀ ÁP CHÊNH LỆCH GIỮA HAI TRONG 3 DÂY PHA.
+‐
+‐
+‐ a
b
c
n
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY TRUNG TÍNH
ÁP DÂY
ÁP DÂY
ÁP DÂY
CÁC ÁP DÂY 
TRONG NGUỒN ÁP 3 PHA 
THỨ TỰ THUẬN 
ab an bn
bc bn cn
ca cn an
U U U
U U U
U U U
(CHỈ SỐ ÁP DÂY ĐƯỢC ĐÁNH 
SỐ THEO THỨ TỰ HOÁN VỊ 
VÒNG a,b,c)
09
QUAN HỆ GIỮA ÁP DÂY VÀ ÁP PHA TRONG SƠ ĐỒ Y:
b
c
 VỚI NGUỒN ÁP 3 PHA THỨ TỰ THUẬN TA CÓ:
 ÁP DÂY HIỆU DỤNG = ÁP PHA HIỆU DỤNG.
 ÁP DÂY NHANH PHA HƠN ÁP PHA TƯƠNG ỨNG 
3
o30
bn
cn
3 oab
ob
oa
c
o
o
n
c
a
o
U U 0
U U 120
U U 240
U U 30
U U 3 90
U U 3 210

  
  

 
 
10
4.3. NGUỒN ÁP 3 PHA ĐẤU 
QUI TẮC KẾT NỐI:
 TẠO (DỰNG) CÁC ĐỈNH CHO SƠ ĐỒ TAM GIÁC.
 ĐỈNH CỦA TAM GIÁC LÀ GIAO ĐIỂM CỦA HAI ĐẦU 
NGUỒN ÁP KHÔNG CÙNG TÍNH CHẤT
+ ‐
+
‐
+
‐
+‐
a
b
c
a
bc
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY PHA
11
TRONG NGUỒN ÁP 3 PHA ĐẤU CHỈ CÓ ÁP DÂY
 NGUỒN ÁP 3 PHA ĐẤU LÀ NGUỒN 3 PHA 3 DÂY
ÁP PHA NGUỒN = ÁP DÂY CẤP ĐẾN TẢI 
+ ‐
+
‐
+
‐
a
b
c
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY PHA
ÁP DÂY
ÁP DÂY
ÁP DÂY
b bc
c ca
oa ab
o
o
U U U 0
U U U 120
U U U 240
 
  
  
CÁC ÁP DÂY 
TRONG NGUỒN ÁP 3 PHA 
THỨ TỰ THUẬN 
12
4.2. PHƯƠNG PHÁP GIẢI MẠCH 3 PHA:
4.2.1. MẠCH 3 PHA NGUỒN Y TẢI Y:
4.2.1.1. TRƯỜNG HỢP TỔNG QUÁT :
ĐẶC ĐIỂM:
 NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG
 TỔNG TRỜ ĐƯỜNG DÂY KHÔNG CÂN BẰNG
 TẢI 3 PHA ĐẤU Y KHÔNG CÂN BẰNG
+‐
+‐
+‐ a
b
c
n
N
A
B
C
13
+‐
+‐
+‐ a
b
c
n
N
A
B
C
PHƯƠNG PHÁP GIẢI: 
 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN THẾ NÚT.
 CHỌN TRUNG TÍNH NGUỒN LÀM NÚT CHUẨN. 
an bn cn
dA AN dB BN dC CN
N
dA AN dB BN dC CN dN
U U U
Z Z Z Z Z Z
U
1 1 1 1
Z Z Z Z Z Z Z
14
+‐
+‐
+‐ a
b
c
n
N
A
B
C
4.2.1.1. TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT 1:
ĐẶC ĐIỂM:
 NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG
 TỔNG TRỞ ĐƯỜNG DÂY CÂN BẰNG
 TẢI 3 PHA ĐẤU Y CÂN BẰNG
dA dB dC d dN dZ Z Z Z Z Z 
AN BN CN pZ Z Z Z 
15
 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN THẾ NÚT SUY RA:
an bn cn
d P
N
d P dN
1 U U U
Z Z
U 0
3 1
Z Z Z
KẾT LUẬN:
 TRUNG TÍNH NGUỒN ĐẲNG THẾ VỚI TRUNG TÍNH TẢI.
 DÒNG QUA DÂY NỐI HAI TRUNG TÍNH BẰNG 0.
 TRONG MẠCH 3 PHA CÂN BẰNG KHÔNG CẦN DÂY NỒI 
LIÊN LẠC GIỮA CÁC TRUNG TÍNH. 
 KHI XEM CÁC TRUNG TÍNH NGUỒN VÀ TRUNG TÍNH TẢI 
TRÙNG NHAU, CÓ THỂ THAY THẾ MẠCH 3 PHA CÂN 
BẰNG BẰNG 3 MẠCH 1 PHA TƯƠNG ĐƯƠNG.
16
+‐
+‐
+‐ a
b
c
A
B
C
+
‐
a A
+
‐
b B
+
‐
c C
n n nN N N
THAY THẾ MẠCH 3 PHA CÂN BẰNG BẰNG 3 MẠCH 1 PHA
an
aA
d p
UI
Z Z
bn
bB
d p
UI
Z Z
cn
cC
d p
UI
Z Z
17
+‐
+‐
+‐
a
b
c
n
N
A
B
C
4.2.1.2. TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT 2:
ĐẶC ĐIỂM:
 NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG
 TỔNG TRỞ ĐƯỜNG DÂY KHÔNG ĐÁNG KỂ
 TẢI 3 PHA ĐẤU Y CÂN BẰNG
 KHÔNG KẾT NỐI CÁC TRUNG TÍNH.
dA dB dCZ Z Z 0 
AN BN CN pZ Z Z Z 
18
+
‐
a A
+
‐
b B
+
‐
c C
n n nN N N
THAY THẾ MẠCH 3 PHA CÂN BẰNG BẰNG 3 MẠCH 1 PHA
pan
aA
p p
UUI
ZZ
  
pbn obB
p p
UUI 120
ZZ
  
pcn ocC
p p
UUI 240
ZZ
  
 VỚI NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG THỨ TỰ THUẬN, TA CÓ
p p pbn cn
o o oanU U 0 U U 120 U U 240
    
 GIẢ SỬ TỔNG TRỞ PHA TẢI : o op pZ Z 90 90  
DÒNG DÂY TỪ NGUỒN = DÒNG PHA QUA TẢI
19
CÔNG SUẤT PHỨC TIÊU THỤ BỞI MỖI PHA TẢI
PHA A:
2
p
aApA a pn p
p
p
p
p
U U
I
Z
S U I U .I
Z
   
PHA B:
2
p
bBpB bn p p
p
U
S U I U .I
Z
   PHA C:
2
p
cCpC cn p p
p
U
S U I U .I
Z
   
CÔNG SUẤT PHỨC TỔNG TIÊU THỤ BỞI TẢI 3 PHA
3pha pA pB pC p pS S S S 3U .I
  
 3pha p p p pS 3U .I 3U .I cos j.sin  
20
KẾT LUẬN:
TRONG MẠCH 3 PHA CÂN BẰNG, TỔNG TRỞ ĐƯỜNG
DÂY KHÔNG ĐÁNG KỀ; TRUNG TÍNH NGUỐN KHÔNG 
NỐI ĐẾN TRUNG TÍNH TẢI ; CÔNG SUẤT PHỨC TIÊU THỤ 
BỞI TẢI 3 PHA ĐƯỢC XÁC ĐỊNH THEO QUAN HỆ:
3pha3pha p p d d
3pha3p
3p
3pha p p
ha3ph
ha p p
a p p d
d
p
d
p
d
P Re S 3U .I .cos 3.U .I .cos
Q Im S 3U .I .sin 3.U .
S 3U .I 3U .I cos j.sin
S S 3U .I 3.U .I
I .sin
  
21
4.2.2. MẠCH 3 PHA NGUỒN Y TẢI :
4.2.2.1. TRƯỜNG HỢP TỔNG QUÁT :
ĐẶC ĐIỂM:
 NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG
 TỔNG TRỜ ĐƯỜNG DÂY KHÔNG CÂN BẰNG
 TẢI 3 PHA ĐẤU KHÔNG CÂN BẰNG
+‐
+‐
+‐ a
b
c
n
A
B
C
22
PHƯƠNG PHÁP GIẢI: 
PP1:
 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN THẾ NÚT.
 CHỌN TRUNG TÍNH NGUỒN LÀM NÚT CHUẨN. 
 GIẢI HỆ 3 PHƯƠNG TRÌNH 3 ẨN SỐ.
PP2:
 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP DÒNG MẮT LƯỚI.
 GIẢI HỆ 3 PHƯƠNG TRÌNH 3 ẨN SỐ.
PP3:
 BIẾN ĐỒI TẢI 3 PHA ĐẤU SANG DẠNG ĐẤU Y.
 ĐƯA BÀI TOÁN VỀ DẠNG NGUỒN Y - TẢI Y .
23
4.2.2.2. TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT 1:
ĐẶC ĐIỂM:
 NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG
 TỔNG TRỜ ĐƯỜNG DÂY KHÔNG ĐÁNG KỂ
 TẢI 3 PHA ĐẤU KHÔNG CÂN BẰNG
CẦN CHÚ Ý QUAN HỆ GIỮA DÒNG DÂY VÀ DÒNG PHA
+‐
+‐
+‐ a
b
c
n
A
B
C
24
PHƯƠNG PHÁP GIẢI: 
 ÁP DÂY NGUỒN CẤP TRỰC TIẾP ĐẾN MỖI PHA TẢI .
 ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT OHM TÍNH TRỰC TIẾP DÒNG PHA. 
+‐
+‐
+‐ a
b
c
n
A
B
C
ab
AB
AB
UI
Z
bc
BC
BC
UI
Z
ca
CA
CA
UI
Z
aA AB CAI I I
 bB BC ABI I I
 cC CA BCI I I
DÒNG PHA PHỨC QUA 
MỔI NHÁNH TẢI :
DÒNG DÂY PHỨC TỪ NGUỒN CẤP ĐẾN TẢI :
25
4.2.2.3. TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT 2:
ĐẶC ĐIỂM:
 NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG
 TỔNG TRỜ ĐƯỜNG DÂY KHÔNG ĐÁNG KỂ
 TẢI 3 PHA ĐẤU CÂN BẰNG
+‐
+‐
+‐ a
b
c
n
A
B
C
26
+
‐
a A
+
‐
b B
+
‐
c C
b c aB C A
THAY THẾ MẠCH 3 PHA CÂN BẰNG BẰNG 3 MẠCH 1 PHA
 VỚI NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG THỨ TỰ THUẬN, TA CÓ
d d
d p
p
d
p p
bc a
bn n
c
c
3
o o oab
o o oanU
U U 30 U U 90 U U 21
U 0 U U 120 U U 2 0
U
4
0
U 
  
   
 GIẢ SỬ TỔNG TRỞ PHA TẢI : o op pZ Z 90 90  
27
+
‐
a A
+
‐
b B
+
‐
c C
b c aB C A
ab odAB
p p
UUI 30
ZZ
  
bc odBC
p p
UUI 90
ZZ
  
ca odCA
p p
UUI 210
ZZ
  
DÒNG PHA PHỨC QUA MỔI NHÁNH TẢI :
 CÁC DÒNG PHA QUA TẢI CÂN BẰNG
28
QUAN HỆ GIỮA DÒNG PHA VỚI DÒNG DÂY
 VỚI NGUỒN ÁP 3 PHA THỨ TỰ THUẬN TA CÓ:
 DÒNG DÂY HIỆU DỤNG = DÒNG PHA HIỆU DỤNG.
 DÒNG DÂY CHẬM PHA HƠN DÒNG PHA TƯƠNG ỨNG 
3
o30
p
p
p
p
p
p
BC
CA
3 oaA
ob
oAB
B
oc
o
C
o
I I 30
I I 3 1
I I 0
I I 120
I I 240
50
I I 3 270
 
  

 
 
 
29
4.2.3. MẠCH 3 PHA NGUỒN TẢI Y :
4.2.3.1. TRƯỜNG HỢP TỔNG QUÁT :
ĐẶC ĐIỂM:
 NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG ĐẤU 
 TỔNG TRỜ ĐƯỜNG DÂY KHÔNG CÂN BẰNG
 TẢI 3 PHA ĐẤU Y KHÔNG CÂN BẰNG
+ ‐
+
‐
+
‐
a
b
c
A
B
C
N
30
PHƯƠNG PHÁP GIẢI: 
 KHÔNG ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN THẾ NÚT.
PP1:
 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP DÒNG MẮT LƯỚI.
 GIẢI HỆ 2 PHƯƠNG TRÌNH 2 ẨN SỐ.
PP2:
 BIẾN ĐỒI NGUỒN ÁP 3 PHA ĐẤU VỀ DẠNG ĐẤU Y.
 ĐƯA BÀI TOÁN VỀ DẠNG NGUỒN Y - TẢI Y .
+ ‐
+
‐
+
‐
a
b
c
A
B
C
N
31
+ ‐
+
‐
+
‐
a
b
c
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY PHA
ÁP DÂY
ÁP DÂY
ÁP DÂY +‐
+‐
+‐ a
b
c
n
DÂY PHA
DÂY PHA
DÂY PHA
ÁP DÂY
ÁP DÂY
ÁP DÂY
 CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ÁP 3 PHA DẠNG SANG DẠNG Y
NGUỒN ÁP 3 PHA ĐẤU NGUỒN ÁP 3 PHA ĐẤU Y
d
d
d
oab
obc
oca
U U 0
U U 120
U U 240

  
  
d
bn
cn
3
oan
od
od
UU 30
UU 150
3
UU 270
3
 
 
 
32
4.2.3.2. TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT:
ĐẶC ĐIỂM:
 NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG ĐẤU 
 TỔNG TRỜ ĐƯỜNG DÂY CẨN BẰNG.
 TẢI 3 PHA ĐẤU Y CÂN BẰNG
+ ‐
+
‐
+
‐
a
b
c
A
B
C
N
PHƯƠNG PHÁP GIẢI: 
 BIẾN ĐỒI NGUỒN ÁP 3 PHA ĐẤU VỀ DẠNG ĐẤU Y.
 ĐƯA BÀI TOÁN VỀ DẠNG NGUỒN Y - TẢI Y .
33
4.2.4. MẠCH 3 PHA NGUỒN TẢI :
ĐẶC ĐIỂM:
 NGUỒN ÁP 3 PHA CÂN BẰNG ĐẤU 
 TỔNG TRỜ ĐƯỜNG DÂY KHÔNG CÂN BẰNG.
 TẢI 3 PHA ĐẤU KHÔNG CÂN BẰNG
+ ‐
+
‐
+
‐
a
b
c
A
B
C
34
PHƯƠNG PHÁP GIẢI: 
PP1:
 BIẾN ĐỒI NGUỒN ÁP 3 PHA ĐẤU VỀ DẠNG ĐẤU Y.
 ĐƯA BÀI TOÁN VỀ DẠNG NGUỒN Y - TẢI .
PP2:
 BIẾN ĐỒI NGUỒN ÁP 3 PHA ĐẤU VỀ DẠNG ĐẤU Y.
 BIẾN ĐỒI TẢI 3 PHA ĐẤU VỀ DẠNG ĐẤU Y
 ĐƯA BÀI TOÁN VỀ DẠNG NGUỒN Y - TẢI Y .