www.hanghaivietnam.com Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp Giạo trçnh MẠY ÂIÃÛN Biãn soản: Bi Táún Låüi Chỉång MẠY BIÃÚN ẠP ÂÀÛC BIÃÛT 7.1 MBA BA DÁY QÚN Mba ba dáy qún l mba cọ mäüt dáy qún så v hai dáy qún thỉï, dng âãø cung cáúp âiãûn cho cạc lỉåïi âiãûn cọ âiãûn ạp khạc nhau, ỉïng våïi cạc tè säú biãún âäøi : k 12 = &1 U U1 W1 U W ; k 13 = = = U W2 U W3 &I3 &I1 31 T (7.1) &I &3 U &2 U Hçnh 7.1 Mba ba dáy qún Ỉu âiãøm ca mba ba dáy qún so våïi mba hai dáy qún : Giạ thnh sn xút r hån mba hai dáy qún Màût bàòng chiãúm chäù bẹ hån Liãn tủc truưn ti nàng lỉåüng tỉì dáy qún så sang hai dáy qún thỉï hồûc truưn tỉì dáy qún thỉï náưy sang dáy qún thỉï khạc Täøn tháút nàng lỉåüng bẹ hån mba dáy qún khong chỉìng hai láưn Khuút âiãøm ca mba ba dáy qún so våïi mba hai dáy qún : Âäü tin cáûy ca mba dáy qún bẹ hån mba dáy qún vç Viãûc bäú trê âáưu ca mba dáy qún phỉïc tảp hån mba dáy qún Cng mạy biãún ạp hia dáy qún, ngỉåìi ta chãú tảo mạt biãún ạp ba dáy qún theo kiãøu täø mạy biãún ạp ba pha hồûc mạy biãún ạp ba pha ba trủ, åí mäùi pha âàût www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com ba dáy qún hçnh 7.1 Tiãu chøn täø näúi dáy mba dáy qún Y0/Y0/Δ-12-11 v täø mba 3pha hay mba 3pha ba trủ Y0/Δ/Δ-11-11 Theo qui âënh tiãu chøn vãư cäng sút chãú tảo mba dáy qún: S2âm/S1âm S3âm/S1âm S1âm/S1âm 1 1 2/3 2/3 2/3 (1 2/3 1) 7.1.1 Phỉång trçnh cå bn, så âäư thay thãú, âäư thë vectå ca mba dáy qún Quạ trçnh âiãûn tỉì mba dáy qún âỉåüc mä t mhỉ mba dáy qún, táút c cạc âải lỉåüng ca hai dáy qún thỉï 2, quy âäøi vãư säú vng ca dáy qún så: I '2 = I W W2 W W ; I 3' = I 3 ; U '2 = U ; U 3' = U W1 W1 W3 W2 Cng mba 2dáy qún, dng tỉì họa mba3dáy qún ráút nh âỉåüc xạc âënh : &I1 + &I '2 + &I 3' = &I ≈ (7.2) Sââ häø cm : − E& = −E& '2 = Z m &I våïi Zm = rm + jxm Sââ tn mäùi dáy qún: E& σ1 = − jx 1&I1' ; E& 'σ = − jx '2 &I '2 ; E& 'σ3 = − jx 3' &I 3' Våïi dng cán bàòng häø cm : &I1' = &I1 − &I ≈ &I1 Âiãûn khạng : x1, x2’, x’3 l âiãûn khạng tn tỉång âỉång ca dáy qún, âỉåüc tçm tháúy cọ âãún nh hỉåíng ca cạc dáy qún khạc (Ngáùu håüp tỉì thäng tn) Phỉång trçnh cán bàòng âiãûn ạp ca mba ba dáy qún : & = −E& − E& σ1 + r1&I1 = −E& + Z1&I1 U & '2 = E& '2 + E& 'σ − r2' &I '2 = E& '2 − Z '2 &I '2 U (7.3) & 3' = E& 3' + E& σ' − r3' &I 3' = E& 3' − Z 3' &I 3' U Z1 &I1 &1 U Z3’ Z2’ &I ' &I3' &I Zm &2 U Hçnh 7.2 Så âäư thay thãú mba dáy qún www.hanghaivietnam.com &3 U www.hanghaivietnam.com Täøng tråí nhạnh tỉì hoạ Zm tçm âỉåüc bàòng toạn hồûc thê nghiãûm Cạc täøng tråí Z1,Z’2,Z’3, âỉåüc xạc âënh tỉì thê nghiãûm ngàõn mảch (hçnh 7.3) nhỉ: Zn12 = Z1 + Z’2 = rn12 + jxn12 Zn13 = Z1 + Z’3 = rn13 + jxn13 Zn23 = Z’2 + Z’3 = rn23 + jxn23 (7.4) Gii hãû phỉång trçnh ta tçm âỉåüc :Z1 , Z’2 , Z’3 Z1= (Zn12 + Zn13- Zn23); Z’2= (Zn12+ Zn23- Zn13); Z’3= (Zn13+ Zn23- Zn12) 2 Un Un Z1 Un 1 3 Z2’ Z2’ Z2’ Z1 Z1 Z3’ Z3’ Un (7.5) Z3’ Un Un Hçnh 7.3 Så âäư v mảch âiãûn thay thãú thê nghiãûm ngàõn mảch mba ba dáy qún Tỉì âäư thë vectå ca mba ba dáy qún (hçnh 7.4), ta tháúy U’2 khäng nhỉỵng phủ thüc vo I’2 m cn phủ thüc vo I’3 V U’3 khäng nhỉỵng phủ thüc vo I’3 m cn phủ thüc vo I’2 Âãø gim nh hỉåíng náưy ta cáưn gim täøng tråí Z1 bàòng cạch âàût cün dáy vo giỉỵa dáy qún v 3, lục âọ x1 cọ thãø cọ giạ trë ám jx’2I’2 jx1I1 r’2I’2 U’3 U’2 -E’2 -I’2 I1 φ I0 -I’3 Hçnh 7-4 Âäư thë vectå mba dáy qún www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 7.1.2 Âäü thay âäøi âiãûn ạp thỉï cáúp mba ba dáy qún Dáy qún v : U1dm − U '2 = U1dm ΔU *12 = unr*12 cosϕ2 + unx*12 sinϕ2 + unr*(3) cosϕ3 + unx*(3) sinϕ3 (7.6) Trong âọ: r1I 3' rn12 I '2 x n12 I '2 ; u nx*12 = ; u nr*(3) = ; = U1dm U1dm U1dm u nr*12 u nx*(3) x I 3' ; = U 1dm Dáy qún v : ΔU *13 = U1dm − U 3' U1dm = unr*13 cosϕ3 + unx*13 sinϕ3 + unr*(2) cosϕ2 + unx*(2) sinϕ2 (7.7) Trong âọ: u nr*13 = x I' rn13 I 3' ; u nx*13 = n13 ; U1dm U1dm u nr*( ) = r1 I '2 ; U 1dm u nx*( ) = x I '2 ; U 1dm I2 , I3 : dng âiãûn ti cosϕ2 ,cosϕ3 : hãû säú cäng sút 7.2 MẠY BIÃÚN ẠP TỈÛ NGÁÙU Mba tỉû ngáùu l loải mba m åí âọ ngoi sỉû liãn hãû vãư tỉì cn cọ sỉû liãn hãû trỉûc tiãúp våïi vãư âiãûn giỉỵa dáy qún så cáúp v dáy qún thỉï cáúp IHA E2 I2 x a ICA UHA E1 I1 UCA A X a E2 I2 IHA UHA E1 I1 UHA UCA A ICA a E2 I2 IHA UCA U1 ICA a ICA x X x X U2 A E1 I1 E2 I2 IHA UHA U2 x A E1 I1 UCA U1 X Näúi ngỉåüc (b) Näúi thûn (a) Hçnh 7.5 Så âäư ca mba tỉû ngáùu mäüt pha www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com Hçnh 7.4 trçnh by hai kiãøu näúi dáy ca mba tỉû ngáùu : Näúi thûn hçnh 7.5a v ngỉåüc 7.5b Ta tháúy cäng sút truưn ti ca mba tỉû ngáùu gäưm hai thnh pháưn : Truưn qua nhåì tỉì trỉåìng li thẹp Truưn dáùn trỉûc tiãúp Dung lỉåüng thiãút kãú mba tỉû ngáùu l dung lỉåüng truưn dáùn nhåì tỉì trỉåìng: (7.8) Stkãú = E1I1 = E2I2 Dung lỉåüng mba tỉû ngáùu truưn qua lục váûn hnh thỉûc tãú : (7.9) Stti = UCAICA = UHAIHA Tè säú biãún âäøi âëãn ạp ca mba TN: U E1 I (7.10) = = =K U E I1 Tè säú biãún âäøi âëãn ạp ca lỉåïi âiãûn : U CA I HA = = K thỉåìng K< 2.5 U HA I CA (7.11) Xẹt trỉåìng håüp näúi thûn (hçnh a): S tkãú ( U − U HA )I CA E I2 = = CA = 1− S tti U CA I CA U CA I CA K (7.12) Xẹt trỉåìng håüp näúi ngỉåüc (hçnh b): S tkãú ( U − U HA )I HA E2I2 = = CA = (1 − )K = K − (7.13) S tti U CA I CA U CA I CA K Nhỉ váûy kiãøu näúi thûn cọ låüi hån nãn âỉåüc dng thỉûc tãú Cäng dủng ca mba TN : Mba tỉû ngáùu dng âãø liãn lảc giỉỵa cạc hãû thäúng âiãûn cọ cạc cáúp âiãûn ạp khạc hãû thäúng âiãûn : 110-220; 220-500; 330-750 kV Mba tỉû ngáùu dng âãø måí mạy cạc âäüng cå khäng âäưng bäü cäng sút låïn Mba tỉû ngáùu dng räüng ri lm ngưn cho cạc thiãút bë âiãûn sinh hoảt Mba tỉû ngáùu dng åí cạc phng thê nghiãûm âãø thay âäøi âiãûn ạp liãn tủc Ỉu nhỉåüc âiãøm ca mba tỉû ngáùu : • Ỉu âiãøm : Mba tỉû ngáùu chãú tảo r hån mba dáy qún cng cäng sút Lục váûn hnh täøn hao mba tỉû ngáùu cng nh hån: ∑ p = ∑ p (1− ) nghéa l täøn hao chè cn (1− ) so våïi mba dáy S ttai S tke k k qún www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com Âiãûn ạp un ca mba tn nh cn ( 1− ) so våïi mba dáy qún cng k cäng sút Sủt ạp mba tỉû ngáùu nh vç un nh • Nhỉåüc âiãøm : Vç un nh nãn dng âiãûn In tỉång âäúi låïn Khi váûn hnh våïi lỉåïi âiãûn trung mba tỉû ngáùu phi näúi âáút nãúu khäng s khäng an ton Mba tỉû ngáùu u cáưu cạch âiãûn cao hån mba thỉåìng 7.3 MẠY BIÃÚN ẠP ÂO LỈÅÌNG 7.3.1 Mạy biãún âiãûn ạp Mạy biãún âiãûn ạp (hçnh 7.6a) dng âãø biãún âiãûn ạp cao thnh âiãûn ạp nh âãø âo lỉåìng v âiãưu khiãøn Cäng sút mạy biãún âiãûn ạp 25÷1000VA Mạy biãún âiãûn ạp cọ dáy qún så näúi våïi lỉåïi âiãûn v dáy qún thỉï näúi våïi Vän mẹt, cün dáy ạp ca Watt kãú, cün dáy ca cạc råle bo vãû, hồûc cạc thiãúc bë âiãưu khiãøn khạc (hçnh 7.6b) Cạc loải dủng củ náưy cọ täøng tråí Z ráút låïn nãn mạy biãún âiãûn ạp xem lm viãûc åí chãú âäü khäng ti, âọ sai säú vãư trë säú nh v bàòng : U2 ΔU% = W1 − U1 W2 100 U1 (7.14) Gọc δu giỉỵa U1 v U’2 (hçnh 7.6c) cng nh U1 A X a x U1 δu U’2 U2 V W (a) (b) Hçnh 7.6 Mạy biãún âiãûn ạp www.hanghaivietnam.com (c) www.hanghaivietnam.com Cáúp chênh xạc v sai säú ca mbâa : Cáúp chênh xạc Sai säú ΔU Sai säú δu 0.5 ± 0.5% ± 20’ ± 1% ± 3% ± 40’ K qui âënh Chụ : Khi sỉí dủng mbâa khäng âỉåüc näúi tàõt mảch thỉï cáúp vç näúi tàõt mảch thỉï cáúp tỉång âỉång näúi tàõt mảch så cáúp nghéa l gáy sỉû cọ ngàõn mảch åí lỉåïi âiãûn 7.3.2 Mạy biãún dng âiãûn : Mạy biãún dng âiãûn dng âãø biãún dng âiãûn låïn thnh dng âiãûn nh âãø âo lỉåìng bàòng cạc dủng củ âo tiãu chøn v âiãưu khiãøn Cäng sút Mạy biãún dng âiãûn : 5÷100VA Mạy biãún dng âiãûn (hçnh 7.7a) cọ dáy qún så gäưm êt vng dáy màõc näúi tiãúp våïi mảch cáưn âo dng v dáy qún thỉï gäưm nhiãưu vng dáy näúi våïi ampe mẹt, cün dáy dng ca Watt mẹt, cün dáy ca cạc råle bo vãû, hồûc cạc thiãúc bë âiãưu khiãøn khạc (hçnh 7.7b) Cạc loải dủng củ náưy cọ täøng tråí Z ráút bẹ nãn mạy biãún dng âiãûn lm viãûc åí trảng thại ngàõn mảch, âọ li thẹp mạy biãún dng âiãûn khäng bo v Φ = (0.8÷1)Wb, âọ sai säú âo lỉåìng vãư trë säú nh v bàòng : W I 2 − I1 W1 (7.15) Δi % = 100 I1 Gọc δi giỉỵa I1 v I’2 (hçnh 7.7c) cng nh I1 I2 A (a) I1 δi I’2 W (b) Hçnh 7.7 Mạy biãún dng âiãûn www.hanghaivietnam.com (c) www.hanghaivietnam.com Cáúp chênh xạc v sai säú ca mạy biãún dng âiãûn : Cc xạc Ssäú ΔI S.säú δi 0.2 ± 0.2% ± 10’ 0.5 ± 0.5% ± 40’ ± 1% ± 80 10 ± 3% ±10% K qui âënh Chụ : Khi sỉí dủng mạy biãún dng âiãûn khäng âỉåüc dãø dáy qún thỉï håí mảch vç váûy dng tỉì họa I0 = I1 ráút låïn v li thẹp bo nghiãm trng s nọng lãn lm chạy dáy qún, hån nỉỵa tỉì thäng bàòng âáưu s sinh sââ nhn âáưu åí dáy qún thỉï cọ thãø xút hiãûn âiãûn ạp cao hng nghçn vän lm cho dáy qún thỉï v ngỉåìi sỉí dủng khäng an ton 7.4 MẠY BIÃÚN ẠP HN HÄƯ QUANG L loải mạy biãún ạp âàûc biãût dng âãø hn bàòng phỉång phạp häư quang âiãûn Mạy âỉåüc chãú tảo cọ âiãûn khạng tn låïn v cün dáy thỉï cáúp näúi våïi âiãûn khạng ngoi K âãø hản chãú dng âiãûn hn Vç thãú âỉåìng âàûc hn ráút däúc, ph håüp våïi u cáưu hn âiãûn (hçnh 7.8) Cün dáy så cáúp näúi våïi ngưn âiãûn, cün dáy thỉï cáúp mäüt âáưu näúi våïi cün âiãûn khạng K räưi näúi tåïi que hn, cn âáưu näúi våïi táúm kim loải cáưn hn Mạy biãún ạp lm viãûc åí Khe håí khäng khê chãú âäü ngàõn mảch ngàõn hản dáy qún thỉï cáúp Âiãûn ạp U1 thỉï cáúp âënh mỉïc ca mạy biãún ạp hn thỉåìng l 60 K ÷70V Khi dê que hn vo táúm kim loải, s cọ dng Hçnh 7.8 Så âäư mạy biãún ạp hn häư quang âiãûn låïn chảy qua lm nọng chäù tiãúp xục Khi nháúc que hn cạch táúm kim lai mäüt khong nh, vç cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng låïn lm ion họa cháút khê, sinh häư quang v ta nhiãût lỉåüng låïn lm nọng chy chäù hn Âãø âiãưu chènh dng âiãûn hn, cọ thãø thay âäøi säú vng dáy ca dáy qún thỉï cáúp mạy biãún ạp hn hồûc thay âäøi âiãûn khạng ngoi bàòng cạch thay âäøi khe håí khäng khê ca li thẹp K ]R R^ www.hanghaivietnam.com