›
›

Biến đổi năng lượng điện cơ - Chương 1: Giới thiệu về hệ thống điện - Hệ thống điện cơ

pdf 25 trang vanle 3600
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Biến đổi năng lượng điện cơ - Chương 1: Giới thiệu về hệ thống điện - Hệ thống điện cơ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbien_doi_nang_luong_dien_co_chuong_1_gioi_thieu_ve_he_thong.pdf

Nội dung text: Biến đổi năng lượng điện cơ - Chương 1: Giới thiệu về hệ thống điện - Hệ thống điện cơ

  1. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 ĐH Bách Khoa TP.HCM – Khoa Điện-Điện Tử – Bộ Môn Thiết Bị Điện Bài giảng: Biến đổi năng lượng điện cơ Chương 1: Giới thiệu về hệ thống điện-hệ thống điện cơ Biên soạn: Nguyễn Quang Nam Cập nhật: Trần Công Binh NH2012–2013, HK2 Bài giảng 1 1 Giới thiệu về hệ thống điện – Tổng quan  Bốn phần tử cơ bản trong một hệ thống điện: hệ thống phát điện, hệ thống truyền tải, hệ thống phân phối, và tải Khách hàng CN Kh/hàng dân dụng Khách Khách hàng sỉ hàng TM Nguồn Hệ thống Hệ thống Hệ thống phát truyền tải truyền tải phụ phân phối Bài giảng 1 2 Chương 1, 2 1
  2. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Tổng quan (tt)  Nguồn phát: gồm các nhà máy nhiệt điện (than, khí tự nhiên, dầu, ), thủy điện (nước – tái sinh), điện hạt nhân (an toàn nghiêm ngặt).  Điện áp tại đầu ra của các nguồn phát được nâng lên để thuận tiện cho việc truyền tải qua các hệ thống truyền tải và truyền tải phụ.  Các khách hàng sỉ và một số khách hàng công nghiệp mua điện tại các trạm trung áp (34 kV). Bài giảng 1 3 Tổng quan (tt)  Hệ thống phân phối tiếp tục hạ cấp điện áp và phân phối điện năng đến các khách hàng thương mại và dân dụng.  Biến đổi năng lượng điện cơ đóng vai trò chính trong những hệ thống thành phần: máy phát (generator), máy ngắt (circuit breaker), động cơ (motor), máy biến áp (transformer). Bài giảng 1 4 Chương 1, 2 2
  3. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Quá trình phi tập trung hóa ngành điện  Phân loại các tổ chức: công ty phát điện, công ty truyền tải, công ty phân phối, và nhà điều hành độc lập hệ thống (ISO). Nguồn phát Cty phát điện . . . Cty phát điện Truyền tải Nhà ĐH và độc lập Truyền tải Phân phối hệ thống và Phân phối Khách hàng . . . Khách hàng Khách hàng Nhà kinh doanh thị trường Bài giảng 1 5 Động học hệ thống điện và các phần tử  Toàn bộ hệ thống điện là một hệ thống động, được mô tả bởi một hệ phương trình vi phân dưới dạng (không gian trạng thái) xɺ = f( x, u) với vectơ trạng thái x và vectơ ngõ vào u tương ứng là các vectơ n và r chiều. Kích thước của x là rất lớn, và khung thời gian của đáp ứng trải từ vài miligiây (quá độ điện từ), đến vài giây (điều khiển tần số), hoặc vài giờ (động cơ nồi hơi). Bài giảng 1 6 Chương 1, 2 3
  4. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Động học hệ thống điện và các phần tử (tt)  Việc mô hình hóa hệ thống dựa vào các nguyên tắc vật lý và dạng tĩnh của các phương trình Maxwell là một bước quan trọng trong quá trình phân tích hệ thống về đáp ứng trong miền thời gian, đáp ứng xác lập hình sin, điểm ổn định, tính ổn định, Bài giảng 1 7 Hệ thống điện cơ  Môn học xem xét hai loại hệ thống điện cơ: hệ thống tịnh tiến và hệ thống quay. Hệ thống tịnh tiến được dùng trong các rơle điện cơ, và cơ cấu chấp hành, và thường dễ phân tích.  Các hệ thống quay thường phức tạp hơn, do đó việc phân tích được dừng lại ở phân tích xác lập hình sin bằng giản đồ vectơ và mạch tương đương. Bài giảng 1 8 Chương 1, 2 4
  5. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Hệ thống điện cơ (tt)  Khi mạch tương đương đã được rút ra, các khía cạnh cơ học cũng sẽ được thể hiện trong đó. Việc này được thực hiện cho các loại máy điện đồng bộ, không đồng bộ, và một chiều. Các máy điện một pha chỉ được phân tích định tính. Bài giảng 1 9 ĐH Bách Khoa TP.HCM – Khoa Điện-Điện Tử – Bộ Môn Thiết Bị Điện Bài giảng: Biến đổi năng lượng điện cơ Chương 2: Vectơ pha và mạch công suất 3 pha Biên soạn: Nguyễn Quang Nam Cập nhật: Trần Công Binh NH2012–2013, HK2 Bài giảng 1 10 Chương 1, 2 5
  6. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ôn tập về công suất  Giả thiết điện áp và dòng điện hình sin, nghĩa là v( t) = Vm cos(ωt +θv ) (ti ) = I m cos(ωt +θi )  Công suất tức thời cho bởi ( i = Im khi t = 0 ) p(t) = v( t) i( t) = Vm Im cos(ωt +θv −θi )cos(ωt)  Công suất trung bình trong khoảng thời gian T 1T 1 T P=∫ ptdt() = ∫ vtitdt()() T0 T 0 Bài giảng 1 11 Ôn tập về công suất (tt)  Công suất trung bình (thực hay tác dụng) trong 1 chu kỳ T = 2 π/ω V I P = m m cos()()θ −θ = V I cos θ −θ 2 v i rms rms v i với Vrms và Irms tương ứng là điện áp và dòng điện hiệu dụng. θ = θv − θi được gọi là góc hệ số công suất, và cos( θ) được gọi là hệ số công suất (PF ). Bài giảng 1 12 Chương 1, 2 6
  7. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ôn tập về vectơ pha  Các đại lượng hình sin có thể được biểu diễn ở dạng vectơ pha, chẳng hạn V= V rms ∠ θ v I = I rms ∠θ i Biên độ Góc pha Hệ số công suất trễ Hệ số công suất sớm V I + + I V θv θ i θ i θv Tải cảm có hệ số công suất trễ, và tải dung có hệ số công suất sớm. Bài giảng 1 13 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.1: Biểu diễn v(t) và i(t) đã cho ở dạng vectơ và tìm công suất trung bình P v( t) = 210cos(ωt + 300 )⇒ V = 10∠300 (ti ) = 25cos(ωt − 200 )⇒ I = 5∠ − 200 0 θ = θ v −θ i = 30 − (− 20) = 50 (HSCS trễ) P = (10)(5)cos(500 )= 32,14 W Bài giảng 1 14 Chương 1, 2 7
  8. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ví dụ tại lớp (tt)  Vd. 2.2: Tính lại công suất trung bình P với dòng điện i(t) mới it( ) = 52cos(ω t − 900) ⇒=∠− I 5 90 0 P = (10)(5)cos(1200 )= −25 W (phát công suất! )  Chú ý quy ước công suất: công suất dương cho tải, công suất âm cho nguồn. Bài giảng 1 15 Ôn tập về công suất phức  Định nghĩa công suất phản kháng bởi V I Q = m m sin()()θ −θ = V I sin θ −θ 2 v i rms rms v i  Công suất tức thời có thể được biểu diễn p( t) = P + P cos(2ωt)− Qsin(2ωt) = P[1+ cos(2ωt)]− Qsin(2ωt) jθv jθi  Vì V = V rms e và I = I rms e , có thể thấy * P = Re(V ⋅ I )= Vrms I rms cos(θv −θi ) * Q = Im(V ⋅ I )= Vrms I rms sin(θv −θi ) Bài giảng 1 16 Chương 1, 2 8
  9. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ôn tập về công suất phức (tt)  Công suất phức được định nghĩa là S = (V ⋅ I * )= P + jQ  Khi tính toán công suất, các giá trị hiệu dụng luôn luôn được dùng. Do đó, từ đây về sau sẽ không ghi chỉ số rms trong các ký hiệu P = VI cos(θ v −θi ) Q = VI sin(θ v −θ i )  Và độ lớn của công suất phức là S = VI Bài giảng 1 17 Ôn tập về công suất phức (tt)  Để phân biệt S, P, và Q, các đơn vị của chúng lần lượt là voltamperes (VA) , watts (W) , và voltampere reactive (VAr) .  Các dạng khác của công suất phức Z = R + jX V = IZ S = IIZ * = I 2 Z = I 2 (R + jX ) = P + jQ Do đó P = I 2 R Q = I 2 X Bài giảng 1 18 Chương 1, 2 9
  10. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.4: Tìm công suất phức với v(t) và i(t) đã cho v( t) = 210cos(ωt +100 )⇒ V = 10∠100 (ti ) = 220sin(ωt + 700 )⇒ I = 20∠ − 200 S = (VI * )= (10∠100 )(20∠200 )= 200∠300 =173 2, + j100 VA P =173 2, W Q =100 VAR Bài giảng 1 19 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.5: Với mạch trong hình 2.5 , tính công suất phức của từng nhánh, công suất phức toàn mạch, công suất thực và phản kháng của từng nhánh và toàn mạch. V1 50∠90° I1 = = = ,0 354∠45° A Z1 100 + j100 V1 50∠90° I 2 = = = ,0 707∠135° A Z 2 50 − j50 * S1 = VI1 1 = 50∠90°× ,0 354∠ − 45° =17,68∠45° VA * S2 = VI1 2 = 50∠90°× ,0 707∠ −135° = 35,35∠ − 45° VA Bài giảng 1 20 Chương 1, 2 10
  11. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.5 (tt): Công suất phức toàn mạch: ST = S1 + S2 = 37,5 − j12,5 = 39,53∠18,43° VA Công suất thực trên các nhánh: 2 P100 =100× ,0 354 =12,5 W 2 P50 = 50× ,0 707 = 25 W Công suất thực toàn mạch: P = P100 + P50 = 37,5 W Bài giảng 1 21 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.5 (tt): Công suất phản kháng trên các nhánh: 2 Q100 = (100)× ,0 354 =12,5 VAR 2 Q50 = (− 50)× ,0 707 = − 52 VAR Công suất phản kháng toàn mạch: Q = Q100 + Q50 = −12,5 VAR Bài giảng 1 22 Chương 1, 2 11
  12. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Bảo toàn công suất phức  Trong mạch nối tiếp * * S = V ⋅ I = (V1 +V2 + +Vn )I = S1 + S2 + + Sn  Trong mạch song song * * S = V ⋅ I = V (I1 + I 2 + + I n ) = S1 + S2 + + Sn Bài giảng 1 23 Bảo toàn công suất phức (tt)  Trong cả hai trường hợp trên, công suất phức tổng là tổng các công suất phức thành phần. Hầu hết tải được nối song song. Cũng có thể rút ra P = P1 + P2 + + Pn Q = Q1 + Q2 + + Qn  Với các tải bao gồm cả nhánh song song và nối tiếp, lần lượt áp dụng sự bảo toàn công suất cho các trường hợp nối tiếp và song song, ta vẫn có sự bảo toàn công suất phức.  Tam giác công suất: xem ví dụ 2.7 Bài giảng 1 24 Chương 1, 2 12
  13. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.7: Tìm công suất phức ở dạng tam giác công suất S = VI * = (100∠100 )(10∠ − 26,80 )=1000∠36,80 = 800 + j600 VA Do đó P = 800 W Q = 600 VAR VI = 1000 VA Vì θ > 0 , dòng điện chậm pha so Q = 600 VAR với điện áp, và tải mang tính cảm. 36,8 0 P = 800 W Bài giảng 1 25 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.8: Cho biết điện áp và dòng điện tải tiêu thụ. Xác định công suất phức và biểu diễn ở dạng tam giác công suất S = VI * = (100∠10°)(5∠ − 40°) = 500∠ − 30° = 433 − j250 VA Do đó P = 433 W Q = 250 VAr P = 433 W VI = 1000 VA 30º Q = 250 VAR Vì θ < 0 , dòng điện sớm pha so với điện áp, và tải mang tính dung. Bài giảng 1 26 Chương 1, 2 13
  14. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.9: Hai tải ở ví dụ 2.7 và 2.8 được ghép song song như trong hình 2.10. Tính công suất phức và dòng điện bằng các phương pháp dòng nút và tam giác công suất. Phương pháp dòng nút Dòng điện tổng I = I1 + I 2 =10∠ − 26,8° + 5∠40° =12,82∠ − ,5 796° A Công suất phức tổng S = VI * = (100∠100 )(12,82∠ ,5 796°) =1282∠15,8° =1234 + j349 VA Bài giảng 1 27 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.9 (tt): Phương pháp tam giác công suất S = S1 + S2 = (800 + j600) + (433− j250) = ()()800 + 433 + j 600 − 250 =1233+ j350 VA Q1 = 600 VAR Q2 = -250 VAR 15,8º P1 = 800 W P2 = 433 W Bài giảng 1 28 Chương 1, 2 14
  15. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.10: Khảo sát tiếp ví dụ 2.9. Xác định hệ số công suất toàn mạch, công suất phản kháng của bộ tụ thêm vào để nâng PF lên 0,98, và lên 1. Hệ số công suất của toàn mạch PF = cos(15 8, °) = ,0 962 trễ Khi lắp thêm tụ điện vào, một phần công suất phản kháng của tải sẽ do tụ điện cung cấp. Công suất phản kháng mới mà nguồn cung cấp sẽ là 2 2 Qnew = P ()/1 PF −1 =1233 ()1/0,98 −1 = 250 VAR Bài giảng 1 29 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.10 (tt): So với yêu cầu của tải là 350 VAR, còn một lượng công suất phản kháng nữa (bằng giá trị chênh lệch giữa yêu cầu của tải và đáp ứng từ nguồn) cần được cung cấp từ tụ điện. Qcap = Qnew − Qold = 250 − 350 = −100 VAR Dấu trừ khẳng định tính dung của thiết bị mắc thêm vào. Khi hệ số công suất tổng là 1, nguồn sẽ không cung cấp công suất phản kháng, do đó Qcap = Qnew − Qold = 0 − 350 = −350 VAR Bài giảng 1 30 Chương 1, 2 15
  16. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Biểu diễn công suất của một tải  Công suất tiêu thụ bởi tải có thể được biểu diễn bằng một tổ hợp của 3 trong 6 đại lượng sau: V, I, PF (trễ hay sớm ), S, P, Q.  Nếu V và I là cho trước, sẽ tương đương với cho trước V, I, và PF .  Một cách khác là cho biết V, PF , và P. Ba đại lượng còn lại được tính theo: P I = Q = VI sinθ S = P + jQ V cosθ Bài giảng 1 31 Biểu diễn công suất của một tải (tt)  Cách thứ ba là cho biết V, PF , và S: I được tính từ V và S, sau đó Q có thể được tính từ S và PF S I = Q = S 1− ()PF 2 V  Cách sau cùng là cho biết V, P, và Q: S được tính từ P và Q, sau đó PF được tính từ P và S P S = P2 + Q 2 PF = S Bài giảng 1 32 Chương 1, 2 16
  17. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Các hệ thống 3 pha  Điện áp ở mỗi pha lệch pha so với các pha khác 120 0. Với thứ tự thuận (a-b-c), các điện áp cho bởi vaa' = Vm cos(ωt) 0 vbb' = Vm cos(ωt −120 ) 0 vcc' = Vm cos(ωt +120 )  Có hai cách nối 3 pha: cấu hình sao (Y) và cấu hình tam giác ( ∆) Bài giảng 1 33 Hệ thống 3 pha nối sao (Y) Trong cấu hình sao, các đầu dây a’ , b’ , và c’ được nối với nhau và được ký hiệu là cực trung tính n. a ia, ib, và ic là các dòng điện dây, ia + cũng bằng với các dòng điện − n in pha. in là dòng điện trong dây c ib trung tính. b ic Bài giảng 1 34 Chương 1, 2 17
  18. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Hệ thống 3 pha nối tam giác ( ∆∆∆) Trong cấu hình tam giác, đầu a’ được nối vào b, và b’ vào c. Vì vac’ = v aa’ (t) + vbb’ (t) + v cc’ (t) = 0 , như có thể chứng minh bằng toán học, c’ được nối vào a. c’ a ia i + c − a’ b b’ b ic Bài giảng 1 35 Các hệ thống 3 pha (tt)  Các đại lượng dây và pha Vì cả nguồn lẫn tải đều có thể ở dạng sao hay tam giác, có thể có 4 tổ hợp: sao-sao, sao-tam giác, tam giác-sao, và tam giác-tam giác (quy ước nguồn-tải). Môn học chỉ xét đến điều kiện làm việc cân bằng của các mạch điện 3 pha. • Với cấu hình sao-sao, ở điều kiện cân bằng: 0 0 0 Van = Vφ ∠0 Vbn = Vφ ∠ −120 Vcn = Vφ ∠120 Bài giảng 1 36 Chương 1, 2 18
  19. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Các hệ thống 3 pha (tt) với Vφ là trị hiệu dụng của điện áp pha-trung tính. Các điện áp dây cho bởi Vab = Van −Vbn Vbc = Vbn −Vcn Vca = Vcn −Van Chẳng hạn, độ lớn của có thể tính như sau Vab 0 Vcn Vab = 2Vφ cos(30 ) = 3Vφ Vab Vca Từ giản đồ vectơ, có thể thấy Van V = 3V ∠300 V = 3V ∠ − 900 ab φ bc φ Vbn 0 Vca = 3Vφ ∠150 Vbc Ở điều kiện cân bằng, in = 0 (không có dòng điện trung tính). Bài giảng 1 37 Các hệ thống 3 pha (tt) • Cấu hình sao-tam giác, điều kiện cân bằng: Không làm mất tính tổng quát, giả thiết các điện áp dây là 0 0 0 Vab = VL∠0 Vbc = VL∠ −120 Vca = VL∠120 Các dòng điện pha I1, I2, và I3 trong 3 Vca nhánh tải nối tam giác trễ pha so với các I3 điện áp tương ứng một góc θ, và có cùng V độ lớn I . Có thể thấy từ giản đồ vectơ ab φ I2 I1 0 0 I a = 3Iφ ∠ − 30 −θ I b = 3Iφ ∠ −150 −θ I a 0 Vbc Ic = 3Iφ ∠90 −θ  Cấu hình Y: và , cấu hình ∆: và VL = 3Vφ I L = Iφ VL = Vφ I L = 3Iφ Bài giảng 1 38 Chương 1, 2 19
  20. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Công suất trong mạch 3 pha cân bằng  Tải nối sao cân bằng Trong một hệ cân bằng, độ lớn của tất cả điện áp pha là bằng nhau, và độ lớn của tất cả dòng điện cũng vậy. Gọi chúng là Vφ và Iφ. Công suất mỗi pha khi đó sẽ là Pφ = VφI φ cos(θ ) Công suất tổng là PT = 3Pφ = 3VIφ φ cos(θ ) = 3VLLI cos(θ ) * Công suất phức mỗi pha là Sφ = VφI φ = VφI φ ∠θ Và tổng công suất phức là ST = 3Sφ = 3VφI φ ∠θ = 3VLLI ∠θ Chú ý rằng θθθ là góc pha giữa điện áp pha và dòng điện pha Bài giảng 1 39 Công suất trong mạch 3 pha cân bằng (tt)  Tải nối tam giác cân bằng Tương tự như trường hợp tải nối sao cân bằng, công suất mỗi pha và công suất tổng có thể được tính toán với cùng công thức. Có thể thấy rằng với tải cân bằng, biểu thức tổng công suất phức là giống nhau cho cả cấu hình sao lẫn tam giác, miễn là điện áp dây và dòng điện dây được dùng trong biểu thức. Do đó, các tính toán có thể được thực hiện trên nền tảng 3 pha hay 1 pha.  Vd. 2.12 và 2.13: xem giáo trình Bài giảng 1 40 Chương 1, 2 20
  21. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.12: Mạch 3 pha cân bằng có tải tiêu thụ 24 kW ở PF bằng 0,8 trễ. Điện áp dây là 480 V. Xác định vectơ pha dòng điện dây và điện áp pha. Chọn điện áp pha của pha a làm gốc, V an = V φ ∠ 0 ° , hãy biểu diễn các vectơ pha dòng điện dây và điện áp dây. Xác định công suất phức của tải 3 pha. Giá trị điện áp pha 480 V = = 277,1 V φ 3 Công suất tác dụng trên mỗi pha Pφ = 24 3/ = 8 kW Bài giảng 1 41 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.12 (tt): Giá trị dòng điện dây (cũng là dòng điện pha, vì tải nối Y) 8000 I = I = = 36,09 A L φ 277 1, × 8,0 Góc hệ số công suất θ = cos−1( 8,0 ) = 36,87° Do đó I a = 36,09∠ − 36,87° A (vì PF trễ) Ib = 36,09∠ −156,87° A Ic = 36,09∠ − 276,87° A Bài giảng 1 42 Chương 1, 2 21
  22. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.12 (tt): Các điện áp dây tương ứng Vab = 480∠30° V Vbc = 480∠ − 90° V Vca = 480∠ − 210° V Công suất phức 3 pha ST = 3VLLI ∠θ = .3 480.(36,09)∠36,87° = 24 + j18 kVA Bài giảng 1 43 Mạch tương đương 1 pha  Biến đổi tam giác-sao ( ∆-Y) Cho một tải nối tam giác với tổng trở mỗi pha là Z∆, mạch tương đương hình sao có tổng trở pha ZY = Z ∆/3 . Điều này có thể được chứng minh bằng cách đồng nhất tổng trở giữa hai pha bất kỳ trong cả hai trường hợp. Thay vì phân tích mạch hình tam giác, mạch tương đương 1 pha có thể được dùng sau khi thực hiện việc biến đổi tam giác-sao. Bài giảng 1 44 Chương 1, 2 22
  23. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ví dụ tại lớp  Vd. 2.14: Vẽ mạch tương đương 1 pha của 1 mạch đã cho như hình 2.26 . Thay thế bộ tụ nối tam giác bởi một bộ tụ nối sao có tổng trở pha –j15/3 = -j5 Ω. Sau đó có thể dùng mạch nối sao tương đương để đơn giản hóa, và rút ra mạch tương đương 1 pha. Bài giảng 1 45 Ví dụ tại lớp (tt)  Vd. 2.15: 10 động cơ không đồng bộ vận hành song song, tìm định mức kVAR của bộ tụ 3 pha để cải thiện hệ số công suất tổng thành 1? Công suất thực mỗi pha là 30 x 10 / 3 = 100 kW , ở PF = 0,6 trễ. Công suất kVA mỗi pha như vậy sẽ là 100/0,6 . Do đó, 100×103 S = S ∠cos−1()6,0 = ()6,0 + j 8,0 VA φ φ 6,0 = 100 + j133,33 kVA Bài giảng 1 46 Chương 1, 2 23
  24. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ví dụ tại lớp (tt)  Vd. 2.15 (tt): Một bộ tụ có thể được nối song song với tải để cải thiện hệ số công suất tổng. Bộ tụ cần cung cấp toàn bộ công suất phản kháng để nâng PF thành đơn vị. Nghĩa là cho mỗi pha Qcap = −133,33 kVAR , và dung lượng kVAR tổng cộng cần thiết sẽ là 3( −133,33) = −400 kVAR . Bài giảng 1 47 Ví dụ tại lớp (tt)  Vd. 2.16: Giả sử trong Vd. 2.15, PF mới là 0,9 trễ, dung lượng kVAR cần thiết là bao nhiêu? Sφ =100 + j133,33 kVA PF mới là 0,9 trễ, do đó công 133,33 suất phản kháng mỗi pha mới là kVAR 2 2 Qnew = P ()1 PF −1 =100 ()1 0,9 −1 48,43 = 48,43 kVAR kVAR 100 kW Bài giảng 1 48 Chương 1, 2 24
  25. Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ NQN-TCB, HCMUT, 2013 Ví dụ tại lớp (tt)  Vd. 2.16 (tt): Bộ tụ do đó cần cung cấp cho mỗi pha −133,33 + 48,43 = −84,9 kVAR , và tổng dung lượng kVAR cần thiết sẽ là 3( −84,9) = −254,7 kVAR .  Vd. 2.17: xem giáo trình Bài giảng 1 49 Chương 1, 2 25