Quan Hệ Giữa điện áp Dây Và Pha Khi Tải Ba Pha đối Xứng Nối Hình Sao

Trong mạng ba pha hoạt động bình thường, các điện áp tuyến tính (điện áp giữa mỗi cặp dây dẫn pha) có độ lớn bằng nhau và khác nhau về pha 120°. Theo đó, điện áp pha (điện áp giữa mỗi dây dẫn pha và dây dẫn trung tính) có độ lớn bằng nhau và có độ lệch pha tương tự nhau. Các góc pha giữa các điện áp này bằng nhau. Cái này được gọi là hệ thống điện áp ba pha đối xứng.

Nội dung chính Show

• 1.1. Tải ba pha đối xứng nối Y
• 1.2. Tải ba pha đối xứng nối Δ
• 2. Tải ba pha không đối xứng
• Video liên quan

Các tải ba pha có thể được nối Y hoặc Δ như hình 1 và hình 2.

Hình 1. Mạch điện ba pha nối Y.

Hình 2. Mạch điện ba pha nối Δ.

1.1. Tải ba pha đối xứng nối Y

Trong sơ đồ đấu Y điện áp dây sớm pha 30° so với điện áp pha tương ứng. Tuy nhiên dòng điện dây và dòng điện pha tương ứng cùng pha với nhau. Điện áp dây có giá trị bằng √3 lần so với điện áp pha tương ứng.

Hình 3. Đồ thị vector điện áp dây và pha khi đấu Y.

Từ đồ thị vector ta thấy:

• Các điện áp dây UAB, UBC, UCA, lệch pha nhau góc 120°.
• Điện áp dây (UAB) vượt trước điện áp pha tương ứng (UA) một góc 30°.

1.2. Tải ba pha đối xứng nối Δ

Trong sơ đồ đấu Δ dòng điện dây chậm pha 30° so với dòng 3 pha tương ứng. Tuy nhiên điện áp dây bằng điện áp pha. Dòng điện dây có giá trị bằng √3 lần so với dòng điện pha.

Hình 4. Đồ thị vector điện áp dây và pha khi đấu Δ.

Từ đồ thị vector ta thấy:

• Các dòng điện dây IA, IB, IC, lệch pha nhau góc 120°.
• Dòng điện dây (IA) chậm sau dòng điện pha tương ứng (IAB) một góc 30°.

Khi tổng trở cả ba pha của tải giống nhau thì gọi là tải đối xứng. Khi nguồn đối xứng nối với tải đối xứng qua đường truyền và phân phối thì ta có hệ thống đối xứng.

2. Tải ba pha không đối xứng

Dưới đây là sơ đồ vector của tải không đối xứng. Dễ thấy trong sơ đồ, do có dây trung tính, dòng điện trong nó đại diện cho tổng hình học của các vector hiện tại của mỗi pha, trong khi điện áp pha không gặp biến dạng, chắc chắn sẽ phát sinh nếu không có dây trung tính có tải không đối xứng.

Nếu vì một lý do nào đó, dây trung tính bị đứt trong quá trình cung cấp tải không cân bằng, thì sẽ có sự biến dạng mạnh của điện áp và dòng điện của mạng ba pha, có thể dẫn đến tai nạn.

Sự biến dạng sẽ xảy ra trong trường hợp này bởi vì ba mạch tải được cung cấp bởi nguồn ba pha, cùng với điện trở trong của nguồn, tạo thành ba mạch có trở kháng khác nhau, sự sụt áp ở mỗi mạch sẽ khác nhau và do đó hệ thống điện áp của mạng ba pha sẽ không còn đối xứng.

Hình 5. Sơ đồ vector của tải không đối xứng.

Nếu một tải không đối xứng được nối Y hoặc Δ trong một mạng 3 pha đối xứng, phương pháp “phần tử đối xứng” sẽ được áp dụng để phân tích mạch. Tuy nhiên, trong những trường hợp đơn giản có thể áp dụng trực tiếp các lý thuyết cũ về mạch điện để giải quyết như định luật Kirchhoff.

 MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA

I. Khái niệm về mạch điện xoay chiều ba pha. - Mạch điện xoay chiều ba pha gồm: Nguồn điện, dây dẫn, các tải ba pha.

1.Nguồn điện ba pha.

- Cấu tạo máy phát điện ba pha: + Stato: 3 cuộn dây AX, BY, CZ giống nhau đặt lệch 1200. AX: Pha A. BY: Pha B. CZ: Pha C. A, B, C: Điểm đầu pha. X, Y, Z: Điểm cuối pha. + Roto: Nam châm điện. - Nguyên lí làm việc: Khi NS quay đều, trong giây cuốn mỗi pha xuất hiện sđđ xoay chiều một pha. Vì 3 cuộn dây giống nhau đặt lệch 1200 nên sđđ các pha bằng nhau và lệch pha nhau một góc 2bi/3

2. Tải ba pha.

+ ZA: Tổng trở pha A + ZB: Tổng trở pha B + ZC: Tổng trở pha C

II. Cách nối nguồn điện và tải ba pha.

- Thường có 2 cách nối: + Nối tam giác: Điểm đầu pha này nối với điểm cuối pha kia. + Nối hình sao: Nối chung 3 điểm cuối X, Y, Z thành điểm trung tính.

1. Cách nối nguồn điện ba pha. 2. Cách nối tải ba pha. (Sơ đồ SGK hình 23.6) III. Sơ đồ mạch điện ba pha. 1. Sơ đồ mạch điện ba pha.

a.Khái niệm:

- Dây pha: Dây nối từ nguồn ==>tải. - Dây trung tính: - Điện áp dây: Điện áp giữa 2 dây pha.(Ud) - Điện áp pha: Điện áp giữa điểm đầu và điểm cuối một pha.(Up) - Dòng điện dây: dđ trên dây pha. (Id) - Dòng điện pha: dđ trong mỗi pha. (Ip) - Dòng điện trung tính:(Io)

b.Nguồn nối hình sao, tải nối hình sao.

c.Nguồn và tải nối hình sao có dây trung tính. d.Nguồn nối hình sao, tải nối hình tam giác. 2. Quan hệ giữa đại lượng dây và pha. Xét với tải ba pha đối xứng: - Khi nối hình sao: Id = Ip, Ud=√3Up

- Khi nối hình tam giác: Ud = Up, Id=√3Ip

Vd 1: Máy phát điện ba pha có điện áp pha là 220V. Nếu nối hình sao: Up = 220V, Ud = 380V.

Nếu nối tam giác : Ud = Up = 220V.

Vd 2: Tải ba pha gồm 3 điện trở R = 10Ω, nối tam giác, đấu vào nguồn ba pha có Ud = 380V. Tính dòng điện pha, dđ dây? Giải : ta có Ud = Up = 380V. Dđ pha : Ip= (Up/R)=380/10=38A

Dđ dây : Id = Ip = √3 .38 = 65,8

IV. Ưu điểm của mạch điện ba pha bốn dây. - Tạo ra 2 trị số điện áp khác nhau.

- Điện áp pha trên các tải hầu như vẫn giữ được bình thường, không vượt quá giá trị định mức.

Ngày nay điện đã quá phổ biến với chúng ta, nhưng mọi người vẫn hay nhầm lẫn giữa các khái niệm điện áp 1 chiều, điện áp xoay chiều… Và thực tế cho thấy 90% nguyên nhân cháy chập điện là do điện áp. Vì thế nội dung bài viết hôm nay chúng tôi sẽ gửi đến bạn một cách chi tiết về điện áp là gì? Một số khái niệm và các loại điện áp phổ biến.

Theo wikipedia thì điện áp pha là điện áp đo giữa :

Điện áp hay còn gọi là hiệu điện thế, là công thực hiện được để di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm kia. Hiệu điện thế có thể đại diện cho nguồn năng lượng (lực điện), hoặc sự mất đi, sử dụng, hoặc năng lượng lưu trữ (giảm thế).

Nói đơn giản hơn, điện áp là sự chênh lệch về điện thế giữa 2 điểm mà chúng ta cần đo hay so sánh.

Thông thường, tại một điểm trên dây dẫn hay thiết bị dùng điện. Người ta thường đo hiệu điện thế được tính với điểm gắn với đất (dây trung hòa) có điện thế = 0V.

Ký hiệu của điện áp hay hiệu điện thế là V hoặc U.

Đơn vị tính là V (vol – vôn)

Nếu theo khái niệm về điện áp là gì ở trên, kết hợp với ký hiệu vật lý này ta sẽ có thể đơn giản về định nghĩa ở trên dễ hơn như sau:

Ta có 2 điểm A và B để đo công thực hiện hay sự chênh lệch điện thế ở 2 điểm đó. Ta sẽ có: V(AB) = V(A) – V(B) = -V(AB). và u dây và u pha hay (điện áp pha và điện áp dây)

Mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp : Tính tại 1 điểm thì V = U = I.R.

Giải thích ký hiệu:

I: là cường độ dòng điện (Đơn vị tính là A – ampe)

R: là điện trở hay phần cản điện ( đơn vị tính là ôm)

Trên là trình bày mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện dây.

Điện áp định mức (hay còn gọi là điện áp danh định, ký hiệu Uđm hoặc Udd) của lưới điện là điện áp cơ sở để thiết kế và vận hành lưới điện. Điện áp định mức là đại lượng quan trọng nhất của lưới điện. Nó quyết định khả năng tải của lưới điện cũng như kết cấu, thiết bị và giá thành của lưới điện.

Đối với lưới điện có 2 loại điện áp: điện áp dây (giữa 2 dây pha) và điện áp pha (giữa dây pha và dây trung tính hay đất). Điện áp danh định là điện áp dây. Chỉ ở lưới điện hạ áp mới dùng điện áp pha và giá trị điện áp này viết dưới điện áp dây sau dấu phân số.

Ví dụ:

80% các nước trên thế giới sử dụng điện áp 220v, kể cả các nước châu Âu, châu Á, trong đó có Việt Nam, Hàn Quốc, Đài Loan do hiệu suất sử dụng cao hơn. Trong khi đó, 1 số nước như Mỹ, Nhật lại dùng điện áp 110v do yếu tố lịch sử.

Điện áp một chiều hay còn gọi là điện áp DC: là hiệu điện thế giữa 2 cực của nguồn điện đi qua mạch một chiều, cường độ điện thế có thể thay đổi về độ lớn nhưng không thay đổi về chiều.

Điện áp xoay chiều hay còn gọi là điện áp AC: là điện áp có chiều và cường độ điện thế thay đổi theo thời gian cả về độ lớn và chiều. Điện áp xoay chiều có 2 loại là điện áp xoay chiều 1 pha và điện áp xoay chiều 3 pha.

• Điện áp xoay chiều 1 pha là dạng điện áp dùng chỉ 1 đường dây pha trên hệ thống dẫn điện 2 đây là: Dây L: Được gọi là dây pha hay dây nóng và dây N: Được gọi là gây trung tính – dây lạnh.
• Điện áp xoay chiều 3 pha là dạng điện áp dùng trên 3 dây pha L1, L2, L3 khác nhau về hiệu điện thế. Có thể có thêm 1 dây N để an toàn hơn. Và đặc biệt, chúng ta có thể lấy nguồn điện 1 pha 2 dây từ nguồn điện 3 pha này.
• Mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện dây

Điện áp bước là điện áp giữa hai chân người khi bước trên mặt đất trong vùng sự cố. Điện áp tiếp xúc là điện áp giữa vị trí chân người đứng với phần tiếp đất của thiết bị mà con người có thể chạm phải.

Vùng sự cố là chỉ vị trí khu vực đất bị nhiễm điện bởi các nguyên nhân gây ra sự cố có thể do ngắn mạch, sự cố do sét … Trong quá trình vận hành các trạm biến áp và đường dây, các sự cố về điện gây ra dòng điện rất lớn đi vào trong đất. Dòng điện này tạo ra một profile điện thế trong đất.

Dòng điện (mA) Dòng điện xoay chiều (50-60Hz) Dòng điện một chiều 0,6 – 1,5 Ngón tay bị run nhẹ, cảm giác tê. Không có cảm giác. 2 – 3 Cảm giác tê, ngón tay run mạnh. Không có cảm giác. 5 – 7 Cơ bắp bị co giật, bàn tay rung. Cảm giác đau, tay tê và nóng. 8 – 10 Bàn tay, ngón tay đau, tê, co cơ nhưng vẫn có thể tự bứt tay ra khỏi vật mang điện. Cảm giác bị đốt nóng tăng lên mạnh. 20 – 25 Cảm thấy đau và khó thở, tay co không thể bứt ra khỏi vật có điện. Cơ tay bắt đầu bị co, cảm giác nóng tăng lên. 50 – 80 Nghẹt thở, tim đập mạnh, kéo dài quá 5 giây có thể bị tê liệt tim. Co giật cơ bắp, tay co quắp, khó thở. 90 – 100 Hô hấp bị tê liệt, kéo dài quá 3 giây tim sẽ ngừng đập. Hô hấp bị tê liệt, kéo dài sẽ liệt tim.

Điện áp pha là điện áp giữa dây pha và dây trung tính, điện áp dây là điện áp giữa hai dây pha. Khái niệm điện áp pha được hiểu đơn giản nó chính là điện áp nằm trên dây đó. Ví dụ điện áp nhà bạn là 220v thì dây pha chính bằng 220v (dây pha còn gọi là dây lửa).

Điện áp pha bao gồm điện áp 1 pha và điện áp 3 pha.

Điện áp dây: Điện áp dây là điện áp đo được giữa 2 đường dây pha. Ví dụ pha A và pha B có điện áp mỗi pha bằng 220v. Theo công thức tính dòng điện sin thì điện áp giữa 2 pha bằng CĂN BẬC 3 ( khoảng 1,7) x 220v = 380v (0,4KV) .

Trị số của dòng điện, điện áp sin ở một thời điểm t gọi là trị số tức thời. Điện áp tức thời được tính theo cường độ dòng điện tức thời.

U : hiệu điện thế tức thời

I : Cường độ dòng điện tức thời (i dây và i pha)

R : Điện trở

Cường độ dòng điện tức thời được định nghĩa là cường độ dòng điện trung bình ( với điều kiện thời gian đang xét rất nhỏ)

Điện áp danh định là giá trị điện áp (đơn vị V) quy định trên danh nghĩa dùng để xác định hoặc nhận dạng điện áp của một hệ thống điện.

Điện áp VDC là hiệu điện thế của dòng điện 1 chiều điện áp thấp 12V hoặc 24V chuyển ra điện áp 220V. Dùng cho máy tính xách tay và các thiết bị điện tử nhỏ.

Ở Việt Nam sử dụng điện áp 220v/50hz : Hiệu điện thế 220V và tần số dòng điện xoay chiều là 50Hz.

Điện áp hiệu dụng là giá trị trung bình bình phương của điện áp cực đại ở hai đầu đoạn mạch

Việc phân loại điện áp tùy thuộc vào nhu cầu và quy định của từng quốc gia. Ví dụ: ở Việt Nam điện áp 1 pha là 220 VAC, ở Nhật Bản là 100 – 110 VAC. Trong truyền tài điện công nghiệp ở Việt Nam được phân ra thành 3 loại điện áp: Cao thế, trung thế, hạ thế.

Điện cao thế (hay còn gọi là điện thế cao) là dòng điện có điện áp đủ lớn để gây hại đến sinh vật sống. Thiết bị và các dây dẫn mang dòng điện cao cần phải bảo đảm các yêu cầu và quy trình an toàn. Trong các ngành công nghiệp, điện cao thế nghĩa là dòng điện cao hơn một ngưỡng nào đó.

Điện cao thế được dùng chủ yếu trong việc phân phối điện năng, trong ống phóng tia cathode, sản sinh tia X và các chùm hạt để thể hiện hồ quang điện, cho sự xẹt điện, trong đèn nhân quang điện, và các đèn điện tử chân không máy khuếch đại năng lượng cao và các ứng dụng khoa học và công nghệ khác.

Điện cao thế thường dùng cho các mạng phân phối điện đi xa gồm 1 số cấp như: 66 KV, 110 KV, 220 KV, 500 KV.

Điện trung thế có cấp điện áp nhỏ hơn cao thế, ở những công trình; khu công nghiệp; khu dân sinh… thường có đường điện trung thế cấp đến máy biến áp, sau đó hạ áp để phân phối điện. Một số cấp điện áp hay dùng như: 22 KV và 35 KV.

Cấp điện áp 15kV (15.000V)

Bị phóng điện khi vi phạm khoảng cách an toàn (người hoặc vật đến gần dây điện hoặc thiết bị điện dưới 0,7m). Sử dụng dây bọc, dây trần gắn trên trụ bằng sứ cách điện. Cột bê tông ly tâm, cao từ 9m-12m, sứ cách điện là sứ đỡ hoặc sứ treo.

Bị điện giật khi chạm vào dây điện bị tróc vỏ cách điện hoặc phần dây kim loại đang mang điện. Cấp điện áp này sử dụng dây cáp bọc vặn xoắn ACB gồm 4 sợi bện vào nhau; một số ít sử dụng 4 dây rời, gắn lên cột điện bằng kẹp treo hoặc sứ.

Cột điện thường sử dụng cột bê tông ly tâm, có nơi sử dụng cột bê tông vuông, trụ tháp sắt, cao từ 5m-8m. Tại Việt Nam, điện hạ thế có 1 mức: 0,4kV (400V)

Điện hạ thế (cấp điện áp 0,4 KV ) là điện sử dụng để cấp cho các thiết bị hoạt động gồm điện hạ thế 1 pha, 2 pha và 3 pha. Điện áp 1 pha ( 220 VAC ), điện 2 pha ( 380 VAC ) – loại này ít gặp ở Việt Nam thường để cung cấp nguồn vào cho 1 số loại ổn áp đặc biệt, điện áp 3 pha ( 380 VAC ) hay gặp trong điện công nghiệp.

Tất cả các thiết bị điện được bán ở Việt Nam làm việc trong khoảng điện áp 220-240 V. Điện áp thấp hơn hoặc cao hơn so với phạm vi này cần phải được điều chỉnh nếu thiết bị đó không thể tự xử lý. Tuy nhiên, điện áp tại nhiều nơi ở Việt Nam có thời điểm thường xuyên xuống thấp tới mức 150-160 V.

Nguyên nhân dẫn đến việc điện áp bị thiếu hụt không phải. Do các nhà máy điện không cung cấp đủ dòng điện cho nhu cầu của người dân. Điện áp khi đến các hộ gia đình bị yếu là do sụt áp trên đường dây. Vì các nhà máy điện thường ở rất xa nên dòng điện trên đường truyền tải sẽ bị tiêu hao. Gây ra sụt áp. Đặc biệt là những khu dân cư ở cạnh các khu công nghiệp.

Nhà máy sản xuất thường bị sụt áp rất cao. Có nơi điện áp chỉ còn 100V. Sử dụng nguồn điện yếu không đủ 220V hoặc cao quá 220V đều gây hại cho các thiết bị điện. Làm giảm tuổi thọ của máy móc, có thể gây cháy hỏng thiết bị ngay lập tức.

Để khắc phục tình trạng yếu điện. Nhà nước luôn cho thay mới đường dây điện đủ to để tránh sụt áp. Nhưng các khu dân cư và các nhà máy phát triển rất nhanh. Lượng máy móc sử dụng điện tăng nhanh. Nên việc sụt áp trên đường dây vẫn xảy ra.

Để khắc phục tối ưu tình trạng này, người dân có thể sử dụng máy ổn áp. Để ổn định dòng điện sinh hoạt cho gia đình. Máy ổn áp có tác dụng ổn định dòng điện đầu ra với điện áp đầu vào. Thay đổi trong dải cho phép để máy ổn áp hoạt động. Ngoài ra máy ổn áp có thể ngắt điện để bảo vệ thiết bị điện trong nhà. Khi điện áp dâng cao do chập điện ở bên ngoài hoặc do sét đánh,…

Trên đây là thông tin về điện áp, phân loại và cách khắc phục sự cố điện áp yếu an toàn. Nếu bạn cần sự trợ giúp, hãy liên hệ với thợ sửa điện Hà Nội để được tư vấn miễn phí nhé.