bài giảng kỹ thuật điện, chương 6 pdf

80
Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa
Khoa Âiãûn - Bäü män Âiãûn Cäng Nghiãûp
Giạo trçnh K thût Âiãûn
Biãn soản: Nguùn Häưng Anh, Bi Táún Låüi, Nguùn Vàn Táún, V Quang Sån



Chỉång 6
MẠY BIÃÚN ẠP


6.1. KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ MẠY BIÃÚN ẠP
6.1.1. Vai tr v cäng dủng MBA
Âãø dáùn âiãûn tỉì nh mạy phạt âiãûn âãún häü tiãu thủ cáưn phi cọ âỉåìng dáy ti âiãûn
(hçnh 6.1). Thäng thỉåìng khong cạch tỉì nåi sn xút âiãûn âãún häü tiãu thủ låïn, mäüt
váún âãư âàût ra l viãûc truưn ti âiãûn nàng âi xa lm sao cho âm bo cháút lỉåüng âiãûn
ạp v kinh tãú nháút.

∼
MBA
gim ạp




MBA
tàng ạp
Âỉåìng dáy ti âiãûn
Mạy phạt âiãûn
Häü tiãu

thủ âiãûn
Hçnh 6.1 Så âäư cung cáúp âiãûn âån gin
Gi sỉí häü tiãu thủ cọ cäng sút P, hãû säú cäng sút cosϕ, âiãûn ạp ca âỉåìng dáy
truưn ti l U, thç dng âiãûn truưn ti trãn âỉåìng dáy l :
ϕ
=
cosU
P
I

V täøn hao cäng sút trãn âỉåìng dáy:
ϕ
==Δ
22
2
2
cosU
P
RIRP
dd

Trong âọ: R
d
l âiãûn tråí âỉåìng dáy ti âiãûn v cosϕ l hãû säú cäng sút ca lỉåïi âiãûn,
cn ϕ l gọc lãûch pha giỉỵa dng âiãûn I v âiãûn ạp U.
Tỉì cạc cäng thỉïc trãn cho ta tháúy, cng mäüt cäng sút truưn ti trãn âỉåìng dáy,
nãúu âiãûn ạp truưn ti cng cao thç dng âiãûn chảy trãn âỉåìng dáy s cng bẹ, do âọ
trng lỉåüng v chi phê dáy dáùn s gim xúng, tiãút kiãûm âỉåüc kim loải mu, âäưng
thåìi täøn hao nàng lỉåüng trãn âỉåìng dáy s gim xúng. Màût khạc âãø âm bo cháút
81

lổồỹng õióỷn nng trong hóỷ thọỳng õióỷn, vồùi õổồỡng dỏy daỡi khọng thóứ truyóửn dỏựn ồớ õióỷn
aùp thỏỳp. Vỗ thóỳ, muọỳn truyóửn taới cọng suỏỳt lồùn õi xa ngổồỡi ta phaới duỡng õióỷn aùp cao,
thổồỡng laỡ 35, 110, 220, 500kV . Trón thổỷc tóỳ, caùc maùy phaùt õióỷn chố phaùt ra õióỷn
aùp tổỡ 3 ữ 21kV, do õoù phaới coù thióỳt bở tng õióỷn aùp ồớ õỏửu õổồỡng dỏy. Mỷt khaùc caùc
họỹ tióu thuỷ thổồỡng yóu cỏửu õióỷn aùp thỏỳp, tổỡ 0.4 ữ 6kV, vỗ vỏỷy cuọỳi õổồỡng dỏy phaới
coù thióỳt bở giaớm õióỷn aùp xuọỳng. Thióỳt bở duỡng õóứ tng õióỷn aùp ồớ õỏửu õổồỡng dỏy vaỡ
giaớm õióỷn aùp cuọỳi õổồỡng dỏy goỹi laỡ maùy bióỳn aùp (MBA). Nhổ vỏỷy MBA duỡng õóứ
truyóửn taới vaỡ phỏn phọỳi õióỷn nng.
6.1.2. ởnh nghộa MBA
Maùy bióỳn aùp laỡ thióỳt bở õióỷn tổỡ tộnh, laỡm vióỷc theo nguyón lyù caớm ổùng õióỷn tổỡ,
duỡng õóứ bióỳn õọứi mọỹt hóỷ thọỳng doỡng õióỷn xoay chióửu ồớ õióỷn aùp naỡy thaỡnh mọỹt hóỷ
thọỳng doỡng õióỷn xoay chióửu ồớ õióỷn aùp khaùc, vồùi tỏửn sọỳ khọng thay õọứi.
6.1.3. Caùc õaỷi lổồỹng õởnh mổùc MBA
Caùc õaỷi lổồỹng õởnh mổùc cuớa MBA qui õởnh õióửu kióỷn kyợ thuỏỷt cuớa maùy. Caùc õaỷi
lổồỹng nỏửy do nhaỡ maùy chóỳ taỷo qui õởnh vaỡ ghi trón nhaợn cuớa MBA.
1. Dung lổồỹng (cọng suỏỳt õởnh mổùc) S
õm
[VA hay kVA] laỡ cọng suỏỳt toaỡn phỏửn
hay bióứu kióỳn õổa ra ồớ dỏy quỏỳn thổù cỏỳp cuớa MBA.
2. ióỷn aùp sồ cỏỳp õởnh mổùc U
1õm
[V hay kV] laỡ õióỷn aùp cuớa dỏy quỏỳn sồ cỏỳp.
3. ióỷn aùp thổù cỏỳp õởnh mổùc U
2õm
[V hay kV] laỡ õióỷn aùp cuớa dỏy quỏỳn thổù cỏỳp khi
MBA khọng taới vaỡ õióỷn aùp õỷt vaỡo dỏy quỏỳn sồ cỏỳp laỡ õởnh mổùc.
4. Doỡng õióỷn sồ cỏỳp õởnh mổùc I
1õm
[A hay kA] vaỡ thổù cỏỳp õởnh mổùc I
2õm

laỡ nhổợng
doỡng õióỷn cuớa dỏy quỏỳn sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp ổùng vồùi cọng suỏỳt vaỡ õióỷn aùp õởnh mổùc.
ọỳi vồùi MBA ba pha õióỷn aùp vaỡ doỡng õióỷn ghi trón nhaợn maùy laỡ õióỷn aùp vaỡ doỡng
õióỷn dỏy.
ọỳi vồùi MBA mọỹt pha:

m1
m
m1
U
S
I
õ
õ
õ
=
;
m2
m
m2
U
S
I
õ
õ
õ
=
(6.1)
ọỳi vồùi MBA ba pha:

m1
m
m1
U3
S
I
õ
õ
õ
= ;
m2
m
m2
U3
S
I
õ
õ
õ
= (6.2)
5. Tỏửn sọỳ õởnh mổùc f
õm
[Hz]. Caùc MBA õióỷn lổỷc coù tỏửn sọỳ cọng nghióỷp 50Hz.
Ngoaỡi ra trón nhaợn MBA coỡn ghi caùc sọỳ lióỷu khaùc nhổ : sọỳ pha m, sồ õọử vaỡ tọứ
nọỳi dỏy
6.1.4. Caùc loaỷi maùy bióỳn aùp chờnh
1. MBA lổỷc duỡng õóứ truyóửn taới vaỡ phỏn phọỳi cọng suỏỳt trong hóỷ thọỳng õióỷn lổỷc.
2. MBA chuyón duỡng cho caùc loỡ luyóỷn kim, caùc thióỳt bở chốnh lổu, MBA haỡn
82
3. MBA tỉû ngáùu dng âãø liãn lảc trong hãû thäúng âiãûn, måí mạy âäüng cå khäng

âäưng bäü cäng sút låïn.
4. MBA âo lỉåìng dng âãø gim âiãûn ạp v dng âiãûn låïn âỉa vo cạc dủng củ âo
tiãu chøn hồûc âãø âiãưu khiãøn.
5. MBA thê nghiãûm dng âãø thê nghiãûm âiãûn ạp cao.
MBA cọ ráút nhiãưu loải song thỉûc cháút hiãûn tỉåüng xy ra trong chụng âãưu giäúng
nhau. Âãø thûn tiãûn cho viãûc nghiãn cỉïu, sau âáy ta xẹt MBA âiãûn lỉûc mäüt pha hai
dáy qún.
6.2. CÁÚU TẢO MẠY BIÃÚN ẠP
Cáúu tảo MBA gäưm ba bäü pháûn : li thẹp, dáy qún v v mạy.
6.2.1. Li thẹp MBA.
Li thẹp MBA (hçnh 6.2) dng âãø dáùn tỉì thäng, âỉåüc chãú tảo bàòng cạc váût liãûu
dáùn tỉì täút, thỉåìng l thẹp k thût âiãûn cọ bãư dy tỉì 0,3 ÷ 1 mm, màût ngoi cạc lạ
thẹp cọ sån cạch âiãûn räưi ghẹp lải våïi nhau thnh li thẹp. Li thẹp gäưm hai pháưn:
Trủ v Gäng
. Trủ T l pháưn âãø âàût dáy qún cn gäng G l pháưn näúi liãưn giỉỵa cạc
trủ âãø tảo thnh mảch tỉì kên.


T
T
G
G
G
G G
G
G
G
Hçnh 6.2 Mảch tỉì MBA mäüt pha. a) kiãøu trủ. b) kiãøu bc
Dáy qún cao ạp
Dáy qún hả ạp

(a) (b)





6.2.2. Dáy qún MBA
Dáy qún MBA (hçnh 6.2) thỉåìng lm bàòng dáy dáùn âäưng hồûc nhäm, tiãút diãûn
trn hay chỉỵ nháût, bãn ngoi dáy dáùn cọ bc cạch âiãûn. Dáy qún gäưm nhiãưu vng
dáy v läưng vo trủ thẹp. Giỉỵa cạc vng dáy, giỉỵa cạc dáy qún v giỉỵa dáy qún
våïi li thẹp âãưu cọ cạch âiãûn. Mạy biãún ạp thỉåìng cọ hai hồûc nhiãưu dáy qún. Khi
cạc dáy qún âàût trãn cng mäüt trủ thç dáy qún âiãûn ạp tháúp âàût sạt trủ thẹp cn dáy
qún âiãûn ạp cao âàût bãn ngoi. Lm nhỉ váûy s gim âỉåüc váût liãûu cạch âiãûn.
6.2.3. V MBA.
V MBA lm bàòng thẹp gäưm hai bäü pháûn : thng v nàõp thng.
83
1.
Thng MBA
: Trong thng MBA âàût li thẹp, dáy qún v dáưu biãún ạp. Dáưu
biãún ạp lm nhiãûm vủ tàng cỉåìng cạch âiãûn v tn nhiãût. Lục MBA lm viãûc, mäüt
pháưn nàng lỉåüng tiãu hao thoạt ra dỉåïi dảng nhiãût lm dáy qún, li thẹp v cạc bäü
pháûn khạc nọng lãn. Nhåì sỉû âäúi lỉu trong dáưu v truưn nhiãût tỉì cạc bäü pháûn bãn
trong MBA sang dáưu v tỉì dáưu qua vạch thng ra mäi trỉåìng xung quanh (hçnh 6.3).

400









Hçnh 6.3 MBA dáưu ba pha, hai dáy qún, 250kVA


2.
Nàõp thng
: Dng âãø âáûy trãn thng v cọ cạc bäü pháûn quan trng nhỉ :
- Sỉï ra ca dáy qún cao ạp v dáy qún hả ạp.
- Bçnh dn dáưu (bçnh dáưu phủ)
- ÄÚng bo hiãøm
6.3. NGUN L LM VIÃÛC CA MẠY BIÃÚN ẠP L TỈÅÍNG
Mạy biãún ạp l tỉåíng cọ cạc tênh cháút nhỉ sau:
1. Cün dáy khäng cọ âiãûn tråí.
2. Tỉì thäng chảy trong li thẹp mọc vng våïi hai dáy qún, khäng cọ tỉì thäng
tn v khäng cọ täøn hao trong li thẹp.
3. Âäü tỉì tháøm ca thẹp ráút låïn (μ = ∞), nhỉ váûy dng tỉì hoạ cáưn phi cọ âãø
sinh ra tỉì thäng trong li thẹp l ráút nh khäng âạng kãø, nghéa l stâ cáưn âãø sinh ra
tỉì thäng trong li thẹp bàòng khäng.
84

Hỗnh 6.4 veợ sồ õọử nguyón lyù cuớa MBA mọỹt pha gọửm loợi theùp vaỡ hai dỏy quỏỳn.
Dỏy quỏỳn sồ cỏỳp coù sọỳ voỡng dỏy N
1
õổồỹc nọỳi vồùi nguọửn õióỷn aùp xoay chióửu vaỡ caùc
õaỷi lổồỹng phờa dỏy quỏỳn sồ cỏỳp thổồỡng kyù hióỷu coù chố sọỳ 1 keỡm theo nhổ u
1
, i
1
, e
1
,
Dỏy quỏỳn thổù cỏỳp coù N
2
voỡng dỏy, cung cỏỳp õióỷn cho phuỷ taới Z
t
vaỡ caùc õaỷi lổồỹng
phờa dỏy quỏỳn thổù cỏỳp coù chố sọỳ 2 keỡm theo nhổ u
2
, i
2
, e
2
,
Khi õỷt õióỷn aùp u
1
lón dỏy quỏỳn sồ cỏỳp, trong dỏy quỏỳn sồ cỏỳp seợ coù doỡng õióỷn i
1

chaớy qua, trong loợi theùp seợ sinh ra tổỡ thọng moùc voỡng vồùi caớ hai dỏy quỏỳn. Tổỡ
thọng naỡy caớm ổùng trong dỏy quỏỳn sồ vaỡ thổù cỏỳp caùc sõõ e

1
vaỡ e
2
. Dỏy quỏỳn thổù cỏỳp
coù taới seợ sinh ra doỡng õióỷn i
2
õổa ra taới vồùi õióỷn aùp u
2
. Nhổ vỏỷy nng lổồỹng cuớa doỡng
õióỷn xoay chióửu õaợ õổồỹc truyóửn tổỡ dỏy quỏỳn sồ cỏỳp sang dỏy quỏỳn thổù cỏỳp.
Giaớ thổớ õióỷn aùp õỷt vaỡo dỏy quỏỳn sồ cỏỳp laỡ hỗnh sin vaỡ tổỡ thọng do noù sinh ra
cuợng laỡ haỡm sọỳ hỗnh sin vaỡ coù daỷng:

tsi
n
m


= (6.3)
Theo õởnh luỏỷt caớm ổùng õióỷn tổỡ, caùc sõõ caớm ổùng e
1
, e
2
sinh ra trong dỏy quỏỳn
sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp MBA laỡ:

)tsin(E)tsin(N
d
t
d

Ne
m
0
1
0
111
90290 ==

=
(6.4)

)tsin(E)tsin(N
d
t
d
Ne
m
0
2
0
222
90290 ==

=
(6.5)
trong õoù, E
1
, E
2
laỡ trở sọỳ hióỷu duỷng cuớa sõõ sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp, cho bồới:

m1m1
m1
1
fN44,4fN2
2
N
E ==

= (6.6)

m2m2
m2
2
fN44,4fN2
2
N
E ==

= (6.7)
Tố sọỳ bióỳn aùp cuớa MBA:

2
1
2
1
N
N
E
E

a ==
(6.8)
Hỗnh 6.4 Sồ õọử nguyón lyù cuớa
MBA mọỹt pha hai dỏy quỏỳn

u
2

u
1
i
1
i
2
Z
t


+

+

Nóỳu boớ qua suỷt aùp gỏy ra do õióỷn trồớ
vaỡ tổỡ thọng taớn cuớa dỏy quỏỳn (MBA lyù
tổồớng) thỗ E
1
U
1
vaỡ E
2

U
2
:

a
N
N
E
E
U
U
2
1
2
1
2
1
==
(6.9)
Nóỳu boớ qua tọứn hao trong MBA thỗ:
U
1
I
1
= U
2
I
2

Nhổ vỏỷy, ta coù:

a
I
I
U
U
==
1
2
2
1
(6.10)
Nóỳu N
2
> N
1
thỗ U
2
> U
1
vaỡ I
2
< I
1
: MBA tng aùp.
Nóỳu N
2
< N
1
thỗ U
2

< U
1
vaỡ I
2
> I
1
: MBA giaớm aùp.
85
VÊ DỦ 6.1
Mäüt MBA l tỉåíng cọ cäng sút 15kVA, âiãûn ạp 2400/240V, táưn säú 60Hz. Tiãút diãûn
ngang li thẹp MBA 50cm
2
v chiãưu di trung bçnh ca li 66,67cm. Khi näúi vo
dáy qún så cáúp âiãûn ạp 2400V thç tỉì cm cỉûc âải trong li thẹp l 1,5T. Xạc âënh:
a. Tè säú biãún ạp (vng).
b. Säú vng dáy ca mäùi dáy qún.
Bi gii
a. Tè säú biãún ạp (vng).

10
240
2400
2
1
2
1
2
1
=====
U

U
N
N
E
E
a

b. Säú vng dáy ca mäùi dáy qún.
Tỉì thäng cỉûc âải trong li thẹp:

Wb.,.,SB
mm
34
1057105051
−−
=×==Φ
Säú vng ca dáy qún så v dáy qún thỉï:

m
m
f,
E
NfN,E
Φ
=⇒Φ=
444
444
1
111

1201
105760444
2400
3
1
==
−
., ,
N
vng
N
2
= N
1
/10 = 1201/10 = 120 vng.
6.4. CẠC PHỈÅNG TRÇNH CÁN BÀỊNG CA MẠY BIÃÚN ẠP
6.4.1. Phỉång trçnh cán bàòng âiãûn ạp
Trãn hçnh 6.5 trçnh by MBA mäüt pha hai dáy qún, trong âọ dáy qún så cáúp
näúi våïi ngưn, cọ säú vng N
1
, dáy qún thỉï cáúp näúi våïi ti cọ täøng tråí Z
t
, cọ säú vng
N
2
. Khi näúi âiãûn ạp u
1
vo dáy qún så cáúp, trong dáy qún så cáúp cọ dng âiãûn i
1

chảy qua, chiãưu dng âiãûn i
1
âỉåüc chn tu , cn chiãưu tỉì thäng Φ
1
do i
1
gáy ra
phi chn ph håüp våïi i
1
theo qui tàõc vàûn nụt chai. Chiãưu sââ e
1
v e
2
ph håüp våïi
chiãưu Φ
1
cng theo qui tàõc vàûn nụt chai. Theo âënh lût Lenz, dng âiãûn i
2
(dng
cm ỉïng) phi cọ chiãưu sao cho tỉì thäng Φ
2
do nọ sinh ra ngỉåüc chiãưu Φ
1
. Do váûy
chiãưu i
2
ph håüp våïi Φ
2
(ngỉåüc chiãưu Φ

1
). Täøng âải säú tỉì thäng chảy trong li thẹp
Φ = Φ
1
- Φ
2
âỉåüc gi l tỉì thäng chênh.
86
Ngoi tỉì thäng chênh Φ chảy trong li thẹp, trong MBA cn cọ tỉì thäng tn Φ
t1

v Φ
t2
. Tỉì thäng tn khäng chảy trong li thẹp m mọc vng våïi khäng gian khäng
phi váût liãûu sàõt tỉì nhỉ dáưu biãún ạp, váût liãûu cạch âiãûn Váût liãûu náưy cọ âäü tỉì tháøm
bẹ, do âọ tỉì thäng tn nh hån ráút nhiãưu so våïi tỉì thäng chênh v tỉì thäng tn mọc
vng våïi dáy qún sinh ra nọ. Tỉì thäng tn Φ
t1
do dng âiãûn så cáúp i
1
gáy ra v tỉì
thäng tn Φ
t2
do dng âiãûn thỉï cáúp i
2
gáy ra. Tỉång ỉïng våïi cạc tỉì thäng tn Φ
t1
v
Φ
t2

, ta cọ âiãûn cm tn L
t1
v L
t2
ca dáy qún så cáúp v thỉï cáúp.:

1
1t
1
1t1
1t
ii
N
L
Ψ
=
Φ
=


2
2t
2
2t2
2t
ii
N
L
Ψ
=

Φ
=

u
2
∼
u
1
i
1
i
2
Z
t
Φ
t
2
Φ
t
1
Φ
1
+
+
_

_
Φ
2
Φ

Trong âọ: l tỉì thäng tn
mọc vng våïi dáy qún så cáúp;
l tỉì thäng tn mọc
vng våïi dáy qún thỉï cáúp.
1t11t
N Φ=Ψ
2t22t
N Φ=Ψ
Hçnh 6.5 Tỉì thäng MBA mäüt pha hai dáy qún

1.
Phỉång trçnh cán bàòng âiãûn ạp dáy qún så cáúp :

Xẹt mảch âiãûn så cáúp gäưm ngưn âiãûn ạp u
1
, sỉïc âiãûn âäüng e
1
, âiãûn tråí dáy qún
så cáúp R
1
, âiãûn cm tn ca dáy qún så cáúp L
t1
. Ạp dủng âënh lût Kirchhoff 2, ta
cọ phỉång trçnh âiãûn ạp så cáúp viãút dỉåïi dảng trë säú tỉïc thåìi l:
u
1
= e
1
+

d
t
di
L
1
1t
+ R
1
i
1
Biãøu diãùn dỉåïi dảng säú phỉïc:

1111t11
IRIL
j
EU
&&&&
+ω+=
(6.11)

111111
IRI
jX
EU
&&&&
++=


11111111
IZEI)

jX
R(EU
&&&&&
+=++=
(6.12)
trong âọ: Z
1
= R
1
+ jX
1
l täøng tråí phỉïc ca dáy qún så cáúp.
R
1
: l âiãûn tråí ca dáy qún så cáúp,
X
1
= ωL
t1
l âiãûn khạng tn ca dáy qún så cáúp,
Cn l âiãûn ạp råi trãn dáy qún så cáúp.
11
IZ
&
2.
Phỉång trçnh cán bàòng âiãûn ạp dáy qún thỉï:

Mảch âiãûn thỉï cáúp gäưm sỉïc âiãûn âäüng e
2
, âiãûn tråí dáy qún thỉï cáúp R

2
, âiãûn
cm tn dáy qún thỉï cáúp L
t2
, âiãûn ạp åí hai âáưu ca dáy qún thỉï cáúp l u
2
. Ạp dủng
âënh lût Kirchhoff 2, ta cọ phỉång trçnh âiãûn ạp thỉï cáúp viãút dỉåïi dảng trë säú tỉïc
thåìi l:
u
2
= e
2
-
dt
di
L
2
2t
- R
2
i
2
87
Bióứu dióựn dổồùi daỷng sọỳ phổùc:

2222t22
IRIL
j
EU

&&&&
=
(6.13)

222222
IRI
jX
EU
&&&&
=
(6.14)

22222222
IZEI)
jX
R(EU
&&&&&
=+=
(6.15)
trong õoù: Z
2
= R
2
+ jX
2
laỡ tọứng trồớ phổùc cuớa dỏy quỏỳn thổù cỏỳp.
R
2
: laỡ õióỷn trồớ cuớa dỏy quỏỳn thổù cỏỳp,
X

2
= L
t2
laỡ õióỷn khaùng taớn cuớa dỏy quỏỳn thổù cỏỳp,
Coỡn laỡ õióỷn aùp rồi trón dỏy quỏỳn thổù cỏỳp.
22
IZ
&
Mỷt khaùc ta coù: (6.16)
2t2
IZU
&&
=
6.4.2. Phổồng trỗnh cỏn bũng doỡng õióỷn
ởnh luỏỷt Ohm tổỡ (5.6), aùp duỷng vaỡo maỷch tổỡ (hỗnh 6.5) cho ta:
N
1
i
1
- N
2
i
2
= R


(6.17)
Trong bióứu thổùc (6.12), thổồỡng nón E
111
EIZ

&&
<<
1
U
1
. Vỏỷy theo (6.6) tổỡ thọng
cổỷc õaỷi trong loợi theùp:

1
1
m
fN44,4
U
=
(6.18)
õỏy U
1
= U
1õm
, tổùc laỡ U
1
khọng õọứi, theo (6.18) tổỡ thọng
m
cuợng khọng õọứi.
Do õoù vóỳ phaới cuớa (6.17) khọng phuỷ thuọỹc doỡng i
1
vaỡ i
2
, nghộa laỡ khọng phuỷ thuọỹc
chóỳ õọỹ laỡm vióỷc cuớa MBA. ỷc bióỷt trong chóỳ õọỹ khọng taới doỡng i

2
= 0 vaỡ i
1
= i
0
laỡ
doỡng õióỷn khọng taới sồ cỏỳp. Ta suy ra:
N
1
i
1
- N
2
i
2
= N
1
i
0
(6.19)
Hay: (6.20)
012211
INININ
&&&
=
Chia hai vóỳ cho N
1
vaỡ chuyóứn vóỳ, ta coù:

'

20
1
2
201
II
N
N
III
&&&&&
+=+=
(6.21)
trong õoù:
a
I
I
2
'
2
&
&
=
laỡ doỡng õióỷn thổù cỏỳp qui õọứi vóử phờa sồ cỏỳp, coỡn a =
2
1
N
N
.
Tổỡ (6.21) ta thỏỳy rũng: doỡng õióỷn sồ cỏỳp gọửm hai thaỡnh phỏửn, thaỡnh phỏửn
doỡng õióỷn khọng õọứi duỡng õóứ taỷo ra tổỡ thọng chờnh trong loợi theùp MBA, thaỡnh
phỏửn doỡng õióỷn duỡng õóứ buỡ laỷi doỡng õióỷn thổù cỏỳp , tổùc laỡ cung cỏỳp cho taới.

Khi taới tng thỗ doỡng õióỷn tng, nón tng vaỡ doỡng õióỷn cuợng tng lón.
1
I
&
0
I
&
2
'I
&
2
I
&
2
I
&
2
'I
&
1
I
&
88
Toùm laỷi mọ hỗnh toaùn cuớa MBA nhổ sau:
(6.22a)
1111
IZEU
&&&
+=
(6.22b)

2222
IZEU
&&&
=
'
201
III
&&&
+= (6.22c)
6.5. MACH IN THAY TH CUA MAẽY BIN AẽP
óứ õỷc trổng vaỡ tờnh toaùn caùc quaù trỗnh nng lổồỹng xaớy ra trong MBA, ngổồỡi
ta thay maỷch õióỷn vaỡ maỷch tổỡ cuớa MBA bũng mọỹt maỷch õióỷn tổồng õổồng gọửm caùc
õióỷn trồớ vaỡ õióỷn khaùng õỷc trổng cho MBA goỹi laỡ maỷch õióỷn thay thóỳ MBA.








L
t1
i
2
R
2


u

2
u
1
i
1
R
1
(a)
L
t2
Z
t
e
1
e
2
+

+

+

+

Hỗnh 6.6. Maỷch õióỷn tổồng õổồng cuớa MBA mọỹt pha hai dỏy quỏỳn

2
'U
&

1
U
&
1
I
&

(c)
jX
m
R
fe
j
X
2
jX
1
R
1
'
2
I

&
R
2
Z
t
21
EaE
&&
=
o
I
&
oR
I
&

oX
I
&
+

+

1
R
jX
I
&

Trón hỗnh 6.6a trỗnh baỡy MBA maỡ tọứn hao trong dỏy quỏỳn vaỡ tổỡ thọng taớn õổồỹc
õỷc trổng bũng õióỷn trồớ R vaỡ õióỷn caớm L mừc nọỳi tióỳp vồùi dỏy quỏỳn sồ vaỡ thổù cỏỳp.
1 1
1
U
&
(b)
j
X
2
R
2
2
U
&
N
2
N

1
1
E
&

o
I
&
oR
I
&

oX
I
&
2
I
&
R
fe
jX
m
2
'
2
UaU
&&
=
+

+

+

Z
t
89
Nhổ vỏỷy õóứ coù thóứ nọỳi trổỷc tióỳp maỷch sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp vồùi nhau thaỡnh mọỹt maỷch
õióỷn, caùc dỏy quỏỳn sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp phaới coù cuỡng mọỹt cỏỳp õióỷn aùp. Trón thổỷc tóỳ,
õióỷn aùp cuớa caùc dỏy quỏỳn õoù laỷi khaùc nhau (hỗnh 6.6a, E
1
E
2
). Vỗ vỏỷy phaới qui õọứi
mọỹt trong hai dỏy quỏỳn vóử dỏy quỏỳn kia õóứ cho chuùng coù cuỡng mọỹt cỏỳp õióỷn aùp.
Muọỳn vỏỷy hai dỏy quỏỳn phaới coù sọỳ voỡng dỏy nhổ nhau. Thổồỡng ngổồỡi ta qui õọứi dỏy
quỏỳn thổù cỏỳp vóử dỏy quỏỳn sồ cỏỳp (hỗnh 6.6b), nghộa laỡ coi dỏy quỏỳn thổù cỏỳp coù sọỳ
voỡng dỏy bũng sọỳ voỡng dỏy cuớa dỏy quỏỳn sồ cỏỳp. Vióỷc qui õọứi chố õóứ thuỏỷn tióỷn cho
vióỷc nghión cổùu vaỡ tờnh toaùn MBA, vỗ vỏỷy yóu cỏửu cuớa vióỷc qui õọứi laỡ quaù trỗnh vỏỷt
lyù vaỡ nng lổồỹng xaớy ra trong maùy bióỳn aùp trổồùc vaỡ sau khi qui õọứi laỡ khọng õọứi.
6.5.1. Qui õọứi caùc õaỷi lổồỹng thổù cỏỳp vóử sồ cỏỳp.
Nhỏn phổồng trỗnh (6.22b) vồùi a, ta coù:

a
I
)Za(
a
I
)Za(EaUa
2

t
2
2
2
2
22
&&
&&
==
(6.23)
ỷt : (6.24)
12
'
2
EEaE
&&&
==
(6.25)
2
'
2
UaU
&&
=
(6.26)
a/II
2
'
2
&&

=
; ; (6.27)
2
2'
2
ZaZ =
2
2'
2
RaR =
2
2'
2
XaX =
; ; (6.28)
t
2'
t
ZaZ =
t
2'
t
RaR =
t
2'
t
XaX =
Phổồng trỗnh (6.23) vióỳt laỷi thaỡnh:
(6.29)
'

2
'
t
'
2
'
2
'
2
'
2
IZIZEU
&&&&
==
Trong õoù: , , , , tổồng ổùng laỡ sõõ, õióỷn aùp, doỡng õióỷn, tọứng trồớ
dỏy quỏỳn vaỡ tọứng trồớ taới thổù cỏỳp qui õọứi vóử sồ cỏỳp.
'
2
E
&
'
2
U
&
'
2
I
&
'
2

Z
'
t
Z
Toùm laỷi mọ hỗnh toaùn MBA sau khi qui õọứi laỡ :
(6.30a)
1111
IZEU
&&&
+=
(6.30b)
2
'
t
'
2
'
2
'
2
'
2
IZIZEU
&&&&
==
'
201
III
&&&
+= (6.30c)

6.5.2. Maỷch õióỷn thay thóỳ chờnh xaùc cuớa MBA
Dổỷa vaỡo hóỷ phổồng trỗnh qui õọứi (6.30a,b,c) ta suy ra mọỹt maỷch õióỷn tổồng ổùng
goỹi laỡ maỷch õióỷn thay thóỳ cuớa MBA (hỗnh 6.6c).
Xeùt phổồng trỗnh (6.30a), vóỳ phaới phổồng trỗnh coù Z
1
1
I
&
laỡ õióỷn aùp rồi trón tọứng
trồớ dỏy quỏỳn sồ cỏỳp Z
1
vaỡ laỡ õióỷn aùp trón tọứng dỏựn Y
1
E
&
m
, õỷc trổng cho tổỡ thọng
90
chênh v täøn hao sàõt tỉì. Tỉì thäng chênh v täøn hao sàõt tỉì do dng âiãûn khäng ti
sinh ra, do âọ ta cọ thãø viãút dng âiãûn khäng ti gäưm thnh pháưn dng âiãûn tạc dủng
I
oR
v thnh pháưn dng phn khạng I
oX
:
oXoRo
III
&&&
+=
(6.31a)

mfe
jX
E
R
E
11
&&
+=


11
E
j
BGE
mfe
&&
−=

(6.31b)
m1
YE
&
=
trong âọ: Y
m
= G
fe
- jB
m

l täøng dáùn tỉì họa.
•
fe
fe
R
G
1
=
l âiãûn dáùn tỉì họa, cn R
fe
âiãûn tråí tỉì họa âàûc trỉng cho täøn
hao sàõt tỉì trong li thẹp. Nãúu gi p
Fe
l cäng sút täøn hao sàõt, nhỉ váûy :
p
Fe
= / G
2
R0
I
fe
= R
fe
2
R0
I (6.32)
• X
m
l âiãûn khạng tỉì họa âàûc trỉng cho tỉì thäng chênh Φ.
-

m
m
jX
1
jB =
(6.33)
våïi B
m
l âiãûn khạng dáùn.
6.5.3. Mảch âiãûn thay thãú gáưn âụng ca MBA
Âãø tiãûn viãûc tênh toạn, ta chuøn nhạnh tỉì họa Y
m
vãư trỉåïc täøng tråí Z
1
, nhỉ váûy
ta cọ så âäư thay thãú gáưn âụng hçnh 6.7a. Thäng thỉåìng täøng dáùn nhạnh tỉì họa ráút
nh (Y
m
<< Z
1
v Z’
2
), do âọ cọ thãø b qua nhạnh tỉì họa (Y
m
= 0) v thnh láûp lải så
âäư thay thãú gáưn âụng (Hçnh 6.7b). Nãúu b qua c täøn hao âäưng trong hai dáy qún
så cáúp v thỉï cáúp (R
n
= 0)

thç mảch âiãûn thay thãú MBA chè cn âiãûn khạng X
n
.








Hçnh 6-7. Mảch âiãûn tỉång âỉång gáưn âụng ca MBA mäüt pha hai dáy qún

1
U
&
1
I
&

(a)
jX
n
R
n
2
'U
&
'
2

I
&
Z’
t
jX
m
R
fe
o
I
&
oR
I
&
oX
I
&
+
−
+
−
1
U
&
1
I
&
(b)
jX
n

R
n
2
'U
&

'
2
I
&
Z’
t
+
−
+
−
Khi b qua nhạnh tỉì họa, ta cọ:
Z
n
= Z
1
+ Z’
2
= R
n
+ jX
n
(6.34)
91
Trong âọ: Z

n
= R
n
+ jX
n
l täøng tråí ngàõn mảch ca MBA; R
n
= R
1
+ R’
2
l âiãûn tråí
ngàõn mảch ca MBA; X
n
= X
1
+ X’
2
l âiãûn khạng ngàõn mảch ca MBA.
6.6. GIN ÂÄƯ NÀNG LỈÅÜNG MBA
Xẹt MBA lm viãûc åí ti âäúi xỉïng, sỉû cán bàòng nàng lỉåüng dỉûa trãn mảch âiãûn
thay thãú.

Hçnh 6.8 Gin âäư nàng lỉåüng ca MBA
P
1

P
2
P

ât
p
cu1
p
Fe
p
cu2






Cäng sút tạc dủng âỉa vo dáy qún så cáúp MBA:
P
1
= U
1
I
1
cosϕ
1

Cäng sút ny b vo :
• Täøn hao âäưng trãn âiãûn tråí ca dáy qún så cáúp: p
cu1
= R
1
I
2

1

• Täøn hao sàõt trong li thẹp MBA : p
Fe
= R
fe
I
oR
2

Cäng sút cn lải gi l cäng sút âiãûn tỉì chuøn sang dáy qún thỉï cáúp:
P
ât
= P
1
- (p
cu1
+ p
Fe
) = E
2
I
2
cosΨ
2
(6.35)
Cäng sút ny b vo :
• Täøn hao âäưng trãn âiãûn tråí ca dáy qún thỉï cáúp: p
cu2
= R

2
I
2
2
=R
’
2
I
’2
2

Cn lải l cäng sút åí âáưu ra MBA :
P
2
= P
ât
- p
cu2
= U
2
I
2
cosϕ
2
(6.36)
Hiãûu sút MBA l tè säú ca cäng sút ra våïi cäng sút vo :

∑
∑
∑

+
−=
−
===η
pP
p
1
P
p
P
P
P
voCS
raCS
21
1
1
2
(6.37)
trong âọ: ∑p = p
cu1
+ p
cu2
+ p
Fe
: täøng cạc täøn hao trong MBA.
6.7. CHÃÚ ÂÄÜ KHÄNG TI CA MẠY BIÃÚN ẠP
Chãú âäü khäng ti MBA l chãú âäü m thỉï cáúp håí mảch (I
2
= 0), cn så cáúp âỉåüc

cung cáúp båíi mäüt âiãûn ạp U
1
.
92
6.7.1. Mảch âiãûn thay thãú v phỉång trçnh cán bàòng
Hçnh 6-9a l mảch âiãûn thỉûc, hçnh 6-9b l mảch âiãûn tỉång âỉång chênh xạc,
cn hçnh 6-20c l mảch âiãûn tỉång âỉång gáưn âụng. Khi khäng ti (hçnh 6-9b) dng
âiãûn thỉï cáúp I’
2
= 0, nãn dng âiãûn v ta cọ phỉång trçnh l :
o1
II
&&
=

)
jX
/
/R(I)
jX
R(IU
mfe01101
&&&
++=
(6.38a)
hồûc (6.38b)
00m101
ZI)ZZ(IU
&&&
=+=

trong âọ: Z
m
= R
fe
// jX
m
l täøng tråí nhạnh tỉì họa MBA.
trong âọ: Z
0
= R
1
+ jX
1
+ (R
fe
// jX
m
) = R
o
+ jX
o
l täøng tråí khäng ca ti MBA, cn
R
o
l âiãûn tråí khäng ti v X
o
l âiãûn khạng khäng ti.

6.7.2. Âàûc âiãøm ca chãú âäü khäng ti
1.

Dng âiãûn khäng ti
Tỉì (6.38) ta tênh âỉåüc dng âiãûn khäng ti nhỉ sau:

)jX//R(jXR
U
Z
U
I
mfe
o
++
==
11
1
0
1
&&
&
(6.39)
Täøng tråí Z

0
thỉåìng ráút låïn vç thãú dng âiãûn khäng ti nh I
0
= (1% ÷ 4%)I
âm
.
2.

Täøn hao khäng ti
Cäng sút do mạy tiãu thủ lục khäng ti P
0
gäưm cäng sút täøn hao trong li thẹp
p
Fe
v täøn hao âäưng trãn âiãûn tråí dáy qún så cáúp p
Cu1
. Vç dng âiãûn khäng ti nh
cho nãn cọ thãø b qua cäng sút täøn hao trãn âiãûn tråí dáy qún så.
Theo mảch âiãûn thay thãú hçnh 6.9b, ta cọ täøn hao khäng ti :
P
0
= R
1
I
0
2
+ R
fe
I
2

oR
≈ R
fe
I
2
oR
= p
Fe
(6.40)
Nhỉ váûy cọ thãø nọi täøn hao khäng ti l täøn hao sàõt trong li thẹp MBA.
Hçnh 6-9. Chãú âäü khäng ti ca MBA. a. Mảch âiãûn thỉûc tãú.;
b. Mảch âiãûn tỉång âỉång chênh xạc; c. Mảch âiãûn tỉång âỉång gáưn âụng

1
U
&
(a)
1
I
&
+
20
&

U
N
2
N
1
0

2
=I
&

_

_
+
1
U
&
1
I
&

R
1
jX
m
R
fe
jX
(c)
jX
m
R
fe
o
I
&

oR
I
&
oX
I
&
1
U
&
+
_
1
o
I
&
oR
I
&
oX
I
&
(b)
+
_

93
3.

Hãû säú cäng sút khäng ti
Cäng sút phn khạng khäng ti Q

0
ráút låïn so våïi cäng sút tạc dủng khäng ti
P
0
. Hãû säú cäng sút khäng ti ráút tháúp :

15010
2
0
2
0
0
0
,,
I
I
QP
P
cos
o
oR
÷==
+
=ϕ
(6.41)
hồûc tênh theo P
0
, U
1
v I

0
hồûc cäng sút ton pháưn khäng ti S
o
=U
1
I
0
:

o
o
01
0
0
S
P
IU
P
cos ==ϕ
(6.42)
V
W
A
Hçnh 6.10 Så âäư näúi dáy thê nghiãûm
khäng ti mạy biãún ạp
V
U
1âm
I
o

U
20
P
o
6.7.3. Thê nghiãûm khäng ti MBA
Âãø xạc âënh hãû säú biãún ạp a, täøn hao sàõt tỉì
trong li thẹp p
Fe
, v cạc thäng säú ca MBA åí
chãú âäü khäng ti, ta thê nghiãûm khäng ti.
Så âäư näúi dáy thê nghiãûm khäng ti (hçnh
6.10). Âàût âiãûn ạp U
1
= U
1âm
vo dáy qún
så cáúp, thỉï cáúp håí mảch, cạc dủng củ âo cho ta cạc säú liãûu sau : Watt kãú chè P
0
l
cäng sút khäng ti; Ampe kãú chè I
0
l dng âiãûn khäng ti; cn Vän kãú chè U
1âm


v
U
20
l âiãûn ạp så cáúp v thỉï cáúp. Tỉì âọ ta tênh âỉåüc:
1. Hãû säú biãún ạp a:

20
1
2
1
2
1
U
U
E
E
N
N
a
âm
≈==
(6.43)
2. Dng âiãûn khäng ti pháưn tràm
%%
I
I
%i
dm
41100
1
0
0
÷==
(6.44)
3. Täøn hao trong li thẹp
p

Fe
= P
0
- R
1
I
0
2
≈ P
0
(6.45)
4. Täøng dáùn nhạnh tỉì hoạ
+ Âiãûn tråí khäng ti : R
o
=
2
o
o
I
P
(6.46)
+ Täøng tråí khäng ti :
0
dm1
0
I
U
Z =
(6.47)
+ Âiãûn khạng khäng ti. Do R

fe
>> X
m
nãn xem R
fe
= ∞, váûy :

2
0
2
0m10
RZXXX −=+=
(6.48)
94
Âiãûn khạng tỉì họa X
m
>> X
1
, nãn láúy gáưn âụng bàòng:
X
m
= X
0
hay
m
m
X
1
B =
(6.49)

Thỉåìng dng âiãûn I
oR
<< I
oX
, nãn
o
âm1
m
I
U
X ≈
hồûc
oo
âm
m
sinI
U
X
ϕ
=
1
.
+ Âiãûn tråí âàûc trỉng täøn hao thẹp: b qua täøn hao âäưng trong dáy qún så cáúp
khi khäng ti (R
1
= 0, hçnh 6.9c), ta cọ âiãûn tråí âàûc trỉng täøn hao thẹp l :
R
fe
=
o

2
âm1
P
U
hay G
fe
=
2
âm1
o
U
P
(6.50)
22
1
mfe
âm
o
m
BG
U
I
Y +==
(6.51)
5. Hãû säú cäng sút khäng ti.
0dm1
0
0
IU
P

cos =ϕ
(6.52)
VÊ DỦ 6.2
Mäüt MBA mäüt pha cọ cäng sút 25kVA, âiãûn ạp 2400/240V, táưn säú 60Hz váûn hnh
khäng ti åí âiãûn ạp så cáúp âënh mỉïc thç cọ täøn hao khäng ti 138W v hãû säú cäng
sút khäng ti 0,21 (cháûm sau). Sỉí dủng mảch âiãûn thay thãú hçnh 6.9c âãø xạc âënh :
a. Dng âiãûn khäng ti v cạc thnh pháưn ca nọ.
b. Âiãûn khạng tỉì hoạ v âiãûn tråí âàûc trỉng cho täøn hao sàõt tỉì.
Bi gii
a. Dng âiãûn khäng ti v cạc thnh pháưn :
A,
,.
I,
I.IU
P
cos
o
odm
27380
2102400
138
210
2400
138
01
0
0
==⇒===ϕ

I

oR
= I
o
cosϕ
o
= 0,2738 x 0,21 = 0,0575 A
I
oX
= I
o
sinϕ
o
= 0,2738 x sin(cos
-1
0,21) = 0,2677 A
b. Âiãûn khạng tỉì hoạ v âiãûn tråí âàûc trỉng cho täøn hao sàõt tỉì.

S.,G.
P
U
R
fe
o
âm
fe
6
2
2
1
1095832373941

138
2400
−
=⇒Ω===

S.
,
U
I
Y
âm
o
m
6
1
10114
2400
27380
−
===

S.,) ().(GYB
femm
4262622
10115411095832310114
−−−
=−=−=

X
m

= 1/B
m
= 1/1,1154.10
-4
= 8.965 Ω
95
6.8. CHÃÚ ÂÄÜ NGÀÕN MẢCH CA MẠY BIÃÚN ẠP
Chãú âäü ngàõn mảch MBA l chãú âäü m phêa thỉï cáúp bë näúi tàõt, så cáúp âàût vo
mäüt âiãûn ạp. Trong váûn hnh, nhiãưu ngun nhán lm mạy biãún ạp bë ngàõn mảch
nhỉ hai dáy dáùn phêa thỉï cáúp cháûp vo nhau, råi xúng âáút hồûc näúi våïi nhau bàòng
täøng tråí ráút nh. Âáúy l tçnh trảng sỉû cäú.
6.8.1. Phỉång trçnh v mảch âiãûn thay thãú MBA khi ngàõn mảch
Khi MBA ngàõn mảch U
2
= 0, mảch âiãûn thay thãú MBA v trãn hçnh 6.11. Dng
âiãûn så cáúp l dng âiãûn ngàõn mảch I
n
.

1
U
&

(a)
n1
I
&

+
0U

2
=
&
N
2
N
1
n2
I
&
_

(b)
1
U
&
R
n
jX
n
n1
II
&&
=
Hçnh 6-11 Chãú âäü ngàõn mảch m.b.a
a. Mảch âiãûn thỉûc; b. Mảch âiãûn thay thãú

_
+

Phỉång trçnh âiãûn ạp ca MBA ngàõn mảch:

nnnnn1
ZI)
jX
R(IU
&&&
=+=
(6.53)
6.8.2. Âàûc âiãøm ca chãú âäü ngàõn mảch
1.

Dng âiãûn ngàõn mảch :
Tỉì phỉång trçnh (6.53), ta cọ dng âiãûn ngàõn mảch khi âiãûn ạp âënh mỉïc:

n
âm1
n
Z
U
I =
(6.54)
Do täøng tråí ngàõn mảch ráút nh nãn dng âiãûn ngàõn mảch ráút låïn khong bàòng
(10 ÷ 25)I

âm
. Âáy l trỉåìng håüp sỉû cäú, ráút nguy hiãøm cho mạy biãún ạp. Khi sỉí dủng
MBA cáưn trạnh tçnh trảng ngàõn mảch náưy.
2.

Täøn hao ngàõn mảch
Cäng sút ngàõn mảch P
n
do mạy tiãu thủ lục ngàõn mảch l täøn hao âäưng trong
hai dáy qún :
P
n
= P
Cu1
+ P
Cu2
= (6.55)
2
nn
2
n22
2
n11
IRIRIR =+
96
3.

Hóỷ sọỳ cọng suỏỳt ngừn maỷch
n
n

n1
n
n
Z
R
IU
P
cos ==
(6.56)
6.8.3. Thờ nghióỷm ngừn maỷch
A
W
A
Hỗnh 6-12 Sồ õọử thờ nghióỷm ngừn maỷch
V
I
2õm
I
1õm
U
n
P
n
Bọ
õióửu
chốnh
õióỷn
aùp

U

1
Thờ nghióỷm ngừn maỷch laỡ õóứ xaùc
õởnh õióỷn aùp ngừn maỷch phỏửn trm
u
n
%, tọứn hao õọửng õởnh mổùc P
Cu õm
, hóỷ
sọỳ cọng suỏỳt cos
n
, õióỷn trồớ ngừn
maỷch R
n
vaỡ õióỷn khaùng ngừùn maỷch X
n

cuớa maỷch õióỷn thay thóỳ MBA. Sồ õọử
thờ nghióỷm ngừn maỷch veợ trón hỗnh
6.12.
Tióỳn haỡnh thờ nghióỷm nhổ sau: Dỏy quỏỳn thổù cỏỳp nọỳi ngừn maỷch, dỏy quỏỳn sồ
cỏỳp nọỳi vồùi nguọửn qua bọỹ õióửu chốnh õióỷn aùp. Ta õióửu chốnh õióỷn aùp vaỡo dỏy quỏỳn sồ
cỏỳp bũng U
1
= U
n
sao cho doỡng õióỷn trong caùc dỏy quỏỳn bũng õởnh mổùc. ióỷn aùp U
n

goỹi laỡ õióỷn aùp ngừn maỷch. Luùc õoù caùc duỷng cuỷ õo cho ta caùc sọỳ lióỷu sau: U
n

laỡ õióỷn
aùp ngừn maỷch; P
n
laỡ tọứn hao ngừn maỷch; I
1õm
vaỡ I
2õm
laỡ doỡng õióỷn sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp
õởnh mổùc.
1.

Tọứn hao ngừn maỷch
Luùc thờ nghióỷm ngừn maỷch, õióỷn aùp ngừn maỷch U
n
nhoớ nón tổỡ thọng nhoớ, coù
thóứ boớ qua tọứn hao sừt tổỡ. Cọng suỏỳt õo õổồỹc trong thờ nghióỷm ngừn maỷch P
n
chờnh
laỡ tọứn hao trón õióỷn trồớ hai dỏy quỏỳn khi MBA laỡm vióỷc ồớ chóỳ õọỹ õởnh mổùc. Ta coù:
P
n
= R
1
I
2
1õm
+ R
2
I
2

2õm
= R
n
I
n
2

(6.57)
2.

Tọứng trồớ, õióỷn trồớ vaỡ õióỷn khaùng ngừn maỷch.
+ Tọứng trồớ ngừn maỷch: Z
n
=
õm1
n
I
U
(6.58)
+ ióỷn trồớ ngừn maỷch: R
n
=
2
1õm
I
P
n
(6.59)
+ ióỷn khaùng ngừn maỷch: X
n

=
2
n
2
n
RZ
(6.60)
Trong m.b.a thổồỡng R
1
= R
2
vaỡ X
1
= X
2
. Vỏỷy õióỷn trồớ vaỡ õióỷn khaùng taớn cuớa dỏy
quỏỳn sồ cỏỳp:
R
1
= R
2
=
2
R
n

X
1
= X
2

=
2
X
n

(6.61)
97
vaỡ õióỷn trồớ vaỡ õióỷn khaùng taớn cuớa dỏy quỏỳn thổù cỏỳp:
R
2
=
2
'
2
a
R
; X
2
=
2
'
2
a
X
(6.62)
3.

Hóỷ sọỳ cọng suỏỳt ngừn maỷch
õm1n
n

n
IU
P
cos =
(6.63)
4.

ióỷn aùp ngừn maỷch
ióỷn aùp ngừn maỷch U
n
= Z
n
I
1õm
gọửm hai thaỡnh phỏửn: Thaỡnh phỏửn trón õióỷn trồớ
R
n
, goỹi laỡ õióỷn aùp ngừn maỷch taùc duỷng , Thaỡnh phỏửn trón õióỷn khaùng X
nR
U
n
, goỹi laỡ
õióỷn aùp ngừn maỷch phaớn khaùng .
nX
U
ióỷn aùp ngừn maỷch phỏửn trm:
u
n
% =
%100

U
U
%100
U
IZ
õm1
n
õm1
õm1n
=
(6.64)
+ ióỷn aùp ngừn maỷch taùc duỷng phỏửn trm:
u
nR
% =
nn
õm
õmn
cos%u%
U
I
R
=ì100
1
1
(6.65)
+ ióỷn aùp ngừn maỷch phaớn khaùng phỏửn trm:
u
nX
% =

nn
õm
õmn
sin%u%
U
I
X
=ì100
1
1
(6.66)

Vấ DU 6.3
Sọỳ lióỷu thu õổồỹc tổỡ thờ nghióỷm khọng taới vaỡ ngừn maỷch MBA mọỹt pha coù cọng suỏỳt
75kVA, õióỷn aùp U
1
/U
2
- 4600/230V, tỏửn sọỳ 60Hz nhổ sau :
Thờ nghióỷm khọng taới Thờ nghióỷm ngừn maỷch
(Hồớ maỷch cao aùp) (Ngừn maỷch haỷ aùp)
U
o
= 230 V U
n
= 160,8 V
i
o
= 13,04 A I
n

= 16,3 A
P
o
= 521 W P
n
= 1200 W
Xaùc õởnh :
a. Doỡng õióỷn sồ cỏỳp, thổù cỏỳp õởnh mổùc vaỡ hóỷ sọỳ cọng suỏỳt khọng taới.
b. ióỷn khaùng tổỡ hoaù vaỡ õióỷn trồớ õỷc trổng cho tọứn hao sừt tổỡ.
c. ióỷn trồớ vaỡ õióỷn khaùng ngừn maỷch MBA.
d. ióỷn aùp ngừn maỷch phỏửn trm vaỡ caùc thaỡnh phỏửn cuớa noù.
98
Baỡi giaới
a. Doỡng õióỷn sồ cỏỳp, thổù cỏỳp õởnh mổùc vaỡ hóỷ sọỳ cọng suỏỳt khọng taới :
Doỡng õióỷn õởnh mổùc :
õm
õm
õm
U
S
I =

+ Sồ cỏỳp :
A,I
õm
316
4600
75000
1
==

+ Thổù cỏỳp :
AI
õm
326
230
75000
1
==

+ Hóỷ sọỳ cọng suỏỳt khọng taới :
1740
0413230
521
,
,.IU
P
cos
oo
o
o
===

b. ióỷn khaùng tổỡ hoaù vaỡ õióỷn trồớ õỷc trổng cho tọứn hao sừt tổỡ :
+ ióỷn trồớ vaỡ õióỷn khaùng nhaùnh tổỡ hoaù phờa haỷ aùp :
S.,G,
P
U
R
feH

o
feH
4
2
2
0
1039873101
521
230

====

S.,
,
U
I
Y
õm
o
mH
4
2
1096566
230
0413

===

22
feHmHmH

GYB =

S.,).,().,(B
mH
42424
1037558103981096556

==

X
m
= 1/B
m
= 1/558,37.10
-4
= 17,91
c. ióỷn trồớ vaỡ õióỷn khaùng ngừn maỷch MBA.
+ ióỷn trồớ ngừn maỷch :
=== 5174
316
1200
22
,
,I
P
R
n
n
n

+ Tọứng trồớ ngừn maỷch :
=== 8659
316
8160
,
,
,
I
U
Z
n
n
n

+ ióỷn khaùng ngừn maỷch : === 7785148659
2222
,,,RZX
nnn

d. ióỷn aùp ngừn maỷch phỏửn trm vaỡ caùc thaỡnh phỏửn cuớa noù.

%,%
,
%
U
U
%u
õm
n
n

53100
4600
8160
100
1
===

%,%
,,
%
U
I
R
%u
õm
õmn
nR
61100
4600
3165174
100
1
1
=
ì
==

%,%
,,
%

U
I
X
%u
õm
õmn
nX
13100
4600
316778
100
1
1
=
ì
==

99
6.9. CHÃÚ ÂÄÜ CỌ TI CA MẠY BIÃÚN ẠP
Chãú âäü cọ ti MBA l chãú âäü m dáy qún så näúi våïi ngưn âiãûn ạp âënh mỉïc,
dáy qún thỉï cáúp näúi våïi ti. Âãø âạnh giạ mỉïc âäü ti ca mạy, ta so sạnh nọ våïi ti
âënh mỉïc v âënh nghéa hãû säú ti k
t
:

âmâmâmâm 2
2
2
2
1

1
2
2
t
S
S
P
P
I
I
I
I
k ≈≈≈=
(6.67)
Khi k
t
= 1: mạy cọ ti âënh mỉïc; k
t
< 1: mạy non ti; k
t
> 1: mạy quạ ti.
Chãú âäü cọ ti, phỉång trçnh cán bàòng âiãûn ạp v dng âiãûn xẹt åí mủc 6.4, cn
mảch âiãûn thay thãú xẹt åí mủc 6.5.
6.9.1. Âäü biãún thiãn âiãûn ạp thỉï cáúp MBA v âàûc tênh ngoi.
1.

Âäü biãún thiãn âiãûn ạp thỉï cáúp
Khi mạy biãún ạp mang ti, theo (6.15) sỉû thay
ti dáùn âãún âiãûn ạp thỉï cáúp U
2

thay âäøi. Âäü biãún
thiãn âiãûn ạp thỉï cáúp MBA ΔU
2
l hiãûu säú säú hc
giỉỵa trë säú âiãûn ạp thỉï cáúp lục khäng ti U
20
=U
2âm

(âiãưu kiãûn U
1ì
= U
1âm
) v lục cọ ti U
2
.
(6.68)
22
UUU
âm
−=Δ
Âäü biãún âiãûn ạp thỉï cáúp pháưn tràm tênh nhỉ
sau:

100%
U
UU
%U
mâ
mâ

×
−
=Δ
2
22
2

Nhán tỉí v máùu våïi hãû säú biãún ạp a, ta cọ:

100%
aU
aUaU
%U
mâ2
2mâ2
2
×
−
=Δ

100%
U
UU
%U
âm
'
âm
×
−
=Δ

1
21
2
(6.69)
A
0

I
1
U’
2
I
1
R
n
I
1
X
n
U
1dm
P
H
K
ϕ
t
Hçnh 6.13 Xạc âënh ΔU ca MBA
B
C
Xạc âënh ΔU

2
% bàòng phỉång phạp gii têch.
Gi :
'
dm2
'
2
dm2
2
t
I
I
I
I
k ==
: hãû säú ti ca MBA.
cosϕ
t
hay cosϕ
2
hãû säú cäng sút ca phủ ti.
Âäư thë vectå ca MBA ỉïng våïi mảch âiãûn thay thãú gáưn âån gin v trãn hçnh
6.13. Trãn thỉûc tãú gọc lãûch pha giỉỵa v ráút nh, âãø tênh ΔU
âm
U
1
&
'
2
U

&
2
tỉì A v C hả
âỉåìng thàóng vng gọc xúng 0B, càõt 0B kẹo di tải P v K, cọ thãø coi gáưn âụng :
U
1âm
= OA ≈ OP
U
1âm
- U’
2
≈ BP = BK + KP
100
Tờnh: BK = I
1
R
n
cos
t
= I
1õm
R
n

õm1
1
I
I
cos
t
= k
t
U
nR
cos
t
(6.70a)
KP = I
1
X
n
sin
t
= I
1õm
X
n

õm1
1
I
I
sin
t
= k
t
U
nX
sin
t
(6.70b)
Lỏỳy (6.70a) vaỡ (6.70b) thay vaỡo (6.69), ta coù:

100%
U
)sinUcosU(k
%U
õm1
tnXtnRt
2
ì

+

=


%100
U
sinU
100%
U
cosU
(k%U
1õm
tnX
õm1
tnR
t2

+ì

=
)
U
2
% = k
t
(u
nR
%cos
t
+ u
nX

%sin
t
) (6.71)
trong õoù:
nn
õm1
nR
nR
cos%u%100
U
U
%u ==
; (6.72a)
nn
õm1
nx
nX
sin%u%100
U
U
%u ==
(6.73b)
Tổỡ cọng thổùc (6.71) cho thỏỳy õọỹ bióỳn thión õióỷn aùp thổù cỏỳp U
2
phuỷ thuọỹc vaỡo
hóỷ sọỳ taới k
t
vaỡ hóỷ sọỳ cọng suỏỳt cos
t
. Giaớ thióỳt hóỷ sọỳ cọng suỏỳt cos

t
khọng õọứi thỗ
U
2
% = f(k
t
). Trón hỗnh (6.14) veợ quan hóỷ U
2
% = f(k
t
) vồùi caùc cos
t
khaùc nhau.
2.

ỷc tờnh ngoaỡi cuớa MBA
ổồỡng õỷc tờnh ngoaỡi cuớa maùy bióỳn aùp bióứu dióựn quan hóỷ U
2
= f(I
2
), khi U
1
=
U
1õm
vaỡ cos
t
= const (hỗnh 6.15).

0

I
õm
I
2
Hỗnh 6.15 ỷc tờnh ngoaỡi U
2
= f(I
2
)
cos
t
=0,8 (t. dung)
U
2
U
2õm
cos
t
=0,8 (t. caớm)
cos
t
=1
0,5I
õm

t
>0
cos
t
=0.8
cos
t
=0.8
k
t
U
2
%
0

t
<0
cos
t
=1
Hỗnh 6.14 Quan hóỷ U
2
= f(k
t

)
cos

t=const
4
-4
2
-2
0
,
5
1

ióỷn aùp thổù cỏỳp U
2
laỡ:








==
100
%U
1UUUU
2
222 õm2õm

(6.74)
101
Dổỷa vaỡo cọng thổùc (6.74) ta veợ õổồỡng õỷc tờnh ngoaỡi vồùi caùc tờnh chỏỳt taới khaùc
nhau. Tổỡ õọửỡ thở ta thỏỳy, khi taới dung I
2
tng thỗ U
2
tng coỡn khi taới caớm hoỷc trồớ I
2

tng thỗ U
2
giaớm. Taới caớm U
2
giaớm nhióửu hồn.
Khi cung cỏỳp õióỷn cỏửn phaới õaớm baớo chỏỳt lổồỹng õióỷn aùp, do õoù cỏửn phaới õióửu
chốnh õióỷn aùp thổù cỏỳp U
2
. óứ õióửu chốnh U
2
ta thay õọứi sọỳ voỡng dỏy trong cuọỹn dỏy
khoaớng 2 x 2,5%. Thổồỡng thay õọứi sọỳ voỡng dỏy cuớa cuọỹn dỏy cao aùp vỗ ồớ õoù doỡng
õióỷn nhoớ nón vióỷc thay õọứi sọỳ voỡng dỏy õổồỹc dóự daỡng hồn. Nhổợng MBA coù cọng
suỏỳt nhoớ, vióỷc thay õọứi sọỳ voỡng dỏy bũng tay thỗ phaới cừt MBA ra khoới lổồùi õióỷn, coỡn
nhổợng MBA coù cọng suỏỳt lồùn, thổồỡng vióỷc thay õọứi sọỳ voỡng dỏy tổỷ õọỹng khọng cừt
MBA ra khoới lổồùi õióỷn (duỡng bọỹ õióửu aùp dổồùi taới)
6.9.2. Hióỷu suỏỳt maùy bióỳn aùp
Hióỷu suỏỳt cuớa MBA :

+
=

==
pP
p
1
P
pP
P
P
21
1
1
2
(6.75)
vồùi p = p
cu1
+ p
cu2
+ p
Fe

Ta õaợ coù phỏửn trổồùc: p
Fe
= P
0

2
tn
2
'
mõ2
'
2
2'
mõ2n
2'
2n
2'
2
'
2
2
112Cu1Cu
kP)
I
I
(IRIRIRIRpp ===+=+
(6.76)

tmõtt
mõ
mõmõt
cosSkcos
I
I
IUcosIUP ==

2
2
22222
(6.77)
Thóỳ (6.76) vaỡ (6.77) vaỡo (6.75), ta coù:

nttmõt
nt
PkPcosSk
PkP
2
0
2
0
1
++
+
=
(6.78a)
hay
nttmõt
tõmt
PkPcosSk
cosS
k
2
0
++

=

(6.78b)
Ta thỏỳy hióỷu suỏỳt MBA laỡ mọỹt haỡm
cuớa hóỷ sọỳ taới vaỡ hóỷ sọỳ cọng suỏỳt
=f(k
t
,cos
t
). Khi cos
t
= const, hióỷu
suỏỳt cuớa MBA õaỷt cổỷc õaỷi
max
bũng caùch
õaỷo haỡm cuớa noù theo hóỷ sọỳ taới k
t
vaỡ cho
bũng khọng, ta coù:
Hỗnh 6.16 Quan hóỷ = f(k
t
) cos
t
= const

k
t
.9

0.5

0 1

1
cos
t
=0.8
cos
t
=1
.8

k
t max

0=

t
dk
d

Sau khi tờnh õaỷo haỡm, tỗm õổồỹc:

0
2
PPk
nt
=
102
Nhỉ váûy hiãûu sút m.b.a cỉûc âải khi täøn hao âäưng bàòng täøn hao sàõt tỉì.
n
t
P

P
k
0
=
(6.79)
Âäúi våïi m.b.a cọ cäng sút trung bçnh v låïn, thỉåìng âỉåüc thiãút kãú chãú tảo âảt
hiãûu sút cỉûc âải khi:
25.02.0
P
P
n
0
÷=

Váûy
5.045.0
k
t
÷= v âàûc tênh hiãûu sút
trçnh by trãn hçnh 6.16.
6.10. MẠY BIÃÚN ẠP BA PHA
6.10.1. Mảch tỉì MBA ba pha
Âãø biãún âäøi âiãûn ạp ca hãû thäúng
dng âiãûn ba pha, ta cọ thãø dng ba MBA
mäüt pha gi l täø MBA ba pha (hçnh
6.17), hồûc dng mäüt MBA ba pha ba trủ
(hçnh 6.18). Dáy qún så cáúp ca MBA
ba pha kê hiãûu bàòng cạc chỉỵ in hoa: Pha A
kê hiãûu l AX, pha B l BY, pha C l CZ.
Dáy qún thỉï cáúp kê hiãûu bàòng cạc chỉỵ

thỉåìng: Pha a kê hiãûu l ax, pha b l by,
pha c l cz.





A
B C


6.10.2. Cạc cạch âáúu dáy MBA ba pha.
Dáy qún så cáúp v thỉï cáúp cọ thãø näúi hçnh sao hồûc hçnh tam giạc. Nãúu så cáúp
âáúu hçnh sao v thỉï cáúp cng âáúu hçnh sao, ta kê hiãûu Y/Y. Tỉång tỉû ta cọ 4 cạch
âáúu cå bn: Y/Y, Y/Δ, Δ/Δ, Δ/Y (hçnh 6.20a,b,c,d). Nãúu phêa âáúu hçnh sao cọ dáy
trung tênh ta kê hiãûu Y
0
.
b
Hçnh 6.18 MBA ba pha ba trủ
a
x
X
y
Y
c
z
Z
Hçnh 6.17 Täø MBA ba pha
A

X

a

x

N
1
B
Y
b
y
N
1
C
Z
c
N
1
z
103
Vồùi caùc caùch kờ hióỷu õỏửu dỏy vaỡ õỏỳu dỏy khaùc nhau, thỗ õióỷn aùp dỏy sồ cỏỳp vaỡ
õióỷn aùp dỏy thổù cỏỳp MBA ba pha lóỷch nhau mọỹt goùc
bũng bọỹi sọỳ cuớa 30
0
vaỡ trón thổỷc tóỳ ngổồỡi ta khọng
duỡng õọỹ õóứ bióứu thở goùc lóỷch pha maỡ duỡng phổồng
phaùp kim õọửng họử õóứ bióứu thở goùc lóỷch pha (hỗnh
6.19). Kim daỡi cọỳ õởnh ồớ con sọỳ 12, chố sõõ dỏy sồ

cỏỳp, coỡn kim ngừn chố caùc con sọỳ 1, 2, 3, ,12 tổồng
ổùng 30
0
, 60
0
, 90
0
, , 120
0
. Vỗ thóỳ khi kờ hióỷu tọứ õỏỳu
dỏy MBA, ngoaỡi kờ hióỷu caùch õỏỳu caùc dỏy quỏỳn (hỗnh
sao hoỷc hỗnh tam giaùc), coỡn ghi thóm chổợ sọỳ chố goùc
lóỷch pha giổợa õióỷn aùp dỏy sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp. Vờ duỷ
MBA coù tọứ õỏỳu dỏy Y/Y-12 (hỗnh 6.20a), nghộa laỡ dỏy quỏỳn sồ cỏỳp õỏỳu Y, dỏy quỏỳn
thổù cỏỳp õỏỳu Y vaỡ goùc lóỷch pha giổợa õióỷn aùp dỏy sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp laỡ 12 x 30
o
= 360
o
;
coỡn tọứ õỏỳu dỏy Y/-11 (hỗnh 6.20b) goùc lóỷch pha giổợa hai õióỷn aùp dỏy laỡ 11 x 30
o
=
330
o
. Tọứ õỏỳu dỏy rỏỳt quan troỹng khi MBA laỡm vióỷc chung trong hóỷ thọỳng õióỷn.

Hỗnh 6.19 Bióứu thở goùc lóỷch pha


6.10.1. Tố sọỳ bióỳn aùp
A
B
C
X
Y
Z
a

b
c
x
y
z
(a)
a
b
c
A
B
C
A

B
C
X
Y
Z
A
B
C
a

b
c
x
y
z
a

b
c
(b) (c)
(d)
Hỗnh 6.20 Caùc caùch õỏỳu dỏy MBA ba pha
Goỹi N
1
vaỡ N
2
lỏửn lổồỹt laỡ sọỳ voỡng dỏy mọỹt pha cuớa dỏy quỏỳn sồ vaỡ dỏy quỏỳn thổù
cỏỳp. Tố sọỳ bióỳn aùp pha giổợa dỏy quỏỳn sồ cỏỳp vaỡ thổù cỏỳp laỡ:

2

1
p2
1p
p
N
N
U
U
a ==
(6.80)
Tố sọỳ bióỳn aùp dỏy cuớa MBA ba pha õổồỹc õởnh nghộa laỡ:

d2
1d
d
U
U
a =
(6.81)
104
Tè säú biãún ạp dáy khäng chè phủ thüc vo tè säú vng dáy ca hai cün dáy m
cn phủ thüc vo cạch âáúu dáy ca MBA. Tháût váûy:
d
a
+ Khi MBA näúi Y/Y (hçnh 6.20a):

2
1
2p
1p

d2
1d
d
N
N
U.3
U.3
U
U
a ===
(6.82)
+ Khi MBA näúi Y/Δ (hçnh 6.20b):

2
1
2p
1p
d2
1d
d
N
N
3
U
U.3
U
U
a ===
(6.83)
+ Khi MBA näúi Δ/ Δ (hçnh 6.20c):

2
1
2p
1p
d2
1d
d
N
N
U
U
U
U
a ===
(6.84)
+ Khi MBA näúi Δ/ Y (hçnh 6.20d):

2
1
2p
1p
d2
1d
d
N.3
N
U.3
U
U

U
a ===
(6.85)
6.10.2. Mạy biãún ạp lm viãûc song song
Trong hãû thäúng âiãûn, trong cạc lỉåïi âiãûn cọ cạc trảm biãún ạp. Nhỉỵng trảm ny
thỉåìng cọ cạc MBA lm viãûc song song våïi nhau. Cạc MBA lm viãûc song song l
cạc MBA cọ cạc cün dáy så cáúp láúy âiãûn tỉì ngưn âiãûn chung v cạc cün dáy thỉï
cáúp cung cáúp âiãûn cho mäüt phủ ti chung. Nhåì lm viãûc song song, cäng sút lỉåïi
âiãûn låïn ráút nhiãưu so våïi cäng sút MBA, cho phẹp náng cao hiãûu qu kinh tãú ca hãû
thäúng âiãûn v cung cáúp âiãûn an ton, khi mäüt MBA hng học hồûc phi sỉía chỉỵa.
Âiãưu kiãûn âãø cho MBA lm viãûc song song l : âiãûn ạp så cáúp v thỉï cáúp ca
cạc mạy phi bàòng nhau, phi cọ cng täø näúi dáy v âiãûn ạp ngàõn mảch phi bàòng
nhau.
1. Âiãûn ạp âënh mỉïc så cáúp v thỉï cáúp tỉång ỉïng ca cạc MBA phi bàòng nhau
U
1I
= U
1II
;U
2I
= U
2II

Nghéa l tè säú biãún ạp ca cạc MBA phi bàòng nhau :
a
I
= a
II
.
Trong thỉûc tãú cho phẹp hãû säú biãún ạp ca cạc MBA khạc nhau khäng quạ

0,5%.
2. Cạc mạy biãún ạp phi cọ cng täø näúi dáy
Trãn hçnh 6.21a l så âäư näúi hai MBA lm viãûc song song. Nãúu hai mạy I cọ
täøi näúi dáy Y/Δ-11 thç mạy II cng cọ täø näúi dáyY/Δ-11. Âiãưu kiãûn ny âm bo cho
âiãûn ạp dáy thỉï cáúp ca hai MBA trng pha nhau.