Máy điện biến áp potx

ChơngIX:máyđiệnđồngbộ
2. Các số liệu định mức
9.1 Khái niệm chung
1. Định nghĩa:
P
điện
P
đm
C
MF
P
đmF
9.2 Cu to
1. Stato ( Phn ng)
2. Roto ( phn cm)
a. Roto cc n
b. Roto cc li
Stato
Roto
Dõy
qun
kớch
t
P
cơ
* c im:
a. Roto cc n
b. Roto cc li

d

q

9.3 Nguyên lý làm việc của máy phát đồng bộ 3 pha
U
=
S
N
φ
o
E
o
E
o
= 4,44 f Wk
dq
φ
o

Với f =
pn
60
CD
I
Từ trường quay
1
60f
n
p
=

=>
n = n
1
n
9.4 Từ trường và phản ứng phần ứng
Khi không tải
φ
o
Khi có tải
φ
ư
Phản ứng
phần ứng
Lưới nối
với tải

1. Tải thuần trở
I ≡
r
o
pha E
ur
Xét tại thời điểm i
A
= I
m

1
C
A

X
Z
Y
B
φ
∑
r
A
φ
r
=> E
o
= E
m
o
E
ur
o
φ
r
N
S
n
I
r
φ
r

Phản ứng ngang trục
2. Tải thuần cảm

I
r
chậm sau
o
E
ur
1 góc 90
o
o
E
ur
o
φ
r
n
N
S
I
r
φ
r

Phản ứng dọc trục khử từ

3. Tải thuần dung
o
E
ur
o
φ

r
n
N
S
I
r
φ
r

I
r
vượt trước
o
E
ur
1 góc 90
o
Phản ứng dọc trục trợ từ
4. Tải hỗn hợp
a. Tải mang tính chất điện cảm
I
r
chậm sau
o
E
ur
1 góc ψ
o
φ
r

n
N
S
o
E
ur
I
r
I
r
d
I
r
q
φ
r
q
φ
r
d
Phản ứng vừa ngang trục
vừa dọc trục khử từ
b. Tải mang tính chất điện dung
Phản ứng vừa ngang trục
vừa dọc trục trợ từ
ψ
I
d
= Isinψ
I

q
= Icosψ
φ
r
d
φ
r
q

9.5 Phương trình cân bằng điện áp và đồ thị véc tơ
1. Chế độ máy phát
φ
o
φ
d
do I
kt
a. M¸y cùc låi
do I
d
φ
q
do I
q
Mãc vßng tõ stato qua roto
φ
t
®o I
chØ mãc vßng riªng víi stato
δ

d
δ
q
φ
t
E
o
φ
o
φ
d
ud d
ud
E jI X
• •
= −
φ
q
uq q
uq
E jI X
• •
= −
o ud uq t
u
U E E E E R I
• • • • • •
= + + + −
Ph ¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p
o d q

ud uq t u
U E jI X jI X jIX R I
• • • • • •
= − − − −
φ
t
t
t
E jIX
• •
= −

( )e
d q
I I I
• • •
= +
o d q
ud t uq t u
U E jI (X X ) jI (X X ) R I
• • • • •
= − + − + −
o d q
d q u
U E jI X jI X R I
• • • • •
= − − −
o d q
d q
U E jI X jI X

• • • •
= − −
q
I
r
d
I
r
ψ
I
r
o
E
ur

θ
q
q
jI X−
r
d
d
jI X−
r
U
ur
* §å thÞ vÐc t¬
- T¶i mang t/c ®iÖn c¶m
- T¶i mang t/c ®iÖn dung
ψ

I
r
o
E
ur
q
I
r
d
I
r
d
d
jI X−
r
q
q
jI X−
r
U
ur

θ
θ = ψ
eo
- ψ
u
ψ = ψ
eo
- ψ

i
 = ψ
u
- ψ
i

o
db
U E jI X

=
b. Máy cực ẩn
Vì có
d
=
q
=


X
d
= X
q
= X
đb
o d q
db
U E j(I I )X

= +

* Đồ thị véc tơ

I
r
o
E
ur


U
ur

I
r
o
E
ur
U
ur

- Tải mang t/c điện cảm
- Tải mang t/c điện dung
db
jIX
r
d
b
jIX
r

- Nhận xét
+ Về góc
+ Về U và E
o

2. ChÕ độ ®éng c¬
o d q
d q
U E jI X jI X
• • • •
= + +
m¸y cùc låi
o
db
U E jI X
• • •
= +
m¸y cùc Èn
* §å thÞ vÐc t¬
ψ
θ
ψ
I
r
o
E
ur
d
I
r

q
I
r
q
q
jI X+
r
d
d
jI X+
r
U
ur

θ
I
r
U
ur

o
E
ur
db
jI X−
r
- NhËn xÐt vÒ gãc θ

10.6 §Æc tÝnh gãc
1. §Æc tÝnh gãc c«ng suÊt t¸c dông

P = f(θ)
q
I
r
d
I
r
ψ
I
r
o
E
ur

θ
q
q
jI X−
r
d
d
jI X−
r
U
ur
P = mUIcos
 = ψ - θ
P = mU[ Icosψcosθ+ Isinψsinθ]
I
q

I
d
q
q
Usin
I
X
θ
=
a. M¸y cùc låi
o
d
d
E Ucos
I
X
− θ
=
o
q d
E Ucos
Usin
P mU[ cos sin ]
X X
− θ
θ
= θ+ θ
o
d
mUE

P sin
X
= θ
2
mU
2
+
q d
1 1
( )sin 2
X X
− θ

-0.01 -0.008 -0.006 -0.004 -0.002 0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
θ
P
P = P
e
+ P
u
o
e
d

mUE
P sin
X
= θ
2
u
q d
mU 1 1
P [ ]sin 2
2 X X
= − θ
P
e
P
u
P
MF
§C
P
c¬
θ
lv
θ
lv
= 20
o
÷ 30
o
b. M¸y cùc Èn
V× cã δ

d
= δ
q
=

δ
X
d
= X
q
= X
®b
P = P
e
o
db
mUE
sin
X
= θ

2. §Æc tÝnh gãc c«ng suÊt ph¶n kh¸ng
Q = f(θ)
NÕu bá qua ∆P
1
=> P = P
®t
2
o
dt

d q d
mUE
mU 1 1
M sin [ ]sin 2
X 2 X X
= θ+ − θ
ω ω
Q = mUIsin
 = ψ - θ
Q = mU[ Isinψcosθ- Icosψsinθ]
I
q
q
q
Usin
I
X
θ
=
o
d
d
E Ucos
I
X
− θ
=
I
d
o

d q
E Ucos
Usin
Q mU[ cos sin ]
X X
− θ
θ
= θ− θ

2 2
2
o
d d q
mUE
cos sin
Q cos mU [ ]
X X X
θ θ
= θ− +
cos
2
θ =
1 cos2
2
+ θ
1 cos2
2
− θ
sin
2

θ =
o
d
mUE
Q cos
X
= θ
o
d
mUE
Q cos
X
= θ
* Víi m¸y cùc Èn
2
o
db db
mUE
mU
Q cos
X X
= θ−
o
d q
E Ucos
Usin
Q mU[ cos sin ]
X X
− θ
θ

= θ− θ
2
mU
2
−
d q
1 cos2 1 cos2
( )
X X
+ θ − θ
+
2
q d
mU 1 1
[ ]cos2
2 X X
+ − θ
2
q d
mU 1 1
( )
2 X X
− +

o
db
mU
Q (E cos U)
X
= θ−

> 0
< 0
= 0
cã thÓ
phô thuéc vµo E
o
∈ kÝch tõ
=>
-3 -2 -1 0 1 2 3
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
Q
θ
MF
§C
VÏ Q = f(θ)
2
o
db db
mUE
mU
Q cos
X X

= θ−

10.7 §Æc tÝnh lµm viÖc
1. §Æc tÝnh ngoµi
U=f(I)
I
U
I
®m
U
®m
R
R-L
I
I
kt
I
®m
I
kt®m
R- C
R
R- C
2. §Æc tÝnh ®iÒu chØnh
I
kt
=f(I)
R-L

10.8 M¸y ®iÖn ®ång bé lµm viÖc song song

1. Môc ®Ých:
- Liªn tôc cung cÊp ®iÖn
- Sö dông hîp lý nguån tµi nguyªn
- N©ng cao c«ng suÊt nguån
2. §iÒu kiÖn ®ãng 1 MF§B lµm viÖc song song víi l íi (hoµ ®ång bé)
- U
MF
= U
L
- f
MF
= f
L
- Thø tù pha cña MF gièng thø tù cña l íi
kiÓm tra b»ng ®ång hå
- Thêi ®iÓm ®ãng
kiÓm tra lóc l¾p ®Æt
Hoµ b»ng ®Ìn
Hoµ b»ng cét ®ång bé

* Hoµ b»ng ®Ìn tèi
MF2
V
F
f
F
V
L
f
L

MF1
A
L
C
L
B
L
A
F
C
F
B
F
ω
L
ω
F
ω
L
= 2πf
L
ω
F
= 2πf
F
Thêi ®iÓm ®ãng: 3 ®Ìn cïng tèi

9.9 §éng c¬ ®ång bé
1. Më m¸y
φ

Σ
N
S
n
1
N
R
S
R
F
®t
F
®t
f = 50Hz
T= 0,02 s
Sau 0,01 s
i
s
®æi chiÒu
F
®t
®æi chiÒu ng îc l¹i
F
®t
F
®t
KQ: §C kh«ng më m¸y ® îc
N
S
u

~3pha
TT quay
nam cham quay
cấp U
1chiều
lực điện từ

- Ph ơng pháp không đồng bộ
dq mở máy
dạng lồng sóc
- Ph ơng pháp đồng bộ
- Dùng động cơ phụ
- Dùng biến tần
1
1
2
2
R
T
* Ph ơng pháp mở máy
R
T
= (10 ữ 15)r
kt
dây quấn kích từ
Mục đích : Bảo vệ dq kích từ

2. §iÒu chØnh hÖ sè cos
§K : P = const
cã P

co
= const
o
db
U E jI X
• • •
= +
P = mUIcos = const
I
r
n
ch¹y trªn n
o
db
mUE
P sin
X
= θ
= const
const
o
E
ur
ch¹y trªn m
m
θ
I
r
U
ur


o
E
ur
db
jI X
r
A
B
C
D
= const
= const

n
m

I
r
U
ur

o
E
ur
db
jI X
r
A
B

C
D
TT
1
:
t/c điện cảm
chậm sau
> 0, Q = Ptg >0
đ/c nhận Q từ l ới điện
có E
o
và I
kt
nào đó
I
r
U
ur
TT
2
:
t/c điện trở
2
I
r
U
ur
trùng pha
= 0
Q = Ptg = 0

đ/c không nhận Q của l ới
2
db
jI X
r
o3
E
ur
o2
E
ur
kt
I
r
o2
E
ur
2
I
r
TT
3
:
kt
I
r
o3
E
ur
3

db
jI X
r
3
I
r
< 0
Q = Ptg < 0
t/c điện dung
phát Q về l ới điện
Thiếu kích từ
Quá kích từ
2
I
r
U
ur
sớm pha

3. Máy bù đồng bộ
* u nhc im ca ng c ng b
VD : Mt nh mỏy ang tiờu th P = 4000 kW vi cos = 0,78
Do nhu cầu mở rộng sản xuất, NM cần thêm công suất P
cơ
= 200 kW.
NM sẽ sử dụng ĐCĐB để kết hợp với việc nõng cao hệ số cos của
NM lên 0,87.
1. Tìm P,Q, S, cos cuả ĐC
2. Tìm P,Q, S, I cuả NM tr ớc và sau khi dùng ĐCĐB
Giải

1. Tìm P,Q, S, cos cuả ĐC
P 200
P 222,2
0,9
= = =

cơ
đc
kW
Biết hiệu suất của loại ĐC khoảng 0,9; đ. áp l.việc U
d
= 1000 V

P
NMT

= 4000 kW
cos
NMT
= 0,78
tg 
NMT
= 0,8
Q
NMT
= P
NMT
tg 
NMT

= 4000.0,8 = 3200
kVAr
2 2
NMT NMT
NMT
S P Q= +
2 2
4000 3200 5122= + =
kVA
NMT
NMT
d
S
I
3U
=
3
5122.10
3.1000
=
= 2957 A
2. Thông số của nhà máy trước khi dùng ĐC ( NMT)
3. Thông số của nhà máy sau khi dùng ĐC ( NMS)
P
NMS

= P
NMT
+ P
§C

= 4000 + 222,2 = 4222,2
kW
Q
NMS
= P
NMS
tg 
NMS

cos
NMS
= 0,87
tg 
NMS
= 0,567
Q
NMS
= 4222,2.0,567
= 2393 kVAr

2 2
NMS NMS
NMS
S P Q= +
2 2
4222,2 2393 4853= + =
kVA
NMS
NMS
d

S
I
3U
=
3
4853.10
3.1000
=
= 2802 A
< I
NMT
= 2957 A
Q
®c
= Q
NMS
- Q
NMT
= 2393 - 3200
= - 807 kVAr < 0
2 2
S P Q= +
®c ®c
®c
2 2
222,2 807 837= + =
d
S
I
3U

=
®c
®c
3
837.10
3.1000
=
= 483 A
222,2
cos
837
ϕ =
®c
= 0,265