ĐO CÔNG SUẤT TÁC DỤNG MẠCH 3 PHA pps

MỤC LỤC
MỤC LỤC
I. ĐO CÔNG SUẤT TÁC DỤNG MẠCH 3 PHA.
II. ĐO CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG MẠCH 3
PHA.
III. TÌM HiỂU THÊM VỀ THIẾT BỊ PHÂN TÍCH
CÔNG SUẤT KiỂU KẸP (HIOKO)
A
I
B
I
C
I
AN
U
BN
U
CN
U
0
A B C
i i i+ + =
I.Đo công suất tác dụng mạch 3 pha:
I.Đo công suất tác dụng mạch 3 pha:
a.Nguyên lý chung:
a.Nguyên lý chung:
- Đối với phụ tải hình sao có thể không mất dây trung tính (nghĩa là mạch chỉ có 3 dây)
- Đối với phụ tải hình sao có thể không mất dây trung tính (nghĩa là mạch chỉ có 3 dây)
hoặc có dây trung tính (tức có 4 dây) hình 6.1.
hoặc có dây trung tính (tức có 4 dây) hình 6.1.

- Về nguyên tắc ta có thể biến đổi từ hình sao thành hình tam giác tương đương và
- Về nguyên tắc ta có thể biến đổi từ hình sao thành hình tam giác tương đương và
ngược lại.
ngược lại.
-Phụ tải ở đây có thể đối xứng ( nghĩa là phụ tải 3 pha như nhau) hoặc không đối xứng.
-Phụ tải ở đây có thể đối xứng ( nghĩa là phụ tải 3 pha như nhau) hoặc không đối xứng.
Trong thực tế, phụ tải thường không đối xứng nhưng khi vận hành lưới điện người ta cố
Trong thực tế, phụ tải thường không đối xứng nhưng khi vận hành lưới điện người ta cố
gắng tạo ra phụ tải đối xứng (hay gần đối xứng) như thế sẽ có lợi nhất cho máy phát và
gắng tạo ra phụ tải đối xứng (hay gần đối xứng) như thế sẽ có lợi nhất cho máy phát và
cho lưới điện.
cho lưới điện.
- Để thực hiện đo công suất tổng trong mạch 3 pha, ta hãy xét trường hợp chung:
- Để thực hiện đo công suất tổng trong mạch 3 pha, ta hãy xét trường hợp chung:
+ Mạch 3 pha 3 dây. Ví dụ: Tải hình sao không có dây trung tính (hình 6.1a),
+ Mạch 3 pha 3 dây. Ví dụ: Tải hình sao không có dây trung tính (hình 6.1a),
phụ tải bất kì đối xứng hay không đối xứng).
phụ tải bất kì đối xứng hay không đối xứng).
+ Các điện áp , , là các giá trị điện áp tức thời của điện áp dây, , ,
+ Các điện áp , , là các giá trị điện áp tức thời của điện áp dây, , ,
là các giá trị tức thời của các điện áp pha, , , là các giá trị tức thời của dòng điện
là các giá trị tức thời của các điện áp pha, , , là các giá trị tức thời của dòng điện
pha.
pha.
Ta c
Ta c
ó
ó
thể viết các phương trình sau đây :
thể viết các phương trình sau đây :

(6.1)
(6.1)
AB
U
BC
U
CA
U
•
Trong mạch điện 3 pha, phụ tải thường được mất theo
2 cách:phụ tải nối hình sao và phụ tải nối hình tam
giác.
(6.2)
Từ (6.1) ta có thay vào (6.2) ta có:

Dựa vào công thức này ta có thể viết công suất của mạch 3 pha, có thể tính theo
một trong 3 công thức sau:
(10-42)
Như vậy trong mạch 3 pha sử dụng điện áp dây và dòng điện pha, ta có thể sử dụng
2 oat1met là đủ.
Chứng minh trên phù hợp với tải bất kỳ và mạch chỉ có 3 dây (tải hình sao hay hình
tam giác không có dây trung tính).
. . .
AN N BN B CN C
P u i u i u i∑ = + +
( )
C A B
i i i= − +

. . . . ( ) ( )
AN N BN B CN A CN B A AN CN B BN CN A AC B BC
P u i u i u i u i i u u i u u i u i u∑ = + − − = − + − = +
A AC B BC
P i u i u∑ = +
A AC C CB
P i u i u∑ = +
B BA C CA
P i u i u∑ = +
b.Các phương pháp đo công suất:
b.Các phương pháp đo công suất:
•
Nếu như mạch 3 pha có phụ tải hình sao đối xứng. Trong trường hợp này ta chỉ
cần đo công suất ở một pha của phụ tải sau đó nhân 3 ta nhận được công suất tổng
(hình 10-10)
3
A
P P
∑
=
•
Nếu mạch 3 pha có phụ tải là tam giác đối xứng. Trong trường hợp này ta chỉ cần đo
công suất một nhánh ở phụ tải sau đó nhân 3 kết quả ta nhận được công suất tổng
(hình.10-11).

•
Trong trường hợp phụ tải nối theo hình tam giác đối xứng mà ta muốn đo ở
ngoài nhánh phụ tải thì ta phải tạo ra một điểm trung tính giả bằng cách nối
với hai pha điện trở bằng đúng điện trở của cuộn áp của watmet.
•

Đo công suất trên một pha kết quả công suất bằng 3 lần công suất trên pha
đo (hình.10-12).
u
r
•
Ở hình 10-13 là biểu đồ vectơ của các dòng và áp của mạch 3 pha phụ tải hình tam
giác.Từ biểu đồ này ta có :
(10-43)
•
Công suất của watmet là:
•
Ta biết rằng: ;
•

•
Thay vào ta có :
(10-44)
•
Vậy công suất tổng của cả mạch sẽ là :
(10-45)
•
Nghĩa là với điểm trung tính giả ta có kết quả đo cũng giống như ta đo ở từng nhánh
một.
A AB AC
i i i= +
·
. ( . ) .
A AN A AN A AN A
P U I cos U I U I cos
ϕ

= =
3
AB
AN
U
U =
. 3
A AB
I I=
. . 3. . .cos
3
AB
A AB AB AB
U
P I cos U I
ϕ ϕ
= =
3 3 . .cos
A AB AB
P P U I
ϕ
∑
= =
•


Dựa trên các công thức đã chứng minh ở trên (10-42) ta có thể đo công suất mạch
Dựa trên các công thức đã chứng minh ở trên (10-42) ta có thể đo công suất mạch
3 pha bằng 2 watmet duy nhất.
3 pha bằng 2 watmet duy nhất.

•


Không phụ thuộc vào phụ tải (đối xứng hay không đối xứng, tam giác hay hình sao
Không phụ thuộc vào phụ tải (đối xứng hay không đối xứng, tam giác hay hình sao
không có dây trung tính) ta có thể đo công suất tổng bằng 2 watmet theo một trong 3
không có dây trung tính) ta có thể đo công suất tổng bằng 2 watmet theo một trong 3
cách mắc như ở hìh 10-14.
cách mắc như ở hìh 10-14.
•


Theo cách thứ nhất ta lấy pha C làm pha chung, cách thứ hai là pha B, còn cách
Theo cách thứ nhất ta lấy pha C làm pha chung, cách thứ hai là pha B, còn cách
thứ 3 là pha A.Công thức tổng sẽ tính theo công thức (10-42).
thứ 3 là pha A.Công thức tổng sẽ tính theo công thức (10-42).
•
Đo công suất bằng ba watmet :
- Trong trường hợp mạch 3 pha có tải hình sao có dây trung tính. Nghỉa là mạch 3
pha 4 dây. Để đo công suất tổng ta phải sử dụng 3 watmet.Công suất tổng được
tính bằng tổng ba watmet.
- Cách mắc các watmet như hình 10-15.Cuộn áp của watmet được mắc vào các
điện áp pha là , , còn cuộn dòng là các dòng diện pha , , . Dây
trung tính là dây trung cho các pha.
- Công suất tổng sẽ là :
- Các phương pháp trên dây chủ yếu dùng trong phòng thí nghiệm. Trong thực tế
người ta sử dụng loại watmet có 2 (hoặc 3) phần tử. Tức là trong cùng một dụng cụ
đo có 2 (hoặc 3) phần tĩnh, còn phần động chung. Mô men quay tác động lên phần
động bằng tổng các mô men thành phần.
AN

U
AN
U
AN
U
A
I
B
I
C
I
A B C
P P P P
∑
= + +
II.Đo công suất phản kháng mạch 3 pha:
•
Công suất phản kháng mạch 3 pha có thể là tổng công suất phản kháng của từng
pha.

•
Khi phụ tải đối xứng ta có :
1. Đo công suất phản kháng mạch 3 pha bằng 1 watmet:
Để đo công suất mạch 3 pha đối xứng ta có thể watmet tác dụng.
Nếu cuộn dòng mắc vào pha A thì cuộn áp mắc vào 2 pha B và C còn lại.
Trong trường hợp này số chỉ của Watmet đo sẽ là:
là gốc lệch pha giữa các vectơ
Công suất toàn mạch :
sin sin sin
A A A B B B C C C

Q U I U I U I
ϕ ϕ ϕ
∑
= + +
3 si n 3 sin
P P d d
Q U I U I
ϕ ϕ
∑
= =
0
cos cos(90 ) sin
A BC A d d d d A
P U I U I U I Q
ψ ϕ ϕ
= = − = =
0
90
ψ ϕ
= −
BC A
U I
uuuuruur
3 3 sin
A d d
Q Q U I
ϕ
∑
= =
2. Đo công suất phản kháng mạch 3 pha bằng 2 watmet

•
Do cuộn áp không chung pha với cuộn dòng nên ta có :
•
Công suất phản kháng toàn mạch :
• Ta cũng có thể đo công suất phản kháng toàn mạch bằng 2 watmet như
hình 6.11 (sgk/86).
• Với sơ đồ này cách mắc như khi đo công suất tác dụng, nhưng khác là khi
đo công suất tác dụng nhưng khác với công suất đo tác dụng thì ta cộng số
chỉ của 2 watmet còn ở đây thì trừ.
0 0 0
1 2
cos(90 ) cos(90 ) 2 cos(90 ) 2 sin
BC A AB C d d d d
P P U I U I U I U I
ϕ ϕ ϕ ϕ
+ = − + − = − =
1 2
3
( )
2
Q P P
∑
= +
1 2
3( )Q P P
∑
= −
3.Đo công suất phản kháng mạch 3 pha bằng 3 watmet :
•
Khi phụ tải 3 pha không đối xứng thì dù mạch 3 dây hay 4 dây ta cũng có

thể dùng 3 watmet để đo công suất phản kháng của toàn mạch.Kết quả
tổng chỉ số toàn mạch sẽ được tính như sau :
•
Như vậy công suất phản kháng của toàn mạch 3 pha sẽ bằng tổng số chỉ
của 3 watmet chia cân 3.
• Trên cơ sở lí luận của việc đo công suất phản kháng 3 pha 3 dây và 3 pha 4
dây . Người ta cũng có thể chế tạo ra công tơ phản kháng để đo năng
lượng phản kháng mạch 3 pha 3 dây và 3 pha 4 dây từ 3 phần tử của công
tơ đo năng lượng tác dụng
1 2 3
3
P P P
Q
∑
+ +
=
• III. TÌM HiỂU THÊM VỀ THIẾT BỊ PHÂN TÍCH CÔNG
SUẤT KiỂU KẸP (HIOKO)
• Dụng cụ đo điện bao gồm thiết bị phân tích công suất kiểu kẹp, những dụng cụ này
dùng để đo các thông số điện chính như KVA, kW, PF, Hertz, KVAr, Ampe và Vôn.
•
Một số công cụ này còn dùng để đo sóng hài. Có thể sử dụng thiết bị cầm tay để đo
tức thì, hoặc có thể sử dụng các thiết bị khác tiên tiến hơn để đọc các thông số và in
các thông số này sau các khoảng nhất định.
•
Hiện trên thị trường có một số công ty cung cấp các thiết bị khác. Một trong số
những thiết bị này là HIOKI 3286-20 Thiết bị phân tích công suất kiểu kẹp (Hình 1).
•
Thiết bị này được đo khi đang vận hành để đo các thông số điện khác nhau của
động cơ, máy biến thế, và thiết bị gia nhiệt sử dụng điện. Không cần phải ngừng

hoạt động của thiết bị khi tiến hành đo.
•
Hình 1 : Thiết bị phân tích công suất kiểu kẹp (Hioko)
Hình 2. Đo công suất ở mạch hai dây một pha (Hioki Ltd)
Hình 3. Đo công suất và hệ số công suất ở mạch ba dây một pha (Hioki Ltd)
Công suất và hệ số công suất ở mạch ba dây một pha được đo tương tự như ở mạch
hai dây một pha.
Đấu dây màu đen vơí dây trung tính như hình vẽ, và chuyển dây đỏ và thiết bị cảm
ứng kẹp sang dây
tương ứng. Bây giờ bắt đầu đo công suất và hệ số công suất giữa các dây.
Hình 4. Đo công suất và hệ số công suất ở mạch ba dây ba pha (Hioki Ltd)
Hình 6. Đo công suất và hệ số công suất ở mạch 4 dây ba pha (Hioki Ltd)
Hình 5-2. Phương pháp dùng hai Watt kế đo công suất mạch
Hình 5-6. Phương pháp đo tồng công suất mạch dùng 2 wat kế
THE END