1.3
MẠCH ĐIỆN NỐI HÌNH SAO
1.3.1
Nối cuộn dây máy phát điện thành hình sao
v Định nghĩa:
Hình 1.5: Hệ thống điện 3 pha nối sao
Nối cuộn dây máy phát điện thành hình sao là nối
ba điểm cuối X, Y, Z thành một điểm chung gọi là điểm trung tính, ký hiệu: O
Dây dẫn nối với các điểm đầu A, B, C gọi là
dây pha
Dây dẫn nối với điểm trung tính gọi là dây
trung tính
Dòng điện chạy trong các cuộn dây pha gọi là
dòng điện pha, ký hiệu IP
Dòng điện chạy trong các dây pha gọi là dòng
điện dây, ký hiệu Id
Điện áp giữa hai đầu cuộn dây pha gọi là điện
áp pha, ký hiệu UP
Điện áp giữa hai dây pha gọi là điện áp dây,
ký hiệu Ud
v Quan hệ giữa các đại lượng dây và pha:
- Quan hệ dòng điện:
Trong mạch đấu sao, dòng điện dây bằng dòng điện
pha tương ứng
(1.7)
Hay ở dạng phức: 
- Quan hệ điện áp:
Ta thấy: 
(1.8)
Đồ thị vectơ: như hình vẽ
Trong tam giác OAB ta thấy: 
Độ dài:
; 
(9)
Hình 1.6: Đồ thị véc tơ hệ thống điện 3 pha nối sao
Vậy: trong hệ 3 pha đấu sao, điện áp dây có trị
số gấp 
lần điện áp pha và
nhanh pha hơn điện áp pha 
.
1.3.2 Nối phụ tải thành hình sao
v Mạch ba pha phụ tải đấu sao:
Giả sử tải 3 pha có tổng trở 
, 
, 
đấu sao tạo thành 3 đầu
A’, B’, C’ và điểm trung tính O’
Hình 1.7: Hệ thống điện 3 pha tải nối sao
Nguồn cung cấp hình sao có 3 pha là A, B, C và
điểm trung tính O
Điện áp pha của nguồn bằng điện áp pha của tải:
; 
; 
(1.10)
Dòng điện chạy trong các dây pha:
; 
; 
(1.11)
Áp dụng định luật Kirchhoff 1:
(1.12)
Nếu dòng điện ba pha là đối xứng thì:
(1.13)
1.4. MẠCH
DIỆN NỐI HÌNH TAM GIÁC
1.4.1 Nối
cuộn dây máy phát điện thành hình tam giác
Nối cuộn dây máy phát điện thành hình tam giác
là nối điểm đầu của pha này với điểm cuối của pha kia
Ví dụ 4.11: nối điểm cuối của pha A với điểm đầu của pha B
nối điểm cuối của pha B với điểm đầu
của pha C
nối điểm cuối của pha C với điểm đầu
của pha A
Hình 1.8: Hệ thống điện 3 pha nối tam giác
Sức điện động tổng trong mạch vòng:
(1.14)
hoặc ở dạng phức:
(1.15)
Trong mạch ba pha đối xứng thì:
(1.16)
Khi đó, không có dòng điện chạy quẩn trong
vòng nên vẫn cho phép đấu cuộn dây máy phát điện thành hình tam giác.
Tuy nhiên, nếu sức điện động ba pha không đối
xứng hoặc khi đấu nhầm cực tính, sức điện động tổng trong mạch khác 0. Vì tổng
trở trong ba cuộn dây pha thường rất nhỏ nên dòng điện chạy quẩn trong mạch
vòng rất lớn (dù không có phụ tải) gây nguy hiểm cho các cuộn dây.
1.4.2 Nối
phụ tải thành hình tam giác
Hình 1.9: Hệ thống điện 3 pha tải nối tam giác
Khi đấu phụ tải theo hình tam giác, điện áp đặt
vào mỗi pha chính là điện áp dây
Dòng điện trong mỗi pha:
; 
; 
(1.17)
Áp dụng định luật Kirchhoff 1 tại các nút A,
B, C:
; 
; 
(1.18)
Từ đồ thị, ta có:
(1.19)
(1.20)
Nghĩa là: trong mạch đấu tam giác đối xứng,
dòng điện dây gấp 
lần dòng điện pha và
dòng điện dây chậm sau dòng điện pha tương ứng một góc .
BÀI TẬP ỨNG
DỤNG
Ví dụ 1:
Máy
phát điện ba pha đấu sao, có dây trung tính, điện áp pha UP = 240V,
mắc vào tải là các bóng đèn có trở kháng các pha là 
; 
; 
. Điện trở của dây nối có thể bỏ qua. Xác định dòng điện
trong các dây pha và dây trung tính
Hướng
dẫn:
Lấy
vectơ 
làm gốc, ta có:
Dòng
điện ở mỗi pha:
Dòng
điện trong dây trung tính:
Bài tập
1:
Tải
ba pha đối xứng, trở kháng mỗi pha 
; 
, đấu hình sao, mắc vào nguồn điện áp ba pha đối xứng có 
. Xác định dòng điện pha, hệ số công suất và công suất tác dụng
ba pha.
Giải
bài tập 1:
Bài tập 2:
Nguồn
điện ba pha đấu sao, có sức điện động pha đối xứng, 
, cung cấp cho tải ba pha đấu sao, có trở kháng lần lượt là: 
; 
; 
. Tổng trở dây trung tính 
. Xác định điện áp và dòng điện pha của tải.
Giải
bài tập 2:
Bài tập 3:
Phụ
tải ba pha gồm ba cuộn dây giống nhau có 
, 
, nối hình tam giác, đặt vào điện áp ba pha đối xứng có . Tính dòng điện các pha, dòng điện dây, hệ số công suất và công
suất tác dụng ba pha.
Giải
bài tập 3: