Giáo trình Điện kỹ thuật

Các phần tử của mạch điện :

- Nguồn điện: Nguồn điện là thiết bị tạo ra điện năng, về nguyên lý nguồn điện

là thiết bị biến đổi các dạng năng lượng như cơ năng, hoá năng, nhiệt năng v.v thành

điện năng, ví dụ; Pin, ắc quy biến đổi hoá năng thành điện năng, máy phát điện biến

đổi cơ năng thành điện năng, pin mặt trời biến đổi năng lượng bức xạ mặt trời thành

điện năng v.v

- Tải: Tải là các thiết bị tiêu thụ điện năng và biến đổi điện năng thành các dạng

năng lượng khác như cơ năng, nhiệt năng, quang năng v.v Ví dụ: động cơ điện tiêu

thụ điện năng và biến điện năng thành cơ năng, bàn là, bếp điện biến điện năng thành

nhiệt năng, bóng đèn biến điện năng thành quang năng v.v

Kết cấu hình học của mạch điện

- Nhánh: Nhánh là bộ phận của mạch điện gồm các phần tử nối tiếp trong đó có

cùng dòng điện chạy qua. Trên hình 3-1 có 3 nhánh đánh số1, 2, 3.

- Đỉnh: Đỉnh là chỗ gặp nhau từ ba nhánh trở lên. ( hình 3-1 ) có hai đỉnh kí

hiệu là A, B (đỉnh hay còn gọi là nút), ví dụ minh hoạ.

- Vòng : Vòng là lối đi khép kín qua các nhánh.

Giáo trình Điện kỹ thuật trang 1

Trang 1

Giáo trình Điện kỹ thuật trang 2

Trang 2

Giáo trình Điện kỹ thuật trang 3

Trang 3

Giáo trình Điện kỹ thuật trang 4

Trang 4

Giáo trình Điện kỹ thuật trang 5

Trang 5

Giáo trình Điện kỹ thuật trang 6

Trang 6

Giáo trình Điện kỹ thuật trang 7

Trang 7

Giáo trình Điện kỹ thuật trang 8

Trang 8

Giáo trình Điện kỹ thuật trang 9

Trang 9

Giáo trình Điện kỹ thuật trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 57 trang baonam 15700
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Điện kỹ thuật", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Điện kỹ thuật

Giáo trình Điện kỹ thuật
 1 
MỤC LỤC..........................1 
CHƯƠNG 1: MẠCH ĐIỆN .....................................................................................3 
1. KHÁI NIỆM DÒNG ĐIỆN VÀ MẠCH ĐIỆN ..........................................................3 
1.1.Dòng điện: .........................................................................................................3 
1.2. Mạch điện: ........................................................................................................3 
2. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN ..........................................................4 
2.1. Định luật ôm. ....................................................................................................5 
2.2. Định luật Jun-Len xơ: .......................................................................................6 
2.3.Định luật Kiếc khốp: .........................................................................................6 
3. NGUỒN ĐIỆN. ............................................................................................................8 
3.1.Khái niệm nguồn điện: ......................................................................................8 
Bài tập ...................................................................................................................................................... 11 
4. PHƯƠNG PHÁP GIẢI MẠCH ĐIỆN PHỨC TẠP ................................................................ 11 
4.1. Phương pháp dòng điện nhánh. ......................................................................11 
4.2. Phương pháp dòng điện mạch vòng ...............................................................13 
4.3. Phương pháp điện áp hai nút (phương pháp điện thế nút) .............................14 
4.4. Phương pháp xếp chồng .................................................................................17 
CHƯƠNG 2: TỪ TRƯỜNG – CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ .............................................19 
1.1. Khái niệm từ trường, đường cảm ứng từ. .......................................................19 
1.2. Các đại lượng từ cơ bản. .................................................................................20 
1.3. Từ trường của một số dây dẫn mang dòng điện .............................................22 
1.4. Lực tương tác: .................................................................................................23 
2. MẠCH TỪ .............................................................................................................24 
2.1. Khái niệm về mạch từ. ....................................................................................25 
2.3. Tương quan B, H và đường cong từ hoá ........................................................26 
2.3.3.Đường cong từ hoá: ......................................................................................28 
3.CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ .............................................................................................28 
3.1.Định luật cảm ứng điện từ: ..............................................................................28 
3.2. Sức điện động cảm ứng ..................................................................................29 
3.2.2.Sức điện động cảm ứng trong thanh dẫn chuyển động trong từ tr ...............30 
3.2.8.Dòng điện xoáy: ...........................................................................................34 
CHƯƠNG 3: MẠCH ÐIỆN XOAY CHIỀU .............................................................34 
1. MẠCH ÐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA ............................................................34 
1.1.Định nghĩa và nguyên lý tạo ra dòng điện hình sin. ........................................35 
1.2. Cách biểu diễn đại lượng xoay chiều hình sin. ..............................................37 
1.3.Mạch điện thuần trở R .....................................................................................38 
1.3.1.Sơ đồ mạch điện (R) .....................................................................................38 
1.4.Mạch điện thuần điện cảm ...............................................................................39 
1.5.Mạch điện thuần điện dung C ..........................................................................39 
1.6.Mạch R – L – C mắc nối tiếp ..........................................................................40 
1.7.Mạch xoay chiều có (L-R-C) mắc song song ..................................................45 
2.MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA .....................................................................48 
2.1. Khái niệm dòng điện xoay chiều 3 pha. .........................................................48 
2.2.Các đại lượng trong mạch điện xoay chiều ba pha. ........................................51 
2.4.Giải mạch điện xoay chiều ba pha đối xứng. ..................................................53 
 2 
3.HỆ SỐ CÔNG SUẤT COSΦ ..................................................................... ... 
 U2 = VUU XR 179)175(40
222
2
2
2 
 tg
2 = 375.4
40
175
2
2 
R
X
U
U
 '02 1077 
- Vẽ đồ thị véc tơ. 
Bài tập 4: Cuộn dây có R1 = 6  ; XL = 11 mắc nối tiếp với 1 tụ điện XC = 17,5  
và điện trở R = 4 đặt vào điện áp U = 125 V. Tính dòng điện trong mạch, các thành 
phần của điện áp và đồ thị véctơ. 
 Giải: 
R = R1 + R2 = 6 + 4 = 10  
X = XL + XC = 10 – 17,5 = -7,5  
Z = 22 XR =  5,12)5,7(10 22 
Dòng điện trên mạch I =
Z
U
 = A10
5,12
125
Góc lệch pha tg = 75,0
10
5,7
R
X
 '05036 
 < 0 nên dòng điện vượt pha trước điện áp 
- Các thành phần của ’ điện áp 
 UR = I.R = 10.10 = 100V 
UX = I.X = 10.(-7,5) = -75V 
- Các thành phần điện áp trên Z1: U1R = I.R1 = 10.6 = 60V 
 U1X = I.XC = 10.10 = 100V 
 U = VUU XR 11710060
222
1
2
1 
 tg = 67,1
60
100
1
1 
R
X
U
U
 1 = 59
0 
- Các thành phần điện áp trên Z2 
 U2R = I.R2 = 10. 4 = 40V 
 U2X = I.X2 = 10. (-17,5) = -175V UC = 175 V 
 U2 = VUU XR 179)175(40
222
2
2
2 
 tg 2 = 375.4
40
175
2
2 
R
X
U
U
 '02 1077 
- Vẽ đồ thị véc tơ. 
O 
IR UR 
IC 
IC IL 
IX 
I 
IL 
 48 
Bài tập 5: 
Mạch điện có R = 20 đấu song song với điện cảm XL = 10 , đặt vào điện áp xoay 
chiều có biểu thức u = 24 t314sin.2 
Xác định dòng điện trong các nhánh, vẽ đồ thị vectơ 
Giải: 
- Trị số hiệu dụng của điện áp U=24V 
- Dòng điện qua điện trở: IR = A
R
U
2,1
20
24
- Dòng điện qua điện cảm: 
IL= IX = A
X
U
L
4,2
10
24
- Dòng điện trong nhánh chính: 
I = 22 XR II = 
22 4,22,1 =2,68A 
- Góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp: tg '040782
2,1
4,2
R
X
I
I
- Vẽ đồ thị véctơ: 0 , dòng điện chậm sau điện áp 
2.MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 
TIÊU CỦA BÀI: Sau khi học xong bài này người học có khả năng: 
 - Trình bày được khái niệm, các đại lượng của mạch điện xoay chiều ba pha. 
 - Áp dụng các công thức vào giải các bại tập khi tải ba pha nối hình sao, hình tam 
giác, biến đổi từ hình sao sang tam giác và ngược lại. 
 - Tập trung cao độ trong việc tiếp thu bài mới, tích cực học tập nghiên cứu, tư duy 
sáng tạo. 
2.1. Khái niệm dòng điện xoay chiều 3 pha. 
2.1.1.Định nghĩa: 
Hệ thống mạch điện xoay chiều 3 pha là tập hợp 3 mạch điện xoay chiều một 
pha nối với nhau tạo thành một hệ thống năng lượng điện chung trong đó suất điện 
động ở mỗi pha đều có dạng hình sin, cùng tần số và lệch pha nhau một phần ba chu 
kỳ (120 độ). Mỗi mạch mạch điện gọi là một pha, suất điện động của gọi là suất điện 
động pha. Khi suất điện động của mỗi pha có biên độ bằng nhau gọi là hệ thống ba pha 
đối xứng hay cân bằng. 
2.1.2.Nguyên lý tạo ra nguồn điện xoay chiều ba pha: 
a. Để tạo ra nguồn điện 3 pha người ta dùng các máy phát điện 3 pha. 
Cấu tạo của máy phát điện đồng bộ 3 pha như sau: 
- 3 dây quấn 3 pha đặt trong các rãnh của lõi thép stato ( phần tĩnh ), các dây dẫn này 
thường được kí hiệu là AX, BY, CZ ( dây quấn pha A, B, C ). Các dây quấn của các 
pha có cùng số vòng dây và lệch nhau 1 góc 120 độ điện trong không gian 
- Phần quay ( rôto )là một nam châm điện N-S 
Khi quay rôto từ trưưòng sẽ lần lượt quét qua các dây quấn pha A, B, C của stato và 
trong dây quấn của stato xuất hiện sđđ cảm ứng , sđ đ này có dạng hình sin cùng biên 
độ , cùng tần số góc và lệch nhau 1 góc 120 độ 
'04078 
IX IX 
IR 
I 
UR 
 49 
A 
X 
B 
Y 
C 
Z 
Za 
Zb Zc 
A B C 
X Y Z 
T 
0 
eA eB eC 
EA 
EC 
1200 1200 
e 
EB 
+
+ +
B
X
C
Y
A
Z
Trôc pha C
Trôc pha B
+
+ +
Trôc pha C
Trôc pha A
B
H×nh 3-4 
b. Nguyên lý: Khi động cơ sơ cấp kéo phần cảm( rôto) quay, đường sức từ lần lượt cắt 
qua các cuộn dây biến thiên tuần hoàn sinh ra sđđ hình sin trên mỗi cuộn dây. Vì các 
cuộn dây có cấu tạo giống nhau và trục của chúng lệch nhau trong không gian 1 góc 
1200, nên các sđđ này cùng biên độ và lệch pha nhau về thời gian là 1200 hay 
3/2 rad. Nếu coi sđđ pha A có góc pha đầu bằng 0 thì biểu thức của hệ sđđ 3 pha là: 
 eA = Em.sin t. =E.ej0 
 eB = Em.sin( t. -1200) = Em.sin( t. - 3/2 ) =E.e-j120 
 eC = Em.sin( t. +1200) = Em.sin( t. + 3/2 ) = E.e-j240 = E.ej120 
- Đồ thị hình sin và đồ thị vectơ 
c. Cách nối mạch điện 3 pha 
- Nếu nối từng pha riêng rẽ với tải ta 
được 3 hệ thống 3 pha độc lập, hay hệ 
 thống 3 pha không liên hệ với nhau. 
 Hệ thống này ít được sử dụng trong 
 thực tế vì cần tới 6 dây dẫn 
Thông thường 3 pha nguồn được nối với 
nhau, 3 pha ở tải cũng được nối với nhau và 
có 3 đường dây 3 pha nối giữa nguồn và tải. 
Có 2 phương pháp nối mạch 3 pha thường sử dụng trong công nghiệp là nối hình sao 
và hình tam giác. 
- Nguồn điện gồm 3 sđđ hình sin cùng biên độ, cùng tần số và lệch nhau 120 độ gọi là 
nguồn 3 pha đối xứng eA + eB + eC 
 Nếu tổng trở phức của các pha tải bằng nhau thì ta có tải đối xứng 
 50 
U 
I 
U 
i 
t
i 
 ZA = ZB = ZC 
 Mạch điện 3 pha gồm nguồn tải vàđường dây đối xứng gọi là mạch điện 3 pha 
đối xứng. Nếu không thoả mãn 3 điều kiện trên là mạch 3 pha không đối xứng. 
d. Cách nối hình sao Y 
* Nguyên tắc nối dây: 
- Mỗi pha của nguồn và tải đều có điểm đầu và điểm cuối, ta thường kí hiệu các 
điểm đầu là A, B, C và các điểm cuối là X, Y, Z. Để nối hình sao người ta nối 3 điểm 
cuối mỗi pha lại với nhau tạo thành điểm trung tính 
- Đối với nguồn 3 điểm cuối X, Y, Z của cuộn dây máy phát điện được nối lại với 
nhau tạo thành điểm trung tính O 
- Đối với tải 3 điểm cuối X’, Y’, Z’ được nối với nhau tạo thành điểm trung 
tính O’ 
- Ba dây nối các điểm đầu của nguồn và tải AA’, BB’, CC’ gọi là các dây pha, 
dây dẫn nối các điểm trung tính OO’ gọi là dây trung tính 
*Quan hệ giữa các đại lượng dây và pha. 
- Quan hệ giữa dòng điện dây và dòng điện pha 
 Dòng điện pha là dòng điện chạy trong mỗi pha của nguồn hoặc tải Ip
 Dòng điện dây là dòng chạy trong các dây nối giữa nguồn và tải Id.Từ hình vẽ 
ta thấy dòng điện dây có giá trị bằng dòng điện pha Id = Ip 
- Quan hệ giữa điện áp dây và điện áp pha. 
Điện áp pha là điện áp giữa điểm đầu và điểm cuối của mỗi pha hoặc giữa dây 
pha và dây trung tính Up 
Điện áp dây là điện áp giữa 2 dây pha Ud 
 UAB = UA – UB 
 UBC = UB – UC 
 UCA = UC – UA 
Để vẽ đồ thị điện áp dây trước hết ta vẽ đồ thị điện áp pha UA, UB, UC , sau đó dựa vào 
phép cộng vectơ ta vẽ được dồ thị điện áp dây như hình vẽ. Ta có 
Về trị số điện áp dây lớn hơn điện áp pha là 3 lần. Thật vậy ta xét tam giác OAB 
A 
B 
C 
UA UB 
UC 
UCA 
UBC 
UAB 
UAB 
300 
A 
B C 
O O’ 
A’ 
B’ 
C’ 
Ip 
IB 
IC 
UA 
U
p 
EA 
EB 
EC 
Id IA 
UAB 
U
d 
I0 
Up 
 51 
UA 
UC -UB 
-UA 
UBC 
UAB 
UCA 
UB 
-UC 
Từ đồ thị vectơ ta có: 
0 32 cos30 2 3 3
2
d pAB AH OA OA OA U U 
Dễ thấy rằng khi điện áp pha đối xứng thì điện áp dây đối xứng 
Về pha các điện áp dây UAB, UBC, UCA lệch pha nhau 1 góc 120 độ và vượt trước điện 
áp pha tương ứng một góc 30 độ 
Khi tải đối xứng dòng điện qua dây trung tính là bằng 0: IA + IB + IC = 0 
Trong trường hợp này có thể không cần dây trung tính ta có mạch 3 pha 3 dây . Thông 
thường trong thực tế tải 3 pha là không cân bằng khi đó dòng điện qua dây trung tính 
là khác 0 do đó bắt buộc phải có dây trung tính. 
d.Cách nối hình tam giác: Nguyên tắc nối: Để nối hình tam giác người ta nối đầu pha 
này với cuối pha kia ( AZ, BX, CY) 
* Quan hệ giữa các đại lượng dây – pha 
- Quan hệ giữa điên áp dây và điện áp pha 
Từ hình vẽ ta thấy diện áp dây chính là điện áp pha: Ud= Up 
Đồ thị vectơ dòng điện dây và dòng điện pha nhv, ta có: 
Về trị số dòng điện dây lớn gấp 3 lần dòng điện pha. Thật vậy xét tam giác OEF từ 
đồ thị ta có 0
3
2 cos30 2 3 3
2
d pEF OE OE OE I I 
Về pha các dòng điện dây IA, IB, IC lệch nhau một góc 120 độ và chậm pha sau dòng 
điện pha tương ứng 1 góc 30 độ 
2.2.Các đại lượng trong mạch điện xoay chiều ba pha. 
2.2.1.Công suất của mạch điện 3 pha 
a. Công suất tác dụng P 
 Gọi PA, PB, PC, tương ứng là công suất tác dụng của các pha A, B, C , ta có 
công suất tác dụng của mạch 3 pha bằng tổng công suất tác dụng của 3 pha. 
A 
B 
A’ 
B’ 
C
’ 
EA 
EB 
EC 
Ip 
IB 
IC 
IAB 
IBC 
ICA 
Up 
Ud 
C
’ 
IAB 
ICA 
IBC 
-ICA 
-IAB 
-IBC 
IC 
IA 
IB 
O 
E 
F 
 52 
 cos cos cosA B C A A A B B B C C CP P P P U I U I U I 
Khi mạng 3 pha đối xứng ta có : UA = UB = UC = Up; IA = IB = IC= Ip; 
cos cos cosA B C 
Từ đó 23 cos 3p p p pP U I R I trong đó Rp là điện trở pha, nếu thay các đại lượng pha 
bằng các đại lượng dây ta có: 
Trong cách nối hình sao ;
3
d
p d p
U
I I U 
Trong cách nối hình tam giác: ;
3
d
p d p
I
U U I 
Ta có công suất tác dụng trong mạch 3 pha viết theo đại lượng dây áp dụng cho cả 
trường hợp đấu Y hay tam giác đối xứng: 3 cosd dP U I ( trong đó am pha là góc 
lệch pha giữa điện áp pha và dòng điện pha tương ứng) 
2 2
cos
p
p p
R
X R
b. Công suất phản kháng Q 
Công suất phản kháng của mạch 3 pha là: 
 sin sin sinA B C A A A B B B C C CQ Q Q Q U I U I U I 
Khi mạch đối xứng ta có: 23 sin 3p p p pQ U I X I trong đó Xp là điện kháng của pha. 
Nếu biểu diễn dưới dạng đại lượng dây ta có: 3 sind dQ U I 
c. Công suất biểu kiến S khi mạch đối xứng 
Khi đối xứng công suất biểu kiến mạch 3 pha là: 
 2 2 3 3p p d dS P Q U I U I 
2.3.Cách nối nguồn và tải trong mạch điện 3 pha 
a. Cách nối nguồn điện 
Các nguồn điện dùng trong sinh 
hoạt lấy từ dây quấn 3 pha stato MFĐ 
hoặc lấy từ dây quấn 3 pha thứ cấp MBA. 
Các dây quấn này thường nối hình Y 
có dây trung tính, nối như vậy có ưu 
điểm sử dụng được cả 2 cấp điện áp 
 Up, Ud 
b. Cách nối động cơ điện 3 pha 
* Mỗi ĐCĐ 3 pha gồm có 3 dây quấn pha, khi thiết kế chế tạo người ta quy định điện 
áp định mức cho mỗi dây và yêu cầu ĐC làm việc phải đúng với điện áp đó. 
VD: ĐC 3 pha có ghi Uđm =220v ( Up = 220v), trên nhãn ĐC có ghi tam giác/Y – 
220v/380v có nghĩa là: 
- Nếu ĐC làm việc ở mạng điện có Ud = 380v thì ĐC phải đấu Y. Lúc này đện áp đặt 
lên mỗi pha dây quấn pha là 220
3
d
p dm
U
U v U 
A 
o 
Up 
Ud 
B 
C 
 53 
- Nếu ĐC làm việc ở mạng 220v thì ĐC phải đấu tam giác. Lúc đó ta có Ud = Up = 
220v = Uđm 
* Để thuận tiện cho việc đấu dây ĐC người ta đưa ra 6 đầu dây ra của 3 dây quấn ĐC 
đưa ra hộp đấu dây của ĐC. Việc đấu dây thực hiện bằng cách thay đổi vị trí cầu nối 
thành tam giác hay Y 
c. Cách nối các tải 1 pha 
Các tải 1 pha là các ĐCĐ 1 pha, các TBĐ 1 pha. Khi sử dụng các TBĐ này được đấu 
giữa dây pha và dây trung tính vì thế tải một pha phải có Uđm =Up của mạng điện 
 Khi thiết kế mạng điện 3 pha cố gắng phân bố đều cho các tải cho cả 3 pha 
nhưng do việc sử dụng khồn đều nên đây là mạng 3 pha không đối xứng. Nhò có dây 
trung tính mà mặc dù tải không đối xứng nhưng điện áp đặt lên các thiết bị điện hầu 
như được giữ bình thường không vượtt quá điện áp pha. Khi một pha nào đó có sự cố 
thì chỉ có pha đó mất điện các TBĐ nối với pha ấy không làm việc còn các pha khác 
vẫn làm việc bình thường. 
2.4.Giải mạch điện xoay chiều ba pha đối xứng. 
* Đối với mạch ba pha đối xứng I, U, hiệu dụng có trị số bằng nhau và lệch pha nhau 
một góc. Vì vậy khi mạch đối xứng ta tách một pha để tính. Khi biết dòng điện của 
một ph ta có thể suy ra dòng điện của các pha còn lại. Bỏ qua tổng trở của đường dây 
nếu biết tổng trở của tải ta thực tính toán theo các bước sau. 
Bước 1: Xác định cách nối của tải(nối sao hay tam giác) 
Bước 2: Xác định điện áp pha Up của tải. 
 Nếu nối hình sao: 
3
d
p
U
U Nếu nối tam giác. dp UU 
Bước 3: Xác định tổng trở pha Zp và hệ số công suất của tải. 
Tổng trở pha của tải. 
22
ppp XRZ 
Hệ số công suất cosφ
p
p
Z
R
22
pp
P
XR
R
 trong đó Rp, Xp tương ứng là điện trở, điện 
kháng pha của tải 
Bước 4: Tính dòng điện pha của tải 
p
p
p
X
R
I từ dòng điện pha tính dòng điện dây 
 Nếu tải nối hình sao: Id= Ip. Nối tam giác 3 dI .Ip 
Bước 5: Tính công suất tiêu thụ trên tải. 
A B C 
X Y Z 
A C 
X Y Z 
A B C 
X Y Z 
Nguồn Nguồn 
 Y Tam giác Cầu đấu 
B 
 54 
23 ppIRP hoặc 3UpIpcosφ= 3 UdId cosφ: 
23 ppIXQ hoặc 3UpIpsinφ= 3 UdId sinφ: 
S= 3ZpIp hoặc3UpIp= 3 UdId 
3.HỆ SỐ CÔNG SUẤT COSΦ 
3.1.Tầm quan trọng của việc điều chỉnh hệ số công suất trong việc truyền dẫn 
điện năng 
Thực tế cho thấy công ty cung cấp điện bán điện cho người dùng dưới 2 giá trị là điện 
áp và dòng điện (VA) nhưng hoá đơn lại được tính bằng Watt. Nếu hệ số công suất 
của thiết bị có giá trị thấp hơn 1 thì cần phải có nhiều công suất VA được truyền đi để 
có thể đáp ứng được công suất Watt thật, ngoài ra nó còn làm tăng chi phí thực hiện 
việc truyền dẫn điện. 
Ví dụ, hệ số công suất là 0.5, thì công suất biểu kiến sẽ gấp 2 lần công suất thật được 
tiêu thụ bởi tải, đường dây điện cũng vì đó mà có kích thước lớn hơn 2 lần so với khi 
hệ số công suất bằng 1. Đồng nghĩa với việc điện lực phải đầu tư các thiết bị như máy 
phát điện, biến thế, dây dẫn, chuyển mạch có kích thước lớn hơn. 
Lưu ý: hiệu suất làm việc của thiết bị sử dụng điện không phụ thuộc vào việc thiết bị 
đó có hay không có PFC. 
3.2.Phương pháp nâng cao hệ số công suất 
3.2.1.Định nghĩa 
Từ tam giác công suất ta có P = S.cos = U.I.cos 
IU
P
.
cos 
Hệ số cos được gọi là hệ số công suất của mạch xoay chiều 
- Từ tam giác trở kháng ta có: cos = 
22 )( CL XXR
R
Z
R
Như vậy cos là hệ số phụ thuộc vào kết cấu của mạch. 
- Mạch thuần tác dụng: X = 0 cos = 1 
- Mạch thuần phản khángản = 0 cos = 0 
Nói chung cos thường nhỏ hơn 1. Trong mạch phụ tải đèn thường, lò điện thì hệ số 
cos 1, còn phụ tải động cơ, MBA thì cos < 1. 
3.2.2.Ý nghĩa của hệ số công suất. 
- Hệ số cos có ý nghĩa lớn trong sản xuất chuyên tải và cung cấp điện. 
+ Mỗi máy điện đều chế tạo với 1 công suất biểu kiến định mức Sđm, từ đó máy có thể 
cung cấp 1 công suất tác dụng P = Sđm.cos . Nếu cos = 1 
P = Sđm là công suất lớn nhất máy có thể cung cấp ( nếu không xét hạn chế về mặt cơ 
học). Nếu cos càng nhỏ thì không tận dụng được khả năng làm việc của máy điện vì 
vậy hế số cos phải lớn. 
+ Mỗi hộ tiêu thụ yêu cầu 1 công suất tác dụng chính xác. Khi đó dòng điện chuyên tải 
trên đường dây I = 
 cos.U
P
. Nếu cos nhỏ thì I lớn điều đó dẫn tới 2 tác hại: 
- Dòng điện lớn phải dùng dây dẫn lớn làm tốn kim loại màu và vốn đầu tư xây dựng 
đường dây. 
- Tổn thất điện năng trên đường dây tỷ lệ với bình phương dòng điện tRIW ..2 nên 
I tăng thì tổn thất điện năng lớn không lợi về kinh tế. Như vậy nâng cao hệ số cos 
dẫn tới giảm vốn đầu tư xây dựng đường dây và giảm tổn thất điện năng chuyên tải. 
3.3.Một số biện pháp nâng cao hệ số cos 
 55 
 cos = 
22 QP
P
S
P
Như vậy về nguyên tắc, muốn nâng cao cos phải giảm công suất phản kháng. 
- Giảm công suất phản kháng nơi tiêu thụ, tức là tìm cách nâng cao cos của từng 
thiết bị dùng điện như không để động cơ và MBA chạy không tải hoặc non tải. Giải 
quyết theo hướng này phải quán triệt cả 3 khâu lắp đặt, vận hành và sửa chữa. 
- Sản xuất công suất phản kháng nơi tiêu thụ gọi là phương pháp bù cos , có thể dùng 
tụ điện ( tụ bù cos ) hoặc dùng máy bù đồng bộ. 
 56 
 57 

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_dien_ky_thuat.pdf