0.2 Mô hình hóa các phần tử trong hệ thống điện  (Page 3/4)

3.2.6. Các thông số Z và Y dùng cho các giới thiệu khác:

Từ bảng 3.1 các đẳng thức 3.30 và 3.31 thông số Z và Y được tính như sau (dùng cho sơ đồ p)

$\begin{array}{}{Y}_{\text{SS}}==(1+\frac{Y\text{.}Z}{2})/Z=+\\ Y_{\text{SR}}==;Y_{\text{RS}}=\\ Y_{\text{RR}}==-(1+\frac{Y\text{.}Z}{2})/Z=-(+)\end{array}$ (3.33)Các tham số này có thể tính trực tiếp từ sơ đồ hình 3.4 viết ra các phương trình nút và loại dòng nhánh giữa.

3.3. MÁY BIẾN ÁP:

3.3.1. Máy biến áp 2 cuộn dây:

I1I2+-

Trong MBA lực, nhánh từ hóa có dòng khá nhỏ có thể lượt đi và sơ đồ tương đương được rút gọn như hình 3.9

I1

3.3.2. Máy biến áp từ ngẫu:

Máy biến áp từ ngẫu (MBATN) gồm có một cuộn dây chung có số vòng N1 và một cuộn dây nối tiếp có số vòng N2, sơ đồ 1 pha và 3 pha ở dưới.

Đầu cực a-n đại diện cho phía điện áp thấp và đầu cực a’-n’ đại diện cho phía điện áp cao. Tỉ lệ vòng toàn bộ là:

IN1(b)(c)(a’)(c’)(b’)N2N1(a’)(n)Va’(a)(n)VaN2N1Ia’(a)IN2Hình 3.10 : MBA từ ngẫu 3 pha Hình 3.11 : Sơ đồ 1 pha của MBATNHình 3.9: Sơ đồ tương đương đơn giản hóa của MBAHình 3.8: Sơ đồ tương đương của máy biến áp

Sơ đồ tương đương của MBATN được mô phỏng như hình 3.12, trong đó Zex là tổng trở đo được ở phía hạ khi phía cap áp ngắn mạch.

Hai tổng trở ngắn mạch nữa được tính là:

- ZeH: Tổng trở đo được ở phía cao áp khi số vòng N1 bị ngắn mạch nối tắt cực a-n. Và dễ dàng chứng minh từ hình 3.12 (phép quy đổi)

ZeH = Zex N2 (3.34)

- ZeL: Tổng trở đo được phía hạ áp khi số vòng N2 bị ngắn mạch nối tắt cực a-a’ hình 3.13.

IaIa’a’n’1:NZexan+-Hình 3.12 : Sơ đồ tương đương của MBATNIaa’1:NIa’I1ann’+Va-+Va’-ZexHình 3.13 : Sơ đồ tương đương khinối a-a’ của MBATN+-VaVa’

Từ sơ đồ hình 3.13 ta có:

Va = Va’

$I_1=(V_a-\frac{V_{a\text{'}}}{N})/Z_{\text{ex}}=V_a\frac{(N-1)}{N}/Z_{\text{ex}}$ (3.35)

Đối với máy biến áp lý tưởng số ampe vòng bằng zero cho nên chúng ta có:

I1 = Ia’ N

Hay Ia’ = I1/N

Với:Ia + Ia’ = I1

Vì vậy:

$I_a=I_1\text{.}\frac{N-1}{N}$

Tổng trở :

$Z_{\text{eL}}=\frac{V_a}{I_a}=\frac{V_a}{I_1}\frac{N}{(N-1)}={\frac{N}{N-1}}^2{Z}_{\text{ex}}$

Do đó:

$Z_{\text{ex}}={\frac{N-1}{N}}^2{Z}_{\text{eL}}$ (3.36)

Sử dụng (3.34) ta có:

ZeH = (N-1)2 Z eL = a2ZeL

* Nhược điểm của MBATN:

- Hai phía cao và hạ áp không tách nhau về điện nên kém an toàn

- Tổng trở nối tiếp thấp hơn MBA 2 cuộn dây gây ra dòng ngắn mạch lớn

* Ưu điểm của MBATN:

- Công suất đơn vị lớn hơn MBA 2 cuộn dây nên tải được nhiều hơn

- Độ lợi càng lớn khi tỉ số vòng là 2:1 hoặc thấp hơn

Ví dụ minh họa: Cho một MBA 2 cuộn dây có thông số định mức là 22KVA, 220/110V, f = 50Hz. Cuộn A là 220V có Z = 0,22 + j0,4 () cuộn B là 110V có tổng trở là Z = 0,05 + j0,09 ().

MBA đấu theo dạng từ ngẫu cung cấp cho tải 110V với nguồn 330V. Tính Zex, ZeL, ZeH dòng phụ tải là 30A. Tìm mức điều tiết điện áp.

Giải:

Cuộn B là cuộn chung có N­1 vòng, cuộn A là cuộn nối tiếp có N2 vòng.

Vậy N2 /N1 = 2 = a và N = a+1 = 3, do ZA = 0,24 + j0,4 (), ZB = 0,05 + j0,09 ()

Nên:

ZeH = ZA + a2ZB = 0,44+ j0,76 ()

ZeL = ZB + ZA/a2 = 0,11+j0,19 ()

$Z_{\text{ex}}=\frac{Z_{\text{eH}}}{N^2}=Z_{\text{eL}}{\frac{N-1}{N}}^2=\mathrm{0,}\text{049}+\mathrm{j0},\text{08}(\Omega )$

Mức điều chỉnh điện áp = $\frac{I\text{.}R\text{.}\text{cos}\theta +I\text{.}X\text{.}\text{sin}\theta }{V}\text{.}\text{100}$

$=\frac{\text{30}}{3}\text{.}\frac{\mathrm{0,}\text{44}\text{.}\mathrm{0,9}+\mathrm{0,}\text{76}\text{.}\mathrm{0,}\text{437}}{\text{330}}\text{.}\text{100}=\mathrm{2,}\text{21}$

3.3.3. Máy biến áp có bộ điều áp: