Hệ thống điện 3 pha là gì? Nguyên lý hoạt động và các kết nối

Hệ thống điện 3 pha là gì? (What is Three-phase electric power?) được biết đến là dòng điện đi qua 3 dây dẫn. Trong 3 dây đó có 1 dây trung tính để truyền dòng sự cố nối đất, dòng điện 3 pha thường được sử dụng trong các động cơ, nhà máy có hoạt động với công suất lớn.

Điện 3 pha là gì?

Hệ thống có ba pha, tức là dòng điện sẽ đi qua ba dây và sẽ có một dây trung tính để truyền dòng sự cố nối đất được gọi là hệ ba pha. Nói cách khác, hệ thống sử dụng ba dây để tạo, truyền và phân phối đến các tải được gọi là hệ thống ba pha.

Hệ thống ba pha cũng được sử dụng như một hệ thống một pha nếu một trong các pha của chúng và dây trung tính được lấy ra khỏi nó. Tổng dòng điện trong hệ 3 pha bằng 0 và các pha của chúng được phân biệt ở góc 120º.

Tìm hiểu hệ thống điện 3 pha là gì?
Tìm hiểu hệ thống điện 3 pha là gì?

Hệ thống ba pha bốn dây, tức là ba dây dẫn mang dòng điện và một dây trung tính. Diện tích mặt cắt của dây dẫn trung tính là một nửa của dây sống. Dòng điện trong dây trung tính bằng tổng dòng điện của ba dây và do đó bằng √3 lần các thành phần chuỗi pha không của dòng điện.

Hệ thống điện ba pha có một số lợi thế như nó đòi hỏi ít dây dẫn hơn so với hệ thống một pha. Nó cũng cung cấp liên tục cho tải. Hệ thống điện ba pha có hiệu quả cao hơn và tổn thất thấp.

Hệ thống điện 3 pha tạo ra trong máy phát cho điện áp ba pha có cường độ và tần số bằng nhau. Nó cung cấp một công suất không thể ngắt, tức là, nếu một pha của hệ thống bị nhiễu, thì hai pha còn lại của hệ thống tiếp tục cung cấp năng lượng. Độ lớn của dòng điện trong một pha bằng tổng dòng điện trong hai pha kia trong các giai đoạn của hệ thống.

Độ lệch pha 120º của ba pha là phải cho hoạt động đúng của hệ thống. Nếu không, hệ thống sẽ bị hỏng.

Nguyên tắc hoạt động của dòng điện 3 pha

Trong một hệ thống cung cấp điện ba pha đối xứng, ba dây dẫn mỗi dây mang một dòng điện xoay chiều có cùng tần số và biên độ điện áp so với một tham chiếu chung nhưng có độ lệch pha là 1/3 của một chu kỳ giữa mỗi chu kỳ.

Các tài liệu tham khảo phổ biến thường được kết nối với mặt đất và thường với một dây dẫn mang dòng điện được gọi là trung tính. Do sự lệch pha, điện áp trên bất kỳ dây dẫn nào đạt cực đại tại một phần ba chu kỳ sau một trong các dây dẫn khác và một phần ba của chu kỳ trước dây dẫn còn lại. Độ trễ pha này cho phép truyền công suất không đổi đến tải tuyến tính cân bằng. Nó cũng làm cho nó có thể tạo ra từ trường quay trong động cơ điện và tạo ra các cách bố trí pha khác bằng máy biến áp (ví dụ: hệ thống hai pha sử dụng máy biến áp Scott-T ). Biên độ chênh lệch điện áp giữa hai pha là √3(1.732 …) nhân với biên độ điện áp của các pha riêng lẻ.

Trong một hệ thống ba pha cung cấp một tải cân bằng và tuyến tính, tổng dòng điện tức thời của ba dây dẫn bằng không. Nói cách khác, dòng điện trong mỗi dây dẫn có độ lớn bằng tổng dòng điện trong hai dòng kia, nhưng có dấu ngược lại. Đường trở về của dòng điện trong bất kỳ dây dẫn pha nào là hai dây dẫn pha khác.

Các loại kết nối trong hệ thống ba pha

Các hệ thống ba pha được kết nối theo hai cách, nghĩa là kết nối sao và kết nối delta. Giải thích chi tiết của họ được hiển thị dưới đây.

Kết nối hình sao

Kết nối hình sao hệ thống điện 3 pha

Kết nối sao đòi hỏi bốn dây trong đó có ba dây dẫn pha và một dây dẫn trung tính. Loại kết nối như vậy chủ yếu được sử dụng để truyền đường dài vì nó có một điểm trung tính. Điểm trung tính truyền dòng điện không cân bằng xuống đất và do đó làm cho hệ thống cân bằng.

Kết nối hình sao trong  hệ thống điện 3 pha cho hai điện áp khác nhau, tức là 230 V và 440V. Điện áp giữa một pha và trung tính là 230V, và điện áp giữa hai pha bằng 440V.

Kết nối tam giác

 Kết nối tam giác hệ thống điện 3 pha
Kết nối tam giác hệ thống điện 3 pha

Kết nối tam giác có ba dây và không có điểm trung tính. Kết nối delta được hiển thị trong hình dưới đây. Điện áp đường dây của nối tam giác bằng điện áp pha.

Kết nối tải trong hệ thống điện ba pha

Tải trong hệ thống ba pha cũng có thể kết nối trong sao hoặc đồng bằng. Tải ba pha được kết nối trong tam giác và sao được hiển thị trong hình bên dưới.

Tải ba pha có thể được cân bằng hoặc không cân bằng. Nếu ba tải (trở kháng) Z 1 , Z 2 và Z3 có cùng độ lớn và góc pha thì tải ba pha được gọi là tải cân bằng. Trong điều kiện cân bằng, tất cả các pha và điện áp dòng đều có độ lớn bằng nhau.

Hệ thống điện 3 pha là gì? Nguyên lý hoạt động và các loại kết nối mà bạn có thể tham khảo. Hy vọng, với những thông tin trên có thể giúp ích cho bạn trong quá trình học tập và làm việc.

1 thought on “Hệ thống điện 3 pha là gì? Nguyên lý hoạt động và các kết nối”

  1. Erik viết:

    Bài viết chất lượng, dễ hiểu. Cảm ơn bạn

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *