Tìm hiểu về thứ tự pha và Sóng hài

THỨ TỰ PHA VÀ SÓNG HÀI
Thứ tự pha:
Làm thế nào để hiểu và xác định được thứ tự pha trong một hệ thống điện
Hiểu được chiều quay của pha là rất quan trọng khi kết nối hai hệ thống với nhau vì kết quả có thể thảm khốc nếu ai đó không hiểu cách diễn giải cách tạo ra thứ tự pha. Bạn sẽ nghĩ rằng một cái gì đó quan trọng như chiều quay sẽ có các điều khoản nhất định trong toàn bộ ngành công nghiệp. Thật không may, bạn đã sai.

Hãy bắt đầu tìm hiểu lại về lý thuyết máy phát điện. 
Video dưới đây cho thấy một máy phát điện có "xoay theo chiều kim đồng hồ" vì rôto máy phát điện được xoay chiều kim đồng hồ bên trong stato. Tôi nghĩ rằng đây là một định nghĩa tồi tệ bởi vì rôto sẽ hình như quay ngược chiều kim đồng hồ nếu bạn đi bộ xung quanh và nhìn vào phía đối diện của máy phát điện. Tất cả phụ thuộc vào quan điểm của bạn. Một số người đề cập đến điện áp được tạo ra bởi máy phát điện này là "chiều kim đồng hồ" bởi vì nếu bạn bắt đầu với A: 
- Điện áp A-Phase đạt đến đỉnh trước tiên,
- Tiếp theo là điện áp pha B, và sau đó
- sau đó là điện áp pha C. 

   
 Một máy phát quay ngược chiều kim đồng hồ có thể được định nghĩa là rôto quay ngược chiều kim đồng hồ bên trong một stato như được hiển thị trong video sau. Một số người sẽ đề cập đến các điện áp được tạo ra bởi máy phát điện này là "ngược chiều kim đồng hồ" bởi vì nếu bạn bắt đầu với A:
- Điện áp A-Phase đạt đến đỉnh trước tiên,
- Tiếp theo là điện áp pha C, và sau đó 
- sau đó là điện áp pha B.

 Cả hai định nghĩa trên là một cách để truyền đạt sự xoay của pha điện áp chưa rõ ràng.

Ví dụ: Thứ tự pha nào là đầu ra điện áp của máy phát trong video sau?

 Máy phát quay theo chiều kim đồng hồ, nhưng điện áp ngược chiều kim đồng hồ vì điện áp pha A đạt đến đỉnh đầu tiên, tiếp theo là điện áp pha C, và sau đó là điện áp pha B.

Đó là thuật ngữ chính xác cho hệ thống này ... theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ? Cả hai đều được sử dụng, phải không? Đó là lý do tại sao định nghĩa thứ tự pha này là tương đối khó hiểu. 

Chúng ta đùng quan tâm đến chiều quay máy phát điện quay trong hệ thống điện. Chúng ta muốn biết thứ tự, hoặc trình tự, của các điện áp được tạo ra bởi máy phát và để đảm bảo rằng hệ thống có cùng thứ tự pha trước khi kết nối hai hệ thống với nhau. 
Do đó, bạn nên thống nhất theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ từ thuật ngữ của mình nếu bạn muốn truyền đạt thông tin thứ tự pha một cách hiệu quả với người khác.  
Làm thế nào để xác định chiều xoay tạo ra dạng sóng.  
Thuật ngữ chính xác để sử dụng nên tham khảo các dấu hiệu điện áp và luôn bắt đầu với cùng một tên gọi. 
Hệ thống A-B-C-A-B-C trong hình ảnh sau là hệ thống A-B-C nếu chọn A làm tham chiếu. 
Hình ảnh dưới đây cho thấy một hệ thống C-A-B-C-A-B, cũng là một hệ thống A-B-C nếu sử dụng A làm tham chiếu. Nó cũng có thể được gọi là một hệ thống C-A-B, hoặc một hệ thống B-C-A, tùy thuộc vào vị trí tham chiếu.
Hình ảnh dưới đây cho thấy hệ thống A-C-B hoặc hệ thống C-B-A hoặc hệ thống B-A-C, tùy thuộc vào vị trí tham chiếu.
 
 Cách tốt nhất để truyền thông tin thứ tự pha là gì?
Có hai quy tắc bạn nên sử dụng bất cứ khi nào xác định thứ tự pha hoặc chiều quay, để truyền tải thông tin: 
1- Luôn luôn sử dụng chỉ định điện áp theo thiết kế.
2- Luôn bắt đầu với cùng một tên gọi.

Nếu bạn luôn tuân thủ hai quy tắc này, sẽ không có bất kỳ lỗi khi truyền thông tin nào.
 Xác định chiều quay thông qua sơ đồ véc tơ (phasor Diagram)
Vẫn còn một vấn đề mà tôi nhận thấy trong hầu hết các tài liệu ... chiều quay phasor KHÔNG được mô tả bởi các dạng sóng được tạo ra; 
Chúng được mô tả trong biểu phasor. Nhiều đồng nghiệp của tôi không thể xác định chiều quay chính xác với các ký hiệu chiều quay cơ bản trên bản vẽ như sau:
 
 
 

NGUYÊN TẮC CƠ BẢN HỒ QUANG ĐIỆN

      1.            Giới thiệu

Tính từ khi xuất hiện của dòng điện đi qua đã được hình thành và ngay cả trước khi các hiệu ứng nhiệt, cơ khí, hóa chất cơ bản và tạo ra bởi dòng điện đã được xác định, nó đã trở nên rõ ràng rằng có một nhu cầu cho ra một thiết bị có khả năng khởi tạo và chặn dòng chảy của dòng điện.

Về cơ bản, có hai cách mà có thể ngắt dòng điên; Thứ nhất là giảm điện thế về zero, và cách khác là ngắt cặp tiếp điểm nhằm tạo ra khoảng hở giữa dây dẫn đang mang dòng. Trong lịch sử, phương pháp sau là phổ biến nhất được sử dụng để ngắt dòng điện.

Hanz Christian Oersted, Andre-Marie Ampere, và Michael Faraday là một trong những người sử dụng đầu tiên biết về thuật ngữ máy cắt điện, và theo ghi nhận của lịch sử máy cắt đầu tiên được hiểu đơn giản như cầu dao thủy ngân nó bao gồm các thanh dẫn được ngâm trong một bể thủy ngân.

Sau đó kĩ thuật ngắt dòng ngày càng phát triển, cầu dao thủy ngân đã được thay thế bởi dao cắt mạch, mà vẫn được sử dụng rộng rãi cho một số ứng dụng cơ bản điện áp thấp, công suất thấp. Ngày nay, với sự góp mặt của nhiều quốc gia trong lĩnh vực công nghệ cắt dòng điện, Xử lý quá trình cắt ban đầu rất quan trọng khi một cặp tiếp điểm tách rời nhau. Nó tiếp tục tách tiếp điểm ra mỗi phía và nó tạo ra một plasma cầu trên khoảng cách vừa được tách ra. Quá trình cắt được kết thúc khi dòng plasma là không còn khả năng dẫn điện.

Bằng cách nhận biết rằng dòng plasma là không còn tồn tại trong lõi của hồ quang điện, nó trở nên khá rõ ràng rằng hồ quang điện chính là nhân tố

cơ bản, không thể bỏ qua, và phần tử chính hình thành trong quá trình ngắt dòng. 

Dựa trên nhận ​​thức đơn giản này, tiếp theo là quá trình dập tắt sự hình thành hồ quang điện dựa trên cơ sở dòng ngắt được xác định trước. Nó rõ ràng sau đó là một hiểu biết hợp lý dựa trên cơ sở của lý thuyết hồ quang là yêu tố cần thiết cho sự hiểu biết đúng đắn về xử lý quá trình ngắt. Nó được hiểu rằng việc kiểm tra lại là cơ sở tiếp theo mô tả các hiện tượng phóng điện có thể đáp ứng để củng cố nền tảng của máy sẽ được trình bày sau đối với dòng ngắt.

 1.1            Lý thuyết cơ bản của phóng điện

Các nguyên tắc ảnh hưởng đến sự dẫn điện thông qua hai môi trường là chất khí hoặc sự hóa hơi kim loại, dựa trên thực tế bởi sự hóa hơi luôn luôn chứa hạt mang điện dương và âm cùng tất cả các kiểu phóng xả luôn luôn bao hàm các quá trình rất cơ bản được tạo ra, sự chuyển động và hấp thụ của điện tích như là phương tiện truyền dòng điện giữa các điện cực.

 Để thuận tiện và để dễ ràng cho việc xét các hiện tượng phóng điện khí, đối tượng sẽ được chia thành ba loại lớn như sau:

a)     Phóng điện không tự duy trì;

b)     Phóng điện tự duy trì;

c)     Hồ quang điện.  

1.1. 1            Phóng điện không tự duy trì (The non-self-sustaining discharge):

Khi điện áp đặt lên hai điện cực một lực tác dụng tỉ lệ với cường độ trường điện tác động lên các hạt mang điện. Lực này tạo ra chuyển động của các ion về phía cực âm (cathode) và các electron về phía cực dương (anode). Khi các điện tích dịch chuyển hướng về các điện cực chúng nhường chỗ cho các điện tích vì thế tạo ra một dòng điện đi qua môi chất khí trung gian. Dòng điện này chỉ được duy trì nếu các hạt mang điện tích được hấp thụ bởi các điện cực có sự thế chỗ nhau liên tục. Việc thay thế các hạt mang điện có thể được thực hiện bởi một số các quá trình ion hóa như quang điện, hoặc bức xạ nhiệt.

Ban đầu, dòng điện phóng rất nhỏ; Tuy nhiên, khi tăng điện áp nó là tạo ra sự gia tăng dòng điện tỷ lệ thuận với hiệu điện thế của điện cực cho đến một mức độ mà ở đó các hạt mang điện là hấp thu bởi các điện cực ở mức tương tự như khi chúng tạo ra. Một khi trạng thái này đạt được sự cân bằng về dòng điện đầu tiên nhận biết được xác định là những giới hạn dòng điện bão hòa. Giá trị của sự bão hòa dòng điện là phụ thuộc vào cường độ của các ion hóa; nó cũng tỷ lệ với khối lượng khí điền trong không gian giữa các điện cực cùng với áp suất chất khí.

Tại giới hạn độ bão hòa dòng điện vẫn liên tục mặc dù tăng của điện áp cung cấp gấp nhiều lần mức độ ban đầu cần thiết để đạt được giới hạn bão hòa dòng điện. Bởi vì sự bão hòa dòng điện là hoàn toàn phụ thuộc vào sự có mặt của các hạt mang điện được cung cấp bởi các tác nhân ion hóa bên ngoài, dạng phóng điện này được gọi là sự phóng điện không tự duy trì.

Từ khi các hạt mang điện được tác động ở trên không chỉ bởi các lực tác dụng của điện trường mà còn được tạo ra bởi lực tĩnh điện do sự phân cực ngược của các điện cực. Nó có thể được hiểu rằng sự gia tăng điện thế của điện cực tạo ra một tập trung các electron gần cực dương (anode) và ion phân tử tích cực gần cực âm (cathode); vì vậy nó được hiểu như điện tích không gian ở tại các biên điện cực.

Điện tích không gian dẫn đến sự gia tăng điện trường tại các điện cực, điều này sẽ dẫn đến sự suy giảm của điện trường trong không gian giữa các điện cực. Sự sụt giảm hiệu điện thế ở điện cực được hiểu là hiệu điện thế đặt trên cực dương (anode), hay suy giảm anode, và hiệu điện thế đặt trên cực âm (cathode), hay suy giảm cathode.

Như đã đề cập trước đó, Mỗi khi dòng điện đạt giá trị bão hòa, điện áp trên hai phía điện cực (và sau đây gọi là điện trường) có thể được tăng lên đáng kể mà không gây ra bất kỳ sự gia tăng có thể thấy ở dòng điện xả. Tuy nhiên, khi cường độ điện trường tăng, vì vậy vận tốc chuyển động của các hạt mang điện tích tăng. Từ sự gia tăng vận tốc tượng trưng cho sự gia tăng động năng, nó là hợp lý để kỳ vọng rằng khi gia tốc điện tích này va chạm với hạt trung hòa điện tử mới sẽ bị đánh bật ra từ ​​các hạt và do đó được gọi là sự va chạm ion hóa.

Trong trường hợp động năng là không đủ ion hóa hoàn toàn hạt, nó có thể là sẽ đủ để sắp xếp lại các nhóm ban đầu của các electron bằng cách di chuyển quanh quỹ đạo bình thường của chúng với quỹ đạo nằm ở khoảng cách lớn hơn tách khỏi các nguyên tử trung tâm. Trạng thái này được mô tả như là điều kiện kích thích của các nguyên tử. Một khi trạng thái này đã đạt được một số lượng nhỏ hơn năng lượng sẽ đủ yêu cầu đánh bật thế chỗ electron (điện tử) bằng sự kích thích nguyên tử này và kết thúc quá trình ion hóa. Nó rõ ràng khi, mà có mức năng lượng thấp hơn các tác nhân ion hóa , sự tác động liên tiếp có thể bắt đầu quá trình va chạm ion hóa.

Dòng điện trong các khu vực phóng không tự duy trì dừng ngay khi nguồn bên ngoài được ngắt. Tuy nhiên, khi điện áp đạt đến một mức độ nào đó nhất định dòng điện tăng rất nhanh và dẫn đến tia lửa phóng điện tự duy trì bởi một trong hai hình thức là phóng điện phát quang hoặc hồ quang điện.

Trong nhiều trường hợp (ví dụ: giữa các bản điện cực song song), quá trình chuyển đổi từ sự không tự duy trì sang phóng điện tự duy trì dẫn đến đánh thủng hoặc phóng điện bề mặt ngay lập tức mà, với điều kiện là nguồn điện áp là đủ lớn, sẽ dẫn đến duy trì sự cháy hồ quang liên tục. trong trường hợp mà tụ điện phóng qua các điện cực, kết quả phóng điện tạo ra dạng tia lửa thoảng qua.

Trong một số trường hợp khác, nơi cường độ điện trường giảm nhanh đúng lúc

khoảng cách giữa các điện cực tăng lên, sự phóng điện tạo ra dạng của phóng điện cục bộ bề mặt. Trong trường hợp này độ bền điện môi của khoảng cách chất khí được vượt quá về phía các điện cực và dẫn đến phóng điện phát quang được gọi là "vầng quang/corona" xuất hiện xung quanh các điện cực.

Hình 1.1 Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ điện áp dòng điện của

phóng điện tự duy trì.

1.1. 2            Phóng điện tự duy trì

Việc chuyển đổi từ phóng điện không tự duy trì sang tự duy trì được đặc trưng bởi sự gia tăng dòng điện thông qua chất khí, khi đó điện áp giữa các điện cực vẫn duy trì gần như không đổi. Khi hiệu điện thế điện cực được tăng lên tới điểm mà sự ion hóa xảy ra một cách tự do, các ion dương tạo ra trong chất khí có thể tấn công các cathode với một lực đủ để đẩy số điện tử cần thiết để duy trì sự phóng điện. Trong trường hợp không có sự kích thích cần thiết bên ngoài và sự phóng điện được cho là tự duy trì.

Trong giai đoạn đầu của sự phóng điện tự duy trì mật độ dòng là chỉ duy trì một vài micro-ampe trên mỗi cm vuông. (còn tiếp)