1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Giải bài tập Điện kỹ thuật ( Cao Đẳng ) part 4 pdf

6 338 1

Đang tải... (xem toàn văn)

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 6
Dung lượng 116,63 KB

Nội dung

Trang 1

= 13,7∠- 54,89o (V) ; U&C’A’ = U&C’O’ - U&A’O’ = - 1,22 + j2,11 - 4,55 + j10,32 = - 5,77 + j12,43

= 13,7∠114,9o (V) Dòng trong mỗi pha của tải ∆ : I&A’B’ =

AB

' B ' A Z

U& =

2

96 , 149 44

,

2 ∠− o

= 1,22∠- 149,96o (A) ; I&B’C’ =

BC

' C ' B Z

U&

90 2

89 , 54 7

, 13

∠ = 6,85∠- 144,89o (A) ; I&C’A’ =

CA

' A ' C Z

U&

90

2

9

,

114

7

,

13

∠ = 6,85∠- 155,1o (A)

BÀI TẬP CHƯƠNG 5 – MÁY BIẾN ÁP Bài 1 (a) Dòng định mức trong 2 dây quấn :

I1đm =

1đm

đm U

S =

380

25000 = 65,79A ; I2đm =

2đm

đm U

S =

127

25000 = 196,85A (b) Khi đặt điện áp định mức 380V vào cuộn cao áp , cuộn hạ áp ngắn mạch thì dòng

ngắn mạch trong cuộn cao áp là : I1n =

n

1đm Z

U Gọi U1n là điện áp cuộn cao áp khi ngắn mạch

cuộn hạ áp và dòng trong cuộn cao áp là định mức , tổng trở ngắn mạch : Zn =

1đm

n I

U → I

1n =

1đm

n

1đm

I

U

U =

1đm n 1đm

U U

n

1đm U

I =

04 , 0

79 ,

65 = 1644,75A Hệ số biến áp : k =

2

1

w

2đm

1đm U

127 380

Và dòng ngắn mạch trong cuộn hạ áp : I2n = kI1n =

127

380x1644,75 = 4921,3A

Bài 2 (a) Các thông số của sơ đồ thay thế máy biến áp :

Điện trở nhánh từ hóa : Rth =

2 10

10 I

P = 2 4 1

30 , = 15,31A Tổng trở nhánh từ hóa : Zth = 10

10 I

U

=

4

1

220

, = 157,14Ω Điện kháng nhánh từ hóa : Xth = Z2th-R2th = 2 2

15,31 -14 ,

Điện trở dây quấn sơ cấp : R1 = R’2 =

2

Rn =

2

1

( 2

n

n

I

P

) =

2

1

35 , 11

80 ) =

2

1

x0,62 = 0,31Ω

Điện kháng tản dây quấn sơ cấp : X1 = X’2 =

2

Xn =

2

n

2

n -R

2

n 2 n

n R -) I

U (

=

2

0,62 -)

35

,

11

8

,

8

2

1

x0,46 = 0,23Ω Hệ số biến áp : k =

2đm

1đm U

U =

127

220

= 1,73 Điện trở

dây quấn thứ cấp : R2 = 22

k

' R

73 , 1

31 , 0 = 0,1Ω Điện kháng tản dây quấn thứ cấp : X2 = 22

k

' X

=

2

73

,

1

23

,

0

= 0,077Ω

Trang 2

(b) Hiệu suất máy biến áp : η =

n

2 t o t đm t

t đm t

P k P cos

S k

cos S k

+ + ϕ

ϕ Khi tải là định mức :

η =

80 x 1 30 8 , 0

x

2500

x

1

8 , 0 x 2500 x

1

2 + + = 0,948 Độ biến thiên điện áp thứ cấp phần trăm :

∆U2% = kt(UnR%cosϕt + UnX%sinϕt) , với kt = 1 ; UnR% = Un%cosϕn = (

đm 1

n U

U .100%)(

n

n Z

R )

= (

đm

1

n

U

U .100%)(

n n n

I U

R ) =

đm 1

n n U

I

220

35 , 11 x 62 ,

t = 0,8 ;

UnX% = Un%sinϕn = (

đm 1

n U

U .100%)(

n

n Z

X ) =(

đm 1

n U

U .100%)(

n n n

I U

đm 1

n n U

I

X .100%

=

220

35

,

11

x

46

,

t = 1−cos2ϕt = 1−0,82 = 0,6 Thế vào :

∆U2% = 1(3,2%x0,8 + 2,37%x0,6) = 3,982% Biết : ∆U2% =

đm 2

2 U

U

∆ 100% Suy ra :

∆U2 =

% 100

U

%

U2 2đm

=

% 100

127 x

% 982 ,

2 = U2đm - ∆U2 = 127 – 5,06 = 121,94V

Bài 3 Trước hết ta cần tính các thông số của sơ đồ thay thế gần đúng : k =

đm 2

đm 1 U

127 220

= 1,73 ; R’2 = k2R2 = 1,732x0,1 = 0,3Ω ; Rn = R1 + R’2 = 0,3 + 0,3 = 0,6Ω ; X’2 = k2X2

= 1,732x0,083 = 0,25Ω ; Xn = X1 + X’2 = 0,25 + 0,25 = 0,5Ω ; R’t = k2Rt = 1,732x5,8 = 17,36Ω ;

X’t = k2Xt = 1,732x5,17 = 15,47Ω Từ sơ đồ ta tính được dòng sơ và thứ cấp quy đổi :

I1 = I’2 =

2 t n

2 t n

1

) ' X X ( ) ' R R

(

U

+ +

2

2 (0,5 15,47) )

36 , 17 6 , 0 (

220

+ +

suất phía sơ cấp : cosϕ1 =

2 t n

2 t n

t n

) ' X X ( ) ' R R (

' R R

+ + +

2

2 (0,5 15,47) )

36 , 17 6 , 0 (

36 , 17 6 , 0

+ + +

= 0,747→ tgϕ1 = 0,89 Công suất tác dụng và phản kháng phía sơ cấp : P1 = U1I1cosϕ1

= 220x9,15x0,747 = 1503,71W ; Q1 = P1tgϕ1 = 1503,71x0,89 = 1338,3VAR Dòng thứ cấp :

I2 = kI’2 = 1,73x9,15 = 15,83A Công suất tác dụng và phản kháng của tải : Pt = I22Rt

= 15,832x5,8 = 1453,42W ; Qt = I22Xt = 15,832x5,17 = 1295,54VAR Tổng trở tải :

Zt = R +2t X2t = 5,82 +5,172 = 7,77Ω Điện áp trên tải : U2 = I2Zt = 15,83x7,77 = 123V Độ biến thiên thiên điện áp thứ cấp phần trăm: ∆U2% =

đm 2

2 đm 2 U

U

127

123

Bài 4 Hê số biến áp : k =

đm 2

đm 1 U

240

2400 = 10

(a) Rn = R1 + R’2 = R1 + k2R2 = 0,2 + 102x2.10-3 = 0,4Ω ; Xn = X1 + X’2 = X1 + k2X2

Trang 3

= 0,45+102x4,5.10-3 =0,9Ω ; I1đm =Sđm/U1đm=150000/2400 = 62,5A ; I2đm =kI1đm =10x62,5= 625A

(b) Pn = I1đm2 Rn = 62,52x0,4 = 1562,5W ; η =

n

2 t o t đm t

t đm t

P k P cos S k

cos S k

+ + ϕ

ϕ

→ Po = ktSđmcosϕt(

η1 - 1) – kt2Pn = 1x150000x0,8(

982 ,

0 1 - 1) – 12x1562,5 = 637,09W

Bài 5 Hệ số biến áp : k =

2

1 w

w = 10 ; X1 = 2πfL1 = 2πx5000x50.10-3 = 500π (Ω) ;

X2 = 2πfL2 = 2πx5000x0,5.10-3 = 5π (Ω) ; Rn = R1 + R’2 = R1 + k2R2 = 200 + 102x2 = 400Ω ;

Xn = X1 + X’2 = X1 + k2X2 = 500π + 102x5π = 1000π (Ω) ; R’t = k2Rt = 102x16 = 1600Ω ; I1 = I’2

=

2 n

2 t n

tr R R' ) X

R

(

E

+ +

2

2 (1000 ) )

1600 400

1600 (

100

π +

+ + = 20,93mA ; I2 = kI’2

= 10x20,93.10-3 = 0,2093A ; Pt = I22Rt = 0,20932x16 = 0,7W ; U2 = I2Rt = 0,2093x16 = 3,35V

Bài 6 (a) I1đm =

đm 1

đm U

S =

1200

20000 = 16,67A ; I

2đm =

đm 2

đm U

S =

120

20000 = 166,67A

(b) I2 =

2 2

2 cos U

P

ϕ =

8 , 0 x

12012000 = 125A → I1 = I2

1

2 U

U = 125x

12000

120 = 12,5A

Bài 7 Rn = R1 + R’2 = R1 + k2R2 = 0,9 + 82x0,05 = 4,1Ω ; Xn = X1 + X’2 = 5 + 82x0,14

= 13,96Ω → Zn = R +n2 X2n = 4,12 +13,962 = 14,55Ω Điện áp phải đưa vào cuộn sơ cấp :

U1n = I1nZn =

k

I n .Z

n =

8

180x14,55 = 327,38V Hệ số công suất ngắn mạch : cosϕ

n = n

n Z

R

=

55

,

14

1

,

4 = 0,282 trễ

Bài 8 Rn = 2

n

n I

P =

2 8 , 10

544 = 4,66Ω ; Z

n = n

n I

U =

8 ,

10120 = 11,11Ω ; Xn = Z −2n R2n

= 11,112 −4,662 = 10,09Ω Nếu máy phát dòng I2 dưới điện áp U2 cho tải có hệ số công suất

cosϕ2 thì điện áp U1 cần cung cấp cho máy là :

U1 = (U'2cosϕ2 + 'I2Rn)2 +(U'2sinϕ2 + 'I2Xn)2 Áp dụng : U’2 = kU2 =

220

4400x220V = 4400V ;

I’2 =

k

I2 =

k

I2đm =

k U

S

đm 2

đm

= 220

4400220

50000

= 11,36A ; cosϕ2 = 0,8 trễ → sinϕ2 = 0,6 Thay vào :

U1 = (4400x0,8+11,36x4,66)2 +(4400x0,6+11,36x10,09)2 = 4517,15V

Bài 9 (a) η =

n

2 t o t đm t

t đm t

P k P cos

S k

cos S k

+ + ϕ

ϕ Lúc đầy tải : η =

680 x 1 760 75 , 0 x 50000 x 1

75 , 0 x 50000 x

1

2 + +

= 0,963 → η% ( đầy tải ) = 96,3% Lúc nửa tải : η =

680 x 5 , 0 760 75 , 0 x 50000 x 5 , 0

75 , 0 x 50000 x 5 ,

0

2 +

Trang 4

→ η% ( nửa tải ) = 95,27%

(b) Coi cosϕt = 0,75 không đổi thì η cực đại khi kt =

n

0 P

P =

680

760 =

17

19 ≈ 1,057

Và : ηmax =

680 x 17

19 760

75 , 0 x 50000 x 17 19

75 , 0 x 50000 x 17

19

2

⎛ + +

= 0,9631 → ηmax% = 96,31%

Bài 10 Khi I2 = I2đm thì I1 = In =

k

I2 =

k

I2đm = I

1đm =

đm 1

đm U

S =

6600

75000 = 11,36A ; R

n = 2 n

n I P

36

,

11

1600 = 12,4Ω ; Z

n = n

n I

U =

36 ,

11310 = 27,29Ω ; Xn = Z −n2 R2n = 27,292 −12,42 = 24,31Ω ;

∆U2% = kt(UnR%cosϕt + UnX%sinϕt) , với kt = 1 ; UnR% = Un%cosϕn = (

đm 1

n U

U .100%)(

n

n Z

R )

= (

đm

1

n

U

U

.100%)(

n n n

I U

R ) =

đm 1

n n U

I R 100% =

6600

36 , 11 x 4 ,

nX% = Un%sinϕn

= (

đm

1

n

U

U

.100%)(

n

n Z

X ) = (

đm 1

n U

U 100%)(

n n n

I U

X ) =

đm 1

n n U

I X 100% =

6600

36 , 11 x 31 ,

(a) cosϕt = 0,8 sớm → sinϕt = - 0,6 Thay vào : ∆U2% = 1(2,13%x0,8

- 4,18%x0,6) = - 0,804% Biết : ∆U2% =

đm 2

2 U

U

∆ 100% Suy ra : ∆U2 =

% 100

U

%

U2 2đm

=

%

100

230 x

)%

804

,

0

2 = U2đm - ∆U2 = 230 – (- 1,85) = 231,85V (b) cosϕt = 0,8 trễ → sinϕt = 0,6 Thay vào : ∆U2% = 1(2,13%x0,8 + 4,18%x0,6) = 4,212% Biết : ∆U2% =

đm 2

2 U

U

∆ 100% Suy ra : ∆U2 =

% 100

U

%

U2 2đm

=

%

100

230

x

%

212

,

2 = U2đm - ∆U2 = 230 – 9,69 = 220,31V

Bài 11 Z1 = R1 + jX1 = 0,02 + j0,06 (Ω) ; Zth = Rth + jXth = 50 + j150 (Ω) ; k =

đm 2

đm 1 U U

=

2000

400 = 0,2 → R’

2 = k2R2 = 0,22x0,5 = 0,02Ω ; X’2 = k2X2 = 0,22x1,5 = 0,06Ω ;Z’2 = R’2 + jX’2

= 0,02 + j0,06 (Ω) Áp thứ cấp : U2 = U2đm = 2000V ; cosϕt = 0,8 trễ → ϕt = 36,87o , và coi U&2 = U2∠0o = 2000∠0o (V) → I&2 =

t

2 Z

U&

=

t t

o 2

Z

0 U ϕ

∠ =

2

t U

S

∠- ϕt =

2000

40000∠- 36,87o = 20∠- 36,87o

(A) ; ’U& 2 = kU&2 = kU2∠0o = 0,2x2000∠0o = 400∠0o (V) ; ’I& 2 =

k

I2

&

= k

I2 ∠- ϕ

t = 2 , 0

20∠- 36,87o

Trang 5

= 100∠- 36,87o = 80 – j60 (A) Phương trình điện áp thứ cấp quy đổi về sơ cấp :

U& 2 = - E&1 - I&’2Z’2 ⇔ 400 = - E&1 – (80 – j60)(0,02 + j0,06) = - E&1 – (1,6 + j4,8 – j1,2 + 3,6)

= - E&1 – (5,2 + j3,6) → E&1 = - 400 – 5,2 – j3,6 = - 405,2 – j3,6 (V) → I&0 =

th

1 Z

E&

− =

150 j 50

6 , 3 j 2 , 405 + +

=

10

072)(1 j3)

,

0

j

104

,

8

10

216 , 0 075 , 0 j 312 , 24 j 104 ,

8 − + + = 0,832 – j2,4237 = 2,56∠- 71,05o (A) (a) Dòng sơ cấp : I&1 = I&0 + I&’2 = 0,832 – j2,4237 + 80 – j60 = 80,832 – j62,4237

= 102,13∠- 37,68o (A) Phương trình điện áp sơ cấp :U&1 = - E&1 + I&1Z1 = 405,2 + j3,6 + (80,832 – j62,4237)(0,02 + j0,06) = 405,2 + j3,6 + (1,61664 + j4,84992 – j1,248474 + 3,745422) = 410,562062 + j7,201446 = 410,63∠1o (V)

(b) Pđ1 = I12R1 = 102,132x0,02 = 208,58W ; Pđ2 = I22R2 = 202x0,5 = 200W ; ∆Pst = I02Rth

= 2,562x50 = 327,68W → ∑∆P = Pđ1 + Pđ2 + ∆Pst = 208,58 + 200 + 327,68 = 736,26W ;

Pt = Stcosϕt = 40000x0,8 = 32000W → P1 = Pt + ∑∆P = 32000 + 736,26 = 32736,26W

→ η =

1

t

P

P

=

26 ,

3273632000 = 0,9775 → η% = 97,75%

Bài 12 (a) Dòng định mức : I1đm =

đm 1

đm

U

35000 x

360000 = 0,99A ; I2đm =

đm 2

đm

U

S

=

400

x

3

60000 = 86,6A Dòng không tải : I0 =

% 100

% I

I1đm0 =

% 100

% 11 x 99 ,

0 = 0,11A Hệ số công suất

không tải : cosϕ0 =

0 đm 1

0

I U

11 , 0 x 35000 x 3

502 = 0,075 Điện áp ngắn mạch dây :

U1n =

%

100

% U

U1đm n

=

% 100

% 55 , 4 x

35000 = 1592,5V Điện áp ngắn mạch pha : U

1nP =

3

U1nd =

3

5 ,

1592

= 919,43V Hệ số công suất ngắn mạch : cosϕn =

đm 1 n

n

I U

99 , 0 x 5 , 1592 x 3

1200 = 0,439

(b) Rth = R0 = 2

0

0

I 3

2 11 , 0 x 3

502 = 13829,2Ω ; Z

th = Z0 =

0

đm 1

I3

U

=

11 , 0 x 3

35000 = 183702,36Ω

→ Xth = Z −2th R2th = 183702,362 −13829,22 = 183181,09Ω ; Rn = 2

đm 1

n

I 3

2 99 , 0 x 3

1200

= 408,12Ω ; Zn =

đm 1

nP 1 I

99 , 0

43 ,

919 = 928,72Ω → X

n = Z −2n Rn2 = 928,722 −408,122

= 834,24Ω ; R1 = R’2 =

2

Rn =

2

12 ,

408 = 204,06Ω ; X

1 = X’2 =

2

Xn =

2

24 ,

834 = 417,12Ω ;

kP =

đm

2

đm

1

U

=

400 x 3

35000 = 50,52 → R2 = 2

P

2

k

'

2 52 , 50

06 ,

204 = 0,08Ω ; X

2 = 2

P

2

k

'

2 52 , 50

12 ,

417 = 0,16Ω

(c) η =

n

2 t o t đm t

t đm t

P k P cos S k

cos S k

+ + ϕ

1200 x 5 , 0 502 9 , 0 x 60000 x 5 , 0

9 , 0 x 60000 x 5 ,

0

2 + + = 0,9712

Trang 6

→ η% = 97,12% Công suất tác dụng phía sơ cấp là : P1 = Pt + P0 + kt2Pn , với : Pt = ktSđmcosϕt

= 0,5x60000x0,9 = 27000W Thay vào : P1 = 27000 + 502 + 0,52x1200 = 27802W Công suất

phản kháng phía sơ cấp là : Q1 = Qt + Q0 + kt2Qn , với : Qt = Pttgϕt = Pttg(Arccos0,9)

= 27000tg25,84o = 13076,7VAr ; Qo = Potgϕo = Potg(Arccos0,075) = 502tg85,7o = 6674,48VAr ;

kt2Qn = kt2Pntg(Arccos0,439) =0,52x1200xtg63,96o = 614VAR Thay vào : Q1 = 13076,7 + 6674,48

+ 614 = 20365,18VAR Công suất biểu kiến phía sơ cấp : S1 = P +12 Q12

= 27802 +2 20365,182 = 34462,9VA Dòng sơ cấp : I1 =

đm 1

1

U

35000 x 3

9 ,

34462 = 0,57A

Hệ số công suất phía sơ cấp : cosϕ1 =

1

1 S

P =

9 ,

3446227802 = 0,807

Bài 13 kP =

đmP 2

đmP 1 U

3

U 3

U

đm 2

đm 1 =

230

3000 = 13,04 Biến đổi tải ∆ thành tải Y : R

Y =

2

6

= 2Ω Các thông số thứ cấp quy đổi về sơ cấp : R’2 = kP2R2 = 13,042x0,0142 = 2,41Ω ; X’2 = kP2X2

= 13,042x0,026 = 4,42Ω ; R’Y = kP2RY = 13,042x2 = 340,08Ω Dòng pha quy đổi của tải Y :

I1PY = I’2PY =

2 2 1

2 Y 2 1

P 1

) ' X X ( ) ' R ' R R (

U

+ + +

2

2 (4,42 4,42) )

08 , 340 41 , 2 41 , 2 (

3 3000

+ +

+

Dòng pha chưa quy đổi của tải Y tức là dòng dây của tải ∆ : I2d = I2PY = kPI’2PY = 13,04x5,02

= 65,4608A Dòng pha của tải ∆ : I2P∆ =

3

I d =

3

4608 ,

65 = 37,79A Điện áp pha chưa quy đổi

của tải Y : UPY =

P

PY k

'

P

Y PY 2 k

' R

04 , 13

08 , 340 x 02 ,

5 = 130,92V Điện áp pha của tải ∆ :

UP∆ = 3 UPY = 3 x130,92 = 226,76V Công suất tải tiêu thụ: Pt = 3I2P∆2R∆ = 3x37,792x6

= 25705,51W

Bài 14 (a) I1đm =

đm 1

đm

U

15000 x 3

160000 = 6,16A ; I2đm =

đm 2

đm

U

400 x 3

160000 = 230,94A

Rn = 2

đm

1

n

I

3

2 16 , 6 x 3

2350 = 20,64Ω ; U

n =

% 100

% U

U1đm n =

% 100

% 4 x

nP =

3

Un =

3

600

= 346,41V → Zn =

đm 1

nP I

U =

16 , 6

41 ,

346 = 56,24Ω → Xn = Z −n2 R2n = 56,242 −20,642 = 52,32Ω ;

R1 = R’2 =

2

Rn =

2

64 ,

20 = 10,32Ω ; X

1 = X’2 =

2

Xn =

2

32 ,

52 = 26,16Ω ; k

P =

đmP 2

đmP 1 U

3

U 3

U

đm 2

đm 1

=

400

15000 = k

d = 37,5 → R2 = 2

P

2

k

'

2 5 , 37

32 ,

10 = 7,34mΩ ; X

2 = 2

P

2

k

'

2 5 , 37

16 ,

26 = 18,6mΩ

Ngày đăng: 24/07/2014, 03:21

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w