BÀI TẬP MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ pptx

Bỏ qua tổn hao công suất, tính mô men đầu vào của máy phát, s.đ.đ một pha, dòng điện phần ứng, công suất phản kháng và hệ số công suất.. Bỏ qua tổn hao công suất, tính công suất cơ đưa v

Trang 1

CHƯƠNG 2: MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ Bài số 9 - 1: Xác định tốc độ của một máy phát đồng bộ 4 cực để có f = 50Hz.

Tốc độ của máy phát:



Bài số 9 - 2: Một máy phát có s.đ.đ khi không tải là 2600V, tần số 60Hz Tính điện áp

và tần số nếu từ thông của cực từ và tốc độ tăng 10%

S.đ.đ mới là:

E 4.44f Nk  4.44(1.1f )Nk (1.1) 1.21E 3146V

Tần số mới là:

new old

f 1.1f 1.1 50 55Hz

Bài số 9 - 3: Một máy phát có s.đ.đ khi không tải một pha là 346.4V, tần số 60Hz Tính

điện áp và tần số nếu từ thông của cực từ giảm 15% và tốc độ tăng 6.8%

S.đ.đ mới là:

E 4.44f Nk  4.44(0.85f )Nk (1.068) 0.978E 314.46V Tần số mới là:

new old

f 1.1f 1.068 60 64.08Hz 

Bài số 9 - 4: Một máy phát 2400V, 60Hz, 3 pha, 6 cực từ nối Y được nối với lưới có

công suất vô cùng lớn để cung cấp công suất 350kW với góc công suất 28.2o Stato có điện kháng đồng bộ một pha là 12.2 Bỏ qua tổn hao công suất, tính mô men đầu vào của máy phát, s.đ.đ một pha, dòng điện phần ứng, công suất phản kháng và hệ số công suất

Tốc độ đồng bộ của máy phát:

Trang 2



Mô men đầu vào của máy phát:

3

3 dm

in

1

S.đ.đ một pha:

3

f db

f

P X 350 10 12.2 3

U sin 3 2400 sin 28.2

  

f

E 2.1737 10 28.2 V

Dòng điện phần ứng:

o ff

db

E U 2.1737 10 28.2 1.3856 10

 

Hệ số công suất của máy phát:

cos = cos(-27.3o) = 0.8887

Công suất phản kháng của máy phát:

Q 3UI sin  3 2400 94.7469 sin(-27.3 ) -180.62 10 VAr    

Bài số 9 - 5: Một máy phát 600V, 60Hz, 3 pha, 4 cực từ nối Y được nối với lưới có công

suất vô cùng lớn Tải của lưới có công suất 2000kVA và có cos = 0.804 Stato có điện kháng đồng bộ một pha là 1.06 Máy phát được truyền động từ turbine với mô men 2651Nm và làm việc với góc công suất 36.4o Bỏ qua tổn hao công suất, tính công suất

cơ đưa vào roto máy phát, s.đ.đ một pha, dòng điện phần ứng, công suất tác dụng và phản kháng của máy phát, hệ số công suất của máy phát

Tốc độ đồng bộ của máy phát:

1



Công suất cơ đưa tới máy phát:

3 1

co co

Công suất tác dụng của máy phát:

3 co

PP = 499.7 10 W

S.đ.đ một pha:

3

f db

f

Trang 3

o f

E 858.9017 36.4 V

o

o ff

db

Hệ số công suất của máy phát:

cos = cos(-34.1o

) = 0.8282 chậm sau Công suất phản kháng của máy phát:

3

Q 3UIsin = 3 600 580.59 0.5604    338.16 10 VAr

Bài số 9 - 6: Một máy phát 340V, 60Hz, 3 pha, 6 cực từ, 75kVA nối Y cung cấp cho tải

54.5kVA có cos = 0.789 chậm sau, điện áp 200V Stato có tổng trở một pha là (0.18 + j0.92) Bỏ qua tổn hao, tính dòng điện phần ứng, s.đ.đ một pha, góc công suất, mô men cơ

Sơ đồ thay thế của hệ thống Dòng điện phần ứng:

3 t

t



o

I 199.4017 37.9 A

S.đ.đ một pha:

o

E U IZ  200 199.4017 37.9 (0.18 j0.92)  

202.9422 55.27 V

Góc công suất:

 = 55.27o

Mô men cơ của động cơ:

P Scos 54500 0.789 43001W

co co

1



Bài số 9 - 7: Máy phát A có công suất định 300kW, độ thay đổi tốc độ 3.5% Máy phát

B có công suất định 600kW, độ thay đổi tốc độ 2.5% Hai máy làm việc song song ở tần

số 60Hz, điện áp 480V Máy A phát 260kW và máy B phát 590kW Vẽ đường đặc tính điều chỉnh Tính tần số và tải tác dụng khi tải tổng còn 150kW

Tần số không tải của máy A:

o

U 0 

o

E

0.18 j0.92

Trang 4

oA A dm dm

f GSR ff 0.035 60 60 62.1Hz   

Tần số không tải của máy B:

f GSR ff 0.025 60 60  61.5Hz

Các đặc tính điều chỉnh tốc độ như hình sau:

Khi tải tổng còn 150kW thì:



A dmA



B dmB

 700 542.86 f

 f = - 700 -1.29

542.86

 f 60 ( 1.29) 61.29Hz  

A

P 142.86 f 142.86 1.29 184.2894

A

P 260 184.2894 75.71  kW

B

P 150 15.71 74.29  kW

300 62.1

61.5

600

60 P

260

62.1

60

f

61.5

590

B A

A

B

60

Trang 5

Bài số 9 - 8: Hai máy phát 600kW, 60Hz có độ thay đổi tốc độ là 2% và 5% Hai máy

làm việc song song ở tần số 57Hz chịu tải 1000kW, mỗi máy một nửa Vẽ đường đặc tính điều chỉnh Tính tần số và tải tác dụng khi tải tổng còn 400kW

Tần số không tải của máy A:

f GSR ff 0.02 60 60 61.2Hz   

Tần số không tải của máy B:

oB B dm dm

f GSR ff 0.05 60 60 63Hz   

Các đặc tính điều chỉnh tốc độ như hình sau:



A dmA



B dmB

 600 700 f  

 f = -600 -0.86

700

 f 60 ( 0.86) 60.86Hz  

A

P 500 428.57 71.34kW

600

61.2

63

600

60 P

600

61.2

60

f

63

A

B

60

Trang 6

P 400 71.34 328.66kW

Bài số 9 - 9: Máy phát A công suất 700kW, 60Hz có độ thay đổi tốc độ là 2% làm việc

song song với máy phát B công suất 700kW, 60Hz có độ thay đổi tốc độ là 6% Tải tổng 1000kVA, 60Hz, 2400V, cos = 0.806 chậm sau, mỗi máy một nửa Tính tần số và tải tác dụng khi tải 200kVA, cos = 0.6 bị cắt khỏi lưới

Tải bị cắt có công suất tác dụng là:

tc tc

P S cos = 200 0.6 = 120  kW

Phụ tải của hai máy:

P 1000 0.806 120   686kW



A dmA



B dmB

 120 777.77 f  

 f = - 120 -0.1543

777.77

 f 60 ( 0.1543) 60.1543Hz  

A

B

A

P 403 30 373kW

B

P 403 90 313kW

Bài số 9 - 10: Ba máy phát công suất 600kW, 60Hz, 480V làm việc song song Tải của

máy A là 200kW, độ thay đổi tốc độ là 2% Tải của máy B là 100kW, độ thay đổi tốc

độ là 2% và tải của máy C là 300kW, độ thay đổi tốc độ là 3% Tần số của hệ thống là 60Hz Tính tần số và tải tác dụng khi tải tăng đến 2000kVA, cos = 0.7 chậm sau Phụ tải ban đầu của 3 máy:

Trang 7

1 A B C

P P P P 200 100 300 600   kW

Phụ tải mới của ba máy:

P Scos = 2000 0.7 1400    kW

Mức tăng phụ tải:

1

Khi tải tổng là 1400kW thì:



A dmA



B dmB





B dmC

 800 1333.33 f 

 f = 800 0.6

1333.33

 f60 0.6 59.4Hz

C

A

P 200 300 500kW

B

P 100 300 400kW

C

P 300 200 500kW

Bài số 9 - 11: Ba máy phát A, B và C 25Hz làm việc song song với lưới có tần số 25Hz,

điện áp 2400V Máy A có công suất định mức 600kW, độ thay đổi tốc độ là 2%, mang tải 200kW Máy B có công suất định mức 500kW, độ thay đổi tốc độ là 1.5%, mang tải 300kW và máy C có công suất định mức 1000kW, độ thay đổi tốc độ là 4%, mang tải 400kW Tần số của hệ thống là 60Hz Tính tần số và tải tác dụng mỗi máy khi tải tăng thêm 800kW

Phụ tải ban đầu của 3 máy:

Trang 8

1 A B C

P P P P 200 300 400 900   kW

Phụ tải mới của ba máy:

1

P P   P 900 800 1700  kW



A dmA



B dmB





B dmC

 8003533.33 f

 f = 800 0.226

3533.33

 f 25 0.226 24.774Hz

A

B

P 1333.33 f 1333.33 0.226 301.33

C

A

P 200 271.2 471.2kW

B

P 300 301.33 601.33  kW

C

P 400 226 626  kW

Bài số 9 - 16: Hai máy phát 3 pha, 450V, 60Hz, 600kW làm việc song song Tải tác

dụng và phản kháng của các máy bằng nhau Tải tổng là 1000kVA, cos = 0.804 chậm sau Nếu kích thích của máy phát A được hiệu chỉnh để hệ số công suất của nó bằng 0.85 thì máy B có hệ số công suất bằng bao nhiêu

Tải tác dụng của các máy:

P Scos =1000 0.804 = 804   kW

Tải phản kháng của các máy:

Q Ssin =1000 0.5946 = 594.6   kVA

Trang 9

Khi tăng kích thích của máy A để hệ số công suất của nó bằng 0.85 thì công suất phản kháng của máy A là:

A

cos 0.85   A 31.7883o

o

Q P tg 402 tg31.7883 249.14kVAr

Công suất phản kháng của máy B:

Q Q Q 594.6 249.14 345.46

Hệ số công suất của máy B:

B B

B

  B 40.6575o

 cos B 0.7584

Bài số 9 - 17: Hai máy phát A và B làm việc song song cung cấp cho tải 560kVA, 480V,

60Hz, cos = 0.828 chậm sau Máy A chịu 75% tải tác dụng với cos = 0.924 chậm sau Tính công suất tác dụng và phản kháng của mỗi máy

t

P Scos = 560 0.828 = 463.68  kW

t

Q Ssin = 560 0.5607 = 314.0077  kVA

Tải tác dụng của máy A:

P 0.75P 0.75 463.68 347.76kW

Tải tác dụng của máy B:

B t A

P P  P 463.68 347.76 = 115.92 kW

Tải phản kháng của máy A:

Q P tg 347.6 0.4138 = 143.92 kVAr

Tải phản kháng của máy B:

Q Q  Q 314.0077 143.9186 = 170.09 kVAr

Bài số 9 - 18: Hai máy phát A và B làm việc song song cung cấp cho thanh cái 600V,

60Hz gồm tải 270kVA, cos = 1; một nhóm động cơ không đồng bộ 420kVA, cos = 0.894 và một động cơ đồng bộ tiêu thụ 300kVA, cos = 0.923 vượt trước Máy A chịu 60% tải tác dụng với cos = 0.704 chậm sau Tính công suất tác dụng và phản kháng của máy B

Trang 10

P P S cos S cos = 270 420 0.894 + 300 0.923 = 922.38    kW

Q S sin  S sin = 420 0.4481 - 300 0.3848 = 72.7481  kVA

Tải tác dụng của máy A:

P 0.6P 0.6 922.38 553.428kW

Tải tác dụng của máy B:

B t A

P P  P 922.38 347.76 = 368.952 kW

Q P tg 553.428 1.0088 = 558.31 kVAr

Q Q  Q 72.7481 558.3019 = -485.5538 kVAr

Bài số 9 - 19: Ba máy phát 1000kW giống nhau làm việc song song cung cấp cho tải

1500kW, 450V, 60Hz, cos = 0.8 chậm sau Tải được phân bố đều ở ba máy Độ thay đổi tốc độ ở các máy là 1%, 2% và 3% Tính tần số và công suất tác dụng trên mỗi máy nếu tải tăng đến 1850kW Nếu tải có cos = 0.95 chậm sau, máy A có cos = 0.9 chậm sau, máy B có cos = 0.6 chậm sau thì máy C có cos bao nhiêu

tt

Q P tg 1850 0.3287 = 608.0656kVAr



A dmA

 Máy B: B dmB

B dmB

B dmC

 1850 1500 3055.6 f

 f = 800 0.1145

3533.33

 f 60 0.1145 59.8855Hz

A

P 1666.7 f 1666.7 0.1145 190.9091

B

P 833.33 f 833.33 0.145 95.4545

C

P 555.5556 f 555.5556 0.1145 63.6364

Trang 11

P 500 190.9091 690.9091  kW

B

P 500 95.4545 595.4545  kW

C

P 500 63.6364 563.6364kW

Q P tg 690.9091 0.4843 = 334.6225kVAr

B B B

Q P tg 595.4545 1.3333 = 793.9394kVAr

Tải phản kháng của máy C:

Q Q  Q  Q 608.0656 - 334.6225 - 793.9394 = -520.4963kVAr

Hệ số công suất của máy C;

C C

C

 cos C 0.7347 vượt trước

Bài số 9 - 20: Tính điện trở và điện kháng trong hệ đơn vị tương đối của một máy phát

điện đồng bộ 37.5kVA, 480V, nối Y, 60Hz có tổng trở đồng bộ một pha (1.47 + j7.68) Điện áp pha:

f

Dung lượng một pha:

3 f



Tổng trở cơ sở:

f cs

f

Điện trở đồng bộ trong hệ đơn vị tương đối:

cs

Điện kháng đồng bộ trong hệ đơn vị tương đối:

cs

Bài số 9 - 21: Tính điện kháng trong hệ đơn vị tương đối của một máy phát điện đồng

bộ 5000kVA, 13800V, nối Y, 60Hz có tổng trở đồng bộ một pha j55.2

Trang 12

Điện áp pha:

f

Dung lượng một pha:

3 f



Tổng trở cơ sở:

f cs

f

Điện kháng đồng bộ trong hệ đơn vị tương đối:

cs

Bài số 9 - 22: Một máy phát điện đồng bộ ba pha 250kVA, 480V, 4 cực từ, 60Hz, nối Y

có điện kháng đồng bộ một pha là 0.99 làm việc ở điều kiện định mức với cos = 0.832 chậm sau và đường cong từ hóa cho trên hình vẽ 9.28 Tính s.đ.đ, góc công suất, điện áp pha khi không tải, độ thay đổi điện áp, điện áp không tải nếu dòng điện kích thích giảm còn 60% dòng điện kích thích khi tải định mức

Điện áp một pha:

f

Góc pha:

o

acos(0.832) = 33.6953

 

3 f

1

f



  I1 300.7033 -33.7 A o

S.đ.đ một pha:

o

E U jI X   277.1281 j0.99 300.7033 -33.7   442.28 + j247.68

506.9132 29.25 V

Góc công suất:

o

29.25

 

Theo hình vẽ, điện áp định mức một pha 277.1281V tương ứng với 30 khoảng chia Như vậy một khoảng chia tương ứng với một điện áp là:

Trang 13

9.2376V

Như vậy s.đ.đ không tải tương ứng với:

506.9132

54.875 9.2376 

khoảng chia Từ đường cong không tải ta có điện áp khi không tải ứng với 36 khoảng chia nên:

o

U 36 9.2376 332.5538V

Độ thay đổi điện áp:

o f

f

Theo hình vẽ, dòng điện kích thích tương ứng với 36.5 khoảng chia trên trục hoành Như vậy khi dòng điện kích thích bằng 60% định mức nghĩa là còn 22 khoảng chia thì s.đ.đ tương ứng với 31 khoảng chia Kết quả là:

onew

U 31 9.2376 286.3657V

Bài số 9 - 23: Tính lại ví dụ trên với cos = 0.832 vượt trước.

f

Góc pha:

o

acos(0.832) = 33.7

 

3 f

1

f



  I1 300.7033 33.7 A o (do tải vượt trước)

S.đ.đ một pha:

o

E U jI X   277.1281 j0.99 300.7033 33.7   111.97 + j247.68

271.8181 65.67 V

Góc công suất:

o

65.67

 

277.1281

9.2376V

Trang 14

29.4252 9.2376 

khoảng chia Từ đường cong không tải ta có điện áp khi không tải ứng với 29.7 khoảng chia nên:

o

U 29.7 9.2376 274.3568V

o f

f

Theo hình vẽ, dòng điện kích thích khi tải định mức tương ứng với 20 khoảng chia trên trục hoành Như vậy khi dòng điện kích thích bằng 60% định mức nghĩa là còn 12 khoảng chia thì s.đ.đ tương ứng với 23 khoảng chia Kết quả là:

onew

U 23 9.2376 212.5V

Bài số 9 - 24: Một máy phát điện đồng bộ ba pha 1000kVA, 4800V, 2 cực từ, 60Hz, nối

Y có điện kháng đồng bộ một pha là 14.2 làm việc ở tải 600kVA, 4800V với cos = 0.952 chậm sau và đường cong từ hóa cho trên hình vẽ 9.28 Tính điện áp dây không tải

f

Góc pha:

o

acos(0.952) = 17.82

 

3 f

1

f



  I1 72.17  17.82 Ao

S.đ.đ một pha:

o

E U jI X   2771.281 j14.2 72.17 -17.82   3085 + j975.61

3235.6 17.55 V

2771.281

92.376V

3235.6

35 92.376 

Trang 15

o

U  3 30.5 92.376  4880V

Bài số 9 - 25: Một máy phát điện đồng bộ ba pha 150kVA, 240V, 60Hz, nối  có tổng

trở đồng bộ một pha là (0.094 + j0.32) làm việc ở tải định mức với cos = 0.752 chậm sau và đường cong từ hóa cho trên hình vẽ 9.28 Tính độ thay đổi điện áp

Điện áp một pha bằng điện áp dây do nối tam giác:

f

U U240V

Góc pha:

o

acos(0.752) = 41.24

 

3 f

1

f



  I1 208.33  41.24 Ao

S.đ.đ một pha:

o

f 1 db

E U I Z  240 (0.094 j0.32) 208.33     41.24 298.67 + j37.225

300.9817 7.1 V

Theo hình vẽ, điện áp định mức một pha 240V tương ứng với 30 khoảng chia Như vậy một khoảng chia tương ứng với một điện áp là:

240

8V

30 

300.9817

37.6227

o

U 32.25 8 258V

o f

f

Bài số 9 - 26: Lặp lại bài trên với cos = 1.

Trang 16

Điện áp một pha bằng điện áp dây do nối tam giác:

f

U U240V

Góc pha:

o

acos(1) = 0

 

3 f

1

f



  I1 208.33 0 A o

S.đ.đ một pha:

o

f 1 db

E U I Z  240 (0.094 j0.32) 208.33 0    259.58 + j66.667

268.0074 14.4 V

Theo hình vẽ, điện áp định mức một pha 240V tương ứng với 30 khoảng chia Như vậy một khoảng chia tương ứng với một điện áp là:

240

8V

30 

268.0074

33.5

o

U 32.8 8 262.4V

o f

f

Bài số 9 - 27: Một máy phát điện đồng bộ ba pha 250kVA, 450V, 60Hz, nối Y có tổng

trở đồng bộ một pha là (0.05 + j0.24) Máy phát làm việc song song với máy phát khác cung cấp công suất định mức với điện áp định mức, tần số định mức với cos = 0.85 chậm sau và đường cong từ hóa cho trên hình vẽ 9.28 Tính điện áp dây khi hở mạch

f

Góc pha:

o

acos(0.85) = 31.79

 

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	677 KB