BÀI tập dài máy BIẾN áp

BI TP DI MY BIN P Bài tập Cho máy biến áp pha Sđm=5600KVA, U1/U2=35000/66000, I1/I2=92,5/490A P0=18,5 KW, Pn = 57KW, f=50Hz, Y/11; I0=4,5%; U0%=7,5% 1.Hãy xác định thông số không tải máy biến áp , x0, r0, z0 2.Các tham số: zn, rn, xn, thnàh phần điện áp ngắn 3.U cos2=0,8 hiệu suất máy hệ số tải ứng với max Giải: Điện áp pha sơ cấp là: U1fa= U1 = 35000 =20207 V Dòng điện pha không tải: I0fa=I0%.I1đm=0,045.92,5=4,16 A Các tham số không tải: U1fa 20207 = =4857 I fa 4,16 P 18500 r0= = =356 3I t 3.4,16 z0 = x0= z r0 = 4857 356 =4844 Điện áp pha ngắn mạch từ bên sơ cấp: U1n=U1fa.Un=20207.0,075=1515 V U1n 1515 Zn= I = 92,5 =16,4 fa rn= Pn 67000 =2,22 = 3I 1fa 3.(92,5) xn= z n rn = 16, 2,22 =16,2 Ta có: Unr%= Unx%= I 1fa rn 92,5.2,22 = 100 =1,016% U1fa 20207 I 1fa x n 92,516 ,2 = 100 =7,416% U1fa 20207 Ta có: U2%=(Unr%cos2+Unx%sin2) _(cos2=0,8 sin2=0,6 ứng với tải cảm tải dung)_ =1 tải định mức U%=(1,016.0,8 + 7,416.0,6)=5,26% Hiệu suất: % = (1- S P0 P0 + P n dm cos + P0 + P n 18,5 + 12 57 ).100 = (1- 5600.0,8 + 18,5 + 57 ).100 = 98,34% 18,5 = P = =0,57 57 n Bài số 2: Máy biến áp pha Y/Y-12 có số liệu: Sdm=180KVA U1/U2=6000/400 V; I0=6,4%; P0=1000W; Un%=5,5; Pn=4000W; r1=r2; x1=x2 vẽ sơ đồ thay thế; tính Unx% Giải: Để vẽ đợc sơ đồ thay tính r0, x0, z0, rn, xn, zn Điện áp pha bên sơ cấp: U1fa = U1 = 6000 =3464 V I0fa=I0%.Iđm, mà Iđm = S U1 = 180000 6000 =17,32 A I0t=0,064.17,32=1,108 A 1000 P0 r0= =271 = 31108 , 3I t U z0= 1fa =3126 I 0t x0= 3126 2712 =3114 Un pha là: U1n = Un%.U1fa = 0,055.3,464 = 190,52 V U1n 190,52 Zn = I = 17,32 =11 Pn rn= =4,44 I dm xn = 10,06 I rn 17,32.10,06 Unr % = U 100 = 3464 100 = 5,03% 1fa Ví Dụ 3: Cho máy biến áp pha có SđmI=180KVA; SđmII=240KVA; SđmIII=320KVA; UnI %=5,4; UnII%=6; UnIII=6,6 Hãy xác định SI; SII; SIII biết: S=180+240+320 = 740KVA Tìm xem tải tối đa để tải Giải: Ta có: S dmi 180 240 320 = = 121,8 + + 5, 6,6 ni % U S 740 S dmi = I = U =1,125 5, 4.121,8 nI U ni mà B I = SI SI = 1,125.180 = 202,5KVA S dm Tơng tự ta có SII = 243KVA; SIII = 249,5KVA Máy biến áp I có Un nhỏ tải nhiều tải tối đa để máy biến S áp bị tải I=1 5, 4.121,8 = S = 657,72KVA Ví Dụ 4: S Sđ U U U T T m 1đ 2đ n ổ T m m %đ ấ u d â y I 6, 6, Y / 1 II 6, 6, Y / 1 II 6, Y I / 1 1.Tải máy biến áp tải dung = 450KV 2.Tải max để không tải giả sử máy tải 20% Giải: Ta có: S dmi = U ni I = 1000 1800 2400 + + 6,25 6,6 SI 4500 = S dmI 6,25.775,58 = 775,58 = 0,928 SI = 1000.0,928 = 928KVA II = S II 4500 = S dmII 6,6.775,58 = 0,8791 SII = 1800.0,8791 = 1582,4KVA III = = 0,8289 SIII = 2400.0,8289 = 1990KVA S I = = 6,25.775,58 = S = 4847KVA I tải 20% I = 1,2 S = 5817KVA Ví Dụ 5: Các số liệu Các I II số liệu Sđm 320 420 U1 KV 5% 5% U2 230 220 V Un 4 % Unr 1,8 1,7 % Tổ Y/ Y/ nối -11 -11 dây Tính Icb Giải: Ta có: Icb = E Z nI + Z nII Các thông số qui đổi sơ cấp thứ cấp Zn = Z1 + Z2 Z2 = k2.Z2 k=W1/W2 Zn = Z2 + Z1 = Z2 + k2.Z1 = Z2 + Z1.(W1/W2)2 Zn = Z2 + Z1.(1/k2) = Zn/k2 k1 = (w1/w2) = 6.10 =27,273 220 U nI mà I1đm = S = 320 = 30,79 3U I 1dm U ZnII = Un% dm = 6000 = 240V 100 100 240 ZnI = 30,7 = 7,794 ZnI = ZnI = 7,794/k2 = 0,01145 U nII 420 I2đm = = 40,41 I dm UnII = Un%.Uđm = 6000.4 =240 V 100 240 ZII = 40, 41 = 5,938 ZII = ZII = 5,938/27,2732 = 0,00798 E 10 0,01145 + 0,00798 Icb = Z % + Z % = nI nII = 514 A Bài tập máy điện không đồng Bài số 1: máy điện không đồng pha p=3 f=50Hz, đặt điện áp định mức lên stato dây quấn roto hở mạch, E2 = 110 V nđm = 980 v/ph Roto quay chiều với từ trờng a.Chế độ làm việc b.E2S = ? c.Nếu giữ chặt roto lại đo r2 = 0,1 ; x2 = 0,5 hỏi I2đm =? Giải: a.tốc độ đồng bọ là: n1 = 60 f = 1000 v/ph p Vì n1>n nên máy điện làm việc chế độ động b.Ta có E2S = s.E2 = n n n E = 10001000 980 110 = 2,2 V c.Ta có I2 = E2S/(r2+j.s.x2) = = 21,89 A Bài số 2: Động không đồng đấu Y, 380V _50Hz nđm = 1440 v/ph r1= 0,2, r2 = 0,25, x1 = 1, x2 = 0,95, xm = 40 bỏ qua rm Tính Pn1, sđm, f2, vẽ mạch thay hình T tính I1, I0, I2 Giải: Vì máy làm việc chế độ động n = 1440 v/ph n1 = 1500v/ph E2S r2 + (s x ) = ,2 0,12 + (0,02.0, 5) 60f p=2 p n n = = 0,04 n1 mà n1 = sđm n2 = n1-n = 1500-1440 = 60v/ph f2 = n2.p/60 = 2Hz ta có hệ phơng trình sau: Dạng phức U1 = -E1 + I1.(r1+j.x1) = E2 - I2.(r2/s +j.x2) E1 = E2 I1 + I2 = I0 I0.zm = -E1 thay số vào ta có: I1.(0,2+j1) + I0(0+j40) =220 I1.(0,2+j1) - I2(6,25+j0,95) = 220 I1 - I0 + I2 = giải hệ ta có: I1 = 33A, I0 = 5, I2 = 31,92A Bài số 3: Động điện p=3 điện áp định mức 380V đấu Y; 50Hz P2 = 28KW (Pđm) n=980v/ph cos = 0,88 tổn hao đồng sắt stato 2,2KW, pcơ = 1,1KW Tính s; pCu2; hiệu suất; I1; f2 lúc tải đm Giải: Tốc độ đồng n1 = 60 f = 1000 v/ph p s = (1000-980)/1000 = 0,02 Ta có pCu2 = Pcơ.s/(1-s) mà ta có Pcơ = P2 + pcơ = 28+1,1 = 29,1KW pCu2 = 29,1.0,02/(1-0,02) = 0,594KW Ta có P1= P2 + pcơ+ pCu2 + pCu1 + pFe = 28+1,1+2,2+0,594 = 31,894KW Hiệu suất = P2/P1 = 87,8% Ta có: P1 = 3U1 I1 cos I1 = P1 3U1 cos = 55A Có n2 = n1 - n = 1000-980 = 20v/phút f2 = (p.n2)/60 = 1Hz Bài số 4: Động không đồng tiêu thụ lợng điện P1 = 60KW tổng tổn hao stato kW, s=0,03 tính Pcơ pCu2 Giải: Ta có Pđt = P1 - p stato = 60-1 =59KW Ta có: pcơ = Pđt.(1 - s) = 59.0,97 = 57,23KW pCu2 = Pđt.s = 59.0,03 = 1,77KW pCu2 = Pđt - Pcơ Bài số 5: Động không đồng roto dây quấn Pđm = 155KW, p=2 U = 380V đấu Y, pCu2 = 2,21KW pcơ = 2,64KW, pphụ = 0,31KW, r2 = 0,12 a.Lúc tải đm tính Pđt, sđm%, nđm, Mđm b.Giả sử mômen tải không đổi, cho vào dây quấn roto điện trở qui đổi rf = 0,1 tính s, n pCu2 c.Biết r1 = r2, x1 = x2 = 0,06 tính Mmax, smax d.Tính điện trở phụ cần thiết cho vào roto để có mômen mở máy cực đại Giải: a.Ta có Pđt = P2+pCu2 + pcơ +pfụ= 155+2,21+2,64 +0,31 = 160,16KW Ta có sđm% = p Cu 100% Pdt = 1,38% nđm = n1.(1 - sđm) = 1500(1-0,0138) = 1479v/phút ta có Mđm Pdm Pdm = = n =1000 N.m 60 b.Vì hệ số trợt tỷ lệ thuận với điện trở dây quấn roto s/s = (r2+rf)/r2 r2 '+ rf s = s r ' = 12,88% n = n1.(1-s) = 1307v/phút pCu2 = Pđt.s = 20,63KW r ' c.Ta có smax = r + ( x + C x ' ) = 0,1 (Coi C1 = 1) Mmax = 2w C [r + p.rm.+U( x + C x ' ) ] = 10446 N.m d.Ta có mômen mở máy Mmax = Mmở = w.[(r +pr m') U+ (.xr '+ x ' ) ] r2 = r2cũ + rfụ giải r2 rfụ Bài số 6: Động lồng sóc pha Pđm = 20KW U1= 380V đấu Y, cos = 0,84 = 88%, nđm = 970v/phút.Bết Ik/Iđm = 4,5 Mk/Mđm = 1,2 Mmax/Mđm = 1,8 a.h Iđm, Ik sđm b.Mđm, Mk Mmax, tổng tổn hao động Giải: Ta có: P1 = P2/ = 20/0,88 = 22,73KW Có Iđm = P1/ U cos = 41,1 A Mđm = Pđm/ = 20/(2.n/60) = 197N.m 2 1 2 1 1 2 2 2 1.Xác định tham số vẽ mạch điện thay máy biến áp Đề số n=1 Thông số: Sđm=25kVA; Pđm1/Pđm2=10/0,4 kV, Un%= 4,5V, i0%=3,2 ;P0 =105 ; Pn =600 ; tổ nối dây Y/Y0 _ 12 U1đm F = U 1dmD = 10 = 5,77 kV I1đmF = I1đmD = S dm = 3.U 1dmD 25 = 1,44 A 3.10 i0 = i0 %.I 1dmF = 3,2% 1,44 = 0,0461A U 1dmF 5,7.10 Zm = Z = = = 125162,69 i0 0,0461 rm = r = xm = x0 = P0 105 = 16468 = 3.i0 3.(0,0461) 2 z 02 r02 = 125162,689 16468 = 124074,6 Un = U n %.U 1dmF = 4,5% 5,77.103 = 259,65 V Zn = Un Un 259,65 = = = 178,256 In I 1dmF 1,44 rn = Pn 600 = 96,451 = I n 3.(1,44) xn = 2 z n2 rn2 = 178,256 96,451 = 149,91 r 94,451 r1 = r2 ' = 47,23 r = r + r ' r1 = r2 = n = n 2 x 149,91 x1 = x2 ' = 74,96 x = x + x ' x1 = x2 = n = n 2 Hệ số quy đổi : k= U U 1F 10 = 1dmD = = 25 U 2F U dmD 0,4 x2 ' 47,23 x = = = 0,0756 2 k 625 r = r2 ' = 74,96 = 0,12 k 625 2.Xác định tổ nối dây máy biến áp, theo hình H.5, chọn thứ tự n =1 Nh tổ nối dây máy biến áp Y/Y0 _ 3.trờng hợp yêu cầu đa máy biến áp lần lợt đấu thành tổ nối dây Y / _ 4.Xác định độ thay đổi điện áp U vẽ đặc tính a.Lập bảng giá trị với hàm ( U %, ) U % = (U ủr % cos + U nx % sin ) Unr % = I 1dmF rn 1,44.96,451 100 = 100 = 2,4% U 1dmF 5,77.10 Unx % = I 1dmF xn 1,44.149,91 100 = 100= 3,74 U 1dmF 5,77.10 (+) Khi cos = 0,8 (điện dung) ; sin = 0,6 Thay vào ta có: U % = (2,4.0,8 3,74.0,6) = 0.324 (+) Khi cos = 0,8 (điện cảm) ; sin = 0,6 Thay vào ta có: U % = (2,4.0,8 + 3,74.0,6) = 4,164 Ta có bảng số liệu: 0,2 0,4 0,6 U % (điện dung) U % ( điệ n cảm) 0,8 1,2 -0,0648 -0,1246 -0,1944 -0,2592 -0,324 -0,389 0,8318 1,67 2,5 3,33 4,164 4,9968 Đồ thị chung cho trờng hợp: b.Lập bảng giá trị với đờng đặc tính ( U , I ) U =U2 U2 = U n cos( n ) (*) I2đmF = I2đmD = S dm = 3.U 1dmD 25 = 36,084 A 3.0,4 10 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = zn= TĐH3 k51 U = 1111,39 = 89,85() 12,37 I P = 13500 = 29,41() I 3.12,37 1n 1f rn= n 2 1f xn= => 2 n n z r = 84,9() Cú rn = r1 +r2 xn = x1 +x2 r1 = r2 x1=x2 zm x m r1= r2= r n =14,71() x1= x2= xn =42,45() Ta cú s thay th nh sau : Cú U1=35 KV, U2=0,4 KV - 16 - 12 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = TĐH3 k51 f=50 Hz B= 1,3 T T=350 cm2 S vũng dõy ca cun s cp l : w1= U 4,44 fBT S vũng dõy ca cun th cp l : w2= S I2f= 750 = 3U 3.0,4 U =2000 (vũng) 4,44 fBT =23 (vũng) =1082,5 (A) Tit din ca cun s cp l : sd1= I = 12,37 = 3,34 (mm2 ) J 3,7 Tit din ca cun th cp l : sd2 = I = 1082,5 = 292,57 (mm2) J 3,7 Unr% = I r U 1f n 100 = 1f I x U 1f Unx% = n 100 = 1f = S S t = dm 12,37.29,41 100 = 1,8% 20207,26 12,37.84,9 100 = 5,2% 20207,26 600 = 0,8 750 u% = (Unx% sin + Unr% cos ) = 0,8 ( 1,8%.0,85 +5,2% 0,85 ) = 3,4% S= 1900 (KVA) Un1% = 5,5 , Un2% = , Un3% =6 S U dmi ni = 800 560 750 + + 390 5,5 - 16 - 13 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = TĐH3 k51 S p dng cụng thc: i= S U U dmi ni ni =>1= 0,89 2=0,97 3=0,81 p= P Mỏy 1: tn hao + P n =1550+0,892 13500 =12 243,35(W) P1= Sdm cos + p = 0,89 750 0,85 103+12 243,35 =579,6(KW) p ) 100 =97,9 P 1% = (1- p= P Mỏy 2: tn hao + P n =1600 +0,972 14000 =14772,6(W) P1= Sdm cos + p = 14772,6 + 0,97.800 0,85.103=674,4(KW) p ) 100=97,8 P 2% = (1- Mỏy 3: tn hao p= P + P n =1250 +0,812 7500 =6 170,75(W) P1= Sdm cos + p =0,81 560 0,85.103 + 6170,75 =391,7(KW) 3%=(1- p ).100 = 98,4 P Tng tn hao l : 12 243,35 +14 772,6 +6 170,75 =33 186,7(W) 1= = S S tai1 = dm1 S S tai dm 650 = 0,87 750 = 750 = 0,94 800 - 16 - 14 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = 3= S tai = S TĐH3 k51 500 = 0,89 560 dm Tn hao ca mỏy 1: p= P + P n =1550 +0,872 13500= 11768,15(W) Tn hao ca mỏy 2: p= P + P n = 1600 + 0,942 14000=13970,4(W) Tn hao ca mỏy 3: p= P + P n =1250 +0,892 7500 =7190,75(W) Tng tn hao ca mỏy : 32 929,3(W) Vy nu mỏy lm vic c lp thỡ tng tn hao s nh hn tng tn hao ca mỏy lm vic song song a Tớnh cụng sut tiờu th ca mi ng c : ng c 1: P1= P = 380 = 413( KW ) 0,92 ng c : P1= P = 500 = 555,55( KW ) 0,9 ng c 3: P1= P = 200 = 235,29( KW ) 0,85 b Cụng sut phn khỏng m mi ng c nhn t li Sti1= P cos 11 P cos Sti2 = 12 = = 413 = 469,32 (KW) 0,88 555,55 = 617,28 0,9 (KW) - 16 - 15 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = P cos 13 Sti3= = TĐH3 k51 235,29 = 276,81 (KW) 0,85 Q1= S ng c Q2= S ng c Q3= S ng c tai1 tai sin = 222,91 (KW) sin = 269,07 (KW) tai sin = 145,82 (KW) c S Stai= i =1 taii = 1363,41(KVA) Un1% = 5,5 , Un3% =6 S U dmi = ni 560 750 + 229,7 5,5 p dng cụng thc: i= S tai S U U dmi ni ni =>1= 1,08 3= 0,99 Mỏy 1: tn hao p= P + Mỏy 3: tn hao p= P + P n =1550+1,082 13500 =17 296,4 (W) P n = 1250 +0,992.7500 =8 018,75(W) d *)Dung lng ca t Q cu Q moi = 222,91+269,07+145,82=637,8(KW) =(413+555,55+235,29).tgmoi=351,12(KW) - 16 - 16 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = M Itu= Q /Uf = => C= Q U f f U f ZC TĐH3 k51 = U f .C = 0,19 (F) *) Tn hao mỏy bin ỏp sau lp bự t Stai= S i =1 taii = 413 555,55 235,29 =1254 (KVA) + + 0,96 0,96 0,96 Un1% = 5,5 , Un3% =6 S U dmi ni = 560 750 + 229,7 5,5 p dng cụng thc: i= S tai S U U dmi ni ni =>1= 0,99 3= 0,91 Mỏy 1: tn hao p= P + Mỏy 3: tn hao p= P + P n =1550+0,992 13500 =14 781,35 (W) P n = 1250 +0,912.7500 =7 460,75(W) - 16 - 17 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = TĐH3 k51 Cú I= P 3U cos Vi P2 =380+500+200=1080 (KW) Cos=1, =0,95 ,U=380(V) => I= 1,73 (KA) - 16 - 18 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = - 16 - TĐH3 k51 19 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = - 16 - TĐH3 k51 20 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = - 16 - TĐH3 k51 21 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = - 16 - TĐH3 k51 22 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = - 16 - TĐH3 k51 23 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = - 16 - TĐH3 k51 24 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = - 16 - TĐH3 k51 25 Nguyễn Hoàng Hải Châu Bài tập dài máy điện, số thứ tự n = - 16 - TĐH3 k51 26