Đề thi và đáp an: Máy điện

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỀ THI HỌC KỲ MÔN: MÁY ĐIỆN Mã đề thi: MĐ1-01 LỚP: CĐ Đ-ĐT 13 Ngày thi: 30/12/2014 Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian chép/phát đề thi) ………………………….Sinh viên không sử dụng tài liệu Câu 1: (1.5 điểm) Trình bày kiện để máy biến áp làm việc song song Câu 2: (1.5 điểm) Trình bày đặc điểm từ trường quay dây quấn ba pha ? Câu 3: (4 điểm) Một máy biến áp ba pha có số liệu sau: Sđm = 20 kVA; U1/U2 = 6/0,4 kV; Pn = 0,6 kW; Un% = 5,5%;nối Y/Yn Tính: a) Các thông số sơ đồ thay máy biến áp ngắn mạch b) Unr%; Unx% c) U % hệ số tải   cos 2  0,8 (tải cảm) d) Hiệu suất máy biến áp tải Câu 4: (3 điểm) Một động khơng đồng ba pha rotor dây quấn có thơng số sau : Số vòng dây stato W1 = 96, số vòng dây rotor W2 =80 Hệ số dây quấn stato kdq1 = 0,945, hệ số dây quấn rotor kdq2 = 0,96 Tần số dòng điện stato f = 50Hz, cực, từ thông cực Фm = 0,02 Wb Tính : a) Sức điện động pha cảm ứng dây quấn stato rotor lúc quay với vận tốc 950 vòng/phút lúc rơto bị ghìm đứng n b) Tính tần số dòng điện rơto hai trường hợp c) Cho dây quấn rotor có điện trở R2 = 0,06 Ω điện kháng X2 = 0,1 Ω Tính dòng điện rotor rotor quay TP.HCM, ngày tháng năm 2014 BM Điện công nghiệp 1/3 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐÁP ÁN MÔN: MÁY ĐIỆN Mã đề thi: MĐ1-01 LỚP: CĐ ĐĐT 13 Ngày thi: 30/12/2014 Thời gian: 90 phút ( Không kể thời gian phát đề thi) Câu Nội dung - Cùng tỷ số biến áp (Cùng điện áp thứ cấp) - Cùng tổ đấu dây (1,5đ) - Cùng điện áp ngắn mạch - Tốc độ từ trường quay 60 f n1  p - Chiều quay từ trường (chiều quay từ trường phụ thuộc vào thứ tự pha dòng điện) (1,5đ) - Biên độ từ trường m  max   p max Sơ đồ thay máy biến áp ngắn mạch In r1 x1 r’2 x’2 Điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 U1 Điện áp pha định mức sơ cấp: U 6000 U1 fđm  1đm   3464(V ) 3 Điện áp pha ngắn mạch: 5,5 U nf  U1 fđm  0, 055  3464  190,52 V  100 (3đ) 0,25 0,25 phía sơ cấp nối Y nên: Sđm 20000 I1đmf  I1đmd    1,92 ( A) 3U1đm  6000 0,25 Tổng trở ngắn mạch: U 190,52 Z n  nf   99, 23 () U1đmf 1,92 0,25 Điện trở ngắn mạch: P 600 Rn  2n   54, 25() 3I1đmf 1,922 0,25 Điện kháng ngắn mạch: 0,25 X n  Z n2  Rn2  99, 232  54, 252  83, 08() 2/3 Điện trở sơ cấp, thứ cấp qui đổi R 54, 25 r1  r2 '  n   27,125() 2 Điện trở thứ cấp, thứ cấp qui đổi X 83, 08 x1  x2'  n   41,54 () 2 Điện áp ngắn mạch tác dụng phần trăm I R 1,92  54, 25 U nr %  1đmf n 100%  100%  3% U1đmf 3464 Điện áp ngắn mạch phản kháng phần trăm I X 1,92  83, 08 U nx %  1đmf n 100%  100%  4, 6% U1đmf 3464 Độ thay đổi điện áp: U %   (U nr %cos2  U nx %sin 2 )  1(3  0,8  4,  0, 6)  5,16 % %  (3đ)  Sđ mcos2 1 20 103  0,8 100%  100%  95,3%  Sđmcos2  P0   Pn 1 20 103  0,8  180  12  600 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 Sức điện động stator rotor đứng yên E1  4, 44 fkdq1W1 max  4, 44  50  0,945  96  0,02  402,7 V  0,5 Sức điện động rotor rotor đứng yên E2  4, 44 fkdq W2 max  4, 44  50  0,96  80  0, 02  341 V  0,5 Tốc độ từ trường 0,25 n1  60 f 60  50   1000 (v / p) p Hệ số trượt n  n 1000  950 s   0,05 n1 1000 Sức điện động rotor rotor quay E2 s  4, 44  sf  kdq W2 m  sE2  0, 05  341  17 (V ) 0,25 Tần số dòng điện rotor rotor đứng yên f  sf  1 50  50 ( Hz ) 0,25 Tần số dòng điện rotor rotor quay f  sf  0, 05  50  2, ( Hz ) 0,25 Dòng điện rotor rotor quay sE 17 17 I2     282 (A) 2 Z 2S 2 r2   sx  0,06   0,05  0,1 0,5 Tp.HCM, Ngày tháng 12 năm 2014 BM Điện Cơng Nghiệp 3/3 0,5 BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỀ THI HỌC KỲ MÔN: MÁY ĐIỆN LỚP: CĐ Đ-ĐT 13 Ngày thi: 17/ 01/2015 Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian chép/phát đề thi) ………………………………Sinh viên không sử dụng tài liệu Câu 1: (2 điểm) Trình bày phương pháp đảo chiều quay: động không đồng pha, động không đồng pha tụ làm việc (vẽ hình minh họa) Câu 2: (1,5 điểm) Trình bày cấu tạo máy biến áp cách ly pha Câu 3: (2,5 điểm) Một máy biến áp phân phối pha 2300 V/230 V; 500 kVA thí nghiệm:  Khơng tải: U1 = 2300 V; I0 = 9.4 A; P0 = 2250 W  Ngắn mạch: Un = 94.5 V; In = I1đm ; Pn = 8220 W Tính Un%; Unr%; Unx% U2 % hệ số tải  = 0.5 với cos  = 0.8 (tải cảm) Tính hiệu suất máy biến áp tải Câu 4: (4 điểm) Một động KĐB pha có p=2, f=50Hz, P1=3,2KW, ΔPfe=200W, ΔPđ1+ ΔPđ2 =300W, R’2=1,5Ω, I’2=5A, ΔPcơ, f=100W Tính tốc độ động cơ, Tính moment điện từ, moment quay Tính hiệu suất động Tp.HCM, ngày tháng năm 2014 BM Điện Công Nghiệp 1/3 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỀ THI HỌC KỲ MÔN: MÁY ĐIỆN LỚP: CĐ ĐĐT 13 Mã đề thi: MĐ01 Ngày thi: 17/ 01/2015 Thời gian: 90 phút ( Không kể thời gian phát đề thi) Câu (2đ) Nội dung - Động không đồng pha: đảo thứ tự pha nguồn cấp vào động Điểm 0,5 0,5 - Động không đồng pha tụ làm việc: đảo đầu cuộn cuộn phụ A A 0,5 X CLV CLV CLV 0,5 X B Y X Y B A B Y Máy biến áp có phận chính: Lõi thép, dây quấn vỏ máy (1,5đ) Lõi thép máy biến áp: dùng để dẫn từ thông, chế tạo vật liệu dẫn từ tốt, thường thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0.3-0.5mm, mặt ngồi có sơn cách điện ghép lại với thành lõi thép 0,25 0,5 Lõi thép gồm phần: trụ gông Trụ T phần đặt dây quấn, gơng G phần nối liền trụ để tạo thành mạch từ kín Dây quấn máy biến áp: thường dây quấn đồng nhơm, tiết diện tròn hay chữ nhật, bên ngồi dây dẫn có bọc cách điện Dây quấn gồm nhiều vòng dây lồng vào trụ thép Giữa vòng dây, dây quấn, dây quấn thép thép cách điện 0,5 Vỏ máy biến áp: gồm thùng nắp thùng Thùng máy biến áp: thùng MBA đặt lõi thép, dây quấn dầu MBA Nắp thùng MBA: dùng để đậy thùng máy biến áp, có phận: Sứ dây quấn cao áp hạ áp; bình dãn dầu; ống bảo hiểm v.v 2/3 0,25 (2,5đ) U n%  Un 95 100%  100%  4,13% U 1đm 2300 0,5 0,5 Pn [W ] 8300 U nr %    1,66% 10.Sđm [ kVA ] 10.500 U nx %  U n2% U nr2 %  4,132  1,662  3,78% U %   [U nr % cos  U nx % sin  ] 0,5 0,5 U %  0,5.[1,66.0,8  3,78.0,6]  1,8% 0,5  Sđ mcos2 0,5  500 103  0,8 %  100  100  95%  Sđmcos2  P0   Pn 0,5  500 103  0,8  2250  0,52  8220 (4đ) Tổn hao đồng roto: Pcu  3R2' I 2'  31,5  52  112,5 (W ) 0,25 Tổn hao đồng stator: Pcu1  300  Pcu  300  112,5  187,5W 0,25 Công suất điện từ: Pđt  P1  Pcu1  Pfe  3200187,5  200  2815,5W 0,5 Hệ số trượt: sPđt  Pcu P 112,5 s  cu   0,04 Pđt 2815,5 Tốc độ từ trường quay 60 f 60  50 n1    1500 (v / p ) p Tốc độ động n  (1  s)n1  (1  0, 04)1500  1440 (v / p) 0,5 0,25 Moment điện từ 0,5 0,25 P 2815, M  9, 55 đt  9, 55  17, ( N m) đt n1 1500 Công suất động P2  P1  Pcu  Pfe  Pco, f  3200  300  200  100  2600 (W ) 0,5 Moment quay 0,5 P 2600 M  9, 55  9, 55  17, ( N m) n 1440 Hiệu suất động P 2600  %  100  100  81 (%) P1 3200 0,5 Tp.HCM, ngày tháng năm 2014 BM Điện Công Nghiệp 3/3 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỀ THI MÔN: MÁY ĐIỆN LỚP: CĐ Đ ĐT 12 ĐA, ĐB, ĐC Mã đề thi: MĐ2-01 NGÀY THI: 18/12/2014 Thời gian: 90 phút …………………………………………………………………………………………………… Câu (1,5 điểm) Phân loại máy phát DC theo kiểu kích từ (có vẽ hình) ? Câu (1,5 điểm) Trình bày ưu điểm nhược điểm động điện đồng so với động điện không đồng bộ? Câu (4 điểm) Máy phát điện đồng ba pha cực ẩn có Sđm = 15MVA; Uđm = 10,5kV; dây quấn stator đấu Y; cos  đm = 0,8; số đôi cực p =1; điện trở dây quấn phần ứng rư = 0,035  , điện kháng đồng xđb =  ; tổn hao kích từ pt = 2%Pđm; tổng tổn hao sắt, tổn hao tổn hao phụ 2,4% Pđm; tần số 50 Hz Tính: a) Tốc độ quay rơto, dòng điện định mức b) Cơng suất tác dụng Pđm công suất phản kháng Qđm máy phát c) Hiệu suất định mức máy phát d) Công suất tua bin quay máy phát p , , = Fe f Câu (3 điểm) Động chiều kích từ độc lập Uđm= 220V; Pđm= 10kW; tốc độ nđm= 2250 (v/ph); hiệu suất   0,9 ; điện trở phần ứng 0,178 Tính : a) Momen định mức, dòng điện định mức b) Dòng mở máy trực tiếp c) Điện trở mở máy cần mắc nối tiếp mạch phần ứng để giới hạn dòng mở máy cho dòng mở máy 1,5 lần dòng điện định mức d) Tính điện áp mở máy để dòng điện mở máy lần dòng điện định mức Tp.HCM, ngày tháng năm 2014 BM Điện công nghiệp BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐÁP ÁN ĐỀ THI MÔN: MÁY ĐIỆN LỚP: CĐ Đ ĐT 12 ĐA, ĐB, ĐC Mã đề thi: MĐ2-01 NGÀY THI: 18/12/2014 Thời gian: 90 phút Câu Nội dung Máy phát điện chiều kích từ độc lập (Hình a) (1,5đ) Kích từ song song (Hình b) Kích từ nối tiếp (Hình c) Kích từ hỗn hợp (Hình d) Điểm 1,0 0,5 - Ưu điểm: (1,5đ) + Động điện đồng kích thích dòng điện chiều nên làm việc với cos  , nghĩa không cần lấy công suất phản kháng từ lưới điện, làm giảm điện áp rơi tổn hao công suất đường dây + Động điện đồng chịu ảnh hưởng thay đổi điện áp lưới điện mô men động đồng tỷ lệ với U mô men động không đồng tỷ lệ với U2 + Hiệu suất động đồng thường cao (4đ) - Nhược điểm + Cấu tạo phức tạp, đòi hỏi phải có máy kích từ nguồn cung cấp dòng điện chiều khiến cho giá thành cao + Việc mở máy động đồng phức tạp + Điều chỉnh tốc độ động đồng thực cách thay đổi tần số nguồn điện -Tốc độ quay rotor: 60 f 60.50   3000 (vg/ph) n = n1 = p -Dòng điện định mức: Sdm 15.106 I dm    824,8( A) 3U dm 3.10,5.103 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 -Công suất tác dụng định mức Pđm: Pđm = Sđm Cos  dm = 15.106.0,8 = 12 (MW) 0,5 -Công suất phản kháng định mức: Qđm = Sđm sin  dm = 15.106  0,82  (Mvar) 0,5 - Dây quấn stator đấu Y nên Ifđm = Idđm = 824,8 (A) 0,25 - Tổn hao đồng: pcu  3I 2fdm Ru  3.824,82.0, 035  71, (k W) 0,25 - Tổn hao kích từ: pt  2% Pđm  0, 02 Pđm  240 (k W) 0,25 - Tổng tổn hao sắt, phụ:  pFe, c, f  2, 4%Pđm = 0, 024 12  288  kW  (3đ) 0,25 - Tổng tổn hao:  p  71,  240  288  600  kW  0,25 -Công suất tua bin quay máy phát: P1  Pđm   p  12  0,  12,  MW  0,5 - Hiệu suất máy phát: Pdm 12 %  100%  100%  95, 2% Pdm   p 12  0, 0,5 Mômen định mức động cơ: P 10 1000 M đm  9, 55 đm  9, 55  42, 4( Nm) nđm 2850 0,5 Dòng điện định mức động cơ: P 10 1000 I đm  đm   50, 5( A) U đm 220  0, Dòng mở máy trực tiếp động cơ: U 220 I mm  ñm   1236(A ) Rư 0,178 Dòng điện mở máy sử dụng biến trở: U ñm ' I mm   1,5I đm Rư  Rp 0,5  Rư  Rp  0,5 0,5 U ñm 220   2,9() 1,5I ñm 1,5 50,5 0,5  Rp  2,9  Rư  2,9  0,178  2,72() Dòng điện mở máy sử dụng giảm điện áp: ' I mm  ' U  5I đm Rư  U '  I đm Rư  50,5 5 0,178  45 (V ) Tp.HCM, Ngày tháng năm 2014 BM Điện công nghiệp 0,5 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỀ THI MÔN : MÁY ĐIỆN LỚP: CĐ Đ ĐT 12 ĐA, B, C Mã đề thi: MĐ2-02 NGÀY THI: 10/01/2015 Thời gian: 90 phút ………………………………………………………………………………………………………… Câu (1,5đ) Phân loại máy phát DC theo kiểu kích từ (có vẽ hình) ? Câu (1,5đ) Nêu điều kiện để hòa đồng máy phát điện đồng lưới điện? Câu (4đ) Hai máy phát điện đồng làm việc song song cung cấp điện cho hai tải: Tải 1: St1=10000 kVA , Cos  1=0,65 Tải 2: St2=8000 kVA , Cos  2=0,75 Máy phát thứ phát P1=7000 kW, Q1=6500 kVar Tính P2 , Q2 máy phát hai hệ số công suất máy phát Câu (3đ) Cho động điện chiều kích từ song song với số liệu sau: Pđm = 10kW, Uđm= 200V, Idm=54,5A, Iktđm =1,5A, Rư = 0,2Ω, nđm = 500v/p Tính hiệu suất động tải định mức; Tính sức điện động phần ứng tải định mức; Tính tổng tổn hao đồng máy; moment định mức động Tp.HCM, ngày tháng năm 2014 BM Điện công nghiệp BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐÁP ÁN ĐỀ THI MÔN: MÁY ĐIỆN LỚP: CĐ Đ ĐT 12 ĐA, B, C Mã đề thi: MĐ2-02 NGÀY THI: 10/01/2015 Thời gian: 90 phút Câu (1,5đ) Nội dung Máy phát điện chiều kích từ độc lập (Hình a) Điểm Kích từ song song (Hình b) Kích từ nối tiếp (Hình c) Kích từ hỗn hợp (Hình d) 0,5 (1,5đ) (4đ)  Tần số máy phát phải tần số lưới điện 0,5  Điện áp máy phát phải điện áp lưới điện, trùng pha 0,5  Thứ tự pha máy phát phải thứ tự pha lưới điện Tải 1: Công suất tác dụng: Pt1  St1 cost1  10000  0, 65  6500 (k W) 0,5 0,5 Công suất phản kháng: Qt1  St1 sint1  10000  0, 76  7600 (kVar) 0,5 sint1  sin(ar cost1 )  0, 76 Tải 2: Công suất tác dụng: Pt  St cost  8000  0, 75  6000 (kW ) 0,5 Công suất phản kháng: Qt  St sint  8000  0, 66  5280 (kVar) 0,5 sint  sin(ar cost )  0, 66 Công suất tác dụng máy phát thứ hai: 0,5 P2  Pt1  Pt  P1  6500  6000  7000  5500 (kW) Công suất phản kháng máy phát thứ hai: 0,5 Q2  Qt1  Qt  Q1  7600  5280  6500  6380 (kVar) Hệ số công suất: 0,5 Máy phát 1: cos1  P1 P12  Q12  7000 70002  65002  0,73 Máy phát 2: cos  (3đ) P2 P Q 2 2  5500 5500  6380 2  0,65 0,5 Công suất điện động P1  U đm I đm  200  54,  10900 (W) 0,5 Hiệu suất 0,5 %  P2 10000 100  100  91, % P1 10900 Dòng điện phần ứng I u  I đm  I ktđt  54,5  1,5  53A 0,5 Sức điện động phần ứng Eu  U  I u Ru  200  53  0,2  189,4V 0,5 Tổn hao đồng máy pcu  Iu2 Ru  I ktU  1011,8 (W ) 0,5 Moment định mức 0,5 M dm  9, 55 P dm 10000  9, 55  191 ( Nm) ndm 500 Tp HCM, ngày tháng năm 2014 BM Điện công nghiệp