GIẢI BÀI TẬP MÔN: MÁY ĐIỆN

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN Bài số 11 Một mạch từ có từ trở  = 1500AtWb. Trên mạch từ người ta quấn một cuộn dây bằng nhôm có số vòng là N = 200vòng, khi đặt điện áp một chiều U = 24V lên cuộn dây thì dòng điện là I = 3A. Xác định từ thông trong lõi thép và điện trở của cuộn dây. S.t.đ của cuộn dây: F = N  I = 200N  3 = 600Avg Từ thông trong lõi thép: Điện trở của cuộn dây: Bài số 12. Một mạch từ được làm bằng các lá thép có chiều dài trung bình l = 1.3m và tiết diện ngang S = 0.024m2. Cuộn dây quấn trên mạch từ có N = 50vòng, điện trở R = 0.82 và khi nối nguồn một chiều vào cuộn dây thì dòng điện qua cuộn dây là 2A. Từ trở của mạch từ trong điều kiện này là  = 7425AtWb. Xác định cường độ từ cảm và điện áp nguồn cung cấp. Từ thông trong lõi thép: Từ cảm trong lõi thép: Điện áp của nguồn điện: U = R  I = 0.82  2 = 1.64V Bài số 13. Một mạch từ có chiều dài trung bình l = 1.4m và tiết diện ngang S = 0.25m2. Dây quấn kích thích quấn trên mạch từ có N = 140vòng, điện trở R = 30 . Xác định điện áp nguồn cần thiết để từ cản trong lõi bằng 1.56T. Cho rằng từ trở của mạch từ trong trường hợp này là  = 768AtWb. Từ thông trong lõi thép: S.t.đ của cuộn dây: Dòng điện chạy trong cuộn dây: Điện áp nguồn cung cấp U = 0.3  2.139 = 0.82  2 = 64.17V Bài số 14. Một lõi thép hình xuyến được làm bằng vật liệu sắt từ có chiều dài trung bình l = 1.4m và tiết diện ngang S = 0.11m2. Độ từ thẩm của lõi thép là 1.206103WbAt.m. Xác định từ trở của mạch từ. Từ trở của mạch từ:

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN Bài số 1-1 Một mạch từ có từ trở  = 1500At/Wb Trên mạch từ người ta quấn cuộn dây nhơm có số vịng N = 200vịng, đặt điện áp chiều U = 24V lên cuộn dây dịng điện I = 3A Xác định từ thông lõi thép điện trở cuộn dây S.t.đ cuộn dây: F = N  I = 200N  = 600A/vg Từ thông lõi thép: F 600    0.4Wb  1500 Điện trở cuộn dây: U 24 R   8 I Bài số 1-2 Một mạch từ làm thép có chiều dài trung bình l = 1.3m tiết diện ngang S = 0.024m2 Cuộn dây quấn mạch từ có N = 50vịng, điện trở R = 0.82 nối nguồn chiều vào cuộn dây dịng điện qua cuộn dây 2A Từ trở mạch từ điều kiện  = 7425At/Wb Xác định cường độ từ cảm điện áp nguồn cung cấp Từ thông lõi thép: N  I 50     0.0135Wb  7425 Từ cảm lõi thép:  0.0135 B   0.56T S 0.024 Điện áp nguồn điện: U = R  I = 0.82  = 1.64V Bài số 1-3 Một mạch từ có chiều dài trung bình l = 1.4m tiết diện ngang S = 0.25m2 Dây quấn kích thích quấn mạch từ có N = 140vịng, điện trở R = 30 Xác định điện áp nguồn cần thiết để từ cản lõi 1.56T Cho từ trở mạch từ trường hợp  = 768At/Wb Từ thông lõi thép:   B  S  1.56  0.25  0.39Wb S.t.đ cuộn dây: F      0.39  768  299.52Av Dòng điện chạy cuộn dây: F 299.52 I   2.139A N 140 Điện áp nguồn cung cấp U = 0.3  2.139 = 0.82  = 64.17V Bài số 1-4 Một lõi thép hình xuyến làm vật liệu sắt từ có chiều dài trung bình l = 1.4m tiết diện ngang S = 0.11m2 Độ từ thẩm lõi thép 1.20610-3Wb/At.m Xác định từ trở mạch từ Từ trở mạch từ: l 1.4    10553.29Av / Wb   S 1.206  10 3  0.11 Bài số 1-5 Một mạch từ có chiều dài trung bình l = 0.8m tiết diện ngang S = 0.06m2 Độ từ thẩm tương đối lõi thép r = 2167 Cuộn dây quấn mạch từ có N = 340vịng, điện trở R = 64 nối nguồn chiều 56V Xác định từ cảm lõi thép Dòng điện qua cuộn dây: U 56 I   0.875A R 64 S.t.đ cuộn dây: F = N  I = 340  0.875 = 297.5Av Từ trở mạch từ: l 0.8    4896.32Av / Wb 7  o r  S  10  2167  0.06 Từ thoong lõi thép: F 297.5    0.06076Wb  4896.32 Từ cảm lõi thép:  0.06076 B   1.01266T S 0.06 Bài số 1-6 Một mạch từ gồm hai nửa hình xuyến vật liệu khác ghép lại thành hình xuyến có tiết diện ngang S = 0.14m2 từ trở tương ứng hai nửa vòng xuyến 650 At/Wb 244 Av/Wb Cuộn dây có N = 268 vòng, R = 5.2 quấn mạch từ hình xuyến nối với nguồn chiều có U = 45V Tính  Tính  s.t.đ khe hở khơng khí tách hai nửa xuyến khoảng  = 0.12cm đầu biết từ trở nửa hình xuyến khơng đổi Từ trở toàn mạch từ là:  = 1 + 2 = 650 + 244 = 894Av/Wb Dòng điện qua cuộn dây: U 45 I   8.654A R 5.2 S.t.đ cuộn dây: F = N  I = 268  8.654 = 2319.2Av Từ thông lõi: F 2319.2    2.594Wb  894 Khi hai nửa xuyến tách đoạn  = 0.12cm, từ trở khe hở khơng khí là: l 0.12  10 2     6820.9Av / Wb  o  S 4  10 7  0.14 Từ trở toàn mạch từ là: t = 1 + 2 + 2 = 650 + 244 + 26820.9 = 14535.8Av/Wb Từ thông lõi: F 2319.2 t    0.1596Wb t 14535.8 Bài số 1-7 Một cuộn dây quấn lõi thép cung cấp từ nguồn có f = 25Hz Tổn hao từ trễ thay đổi cuộn dây cung cấp từ nguồn có f = 60Hz với từ cảm giảm 60%? Cho hệ số Steinmetz n = 1.65 điện áp nguồn số Tổn hao từ trễ tần số f1 = 25Hz: n Ph1  k h f1 B1max Tổn hao từ trễ tần số f2 = 60Hz: n Ph2  k h f2 B2max Như vậy: 1.65 n Ph1 k h f1B1max 25        1.8897 Ph2 k h f2 Bn2max 60  0.4  P%  Ph1  Ph 1.8897Ph2  Ph2   47.08% Ph1 1.8897Ph Bài số 1-10 Một thiết bị điện làm việc với điện áp định mức có tổn hao từ trễ 250W Tính tổn hao từ trễ tần số giảm 60% tần số định mức điện áp giảm để từ cảm 80% từ cảm định mức biết n = 1.6 Tổn hao từ trễ tần số định mức điện áp định mức: n Phdm  k h fdm Bdmmax Tổn hao từ trễ tần số điện áp giảm: n Phnew  k h fnew Bnewmax Như vậy: 1.6 Phnew  Phdm n k h fnew Bnewmax 0.6fdm  0.8Bdmmax   250   n k h fdm Bdmmax fdm  Bdmmax   104.97 W Bài số 1-11 Một dẫn dài 0.32m có điện trở 0.25 đặt vng góc với từ trường có từ cảm B = 1.3T Xác định điện áp rơi dẫn lực tác dụng lên 120N Tính lại điện áp dẫn nghiêng góc  = 250 Dịng điện qua dẫn: F 120 I   288.46A Bl 1.3  0.32 Điện áp rơi dẫn: U = R  I = 0.25  288.46 = 72.11V Khi dẫn nghiêng góc  = 250 ta có: F 120 I   318.282A Bl sin  1.3  0.32  sin 65o U = R  I = 0.25  682.5581 = 79.57V Bài số 1-12 Một cuộn dây có N = 32 vịng với điện trở 1.56 đặt từ trường có từ cảm B = 1.34T Mỗi cạnh cuộn dây dài l = 54cm, cách trục quay đoạn d = 22cm nghiêng góc  = 80 Tính dịng điện điện áp rơi cuộn dây biết mômen tác dụng lên 84Nm Lực tác dụng lên cạnh cuộn dây: M 84 F   381.82N d 0.22 Lực tác dụng lên dẫn: F 381.82   12.73N N 30 Dòng điện dẫn: f 12.73 I   17.76A Bl sin  1.34  0.54  sin 82 o Điện áp rơi cuộn dây: U = R  I = 1.56  17.76 = 27.71V f Bài số 1-13 Xác định vận tốc dẫn dài l = 0.54m biết chuyển động từ trường B = 0,86 T sđđ cảm ứng e = 30,6V Vận tốc dẫn: e 30.6 v   65.89m / s B  l 0.86  0.54 Bài số 1-14 Một dẫn dài l = 1.2 m chuyển động cắt vng góc đường sức từ từ trường B = 0.18T với vận tốc 5.2m/s Tính sđđ cảm ứng dẫn S.đ.đ cảm ứng dẫn: e  B  l  v  0.18  1.2  5.2  1.123V Bài số 1-15 Xác định tần số sđđ hiệu dụng cuộn dây có vịng dây quay với tốc độ n = 12vg/s từ trường cực từ với  = 0,28Wb/cực Tần số s.đ.đ: f  p  n   12  24Hz Trị số hiệu dụng s.đ.đ: E  4.44fN max  4.44  24   0.28  89.52V Bài số 1-16 Xác định tốc độ quay từ trường cực từ có  = 0.012Wb/cực để có e = 24V cuộn dây có N = 25 vịng Tần số s.đ.đ: f E 24   18Hz 4.44N max 4.44  25  0.012 Tốc độ quay dẫn từ trường: f 18 n   18vg / s p Bài số 1-17 Từ thông xuyên qua cuộn dây có N = 20 vịng dây biến thiên theo quy luật  = 1.2sin(28t) Wb Xác định tần số trị số hiệu dụng sđđ cảm ứng cuộn dây Tần số s.đ.đ:  28 f   4.46Hz 2  Trị số hiệu dụng s.đ.đ: E  4.44fN max  4.44  4.46  20  1.2  474.87V e  2Ecos28t = 671.43cos28tV Bài số 1-18 Một cuộn dây quấn lõi thép cung cấp từ nguồn xoay chiều có U = 120V, f = 25Hz Tổn hao dịng điện xốy thay đổi cuộn dây nối với nguồn có U = 120V, f = 60Hz Tổn hao dịng điện xốy tần số f1 = 25Hz: Pe1  ke f12 B1max Tổn hao dòng điện xoáy tần số f2 = 60Hz: Pe2  ke f22 B1max Như vậy: 2 Pe2 k e f22 B2max 60        5.76 Pe1 k e f12 B1max  25  Bài số 1-19 Một thiết bị điện làm việc với điện áp tần số định mức có tổn hao dịng điện xốy 212.6W Xác định tổn hao dịng điện xốy tần số giảm cịn 60% tần số định mức điện áp giảm 80% điện áp định mức Ta có: Pe2  Pe1 2 k e f22 B2max 0.6   0.8   212.6       48.98 W 2 k e f1 B1max         CHƯƠNG 2: CÁC NGUYÊN LÝ CỦA MÁY BIẾN ÁP Bài số 2-1 Máy biến áp giảm áp pha lý tưởng (khơng bị sụt áp, khơng tổn hao, dịng điện khơng tải khơng) có S = 500kVA, 22000/220V, MBA nối vào lưới điện có điện áp 22kV, f = 60Hz, từ thông cực đại lõi thép lúc 0.0682Wb Xác định số vòng dây quấn sơ cấp Nếu điện áp tăng 20% tần số giảm 5%, xác định từ thông lõi thép Số vòng dây cuộn sơ cấp: U CA 22000 N1    1211vg 4.44  f   4.44  60  0.0682 Từ thông lõi thép điện áp tăng tần số giảm: 1.2U CA 1.2  22000    0.0861 Wb 4.44  0.95f  N1 4.44  0.95  60  1211 Bài số 2-2 Máy biến áp giảm áp pha lý tưởng điện áp 2400 - 120V, máy nối vào lưới điện có điện áp 2.4kV, từ thơng hình sin lõi thép lúc  = 0.1125sin188.5t Wb Xác định số vòng dây quấn sơ cấp thứ cấp Tần số nguồn điện:  188.5 f   30Hz 2 2 Số vòng dây cuộn sơ cấp: U CA 2400 N1    160vg 4.44  f   4.44  30  0.1125 Tỉ số biến đổi điện áp: U 2400 a  CA   20 U HA 120 Số vòng dây cuộn thứ cấp: U 160 U HA  CA   8vg a 20 Bài số 2-3 Một máy biến áp pha có cơng suất Sđm = 37.5kVA, U1đm = 2400V, U2đm = 480V, f = 60Hz, tiết diện ngang lõi thép chiều dài trung bình mạch từ tương ứng 95cm2 1.07m Khi đặt vào dây quấn sơ cấp điện áp 2400V cường độ từ trường 352Av/m từ cảm cực đại 1.505T Xác định : a Tỉ số biến áp b Số vòng dây dây quấn c Dịng điện từ hố để sinh từ thơng lõi thép máy biến áp làm niệm vụ tăng áp Tỉ số biến đổi điện áp: U 2400 a  CA  5 U HA 480 Từ thông cực đại lõi thép:  = Bmax  S = 1.505  95  10-4 = 0.0143T Số vòng dây cuộn sơ cấp: U CA 2400 N1    630vg 4.44  f   4.44  60  0.0143 Số vòng dây cuộn thứ cấp: U 630 U HA  CA   126vg a S.t đ mạch từ: F = H  l = 352  1.07 = 367.64Av Dòng điện từ hóa: F 367.64 IM    2.92A N1 126 Bài số 2-4 Một máy biến áp pha có công suất Sđm = 2000kVA, U1đm = 4800V, U2đm = 600V, f = 60Hz, chiều dài trung bình mạch từ 3.15m Khi nối dây quấn sơ cấp vào lưới điện có điện áp 4800V dịng điện từ hố 2.5% dịng định mức sơ cấp, cường độ từ trường 370.5Av/m từ cảm cực đại 1.55T Xác định : a Dịng điện từ hố để sinh từ thơng lõi thép b Số vịng dây quấn c Từ thông trong lõi thép d Tiết diện ngang lõi thép Dòng điện sơ cấp: S 2000  10 I1  dm   416.667A Udm 4800 Dịng điện từ hóa: IM = 0.025  I1đm = 0.025  416.667 = 10.417A Tỉ số biến đổi điện áp: U 4800 a  CA  8 U HA 600 S.t.đ cuộn sơ cấp: F = H  l = 370.5  3.15 = 1167.075Av Số vòng dây cuộn sơ cấp: F 1176.075 N1    112vg IM 10.41 Số vòng dây cuộn thứ cấp: N 112 Na    14vg a Từ thông cực đại lõi thép: U CA 4800  max    0.161 4.44  f  N1 4.44  60  112 Tiết diện lõi thép:  0.161 S   1037.9cm B 1.55 Bài số 2-5 Xét MBA pha lý tưởng (không bị sụt áp, không tổn hao, dịng điện khơng tải khơng) Cuộn dây sơ cấp có 400 vịng, cuộn dây thứ cấp có 800 vòng Tiết diện lõi thép 40cm2 Nếu cuộn dây sơ cấp đấu vào nguồn 600V, 60Hz, tính : a Từ cảm cực đại lõi ? b Điện áp thứ cấp ? Từ thông cực đại lõi thép: U CA 600  max    0.00563 Wb 4.44  f  N1 4.44  60  400 Từ cảm cực đại lõi thép:  0.0053 Bmax  max   1.407T S 40  10 4 Tỉ số biến đổi điện áp: N 400 a   0.5 N 800 Điện áp thứ cấp: U 600 U2    1200V a 0.5 10 Dòng điện thứ cấp máy biến áp phần trăm dòng điện tải tổng? Tổng trở máy biến áp: Z A  0.0121  j0.0551  0.056477.61o Z B  0.0201  j0.0382  0.043262.25o Tổng dẫn máy biến áp: 1 YA    3.0821  j17.3139  17.7264  77.61o o Z A 0.056477.61 1 YB    10.776  j20.5018  23.1667   62.65o o Z B 0.043262.65 Y  YA  YB  3.0821  17.3139j  10.776  20.5018j  14.5897  37.8157 j  40.5325  68.9 o Dòng điện tải máy: Y 17.7264 I tA  A  100%   100%  43.73% Y 40.5325 I tB  100%  43.73%  56.27% Bài số 3-28 Ba máy biến áp 200kVA, 2400/120 V có thông số: A: R% = 1.3; X% = 3.62 B: R% = 1.2; X% = 4.02 C: R% = 1.23; X% = 5.31 làm việc song song để cung cấp cho tải 500kVA, cos = Tính dịng điện máy Tổng trở máy biến áp: Z A  0.013  j0.0362  0.038570.246o Z B  0.012  j0.0402  0.04273.379o Z C  0.0123  j0.0531  0.054576.958 o Tổng dẫn máy biến áp: 1 YA    8.7871  24.4697 j  25.9987   70.246o o Z A 0.038570.246 1 YB    6.818  22.8404j  23.8363  73.397 o o Z B 0.04273.397 52 1   4.1402  17.8734j  18.3466  76.958 o o Z C 0.054576.958 Y  YA  YB  YC  8.7871  24.4697 j  6.818  22.8404j  4.1402  17.8734j YC   19.74.53  65.1825j  68.1075  73.15o Dòng điện tải máy: Y 25.9987 I tA  A  100%   100%  38.17% Y 68.1075 YB 23.8363  100%   100%  35% Y 40.5325 I tB  100%  38.17%  35%  26.83% I tB  Bài số 3-29 Ba máy biến áp 500kVA, 7200/600V làm việc song song từ nguồn 7200V Tổng trở phần trăm máy ZA% = 5.34%, ZB% = 6.08% ZC% = 4.24% Máy biến áp B cung cấp phần trăm dòng dòng điện tải tổng? Tổng trở máy biến áp: z A  0.0534 z B  0.0608 z C  0.0424 Tổng dẫn máy biến áp: 1 y A    17.7266 z A 0.0534 1 y B    16.4474 y B 0.0608 1 y C    23.5849 zC 0.0424 y  y A  y B  y C  17.7266  16.4474  23.5849  58.7589 Dòng điện tải máy: y 17.7266 I tA  A  100%   100%  31.87% y 58.7589 y 16.4474 I tB  B  100%   100%  27.99% y 58.7589 I tC  100%  31.87%  27.99%  40.14% 53 Bài số 3-30 Các máy biến áp 50kVA, 2400/240 V 75kVA, 2400/240V có thơng số: ZA% = 3.53%, ZB% = 2.48% làm việc song song Hai máy cung cấp cho tải 125kVA mà khơng máy bị tải không (bỏ qua điện trở máy)? Tổng trở máy biến áp: U2 2400 Z nA  z A  0.0353  j4.066 SdmA 50  10 Z nB U12 2400  z B  0.0248  j1.9046 SdmB 75  10 Tổng dẫn máy biến áp: 1 YnA     j0.2459S Z nA j4.066 1 YnB     j0.523S Z B j1.9046 Yn  YnA  YnB   j0.2459  j0.523   j0.7709S Dòng điện tải tổng là: S t 125  10 It    52.08A U1 2400 Dòng điện định mức máy biến áp: S Adm 50  10 I Adm    20.83A U Adm 2400 I Bdm  S Bdm 75  10   31.25A U Bdm 2400 Dòng điện tải máy: y 0.2459 I tA  I t A  I t  0.319I t  16.612A y 0.7709 y 0.523 I tB  I t B  I t  0.681I t  35.468A y 0.7709 Như máy biến áp B bị tải Bài số 3-31 Các máy biến áp 100kVA, 2400/480 V, 167kVA, 2400/480V 250kVA, 2400/480V có thơng số: ZA% = 3.68%, ZB% = 4.02% Zc% = 4.25% làm việc song song Hai máy cung cấp cho tải 400kVA, cos = 0.8 chậm sau mà không máy bị tải không (bỏ qua điện trở máy) 54 Do tải tổng St = 400kVA nên cần máy biến áp B C làm việc song song đủ Tổng trở máy biến áp: U12 2400 Z nB  z B  0.0402  j1.3865 SdmB 167  10 Z nC  zC U12 2400  0.0425  j0.9792 SdmC 250  10 Tổng dẫn máy biến áp: 1 YnB     j0.7212S Z nB j1.3865 1 YnC     j1.0212S Z C j0.9792 Yn  YnA  YnB   j0.7212  j1.0212   j1.7425S Dòng điện tải tổng là: S t 400  10 It    166.6667A U1 2400 Dòng điện định mức máy biến áp: S Bdm 167  10 I Bdm    69.5833A U Bdm 2400 I Cdm  S Cdm 250  10   104.1667A U Cdm 2400 Dòng điện tải máy: y 0.7212 I tB  I t B  I t  0.4139I t  68.9848A y 1.7425 y 1.0212 I tC  I t C  I t  0.5861I t  97.6819A y 1.7425 Như cần máy B làm việc song song với máy C để cung cấp cho tải mà không máy bị tải Bài số 3-32 Một tổ máy biến áp pha gồm máy biến áp pha dùng để cung cấp cho tải pha đối xứng có dung lượng 750kVA, điện áp 450V Điện áp pha đưa vào tổ máy 2400V Tính (a) tỉ số biến đổi điện áp tổ máy biến áp máy biến áp chúng nối /Y; (b) tỉ số biến đổi điện áp tổ máy biến áp máy biến áp chúng nối Y/Y Tỉ số biến đổi điện áp tổ máy biến áp tính tỉ số điện áp dây cao áp 55 điện áp dây hạ áp: U 2400 a1  dCA   5.3333 UdHA 450 Tỉ số biến đổi điện áp máy biến áp tỉ số điện áp pha Do cao áp nối  nên điện áp pha 2400V Phía hạ áp nối Y nên ta có: U 2400  a  fCA   9.2376 U fHA 450 Khi nối Y/Y ta có: U 2400 a1  dCA   5.3333 UdHA 450 a2  U fCA 2400    a1 U fHA 450  Bài số 3-33 Một tổ máy biến áp pha 500kVA gồm ba máy biến áp pha nối /, nối song song với tổ máy biến áp pha 400kVA gồm ba máy biến áp pha nối /Y Cả hai tổ máy biến áp có tỉ số biến đổi điện áp 7200/240V Tổng trở tổ máy biến áp 500kVA 2.2% tổ máy biến áp /Y 3.1% tính theo đại lượng sở chúng Tính dịng điện cân Ta gọi máy A máy nối / máy B máy nối /Y Các thông số máy biến áp A B: U2 240  z nA  z A A  0.022  0.0076 SA 500  10 z nB U 2A 240   z B  0.031  0.0045 SA  400  10 Dòng điện cân chạy hai máy: E A  E B  240 sin15o 124 I cb     10248A z nA  z nB 0.0045  0.0076 0.0121 Bài số 3-34 Một máy biến áp pha 200kVA, 4600/460(Y)/266()V nối song song với máy biến áp pha 200kVA, 4600/460V, Y/Y Tổng trở pha máy biến áp nối Y/Y 0.048872.33o máy biến áp /Y 0.04268.42o tính theo đại lượng sở chúng Tính dịng điện cân 56 Ta gọi máy A máy nối / máy B máy nối /Y Các thông số máy biến áp A B: U 2A o 460  Z nA  z A  0.044872.33  0.142272.33o  (0.0432  j0.1335) SA 200  10 Z nB  z B U 2A 460   0.04268.42  0.044468.42  (0.0163  j0.0413) SA  200  10 Dòng điện cân chạy hai máy: E  E B 4600 o  460  30 o I cb  A   1276.43.707 o A Z nA  Z nB (0.0432  j0.1335)  (0.0163  j0.0413) Bài số 3.35 Một MBA pha có tổ nối dây Y/Y, 630kVA, 6000/400V có dịng điện khơng tải io%= 1.4%; điện áp ngắn mạch un% = 4.5%; tổn hao không tải Po = 1150W; tổn hao ngắn mạch Pn = 6040W a Tìm dịng điện định mức, dịng khơng tải, hệ số cơng suất coso b Tính thơng số mạch điện thay xác MBA c Xác định hệ số tải để hiệu suất cực đại d Tính điện áp thứ cấp lúc khơng tải hiệu suất hệ số tải 0.5 cos2 = 0.8 (R-L) Dòng điện định mức máy biến áp: Sdm 630  10 I1dm    60.62A 3Udm  6000 I 2dm  Sdm 630  10   909.33A 3U 2dm  400 Dịng điện khơng tải: I o  0.014I1dm  0.014  60.62  0.8487A Hệ số công suất không tải: Po 1150 coso    0.1304 3U1dm I o  6000  0.8487 Thông số mạch điện thay thế: 6000 U n  0.045  155.8846V P 6040 R n  2n   0.5479 3I1dm  60.62 57 I1dmf 60.62  Rn   0.5479  0.0096 U1dmf 6000 U 155.8846 zn  n   2.5714 I1dm 60.62 R n  X n  z n2  R n2  2.5714  0.5479  2.5124 X n  I1dmf 60.62  Xn   2.5124  0.044 U1dmf 6000 U1 U1dmf 6000     31304.3 I Fe Pfo  1150 U 6000 I Fe  1dm   0.1107A R Fe  31304.7 R Fe  I M  I o2  I Fe  0.8487  0.1107  0.8515A U 6000 X M  1dm   4116.8 IM  0.8515 Hệ số tải tương ứng với công suất cực đại: Po 1150 k tmax    0.4363 Pn 6040 Độ thay đổi điện áp kt = 0.5, cos = 0.8, sin = là: U  (k t R   cos)2  (k t X   sin )2   (0.5  0.0096  0.8)2  (0.5  0.044  0.6)2   0.0171  1.71% E  (1  U )U 2dm  (1  0.0171)400  406.8526V  k t P2dm 0.5   400  909.33  0.8   0.9896 k t P2dm  Po  k t Pn 0.5   400  909.33  0.8  1150  0.52  6040 Bài số 3.36 Một MBA pha có tổ nối dây Y/Y, 400kVA, 35/0.4kV có dịng điện khơng tải io%= 1.5%; điện áp ngắn mạch un% = 5%; tổn hao không tải Po = 920W; tổn hao ngắn mạch Pn = 4600W a Tìm dịng điện định mức, dịng khơng tải, hệ số cơng suất coso b Tính thơng số mạch điện thay xác MBA c Xác định hệ số tải để hiệu suất cực đại d Tính điện áp sơ cấp (từ mạch điện thay câu b) hiệu suất máy làm việc với 70% tải, điện áp tải lúc 380V hệ số cơng suất cuả tải cos2 = 0.8 (tải R-L) Dịng điện định mức máy biến áp: 58 I1dm  I 2dm Sdm 400  10   6.5983A 3Udm  35000 Sdm 400  10    577.3503A 3U 2dm  400 Dòng điện không tải: I o  0.015I1dm  0.015  6.5983  0.099A Hệ số công suất không tải: Po 920 coso    0.1533 3U1dm I o  35000  0.099 Thông số mạch điện thay thế: 35000 U n  0.05  1010.4V P 4600 R n  2n   35.2187  3I1dm  6.59832 I1dmf 6.5983  Rn   35.2187  0.0115 U1dmf 35000 U 1010.4 zn  n   153.125 I1dm 6.5983 R n  X n  z n2  R n2  145.1252  35.2187  149.0198 X n  I1dmf 6.5983  Xn   2.5124  0.0487 U1dmf 35000 U1 U1dmf 35000  R Fe     1331521.73 I Fe Pfo  920 U 35000 I Fe    0.01518A R Fe  1331521.73 I M  I o2  I Fe  0.099  0.01512  0.0978A U 35000 X m  1dm   206624.3 IM  0.0978 Hệ số tải tương ứng với công suất cực đại: Po 1150 k tmax    0.4363 Pn 6040 Độ thay đổi điện áp kt = 0.7, cos = 0.8, sin = là: U  (k t R   cos)2  (k t X   sin )2   (0.7  0.0115  0.8)2  (0.7  0.0487  0.6)2   0.0271  2.71% E  (1  U )U  (1  0.0271)380  390.3129V 59 U1  U   U1dm 35000  390.3129   34152.4V U 2dm 400 k t P2dm 0.7   380  577.3503  0.8   0.9853 k t P2dm  Po  k t Pn 0.7   380  577.3503  0.8  920  0.7  4600  60 CHƯƠNG 5: CÁC MÁY BIẾN ÁP ĐẶC BIỆT Bài tập 5-1 Một MBA ba pha ba dây quấn nối Yo/Yo/-12-11; 10000/6667/10000 kVA; 121/38.5/11kV; un12% = 15; un13% = 10.5; un23% = 6; unR12% = 1; unR13% = 0.65; un23% = 0.8 Xác định (a) tham số vẽ mạch điện thay đơn giản MBA Phía cao áp nối với nguồn, phía điện áp trung bình có tải 3000kVA cos2 = 0.8; dây quấn điện áp thấp có tải 6000kVA cos3 = 0.8 Tính (b) u12% u13% Đáp số: a R1 = 3,29 ; R’2 = 11,35 ; R’3 = 6,23 ; X1 = 87,20 ; X’2 = 161,29 ; X’3 = 66,25  b u12% = 5,7 u13% = 5,22 Các dòng điện pha định mức máy biến áp: S1dm 10000  10 I f1dm    47.7149A 3U1dm  121  10 I f 2dm  I f 3dm S 2dm 6667  10   99.9791A 3U 2dm  38.5  10 S 3dm 10000  10    303.0303A 3U 3dm  11  10 Quy đổi sơ cấp ta có: U 2dm 38.4  10 If 2dm  I f 2dm  99.9791  31.7289A U1dm 121  10 If 3dm  I f 3dm U 3dm 11  10   303.0303  47.7149A U1dm 121  10 Các điện áp ngắn mạch máy biến áp: 121  10 U n12  0.15  U1dm  0.15   10479V 121  10 U nR12  0.01  U1dm  0.15   698.5938V 2 U nX12  U n12  U nR12  104792  698.5938  10456V 121  10  7335.2V 121  10  0.01   454.086V U n13  0.105  U1dm  0.105  U nR13  0.0065  U1dm U nX13  U 2n13  U 2nR13  73322  454.0862  7321.2V 121  10  4191.6V 121  10  0.008   558.8751V U n 23  0.06  U1dm  0.06  U nR 23  0.008  U1dm 61 2 2 U nX 23  U n23  U nR 23  1333.7  177.8239  4154.1V Các tổng trở máy biến áp: U 698.5938 R n12  nR12   14.641 I f1dm 47.7149 U 10456 Xn12  nX12   219.1264 I f1dm 47.7149 U 454.086 R n13  nR13   9.5187  I f1dm 47.7149 U 7321.2 Xn13  nX13   153.4357  I f1dm 47.7149 U 558.8751 R n 23  nR 23   17.5683 I f 2dm 31.7289 U 4154.1 Xn 23  nX 23   130.5859 If 2dm 31.7289 Tổng trở dây quấn: Z  Z13  Z 23 14.641  j219.126  9.5187  j153.4357  17.5683  j130.5859 Z1  12  2  (3.294  j120.99) Z  Z12  Z13 17.5638  j130.5859  14.641  j219.1264  9.5187  j153.4357 Z  23  2  (11.34  j98.1384) Z  Z 23  Z12 9.5187  j153.4357  17.5683  j130.5859  14.641  j219.1264 Z  13  2  (6.22  j32.44761) Độ thay đổi điện áp máy biến áp: S 3000 k t12  t   0.45 S 2dm 6667 S 6000 k t12  t   0.6 S 3dm 10000 u nr12  R n12 k t12 I2dm 14.641  0.45  31.7289    0.00299 U1dm 121  10 u nx12  X n12 k t12 I2dm 219.1264  0.45  31.7289    0.04478 U1dm 121  10 u nr 3  R 1k t13I3dm 3.29  0.6  47.7149    0.001348 U1dm 121  10 u nx3  X 1k t13I3dm 120.99  0.6  47.7149    0.04958 U1dm 121  10 62 u nr13  R n13 k t13I3dm 9.5187  0.6  47.7149    0.0039 U1dm 121  10 u nx13  X n13 k t13I3dm 153.4357  0.6  47.7149    0.0629 U1dm 121  10 u nr 2  R 1k t12I2dm 3.29  0.45  31.7289    0.000672 U1dm 121  10 X1k t12I2dm 120.99  0.45  31.7289    0.0247 U1dm 121  10  u nr12cos2  u nx12sin2  u nr3cos3  u nx3sin3 u nx2  U12  0.00299  0.8  0.0447  0.6  0.001348  0.8  0.0247  0.6  0.06 U13  u nr13cos3  u nx13sin3  u nr2cos2  u nx2sin2  0.0039  0.8  0.0629  0.6  0.000672  0.8  0.0247  0.6  0.0562 Bài tập 5-2 Một MBA ba pha hai dây quấn Sđm = 3200kVA; 35/6kV; 52.5/307.5A; Y/Y12; un% = 6.94; unR% = 1.04; Pfe = 9.53kW; Pn = 32.5kW Bây đem nối lại thành MBA tự ngẫu Trình bày (a) cách nối dây MBA hai dây quấn thành MBA tự ngẫu Tính (b) cơng suất tồn phần truyền dẫn trực tiếp công suất thiết kế MBA; (c) hiệu suất MBA tải định mức với cos = 0.8; (d) dòng điện ngắn mạch MBA tự ngẫu Sơ đồ nối máy biến áp hình bên Dịng điện dây quấn: Sdm 3200  10 I CA    52.786A 3U CA  35  10 I HA Sdm 3200  10    307.9201A 3U HA   10 ICA a E2 I2 IHA U2,N2 UHA x UCA A E1 I1 Dòng điện cuộn dây chung: I C  I HA  I CA  307.9201  52.786  255.1338A Công suất truyền tải máy biến áp: S tk  3200kVA 35 S tt  (a  1)S tk      3200  21866.67kVA   S td  U HA I C   6000  255.1338  2651.4kVA U1,N1 X Hiệu suất máy biến áp: S tt cos2 21866.67  0.8    0.9976 S tt cos2  PFe  Pn 21866.67  0.8  9530  32500 63 Tổng trở ngắn mạch máy biến áp thường quy đổi hạ áp: U nCA u n  U CA 0.0694  6000 zn     0.7808 I CA Sdm 3200  10 Khi nối thành máy biến áp tăng áp tổng trở ngắn mạch là: U CA 35 zn  zn  0.7808  0.6665 U CA  U HA 41 Dòng ngắn mạch máy biến áp làm nhiệm vụ tăng áp: U 6000 In  HA   5197.5A zn  0.6665 Dòng ngắn mạch ,àm nhiệm vụ hạ áp: U 35000 I n  In CA  5197.5  30318A U CA 6000 Bài tập 5-3 Một MBA tự ngẫu pha có điện áp 2300/450V, f = 60Hz, vận hành giảm áp cung cấp cho tải có tổng trở 210o  Bỏ qua tổn hao từ thông tản máy, xác định: (a) dịng điện tải; (b) dịng điện vào phía cao áp; (c) dòng điện (biến đổi điện áp) cuộn dây chung; (d) cơng suất tồn phần truyền dẫn trực tiếp công suất biến đổi (thiết kế) qua MBA Dòng điện tải: I t  I HA  U HA 450   225A zt Dòng điện phía cao áp: I U 225  450 I CA  HA HA   44.02A I CA U CA 2300 Dòng điện cuộn dây chung: I C  I HA  I CA  225  44.02  180.98A Công suất : S td  U I C  450  180.98  81441VA S tk  U HA I CA  450  44.02  19809VA Bài tập 5-4 Một MBA tự ngẫu pha vận hành tăng áp có tỉ số biến đổi điện áp a’=4 nối với nguồn có điện áp 600V Phía cao áp nối với tải có cơng suất 100kVA, hệ số công suất 0.8 (chậm sau) Bỏ qua tổn hao từ thông tản máy, vẽ mạch 64 điện xác định: (a) điện áp phía thứ cấp; (b) dòng điện tải, (c) dòng điện cuộn dây sơ; (d) dòng điện cuộn dây sơ cấp Điện áp thứ cấp(cao áp): U CA  aU HA   600  2400V Dòng điện tải: 100  103 I t  I CA   41.667A 2400 Dòng điện sơ cấp: I HA  aI CA   41.667  166.667A Dòng điện cuộn sơ cấp: I C  I HA  I CA  166.667  41.667  125A Bài tập 5-5 Một MBA tự ngẫu pha có tổng số vịng 600, dây quấn thứ cấp 200 vịng Phía cao áp nối với nguồn có điện áp 2400V, f = 60Hz Dây quấn thứ nối với tải có công suất 4.8kVA, hệ số công suất 0.6 (chậm sau) Bỏ qua tổn hao từ thông tản máy, xác định (a) điện áp phía thứ cấp; (b) dịng điện sơ cấp thứ cấp; (c) cơng suất tồn phần truyền dẫn trực tiếp; (d) cơng suất thiết kế MBA; (d) từ thông cực đại lõi thép Đáp số: (a) 800V; (b) 2A, 6A; (c) 1600VA; (d) 3200VA; (e) 0,015Wb Số vòng dây sơ cấp: N1  600  N  600  200  400vg Điện áp thứ cấp: N 200 U HA  HA U CA   2400  800V NCA 600 Dòng điện tải: I t  I HA  St 4800   6A U HA 800 Dòng điện sơ cấp: N 200 I CA  HA I HA    2A NCA 600 Công suất thiết kế: S tk  I C U HA  (6  2)  800  3200VA Công suất truyền dẫn trực tiếp: S td  S t  S tk  4800  3200  1600VA 65 Từ thông lõi thép: U HA 800    0.015 Wb 4.44fN 4.44  50  200 Bài tập 5-6 Một MBA tự ngẫu pha có cơng suất 100kVA, 440/240V, 60Hz cung cấp cho tải trở công suất 8kW, 240V động 10hp, 240V, 60Hz Động vận hành 90% tải, cos = 0.86 chậm sau, hiệu suất 88% Bỏ qua tổn hao từ thông tản máy, tính (a) cơng suất tồn phần mà nguồn cung cấp cho MBA; (b) cơng suất tồn phần truyền dẫn trực tiếp công suất thiết kế MBA Công suất động tiêu thụ từ lưới điện: P 10  736 Sdc  dc   9725.2VA cos 0.88  0.86 Tổng công suất tải công suất nguồn cung cấp cho máy biến áp: Pt  Sdc cos + Pr  9725.2  0.86  8000  16364 W Q t  Sdc sin   9725.2  0.5103  4962.7 VAr S t  Pt2  Q t2  16364  4962.7  17100 VA Dòng điện tải: I t  I HA  St 17100   71.2484A U HA 240 Dòng điện sơ cấp: U 240 I CA  HA I HA   71.2484  38.8628A U CA 440 Công suất thiết kế: S tk  I C U HA  (I HA  I CA )  240  7772.6VA Công suất truyền dẫn trực tiếp: S td  S t  S tk  100000  7772.6  92227VA    66 ... 1.55 Bài số 2-17 Dịng điện kích thích máy biến áp pha 480/240V, 50kVA, 50Hz 2.5% dòng điện định mức góc pha 79.8o Vẽ mạch điện tương đương đồ thị véctơ không tải Giả sử máy làm nhiệm vụ giảm điện. .. véc tơ máy làm nhiệm vụ hạ điện áp Tính (a) dịng điện từ hóa thành phần tổn hao dịng điện kích thích; (b) dịng điện kích thích; (c) hệ số công suất không tải; (d) tổn hao dịng điện xốy Dịng điện. .. phần dòng điện tải dòng điện sơ cấp: It = 10.54A Bài số 2-26 Một máy biến áp pha 75kVA; 50Hz; 4160/240V làm nhiệm vụ hạ điện áp cung cấp cho tải 1.45-38.740 điện áp 270V Các thông số máy biến