Bài 1: Một máy biến áp một pha 50hz có tỷ số biến đổi là 6 có điện trở là 0,9Ω và 0,03Ω; điện kháng là 5Ω và 0,13Ω tương ứng với phần dây quấn cao thế và hạ thế. Hãy xác định:
1. Điện áp bên phía cao thế khi phía hạn thế bị ngắn mạch và dòng điện ngắn mạch bằng dòng điện ứng với tải định mức là 200A.
2. Hệ số công suất khi ngắn mạch.
Bài 2: Một máy biến áp 1 pha 75KVA; U1/U2 = 15/0,4KV; 50Hz; Pn= 1000W; P0 = 250W; Un% = 2,5%; I0% = 2%. Tải cảm được mắc vào thứ cấp máy biến áp với cosϕ2 = 0,8.
1. Tính điện trở và điện kháng tản của dây quấn sơ cấp và thứ cấp (r1, r’2, x1, x’2), biết rằng điện trở và điện kháng tản của dây quấn thứ cấp khi qui đổi về sơ cấp lần lượt bằng điện trở và điện kháng tản của dây quấn sơ cấp.
2. Nếu xem mạch điện thay thế của máy biến áp là hình T với nhánh từ hoá gồm điện trở rm và điện kháng xm mắc nối tiếp nhau. Tính rm, xm.
3. Tính điện áp thứ cấp của máy biến áp khi nó vận hành với công suất tải là 50KVA.
4. Tính công suất tải để máy biến áp vận hành với hiệu suất lớn nhất. Hiệu suất lúc này là bao nhiêu?
Bài 3: Một máy biến áp 1 pha 30KVA, địên áp 6000/230V có điện trở dây quấn sơ cấp là 10Ω và dây quấn thứ cấp là 0,016Ω. Điện kháng của máy biến áp tính từ phía sơ cấp là 34Ω. Hãy xác định:
1. Điện áp phía sơ cấp khi dây quấn thứ cấp ngắn mạch và có dòng điện chạy qua bằng trị số dòng điện định mức.
2. Độ thay đổi điện áp của máy biến áp khi tải là 30KVA với hệ số công suất cosϕ = 0,8, dòng điện chậm pha.
Bài 4: Một máy biến áp một pha 12 KVA, điện áp 220/440V, tần số 50Hz với các số liệu thử nghiệm sau:
Thí nghiệm không tải: phần sơ cấp: 220V; 2A; 165W. Thí nghiệm ngắn mạch: phần thứ cấp: 12V; 15A; 60W. 1. Vẽ mạch điện thay thế với các số liệu qui đổi về phía hạ thế.
2. Tính điện áp thứ cấp lúc tải định mức có cosϕ2 = 0,8, dòng điện chậm pha.
Bài 5: Một máy biến áp một pha 125 KVA, điện áp 2000/400V, tần số 50Hz với các số liệu thử nghiệm sau:
Thí nghiệm không tải: 2000V; 1A; 165W ở phần cao thế.
Thí nghiệm ngắn mạch: phần thứ cấp: 13V; 200A; 750W ở phần hạ thế. Hãy tính:
1. Dòng điện từ hóa và dòng điện tác dụng lúc không tải ứng với điện áp và tần số định mức.
2. Hiệu suất của máy ở tải định mức ứng với các hệ số công suất cosϕ2 = 1, cosϕ2 = 0,8 dòng điện chậm pha, cosϕ2 = 0,8 dòng điện sớm pha.
3. Điện áp ở dây quấn thứ cấp ở tải định mức ứng với cosϕ2 = 1, cosϕ2 = 0,8 dòng điện chậm pha, cosϕ2 = 0,8 dòng điện sớm pha.
Bài 6: Tính toán hiệu suất của một máy biến áp 100KVA ở chế độ ½ tải, đầy tải và 1,25 tải tương ứng với:
1. Hệ số công suất cosϕ = 1.
Cho biết trước tổn hao phần đồng là 1000W tại tải định mức và tổn hao thép là 1000W.
Bài 7: Một máy biến áp 3 pha Y/Y-12 có thông số định mức: Sđm = 180KVA; U1/U2
= 6/0,4KV; 50Hz; Pn= 4KW; P0 = 1KW; Un% = 5,5%; I0% = 6. Giả sử r1 = r’2 và x1
= x’2.
Hãy vẽ mạch điện thay thế của máy biến áp và tính các thành phần của điện áp ngắn mạch.
Bài 8: Một máy biến áp 3 pha có thông số định mức: Sđm = 6637KVA; U1/U2 = 35/10KV; Pn= 53,5KW; Un% = 8%.
1. Tính zn, rn.
2. Giả sử r1 = r’2. Tính điện trở không qui đổi của dây quấn thứ cấp.
Bài 9: Một máy biến áp 3 pha có thông số định mức: Sđm = 5600KVA; Pn= 57,5KW; Un% = 5,23%. Tính:
1. Các thành phần của điện áp ngắn mạch.
2. Độ thay đổi điện áp khi máy biến áp làm việc ở ¾ tải định mức với cosϕ2
= 0,8.
Bài 10: Hai máy biến áp A và B được nối song song để cung cấp cho một tải có tổng trở (2 + j1,5)Ω. Các tổng trở tương đương tính phía cuộn dây thứ cấp là (0,15 + j0,5)Ω và (0,1 + j0,6)Ω tương ứng với máy A và B. Điện áp lúc không tải của máy A là 207V và của máy B là 205V. Hãy xác định:
1. Điện áp lúc có tải.
2. Công suất tiêu thụ của tải.
3. Công suất đầu ra của máy biến áp.
Bài 11: Cho ba máy biến áp làm việc song song với các số liệu:
Máy 1: Sđm1 = 1000KVA; U1đm = 35KV; U2đm = 6,3KV; Un% = 6,25; tổ nối dây Y/∆-11.
Máy 2: Sđm1 = 1800KVA; U1đm = 35KV; U2đm = 6,3KV; Un% = 6,6; tổ nối dây Y/∆-11.
Máy 3: Sđm1 = 2400KVA; U1đm = 35KV; U2đm = 6,3KV; Un% = 7; tổ nối dây Y/∆-11.
Hãy tính:
1. Tải của mỗi máy biến áp khi tải chung là 4500KVA.
2. Tải lớn nhất có thể cung cấp cho hộ dùng điện với điều kiện không một máy biến áp nào quá tải.
3. Giả sử máy 1 được phép quá tải 20%, thì tải chung của các máy là bao nhiêu?
Bài 12: Máy biến áp 3 pha có các số liệu như sau: Sđm = 1600KVA; U1/U2 = 20/10,5KV; Pn= 16,5KW; P0 = 3,65KW; Un% = 6,5%; I0% = 1,4%; cuộn dây đấu Υ/∆.
1. Tính dòng điện định mức, dòng điện không tải, hệ số công suất không tải, điện áp ngắn mạch, hệ số công suất ngắn mạch.
2. Tính hệ số biến áp pha và dây của máy. 3. Tính hệ số tải β khi hiệu suất là cực đại.
4. Tính hiệu suất khi β = 0,5; cosϕ = 0,95 dòng điện chậm pha.
5. Tính độ biến thiên điện áp khi β = 0,75; cosϕ = 0,95 dòng điện sớm pha.
Bài 13: Một máy biến áp 3 pha có thông số định mức: Sđm = 2500KVA; U1/U2 = 35/15KV; 50Hz; Pn= 25KW; P0 = 5KW; Un% = 6,5%; I0% = 1,1%; cuộn dây đấu ∆/Υ-11.
1. Tính điện trở và điện kháng tản của dây quấn sơ cấp và thứ cấp (r1, r’2, x1, x’2), biết rằng điện trở và điện kháng tản của dây quấn thứ cấp khi qui đổi về sơ cấp lần lượt bằng điện trở và điện kháng tản của dây quấn sơ cấp.
2. Nếu xem mạch điện thay thế của máy biến áp là hình T với nhánh từ hoá gồm điện trở rm và điện kháng xm mắc nối tiếp nhau. Tính rm, xm.
3. Tính điện áp dây của máy biến áp khi nó vận hành với tải cảm có công suất 2000KVA, cosϕ = 0,8.
4. Tính công suất tải để máy biến áp vận hành ở hiệu suất cực đại. Hiệu suất lúc này là bao nhiêu?
Bài 14: Một máy biến áp 3 pha có thông số định mức: Sđm = 560KVA; U1/U2 = 22/0,4KV; 50Hz; Pn= 6,4KW; P0 = 1,25KW; Un% = 4%; I0% = 2%; cuộn dây đấu ∆/Υ0-11; nhiệt độ môi trường 400C.
1. Tính điện trở và điện kháng tản của các cuộn dây r1 và r’2; x1 và x’2, biết rằng r1 = r’2 và x1 = x’2.
2. Nếu sơ đồ tương đương của máy biến áp là hình T, tính thành phần phản kháng và tác dụng của dòng điện không tải khi bỏ qua r1 và x1 và khi không bỏ qua r1 và x1. So sánh kết quả và nhận xét.
3. Tính điện áp thứ cấp khi máy biến áp mang tải có công suất P2 = 360KW; cosϕ = 0,8; dòng điện chậm pha.
4. Tính tiền điện phải trả cho nhà cung cấp điện khi máy biến áp trên vận hành với công suất tải tiêu thụ như ở câu 3c/ trong thời gian 2 giờ, biết rằng thiết bị đo đếm điện năng mắc ở phía cao áp của máy biến thế và đơn giá mua điện là 1000đồng/KWh.
5. Máy biến áp trên được mắc song song với máy biến áp S = 560KVA; U1/U2
= 22/0,4KV; 50Hz; Pn= 6,4KW; P0 = 1,25KW; Un% = 4%; I0% = 2%; cuộn dây đấu ∆/Υ0-5; nhiệt độ môi trường 400C. Tính dòng điện chạy trong dây quấn thứ cấp khi 2 máy vận hành không tải. Nhận xét?
Bài 15: Một máy biến áp 3 pha ∆/Υ-11 có thông số định mức: Sđm = 400KVA; U1/U2 = 15/0,4KV; 50Hz; Pn= 4KW; P0 = 1,2KW; Un% = 5,5%; I0% = 4%. Hãy xác định:
1. sơ đồ mạch điện thay thế của máy biến áp khi cho rằng r1 = r’2 và x1 = x’2. 2. Vẽ giản đồ vectơ biểu doễn tương quan giữa các sức điện động trên các cuộn
dây sơ cấp và thứ cấp.
3. Điện áp U2 của máy biến áp ở tải bằng 3/4 công suất định mức, cosϕ2 = 0,8, dòng điện sớm pha.
4. Hiệu suất η% của máy biến áp ở tải bằng ½ công suất định mức, cosϕ2 = 0,75, dòng điện chậm pha.
Bài 16: Máy biến áp 3 pha ∆/Υ có S = 5600KVA; U1/U2 = 35/6,6KV; Pn= 57KW; P0 = 18,5KW; Un% = 7,5%; I0% = 4,5%.
1. Xây dựng sơ đồ thay thế đầy đủ của máy biến áp, biết rằng r1 = r’2 và x1 = x’2.
2. Xác định hệ số cosϕ ở thí nghiệm không tải và ngắn mạch.
3. Xác định điện áp ở thứ cấp máy biến áp ở tải định mức và cosϕ2 = 0,9, dòng điện chậm pha.
4. Xác định hệ số tải máy biến áp sao cho hiệu suất máy biến áp là cực đại, tính hiệu suất này ở cosϕ2 = 0,9.
Bài 17: Máy biến áp 3 pha ∆/Υ0 có thông số định mức: S = 630KVA; U1/U2 = 22/0,4KV; Pn= 8KW; P0 = 1,6KW; Un% = 5,5%; I0% = 3%.
1. Hãy xây dựng sơ đồ thay thế đầy đủ của máy biến áp, biết rằng r1 = r’2 và x1
= x’2.
2. Hãy xác định độ thay đổi điện áp của máy biến áp ở tải định mức và cosϕ2 = 0,8 dòng điện chậm pha.
3. Hãy xác định hiệu suất η% của máy biến áp ở tải định mức và cosϕ2 = 0,8.
Bài 18:
Máy biến áp 3 pha có công suất định mức: Sđm = 300 kVA; điện áp U1/U2 = 5/1 kV; sơ đồ nối dây ∆/Y-5, tần số f=50Hz, điện áp ngắn mạch phần trăm Un = 4,8% với thành phần tác dụng của điện áp ngắn mạch phần trăm Un là Unr = 1,8%. Phía thứ cấp (hạ áp) của máy biến áp mang tải với dòng điện là 1,2.I2đm ở hệ số công suất cosϕ = 0,9 (dòng điện trễ pha).
Xác định:
a) Số dòng dây N1, N2, nếu máy biến áp có giá trị (điện áp/vòng dây) là Uv = 6,8 V/vòng dây và giá trị từ thông cực đại φm?
b) Dòng định mức sơ cấp và thứ cấp?
c) Hiệu suất của máy khi làm việc ở tải nói trên, biết được tổn thất sắt là pFe = 0,026.Sđm, giả sử điện trở dây quấn sơ cấp và điện trở dây quấn thứ cấp qui đổi về dây quấn sơ cấp là bằng nhau (r1=r’2)?
d) Tổn thất định mức pđm trong các dây quấn và hệ số công suất cosϕn, khi làm thí nghiệm ngắn mạch?
e) Vẽ giản đồ vectơ, cho thấy mối tương quan về góc pha giữa các điện áp dây phía sơ cấp và điện áp dây phía thứ cấp, ứng với sơ đồ nối dây ∆/Y-5 như trên?
Bài 19: Một máy biến áp một pha công suất Sđm = 12 KVA, điện áp U1/U2 = 220/440V, tần số fđm = 50Hz, dòng điện không tải I0% = 3,7, tổn hao không tải P0 = 165W, điện áp ngắn mạch Un% = 5, tổn hao ngắn mạch Pn = 360W. Giả sử r1 = r’2
(điện trở dây quấn sơ cấp bằng điện trở dây quấn thứ cấp qui đổi) và x1 = x’2 (điện kháng dây quấn sơ cấp bằng điện kháng dây quấn thứ cấp qui đổi). Thứ cấp máy biến áp được nối với tải cảm có hệ số công suất cosϕ2 = 0,8.
a) Vẽ sơ đồ thay thế của máy biến áp, xác định các thông số mạch. b) Xác định điện áp thứ cấp khi máy biến áp hoạt động với tải định mức. c) Tính hiệu suất máy biến áp ở tải định mức.
d) Tính hiệu suất cực đại của máy biến áp.
Bài 20: Cho một máy biến áp 1 pha 10KVA – 200/400V – 50Hz với các kết quả có được từ các thí nghiệm như sau:
Thí nghiệm không tải: 200V; 1,3A; 120W ở phần sơ cấp. Thí nghiệm ngắn mạch: 22V; 30A; 200W ở phần thứ cấp.
a – Tính dòng điện từ hóa và thành phần tác dụng của dòng điện không tải. b – Tính tổng trở của lõi thép mạch từ.
c – Xác định tải ứng với hiệu suất của máy biến áp cực đại và tìm giá trị của hiệu suất ứng với cosϕ = 1.