Giai bai tap ch3 vận hành máy biến áp.doc

CHƯƠNG 3: VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP.GIAI BAI TAPBài số 3-1. Các thông số của một máy biến áp 250kVA, 2400/480V làm việc ở điện áp định mức, công suất định mức và hệ số công suất cos = 0.82 chậm sau là XnCA = 1.08 và RnCA = 0.123. Máy biến áp làm nhiệm vụ hạ điện áp. Vẽ mạch tương đương và xác định (a) thông số tương đương phía hạ áp; (b) điện áp không tải; (c) độ thay đổi điện áp; (d) tính lại các mục trên nếu máy biến áp làm nhiệm vụ tăng áp và cos = 0.7 vượt trước.

Mạch điện tương đương của máy biến áp:

Tỉ số biến đổi điện áp:

Thông số tương đương phía hạ áp:

Tổng trở tải :

Dòng điện tải:

Điện áp không tải:

30

Z’t = a2Zt

a2jXHA a2RHAjXCA

vZ

1IRCA

2U

a/II 2t1

1U

Zn1

Độ thay đổi điện áp:

Bài số 3-2. Một máy biến áp 333.3kVA, 4160/2400V làm nhiệm vụ hạ điện áp có điện trở và điện kháng tương đương phía cao áp là RnCA = 0.5196 và XnCA = 2.65 . Giả sử máy làm việc ở điện áp định mức, tải định mức và hệ số công suất cos = 0.95 vượt trước. Vẽ mạch tương đương và tính (a) điện áp không tải; (b) độ thay đổi điện áp; (c) tổng trở vào của máy biến áp khi có tải







Tổng trở vào của máy biến áp:

Bài số 3-3. Các thông số của một máy biến áp 250kVA, 4160/2400V làm việc ở điện áp định mức, công suất định mức và hệ số công suất cos = 0.95 vượt trước là XnCA = 2.65 và RnCA = 0.5196. Máy biến áp làm nhiệm vụ hạ

31

điện áp. Vẽ mạch tương đương và xác định (a) thông số tương đương phía hạ áp; (b) điện áp không tải; (c) độ thay đổi điện áp; (d) tổng trở vào của máy biến áp.







Tổng trở vào của máy biến áp: Bài số 3-4. Một máy biến áp 100kVA, 4800/480V có 6V/vòng dây và tổng trở tương đương quy đổi về cao áp là 8.4871o. Máy biến áp làm nhiệm vụ hạ điện áp cung cấp công suất 50kVA tại hệ số công suất cos = 1.0 điện áp 480V. Xác định điện áp khi không tải. Tính độ thay đổi điện áp khi tải có cos = 0.78 chậm sau.


32



Dòng điện tải khi tải có cos = 1:


Tổng trở tải khi tải có cos = 0.78:




Bài số 3-5. Một máy biến áp 37.5kVA, 6900/230V làm nhiệm vụ hạ điện áp ở điện áp định mức, công suất định mức và hệ số công suất cos = 0.68 vượt trước. Điện trở tương đương phía hạ áp là RnHA = 0.0224 và điện kháng tương đương XnHA = 0.0876. Điện kháng từ hóa tương đương phía cao áp là 43617 và điện trở của lõi sắt và 174864. Tính (a) điện áp không tải; (b) độ thay đổi điện áp; (c) tổng trở vào của máy biến áp khi có tải; (d) dòng điện kích thích và tổng trở vào khi không tải.


Tổng trở tương đương quy đổi về cao áp:

33

Tổng trở tải:


Điện áp khi không tải:


Tổng trở từ hóa bằng tổng trở vào khi không tải:

Tổng trở vào khi có tải:

Dòng điện không tải:

Bài số 3-6. Một máy biến áp 500kVA, 7200/600V làm nhiệm vụ hạ điện áp ở điện áp định mức và hệ số công suất cos = 0.83 vượt trước. Điện áp ra khi không tải là 625V. Tính tổng trở tương đương quy đổi về cao áp (bỏ qua điện trở).

Ta có đồ thị vec tơ phía hạ áp:Dòng điện tải:

Tải có cos = 0.83 chậm sau nên:

Theo đồ thị vec tơ ta có:

34

2U2 nHAjI X2E

2I

Giải phương trình ta có:I2XnHA = 712.28V

Như vậy điện kháng tương đương phía hạ áp:


Điện kháng tương đương quy đổi về cao áp:

Bài số 3-7. Một máy biến áp 167kVA, 600/240V có tổng trở phần trăm là 4.1 với 46 vòng dây trên cuộn cao áp làm việc ở tải định mức và hệ số công suất cos = 0.82 vượt trước. Tính (a) độ thay đổi điện áp; (b) điện áp không tải; (c) từ thông trong lõi thép; (d) diện tích tiết diện ngang của lõi thép nếu Bmax

= 1.4T.

Ta coi điện trở của cuộn dây bằng zero, vậy:Xn* = 0.041

Tải có cos = 0.82 vượt trước nên sin = 0.5724Độ thay đổi điện áp trong hệ đơn vị tương đối:

Điện áp ra khi không tải:


Số vòng dây hạ áp:

Từ thông trong lõi thép:

Wb

Tiết diện ngang của lõi thép:

35

Bài số 3-8. Một máy biến áp 150kVA, 2300/240V làm việc ở tải định mức có hệ số công suất cos = 0.9 chậm sau. Điện trở trong hệ đơn vị tương đối là Rn = 0.0127 và điện kháng Xn = 0.038. Tính độ thay đổi điện áp.

Tải có cos = 0.9 chậm sau nên sin = 0.4359Độ thay đổi điện áp trong hệ đơn vị tương đối:

Bài số 3-9. Một máy biến áp 75kVA, 4160/460V làm việc ở tải bằng 76% định mức có hệ số công suất cos = 0.85 vượt trước. Điện trở trong hệ đơn vị tương đối là Rn = 0.016 và điện kháng Xn = 0.0311. Tính độ thay đổi điện áp.

Tải có cos = 0.85 vượt trước nên sin = 0.5268Độ thay đổi điện áp trong hệ đơn vị tương đối:

Bài số 3-9. Một máy biến áp 50kVA, 4370/600V làm việc ở tải bằng 80% định mức có hệ số công suất cos = 0.75 chậm sau. Điện trở trong hệ đơn vị tương đối là Rn = 0.0156 và điện kháng Xn = 0.0316. Tính độ thay đổi điện áp.

Tải có cos = 0.75 chậm sau nên sin = 0.6614Độ thay đổi điện áp trong hệ đơn vị tương đối khi hệ số tải bằng kt là:

Bài số 3-10. Một máy biến áp 50kVA, 450/120V làm việc ở điện áp 120V, công suất định mức và hệ số công suất cos = 0.8 chậm sau. Điện trở phần trăm là R% = 1 và điện kháng phần trăm là X% = 4.4. Tính (a) điện áp không tải; (b) độ thay đổi điện áp; (c) điện áp vào bằng bao nhiêu khi điện áp ra định mức và cos = 0.8 chậm sau.

Tải có cos = 0.8 chậm sau nên sin = 0.6Độ thay đổi điện áp:

36



Điện áp vào:

Bài số 3-11. Một máy biến áp 75kVA, 450/230V làm việc ở điện áp 230V, công suất định mức và hệ số công suất cos = 0.9 chậm sau. Điện trở phần trăm là R% = 1.8 và điện kháng phần trăm là X% = 3.7. Tính (a) điện áp không tải; (b) độ thay đổi điện áp; (c) điện áp vào bằng bao nhiêu khi điện áp ra định mức và cos = 0.9 chậm sau.




Điện áp vào:

Bài số 3-12. Một máy biến áp 50kVA, 480/240V làm việc ở điện áp 240V, công suất định mức và hệ số công suất cos = 0.85 vượt trước. Điện trở phần trăm là R% = 1.1 và điện kháng phần trăm là X% = 4.6. Tính (a) điện áp không tải; (b) độ thay đổi điện áp; (c) điện áp vào bằng bao nhiêu khi điện áp ra định mức và cos = 0.85 vượt trước.



37


Điện áp vào:

Bài số 3-13. Một máy biến áp 200kVA, 2300/230V có điện trở phần trăm là R% = 1.24 và điện kháng tản phần trăm là X% = 4.03. Tính và vẽ độ thay đổi điện áp phần trăm theo cos nằm giữa 0.5 vượt trước và 0.5 chậm sau mỗi lần thay đổi là 10o.


Các lệnh Matlab để vẽ:clcx = -60: 10: 60;a = cos(x*pi/180);b = sin(x*pi/180);y = sqrt((0.011 + a).^2+(0.046 + b).^2) - 1;plot(x, y)

Kết quả vẽ:

Bài số 3-14. Một máy biến áp 150kVA, 7200/600V, 50Hz làm việc trong điều kiện định mức có tổn hao từ trễ là 527W, tổn hao do dòng điện xoáy 373W và tổn hao đồng 2000W. Máy biến áp được dùng trong điều kiện f = 45Hz với từ thông và tổn hao công suất như trong chế độ định mức. Tính điện áp và công suất định mức mới.

Tổn hao do dòng điện xoáy tại f = 45Hz:

W

38

Tổn hao do từ trễ tại f = 45Hz:

W

Tổn hao đồng tại 45Hz:W

Do tổn hao không đổi nên dòng điện tăng lên là:

Do từ thông không đổi nên điện áp đưa vào là:

Công suất định mức mới:

Bài số 3-15. Một máy biến áp 75kVA, 450/120V, 60Hz có R% = 1.75 và X% = 3.92. Hiệu suất của máy khi làm việc ở tải định mức có cos = 0.74 vượt trước, tần số định mức và điện áp định mức là 97.1%. Tính (a) tổn hao công suất trong lõi thép; (b) tổn hao công suất trong lõi thép và hiệu suất khi các điều kiện làm việc không đổi nhưng f = 50Hz biết tỉ số tổn hao từ trễ/tổn hao do dòng điện xoáy Pt/Px = 2.5


Công suất tác dụng của tải:P2 = Sđmcos = 75000 0.74 = 55500W

Tổng tổn hao trong máy biến áp:

W

Điện trở tương đương quy đổi cao áp:

Dòng điện định mức phía cao áp:

39

Tổn hao đồng trong máy:W

Tổn hao tổng lõi thép:W

Tổn hao do từ trễ và dòng điện xoáy:

Px = 98.57W, Pt = 246.43WTổn hao do dòng điện xoáy tại f = 50Hz:

W

Tổn hao do từ trễ tại f = 50Hz:

W

Tổn hao trong lõi khi máy biến áp làm việc với tần số 50Hz:Po = Pt + Px = 82.14 + 205.36 = 373.5W

Tổng tổn hao công suất tại tần số 50Hz:W

Hiệu suất của máy biến áp:

Bài số 3-16. Một máy biến áp 200kVA, 7200/600V, 50Hz làm việc trong điều kiện định mức có cos = 0.9 chậm sau. Tổn hao trong lõi thép trong hệ đơn vị tương đối là 0.0056, điện trở trong hệ đơn vị tương đối là 0.0133 và điện kháng trong hệ đơn vị tương đối là 0.0557. Tính (a) hiệu suất; (b) độ thay đổi điện áp; (c) hiệu suất và độ thay đổi điện áp ở 30% tải định mức và cos = 0.8 chậm sau.

Tổn hao công suất trong lõi thép:W

Điện trở của máy biến áp:


40

Tổn hao đồng trong máy:W

Công suất tác dụng của tải:P2 = Sđmcos = 200000 0.9 = 180000W


Độ thay đổi điện áp ở tải định mức và cos = 0.9, sin = 0.4359:

Khi tải bằng 30% tải định mức và cos = 0.8, sin = 0.6 thì tổn hao trong lõi thép không đổi nên ta có:

WP2 = Sđmcos = 200000 0.8 0.3 = 48000W

Bài số 3-17. Một máy biến áp 50kVA, 2300/230V, 50Hz làm việc với tải có cos = 0.8 chậm sau và dung lượng thay đổi từ 0 đến 120% định mức. Tổn hao phần trăm trong lõi thép là 4.2, điện trở phần trăm là 1.56 và điện kháng phần trăm là 3.16. Tính và vẽ đường cong hiệu suất của máy biến áp từ không tải đến 120% tải định mức, mỗi lần thay đổi 2kVA.

Máy biến áp làm việc với cos = 0.8 nên sin = 0.6. Tổn hao trong thép không thay đổi và ta có:

WĐiện trở của máy biến áp:


41

Tổn hao đồng phụ thuộc vào độ lớn của tải:W

Công suất tác dụng của tải:W


Các lệnh Matlab để vẽ:clckt = 0:0.04:1.2;n = 40000*kt./(40000*kt+2100+1622.4*kt.^2);plot(kt, n)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.40

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Bài số 3-18. Thí nghiệm ngắn mạch thực hiên trên một máy biến áp 150kVA, 4600/230V, 50Hz cho kết quả :

Un = 182V, In = 32,8A, Pn = 1902WTính (a) điện trở và điện kháng trong hệ đơn vị tương đối; (b) độ thay đổi điện áp khi máy biến áp làm việc với cos = 0.8 chậm sau.

Tổng trở cơ sở:

42

Điện trở ngắn mạch:

Tổng trở ngắn mạch:

Điện kháng ngắn mạch:

Độ thay đổi điện áp của máy biến áp:

Bài số 3-19. Thí nghiệm ngắn mạch và không tải thực hiện trên một máy biến áp 50kVA, 2400/600V, 50Hz cho kết quả:

Un = 76.4V, In = 20.8A, Pn = 754W, Uo = 600V, Io = 3.34A, Po = 484WTính (a) các thông số tương đương phía cao áp; (b) hiệu suất khi máy biến áp làm việc ở tải định mức với cos = 0.92 chậm sau.





43


Điện trở mạch từ hóa:

Dòng điện từ hóa:

Điện kháng hỗ cảm:

Với tải có cos = 0.92 thì sin = 0.3919 nên độ thay đổi điện áp của máy biến áp:

Công suất tác dụng của tải:

WHiệu suất của máy biến áp:


Un = 513V, In = 3.6A, Pn = 465W, Uo = 230V, Io = 5.4A, Po = 260WTính (a) điện kháng từ hóa quy đổi về phía cao áp; (b) các thông số trong hệ đơn vị tương đối; (c) hiệu suất; (d) độ thay đổi điện áp khi máy biến áp làm việc ở tải bằng 0.65 định mức với cos = 0.84 vượt trước; (e) điện áp hạ áp khi không tải; (f) điện áp sơ cấp khi phía hạ áp hở mạch.

Tỉ số biến đổi điện áp:44










45

Với tải có cos = 0.84 thì sin = 0.5426 nên độ thay đổi điện áp của máy biến áp khi kt = 0.65 là:

Điện áp phía hạ áp khi không tải:

Điện áp phía cao áp khi không tải:


Un = 172.3V, In = 20.2A, Pn = 1046W, Uo = 230V, Io = 14A, Po = 60WTính (a) điện kháng từ hóa quy đổi về phía cao áp; (b) các thông số trong hệ đơn vị tương đối; (c) hiệu suất; (d) độ thay đổi điện áp khi máy biến áp làm việc ở tải bằng 0,85 định mức với cos = 0.89 chậm sau; (e) điện áp sơ cấp khi phía hạ áp hở mạch.






46






Với tải có cos = 0.89 thì sin = 0.456 nên độ thay đổi điện áp của máy biến áp khi kt = 0.85 là:

Điện áp phía hạ áp khi không tải:

Điện áp phía cao áp khi không tải:

Bài số 3.22. Hai MBA một pha A và B có công suất 100kVA làm việc song song. Tỉ số điện áp không tải và tổng trở ngắn mạch % tương ứng được cho ở bảng như sau:

Máy bién áp Điện áp Rn% Xn% A 2300-400 1.36 3.50 B 2300-410 1.40 3.32

Xác định (a) dòng điện cân bằng trong mạch thứ cấp; (b) dòng điện cân bằng % so với dòng định mức của máy A (c) sự khác nhau của tỉ số biến đổi điện áp (%) so với trị số trung bình của nó.

Dòng định mức phía hạ áp của hai máy biến áp:

47

Tổng trở tương đương của mỗi máy quy đổi về phía hạ áp:

Dòng điện cân bằng:

Sự khác nhau của tỉ số biến đổi điện áp:

Bài số 3-23. Hai máy biến áp 50kVA có các thông số:A: 4800/482V, RnHA = 0.0688, XnHA = 0.1449

B: 4800/470V, RnHA = 0.0629, XnHA = 0.1634làm việc song song với điện áp sơ cấp 4800V. Tính dòng điện cân bằng.

Dòng điện cân bằng:

Bài số 3-24. Máy biến áp A 75kVA, 4800/432V được nối song song với máy biến áp B mà ta chưa biết chính xác tỉ số biến đổi điện áp. Các máy biến áp làm nhiệm vụ hạ điện áp và có dòng điện cân bằng là 37.32-63.37oA. Tổng

48

trở được xác định từ thí nghiệm ngắn mạch, quy đổi về phía hạ áp là ZnA = 0.079962o, ZnB = 0.067665o. Tính tỉ số biến đổi điện áp của máy B.

Điện áp hạ áp của máy biến áp B là:

Tỉ số biến đổi điện áp của máy biến áp B:

Bài số 3-25. Hai máy biến áp 100kVA, 2400/240V làm việc song song để cung cấp cho một tải có P = 150kW, cos = 0.8 chậm sau. Hai máy có cùng tỉ số biến đổi điện áp và tổng trở tương đương phía cao áp là (0.869 + j2.38) và (0.853 + j3.21). Xác định dòng điện cao áp của mỗi máy biến áp nếu điện áp sơ cấp là 2470V.

Dung lượng của tải:


Điện áp thứ cấp:

Tổng trở của tải:

Tổng trở tương đương của 2 máy biến áp làm việc song song:

Dòng điện đưa vào phía cao áp của 2 máy biến áp:

49

Dòng điện cao áp của máy biến áp A:

Dòng điện cao áp của máy biến áp B:

Bài số 3-26. Hai máy biến áp 167kVA, 4800/480V làm việc song song để cung cấp cho một tải 480V, 200kVA, cos = 0.72 chậm sau. Tổng trở phần trăm của các máy là ZA = (1.11 + j3.76)% và ZB = (1.46 + j4.81)%. Vẽ mạch tương đương và xác định (a) dòng điện tải tổng; (b) dòng điện thứ cấp của mỗi máy biến áp.

Tổng trở của các máy biến áp:

Tổng dẫn của các máy biến áp:

Tổng dẫn toàn mạch:

Dòng điện tải tổng:

Dòng điện tải của các máy:

Bài số 3-27. Hai máy biến áp 75kVA, 7200/240V làm việc song song. Tổng trở trong hệ đơn vị tương đối của các máy là ZA = (0.0121 + j0.0551) và ZB

= (0.0201 + j0.0382). Dòng điện thứ cấp của mỗi máy biến áp bằng bao nhiêu phần trăm dòng điện tải tổng?

50



Dòng điện tải trong các máy:

Bài số 3-28. Ba máy biến áp 200kVA, 2400/120 V có các thông số:A: R% = 1.3; X% = 3.62

B: R% = 1.2; X% = 4.02C: R% = 1.23; X% = 5.31

làm việc song song để cung cấp cho tải 500kVA, cos = 1. Tính dòng điện trong mỗi máy.




51

Bài số 3-29. Ba máy biến áp 500kVA, 7200/600V làm việc song song từ nguồn 7200V. Tổng trở phần trăm của các máy là ZA% = 5.34%, ZB% = 6.08% và ZC% = 4.24%. Máy biến áp B cung cấp bao nhiêu phần trăm dòng dòng điện tải tổng?




Bài số 3-30. Các máy biến áp 50kVA, 2400/240 V và 75kVA, 2400/240V có các thông số: ZA% = 3.53%, ZB% = 2.48% làm việc song song. Hai máy có thể cung cấp cho tải 125kVA mà không máy nào bị quá tải không (bỏ qua điện trở của các máy)?


52


Dòng điện tải tổng là:

Dòng điện định mức của các máy biến áp:


Như vậy máy biến áp B bị quá tải

Bài số 3-31. Các máy biến áp 100kVA, 2400/480 V, 167kVA, 2400/480V và 250kVA, 2400/480V có các thông số: ZA% = 3.68%, ZB% = 4.02% và Zc% = 4.25% làm việc song song. Hai máy có thể cung cấp cho tải 400kVA, cos = 0.8 chậm sau mà không máy nào bị quá tải không (bỏ qua điện trở của các máy).

Do tải tổng là St = 400kVA nên chỉ cần máy biến áp B và C làm việc song song là đủ. Tổng trở của các máy biến áp:


53

Dòng điện tải tổng là:

Dòng điện định mức của các máy biến áp:


Như vậy chỉ cần máy B làm việc song song với máy C để cung cấp cho tải mà không máy nào bị quá tải.Bài số 3-32. Một tổ máy biến áp 3 pha gồm 3 máy biến áp một pha dùng để cung cấp cho một tải 3 pha đối xứng có dung lượng 750kVA, điện áp ra là 450V. Điện áp 3 pha đưa vào tổ máy là 2400V. Tính (a) tỉ số biến đổi điện áp của tổ máy biến áp và của từng máy biến áp nếu chúng được nối /Y; (b) tỉ số biến đổi điện áp của tổ máy biến áp và của từng máy biến áp nếu chúng được nối Y/Y.

Tỉ số biến đổi điện áp của tổ máy biến áp được tính là tỉ số giữa điện áp dây cao áp và điện áp dây hạ áp:

Tỉ số biến đổi điện áp của mỗi máy biến áp là tỉ số giữa các điện áp pha. Do cao áp nối nên điện áp pha là 2400V. Phía hạ áp nối Y nên ta có:

Khi nối Y/Y ta có:54

Bài số 3-33. Một tổ máy biến áp 3 pha 500kVA gồm ba máy biến áp một pha nối /, được nối song song với một tổ máy biến áp 3 pha 400kVA gồm ba máy biến áp một pha nối /Y. Cả hai tổ máy biến áp có tỉ số biến đổi điện áp là 7200/240V. Tổng trở của tổ máy biến áp 500kVA là 2.2% và của tổ máy biến áp /Y là 3.1% tính theo các đại lượng cơ sở của chúng. Tính dòng điện cân bằng.

Ta gọi máy A là máy nối / và máy B là máy nối /Y. Các thông số của máy biến áp A và B:

Dòng điện cân bằng chạy trong hai máy:

Bài số 3-34. Một máy biến áp 3 pha 200kVA, 4600/460(Y)/266()V được nối song song với một máy biến áp 3 pha 200kVA, 4600/460V, Y/Y. Tổng trở trên một pha của máy biến áp nối Y/Y là 0.048872.33o và của máy biến áp /Y là 0.04268.42o tính theo các đại lượng cơ sở của chúng. Tính dòng điện cân bằng.Ta gọi máy A là máy nối / và máy B là máy nối /Y. Các thông số của máy biến áp A và B:

Dòng điện cân bằng chạy trong hai máy:

55

Bài số 3.35. Một MBA 3 pha có tổ nối dây Y/Y, 630kVA, 6000/400V có dòng điện không 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 dòng điện định mức, dòng không tải, hệ số công suất coso.b. Tính các thông số của mạch điện thay thế chính xác của MBAc. Xác định hệ số tải để hiệu suất cực đại.d. Tính điện áp thứ cấp lúc không tải và hiệu suất khi hệ số tải bằng 0.5

và cos2 = 0.8 (R-L).

Dòng điện định mức của máy biến áp:


Hệ số công suất khi không tải:

Thông số của mạch điện thay thế:

56

Hệ số tải tương ứng với công suất cực đại:

Độ thay đổi điện áp khi kt = 0.5, cos = 0.8, sin = 0. 6 là:

Bài số 3.36. Một MBA 3 pha có tổ nối dây Y/Y, 400kVA, 35/0.4kV có dòng điện không tải io%= 1.5%; điện áp ngắn mạch un% = 5%; tổn hao không tải Po = 920W; tổn hao ngắn mạch Pn = 4600W.

a. Tìm dòng điện định mức, dòng không tải, hệ số công suất coso.b. Tính các thông số của mạch điện thay thế chính xác của MBAc. Xác định hệ số tải để hiệu suất cực đại.d. Tính điện áp sơ cấp (từ mạch điện thay thế câu b) và hiệu suất khi máy

làm việc với 70% tải, điện áp trên tải lúc này bằng 380V và hệ số công suất cuả tải cos2 = 0.8 (tải R-L). Dòng điện định mức của máy biến áp:


Hệ số công suất khi không tải:

Thông số của mạch điện thay thế:

57

Hệ số tải tương ứng với công suất cực đại:

Độ thay đổi điện áp khi kt = 0.7, cos = 0.8, sin = 0. 6 là:

CHƯƠNG 5: CÁC MÁY BIẾN ÁP ĐẶC BIỆTBài 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% =

58

6; unR12% = 1; unR13% = 0.65; un23% = 0.8. Xác định (a) các tham số và vẽ mạch điện thay thế đơn giản MBA. Phía cao áp được nối với nguồn, phía điện áp trung bình có tải 3000kVA và cos2 = 0.8; dây quấn điện áp thấp có tải 6000kVA và cos3 = 0.8. Tính (b) u12% và 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 và u13% = 5,22.Các dòng điện pha định mức của máy biến áp:

Quy đổi về sơ cấp ta có:

Các điện áp ngắn mạch của máy biến áp:

Các tổng trở của máy biến áp:59

Tổng trở của các dây quấn:

Độ thay đổi điện áp của máy biến áp:

60

VBài tập 5-2. Một MBA ba pha hai dây quấn Sđm = 3200kVA; 35/6kV; 52.5/307.5A; Y/Y-12; un% = 6.94; unR% = 1.04; Pfe = 9.53kW; Pn = 32.5kW. Bây giờ đem nối lại thành MBA tự ngẫu. Trình bày (a) cách nối dây MBA hai dây quấn thành MBA tự ngẫu. Tính (b) công suất toàn phần truyền dẫn trực tiếp và công suất thiết kế MBA; (c) hiệu suất MBA ở tải định mức với cos = 0.8; (d) dòng điện ngắn mạch của MBA tự ngẫu.

Sơ đồ nối máy biến áp như hình bên.Dòng điện trong các dây quấn:

Dòng điện trong cuộn dây chung:

Công suất truyền tải của máy biến áp:


Tổng trở ngắn mạch của máy biến áp thường quy đổi về hạ áp:

61

UCA

UHA

ICA IHA

x

a

A

X

E1I1

E2 I2

U1,N1

U2,N2

Khi nối thành máy biến áp tăng áp thì tổng trở ngắn mạch là:

Dòng ngắn mạch khi máy biến áp làm nhiệm vụ tăng áp:

Dòng ngắn mạch khi ,àm nhiệm vụ hạ áp:

Bài tập 5-3. Một MBA tự ngẫu một pha có điện áp 2300/450V, f = 60Hz, vận hành giảm áp và cung cấp cho tải có tổng trở 210o . Bỏ qua tổn hao và từ thông tản trong máy, hãy xác định: (a) dòng điện tải; (b) dòng điện vào phía cao áp; (c) dòng điện (biến đổi điện áp) trong cuộn dây chung; (d) công suất toàn phần truyền dẫn trực tiếp và công suất biến đổi (thiết kế) qua MBA.


Dòng điện phía cao áp:

Dòng điện trong cuộn dây chung:

Công suất :

Bài tập 5-4. Một MBA tự ngẫu một pha vận hành tăng áp có tỉ số biến đổi điện áp a’=4 được nối với nguồn có điện áp 600V. Phía cao áp nối với tải có công suất 100kVA, hệ số công suất 0.8 (chậm sau). Bỏ qua tổn hao và từ thông tản trong máy, hãy vẽ mạch điện và xác định: (a) điện áp phía thứ cấp; (b) dòng điện tải, (c) dòng điện trong cuộn dây sơ; (d) dòng điện trong cuộn dây sơ cấp.

Điện áp thứ cấp(cao áp):

62


Dòng điện sơ cấp:

Dòng điện trong cuộn sơ cấp:

Bài tập 5-5. Một MBA tự ngẫu một pha có tổng số vòng là 600, trong đó dây quấn thứ cấp là 200 vòng. Phía cao áp được 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 và từ thông tản trong máy, hãy xác định (a) điện áp phía thứ cấp; (b) dòng điện sơ cấp và thứ cấp; (c) công suất toàn phần truyền dẫn trực tiếp; (d) công suất thiết kế MBA; (d) từ thông cực đại trong lõi thép.

Đáp số: (a) 800V; (b) 2A, 6A; (c) 1600VA; (d) 3200VA; (e) 0,015Wb

Số vòng dây sơ cấp:

Điện áp thứ cấp:



Công suất thiết kế:

Công suất truyền dẫn trực tiếp:

Từ thông trong lõi thép:

Wb

Bài tập 5-6. Một MBA tự ngẫu một pha có công suất 100kVA, 440/240V, 60Hz cung cấp cho tải thuần trở công suất 8kW, 240V và một động cơ 10hp, 240V, 60Hz. Động cơ đang vận hành 90% tải, cos = 0.86 chậm sau, hiệu

63

suất 88%. Bỏ qua tổn hao và từ thông tản trong máy, hãy tính (a) công suất toàn phần mà nguồn cung cấp cho MBA; (b) công suất toàn phần truyền dẫn trực tiếp và công suất thiết kế MBA.Công suất động cơ tiêu thụ từ lưới điện:

Tổng công suất của tải bằng công suất nguồn cung cấp cho máy biến áp:W

VArVA



Công suất thiết kế:

Công suất truyền dẫn trực tiếp:

64

Documents

Giai bai tap ch3 vận hành máy biến áp.doc