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% = 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:

61

Các tổng trở của máy biến áp:

Tổng trở của các dây quấn:

Độ thay đổi điện áp của máy biến áp:

62

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:

Hiệu suất của máy biến áp:

63

UCA

UHA

ICA IHA

x

a

A

X

E1I1

E2 I2

U1,N1

U2,N2

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

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 tải:

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

64

điện tải, (c) dòng điện trong cuộn dây sơ; (d) dòng điện trong cuộn dây sơ cấp.

Điện áp thứ cấp(cao áp):

Dòng điện tải:

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:

Dòng điện tải:

Dòng điện sơ cấp:

Công suất thiết kế:

Công suất truyền dẫn trực tiếp:

Từ thông trong lõi thép:

65

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 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

Dòng điện tải:

Dòng điện sơ cấp:

Công suất thiết kế:

Công suất truyền dẫn trực tiếp:

66