Bài giải mẫu máy điện | Trường đại học Điện Lực

BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆ N
BÀI GIẢI MẪU MÁY ĐIỆN MÁY BIẾN ÁP 1)Một máy biến áp m t
ộ pha 200KVA, 6600/400V, 50HZ có 80 vòng dây quấn th c ứ ấp. Hãy tính
a)Giá trị gần đúng của dòng điện sơ cấp và th c ứ ấp
b)Số vòng dây quấn sơ cấp gần đúng c)Gỉa s M ử
BA không tải tính giá trị cực đại của từ thông.
Nếu MBA này được dùng ở ồn điệ ngu
n có tần số 25HZ, hãy tính:
d)Điện áp sơ cấp giả sử rằng từ thông tăng lên khoả ng 10% e)Giả s m ử
ật độ dòng điện trong dây quấn không đổi, hãy tính sông suất biểu kiến c a ủ MBA Giải :
a)Dòng điện đầy tải (định mức) sơ cấp của MBA
Dòng điện đầy tải (định mức) thứ cấp của MBA b)Ta có: Nên: c)Ta có : Nên : = 0,0225weber (Wb) d)Giá trị t ừ
thông tăng 10% là : 0,0225x1,1 =0,02475Wb GV LÝ BÌNH SƠ N Page 1 BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆ N
Giá trị điện áp sơ cấp :
e)Công suất biểu kiến của MBA khi mật độ dòng điện trong dây quấn không dây quấn không đổi: )Một MBA m t ộ pha có s vòng dây qu ố vòng dây qu ấn sơ là 480 vòng, số
ấn thứ cấp là 90 vòng. Từ áp c a
ủ mạch từ MBA là F = 807,5Ampe.Vòng và t n hao s ổ ắt từ c a ủ MBA Pfe là 464W. Một
điện áp 2200V tần số 50HZ được đặt vào MBA .Giả sử m t ật độ ừ thông c i
ực đạ trong lõi thép là 1,1WB/m2 khi. Hãy tính:
a)Tiết diện mặt cắt của lõi thép MBA
b)Điện áp thứ cấp lúc không tải Giải: a)Ta có : Nên : = 0,0206 Wb
Tiết diện mặt cắt của lõi thép MBA
b)Điện áp thứ cấp lúc không tải: 3)Một MBA m t
ộ pha 25KVA, 480/240V. Hỏi :
a)Công suất biểu kiến của MBA, nh m điện áp đị
ức sơ cấp, điện áp định m c ứ thứ cấp, điện áp
không tải thứ cấp, tỉ s M ố BA ( b ỏ p, t
qua điện áp rơi trên dây quấn sơ cấ h c ứ ấp)
b)Dòng điện định mức sơ cấp, thứ cấp GV LÝ BÌNH SƠ N Page 2 BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆ N Giải :
a)Công suất biểu kiến của MBA Sđm = 25KVA nh m điện áp đị
ức sơ cấp : 480V, điện áp định mức th c
ứ ấp :240V, điện áp không tải chính là
điện áp định mức thứ cấp :240V Tỉ s M ố BA : E1 k  E2 U1 480 k    2
Bỏ qua điện áp rơi trên dây quấn sơ cấp, thứ cấp U 2 240
b)Dòng điện định mức sơ cấp, thứ cấp 3
Sơ cấp : Bỏ qua tổn hao của MBA S 25 1 . 0 I đm    52 0 , A 8 1 U 480 đm S 25 1 . 03 đm Thứ cấp : I    104 1 , 6A 2 U 240 đm 4)Một máy biến áp m t
ộ pha 5KVA , E1/E2 = 240/120V, R1 = 0,06 ôm, R2 =0,015 ôm, X1=0,18
ôm, X2 = 0,045 ôm, điện trở tương ứ
ng với tổn hao mạch từ Rm =1200 ôm, điện kháng từ hóa
Xm = 400 ôm. Hãy qui đổi các đại lượng thứ cấp về p và v sơ cấ ẽ sơ đồ a tương đương củ máy biến áp trên Giải : Hệ s m
ố áy biến áp k = E1/E2 = 240/120 =2 Điện trở n kháng X R2, điệ 2 qui về p : sơ cấ ' R  2 k R 22  0 , 0 15  0 , 0 6  ' X  2 k X 22  0 , 0 45  1 , 0 8  2 2 2 2
Sức điện động thứ cấp qui đổi về sơ cấp :
E '  kE    2 2 2 120 24 V 0 Nhận xét : ' R  R ' X  X ' E  E 2 1 2 1 2 1 Sơ đồ tương đương : GV LÝ BÌNH SƠ N Page 3 BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆ N
5)Máy biến áp một pha R1 = 0,35 ; X1 = 3,93 ; R2 = 0,037 ; X2 = 0,42 ; U1 = 0 20210V; U20 = 6600V; I
= 2 00W. nh các tham số của mạch điện tương đương (R0, X0,R2’, 0 = 12,3A; P0 X ’) và hệ 2
số công suất lúc thí nghiệm không tải? Giải U 6600 P 26600 Z  Z  0  1643 1 ,  R  R  0  175 8 , 2  m o I m 0 12 3 , 2 I 12 3 , 2 o o X  X  2 Z  2 R  16431 , 2 175 8 , 22 1633 6 , 7  m o o o Tỉ s M ố BA : E U 20210 1 10 k     0 . 3 6 E U 6600 2 20 ' 2 2 ' R  2 k R  0 , 3 62 x 0 , 0 37  3 , 0 5  X  k X  0 , 3 6 x 4 , 0 2  9 , 3 3  2 2 2 2 P0 26600 cos    1 , 0 07 0 U I  0 0 20210 12 3 , Hoặc : 6)Một MBA m t
ộ pha 25KVA, 480/240V qua thí nghiệm ngắn m c ạch thu đượ các s ố liệu sau :Un
=37,2V, In =51,9A, Pn=750W. Hãy xác định :
Điện trở R1,R2 ,điện kháng X1, X2 và hệ số công suất ? Giải : P 750 R  n   2 , 0 8  n a có : Điệ 2 2 n trở ngắn mạch I 51 9 , n GV LÝ BÌNH SƠ N Page 4 BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆ N U 3 , 7 2 Tổng trở ngắn mạch : Z  n   7 , 0 2  n I 51 9 , n
Suy ra điện kháng ngắn mạch : X  2 Z  2 R  7 , 0 22  , 0 282  , 0 66  n n n Hệ s M ố BA : Ta có : P 750 n Hệ s c
ố ông suất lúc thí nghiệm ngắn mạch : cos    3 , 0 9 n U I 3 , 7 2 51 9 , n n Hoặc : 7)Một máy biến áp m t
ộ pha 15KVA,2400/240V, 60HZ có các tham s c
ố ủa mạch tương đương như sau:
MBA này đang cung cấp cho một phụ tải 10KW, hệ số công suất cos =0,8 trễ ở điện áp đị nh mức. Hãy tính:
a) Dòng điện ngõ vào I1; b) Điện áp ngõ vào U1. c)Hệ s c
ố ông suất ngõ vào cos 1 GV LÝ BÌNH SƠ N Page 5 BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆ N
d)Tính hiệu suất MBA ở ph t ụ ải trên Giải:
Dòng điện thứ cấp khi phụ tải 10KW, cos =0,8 trễ ở điện áp đị nh mức: Chọn điện áp 󰇗 làm gốc nên 󰇗 , và 󰇗 ( ) A
a có sơ đồ tương của MBA như sau :
Qui đổi các đại lượng về sơ cấp : • • • • Từ
sơ đồ tương đương ta có : 󰇗 󰇗 󰇗 ( ) ( ) Ta có : 󰇗 󰇗 Dòng không t i ả : GV LÝ BÌNH SƠ N Page 6 BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆ N 󰇗 󰇗
Dòng điện sơ cấp MBA : 󰇗 󰇗 󰇗
Điện áp ngõ vào :
󰇗 󰇗 󰇗 ( ) =2432 0,5 + 5,268 -36,63.(2,5 +j7)= 2464,85 1 V
c)Tính cos 1 : ( 󰇗 ( ) 󰇗 ) ( ) ( ) 0,792
d)Hiệu suất MBA : Ta có : 1 = 2464,85 Hiệu suất MBA :
8)Một máy biến áp (MBA) ba pha có các thông số: Sđm = 400kVA đấu Δ/yn-11; U1đm/U2đm =
15kV 0,4kV. ỉ số biến áp (k) là bao nhiêu Giải : Đấ Δ u /yn t u t
ức sơ cấp đấ am giác (Delta), thứ c u hì ấp đấ
nh ngôi sao (y), chữ n có nghĩa thứ cấp
có dây trung t nh . Để tính tỉ số MBA ta đi tìm điện áp pha sơ cấp và điện áp pha thứ cấp
Do sơ cấp đấu hình tam giác nên điện áp pha bằng điện áp dây : Vậy : U  U  15KV 1 p 1d Do thứ c n á
ấp đấu hình sao nên điệ p pha b
ằng điện áp dây chia căn ba: GV LÝ BÌNH SƠ N Page 7 BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆ N Vậy : Tỉ s c ố a ủ MBA : U , 0 4KV 2 U d   2 p 3 3 U 1p 15 15. 3 k    U , 0 4 , 0 4 2p 3
9)Máy biến áp ba pha có các thông số: S= 400kVA đấu Y yn-12; U ỏ 1/U2 = 22kV/0,4kV. H i :
a)Công suất định mức, điện áp định mức sơ cấp, thứ cấp ?
b)Dòng điện sớ cấp, thứ cấp, bỏ qua tổn hao của MBA ? Giải:
a)Công suất định mức tức công su
ất ghi trên nhãn máy , Sđm =400KVA
Điện áp định mức sơ cấp, giá trị dây U1đm = 22KV, điện áp đị
nh mức thứ cấp, giá trị dây U2đm = 0,4KV
b)Dòng điện định mức sơ cấp : S 400KVA I đm    577 3 , 5A 2đm U . 3 3  , 0 4KV
Dòng điện định mức thứ cấp : 2 đm S 400 KVA I đm   10 5 , A đ 1 m U . 3 3 22KV đ 1 m
10)Một máy biến áp ba pha có công suất định mức là 5 0 kVA, U1đm/U2đm: 15kV 0,4kV, đấu /yn-11; I
= 500W hệ số công suất tải cos
0 % = 2%; Un% = 4,5%; P0 = 1300W; Pn 2 = 0,8.
Tính các giá trị Ro, Xo, Zo,Rm, Xm, Zm, cos o ? Giải :
Tính Ro,Xo,Zo,Rm,Xm,Zm :
Muốn tính Ro phải tính Io, muốn tính Io phải t nh I1đm pha : S 56 K 0 VA I đm    21 5 , 5 A I 21 5 , 5 đ 1 md I đ 1 md   1  , 2 44 A đ  1 mp 3 U . 3 15KV 1đm 3 3 heo đề bài : 2 I  % 2 I  x1 , 2 44  , 0 25A 0 đ 1 m 100 Ta có : P0 1300 R    6933  3 , 0 3 2 I  3 2 , 0 52 0p GV LÝ BÌNH SƠ N Page 8 BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆ N 3 U U 1đmp 15 1 . 0 Z  0   60000  o I I 2 , 0 5 0 0 p Tính Xo : 2 2 2 2 X 
Z  R  60000 6933 3 , 59598  0 0 0
Do R1<< Rm nên Ro =R1 + Rm = Rm = 6933,3
Do X1<Tính cos o : P P 0 0 1300 cos o     , 0 232 . 3U .I 3.U .I 3 15000 21 5 , 5 0 0 1d 0d Hoặc P P 1300 cos 0 0 o     , 0 232 . 3 U .I . 3 U .I 3 p p 1500012 4 , 4 0 0 1 0 R 6933 3 , o Hoặc : cos o    , 0 2 Z 34641 o
BÀI TẬP MBA :
A.MBA MỘT PHA: 1)Một MBA m t
ộ pha 2200/400V, 50HZ, lõi thép có tiết diện mặt cắt 180cm2, s vòng dây qu ố ấn thứ cấp là 80 vòng, ả dòng không t i ( ) a)Từ thông c i
ực đạ trong lõi thép(0,0225Wb)
b)Mật độ từ thông cực đại trong lõi thép(1,25Wb/m2 (T))
c)Số vòng dây quấn thứ cấp(80 vòng) d)Tỉ s ố p và t dòng điện sơ cấ hứ cấp(0,1818) e)Sức t ừ ng t độ
ạo ra bởi cuộn dây sơ cấp(440A.vòng)
f)Từ trở tương ứng với tổn hao của mạch từ MBA(19555,6A.vòng/Wb) 2)Một MBA m t ộ pha có s vòng dây qu ố vòng dây qu ấn sơ là 480 vòng, số ấn th c ứ ấp là 90 vòng. Từ áp c a
ủ mạch từ MBA là F = 807,5Ampe.Vòng. Một điện áp 2200V tần s ố 50HZ được đặt vào MBA .Giả s m ử t ật độ t ừ hông c i
ực đạ trong lõi thép là 1,1WB/m2 khi. Hãy tính:
a)Tiết diện mặt cắt của lõi thép MBA( ) GV LÝ BÌNH SƠ N Page 9 BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆ N b)Từ trở c a
ủ lõi thép MBA(39199A.vòng/Wb)
c)Điện áp thứ cấp lúc không tải(41,25V)
3)Một MBA một pha 10500KVA, 110/11KV có các thông s s ố au:
Tổn hao không tải Po =29,5KW, t n hao ng ổ ắn m n á ạch Pn =81,5KW, điệ p ngắn mạch phần trăm
=3,3%, dòng điện không tải phần trăm Io% :10,5%. Hãy t nh :
a)Dòng điện định mức sơ cấp ( ), dòng điện không tải Io(95,45A; 10A)
b)Điện áp trong thí nghiệm ngắn mạch U ( n 3,63KV)
c)Tổng trở ngắn mạch Z (38Ω),điệ n
n trở ngắn mạch Rn(8,95 Ω),điện kháng ngắn mạch X ( n 36,93 Ω)
d)Điện trở sơ cấp R1(4,475 Ω),điện trở thứ cấp qui về sơ cấp R2’(4,475 Ω),điện trở thứ cấp R2(0,04475 Ω)
e)Tổng trở không tải Zo(11K Ω ), điện trở không Ro(295 Ω),điện kháng không tải X ( o 10,996K Ω)
f)Tổng trở nhánh từ hóa Zm(11K Ω), điện trở tương ứng với tổn hao mạch từ Rm(295 Ω), điện kháng từ hóa(10,99 K Ω) g)Hệ s c
ố ông suất không tải cos o(0,268), Hệ s c
ố ông suất ngắn mạch cos n(0,235)
h)Điện áp ngắn mạch thành phần điện trở Unr(854,3V),điện áp ngắn mạch thành phần điện
kháng Unx(3525V), điện áp ngắn mạch thành phần điện trở ần trăm Unr%(7,7 .10 ph -3%), điện
áp ngắn mạch thành phần điện kháng phần trăm Unx%(0,032%) i)Giả s M ử BA trên cung cấp cho m t ộ ph t ụ ải có hệ s c
ố ông suất là cos =0,8 trễ và hệ s t ố ải
=0,7, t nh độ sut áp phần trăm và hiệu suất của MBA?
j)Làm lại câu i khi cos =0,8 sớm ? 4)Một MBA m t
ộ pha 10500KVA, 121/11KV có các thông s s ố au : =5,41 Ω X1= 2,99 Ω 2 R =0,045 Ω X =0,19Ω 2 2 R =355,5 Ω X =13277 Ω. m m
a)Hãy t nh điện trở, điện kháng thứ cấp qui đổi về sơ cấp( 5,41Ω, )
b)Điện trở ngắn mạch (10,82 Ω), điện kháng ngắn mạch (45,98 Ω), tổng trở ngắn mạch Zn(47,23 Ω) GV LÝ BÌNH SƠ N Page 10