VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP

Chia sẻ: Minh Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

1
475
lượt xem
218
download

VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP

  1. CHƯƠNG 3: VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP.GIAI BAI TAP Bài 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: Zn1 & RCA jXCA a2jXHA a2RHA   /a I1t I 2 I1  Z & Z’t = a2Zt U1 v U 2 Tỉ số biến đổi điện áp: 2400 a 5 480 Thông số tương đương phía hạ áp: R nCA 0.123 R nHA   2  0.0049 a2 5 X 1.08 X nHA  nCA  2  0.0432 2 a 5 Z nHA  0.0049  j0.0432  0.043583.53o  Tổng trở tải : U2 480 2 zt  2   0.9216 Sdm 250  10 3 Z t  0.921634.92o  Dòng điện tải: & & U It  2  480  520.83  34.92o A Z t 0.921634.92 Điện áp không tải: & & & E HA  U 2  I t Z nHA  480  520.83  34.92o  0.043583.53o  495.2641.96o V Độ thay đổi điện áp: EHA  U 2 495.264  480 U    0.0318  3.18% U2 480 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 Tỉ số biến đổi điện áp: 4160 a  1.733 2400 Thông số tương đương phía hạ áp: 30
  2. R nCA 0.5196 R nHA    0.173 a2 1.7332 X 2.65 X nHA  nCA  2  0.882 a 1.73 2 Z nHA  0.173  j0.882  0.898878.9o  Tổng trở tải : U2 2400 2 zt  2   17.297  Sdm 333  10 3 Z t  17.297   18.19 o  (16.433  j5.3995) Z  a 2 Z t  1.732  17.297   18.19o  51.968  18.19o  (49.371  j16.223) t Dòng điện tải: & & U It  2  2400  138.7518.19o A o Z t 17.297   18.19 Điện áp không tải: & & & E HA  U 2  I t Z nHA  2400  138.7518.19o  0.898878.9o  2387.82.971o V Độ thay đổi điện áp: EHA  U 2 2387.8  2400 U    0.00508  0.508% U2 2400 Tổng trở vào của máy biến áp: Z v  Z nCA  Z  0.5196  j2.65  49.371  j16.223  49.891 -j13.573 = 51.7-15.22o  t 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 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. Tỉ số biến đổi điện áp: 4160 a  1.733 2400 Thông số tương đương phía hạ áp: R nCA 0.5196 R nHA    0.173 a2 1.7332 X 2.65 X nHA  nCA  2  0.882 a 1.73 2 Z nHA  0.173  j0.882  0.898878.9o  Tổng trở tải : U2 2400 2 zt  2   23.04 Sdm 250  10 3 Z t  23.04  18.19o  (21.89  j7.192) Z  a 2 Z t  1.7332  23.04  18.19o  30.93  18.19o  (28.384  j9.655) t Dòng điện tải: & & U It  2  2400  104.17 18.19 o A o Z t 23.04  18.19 31
  3. Điện áp không tải: & & & E HA  U 2  I t Z nHA  2400  104.17 18.19o  0.898878.9o  2390.22.23o V Độ thay đổi điện áp: EHA  U 2 2390.2  2400 U    0.00408  0.408% U2 2400 Tổng trở vào của máy biến áp: Z v  Z nCA  Z  0.5196  j2.65  28.384  j9.655  29.74-13.63o  t 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 8.4871o. 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. Tỉ số biến đổi điện áp: 4800 a  10 480 Thông số tương đương phía hạ áp: Z nCA 8.4871o Z nHA  2  2  0.084871o  a 10 Tổng trở tải : U2 480 2 zt  2   4.608 S 2 50  10 3 Dòng điện tải khi tải có cos = 1: & & U It  2  480  104.17A Z t 4.608 Điện áp không tải: & & & E HA  U 2  I t Z nHA  480  104.17  0.084871o  482.960.996o V Tổng trở tải khi tải có cos = 0.78: Z t  4.60838.74o  (3.594  j2.884) Dòng điện tải: & & U It  2  480  104.17   38.74o A o Z t 4.60838.74 Điện áp không tải: & & & E HA  U 2  I t Z nHA  480  104.17   38.74o  0.084871o  487.50.55o V E  U 2 487  480 Độ thay đổi điện áp: U  HA   0.0146  1.46% U2 480 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. Tỉ số biến đổi điện áp: U CA 6900 a   30 U HA 230 Tổng trở tương đương quy đổi về cao áp: R nCA  a 2 R nCA  30 2  0.0224  20.16 32
  4. X nCA  a 2 X nCA  30 2  0.0876  78.84 Z nCA  20.16  j78.84  81.3767 75.66o  Tổng trở tải: U2 230 2 zt  2   1.411 Sdm 37.5  10 3 Z t  1.41147.156o  (0.959  j1.034) Z  a 2 Z t  30 2  (0.959  j1.034)  863.1  j930.6  1269.247.156o  t Dòng điện tải: & U It  2  230  163  47.156o A o Z t 1.41147.156 Điện áp khi không tải: & & & E HA  U 2  I t Z nHA  230  163  47.156o  (0.0224  j0.0876)  243.051.65o V Độ thay đổi điện áp: EHA  U 2 243.05  230 U    0.0567  5.67% U2 230 Tổng trở từ hóa bằng tổng trở vào khi không tải: R Fe  jX M 174864  j43617 ZM    10242  j41062  4232076 o  R Fe  jX M 174864  j43617 Tổng trở vào khi có tải: Z v  Z nCA  Z  20.16  j78.84  863.1  j930.6  (883.26  j1009.4)  1341.348.81o  t Dòng điện không tải: U CA 6900 Io    0.163A ZM 42320 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: & E2 Sdm 500  10 3 & It    833.33A jI 2 X nHA U 2dm 600 Tải có cos = 0.83 chậm sau nên: & U2 & & I t  I 2  833.3  33.9o A Theo đồ thị vec tơ ta có: & I2 2 2 2 625  600  (I 2 X nHA )  669.29(I 2 X nHA ) (I 2 X nHA )2  669.29(I 2 X nHA )  30625  0 Giải phương trình ta có: I2XnHA = 712.28V Như vậy điện kháng tương đương phía hạ áp: I 2 X nHA 712.28 X nHA    0.855 I2 833.3 Tỉ số biến đổi điện áp: 33
  5. U CA 7200 a   12 U HA 600 Điện kháng tương đương quy đổi về cao áp: X nCA  a 2 X nHA  12 2  0.855  123.12 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 = 0.5724 Độ thay đổi điện áp trong hệ đơn vị tương đối: U  (R   cos)2  (X  sin )2  1  (0.82)2  (0.041  0.5724) 2  1  0.024  2.4% Điện áp ra khi không tải: E 2  U  U 2dm  U 2dm  245.76V Tỉ số biến đổi điện áp: U CA 600 a   2.5 U HA 240 Số vòng dây hạ áp: N1 46 N2    18vg a 2.5 Từ thông trong lõi thép: E2 245.76  max    0.05125 Wb 4.44  f  N 2 4.44  60  18 Tiết diện ngang của lõi thép:  max 0.05125 S   0.0366m 2 B 1.4 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 = 0.4359 Độ thay đổi điện áp trong hệ đơn vị tương đối: U  (R   cos)2  (X   sin )2  1  (0.0127  0.9)2  (0.038  0.4359) 2  1  0.0284  2.84% 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 = 0.5268 Độ thay đổi điện áp trong hệ đơn vị tương đối: U  (R   cos)2  (X  sin )2  1  (0.016  0.85)2  (0.0311  0.5268) 2  1  0.0022  0.22% 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. 34
  6. Tải có cos = 0.75 chậm sau nên sin = 0.6614 Độ thay đổi điện áp trong hệ đơn vị tương đối khi hệ số tải bằng kt là: U  (k t R   cos)2  (k t X   sin )2  1  (0.8  0.0156  0.75)2  (0.8  0.0316  0.6614) 2  1  0.0261  2.61% 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 = 0.6 Độ thay đổi điện áp: U  (R   cos)2  (X   sin )2  1  (0.01  0.8) 2  (0.044  0.6) 2  1  0.0348  3.48% Điện áp ra khi không tải: E 2  (1  U)U 2dm  (1  0.0348)  120  124.18V Tỉ số biến đổi điện áp: 450 a  3.75 120 Điện áp vào: U1  aE 2  3.75  124.18  465.7V 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. Tải có cos = 0.9 chậm sau nên sin = 0.4359 Độ thay đổi điện áp: U  (R   cos)2  (X   sin )2  1  (0.018  0.9) 2  (0.037  0.4359) 2  1  0.0326  3.26% Điện áp ra khi không tải: E 2  (1  U)U 2dm  (1  0.0326)  230  237.5V Tỉ số biến đổi điện áp: 450 a  1.95 230 Điện áp vào: U1  aE 2  1.95  237.5  464.67V 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. Tải có cos = 0.85 chậm sau nên sin = 0.5268 Độ thay đổi điện áp: U  (R   cos)2  (X   sin )2  1  (0.011  0.85)2  (0.046  0.5268)2  1  0.0341  3.41% Điện áp ra khi không tải: E 2  (1  U)U 2dm  (1  0.0341)  240  248.2V Tỉ số biến đổi điện áp: 35
  7. 480 a 2 240 Điện áp vào: U1  2E 2  2  248.2  496.4V 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. Độ thay đổi điện áp: U  (R   cos)2  (X   sin )2  1  (0.0124  cos)2   0.0403  (1  cos)  1 2 Các lệnh Matlab để vẽ: clc x = -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: 2 2 2 2 2 Px50  f1   B1   f2   B2   45   302.13 W      Px45  Px50      373   Px45  f2   B2   f1   B1   50  Tổn hao do từ trễ tại f = 45Hz: 1.6 Pt 50 f1  B1  f2 45     Pt 45  Pt 50  527   474.3 W Pt 45 f2  B2  f1 50 Tổn hao đồng tại 45Hz: PCu45  (527  373  2000)  (302.13  474.3)  2123.6 W Do tổn hao không đổi nên dòng điện tăng lên là: 2  I 50  PCu50 PCu45 2123.6     I 45  I 50  I 50  1.0304I 50  I 45  PCu45 PCu50 2000 Do từ thông không đổi nên điện áp đưa vào là: 45 U 45  U 50   0.9U 50  0.9  7200  6480V 50 Công suất định mức mới: Sdm 45  0.9  1.0304S dm50  0.9274S dm 50  0.9274  150  139.2kVA 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) 36
  8. 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 Tỉ số biến đổi điện áp: U CA 450 a   3.75 U HA 120 Công suất tác dụng của tải: P2 = Sđmcos = 75000  0.74 = 55500W Tổng tổn hao trong máy biến áp: P2  P2  P (1  )P2 (1  0.971)  55500  P    1657.57 W  0.971 Điện trở tương đương quy đổi cao áp: 2 U CA 450 2 R nCA  R   0.0175  0.04725 Sdm 75  10 3 Dòng điện định mức phía cao áp: Sdm 75  10 3 I CA    166.67A U CA 450 Tổn hao đồng trong máy: PCu  I CA R nCA  166.67 2  0.04725  1312.5 W 2 Tổn hao tổng lõi thép: Po  P  PCu  1657.57  1312.5  345 W Tổn hao do từ trễ và dòng điện xoáy: Pt  Px  345   Pt  2.5 P  x  Px = 98.57W, Pt = 246.43W Tổn hao do dòng điện xoáy tại f = 50Hz: 2 2 2 2 2 Px60  f1   B1   f2   B2   50   1.2 2  98.57 W      Px50  Px60      98.57    Px50  f2   B2   f1   B1   60  Tổn hao do từ trễ tại f = 50Hz: 1.6 1.6 Pt60 f1  B1  f B  50     Pt 50  Pt 60 2  2   246.43   1.21.6  274.92 W Pt 50 f2  B2  f1  B1  60 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: P  Pot  PCu  373.5  1312.5  1686 W Hiệu suất của máy biến áp: P2 55500    0.9705  97.05% P2  P 55500  1686 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 37
  9. 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: Po  0.0056S dm  0.0056  200  10 3  1120 W Điện trở của máy biến áp: 2 U CA 7200 2 R nCA  R   0.0133  3.447  Sdm 200  10 3 Dòng điện định mức phía cao áp: Sdm 200  10 3 I CA    27.78A U CA 7200 Tổn hao đồng trong máy: PCu  I CAR nCA  27.78 2  3.447  2659.72 W 2 Công suất tác dụng của tải: P2 = Sđmcos = 200000  0.9 = 180000W Hiệu suất của máy biến áp: P2 180000    0.9794  97.94% P2  P 180000  2659.72  1120 Độ thay đổi điện áp ở tải định mức và cos = 0.9, sin = 0.4359: U  (R   cos)2  (X   sin )2  1  (0.0133  0.9) 2  (0.0557  0.4359) 2  1  0.0372  3.72% 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: PCu  k t2 I CA R nCA  0.32  27.78 2  3.447  239.375 W 2 P2 = Sđmcos = 200000  0.8  0.3 = 48000W P2 48000    0.9725  97.25% P2  P 48000  239.375  1120 U  (k t R   cos)2  (k t X   sin )2  1  (0.3  0.0133  0.8) 2  (0.3  0.0557  0.6) 2  1  0.0133  1.33% 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: Po  0.0056S dm  0.042  50  10 3  2100 W Điện trở của máy biến áp: 2 U CA 2300 2 R nCA  R  0.0316  3.3433 Sdm 50  10 3 Dòng điện định mức phía cao áp: Sdm 50  10 3 I CA    21.74A U CA 2300 Tổn hao đồng phụ thuộc vào độ lớn của tải: PCu  k 2 I CA R nCA  k 2  27.74 2  3.433  1622.4k 2 W t 2 t t Công suất tác dụng của tải: 38
  10. P2  k t Sdm cos  k t  50000  0.8  40000k t W Hiệu suất của máy biến áp: P2 40000k t   P2  P 40000k t  2100  1622.4k 2 t Các lệnh Matlab để vẽ: clc kt = 0:0.04:1.2; n = 40000*kt./(40000*kt+2100+1622.4*kt.^2); plot(kt, n) 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 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 = 1902W Tính (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: 2 Udm 4600 2 z cs    141.067  Sdm 150  10 3 Điện trở ngắn mạch: Pn 1902 Rn    1.768 I 2 32.8 2 n R 1.768 R n  n   0.0125 z cs 141.067 Tổng trở ngắn mạch: U n 182 zn    5.5488 In 32.8 Điện kháng ngắn mạch: 39
  11. X n  z n  R n  5.5488 2  1.768 2  5.2596 2 2 X 5.2596 X n  n   0.0373 zcs 141.067 Độ thay đổi điện áp của máy biến áp: U  (R   cos)2  (X   sin )2  1  (0.0125  0.8) 2  (0.0373  0.6) 2  1  0.0326  3.26% 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 = 484W Tính (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. Tỉ số biến đổi điện áp: U CA 2400 a  4 U HA 600 Tổng trở cơ sở: 2 Udm 2400 2 z cs    115.2 Sdm 50  10 3 Điện trở ngắn mạch: Pn 754 Rn    1.743 I n 20.8 2 2 R 1.743 R n  n   0.0151 z cs 115.2 Tổng trở ngắn mạch: U n 76.4 zn    3.673 In 20.8 Điện kháng ngắn mạch: X n  z n  R n  3.6732  1.7432  3.2331 2 2 X 3.2331 X n  n   0.0281 zcs 115.2 Điện trở mạch từ hóa: 2 Uo 600 2 R FeHA    743.801 PoHA 484 R FeCA  a 2 R FeHA  16  743.801  11900 Dòng điện từ hóa: Po 484 I Fe    0.807A U o 600 I M  I o  I Fe  3.34 2  0.807 2  3.241A 2 2 Điện kháng hỗ cảm: Uo 600 X MHA    185.128 I M 3.241 40
  12. X MCA  a 2 X MCA  16  185.128  2962 Với tải có cos = 0.92 thì sin = 0.3919 nên độ thay đổi điện áp của máy biến áp: U  (R   cos)2  (X   sin )2  1  (0.0151  0.92) 2  (0.0281  0.3919) 2  1  0.0251  2.51% Công suất tác dụng của tải: P2  Sdm cos  50000  0.92  46000 W Hiệu suất của máy biến áp: P2 46000    0.9738  97.38% P2  Po  Pn 46000  484  754 Bài số 3-20. Thí nghiệm ngắn mạch và không tải thực hiện trên một máy biến áp 25kVA, 6900/230V, 50Hz cho kết quả: Un = 513V, In = 3.6A, Pn = 465W, Uo = 230V, Io = 5.4A, Po = 260W Tính (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: U CA 6900 a   30 U HA 230 Tổng trở cơ sở: 2 Udm 6900 2 z cs    1904.4 Sdm 25  10 3 Điện trở ngắn mạch: Pn 465 Rn    35.88 I 2 3.6 2 n R 35.88 R n  n   0.00188 z cs 1904.4 Tổng trở ngắn mạch: U n 513 zn    142.5 In 3.6 Điện kháng ngắn mạch: X n  z n  R n  142.52  35.88 2  137.91 2 2 X 137.91 X n  n   0.0724 zcs 1904.4 Điện trở mạch từ hóa: 2 Uo 230 2 R FeHA    203.462 PoHA 260 R FeCA  a 2 R FeHA  900  203.462  183115.4 R 183115.4 R FeCA  FeCA   96.154 z cs 1904.4 Dòng điện từ hóa: Po 260 I Fe    1.13A U o 230 41
  13. I M  I o  I Fe  5.4 2  1.132  5.28A 2 2 Điện kháng hỗ cảm: U o 230 X MHA    43.561 I M 5.28 X MCA  a 2 X MHA  900  43.561  39204.55 X 39204.55 X MCA  MCA   20.59 z cs 1904.4 Công suất tác dụng của tải: P2  Sdm cos  25000  0.84  21000 W Hiệu suất của máy biến áp: P2 21000    0.9856  98.56% P2  Po  Pn 21000  465  260 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: U  (k t R   cos)2  (k t X   sin )2  1  (0.65  0.00188  0.84) 2  (0.65  0.0724  0.5426) 2  1  0.0237  2.37% Điện áp phía hạ áp khi không tải: E 2  (1  U)U 2dm  (1  0.0237)  230  224.5V Điện áp phía cao áp khi không tải: E1  aE 2  30  224.5  6736.47V Bài số 3-21. Thí nghiệm ngắn mạch và không tải thực hiện trên một máy biến áp 100kVA, 4600/230V, 50Hz cho kết quả: Un = 172.3V, In = 20.2A, Pn = 1046W, Uo = 230V, Io = 14A, Po = 60W Tính (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. Tỉ số biến đổi điện áp: U CA 4600 a   20 U HA 230 Điện trở mạch từ hóa: 2 Uo 230 2 R FeHA    881.667  PoHA 60 R FeCA  a 2 R FeHA  400  881.667  352666.67  Dòng điện từ hóa: Po 60 I Fe    0.261A U o 230 I M  I o  I Fe  14 2  0.2612  13.998A 2 2 Điện kháng hỗ cảm: Uo 230 X MHA    16.43 I M 13.998 X MCA  a 2 X MHA  400  43.561  6572.6 Tổng trở cơ sở: 42
  14. 2 Udm 4600 2 z cs    211.6 Sdm 100  10 3 Điện trở ngắn mạch: Pn 1046 Rn    2.563 I 2 20.2 2 n R n 2.563 R n    0.0121 z cs 211.6 Tổng trở ngắn mạch: U n 172.3 zn    8.53 In 20.2 Điện kháng ngắn mạch: X n  z 2  R 2  8.532  2.5632  8.136 n n X 8.136 X n  n   0.0384 zcs 211.6 Công suất tác dụng của tải: P2  Sdm cos  100000  0.89  89000 W Hiệu suất của máy biến áp: P2 89000    0.9877  98.77% P2  Po  Pn 89000  60  1046 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: U  (k t R   cos)2  (k t X   sin )2  1  (0.85  0.0121  0.89) 2  (0.85  0.0384  0.456) 2  1  0.0243  2.43% Điện áp phía hạ áp khi không tải: E 2  (1  U)U 2dm  (1  0.0243)  230  235.6V Điện áp phía cao áp khi không tải: E1  aE 2  20  235.6  4711.78V 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: SdmA 100  10 3 I AHA    250A U AHA 400 SdmB 100  10 3 I BHA    243.9A U BHA 410 Tổng trở tương đương của mỗi máy quy đổi về phía hạ áp: UdmA 400 R nA  R A  0.0136  0.0218 I AHA 250 43
  15. UdmA 400 X nA  X A  0.035  0.056 I AHA 250 U 410 R nB  R B dmB  0.014  0.0235 I BHA 243.9 U 410 X nB  X B dmB  0.0332  0.0558 I BHA 243.9 Dòng điện cân bằng: & & 4000o  4100 o & U  UB  I cb  A  82.899112 o A Z A  Z B (0.0218  j0.056)  (0.0235  j0.0558) & I 82.899 I cb %  cb  100%  33.16% I AHA 250 Sự khác nhau của tỉ số biến đổi điện áp: 400  410 U 2tb   405V 2 U  U 2A 410  400 U%  2 B  100%  2.469% U 2tb 405 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 = 0.1634 làm việc song song với điện áp sơ cấp 4800V. Tính dòng điện cân bằng. Dòng điện cân bằng: & & 4820o  4700 o & U  UB  I cb  A  35.794  66.86o A Z A  Z B (0.0688  j0.1449)  (0.0629  j0.1634) 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 trở được xác định từ thí nghiệm ngắn mạch, quy đổi về phía hạ áp là ZnA = 0.079962o, ZnB = 0.067665o. Tính tỉ số biến đổi điện áp của máy B. Điện áp hạ áp của máy biến áp B là: U B  U A  & (Z A  Z B )  4320 o  37.32  63.37 o (0.079962 o  0.067665o ) & & I cb  426.490 o V Tỉ số biến đổi điện áp của máy biến áp B: U1 4800 a   11.25 U 2B 426.49 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. Pt 150  10 3 St    187500VA cos 0.8 Tỉ số biến đổi điện áp: U1 2400 a=   10 U2 240 Điện áp thứ cấp: 44
  16. U1 2470 U2 =   247V a 10 Tổng trở của tải: U2 247 2 zt  2   0.3254 S t 187500 Z t  0.325436.87 o  Z  32.5436.87 o  t Tổng trở tương đương của 2 máy biến áp làm việc song song: Z nA  Z nB (0.869  j2.38)(0.853  j3.21) Z  Z nA  Z nB (0.869  j2.38)  (0.853  j3.21)  0.4402  j1.3697  1.4387 72.18o  Dòng điện đưa vào phía cao áp của 2 máy biến áp: & U CA 2470 & I CA    73.241  38.283o A ZZ t 32.5436.87  1.4387 72.18 o o Dòng điện cao áp của máy biến áp A: & o o &  I CA Z  73.241  38.283  1.4387 72.18  41.589  36.043o A I ACA Z nA 0.869  j2.38 Dòng điện cao áp của máy biến áp B: & I Z 73.241  38.283o  1.4387 72.18o & I BCA  CA   31.725  41.22o A Z nB 0.853  j3.21 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: Z A  0.0111  j0.0376  0.039273.55o Z B  0.0146  j0.0481  0.050373.12o Tổng dẫn của các máy biến áp: 1 1 YA   o  7.22  j24.4637  25.5075  73.55o Z A 0.039273.55 1 1 YB   o  5.778  j19.036  19.89  73.12 o Z B 0.050373.12 Tổng dẫn toàn mạch: Y  YA  YB  7.22  j24.4637  5.778  J19.036  13  43.5j  45.4  73.36 o Dòng điện tải tổng: S t 200  10 3 It    416.67A U2 480 & I  416.67   43.95o A t Dòng điện tải của các máy: o & &Y I tB  I t B  416.67   43.95o 19.89  73.12  182.5  43.71o A o Y 45.4  73.36 45
  17. & & & I tA  I t  I tB  416.67   43.95o  182.5  43.71o  234.2  44.13o A 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? Tổng trở của các 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 của các máy biến áp: 1 1 YA   o  3.0821  j17.3139  17.7264  77.61o Z A 0.056477.61 1 1 YB   o  10.776  j20.5018  23.1667   62.65o Z B 0.043262.65 Y  YA  YB  3.0821  17.3139j  10.776  20.5018j  14.5897  37.8157 j  40.5325  68.9o Dòng điện tải trong các máy: YA 17.7264 I tA   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 các 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 = 1. Tính dòng điện trong mỗi máy. Tổng trở của các 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 của các máy biến áp: 1 1 YA   o  8.7871  24.4697 j  25.9987   70.246 o Z A 0.038570.246 1 1 YB   o  6.818  22.8404j  23.8363  73.397 o Z B 0.04273.397 1 1 YC   o  4.1402  17.8734j  18.3466  76.958o Z C 0.054576.958 Y  YA  YB  YC  8.7871  24.4697 j  6.818  22.8404j  4.1402  17.8734j  19.74.53  65.1825j  68.1075  73.15o Dòng điện tải trong các máy: YA 25.9987 I tA   100%   100%  38.17% Y 68.1075 YB 23.8363 I tB   100%   100%  35% Y 40.5325 46
  18. I tB  100%  38.17%  35%  26.83% 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? Tổng trở của các máy biến áp: z A  0.0534 z B  0.0608 z C  0.0424 Tổng dẫn của các máy biến áp: 1 1 y A    17.7266 z A 0.0534 1 1 y B    16.4474 y B 0.0608 1 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 trong các máy: y A 17.7266 I tA   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% 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)? Tổng trở của các máy biến áp: 2 U1 2400 2 Z nA  z A  0.0353  j4.066 SdmA 50  10 3 2 U1 2400 2 Z nB  z B  0.0248  j1.9046 SdmB 75  10 3 Tổng dẫn của các máy biến áp: 1 1 YnA     j0.2459S Z nA j4.066 1 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 3 It    52.08A U1 2400 Dòng điện định mức của các máy biến áp: 47
  19. S Adm 50  10 3 I Adm    20.83A U Adm 2400 S Bdm 75  10 3 I Bdm    31.25A U Bdm 2400 Dòng điện tải trong các máy: y A 0.2459 I tA  I t  It  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 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: 2 U1 2400 2 Z nB  z B  0.0402  j1.3865 SdmB 167  10 3 2 U1 2400 2 Z nC  z C  0.0425  j0.9792 SdmC 250  10 3 Tổng dẫn của các máy biến áp: 1 1 YnB     j0.7212S Z nB j1.3865 1 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 3 It    166.6667A U1 2400 Dòng điện định mức của các máy biến áp: S Bdm 167  10 3 I Bdm    69.5833A U Bdm 2400 S Cdm 250  10 3 I Cdm    104.1667A U Cdm 2400 Dòng điện tải trong các máy: y B 0.7212 I tB  I t  It  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 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 48
  20. 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: UdCA 2400 a1    5.3333 UdHA 450 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: U fCA 2400  3 a2    9.2376 U fHA 450 Khi nối Y/Y ta có: UdCA 2400 a1    5.3333 UdHA 450 U fCA 2400  3 a2    a1 U fHA 450  3 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: U2 240 2  3 z nA  z A A  0.022  0.0076 SA 500  10 3 U2 240 2  3 z nB  z B A  0.031  0.0045 SA 3  400  10 3 Dòng điện cân bằng chạy trong hai máy: & & EA  EB 2  240 sin15o 124 I cb     10248A z nA  z nB 0.0045  0.0076 0.0121 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 0.048872.33o và của máy biến áp /Y là 0.04268.42o 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: 2 2 UA o 460  3 Z nA  z A  0.044872.33 3  0.142272.33o  (0.0432  j0.1335) SA 200  10 U2 460 2  3 Z nB  z B A  0.04268.42  0.044468.42  (0.0163  j0.0413) SA 3  200  10 3 Dòng điện cân bằng chạy trong hai máy: & & 4600 o  460  30 o &  EA  EB  I cb  1276.43.707 o A Z nA  Z nB (0.0432  j0.1335)  (0.0163  j0.0413) 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 coso. 49

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản