BÀI TẬP MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ

Chia sẻ: Nguyễn Đăng Minh Quân | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

1.869
lượt xem 410
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Một máy phát có s.đ.đ khi không tải là 2600V, tần số 60Hz. Tính điện áp và tần số nếu từ thông của cực từ và tốc độ tăng 10%. S.đ.đ mới là:

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÀI TẬP MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ

CHƯƠNG 2: MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ Bài số 9 1: Xác định tốc độ của một máy phát đồng bộ 4 cực để có f = 50Hz. Tốc độ của máy phát: 60f 60 × 50 n= = 1500vg / ph = p 2 Bài số 9 2: Một máy phát có s.đ.đ khi không tải là 2600V, tần số 60Hz. Tính điện áp và tần số nếu từ thông của cực từ và tốc độ tăng 10%. S.đ.đ mới là: E new = 4.44fnew N k dq Φ m new = 4.44(1.1fold )N k dq (1.1)Φ m old = 1.21E old = 3146V Tần số mới là: fnew = 1.1fold = 1.1 × 50 = 55H z Bài số 9 3: Một máy phát có s.đ.đ khi không tải một pha là 346.4V, tần số 60Hz. Tính điện áp và tần số nếu từ thông của cực từ giảm 15% và tốc độ tăng 6.8%. S.đ.đ mới là: E new = 4.44fnew N k dq Φ m new = 4.44(0.85fold )N k dq (1.068)Φ m old = 0.978Eold = 314.46 V Tần số mới là: fnew = 1.1fold = 1.068 × 60 = 64.08H z Bài số 9 4: Một máy phát 2400V, 60Hz, 3 pha, 6 cực từ nối Y được nối với lưới có công suất vô cùng lớn để cung cấp công suất 350kW với góc công suất 28.2o. Stato có điện kháng đồng bộ một pha là 12.2Ω . Bỏ qua tổn hao công suất, tính mô men đầu vào của máy phát, s.đ.đ một pha, dòng điện phần ứng, công suất phản kháng và hệ số công suất. Tốc độ đồng bộ của máy phát:
60f 60 × 60 n1 = = 1200vg / ph = p 3 Mô men đầu vào của máy phát: 60Pd m 60 × 350 × 10 3 M in = = 2.7852 × 10 3 N m = 2 πn 1 2 π × 1200 S.đ.đ một pha: PX 350 × 10 3 × 12.2 × 3 Ef = f d b = = 2.1737 × 10 3 V U f sin θ 3 × 2400 × sin 28.2 o E = 2.1737 × 10 3 ∠28.2 o V & f Dòng điện phần ứng: & = Ef − U f = 2.1737 × 10 ∠28.2 − 1.3856 × 10 = 94.7469∠27.3o A 3 o 3 & & I jX d b j12.2 Hệ số công suất của máy phát: cosϕ = cos(27.3o) = 0.8887 Công suất phản kháng của máy phát: Q = 3UI sin ϕ = 3 × 2400 × 94.7469 × sin(27.3 o ) = 180.62 × 10 3VA r Bài số 9 5: Một máy phát 600V, 60Hz, 3 pha, 4 cực từ nối Y được nối với lưới có công suất vô cùng lớn. Tải của lưới có công suất 2000kVA và có cos ϕ = 0.804. Stato có điện kháng đồng bộ một pha là 1.06Ω . Máy phát được truyền động từ turbine với mô men 2651Nm và làm việc với góc công suất 36.4o. Bỏ qua tổn hao công suất, tính công suất cơ đưa vào roto máy phát, s.đ.đ một pha, dòng điện phần ứng, công suất tác dụng và phản kháng của máy phát, hệ số công suất của máy phát. Tốc độ đồng bộ của máy phát: 60f 60 × 60 n1 = = 1800vg / ph = p 2 Công suất cơ đưa tới máy phát: 2 πn 1 2 π × 1800 Pco = M co = 2651 = 499.7 × 10 3 W 60 60 Công suất tác dụng của máy phát: P = Pco = 499.7 × 10 3 W S.đ.đ một pha: PX 499.7 × 10 3 × 1.06 × 3 Ef = f db = = 858.9017V U f sin θ 3 × 600 × sin 36.4 o
Ef = 858.9017∠36.4 o V & Dòng điện phần ứng: & = Ef − U f = 858.9017∠28.2 − 346.4102 = 580.59∠34.1o A o & & I jX d b j1.06 Hệ số công suất của máy phát: cosϕ = cos(34.1o) = 0.8282 chậm sau Công suất phản kháng của máy phát: Q = 3UIsin ϕ = 3 × 600 × 580.59 × 0.5604 = 338.16 × 10 3 VAr Bài số 9 6: Một máy phát 340V, 60Hz, 3 pha, 6 cực từ, 75kVA nối Y cung cấp cho tải 54.5kVA có cosϕ = 0.789 chậm sau, điện áp 200V. Stato có tổng trở một pha là (0.18 + j0.92)Ω . Bỏ qua tổn hao, tính dòng điện phần ứng, s.đ.đ một pha, góc công suất, mô men cơ. Sơ đồ thay thế của hệ thống. Dòng điện phần ứng: j0.92 0.18 St 54.5 × 10 3 I= = 199.4017A = 3Ucos ϕt 3 × 200 × 0.789 I = 199.4017∠37.9 o A & E∠θo U ∠0 o S.đ.đ một pha: Ef = U + IZ d b = 200 + 199.4017∠37.9 o (0.18 + j0.92) & && = 202.9422∠55.27 o V Góc công suất: θ = 55.27o Mô men cơ của động cơ: Pco = Scosϕt = 54500 × 0.789 = 43001 W 60Pco 60 × 43001 M co = = 342.1871N m = 2 πn 1 2 π × 1200 Bài số 9 7: Máy phát A có công suất định 300kW, độ thay đổi tốc độ 3.5%. Máy phát B có công suất định 600kW, độ thay đổi tốc độ 2.5%. Hai máy làm việc song song ở tần số 60Hz, điện áp 480V. Máy A phát 260kW và máy B phát 590kW. Vẽ đường đặc tính điều chỉnh. Tính tần số và tải tác dụng khi tải tổng còn 150kW. Tần số không tải của máy A:
foA = GSR A × fd m + fd m = 0.035 × 60 + 60 = 62.1H z Tần số không tải của máy B: foB = GSR B × fd m + fd m = 0.025 × 60 + 60 = 61.5H z Các đặc tính điều chỉnh tốc độ như hình sau: 62.1 f A 60 62.1 300 61.5 60 61.5 B B A 60 P 600 260 590 Khi tải tổng còn 150kW thì: GSR A × fdm A ∆f = • Máy A: Pd m A ∆PA P × ∆f 300 × ∆f ∆PA = dm A = 142.86∆f =  GSR A × fdm A 0.035 × 60 GSR B × fdm B ∆f = • Máy B: Pdm B ∆PB P × ∆f 600 × ∆f ∆PB = d m B = 400∆f =  GSR B × fd m B 0.025 × 60 ∆P = ∆PA + ∆PB = 542.86∆f  −700 = 542.86∆f 700  ∆f = = 1.29 542.86  f = 60 − ( −1.29) = 61.29H z ∆PA = 142.86∆f = 142.86 × 1.29 = 184.2894 kW PA = 260 − 184.2894 = 75.71 kW PB = 150 − 15.71 = 74.29 kW
Bài số 9 8: Hai máy phát 600kW, 60Hz có độ thay đổi tốc độ là 2% và 5%. Hai máy làm việc song song ở tần số 57Hz chịu tải 1000kW, mỗi máy một nửa. Vẽ đường đặc tính điều chỉnh. Tính tần số và tải tác dụng khi tải tổng còn 400kW. Tần số không tải của máy A: foA = GSR A × fd m + fd m = 0.02 × 60 + 60 = 61.2H z Tần số không tải của máy B: foB = GSR B × fd m + fd m = 0.05 × 60 + 60 = 63H z Các đặc tính điều chỉnh tốc độ như hình sau: f 61.2 63 A 60 61.2 600 63 60 B A 60 P 600 B 600 Khi tải tổng còn 400kW thì: GSR A × fdm A ∆f = • Máy A: Pd m A ∆PA P × ∆f 600 × ∆f ∆PA = dm A = 500∆f =  GSR A × fdm A 0.02 × 60 GSR B × fdm B ∆f = • Máy B: Pdm B ∆PB P × ∆f 600 × ∆f ∆PB = d m B = 200∆f =  GSR B × fd m B 0.05 × 60 ∆P = ∆PA + ∆PB = 700∆f  −600 = 700∆f 600  ∆f = = 0.86 700  f = 60 − ( −0.86) = 60.86H z ∆PA = 500∆f = 500 × 0.86 = 428.57
PA = 500 − 428.57 = 71.34 kW PB = 400 − 71.34 = 328.66 kW Bài số 9 9: Máy phát A công suất 700kW, 60Hz có độ thay đổi tốc độ là 2% làm việc song song với máy phát B công suất 700kW, 60Hz có độ thay đổi tốc độ là 6%. Tải tổng 1000kVA, 60Hz, 2400V, cosϕ = 0.806 chậm sau, mỗi máy một nửa. Tính tần số và tải tác dụng khi tải 200kVA, cosϕ = 0.6 bị cắt khỏi lưới. Tải bị cắt có công suất tác dụng là: Ptc = Stc cos ϕ = 200 × 0.6 = 120 kW Phụ tải của hai máy: P = 1000 × 0.806 − 120 = 686 kW Khi tải tổng còn 880kW thì: GSR A × fdm A ∆f = • Máy A: Pd m A ∆PA P × ∆f 700 × ∆f ∆PA = dm A = 583.33∆f =  GSR A × fdm A 0.02 × 60 GSR B × fdm B ∆f = • Máy B: Pdm B ∆PB P × ∆f 700 × ∆f ∆PB = d m B = 194.44∆f =  GSR B × fd m B 0.06 × 60 ∆P = ∆PA + ∆PB = 777.77∆f  −120 = 777.77∆f 120  ∆f = = 0.1543 777.77  f = 60 − ( −0.1543) = 60.1543H z ∆PA = 583.33∆f = 583.33 × 0.1543 = 90 kW ∆PB = 194.44∆f = 194.44 × 0.1543 = 30 kW PA = 403 − 30 = 373 kW PB = 403 − 90 = 313 kW Bài số 9 10: Ba máy phát công suất 600kW, 60Hz, 480V làm việc song song. Tải của máy A là 200kW, độ thay đổi tốc độ là 2% . Tải của máy B là 100kW, độ thay đổi tốc độ là 2% và tải của máy C là 300kW, độ thay đổi tốc độ là 3%. Tần số của hệ thống là 60Hz. Tính tần số và tải tác dụng khi tải tăng đến 2000kVA, cosϕ = 0.7 chậm sau.
Phụ tải ban đầu của 3 máy: P1 = PA + PB + PC = 200 + 100 + 300 = 600 kW Phụ tải mới của ba máy: P = Scos ϕ =2000 × 0.7 = 1400 kW Mức tăng phụ tải: ∆P = P − P1 = 1400 − 600 = 800 kW Khi tải tổng là 1400kW thì: GSR A × fdm A ∆f = • Máy A: Pdm A ∆PA P × ∆f 600 × ∆f ∆PA = dm A = 500∆f =  GSR A × fdm A 0.02 × 60 GSR B × fdm B ∆f = • Máy B: Pdm B ∆PB P × ∆f 600 × ∆f ∆PB = d m B = 500∆f =  GSR B × fd m B 0.02 × 60 GSR C × fdm C ∆f = • Máy C: Pd m C ∆PC P × ∆f 600 × ∆f ∆PC = d m C = 333.33∆f =  GSR B × fdm C 0.03 × 60 ∆P = ∆PA + ∆PB + ∆PC = 1333.33∆f  800 = 1333.33∆f 800  ∆f = = 0.6 1333.33  f = 60 − 0.6 = 59.4H z ∆PA = ∆PB = 500∆f = 500 × 0.6 = 300 kW ∆PC = 333.33∆f = 333.33 × 0.6 = 200 kW PA = 200 + 300 = 500 kW PB = 100 + 300 = 400 kW PC = 300 + 200 = 500 kW Bài số 9 11: Ba máy phát A, B và C 25Hz làm việc song song với lưới có tần số 25Hz, điện áp 2400V. Máy A có công suất định mức 600kW, độ thay đổi tốc độ là 2%, mang tải 200kW. Máy B có công suất định mức 500kW, độ thay đổi tốc độ là 1.5%, mang tải 300kW và máy C có công suất định mức 1000kW, độ thay đổi tốc độ là 4%, mang tải 400kW. Tần số của hệ thống là 60Hz. Tính tần số và tải tác dụng mỗi máy khi tải tăng thêm 800kW.
Phụ tải ban đầu của 3 máy: P1 = PA + PB + PC = 200 + 300 + 400 = 900 kW Phụ tải mới của ba máy: P = P1 + ∆P = 900 + 800 = 1700 kW Khi tải tổng là 1700kW thì: GSR A × fdm A ∆f = • Máy A: Pdm A ∆PA P × ∆f 600 × ∆f ∆PA = d m A = 1200∆f =  GSR A × fdm A 0.02 × 25 GSR B × fdm B ∆f = • Máy B: Pdm B ∆PB P × ∆f 500 × ∆f ∆PB = d m B = 1333.33∆f =  GSR B × fd m B 0.015 × 25 GSR C × fdm C ∆f = • Máy C: Pd m C ∆PC P × ∆f 1000 × ∆f ∆PC = d m C = 1000∆f =  GSR B × fdm C 0.04 × 25 ∆P = ∆PA + ∆PB + ∆PC = 3533.33∆f  800 = 3533.33∆f 800  ∆f = = 0.226 3533.33  f = 25 − 0.226 = 24.774H z ∆PA = 1200∆f = 500 × 0.6 = 271.2 kW ∆PB = 1333.33∆f = 1333.33 × 0.226 = 301.33 kW ∆PC = 1000∆f = 1000 × 0.226 = 226 kW PA = 200 + 271.2 = 471.2 kW PB = 300 + 301.33 = 601.33 kW PC = 400 + 226 = 626 kW Bài số 9 16: Hai máy phát 3 pha, 450V, 60Hz, 600kW làm việc song song. Tải tác dụng và phản kháng của các máy bằng nhau. Tải tổng là 1000kVA, cos ϕ = 0.804 chậm sau. Nếu kích thích của máy phát A được hiệu chỉnh để hệ số công suất của nó bằng 0.85 thì máy B có hệ số công suất bằng bao nhiêu. Tải tác dụng của các máy:
P = Scosϕ =1000 × 0.804 = 804 kW Tải phản kháng của các máy: Q = Ssin ϕ =1000 × 0.5946 = 594.6 kVA Khi tăng kích thích của máy A để hệ số công suất của nó bằng 0.85 thì công suất phản kháng của máy A là: cosϕA = 0.85  ϕA = 31.7883o Q A = PA tg ϕA = 402 × tg 31.7883o = 249.14 kVAr Công suất phản kháng của máy B: Q B = Q − Q A = 594.6 − 249.14 = 345.46 Hệ số công suất của máy B: Q 345.46 tg ϕB = B = = 0.8593 PB 402  ϕB = 40.6575 o  cosϕB = 0.7584 Bài số 9 17: Hai máy phát A và B làm việc song song cung cấp cho tải 560kVA, 480V, 60Hz, cosϕ = 0.828 chậm sau. Máy A chịu 75% tải tác dụng với cos ϕ = 0.924 chậm sau. Tính công suất tác dụng và phản kháng của mỗi máy. Tải tác dụng của các máy: Pt = Scos ϕ =560 × 0.828 = 463.68 kW Tải phản kháng của các máy: Q t = Ssin ϕ =560 × 0.5607 = 314.0077 kVA Tải tác dụng của máy A: PA = 0.75Pt = 0.75 × 463.68 = 347.76 kW Tải tác dụng của máy B: PB = Pt − PA = 463.68 − 347.76 = 115.92 kW Tải phản kháng của máy A: Q A = PA tg ϕA = 347.6 × 0.4138 = 143.92 kVAr Tải phản kháng của máy B: Q B = Q t − Q A = 314.0077 − 143.9186 = 170.09 kVAr Bài số 9 18: Hai máy phát A và B làm việc song song cung cấp cho thanh cái 600V, 60Hz gồm tải 270kVA, cosϕ = 1; một nhóm động cơ không đồng bộ 420kVA, cos ϕ = 0.894 và một
động cơ đồng bộ tiêu thụ 300kVA, cos ϕ = 0.923 vượt trước. Máy A chịu 60% tải tác dụng với cosϕ = 0.704 chậm sau. Tính công suất tác dụng và phản kháng của máy B. Tải tác dụng của các máy: Pt = P1 + S2 cos ϕ2 + S3cos ϕ3 =270 + 420 × 0.894 + 300 × 0.923 = 922.38 kW Tải phản kháng của các máy: Q t = S2 sin ϕ2 − S3sin ϕ3 =420 × 0.4481 300 × 0.3848 = 72.7481 kVA Tải tác dụng của máy A: PA = 0.6Pt = 0.6 × 922.38 = 553.428 kW Tải tác dụng của máy B: PB = Pt − PA = 922.38 − 347.76 = 368.952 kW Tải phản kháng của máy A: Q A = PA tg ϕA = 553.428 × 1.0088 = 558.31 kVAr Tải phản kháng của máy B: Q B = Q t − Q A = 72.7481 − 558.3019 = 485.5538 kVAr Bài số 9 19: Ba máy phát 1000kW giống nhau làm việc song song cung cấp cho tải 1500kW, 450V, 60Hz, cosϕ = 0.8 chậm sau. Tải được phân bố đều ở ba máy. Độ thay đổi tốc độ ở các máy là 1%, 2% và 3%. Tính tần số và công suất tác dụng trên mỗi máy nếu tải tăng đến 1850kW. Nếu tải có cosϕ = 0.95 chậm sau, máy A có cosϕ = 0.9 chậm sau, máy B có cosϕ = 0.6 chậm sau thì máy C có cosϕ bao nhiêu. Khi tải tổng là 1850kW thì: Q t = Pt tg ϕ = 1850 × 0.3287 = 608.0656kVAr GSR A × fdm A ∆f = • Máy A: Pdm A ∆PA P × ∆f 1000 × ∆f ∆PA = d m A = 1666.7∆f =  GSR A × fdm A 0.01 × 60 Pd m B × ∆f 1000 × ∆f • Máy B: ∆PB = = 833.3333∆f = GSR B × fd m B 0.02 × 60 P × ∆f 1000 × ∆f ∆PC = d m C = 555.5556∆f = • Máy C: GSR B × fd m C 0.03 × 60 ∆P = ∆PA + ∆PB + ∆PC = 3055.6∆f  1850 − 1500 = 3055.6∆f 800  ∆f = = 0.1145 3533.33  f = 60 − 0.1145 = 59.8855H z
∆PA = 1666.7∆f = 1666.7 × 0.1145 = 190.9091 kW ∆PB = 833.33∆f = 833.33 × 0.145 = 95.4545 kW ∆PC = 555.5556∆f = 555.5556 × 0.1145 = 63.6364 kW PA = 500 + 190.9091 = 690.9091 kW PB = 500 + 95.4545 = 595.4545 kW PC = 500 + 63.6364 = 563.6364 kW Tải phản kháng của máy A: Q A = PA tg ϕA = 690.9091 × 0.4843 = 334.6225kVAr Tải phản kháng của máy B: Q B = PBtg ϕB = 595.4545 × 1.3333 = 793.9394kVAr Tải phản kháng của máy C: Q C = Q t − Q A − Q B = 608.0656 334.6225 793.9394 = 520.4963kVAr Hệ số công suất của máy C; Q 520.4963 tg ϕC = C = = 0.9235 PC 563.6364  cosϕC = 0.7347 vượt trước Bài số 9 20: Tính điện trở và điện kháng trong hệ đơn vị tương đối của một máy phát điện đồng bộ 37.5kVA, 480V, nối Y, 60Hz có tổng trở đồng bộ một pha (1.47 + j7.68)Ω . Điện áp pha: U 480 Uf = = 277.1281V = 3 3 Dung lượng một pha: S 37.5 × 10 3 Sf = = = 12500VA 3 3 Tổng trở cơ sở: U 2 277.12812 z cs = f = = 6.144Ω Sf 12500 Điện trở đồng bộ trong hệ đơn vị tương đối: R 1.47 R∗ = = 0.2393 = z cs 6.144 Điện kháng đồng bộ trong hệ đơn vị tương đối: X 7.68 X∗ = = 1.25 = z cs 6.144
Bài số 9 21: Tính điện kháng trong hệ đơn vị tương đối của một máy phát điện đồng bộ 5000kVA, 13800V, nối Y, 60Hz có tổng trở đồng bộ một pha j55.2Ω . Điện áp pha: U 13800 Uf = = 7967.4V = 3 3 Dung lượng một pha: S 5000 × 10 3 Sf = = = 1666700VA 3 3 Tổng trở cơ sở: U f2 7967.4 2 z cs = = 38.088Ω = Sf 1666700 Điện kháng đồng bộ trong hệ đơn vị tương đối: X 55.2 X∗ = = 1.4493 = z cs 30.088 Bài số 9 22: Một máy phát điện đồng bộ ba pha 250kVA, 480V, 4 cực từ, 60Hz, nối Y có điện kháng đồng bộ một pha là 0.99Ω làm việc ở điều kiện định mức với cosϕ = 0.832 chậm sau và đường cong từ hóa cho trên hình vẽ 9.28. Tính s.đ.đ, góc công suất, điện áp pha khi không tải, độ thay đổi điện áp, điện áp không tải nếu dòng điện kích thích giảm còn 60% dòng điện kích thích khi tải định mức. Điện áp một pha: U 480 Uf = = 277.1281V = 3 3 Góc pha: ϕ = acos(0.832) = 33.6953o Dòng điện phần ứng: S 250 × 10 3 I1 = f = = 300.7033A U f 3 × 277.1281  I = 300.7033∠33.7 A & o 1 S.đ.đ một pha: Ef = U + jI1Xd b = 277.1281 + j0.99 × 300.7033∠33.7 o = 442.28 + j247.68 & & & = 506.9132∠29.25o V
Góc công suất: θ = 29.25o Theo hình vẽ, điện áp định mức một pha 277.1281V tương ứng với 30 khoảng chia. Như vậy một khoảng chia tương ứng với một điện áp là: 277.1281 = 9.2376V 30 Như vậy s.đ.đ không tải tương ứng với: 506.9132 = 54.875 9.2376 khoảng chia. Từ đường cong không tải ta có điện áp khi không tải ứng với 36 khoảng chia nên: U o = 36 × 9.2376 = 332.5538V Độ thay đổi điện áp: U − U f 332.5538 − 277.1281 ∆U = o = 0.2 = Uf 277.1281 Theo hình vẽ, dòng điện kích thích tương ứng với 36.5 khoảng chia trên trục hoành. Như vậy khi dòng điện kích thích bằng 60% định mức nghĩa là còn 22 khoảng chia thì s.đ.đ tương ứng với 31 khoảng chia. Kết quả là: U onew = 31 × 9.2376 = 286.3657V Bài số 9 23: Tính lại ví dụ trên với cosϕ = 0.832 vượt trước. Điện áp một pha: U 480 Uf = = 277.1281V = 3 3 Góc pha: ϕ = acos(0.832) = 33.7 o Dòng điện phần ứng: S 250 × 10 3 I1 = f = = 300.7033A U f 3 × 277.1281  I = 300.7033∠33.7 A (do tải vượt trước) & o 1 S.đ.đ một pha: Ef = U + jI1Xd b = 277.1281 + j0.99 × 300.7033∠33.7 o = 111.97 + j247.68 & & & = 271.8181∠65.67 o V Góc công suất: θ = 65.67 o
Theo hình vẽ, điện áp định mức một pha 277.1281V tương ứng với 30 khoảng chia. Như vậy một khoảng chia tương ứng với một điện áp là: 277.1281 = 9.2376V 30 Như vậy s.đ.đ không tải tương ứng với: 271.8181 = 29.4252 9.2376 khoảng chia. Từ đường cong không tải ta có điện áp khi không tải ứng với 29.7 khoảng chia nên: U o = 29.7 × 9.2376 = 274.3568V Độ thay đổi điện áp: U − U f 274.3568 − 277.1281 ∆U = o = −0.01 = Uf 277.1281 Theo hình vẽ, dòng điện kích thích khi tải định mức tương ứng với 20 khoảng chia trên trục hoành. Như vậy khi dòng điện kích thích bằng 60% định mức nghĩa là còn 12 khoảng chia thì s.đ.đ tương ứng với 23 khoảng chia. Kết quả là: U onew = 23 × 9.2376 = 212.5V Bài số 9 24: Một máy phát điện đồng bộ ba pha 1000kVA, 4800V, 2 cực từ, 60Hz, nối Y có điện kháng đồng bộ một pha là 14.2Ω làm việc ở tải 600kVA, 4800V với cosϕ = 0.952 chậm sau và đường cong từ hóa cho trên hình vẽ 9.28. Tính điện áp dây không tải. Điện áp một pha: U 4800 Uf = = 2771.281V = 3 3 Góc pha: ϕ = acos(0.952) = 17.82 o Dòng điện phần ứng: Sf 600 × 10 3 I1 = = 72.17A = U f 3 × 2771.281  I = 72.17∠ − 17.82 A & o 1 S.đ.đ một pha: Ef = U + jI1Xd b = 2771.281 + j14.2 × 72.17∠17.82 o = 3085 + j975.61 & & & = 3235.6∠17.55o V Theo hình vẽ, điện áp định mức một pha 2771.281V tương ứng với 30 khoảng chia. Như vậy một khoảng chia tương ứng với một điện áp là:
2771.281 = 92.376V 30 Như vậy s.đ.đ không tải tương ứng với: 3235.6 = 35 92.376 khoảng chia. Từ đường cong không tải ta có điện áp khi không tải ứng với 30.5 khoảng chia nên: U o = 3 × 30.5 × 92.376 = 4880V Bài số 9 25: Một máy phát điện đồng bộ ba pha 150kVA, 240V, 60Hz, nối ∆ có tổng trở đồng bộ một pha là (0.094 + j0.32)Ω làm việc ở tải định mức với cosϕ = 0.752 chậm sau và đường cong từ hóa cho trên hình vẽ 9.28. Tính độ thay đổi điện áp. Điện áp một pha bằng điện áp dây do nối tam giác: U f = U = 240V Góc pha: ϕ = acos(0.752) = 41.24 o Dòng điện phần ứng: S 150 × 10 3 I1 = f = = 208.33A Uf 3 × 240  I = 208.33∠ − 41.24 A & o 1 S.đ.đ một pha: Ef = U + I1Z db = 240 + (0.094 + j0.32) × 208.33∠ − 41.24 o = 298.67 + j37.225 & && = 300.9817∠7.1o V Theo hình vẽ, điện áp định mức một pha 240V tương ứng với 30 khoảng chia. Như vậy một khoảng chia tương ứng với một điện áp là: 240 = 8V 30 Như vậy s.đ.đ không tải tương ứng với: 300.9817 = 37.6227 8 khoảng chia. Từ đường cong không tải ta có điện áp khi không tải ứng với 32.25 khoảng chia nên: U o = 32.25 × 8 = 258V Độ thay đổi điện áp:
U o − U f 258 − 240 ∆U = = 0.075 = Uf 240 Bài số 9 26: Lặp lại bài trên với cosϕ = 1. Điện áp một pha bằng điện áp dây do nối tam giác: U f = U = 240V Góc pha: ϕ = acos(1) = 0 o Dòng điện phần ứng: S 150 × 10 3 I1 = f = = 208.33A Uf 3 × 240  I = 208.33∠0 A & o 1 S.đ.đ một pha: Ef = U + I1Z db = 240 + (0.094 + j0.32) × 208.33∠0 o = 259.58 + j66.667 & && = 268.0074∠14.4 o V Theo hình vẽ, điện áp định mức một pha 240V tương ứng với 30 khoảng chia. Như vậy một khoảng chia tương ứng với một điện áp là: 240 = 8V 30 Như vậy s.đ.đ không tải tương ứng với: 268.0074 = 33.5 8 khoảng chia. Từ đường cong không tải ta có điện áp khi không tải ứng với 32.8 khoảng chia nên: U o = 32.8 × 8 = 262.4V Độ thay đổi điện áp: U − U f 262.4 − 240 ∆U = o = 0.0933 = Uf 240 Bài số 9 27: Một máy phát điện đồng bộ ba pha 250kVA, 450V, 60Hz, nối Y có tổng trở đồng bộ một pha là (0.05 + j0.24)Ω . Máy phát làm việc song song với máy phát khác cung cấp công suất định mức với điện áp định mức, tần số định mức với cos ϕ = 0.85 chậm sau và đường cong từ hóa cho trên hình vẽ 9.28. Tính điện áp dây khi hở mạch. Điện áp một pha:
U 450 Uf = = 259.8076V = 3 3 Góc pha: ϕ = acos(0.85) = 31.79 o Dòng điện phần ứng: Sf 250 × 10 3 I1 = = 320.75A = U f 3 × 259.8076  I = 320.75∠ − 31.79 A & o 1 S.đ.đ một pha: Ef = U + I1Z db = 259.8076 + (0.05 + j0.24) × 320.75∠ − 31.79 o = 314 + j57 & && = 319.12∠10.3o V Theo hình vẽ, điện áp định mức một pha 259.8V tương ứng với 30 khoảng chia. Như vậy một khoảng chia tương ứng với một điện áp là: 259.8 = 8.6603V 30 Như vậy s.đ.đ không tải tương ứng với: 319.12 = 36.8 8.66 khoảng chia. Từ đường cong không tải ta có điện áp khi không tải ứng với 32.2 khoảng chia nên điện áp không tải dây của máy phát là: U o = 3 × 32.2 × 8.66 = 483V Bài số 9 28: Thí nghiệm không tải, ngắn mạch và một chiều của một máy phát điện đồng bộ ba pha 25kVA, 240V, 60Hz, nối Y cho kết quả: Uo = 240V In = 60.2A Umc = 120.6 Imc = 50.4A Xác định điện trở tương đương của phần ứng, điện kháng đồng bộ, tổng trở đồng bộ và tỉ số ngắn mạch. Điện trở một chiều: U 120.6 R mc = m c = = 2.3929Ω Imc 50.4 Điện trở của một pha dây quấn phần ứng: R 2.3929 RY = mc = = 1.1964Ω 2 2 R 1 = 1.2R Y = 1.4357Ω Tổng trở đồng bộ:
Uo 240 zdb = = 2.3017Ω = In 3 × 60.2 Điện kháng đồng bộ: Xdb = z d b − R 1 = 2.3017 2 − 1.4357 2 = 1.7991Ω 2 2 Z d b = (1.4357 + j1.7991)Ω Tỉ số ngắn mạch: S 25 × 10 3 Scs = = = 8333.3VA 3 3 U 240 U cs = = 138.5641V = 3 3 U cs 138.56412 2 Z cs = = 2.304Ω = Scs 8333.3 X 1.7991 X∗ = db = = 0.7808 Z cs 2.304 1 1 SCR = = 1.2807 = X∗ 0.7808 Bài số 9 29: Số liệu thí nghiệm không tải, ngắn mạch và một chiều của một máy phát điện đồng bộ ba pha 200kVA, 480V, 60Hz, nối Y là: Uo = 480V In = 209.9A Umc = 91.9 Imc = 72.8A Xác định điện trở tương đương của phần ứng, điện kháng đồng bộ, tổng trở đồng bộ và tỉ số ngắn mạch. Điện trở một chiều: U 91.9 R mc = m c = = 1.2624Ω I m c 72.8 Điện trở của một pha dây quấn phần ứng: R 1.2624 RY = mc = = 0.6312Ω 2 2 R 1 = 1.2R Y = 1.2 × 0.6312 = 0.7574Ω Tổng trở đồng bộ: U 480 zdb = o = = 1.3203Ω In 3 × 209.9 Điện kháng đồng bộ: Xdb = z d b − R 1 = 1.32032 − 0.7574 2 = 1.0814Ω 2 2 Z d b = (0.7574 + j1.0814)Ω
Tỉ số ngắn mạch: S 200 × 10 3 Scs = = = 66667VA 3 3 U 480 U cs = = 277.1281V = 3 3 U cs 277.12812 2 Z cs = = 1.152Ω = Scs 66667 X 1.0814 X∗ = db = = 0.9387 Z cs 1.152 1 1 SCR = = 1.07 = X∗ 0.9387 Bài số 9 30: Một máy phát ba pha 350kVA, 600V, 4 cực, nối Y có SCR = 0.87 và điện trở một pha là 0.644Ω . Tìm điện kháng đồng bộ. Điện kháng đồng bộ trong hệ đơn vị tương đối: 1 1 X∗ = = 1.1494 = SCR 0.87 Tổng trở cơ sở: S 350 × 10 3 Scs = = = 116670VA 3 3 U 600 U cs = = 346.4102V = 3 3 U2 346.4102 2 Z cs = cs = = 1.0286Ω Scs 116670 Điện kháng đồng bộ: Xdb = X∗ × Z cs = 1.1494 × 1.0286 = 1.3241Ω Bài số 9 31: Số liệu thí nghiệm không tải, ngắn mạch và một chiều của một máy phát điện đồng bộ ba pha 125kVA, 480V, 60Hz, nối ∆ là: Uo = 480V In = 519.6A Umc = 24 Imc = 85.6A Xác định điện trở tương đương của phần ứng, điện kháng đồng bộ, tổng trở đồng bộ và tỉ số ngắn mạch.
Điện trở một chiều: U 24 R mc = m c = = 0.2804Ω Imc 85.6 Điện trở của một pha dây quấn phần ứng: R ∆ = 1.5R m c = 1.5 × 0.2804 = 0.4206Ω R 1 = 1.2R Y = 1.2 × 0.4206 = 0.5047Ω Tổng trở đồng bộ: U 480 × 3 zdb = o = = 1.5991Ω In 519.9 Điện kháng đồng bộ: Xdb = z d b − R 1 = 1.59912 − 0.5047 2 = 1.5174Ω 2 2 Z d b = (0.5047 + j1.5174)Ω