Giải bài tập máy điện chương 5

Chia sẻ: Mr Mai | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

711
lượt xem 248
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CHƯƠNG 5: CÁC MÁY BIẾN ÁP ĐẶC BIỆT Bài tập 51. Một MBA ba pha ba dây quấn nối Yo/Yo/∆1211; 10000/6667/10000 kVA;

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giải bài tập máy điện chương 5

CHƯƠNG 5: CÁC MÁY BIẾN ÁP ĐẶC BIỆT Bài tập 51. Một MBA ba pha ba dây quấn nối Yo/Yo/∆ 1211; 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 cosϕ2 = 0.8; dây quấn điện áp thấp có tải 6000kVA và cosϕ3 = 0.8. Tính (b) ∆ u12% và u13%. Đáp số: a. R1 = 3,29 Ω ; R’2 = 11,35 Ω ; R’3 = 6,23 Ω ; X1 = 87,20 Ω ; X’2 = 161,29 Ω ; X’3 = 66,25 Ω . b. ∆ u12% = 5,7 và u13% = 5,22. Các dòng điện pha định mức của máy biến áp: S1d m 10000 × 10 3 I f1d m = = 47.7149A = 3U 1d m 3 × 121 × 10 3 S2dm 6667 × 10 3 I f 2dm = = 99.9791A = 3U 2dm 3 × 38.5 × 10 3 S3d m 10000 × 10 3 I f 3dm = 303.0303A = = 3U 3d m 3 × 11 × 10 3 Quy đổi về sơ cấp ta có: U 38.4 × 10 3 If ′ 2d m = I f 2d m 2dm = 99.9791 = 31.7289A U 1d m 121 × 10 3 U 3d m 11 × 10 3 × 3 I′ 3d m = I f 3d m = 303.0303 = 47.7149A f U 1d m 121 × 10 3 Các điện áp ngắn mạch của máy biến áp: 121 × 10 3 U n 12 = 0.15 × U 1d m = 0.15 × = 10479V 3 121 × 10 3 U nR12 = 0.01 × U 1dm = 0.15 × = 698.5938V 3 U nX12 = U 2 12 − U 2 = 10479 2 − 698.5938 2 = 10456V n nR12 121 × 10 3 U n 13 = 0.105 × U 1dm = 0.105 × = 7335.2V 3 121 × 10 3 U nR13 = 0.0065 × U 1dm = 0.01 × = 454.086V 3 U nX13 = U 2 13 − U nR13 = 7332 2 − 454.086 2 = 7321.2V 2 n 121 × 10 3 U n 23 = 0.06 × U 1d m = 0.06 × = 4191.6V 3 61
121 × 10 3 U nR 23 = 0.008 × U 1dm = 0.008 × = 558.8751V 3 U nX23 = U n 23 − U nR 23 = 1333.7 2 − 177.8239 2 = 4154.1V 2 2 Các tổng trở của máy biến áp: U 698.5938 R ′n 12 = nR12 = = 14.641Ω I f1dm 47.7149 U 10456 X′ 12 = nX12 = = 219.1264Ω n I f1dm 47.7149 U 454.086 R ′n 13 = nR13 = = 9.5187 Ω I f1d m 47.7149 U 7321.2 X′ 13 = nX13 = = 153.4357 Ω n I f1d m 47.7149 U 558.8751 R ′n 23 = nR 23 = = 17.5683Ω I f 2d m 31.7289 U 4154.1 X′ 23 = nX23 = = 130.5859Ω n I′ 2d m 31.7289 f Tổng trở của các dây quấn: Z + Z 13 − Z 23 14.641 + j219.126 + 9.5187 + j153.4357 − 17.5683 − j130.5859 Z 1 = 12 = 2 2 = (3.294 + j120.99)Ω Z + Z 12 − Z 13 17.5638 + j130.5859 + 14.641 + j219.1264 − 9.5187 − j153.4357 Z 2 = 23 = 2 2 = (11.34 + j98.1384)Ω Z + Z 23 − Z 12 9.5187 + j153.4357 + 17.5683 + j130.5859 − 14.641 − j219.1264 Z 3 = 13 = 2 2 = (6.22 + j32.44761)Ω Độ thay đổi điện áp của máy biến áp: S 3000 k t 12 = t 2 = = 0.45 S 2d m 6667 S 6000 k t 12 = t 3 = = 0.6 S 3d m 10000 R n 12 k t 12 I′2d m 14.641 × 0.45 × 31.7289 × 3 u nr 12∗ = = 0.00299 = U 1d m 121 × 10 3 Xn 12 k t12 I′2dm 219.1264 × 0.45 × 31.7289 × 3 u nx12∗ = = 0.04478 = U 1d m 121 × 10 3 R 1k t 13I′ m 3.29 × 0.6 × 47.7149 × 3 u nr 3∗ = = 0.001348 3d = U 1dm 121 × 10 3 62
X1k t 13I′3dm 120.99 × 0.6 × 47.7149 × 3 u nx 3∗ = = 0.04958 = U 1dm 121 × 10 3 R n 13 k t13 I′3dm 9.5187 × 0.6 × 47.7149 × 3 u nr 13∗ = = 0.0039 = U 1dm 121 × 10 3 Xn 13 k t 13I′ m 153.4357 × 0.6 × 47.7149 × 3 u nx13∗ = = 0.0629 3d = U 1d m 121 × 10 3 R 1k t 12 I′ 3.29 × 0.45 × 31.7289 × 3 u nr 2∗ = = 0.000672 2dm = U 1dm 121 × 10 3 X1k t 12 I′ 120.99 × 0.45 × 31.7289 × 3 u nx 2∗ = = 0.0247 2dm = U 1dm 121 × 10 3 ∆U ∗12 = u nr12∗cosϕ2 + u nx12∗sin ϕ2 + u nr3∗cos ϕ3 + u nx3∗sin ϕ3 = 0.00299 × 0.8 + 0.0447 × 0.6 + 0.001348 × 0.8 + 0.0247 × 0.6 = 0.06 ∆U ∗13 = u nr13∗cosϕ3 + u nx13∗sin ϕ3 + u nr2∗cos ϕ2 + u nx2∗sin ϕ2 = 0.0039 × 0.8 + 0.0629 × 0.6 + 0.000672 × 0.8 + 0.0247 × 0.6 = 0.0562 Bài tập 52. Một MBA ba pha hai dây quấn Sđm = 3200kVA; 35/6kV; 52.5/307.5A; Y/Y12; 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 cosϕ = 0.8; (d) dòng điện ngắn mạch của MBA tự ngẫu. Sơ đồ nối máy biến áp như hình bên. IHA ICA Dòng điện trong các dây quấn: a Sdm 3200 × 10 3 I CA = = 52.786A E2 I2 = UHA U2,N2 3U CA 3 × 35 × 10 3 x Sd m 3200 × 10 3 UCA A IH A = = 307.9201A = 3U H A 3 × 6 × 10 3 E1 I1 U1,N1 Dòng điện trong cuộn dây chung: X I C = I H A − I CA = 307.9201 − 52.786 = 255.1338A Công suất truyền tải của máy biến áp: Stk = 3200kVA 35 Stt = (a + 1)Stk =  + 1  × 3200 = 21866.67kVA  ÷ 6  Std = U H A I C = 3 × 6000 × 255.1338 = 2651.4kVA Hiệu suất của máy biến áp: 63
Stt cosϕ2 21866.67 × 0.8 = 0.9976 η= = Stt cosϕ2 + PFe + Pn 21866.67 × 0.8 + 9530 + 32500 Tổng trở ngắn mạch của máy biến áp thường quy đổi về hạ áp: U nCA u n ∗ × U CA 0.0694 × 6000 2 2 zn = = 0.7808Ω = = I CA Sdm 3200 × 10 3 Khi nối thành máy biến áp tăng áp thì tổng trở ngắn mạch là: U CA 35 z ′ = z ′n = 0.7808 = 0.6665Ω n U CA + U H A 41 Dòng ngắn mạch khi máy biến áp làm nhiệm vụ tăng áp: U 6000 I′ = H A = = 5197.5A n z′ 3 × 0.6665 n Dòng ngắn mạch khi ,àm nhiệm vụ hạ áp: U 35000 I n = I′ CA = 5197.5 = 30318A n U CA 6000 Bài tập 53. 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 2∠ 10o Ω . 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: U H A 450 I t = IH A = = 225A = zt 2 Dòng điện phía cao áp: IU 225 × 450 I CA = H A H A = = 44.02A I CA U CA 2300 Dòng điện trong cuộn dây chung: I C = I H A − I CA = 225 − 44.02 = 180.98A Công suất : Std = U 2I C = 450 × 180.98 = 81441VA Stk = U HA I CA = 450 × 44.02 = 19809VA 64
Bài tập 54. 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): U CA = a ′U HA = 4 × 600 = 2400V Dòng điện tải: 100 × 10 3 I t = I CA = = 41.667A 2400 Dòng điện sơ cấp: I H A = a ′I CA = 4 × 41.667 = 166.667A Dòng điện trong cuộn sơ cấp: I C = I H A − I CA = 166.667 − 41.667 = 125A Bài tập 55. 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: N 1 = 600 − N 2 = 600 − 200 = 400vg Điện áp thứ cấp: N 200 U H A = H A U CA = × 2400 = 800V N CA 600 Dòng điện tải: St 4800 I t = IH A = = 6A = U HA 800 Dòng điện sơ cấp: N 200 I CA = H A I H A = × 6 = 2A N CA 600 Công suất thiết kế: Stk = I C U H A = (6 − 2) × 800 = 3200VA 65
Công suất truyền dẫn trực tiếp: Std = St − Stk = 4800 − 3200 = 1600VA Từ thông trong lõi thép: U HA 800 = 0.015 Wb Φ= = 4.44fN 2 4.44 × 50 × 200 Bài tập 56. 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, cosϕ = 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: P 10 × 736 Sdc = d c = = 9725.2VA ηcos ϕ 0.88 × 0.86 Tổng công suất của tải bằng công suất nguồn cung cấp cho máy biến áp: Pt = Sdc cosϕ +Pr = 9725.2 × 0.86 + 8000 = 16364 W Q t = Sd c sin ϕ = 9725.2 × 0.5103 = 4962.7 VAr St = Pt2 + Q t2 = 16364 2 + 4962.7 2 = 17100 VA Dòng điện tải: St 17100 I t = IH A = = 71.2484A = U HA 240 Dòng điện sơ cấp: U 240 I CA = H A I H A = × 71.2484 = 38.8628A U CA 440 Công suất thiết kế: Stk = I C U H A = (I H A − I CA ) × 240 = 7772.6VA Công suất truyền dẫn trực tiếp: Std = St − Stk = 100000 − 7772.6 = 92227VA    66