Tải bản đầy đủ

Giao trinh bai tap bdnl ch5bvn

ĐÁP ÁN KIỂM TRA GIỮA KỲ – THÁNG 04/2011 (45 PHÚT)
MÔN HỌC: BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN CƠ
1. Các tải 3 pha cân bằng sau được nối vào một nguồn 3 pha, nối Y, 400 V (điện áp dây):
Tải 1: Tải cảm, nối Y, tiêu thụ dòng điện dây 60 A, và công suất tác dụng 30 kW;
Tải 2: Tải nối Y tiêu thụ 85 kVA (3 pha) ở hệ số công suất 0,89 sớm;
Tải 3: Tải nối  tiêu thụ 60 kW (3 pha) ở hệ số công suất 0,6 trễ.
Hãy tính:
a) Công suất phức tổng 3 pha tiêu thụ bởi 3 tải (1 đ)
b) Dòng điện pha của mỗi tải (1 đ)
c) Giá trị công suất phản kháng trên mỗi pha của bộ tụ được thêm vào (song song với tổ hợp tải) để
làm cho hệ số công suất tổng bằng 0,97. (1 đ)
Giải
a) Tải 1: S1  3  V L  I L  3  400  60  41570 VA, như vậy

Q1  S12  P12  41570 2  30000 2  28776 VAR, và S1  30  j 28,776 kVA














Tải 2: S 2  S 2 PF2  j sin cos 1 PF2   85 0,89  j sin cos 1 0,89  75,65  j 38,757 kVA
P
60
Tải 3: Q3  3 sin cos 1 PF3  
sin cos 1 0,6   80 kVAR, do đó
PF3
0,6









S 3  60  j80  10053,13 0 kVA

Công suất phức tổng: S  S1  S 2  S 3  165,65  j 70,019  179,8422,910 kVA
b) Tải 1: Dòng điện pha bằng dòng điện dây I 1  60 A (tải nối Y)
85000
 122,68 A (tải nối Y)
Tải 2: Dòng điện pha bằng dòng điện dây I 2 
3  400
S
100000
Tải 3: Dòng điện pha I 3  3 
 83,33 A (tải nối )
3V 3  400
c) Công suất phản kháng tổng mới:
P
165,65
Q' 

sin cos 1 PF ' 
sin cos 1 0,97   41,52 kVAR
PF '
0,97
Do đó, công suất phản kháng trên mỗi pha cần thêm vào là
1
1
Qtu  pha   Q 'Q   41,52  70,019   9,5 kVAR
3
3










2. Kết quả thử nghiệm hở mạch và ngắn mạch trên một máy biến áp 180 kVA, 2400/240 V, 50 Hz
như sau:
Thử nghiệm hở mạch (phía hạ áp): Voc = 240 V, Ioc = 15 A, Poc = 1152 W
Thử nghiệm ngắn mạch (phía cao áp): Vsc = 60 V, Isc = 75 A, Psc = 1500 W
a) Xác định các tham số của mạch tương đương gần đúng, quy về phía cao áp. (1 đ)
b) Vẽ mạch tương đương đó với các tham số đã tính được ghi rõ trên mạch tương đương. (1 đ)
c) Tìm độ thay đổi điện áp khi máy biến áp cung cấp cho tải nối vào phía hạ áp ở điện áp định mức
và dòng điện định mức với hệ số công suất 0,85 trễ. (1 đ)
d) Tính hiệu suất của máy trong trường hợp trên. (1 đ)
Giải
a) Tham số của mạch tương đương gần đúng:
Tỷ số vòng dây a = 2400/240 = 10.
2402  50  I  240  4,8 A
Rc 
R
1152
50
240
 16,89 
I X  15 2  4,8 2  14,21 A, X m 
14,21
Rc' và X m' quy về phía cao áp:
Rc'  a 2 Rc  10 2  50  5000 , X m'  a 2 X m  10 2  16,89  1689 

Req 

Psc 1500
V
60

 0,2667 , Z eq  sc 
 0,8 , X eq  0,8 2  0,2667 2  0,7542 
2
2
I sc
75
I sc 75

b)
0,2667 

I1
V1

5
k

0,7542 

I2/a
1,689
k

V2

aV2

10:1
c)
Giả sử điện áp tải là V2  V2 0 0  2400 0 V,
180000
Dòng điện tải quy về phía cao áp: I 2 a 
  cos 1 0,85  75  31,79 0 A
240  10
Điện áp ngõ vào:
I
V1  aV2  Req  jX eq  2  24000 0  0,2667  j 0,7542  75  31,79 0  2447,10,88 0 V
a
Khi không tải, I 2  0 , vậy V2no _ load   V1 a  2447,1 10  244,71 V
Độ thay đổi điện áp:
244,71  240
U % 
 100  1,963%
240


d) Công suất tác dụng của tải:
P2  180000  0,85  153000 W
Tổn hao lõi thép:
V 2 2447,12
Pi  1 
 1198 W
Rc
5000
Tổn hao dây quấn (tổn hao đồng):
2
Pc  Req I 2 a   0,2667  75 2  1500 W
Hiệu suất:
P2
153000


 100%  98,27%
P2  Pi  Pc 153000  1198  1500


3.
i
a

r
a

a

N

g

Sâu d vào
trang giấy
g

r

a

Với mạch từ trong hình trên, phần trên có dây quấn được gắn cố định, còn phần dưới có thể di
chuyển theo phương đứng (lên và xuống). Bỏ qua từ tản nhưng xét đến từ trở của lõi mạch từ
(đường sức từ trung bình là lc).
a) Tìm từ thông móc vòng bằng mạch từ tương đương. (1 đ)
b) Tìm đồng năng lượng của hệ và lực điện từ sinh ra. (1 đ)
c) Giả sử có dòng điện DC được đưa vào cuộn dây, khi nào lực điện từ sẽ đạt giá trị lớn nhất (xét về
độ lớn), và giá trị đó là bao nhiêu? (1 đ)
Giải
a)
Tổng từ trở của các khe hở: R g 
Từ trở của lõi: Rc 

Từ thông:  

2g
 0 ad

Ni

lc
 r  0 ad

Ni

R g  Rc



Ni

 Ni

Rg

 0 ad
2 g  lc  r

l 
1 
 2 g  c 
 0 ad 
r 
 0 ad
Từ thông móc vòng:   N  N 2 i
2 g  lc  r
b)
Đồng năng lượng:
i
 0 ad
Wm'   di '  N 2 i 2
0
22 g  lc  r 
Lực điện từ:
Wm'
N 2 i 2  0 ad
N 2 i 2  0 ad
2
e
f 


g
2
2 g  l c  r 2
2 g  l c  r 2

Rc

Lực điện từ luôn mang giá trị âm, do đó luôn tác dụng theo chiều ngược với chiều của biến cơ học
g, tức là kéo phần di động về phía phần đứng yên.
c) Độ lớn của lực sẽ đạt giá trị lớn nhất khi g = 0. Khi đó, giá trị lớn nhất của lực sẽ là
N 2 I 2  0 ad
e
f

(dòng điện kích từ một chiều i = I).
max
l c  r 2



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×