a L.O.8.1 Xác định nhiệt độ ổn định của thanh dẫn nếu cáp trên không có lớpcách điện bọc bên ngoài.. Máy được kéo bởiđộng cơ sơ cấp diesel để phát điện lên lưới; lưới có công suất vô cùn
Trang 9Mẫu 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN
hệ số nhiệt điện trởα= 0,00393
a) (L.O.8.1) Xác định nhiệt độ ổn định của thanh dẫn nếu cáp trên không có lớpcách điện bọc bên ngoài (1 đ)
b) (L.O.8.1) Trong trường hợp bọc thêm lớp cách điện dày δ = 4 mm (hình 1), có
hệ số dẫn nhiệt = 0,25 W/°C.m Kết quả tính toán trong câu a) thay đổi như thếnào? Nhận xét (1 đ)
δ d
θ 1
θ 2
i Đồng
Hình 1
Câu 2 (2,5 điểm) Động cơ một chiều kích từ song song có các dữ liệu định mức như
sau: 500 V, 50 hp, 800 vòng/phút, và hiệu suất định mức 90 % Máy có điện trở mạchkích từ 250 Ω, và điện trở mạch phần ứng 0,2 Ω Cho mạch từ chưa bão hòa, tính:a) (L.O.5.2) Dòng điện phần ứng định mức (1 đ)
b) (L.O.5.2) Giá trị điện trở phụ thêm vào mạch kích từ để động cơ quay với tốc
độ 1000 vòng/phút tại dòng phần ứng định mức (1 đ)
c) (L.O.4.1) Công suất và mômen đầu trục tại trường hợp câu b), cho biết tổn haoquay thay đổi tỷ lệ với bình phương tốc độ (0,5 đ)
Trang 10Câu 3 (3 điểm) Cho động cơ không đồng bộ ba pha, bốn cực, nối Y, 380 V, 50 Hz,
1450 vòng/phút Thông số mạch tương đương (gần đúng) một pha của động cơ quy vềstator như sau: Ra= 0,09 Ω, Xls= 0,17 Ω; R’r= 0,09 Ω, X’lr= 0,17 Ω; Xm= 10 Ω songsong Rc= 200 Ω (sử dụng mạch thay thế gần đúng) Tổn hao cơ (quay) là 1 kW Động
cơ được cấp nguồn ba pha 380 V, 50 Hz:
a) (L.O.4.1) Ở định mức: tính dòng điện tiêu thụ, hệ số công suất, mômen điện từ,
và hiệu suất của động cơ? (1 đ)
b) (L.O.4.1) Khi động cơ chạy ở tốc độ 1488 vòng/phút, tính lại câu a), và so sánhvới kết quả câu a), cho nhận xét? (1 đ)
c) (L.O.4.1) Tính mômen khởi động và mômen cực đại của động cơ? So sánh vớikết quả ở định mức và cho nhận xét? (1 đ)
Câu 4 (2,5 điểm) Cho máy phát đồng bộ (MPĐB) ba pha: S = 10 kVA, 4 cực; đấu Y;
V= 380 V; tần số f = 50 Hz; điện kháng đồng bộ Xs= 1,2 Ω/pha Máy được kéo bởiđộng cơ sơ cấp diesel để phát điện lên lưới; lưới có công suất vô cùng lớn (điện áp vàtần số không đổi) 380 V và 50 Hz Trong suốt quá trình vận hành công suất biểu kiếngiữa máy phát đồng bộ và lưới điện luôn được giữ bằng định mức và máy phải phátcông suất phản kháng lên lưới; bỏ qua tổn hao mạch kích từ
- Do yêu cầu từ lưới điện, máy phát đồng bộ phải phát công suất phản kháng lên lưới
là 6 kVAr
a) (L.O.5.2) Tính sức điện động pha và góc công suất của máy phát (1 đ)
b) (L.O.4.1) Tổn hao cơ (ma sát+quạt gió) trên trục động cơ sơ cấp và máy phát làkhông đổi và bằng 2 kW Tính mômen cơ mà động cơ sơ cấp phải cấp cho hệthống (0,5 đ)
- Do hết nhiên liệu nên động cơ sơ cấp ngừng hoạt động, tuy nhiên máy đồng bộ chưađược cắt ra khỏi hệ thống
c) (L.O.5.2) Dòng kích từ của máy phát phải được điều chỉnh như thế nào (tănghay giảm bao nhiêu phần trăm) để hệ vẫn trao đổi 10 kVA với lưới? (1 đ)
(Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)
Trang 11Đáp án và hướng dẫn chấm:
Câu 1 (2 điểm):
a) Xác định nhiệt độ ổn định của thanh dẫn khi không có cách điện bên ngoài (1 điểm)Tổn hao công suất trên 1 m thanh dẫn
Phương trình cân bằng nhiệt
b) Trong trường hợp lớp cách điện bọc ngoài dày 4 mm (1 điểm)
φT RT2 R T1
θ0
Kết quả tính toán không sai khác nhiều so với câu 1 (sai số 10%) do diện tích tỏa nhiệt
ra môi trường chung quanh tăng lên bù cho độ chênh nhiệt rơi trên lớp cách điện
Hướng dẫn đánh giá chuẩn đầu ra: Nếu sinh viên viết đúng biểu thức và tính đúng thì đạt chuẩn đầu ra tương ứng, ngược lại sẽ không đạt chuẩn đầu ra Với câu b) thì phần nhận xét phải trình bày được đa số các yếu tố chính mới đạt chuẩn đầu ra.
Câu 2 (2,5 điểm)
Đáp số:
a) Dòng điện phần ứng định mức Iađm= 80,89 A (1 điểm)
b) Điện trở phụ thêm vào mạch phần ứng R = 62,5 ohm (1 điểm)
c) Công suất đầu trục Pshaft= 36,27 kW = 48,62 hp (0,25 điểm)
Mômen đầu trục Tshaft= 346,3 N.m (0,25 điểm)
Trang 12Code Octave cho câu 2:
wr = (2*pi*nr)/60;
G = Ea/(If*wr) Tshaft = Pshaft/wr
% truong hop toc do 1000 rpm va Ia dinh muc
n1 = 1000;
w1 = (2*pi*n1)/60;
If1 = Ea/(G*w1)
R = Va/If1 - Rf Prot1 = Prot*(1000/800)^2 Pshaft1 = Pm - Prot1 Pshaft1_hp = Pshaft1/746 Tshaft1 = Pshaft1/w1
Hướng dẫn đánh giá chuẩn đầu ra: Nếu sinh viên viết đúng biểu thức và tính đúng thì đạt chuẩn đầu ra tương ứng, ngược lại sẽ không đạt chuẩn đầu ra.
Câu 3 (3 điểm)
Đáp số:
a) s = 0,033333a) Is = 84,616307 [A]
a) PF = 0,928684 (trễ)a) Te = 314,195877 [N.m]
a) Eff = 90,309040 %
b) s_b = 0,008000b) Is_b = 30,402920 [A] => 0,359303 (1/3) dong dien dinh mucb) PF_b = 0,671857, => giam nhieu so voi 0,928684
b) Te_b = 80,349559 [N.m] => 0,255731 (1/4) moment dinh mucb) Eff_b = 83,311232 %, => giam nhieu so voi 90,309040 %
c) Te_st = 559,020984 [N.m] => 1,779212 lan moment dinh mucc) Te_max = 1040,590802 [N.m] => 3,311917 lan moment dinh mucCode Octave cho câu 3:
clc
Trang 14TEXT = sprintf('a) Is = %f [A]', Is_rms); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('a) PF = %f', PF); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('a) Te = %f [Nm]', Te); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('a) Eff = %f %%', Eff*100); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('.'); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('b) s_b = %f', sb); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('b) Is_b = %f [A] => %f (1/3) dong dien dinh muc', Isb_rms, Isb_rms/Is_rms); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('b) PF_b = %f, => giam nhieu so voi %f', PFb, PF);
TEXT = sprintf('.'); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('c) Te_st = %f [Nm] => %f lan moment dinh muc', Te_st, Te_st/Te); disp(TEXT)
TEXT = sprintf('c) Te_max = %f [Nm] => %f lan moment dinh muc', Te_max, Te_max/Te); disp(TEXT)
Hướng dẫn đánh giá chuẩn đầu ra: Nếu sinh viên viết đúng biểu thức và tính đúng thì đạt chuẩn đầu ra tương ứng, ngược lại sẽ không đạt chuẩn đầu ra Với câu b) và c) thì phần nhận xét phải trình bày được đa số các yếu tố chính mới đạt chuẩn đầu ra.
Trang 15% Câu a) và câu b) máy vận hành ở chế độ máy phát;