câu hỏi ôn thi máy điện , máy điện 2 có lời giải ( chương 3)

bài tập ôn thi máy điện 2 chương 3 máy điện không đồng bộ máy biến áp 1 pha 3 pha xoay chiều 1 chiều các câu hỏi bài tập thường có khi ra đề thi đảm bảo được 3d tài liệu được thực hiện biên soạn bởi sinh viên đại học gtvt tphcm đã được điểm a môn máy điện 2

Bài tập chương 3

Bài 1 : Một máy phát điện đồng bộ ba pha cực ẩn công suất 1750 kVA; điện áp 2300V; bỏ qua

điện trở phần ứng; điện kháng đồng bộ là 2.65 Ω / pha; đấu sao; tải có cos = 0,8 trễ Tính : 1/ sức điện động pha của máy phát

2/ phần trăm thay đổi điện áp

Bài giải:

C1:

1) Điện áp pha máy phát:

Dòng điện định mức Sđm = Uđm Iđm => Iđm = 439,3 (A) = 0,439mA Cos= 0,8  (Tính cảm)

= ∠0+439,3∠-36,9.2,65∠90= 2230∠24,7 2) U% = 100 = 100 =67,9%

C2:

Từ phương trình máy phát cực ẩn  vẽ dồ thị vector

Từ đồ thị vector:

bỏ qua 

= 2230,2 (V)

U% = =

Bài 2 : Một động cơ đồng bộ ba pha cực ẩn 1270V, đấu tam giác, có điện kháng đồng bộ 2,6 Ω/ pha, điện trở phần ứng không đáng kể, bỏ qua các tổn hao, công suất vào là 820 kW, dòng kích

từ được điều chỉnh sao cho sức điện động bằng 1617 V Tính :

1/ Góc momen ( góc tạo bởi U và E )

2/ Dòng điện dây

Bài giải:

Tóm tắt:

Đấu tam giác Upha = Udây

1) Dòng điện đầu vào U = E0 + I ( Rư + jXđb)

Bài 3 : Một máy phát điện đồng bộ ba pha cực ẩn công suất 500 kVA; điện áp 2400V; bỏ qua

điện trở phần ứng; điện kháng đồng bộ là 4 Ω/ pha; đấu sao; tải có cos = 0,866 trễ Tính : 1/ sức điện động pha của máy phát

2/ phần trăm thay đổi điện áp

Bài giải : 1) Dòng điện định mức Sđm = Uđm Iđm  = = 0,12(mA)

Sức điện động pha của máy phát U = E0 – I ( Rư + jXđb)

Từ phương trình máy phát cực ẩn  vẽ dồ thị vector

Từ đồ thị vector:

bỏ qua 

= 1460,8 (V)

2) Phần trăm thay đổi điện áp : U% = 100 = 100 = 5.7%

Bài 4 : Một máy phát điện đồng bộ ba pha cực ẩn công suất 1250 kVA; điện áp 4160V; 2p =

10; 50Hz; điện trở phần ứng là 0.126Ω / pha; điện kháng đồng bộ là 3 Ω/ pha; đấu sao; tải có cos= 0.8 trễ Tính :

1/ sức điện động pha của máy phát

2/ phần trăm thay đổi điện áp

Bài giải : 1) Điện áp pha máy phát:

Dòng điện định mức

Sđm = Uđm Iđm  = = = 0,173(mA)

= I.Xđb + U sin

= I Ru + U cos

=

E0 = = 2405,6(V)

2) U% = =

Bài 5 : Một máy phát điện đồng bộ ba pha cực ẩn công suất 1750 kVA; điện áp 2300V; bỏ qua

điện trở phần ứng; điện kháng đồng bộ là 2,65Ω / pha; đấu sao; tải có cos= 0,8 trễ Tính : 1/ sức điện động pha của máy phát

2/ phần trăm thay đổi điện áp

Bài giải : 1) Dòng điện định mức Sđm = Uđm Iđm  = = = 0,43(mA)

Từ phương trình máy phát cực ẩn  vẽ dồ thị vector

Từ đồ thị vector:

bỏ qua 

= 2230,2 (V)

U% = =

Bài 6 : Một động cơ điện đồng bộ ba pha đấu sao (Y) có thông số Pđm = 575kW, Uđm = 6000V; hiệu suất = 0,95; cosđm = 1; f = 50Hz

a) Tính mômen quay định mức, dòng điện định mức

b) Nếu mômen cản chỉ đạt 75% Mđm thì công suất phản kháng tối đa động cơ có thể bù cho mạng điện là bao nhiêu? Muốn đạt điều đó phải làm thế nào?

Bài giải : a) Tốc độ quay roto n=n1 = = = 1000 v/phút

Dòng điện định mức : = = = 58,2(A)

Tốc độ góc định mức : = = 104,67 rad/s

Mô-men định mức = 5493 Nm

2) Công suất điện động cơ tiêu thụ :

Tổn hao công suất động cơ khi tải định mức :

Tổn hao công suất động cơ khi tải gần định mức gần như không đổi

Cơ năng động cơ phát ra mô-mem cản bằng 75% Mđm

Công suất tác dụng của động cơ điện nhận ở lưới điện

P1= Pcơ + P = 431 + 30 = 461kW Công suất phản kháng động cơ điện có khả năng phát:

Qmax = = = 390kVar

Bài 7: Một máy phát điện đồng bộ ba pha cực ẩn công suất 40 kVA; điện áp 208V; bỏ qua điện

trở phần ứng; điện kháng đồng bộ là 0,45 Ω/ pha; đấu sao; tải có cos= 0,8 trễ Tính :

1/ sức điện động pha của máy phát

2/ phần trăm thay đổi điện áp

Bài giải :

1) Dòng điện định mức Sđm = Uđm Iđm  = = = 0,111(mA)

Từ đồ thị vector:

bỏ qua 

= 171.75 (V)

2) U% = =

Bài 8: Một máy phát điện đồng bộ ba pha cực ẩn đấu sao, Sđm= 10000kVA; Uđm = 6,3kV; f = 50Hz; cos = 0,8; số đôi cực p = 2; điện trở dây quấn stato R = 0,04Ω; điện kháng đồng bộ Xđb =

1Ω; tổn hao kích từ Pkt = 2% Pđm, tổn hao cơ, sắt từ Pcstf = 2,4% Pđm

a) Tính tốc độ quay rôto, dòng điện định mức

b) Tính công suất tác dụng và phản kháng máy phát ra

c) Công suất động cơ sơ cấp kéo máy phát và hiệu suất máy phát

Bài giải : a) Tốc độ quay roto n=n1 = = = 1500 v/phút

Dòng điện định mức : = = = 916,5(A)

b) Công suất tác dụng và phản kháng:

= 10 103.0,8 = 8.103kW

Qđm = = 10 103.0,6 = 8.103kVar Tổn hao kích từ :

Pkt = 2% Pđm = 0,02 8.103= 160kW

Pst.cf = 2,4% Pđm = 0,024 8 103 = 192kW Tổn hao trên điện trở dây quấn phần ứng

= 100,8kW ( m=3) Công suất động cơ sơ cấp :

P1 = Pđm + Pkt + Pst.cf + Pđ1 = 8000 + 160 + 192 + 100,8 = 8452,8kW Hiệu suất máy phát = = = 0,946

Bài 9: Hai máy phát điện đồng bộ làm việc song song cung cấp điện cho hai tải:

Tải 1: S1 = 5000 kVA; cos1 = 0,8

Tải 2: S2 = 3000 kVA; cos = 1

Máy phát thứ nhất phát ra P1 = 4000 kW, Q1 = 2500 kVAr Tính công suất máy phát thứ hai và

hệ số công suất mỗi máy phát

Bài giải : Công suất tác dụng của 2 tải:

Pt = + = 5000.0.8 + 3000.1 = 7000kW Công suất phản kháng của 2 tải:

Qt = 1 + = 5000.0,6 + 3000.0 = 3000kVar Công suất tác dụng của máy 2:

P2 = Pt – P1 = 7000 – 4000 = 3000 kW Công suất phản kháng của máy 2:

Q2 = Qt – Q1 = 3000-2500 = 500 kVar

Hệ số công suất máy phát 1:

Cos= 0,848

Hệ số công suất máy phát 2:

Cos= 0,986

Bài 10: Một máy phát điện đồng bộ ba pha cực ẩn, dây quấn stato nối sao, điện áp dây không tải U0d = 398,4V.Khi dòng điện tải I = 6A, cos = 0,8 (>0) thì điện áp Ud = 380V Thông số dây quấn stato R = 0; điện kháng tản Xt 0,2 Ω

a) Tính sức điện động pha của máy phát khi không tải

b) Tính điện kháng đồng bộ Xđb và điện kháng Xư

Bài giải :

a) Khi không tải, dòng điện I = 0, điện áp ở cực máy bằng sđđ:

= = 230V Theo đồ thị véc tơ điện áp máy cực ẩn:

= -

Điện kháng đồng bộ :

= = 2,68 Ω

Điện kháng phần ứng :

Xu = Xđb – Xt = 2,68 – 0,2 = 2,48 Ω

Bài 11: Máy phát đồng bộ cực từ ẩn ba pha Sđm = 20KVA, Uđm = 220V, cos= 0,85 Điện trở ở đầu cực là không đáng kể, điện kháng đồng bộ là Xđb = 0,5Ω /pha Nối Y, điện áp kích từ là 110VDC, dòng kích từ l 10A, PFe = 700W, Pma st, quạt gió… = 600W Xác định:

1/ Sức điện động pha trên dây quấn phần ứng

2/ Độ thay đổi điện áp %

3/ Hiệu suất của máy phát ở chế độ định mức

Bài giải : 1) Dòng điện định mức :

= = = 52,49(A) Sức điện động pha của máy phát U = E0 – I ( Rư + jXđb) => E0 = 221,6V ; = 6,8

2) Phần trăm thay đổi điện áp : U% = 100 = 0,07%

3)Công suất định mức

Pđm = = 220 52,49 0,85 = 17001,2W Công suất kích từ

Pkt= Ukt Ikt = 110.110 = 12100W Công suất động cơ sơ cấp :

P1 = Pđm + Pkt + PFE + Pma sát, gió… = 17001,2 + 12100 + 700 + 600= 30401,2W Hiệu suất máy phát = = = 0,6

Bài 12: Máy phát điện đồng bộ ba pha, Sđm = 110MVA, cosđm = 0,8, Uđm = 66KV, hiệu suất = 90%, nối Y, f = 60Hz, nđm = 360v/ ph

1/ Số cực của máy phát

2/ Công suất máy phát cấp cho tải

3/ Tính dòng điện định mức của máy phát

4/ Công suất cơ cần cung cấp cho máy phát

5/ Moment cơ cần cung cấp cho máy phát

Bài giải :

1) Tốc độ quay roto n=n1 = = = 360 v/phút  p=1  2p=2

2) Công suất máy phát cấp cho tải

Pđm = = 110.106 0,9.0,8 = 79,2 MKW 3) Dòng điện định mức:

= = = 962,3(A) 4) Công suất cơ cần cung cấp cho máy phát

Hiệu suất =  P1 = = 88MKW 5) Moment cơ cần cung cấp cho máy phát

Mcơ =9,55 = 9,55 = 2,333 (MNm) Bài 13: Một máy phát điện đồng bộ ba pha cực ẩn, có Sđm = 1500kVA, Uđm = 6000V; cosϕđm

= 0,8; dây quấn stato nối Y và có điện trở R = 0,45Ω; điện kháng đồng bộ Xđb = 6Ω

a) Một tải có U = 6000V, cosϕ = 0,8 tiêu thụ dòng điện bằng định mức của máy phát Tính dòng điện, công suất tác dụng và công suất phản kháng của tải

b) Nếu cắt tải còn dòng kích từ vẫn giữ trị số như lúc có tải như trên thì điện áp đầu cực máy phát bằng bao nhiêu?

Bài giải:

a) Dòng điện định mức:

= = = 144(A) Dòng điện tải bằng dòng định mức máy phát → công suất của tải:

P = = 6000 144.0,8 = 1200kW

Q = = 6000 144.0,6 = 900kVar b) Từ đồ thị vector

= I.Xđb + U sin

= I Ru + U cos

=

E0 =

= 4244V

Điện áp máy phát :

U = E0 = 4244 = 7351V Bài 14: Máy phát đồng bộ ba pha 25 kVA, 220 V, cung cấp công suất định mức cho tải có cos= 0,8 (trễ) Điện trở xoay chiều đo giữa hai đầu ra của cuộn dây ứng đấu sao là 0,2; điện kháng đồng bộ là 0,6/pha, dòng kích từ là 9,3A từ nguồn 115V, tổn hao ma sát và quạt gió là 460 W, tổn hao lõi thép là 610W

1 Tính độ thay đổi điện áp lúc đầy tải

2 Tính hiệu suất lúc đầy tải

Bài làm :

1. Độ thay đổi điện áp lúc đầy tải :

Dòng điện định mứcư

(giả sử máy phát cực ẩn )Sức điện động của máy phát :

Từ phương trình máy phát cực ẩn  vẽ dồ thị vector

Từ đồ thị vector:

bỏ qua 

= 182.3 (V)

U% = =

2. Tính hiệu suất lúc đầy tải

Công suất định mức:

Công suất kích từ :

Tổn hao dây đồng trong dây quấn phần ứng : = 2940W

Công suất động cơ sơ cấp : = 26,11kW

Hiệu suất lúc đầy tải H = 100% = 81,67%