Một máy biến áp một pha có số vòng dây cuộn sơ cấp là 400 vòng

1

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP MÁY BIẾN ÁP- HƯỚNG DẪN GIẢI A- PHẦN LÍ THUYẾT

1] Nêu cấu tạo máy biến áp

2] Công thức hệ số tải MBA, Công thức hệ số MBA 3] Nguyên lí làm việc của MBA ?

4] Các thơng số định mức của máy biến áp

5] Sơ đồ thay thế MBA khơng tải. Giải thích thơng số trên sơ đồ 6] Sơ đồ thay thế máy biến áp có tải. Giải thích các thơng số trên sơ đồ 7] Sơ đồ thay thế máy biến áp ngắn mạch. Giải thích các thơng số trên sơ đồ 8] Giãn đồ phân bố năng lượng , các tổn hao trong MBA và hiệu suất của MBA 9] Cơng thức tính hiệu suất của MBA?

Cho biết cơng thức tính hệ số tải trong trường hợp hiệu suất cực đại; hiệu suất định mức.

10] Cho biết các loại tổn hao của MBA. Tổn hao chủ yếu của MBA ở chế độ không tải, chế độ ngắn mạch.

B- BÀI TẬP

Bài 1: Xác định số vòng dây sơ cấp và thứ cấp máy biến áp một pha 240/120V-50Hz; từ thông cực đại trong lõi thép max =6 Wm b

Hướng dẫn giải:

1 1 max 1

E =4, 44fN  N =180 [vịng] N2 = 90 vịng

Bài 2: a] Tính dòng điện định mức của máy biến áp một pha 48kVA; 480/120V. b] Tính dịng điện định mức của máy biến áp ba pha 160kVA; 22/0,4kV. Hướng dẫn giải:

dm 1dm 1dm 2dm 2dm 1dm 2dm

dm 1dm 1dm 2dm 2dm 1dm 2dm

a]S U I U I I 100A;I 400A

b]S 3U I 3U I I 4, 2A; I 230,9A

= =  = =

= =  = =

Bài 3: Xét một máy biến áp lí tưởng . Cuộn sơ cấp có 400 vịng, cuộn thứ cấp có 800 vịng. Tiết diện lõi thép là 40cm2. Nếu cuộn sơ cấp được đấu vào nguồn 600V, 60Hz, hãy tính:

a] Từ cảm cực đại trong lõi thép b] Điện áp thứ cấp

Hướng dẫn giải: a] E1 =U1 =600V

3
1

1 1 max max

1E

E 4, 44fN 5,63.10 Wb

4, 44fN

−

2 max

max

B 1, 41T

S

= =

b] 1 1 2

2 2

U N

U 1200VU = N  =

Bài 4: Cho một máy biến áp 1 phalí tưởng 20kVA, 1200/120V

a] Tính các dòng định mức sơ cấp và thứ cấp của máy

b] Nếu máy phát 12kW cho một tải có hệ số cơng suất băng 0,8; tính các dịng sơ cấp và thứ cấp. Hướng dẫn giải:

dm 1dm 1dm 2dm 2dm 1dm 2dm

a]S =U I =U I I =16,7A;I =167Ab]

2 2 2 2

1 2

12 1

P U I cos I 125AU I

I 12,5AU I

=   =

=  =

Bài 5: Cho một máy biến áp lí tưởng có N1 : N2 = 4:1. Điện áp thứ cấp là 120 00 V. Người ta đấu một

tải 10 300. Hãy tính:

a] Điện áp sơ cấp và dòng điện sơ cấp, thứ cấp. b] Tổng trở tải quy về sơ cấp

Hướng dẫn giải: K = 4

0

1 2

02

2

U kU 480 0U

I 12 30

k

= = 

= =  −

Bài 6: Một máy biến áp lí tưởng 50kVA, 400/2000V cung cấp 40kVA ở điện áp 2000V cho một tải có hệ số cơng suất = 0,8 trễ

a] Tính tổng trở tải.

b] Tính tổng trở quy về sơ cấp Hướng dẫn giải:

a]

222 2 2

t22t

2US U I

ZU

Z 100

S

= =

 = = 

3 cos =0,8 trễ   =36.90

Vậy Tổng trở tải Zt =  =Zt 100 36,9 [ ] 0  b] Z't =k Z2 t = 4 36,9 [ ]0 

Bài 7: Một máy biến áp lí tưởng cung cấp 10kVA cho một tải có tổng trở 2- 320. Tổng trở quy về

sơ cấp là 32 -320 . Tính tỉ số biến áp; dịng điện sơ cấp và thứ cấp; điện áp sơ cấp và thứ cấp. Hướng dẫn giải:

' 2

t t

Z =k Z  =k 422 2 2 2 t

22

t

2 2 tS U I I Z

S

I 50 2A

Z

U I Z 100 2V

= =

 = =

= =

1 2

21

U kU 400 2VI

I 12,5 2Ak

= =

= =

Bài 8: Một máy biến áp có tỉ số biến áp bằng 10. Phía sơ cấp có điện áp 39,8kV; cơng suất biểu kiến 1000kVA và hệ số cơng suất bằng 0,8 trễ. Tính tổng trở tải đấu phía thứ cấp.

Hướng dẫn giải:

1 1 1 1

2 1

12

2t

20

S U I I 25,1AI kI 251A

U

U 3980V

kU

Z 15,86I

36,9

=  =

= == =

= = 

 =

0t t

Z =  =Z 15,86 36,9 [ ] 

Bài 9: Một máy biến áp một pha 20kVA; 7500/480V; R1 = 37,5; XL1 = 83,4; R2 = 0,154; XL2 =

0,342. Cuộn sơ cấp nối với nguồn U = 7500V. Thứ cấp nối với tải điện trở Rt = 15. Tính dòng điện

sơ cấp I1; thứ cấp I2 và điện áp U2 trên tải.

[Bài 9 tham khảo]

4 Bài 10: Máy biến áp 1 pha có R1 = 200,

R2 = 2, điện kháng XL1 = 1570, XL2 =

15,7; 12

10N

N = , sơ cấp máy biến áp nối với

máy phát sin có điện trở trong Rtr = 1600, sức điện động E = 120V, thứ cấp nối với tải có Rtải = 18.

a]. Xác định công suất tải tiêu thụ. b]. Xác định điện áp đặt lên tải. [Bài 10 tham khảo]

Đs: a] 2t 2 t

P =I R =1,0663W b] U2 =I R2 t =4,374W

Bài 11: Hai máy biến áp có số liệu sau: Máy 1: 400kVA; P0 = 930W; Pn = 4600W

Máy 2: 2000kVA; P0 = 1820W; Pn = 2700W

Tính hiệu suất của máy biến áp khi cost = 1; kt = 1.

Nêu nhận xét về hiệu suất của hai máy Hướng dẫn giải:

t dm t2

t dm t t n 0

1

2

k S cos

k S cos k P P0,9864

0,9977

 =

 + + =

 =

Nhận xét: Máy biến áp có cơng suất cao hơn thì hiệu suất cao hơn

Bài 12: Máy biến áp 3 pha có Sđm =450kVA, U1đm = 35KV, U2đm = 0,4KV, P0 =5020W, I0% = 5%,

Un% = 8%, Pn = 12KW. Tính dòng điện trong dây quấn sơ cấp và thứ cấp khi hiệu suất cực đại. Hướng dẫn giải:

Khi hiệu suất cực đại 0

t

nP

k 0,647

P

= =

dm 1dm 1dm 2dm 2dm 1dm 2dm

S = 3U I = 3U I I =7, 423A; I =649,52A1 t 1dm

2 t 2dm

I k I 4,8AI k I 420A

= =

= =

Bài 13: Máy biến áp 1 pha Sđm = 150KVA; U1đm = 2400V; U2đm = 240V; R1 = 0,2 ; X1 = 0,45 ;

R2 = 2 m; X2 = 4,5 m

5

b.Tính Pn; P0 biết rằng khi cos = 0,85; hệ số K = 1; hiệu suất  = 0,98

Hướng dẫn giải: a] k = 10

n n

R =0, 4 ; X =0,9

dm 1dm 1dm 2dm 2dm 1dm 2dm

S =U I =U I I =62,5A;I =625Ab] Pn =I Rn2 n =I1dm2 Rn =1562,5W

t dm t2

t dm t t n 0

0

k S cos

k S cos k P PP 1040W

 =

 + + =

Bài 14: Máy biến áp 1 pha có Sđm =700kVA, U1đm = 35KV, U2đm = 0,4KV, P0 = 502W, Pn = 1200W.

a] Tính dòng điện định mức trong dây quấn sơ cấp và thứ cấp.

b] Tính hệ số tải khi hiệu suất cực đại. Tính hiệu suất cực đại đó biết cos = 0,8. Hướng dẫn giải:

dm 1dm 1dm 2dm 2dm 1dm 2dm

S =U I =U I I =20A;I =1750AKhi hiệu suất cực đại

0
t

nP

k 0,647

P

= =

Khi đó:

t dm t2

t dm t t n 0k S cos

0,997k S cos k P P



 = =

 + +

Bài 15: Máy biến áp 1 pha có U1đm = 35KV, U2đm = 0,4KV, I2đm = 150A, P0 = 0,5KW, I0 % = 10%,

Pn = 1,2KW. Tính: cơng suất biểu kiến định mức, công suất biểu kiến không tải và công suất biểu kiến khi hiệu suất cực đại.

Hướng dẫn giải:

Công suất biểu kiến định mức: Sdm =U2dm 2dmI =60kVAdm 1dm 1dm 1dm

S =U I I =1,714A10

10 1dm

I %

I .I 0,171A100

= =

Công suất biểu kiến không tải : S10 =U1dm 10I =5,895kVA Khi hiệu suất cực đại

0t

nP

k 0,645

P

6

Công suất biểu kiến khi hiệu suất cực đại: S2 =k .St dm =38,7kVA

Bài 16: Một máy biến áp có tỉ số bằng 8; điện trở sơ cấp và thứ cấp bằng 0,9 và 0,05.; điện kháng sơ cấp và thứ cấp băng 5 và 0,14.

a] Trong thí nghiệm ngắn mạch, xác định điện áp phải đưa vào cuộn sơ cấp [cao áp] sao cho dòng ngắn mạch thứ cấp bằng dịng đầy tải = 180A.

b] Tính hệ số công suất của máy trong câu a [Bài 16 Tham khảo]

a] n

n

2n

' 2nn 2n

n n nR 4,1X 14I 180A

I

I I 22,5A

k

U I .Z 328V= 

= =

= = =

= =

b] n

nnR

cos 0, 281Z

Video liên quan