Đang tải... (xem toàn văn)
Máy điện một chiều(MĐ1C) hiện ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong sản xuất và đời sống. Nó dùng làm động cơ điện, máy phát điện hoặc tổ hợp máy, thiết bị điện một chiều chuyên dụng. Cô
43 VÍ DỤ 2-2 Một MBA pha có cơng suất 25kVA, điện áp 6300/240V, tần số 50Hz vận hành khơng tải điện áp sơ cấp định mức có tổn hao khơng tải 138W hệ số cơng suất không tải 0,21 (chậm sau) Sử dụng mạch điện thay hình 2-18b để xác định (a) dịng điện khơng tải thành phần nó; (b) điện kháng từ hoá điện trở đặc trưng cho tổn hao sắt từ; (c) tính lại đại lượng máy biến áp làm nhiệm vụ tăng điện áp Bài giải a Dịng điện khơng tải thành phần nó: cosϕ0 = P0 U1dm I = 138 138 = 0,21 ⇒ I o = = 0,1043A 6300 × I o 6300 × 0,21 ϕo = cos-1 0,21 = 77,88o Ife = Iocosϕo = 0,1043 0,21 = 0,0219 A IM = Iosinϕo = 0,1043 sin(cos-1 0,21) = 0,102 A b Điện trở đặc trưng cho tổn hao sắt từ điện kháng từ hoá: U1 6300 = = 287.671,2 Ω I fe 0,0219 U 6300 = 1= = 61764 Ω I M 0,102 R fe = XM c Tổn hao công suất hệ số công suất không thay đổi máy biến áp làm nhiệm vụ tăng áp Lúc này, thành phần dòng điện Ife là: I fe = P 138 = = 0,575 A U1 240 I0 = I fe 0,575 = = 2,74 A cos ϕ0 0,21 thành phần dòng điện từ hóa: IM = Ife tagϕo = 2,74.tag(cos-1 0,21) = 2,68 A Điện kháng từ hóa: XM = U1 240 = = 89,7 Ω I M 2,68 Điện trở đặc trưng cho tổn hao sắt từ lõi thép Rfe: R fe = 2.7 U1 240 = = 317,4 Ω I fe 0,575 MBA LÀM VIỆC VỚI TẢI Theo định luật Lenz, sức điện động cảm ứng cuộn dây thứ cấp có chiều chống lại biến thiên từ thơng sinh Vì tải nối vào cuộn thứ cấp, chiều dòng điện thứ cấp i2 tạo sức từ động chống lại sức 44 từ động sơ cấp Điều thể hình 2-22a Do vậy, từ thơng ΦM lõi thép giảm xuống: ΦM = N1i M − N i R core ΦM I1 = I0 + I1,tải U1 ES (2-27a) F2 F1 K I2 ET Zt Hình 2-22 MBA làm việc với tải Mà từ thông ΦM lõi thép giảm xuống làm cho sức phản điện động ES giảm xuống, theo công thức (2-23), dịng điện sơ cấp I1 tăng lên Dòng điện tải sơ cấp I1tải tăng lên, gọi thành phần tải dòng điện sơ cấp, sức từ động từ hố dịng điện tải N1I1,tải làm tăng thêm từ thông Do vậy: ΦM = N1i M + N1i1, tai − N i (2-27b) ℜµ Dòng điện sơ cấp tăng N1I1,tải = N2I2, lúc ΦM ES có giá trị trước đóng khố K (khơng tải) Như vậy, thành phần tải dòng điện sơ cấp I1tải là: I1,tải = (N2/N1)I2 = I2/a = I’2, (2-28) tức dòng điện thứ cấp chia cho tỉ số biến áp a Dòng điện I’2 (2-28) gọi dòng điện dây quấn thứ cấp qui đổi dây quấn sơ cấp Sự khác ES lúc khơng tải ES lúc có tải điện áp rơi điện trở dây quấn sơ cấp Do dó dịng điện sơ cấp có tải : = + + I1 I fe I M I1 ,tải = fe + M + '2 I I I = + +' I1 I I1 ,tải = I I (2-29) Ngược lại, giảm tải, dòng điện I2 giảm dịng điện I1t giảm I1 giảm theo Mở khố K hình 2-22 làm giảm dịng điện I 2, stđ N2I2 giảm không Kết từ thông hỗ cảm giảm sức phản điện động giảm, làm cho dòng điện sơ cấp trở giá trị lúc không tải Chú ý rằng, vấn đề trình bày cho độ từ thẩm khơng đổi khơng có từ thông tản Việc xét ảnh hưởng từ thông tản phần sau 2.8 MÁY BIẾN ÁP LÝ TƯỞNG, MÁY BIẾN ÁP THỰC 45 2.8.1 Máy biến áp lý tưởng: Khi xét nguyên lý làm việc máy biến áp, ta đề cập đến máy biến áp lý tưởng, máy biến áp: - khơng có từ thơng tản - khơng có tổn hao lõi thép - độ từ thẩm lõi thép ∞ - điện trở dây quấn khơng Trên hình 2-23a máy biến áp lý tưởng có hai dây quấn, sơ cấp thứ cấp ΦM I1 + I2 E1 E U1 _ + U2 _ Tải Hình 2-23 Máy biến áp lý tưởng Với máy biến áp lý tưởng ta rút ra: a= N E U1 = = N2 E2 U2 (2-30) Trong E1 E2 s.đ.đ cảm ứng sơ cấp thứ cấp máy biến áp lý tưởng Tổng trở vào máy biến áp lý tưởng: Z' V = U E1 = = Z v ∠ϕ1 1 1 I I (2-31) Sđđ sơ cấp E1 sđđ thứ cấp E từ thông tạo nên chúng pha Do vậy: E1 E1∠α E1 = = =a E E ∠α E (2-32) hay: E1 = aE2 = E’2 (2-33) Do tổn hao cơng suất máy nên cơng suất biểu kiến đầu vào công suất biểu kiến đầu ra: I* I2 E 1 = E * (2-34) Như vậy: * = E1 * = * I1 I I a E2 hay: (2-35a) = =' I1 I2 I2 a (2-35b) Thay (2-33) (2-35b) vào (2-31), ta có: Z' V = aE E = a 2 = a Zt /a I2 I2 (2-36) 46 Trong đó: E2 = Z t ∠ϕ - tổng trở tải 2 I ' = - dòng điện thứ cấp qui đổi sơ cấp I2 I2 a Zt = Và VÍ DỤ 2-3 Một máy biến áp pha hai dây quấn, dây quấn sơ có 200vòng, dây quấn thứ 20vòng Sơ cấp nối vào lưới điện có điện áp 120V, f = 50Hz thứ cấp nối vào tổng trở tải 100∠30 Ω Xác định : a Điện áp thứ cấp b Dòng điện sơ cấp dòng điện tải c Tổng trở vào MBA Chú ý: Ý định ví dụ nhằm làm sáng tỏ việc qui đổi đại lượng MBA để thuận tiện cho việc nghiên cứu tính toán Bài giải a Điện áp thứ cấp Tỉ số biến áp (vòng) a= N1 200 = = 10 N2 20 Điện áp thứ cấp : a= E1 E 120 ⇒ E2 = = = 12V E2 a 10 b Dòng điện sơ cấp dòng điện tải Dòng điện tải với giả thiết U = E2 = 12∠0 o V , ta có: o = E2 = 12∠0 = 0,12∠ − 30 o A I Z t 100∠30 o Dòng điện sơ cấp (chính dịng điện thứ cấp qui đổi sơ cấp): o = '2 = I = 0,12∠ − 30 = 0,012∠ − 30 o A I I a 10 c Tổng trở vào MBA Z 'V = a Z t Z 'V = 10 ×100∠30 o = 10 ×10 ∠30 o Ω 2.8.2 Máy biến áp thực: 47 Tất từ thông MBA thực không ảnh hưởng đến hai dây quấn sơ cấp thứ cấp Do mạch từ máy biến áp thực có hệ số từ thẩm hữu hạn nên từ thông máy biến áp thực có thành phần: Từ thơng hỗ cảm ΦM, từ thông tản sơ cấp Φt1, từ thông tản thứ cấp Φt2 Điều trình bày hình 2-24, để việc phân tích đơn giản theo trình tự, ta trình bày vài đường sức từ tản Theo MBA trình bày hình 2-24, từ thơng tản sinh dịng điện sơ cấp móc vịng với dây quấn sơ cấp, từ thơng tản sinh dịng điện thứ cấp móc vịng với dây quấn thứ cấp từ thơng hỗ cảm sinh thành phần từ hố dịng điện khơng tải chạy lõi thép móc vịng với hai dây quấn Như tổng từ thông cuộn sơ cấp ΦS thứ cấp ΦT là: ΦS = ΦM + Φt1 ΦT = ΦM − Φt2 (2-37) (2-38) ΦM i2 i1 ∼ + Φt1 u1 _ F1 + u2 Φt2 Zt _ F2 Hình 2-24 Từ thơng MBA có tải Như vậy, theo (2-37) (2-37), ta thấy từ thông hỗ cảm nhỏ từ thơng tổng cuộn dây sơ cấp có từ thông tản từ thông tổng cuộn thứ cấp nhỏ từ thông hỗ cảm Kết điện áp thứ cấp nhỏ điện áp thứ cấp máy biến áp khơng có từ thơng tản Điện áp rơi tạo từ thông tản tỉ lệ với dòng điện tải Dòng điện tải lớn, stđ cuộn sơ cấp thứ cấp lớn từ thông tản hai cuộn dây lớn Tuy từ thông tản làm giảm điện áp máy biến áp hạn chế dịng điện ngắn mạch máy biến áp có điện áp rơi từ thông tản tạo 2.9 CÁC PHƯƠNG TRÌNH VÀ MẠCH ĐIỆN TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA MÁY BIẾN ÁP 2.9.1 Điện kháng máy biến áp Để tính tốn điện áp rơi máy biến áp phụ tải khác ta cần tính đến ảnh hưởng từ trường tản Điện áp rơi từ trường tản tạo 48 biểu diễn điện kháng gọi điện kháng tản Khi nhân dòng điện với điện kháng tản ta có điện áp rơi tạo từ trường tản 2.9.2 Các phương trình máy biến áp S.đ.đ cảm ứng cuộn dây sơ cấp thứ cấp từ thông tổng là: E S = 4,44fN1ΦS E T = 4,44fN ΦT Trong đó: Φ S = Φ M + Φ t1 Φ T = Φ M - Φ t2 Biểu diễn theo thành phần từ thơng ta có: E S = 4,44fN1ΦM + 4,44fN1Φt1 E T = 4,44fN ΦM − 4,44fN Φt (2-39) (2-40) Viết gọn lại ta có: E S = E + E t1 ET = E2 − E t2 (2-41) (2-42) Trong đó: E S - s.đ.đ cảm ứng cuộn sơ cấp E - s.đ.đ cảm ứng cuộn sơ cấp từ E t1 - s.đ.đ cảm ứng cuộn sơ cấp từ E - s.đ.đ cảm ứng cuộn thứ cấp thông hỗ cảm thông tản cuộn sơ cấp T E - s.đ.đ cảm ứng cuộn thứ cấp từ thông hỗ cảm E - s.đ.đ cảm ứng cuộn thứ cấp tạo từ thông tản t2 Áp dụng định luật Kirchhoff cho mạch sơ cấp (hình 2-25a), ta có: U1 = E S + 1R I (2-43) Thay (2-41) vào (2-43) ta có: U1 = E1 + E t1 + 1R I (2-44) Trong đó: = + + I1 I M I fe I1.tai (2-45) Áp dụng định luật Kirchhoff cho mạch thứ cấp (hình 2-25a), ta có: ET = U2 + 2R I (2-46) Thay (2-42) vào (2-46) ta có: E2 = Et2 + U2 + 2R I = E −E − R U2 I2 2 t2 (2-47) ⇒ (2-48) Sử dụng phương trình (2-44), (2-45) (2-47) ta vẽ máy biến áp thực gồm mạch điện tương đương dùng máy biến áp lý tưởng có dây quấn nối nối tiếp với thành phần bên để bao gồm tổn hao cơng suất, điện áp rơi dịng điện kích thích máy biến áp thực hình 2-25b Từ thông tản thể điện kháng tản X1 X2- Ta có: N I Φt1 = 1 ℜµt1 N I Φt = 2 ℜµt (2-49) (2-50) 49 ΦM I1 + U1 _ I2 + ES E T R1 R1 U2 _ Tải (a) I1 R1 + jX1 I fe U1 I1t I0 R fe _ IM jXM I2 jX2 R2 + E2 E U2 Zt _ (b) Hình 2-25 Mạch điện tương đương máy biến áp thực Khi từ thông biến thiên hình sin, spđđ cảm ứng cuộn dây là: e = 2πfNΦ maxcos ( 2πft ) = E maxcos ( 2πft ) (2-51) với: Emax = 2πfNΦmax Sử dụng phương trình (2-49,50) kết hợp với phương trình (2-51) ta có: N I N2 E t1max = 2πfN1 1max = 2πf I1max ℜµt1 ℜµt1 N I N E t max = 2πfN 2 max = 2πf I max ℜµt ℜµt Giá trị hiệu dụng sđđ tản cảm ứng là: N2 E t1 = 2πf I1 ; ℜµt1 N2 E t = 2πf ℜµt I (2-52) Điện cảm cuộn dây phụ thuộc số vòng dây từ trở mạch từ theo quan hệ: N2 L= Rµ (2-53) Thay (2-53) vào phương trình (2-52) ta có sđđ tản dây quấn sơ thứ cấp: E t1 = 2πfL t1I1 E t = 2πfL t I (2-54) Hay: E t1 = jX1 ; I E t = jX I (2-55) 50 Trong đó: X1 = 2πfL t1 - điện kháng tản cuộn sơ cấp X = 2πfL t - điện kháng tản cuộn thứ cấp Lt1 - hệ số tự cảm ứng với từ trường tản cuộn sơ cấp Lt2 - hệ số tự cảm ứng với từ trường tản cuộn thứ cấp Từ phương trình (2-46), (2-48) kết hợp (2-55), ta có phương trình cân điện áp dây quấn sơ cấp thứ cấp MBA là: U1 = E1 + jX1 + 1R I I (2-56) = E − jX − R U2 I2 (2-57) 2I2 Hay: U1 = E1 + (R + jX1 ) = E1 + Z1 I I (2-58) = E − ( R + jX ) = E − Z U2 I2 I2 (2-59) 2 Và điện áp phụ tải là: U = Zt I (2-60) Z1 = R + jX1 - tổng trở cuộn sơ cấp Trong đó: Z = R + jX - tổng trở cuộn thứ cấp 2.9.3 Mạch điện thay (tương đương) xác MBA Từ phương trình (2-56), (2-57), (2-58), (2-59) hình 2-25, ta có mạch điện thay máy biến áp trình bày hình 2-26a Mơ hình mạch tương đương máy biến áp thực hình 2-26a có ích phân tích ảnh hưởng điện trở điện kháng dây quấn sơ cấp thứ cấp Như vậy, mạch điện thay MBA thực giống mạch điện thay MBA lý tưởng (hình 2-7) nối thêm vào tổng trở dây quấn sơ cấp, dây quấn thứ cấp tổng trở nhánh từ hóa gọi chung tổng trở ngồi Điều thuận lợi cho việc qui đổi đại lượng MBA dây quấn sơ cấp dây quấn thứ cấp, trường hợp MBA lý tưởng dịch phía bên phải bên trái mạch điện thay trình bày hình 2-26b c Trong đó, R’2 X’2 I1 R1 Io + I fe U1 Rfe _ I2 I 1t jX1 Z′v IM E1 jXM jX2 R2 + E2 U2 _ M MBA lý tưởng (a) I1 R1 + jX’2 jX1 + Io Rfe _ _ (b) R’2 ' = /a I2 I2 + IM E1 = aE I fe jX U1 Zt + U '2 = aU E2 M M _ _ MBA lý tưởng Zt 51 I1 R1/a2 + + ' = a. I1 I1 a U1 ' = U1 a U1 _ a Rfe/a2 a jXM/a jX’2 jX1 Io _ _ Rfe ' = /a I2 I2 R’2 + + I fe I M E1 = aE jX U '2 = aU Z’t =a2Zt M M _ Zt U2 (c) + U1 + E = E1 / a M MBA lý tưởng R1 I2 R2 + _ I1 jX2 jX1/a2 _ _ (d) Hình 2-26 Mạch điện thay MBA điện trở điện kháng tản cuộn thứ cấp quy đổi cuộn dây sơ cấp, R’1 X’1 điện trở điện kháng tản cuộn sơ cấp quy đổi cuộn dây thứ cấp Trên hình 2-26b, tổng trở tải qui đổi sơ cấp bỏ qua MBA lý tưởng, mạch điện thay trình bày hình 2-26d Khi mà tất đại lượng qui đổi dây quấn sơ thứ cấp, MBA lý tưởng loại bỏ khỏi sơ đồ cịn tưởng tượng Mạch điện thay hình 2-26c, nhánh từ hóa có điện trở điện kháng qui đổi thứ cấp Thường tính tốn, ta sử dụng mạch điện thay trình bày hình 2-26, gọi mạch điện thay hình T MBA Sau vài biến đổi để đơn giản hóa mạch điện thay MBA sử dụng thực tế mà đáp ứng chất vấn đề độ xác mong muốn Qui đổi dây quấn thứ cấp dây quấn sơ cấp Với mục đích đơn giản hóa việc tính tốn tốn kỹ thuật, máy biến áp thực thay tổng trở nối với nguồn điện áp phụ tải Tổng trở vào máy biến áp lý tưởng theo (2-36) là: 52 Z 'V = a E2 I2 (2-61) Áp dụng định luật Ohm cho mạch thứ cấp hình 2-26a, ta có: 2 = I E2 R + jX + Z t (2-62) Do đó: E2 = R + jX + Z t I2 (2-63) Thay (2-62) vào (2-60) ta có: Z’v = a2(R2 + jX2 +Zt) = a2R2 + ja2X2 + a2Zt (2-64) Z’v = R’2 + jX’2 + Z’t (2-65) Trong đó: R’2 = a2R2 - điện trở cuộn thứ cấp quy đổi cuộn dây sơ cấp X’2 =a2X2 - điện kháng tản cuộn thứ cấp quy đổi cuộn dây sơ cấp Z1t = Z’t = a2Zt - tổng trở tải thứ cấp quy đổi sơ cấp Như tổng trở vào MBA thực tổng trở phía thứ cấp tải nối với nhân với a2 Tổng trở vào gọi tổng trở quy đổi từ phía thứ cấp sang phía sơ cấp Sau qui đổi dây quấn thứ cấp dây quấn sơ cấp, ta có mạch điện thay MBA thực trình bày hình 2-26b Trong đó, điện áp tải qui đổi dây quấn sơ cấp là: U '2 = aU = Z1t '2 = a Z t '2 I I (2-66) Qui đổi dây quấn sơ cấp dây quấn thứ cấp Do yêu cầu tính tốn, ta qui đổi ngược lại từ dây quấn sơ cấp dây quấn thứ cấp mà đảm bảo trình lượng, mạch điện thay MBA trình bày hình 2-26c Ta có tổng trở dây quấn sơ cấp quy đổi thứ cấp là: Z’1 = (R1 + jX1)/a2 = R1/a2 + jX1/a2 (2-67) Z’1 = R’1 + jX’1 (2-68) Trong đó: R’1 = R1/a2 - điện trở cuộn sơ cấp quy đổi cuộn dây thứ cấp X’1 =X1/a2 - điện kháng tản cuộn sơ cấp quy đổi cuộn dây thứ cấp Z’1 = R’1 + jX’1 - tổng trở dây quấn sơ cấp quy đổi thứ cấp Tổng trở nhánh dịng điện kích thích qui đổi thứ cấp chia cho a tổng trở dây quấn sơ cấp, dòng điện nhân với a Điện áp dịng điện phía sơ cấp qui đổi dây quấn thứ cấp tương ứng là: ' U1 = U / a ; ' = a. ; I1 I1 (2-69) VÍ DỤ 2-4 Máy biến áp phụ tải pha hai dây quấn có S đm = 75kVA, U1đm = 4800V, U2đm = 240V, f = 60Hz thông số sau : 56 Bài giải a Điện áp phía sơ cấp Từ ví dụ 2-4, ta có kết quả: a = 20; '2 = 7,81∠ −16,26 o A ; I U '2 = 4800∠0 o V Tổng trở ngắn mạch : Z1n = Z1 + Z '2 = Z1 + a Z Z1n = 2,488 + 4,8384 j + 20 ×(0,006 + 0,0121 j) = 4,888 + 9,678 jΩ =10,84∠ ,2 o Ω 63 Từ mạch điện thay hình 2-16a, ta có điện áp phía sơ cấp : U1 = U '2 + Z1n '2 I = 4800∠ o + ( 4,888 + 9,678 j) ×7,81∠−16,26 o = 4857,812 + 61,873 j = 4858,2∠ ,73o V ⇒U1 = 4858,2V b Dòng điện khơng tải dịng điện sơ cấp Dịng điện không tải : o o = U1 + U1 = 4858,2∠0,73 + 4858,2∠0,73 Io R fe jX M 44202 7798,6 j = 0,118 + 0,622 j = 0,633∠− 79,26 o A ⇒I o = 0,633A Dòng điện sơ cấp : = + '2 = 0,629∠− 79,6 o + 7,81∠−16,26 o I I I = 7,615 − 2,808 j = 8,117∠− 20,24 o A ⇒ I = 8,117 A R Ta thấy dịng điện I1, nCAvà U1jXnCA hai ví dụ 2-4 2-5 ứng với hai mạch điện Io I CA thay hình 2-26b 2-27 khơng sai khác Io + = /a I CA I HA b Phía cao áp phía hạ áp: IM ZtHA ZtCA =a ZtHA I fe E1 E U1 Các máy biến áp jX lực thường làm nhiệm vụ tăng điện áp hay hạ điện áp điện Rfe M Do nhiều trường hợp ta dùng dây quấn CA dây quấn HA thay cho _ M dây quấn sơ cấp dây quấn thứ cấp Trên hình 2-28a mạch điện tương đương quy đổi phía CA hình 2(a) 28b mạchđiện tương đương quy đổi phía HA máy biến áp làm nhiệm jXnHA I CA vụ hạ điện áp = I HA / a I HA RnHA + U1 Z′ vCA E1 E2 _ (b) Hình 2-29 ZtHA 57 Nhánh kích thích, vẽ đường đứt nét, bỏ qua tính tốn chế độ làm việc định mức hay gần định mức Với tải này, thành phần tải dòng điện CA lớn nhiều thành phần dịng điện kích thích nên bỏ qua dịng điện kích thích Tuy nhiên tải nhỏ 25% tải định mức ta phải tính đến dịng điện kích thích Ta có: Z tHA = Z tCA a2 (2-72) Chú ý phía hạ áp có điện áp định mức nhỏ dòng điện định mức lớn nên cuộn dây hạ áp có vịng dây tiết diện dây dẫn lớn Do vậy, tổng trở tương đương máy biến áp quy đổi phía hạ áp ln ln nhỏ tổng trở tương đương quy đổi phía cao áp: Z n.HA = I HA RnHA Io I fe Rfe IM jXM Z n.CA a2 jXnHA (2-73) E1 ZtHA = ZtCA/a2 E2 ZtHA M (a) = a. I HA I HA CA I U V Z′ vHA (b) E1 RnCA E2 jXnCA ZtCA Hình 2-30 58 Mơ hình mạch 2-29a 2-30a dùng để xác định tổng trở vào máy biến áp có tải Mơ hình mạch hình 2-29b 2-30b dùng để xác định điện áp không tải độ thay đổi điện áp máy biến áp VÍ DỤ 2-6 Một máy biến áp pha có dung lượng 75 kVA, 4800/240 V, tần số 50 Hz với thông số: RHA = 0,006 Ω RCA = 2,488 Ω RfeCA = 44202 Ω XHA = 0,0121 Ω XCA = 4,8384 Ω XMCA = 7798,6 Ω Máy biến áp làm nhiệm vụ hạ điện áp cung cấp nửa tải định mức có tính cảm với cosϕ = 0,9 (chậm sau) điện áp định mức a Tính tổng trở tương đương máy biến áp quy đổi phía cao áp b Tổng trở vào máy biến áp c Điện áp vào thực phía cao áp d Tổng trở vào khơng tải e Dịng điện kích thích Bài giải a Dịng điện phía hạ áp máy biến áp: S 75000 × 0.5 = = 156,25 A U HA 240 ϕ = arccos0,96 = 16,26 o I HA = Do tải có tính cảm nên chọn góc pha ban đầu điện áp ϕ = -16,26o Vậy dịng điện phía hạ áp là: I HA = 156,25∠ − 16,26 o A Tổng trở tải phía hạ áp là: U 240 Z tHA = = = 1,536∠16,26 Ω I t 156,25∠ − 16,26 Tỉ số biến đổi điện áp: a= U CA 4800 = = 20 U HA 240 Quy đổi theo hình 2-28a: 59 Z nCA = R nCA + jX nCA = R CA + a 2R HA + j(X CA + a X HA ) = 2,488 + 20 × 0,006 + j(4,8383 + 20 × 0,0121) = 4,888 + j9,678 = 10,84∠63,2 Ω b Khi bỏ qua nhánh từ hóa, theo hình 2-29a ta có: Z tCA = a Z t = 20 × 1,536∠16,26 = 614,4∠16,26 Ω = 589,82 + j172,03 Ω Z v = Z tCA + Z nCA = (589,82 + j172,03) + (4,888 + j9,678) = 594,71 + j181,71 = 621,85∠16,99 Ω c Điện áp vào phía cao áp: I HA 156,25 = = 7,81 A a 20 U1 = I CA Z v = 7,81 × 621,85 = 4857 V I CA = d Khi không tải nghĩa Zt = ∞ nên theo hình 2-29a tổng trở vào tổng trở tương đương nhánh kích thích: Zv = 1 = = 7680∠79,99 Ω 1/ R fe + 1/ jX M (1/ 44202) + (1/ j7798,6) e Dòng điện kích thích: U 4857 I0 = = = 0,63∠ − 79,99 A Z v 7680∠79,99 VÍ DỤ 2-7 Điện trở điện kháng tương đương phía cao áp máy biến áp 37,5 kVA, 2400/600 V, f = 50Hz 2,8Ω 6Ω Máy biến áp có tải 10∠200Ω nối với phía hạ áp a Tính tổng trở vào máy biến áp b Tính dịng điện sơ cấp máy biến áp nối với nguồn có điện áp 2400V c Tính điện áp tải Bài giải a Tỉ số biến đổi điện áp là: a= Vậy: U CA 2400 = =4 U HA 600 Z tCA = a Z tHA = × 10∠200 = 160∠20 = 150 + j54,723 Ω Z v = 2,8 + j6 + 150 + j54,723 = 152,8 + j60,723 = 164,75∠21,630 Ω b Dòng điện vào cuộn cao áp: U 2400 I CA = = = 14,57 ∠ − 21,630 Ω Z v 164,74∠21,63 60 c Theo hình 2-30a điện áp quy đổi tải: ECA = I CAa Z tHA = 14,57 ∠ − 21,63o × × 10∠20 o = 2330,8∠ − 1,63o V Điện áp rơi tải thực điện áp thứ cấp máy biến áp lý tưởng hình 2-24a Do vậy: o = E CA = 2330,8∠ − 1,63 = 582,7 ∠ − 1,63o V EHA a 2.10 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA MÁY BIẾN ÁP Các thông số máy biến áp xác định từ hai thí nghiệm bản: thí nghiệm khơng tải thí nghiệm ngắn mạch 2.10.1 Thí nghiệm khơng tải Mục đích thí nghiệm không tải xác định điện trở đặc trưng tổn hao sắt Rfe điện kháng từ hóa XM; dịng điện không tải % hệ số công suất không tải Trên hình 2-31a, trình bày mạch điện thực; hình 2-31b, sơ đồ thí nghiệm khơng tải; hình 2-31c, mạch điện thay gần đúng; hình 2-31d, đồ thị véctơ MBA khơng tải Để an tồn thí nghiệm đo lường, thí nghiệm khơng tải thực phía hạ áp Thí nghiệm khơng tải thực với điện áp tần số định mức Do khơng có tải phía cao áp nên khơng có tổn hao đồng dây quấn cao áp tổn hao đồng dây quấn hạ áp bỏ qua Như tổn hao khơng tải tổn hao sắt lõi thép MBA Mạch tương đương thí nghiệm khơng tải hình 2-31c Gọi Io, Uo Po dịng điện khơng tải, điện áp khơng tải công suất không tải đo đồng hồ Ampermeter, Voltmeter Wattmeter ta có: I fe = P0 Uo Uo 2 ; I M = I o − I fe ; R feHA = ; X M.HA = Uo I fe IM (2-74) Từ đồ thị véc tơ hình 2-31d ta thấy máy biến áp làm việc không tải, hệ số công suất máy bé Vì khơng nên để máy biến áp làm việc khơng tải I0 P lưới điện làm xấu hệ số công suất lưới CA + U_0 I = I A Uo V (b) (a) Io I fe + I fe U0 _ W IM Rfe (c) U1 ϕo jXM I M Io (d) Hình 2-31 Thí nghiệm không tải MBA a Mạch điện thực tế; b Sơ đồ nối dây thí nghiệm khơng tải máy biến áp; c Mạch điện tương đương gần đúng; d Đồ thị vectơ khơng tải 61 Ngồi ra, từ thí nghiệm khơng tải ta cịn tính được: • Hệ số công suất lúc không tải cosϕo: cos ϕo = Po Uo Io (2-75) • Dịng điện khơng tải phần trăm io% : io % = Io I đmHA × 100 (2-76) • Và tổn hao khơng tải tổn hao sắt lõi thép: P0 = I2fe Rfe = pfe (2-77) 2.10.2 Thí nghiệm ngắn mạch: Mục đích thí nghiệm ngắn mạch xác định điện trở điện kháng tản tương đương dây quấn máy biến áp Sơ đồ nối dây thí nghiệm hình 2-32a Khi thí nghiệm, ta nối ngắn mạch phía hạ áp cung cấp điện áp vào phía cao áp Để tránh hư hỏng máy, ta phải hạ điện áp đưa vào máy biến áp cho dòng điện dây quấn cao áp dòng định mức máy Do từ thông máy bé ta bỏ qua tổn hao lõi thép Trong thí nghiệm ngắn mạch, tổng trở tải Zt ≈ Mạch tương đương thí nghiệm ngắn mạch hình 2-32b Các số đồng hồ đo In, Un Pn Từ số liệu thí nghiệm ngắn mạch ta tính được: Z nCA = Un In R nCA = ; In Ung Bộ điều chỉnh điện áp Pn ; I2 n X nCA = Z − R nCA nCA In Pn W A Un V + Un _ (a) Hình 2-32 Thí nghiệm ngắn mạch MBA (b) (2-78) RnCA jXnCA 62 Ngoài ra, từ thí nghiệm ngắn mạch ta cịn tính được: • Hệ số công suất lúc ngắn mạch cosϕn: cos ϕ n = Pn Un In (2-79) • Điện áp ngắn mạch phần trăm un% thành phần nó: Z nCA I đmCA × 100 U đmCA U đmCA R I U nR u nR % = × 100 = nCA đmCA × 100 U đmCA U đmCA X I U nX u nX % = × 100 = nCA đmCA × 100 U đmCA U đmCA un % = Un ì 100 = (2-80) (2-81) (2-82) ã Và tổn hao ngắn mạch tổn hao đồng dây quấn sơ cấp thứ cấp tải định mức, từ mạch điện tương đương hình 2-32, ta có: Pn = RnCAIn2 = R1I2đm + R’2I2đm (2-83) VÍ DỤ 2-8 Thí nghiệm khơng tải ngắn mạch máy biến áp pha 75kVA, 4600/230V, f = 50Hz cho kết sau: Uo = 230 V Un = 160,8 V Io = 13,04 A In = 16,3 A Po = 521 W Pn = 1200 W Tính thông số không tải ngắn mạch Bài giải Từ thí nghiệm khơng tải ta có: I fe = Po 521 = = 2,265 A U o 230 2 I M = Io − I fe = 13,04 − 2,265 = 12,842 A U 230 R feHA = o = = 101,5 Ω I fe 2,265 U 230 X M ,HA = o = = 17,91 Ω I M 12,842 Từ thí nghiệm ngắn mạch ta có: U n 160,8 = = 9,865 Ω In 16,3 Pn 1200 = = = 4,517 Ω I n 16,32 Z nCA = R nCA X MCA = Z − R nCA = 9,865 − 4,517 = 8,77 Ω nCA 2.11 ĐỒ THỊ VECTƠ CỦA MÁY BIẾN ÁP 63 Để thấy rõ mối quan hệ trị số góc lệch pha đại lượng vật lý MBA từ thông Φ, sđđ E , điện áp U , dòng điện đồng thời để thấy rõ I thay đổi đại lượng vật lý chế độ làm việc khác máy biến áp, ta vẽ đồ thị véctơ MBA Trên hình 2-33a đồ thị vectơ MBA trường hợp phụ tải có tính chất điện cảm, đươc vẽ sau: + Đặt vectơ từ thơng ΦM theo trục hồnh I + Vẽ vectơ dịng điện khơng tải ,vượt trước Φ góc α ' + Vẽ vectơ sđđ E1 = E2 vượt trước Φ góc 90o I + Do tải có tính cảm nên dịng điện tải '2 chậm sau E'2 góc ψ2 định điện kháng điện trở phụ tải dây quấn thứ cấp: Ψ2 = arctg U1 X '2 + X 't (2-84) R '2 + R 't jX 1 I E1 R1 I jX 1 I jX '2 '2 I U1 jX '2 '2 I R '2 '2 I R1 I U '2 E1 R '2 '2 I U '2 Ψ2 ϕ1 '2 I 1 I ϕ2 (a) α 0 I φ '2 I 1 I Ψ2 ϕ2 ϕ1 α 0 I (b) Hình 2-33 Đồ thị vector máy biến áp a, Tải có tính cảm; b Tải có tính dung φ 64 + Vẽ vectơ khác dựa vào phương trình cân kiến thức lý thuyết mạch điện, ta có đồ thị vectơ MBA phụ tải có tính điện cảm hình 2-33a, đồ thị vectơ MBA phụ tải có tính điện dung hình 2-33b jX n1 I U '2 Đồ thị vectơ đơn giản MBA Trong mạch điện thay gần I hình 2-27a, ta có dịng điện khơng tải o = , I I nên = '2 phương trình cân điện áp : U1 = U '2 + Z n1 I 1-5 o ϕ2 (2-85) Ta vẽ đồ thị vector tương ứng phương trình (2-85) phụ tải có tính điện cảm hình 2-34 Rn1I = + '2 I I Hình 2-34 Đồ thị vectơ đơn giản MBA (tải có tính điện cảm) CÂU HỎI ÔN TẬP Cấu tạo MBA gồm phận nào? Tổ nối dây MBA gì? Tại phải xác định tổ nối dây MBA? Vẽ sơ đồ nối dây MBA có tổ nối dây Y/Y- 2,4,8 Vẽ sơ đồ nối dây MBA có tổ nối dây Y/∆- 1,3,7 Mô tả cấu trúc loại mạch từ ưu nhược điểm chúng Tại lõi thép máy biến áp làm thép kỹ thuật điện ghép lại? Tại tổn hao lõi thép không thay đổi phụ tải thay đổi? Tại dòng điện sơ cấp tăng có tải phía thứ cấp? Vì dòng điện sơ cấp tăng cho dòng điện tải cộng với dòng điện dùng để bù với tổn hao máy biến áp? Từ thông tản ảnh hưởng đến điện áp ra? 10 Tại từ thông tản sơ cấp thứ cấp ảnh hưởng đến điện áp thứ cấp? 11 Có thể thiết kế máy biến áp khơng có từ thơng tản khơng? Có cần thiết kế máy biến áp không? 65 12 Các thơng số xác định thí nghiệm ngắn mạch? Vẽ mạch điện thông số 13 Các thơng số xác định thí nghiệm khơng tải? Vẽ mạch điện thơng số 14 Khi thí nghiệm khơng tải phải ý điều gì? 15 Vẽ đồ thị véctơ MBA tải trở BÀI TẬP Bài số 2-1 Máy biến áp giảm áp pha lý tưởng (không bị sụt áp, không tổn hao, dịng điện khơng tải khơng) có S = 500kVA, 22000/220V, MBA nối vào lưới điện có điện áp 22kV, f = 60Hz, từ thông cực đại lõi thép lúc 0,0682Wb Xác định số vòng dây quấn sơ cấp Nếu điện áp tăng 20% tần số giảm 5%, xác định từ thông lõi thép Đáp số : 1210vòng 0,0862Wb Bài số 2-2 Máy biến áp giảm áp pha lý tưởng điện áp 2400 - 120V, máy nối vào lưới điện có điện áp 2,4kV, từ thơng hình sin lõi thép lúc φ = 0,1125sin188,5t Wb Xác định số vòng dây quấn sơ cấp thứ cấp Đáp số : 160vòng 8vòng Bài số 2-3 Một máy biến áp pha có cơng suất Sđm = 37,5kVA, U1đm = 2400V, U2đm = 480V, f = 60Hz, tiết diện ngang lõi thép chiều dài trung bình mạch từ tương ứng 95cm2 1,07m Khi đặt vào dây quấn sơ cấp điện áp 2400V cường độ từ trường 352At/m từ cảm cực đại 1,505T Xác định : a Tỉ số biến áp b Số vòng dây dây quấn 66 c Dịng điện từ hố để sinh từ thơng lõi thép Đáp số : 5; 126vòng; 630vòng; 3A Bài số 2-4 Một máy biến áp pha có công suất S đm = 2000kVA, U1đm = 4800V, U2đm = 600V, f = 60Hz, chiều dài trung bình mạch từ 3,15m Khi nối dây quấn sơ cấp vào lưới điện có điện áp 4800V dịng điện từ hố 2,5% dịng định mức sơ cấp, cường độ từ trường 370,5At/m từ cảm cực đại 1,55T Xác định : a b c d Dòng điện từ hố để sinh từ thơng lõi thép Số vịng dây quấn Từ thơng trong lõi thép Tiết diện ngang lõi thép Đáp số : 10,42A; 112vòng ; 14vòng; 0,161Wb; 1038cm2 Bài số 2-5 Xét MBA pha lý tưởng (không bị sụt áp, khơng tổn hao, dịng điện khơng tải khơng) Cuộn dây sơ cấp có 400 vịng, cuộn dây thứ cấp có 800 vịng Tiết diện lõi thép 40cm3 Nếu cuộn dây sơ cấp đấu vào nguồn 600V, 60Hz, tính : a Từ cảm cực đại lõi ? b Điện áp thứ cấp ? Đáp số : a 1,4 T b 1200V Bài số 2-6 Cho MBA pha lý tưởng (không bị sụt áp, khơng tổn hao, dịng điện khơng tải khơng) 20kVA,1200V/120V a Tính dịng định mức sơ cấp thứ cấp ? b Nếu máy cấp cho tải 12kW có hệ số cơng suất 0,8; tính dịng sơ thứ cấp ? Đáp số : a 16,7A; 167A b 12,5A; 125A Bài số 2-7 Cho MBA pha lý tưởng (khơng bị sụt áp, khơng tổn hao, dịng điện khơng tải khơng) có tỉ số vịng dây 4:1 Điện áp thứ cấp 120∠0o V Người ta đấu tải Zt = 10∠30o Ω vào thứ cấp Hãy tính : a Điện áp sơ cấp b Dịng điện sơ cấp thứ cấp ? c Tổng trở tải qui sơ cấp Đáp số : a 480∠0oV; b 3∠-30oA, 12∠-30oA c 160∠30o Ω Bài số 2-8 Cho MBA tăng áp pha lý tưởng (không sụt áp, tổn hao, dịng điện khơng tải khơng) 50kVA, 400V/2000V cung cấp cho tải 40kVA có hệ số cơng suất tải 0,8 (tải R-L) Tính: a Tổng trở tải ? b Tổng trở tải qui sơ cấp ? 67 Đáp số : a 100∠36,87o Ω b 4∠36,87o Ω Bài số 2-9 Cho MBA pha lý tưởng (không bị sụt áp, khơng tổn hao, dịng điện khơng tải khơng) có số vịng dây 180: 45 Điện trở sơ thứ cấp lần lược 0,242Ω 0,076Ω Tính điện trở tương đương qui sơ cấp ? Đáp số : 1,458 Ω Bài số 2-10 Cho MBA pha lý tưởng (không bị sụt áp, không tổn hao, dịng điện khơng tải khơng) có số vịng dây 220: 500 Phía sơ cấp đấu vào nguồn điện áp 220 V, phía thứ cấp cung cấp cho tải 10kVA a Tính điện áp tải b Dịng điện thứ cấp sơ cấp ? c Tính tổng trở tương đương máy nhìn từ nguồn ? Đáp số : a 500V b 20A, 50A c 4,4Ω Bài số 2-11 Máy biến áp pha lý tưởng có điện áp U1/U2= 7200/240V, MBA vận hành tăng áp nối vào lưới điện có điện áp 220V, f = 60Hz, thứ cấp nối với phụ tải có tổng trở 144∠46oΩ Hãy xác định : a Điện áp, dòng điện thứ cấp sơ cấp b Tổng trở tải qui đổi dây quấn sơ cấp c Cơng suất tác dụng, phản kháng biểu kiến phía sơ cấp Đáp số : a 6,6kV; 1375A; 45,83A b 0,16∠46oΩ c 210kW, 217kVAR, 302,5kVA Bài số 2-12- Máy biến áp pha lý tưởng có tỉ số biến đổi điện áp 5:1 Phía hạ áp có dịng điện 15,6∠-32oA, MBA vận hành giảm áp lưới điện có tần số f = 50Hz nối với phụ tải có tổng trở 8∠32oΩ Hãy vẽ mạch điện thay xác định : a Điện áp thứ sơ cấp; dòng điện sơ cấp b Tổng trở tải qui đổi dây quấn sơ cấp c Công suất tác dụng, phản kháng biểu kiến phía sơ cấp Đáp số : a 124,8V; 624V; 3,12∠-32oA; b 200∠32oΩ c 1,651kW, 1,032kVAR, 1,9467kVA Bài số 2-13 Máy biến áp giảm áp pha hai dây quấn có Sđm = 25kVA, U1đm = 2200V, U2đm = 600V, f = 60Hz thông số sau: R1 = 1,4Ω; X1 = 3,2Ω; R2 = 0,11Ω; X2 = 0,25Ω; Rfe = 18694Ω XM = 5011Ω Máy biến áp vận hành với tải định mức điện áp thứ cấp định mức hệ số công suất tải 0,8 (tải R-L) Xác định cho nhận xét : (Tính theo mạch điện thay hình BT 2-13a,b) a Dịng điện khơng tải dịng điện sơ cấp b Điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp 68 c Hiệu suất MBA Đáp số : hình BT2-13a a 0,46A; 11,66A b 2272V; c 0,974 I1 R1 jX1 R’2 '2 I + Io I fe U1 + IM U '2 jXM Rfe _ jX’2 _ (a) Rn1 I1 + U1 _ Io I fe Rfe IM jXM jXn1 I1 + + U '2 U1 _ '2 I R n1 jXn1 _ = '2 I I + U '2 _ (b) (c) Hình BT2-13 Bài số 2-14 Máy biến áp giảm áp pha hai dây quấn có Sđm = 100kVA, U1đm = 7200V, U2đm = 480V, f = 60Hz thông số sau : R1 = 3,06Ω; R2 = 0,014Ω; Rfe = 71400Ω X1 = 6,05Ω; X2 = 0,027Ω; XM = 17809Ω Máy biến áp vận hành với tải định mức điện áp thứ cấp định mức hệ số công suất tải 0,75 (tải R-L) Tính : a Tổng trở ngắn mạch vẽ mạch điện gần (hình BT2-13b) MBA qui đổi phía sơ cấp b Điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp c Dịng điện khơng tải Đáp số : a 13,62∠62,88oΩ; b 7377V; c 0,427A Bài số 2-15 Máy biến áp giảm áp pha hai dây quấn có Sđm = 75kVA, U1đm = 4160V, U2đm = 240V, f = 60Hz thông số sau: R1 = 2,16Ω; R2 = 0,0072Ω; X1 = 3,84Ω; X2 = 0,0128Ω; 69 Máy biến áp vận hành với điện áp 270V, cung cấp cho tải có tổng trở 1,45∠-38,74oΩ Tính : a Tổng trở ngắn mạch vẽ mạch điện gần (hình BT2-13c) MBA qui đổi phía sơ cấp b Điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp Đáp số : a 8,82∠60,64oΩ; b 4665V Bài số 2-16 Một máy biến áp pha 4800/6000V, 2000kVA, 50Hz có lõi thép với chiều dài trung bình 3,15m Khi máy làm nhiệm vụ hạ điện áp tiêu thụ dịng điện từ hóa 2% dịng điện định mức Cường độ từ trường máy 360At/m từ cảm 1,55T Tính (a) dịng điện từ hóa; (b) số vịng dây hai cuộn dây; (c) từ thông lõi thép; (d) tiết diện ngang lõi thép Bài số 2-17 Dịng điện kích thích máy biến áp pha 480/240V, 50kVA, 50Hz 2,5% dịng điện định mức góc pha 79,8o Vẽ mạch điện tương đương đồ thị véctơ không tải Giả sử máy làm nhiệm vụ giảm điện áp Tính: a Dịng điện kích thích b Thành phần tổn hao dịng điện kích thích c Dịng điện từ hóa d Tổn hao lõi thép Đáp số : a 2,60A; b 0,46A; c 2,56A; d 220,8 W Bài số 2-18 Một máy biến áp pha có cơng suất định mức 200kVA, 7200/460V, 50Hz có tổn hao cơng suất lõi thép 1100W, 74% từ trễ Dịng điện từ hóa 7,4% dòng điện định mức Vẽ mạch điện tương đương đồ thị véc tơ máy làm nhiệm vụ hạ điện áp Tính (a) dịng điện từ hóa thành phần tổn hao dịng điện từ hóa; (b) dịng điện kích thích; (c) hệ số cơng suất khơng tải; (d) tổn hao dịng điện xốy Bài số 2-19 Tổn hao cơng suất từ trễ dịng điện xoáy máy biến áp pha 75kVA, 480/120V, 50Hz làm nhiệm vụ hạ điện áp tương ứng 215W 115W Dịng điện từ hóa 2,5% dịng điện định mức Vẽ mạch điện tương đương gần đồ thị véctơ tính (a) dịng điện kích thích; (b) hệ số công suất không tải; (c) công suất phản kháng đưa vào không tải Đáp số : a 15,87A; b 0,173; c 1875 VAr Bài số 2-20 Một máy biến áp lý tưởng pha 480/120V, 50Hz có dây quấn cao áp nối với lưới có điện áp 460V dây quấn hạ áp nối với tải 24∠32,80Ω Tính (a) điện áp dịng điện thứ cấp; (b) dịng điện sơ cấp; (c) tổng trở vào nhìn từ phía sơ cấp; (d) cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng dung lượng mà tải tiêu thụ Bài số 2-21 Một máy biến áp lý tưởng pha 200kVA, 2300/230V, 50Hz, làm nhiệm vụ hạ điện áp cung cấp cho tải 150kVA, cosϕ = 0,654 chậm sau Tính (a) dịng điện thứ cấp; (b) tổng trở tải; (c) dòng điện sơ cấp 70 Đáp số : a 652,2A; b 0,3527∠49,16o Ω; c 65,2 A Bài số 2-22- Một máy biến áp 100kVA, 50Hz, 7200/480V có thông số: RCA = 2,98Ω; XCA = 6,52Ω RHA = 0,021ΩXHA = 0,031Ω Tính tổng trở tương đương máy biến áp (a) quy đổi phía hạ áp; (b) quy đổi phía cao áp Bài số 2-23 Một máy biến áp 30kVA, 50Hz, 2400/600V có thơng số: RCA = 1,86Ω, XCA = 3,41Ω , XMCA = 4962Ω, RHA = 0,15Ω, XHA = 0,28Ω, RfeCA = 19501Ω Tính tổng trở tương đương máy biến áp (a) quy đổi phía hạ áp; (b) quy đổi phía cao áp Đáp số : a 8,97∠61,63oΩ; b 0,56∠61,63oΩ Bài số 2-24 Một máy biến áp 25kVA, 50Hz, 2200/600V làm nhiệm vụ hạ điện áp có thơng số: RCA = 1,4Ω, XCA = 3,2Ω, XMCA = 5011Ω, RHA = 0,11Ω, XHA = 0,25Ω, RfeCA = 18.694Ω Vẽ mạch tương đương tính (a) điện áp đưa vào để có cơng suất đưa 25kVA điện áp 600V hệ số công suất cosϕ = 0,8 chậm sau; (b) thành phần tải dòng điện sơ cấp; (c) dịng điện kích thích Bài số 2-25 Một máy biến áp pha 100kVA, 50Hz, 7200/480V có thơng số sau: RCA = 3,06Ω, XCA = 6,05Ω, XMCA = 17.809Ω, RHA = 0,014Ω, XHA = 0,027Ω, RfeCA = 71.400Ω Máy biến áp cung cấp dòng điện định mức điện áp 480V, cosϕ = 0,75 chậm sau Vẽ mạch tương đương tính (a) điện trở điện kháng ngắn mạch (tương đương) quy đổi phía cao áp; (b) tổng trở vào mba bao gồm tải khơng tải; (c) thành phần dịng điện tải phía cao áp; (d) điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp Đáp số : a 13,78∠63,21oΩ; 531,11∠41,95oΩ, 17276,4∠75,oΩ; b 13,89 A; c 1875 Var; d 7377V Bài số 2-26 Một máy biến áp pha 75kVA; 50Hz; 4160/240V làm nhiệm vụ hạ điện áp cung cấp cho tải 1,45∠-38,740Ω điện áp 270V Các thông số máy biến áp là: RCA = 2,16Ω, XCA = 3,48Ω, RHA = 0,0072Ω, XHA = 0,0128Ω Vẽ mạch tương đương tính (a) tổng trở tương đương quy đổi phía cao áp; (b) tổng trở vào; (c) điện áp cao áp điện áp tải 270V; (d) vẽ đồ thị véc tơ dịng điện điện áp phía hạ áp; (e) xác định hệ số cơng suất phía cao áp ... lượng, mạch điện thay MBA trình bày hình 2-2 6c Ta có tổng trở dây quấn sơ cấp quy đổi thứ cấp là: Z? ?1 = (R1 + jX1)/a2 = R1/a2 + jX1/a2 ( 2-6 7) Z? ?1 = R? ?1 + jX? ?1 ( 2-6 8) Trong đó: R? ?1 = R1/a2 - điện trở... 7, 61 − 2,805 j = 8 ,11 ∠− 20,23o A ⇒I1 = 8 ,11 A c Điện áp phía sơ cấp U1 = E1 + Z1 I = 4828,67∠ ,3686 o + ( 2,488 + 4,8384 j) ×8 ,11 ∠− 20,233o = 48 61, 09 + 60,88 j = 48 61, 5∠ ,72 o V ⇒ U1 = 48 61, 5V... điện kháng tản X1 X 2- Ta có: N I Φt1 = 1 ℜµt1 N I Φt = 2 ℜµt ( 2-4 9) ( 2-5 0) 49 ΦM I1 + U1 _ I2 + ES E T R1 R1 U2 _ Tải (a) I1 R1 + jX1 I fe U1 I1t I0 R fe _ IM
