Bài giải Máy biến áp (Máy I)

BÀI TẬP 1
1. Tính U
n
Các giá trị thứ cấp qui đổi về sơ cấp
r
2
’= k
2
.r
2
= 1.08 (Ω)
x
2
’= k
2
.x
2
= 4,68 (Ω)
Ta có:

( )
Α===
3
100
6
200
2
k
I
I
đm

n
Vậy:
( ) ( )
[ ]
( )
VZIU
nnn
35,32968,4508,19,0
3
100
.
22
=+++⋅==
2. Hệ số công suất ngắn mạch
( ) ( )
[ ]
( ) ( )
[ ]
2,0
68,4508,19,0
08,19,0
''
'
222
21
2
21
21
=
+++

+
=
+++
+
=
xxrr
rr
Cos
nm
ϕ
bai 2
Tóm tắt: S
dm
= 75 KVA, U
1
= 15 KV, U
2
= 0,4 KV, P
n
= 1000W, P
0
= 250W, U
n
%= 2,5%, I
0
%= 2%, Cos
ϕ
= 0.8
Bài Làm
1) Tính R

1
, R
2
, X
1
, X’
2
A
U
S
dmI
dm
dm
5
15
75
1
===
W
dmUU
U
n
n
375
100
15000.5,2
100
%.
1
===

A
dmII
I 1,0
100
5.2
100
%.
10
0
===
Ω=== 75
5
375
n
n
n
I
U
Z
Ω=== 40
25
1000
2
n
n
n
I
P
R
Ω=−=−= 44,634075

2222
nn
n
RZX
Ω==== 20
2
40
2
2
,
1
n
R
rr
Ω==== 72,31
2
44,63
2
2
,
1
n
X
XX
2) Tính
mm
XR ,
Ω=== 150000
1.0
15000

0
1
0
I
U
Z
Ω=== 25000
1,0
250
2
0
2
0
0
I
P
R
Ω=−=−= 99,14790125000150000
22
0
2
0
2
0
RZX
Ta có
Ω=−=−= 249802025000
10
RRR
m

Ω=−=−= 27,14787072,3114790
10
XXX
m
3) Tính điện áp thứ cấp khi vận hành với công suất là 50KVA
%33,1
15000
100.5.40
100
.
%
1
1
===
dm
dmn
nr
U
IR
U
%11,2
15000
100.5.44,63
100
.
%
1
1
===

dm
dmn
nx
U
IX
U
3
2
75
50
===
dm
t
S
S
β
)%.%.(%
ϕϕβ
SinUCosUU
nxnr
+=∆
=
%55,1)6,0.11,28,0.33,1(
3
2
=+
V
U
UU
dm

8,393)
100
55,1
1(400)
100
%
1(
22
=−=
∆
−=
4) Tính công suất để MBA vận hành với hiệu suất lớn nhất
5,0
1000
250
0
max
===
n
P
P
β
VASS
dm
t
3750075000.5,0.
max
,
===⇒
β

%36,98100
1000.5,02508.0.75000.5,0
8,0.75000.5,0
100


%
2
max
2
0max
max
=
++
=
++
=
ndm
dm
PPCosS
CosS
βϕβ
ϕβ
η
Bài tập 3 phần máy biến áp :
Một máy biến áp 1 pha 30KVA, điện áp 6000/230V có điện trở dây quấn sơ cấp
là 10
Ω
và dây quấn thứ cấp là 0.016
Ω

. Điện kháng của máy biến áp tình từ phía sơ cấp
là 34
Ω
. Hãy xác định:
1. Điện áp phía sơ cấp khi dây quấn thứ cấp ngắn mạch và có dòng điện chạy
qua bằng dòng điện định mức.
2. Độ thay đổi điện áp của máy biến áp khi tải là 30KVA với hệ số công suất cos
ϕ
= 0.8, dòng điện chậm pha.
Bài giải
1. Điện áp phía sơ cấp khi dây quấn thứ cấp ngắn mạch :
S = 30KVA

V
U
U
230
6000
2
1
=
 k = 28
r
1
= 10
Ω
r
2
= 0.016
Ω

 r
'
2
=
Ω=× 54.12016.028
2

 r
n
=
'
21
rr +
= 10 + 12.54 =22.54
Ω
Điện kháng tính từ phía sơ cấp :
Ω==+ 34
'
21 n
Xxx

A
U
S
II
đm
đm
đmn
5
6000

30000
1
====

Ω=+=+= 79.403454.22
2222
nnn
XrZ
=>
VZIU
nnn
95.20379.405 =×=×=
2. Độ thay đổi điện áp khi S = 30KVA, cos
ϕ
= 0.8, dòng điện chậm pha :
Ta có :

KVAS
t
30=
Z
n
= 40.75
Ω

)sin%cos%(
ϕϕβ
×+×=∆
nXnr
UUU

1
30
30
==
β

%88.1100
6000
554.22
100%
1
=×
×
=×
×
=
đm
đmn
nr
U
Ir
U

%83.2100
6000
534
100%
1
=×

×
=×
×
=
đm
đmn
nX
U
IX
U
sin
6.0cos1
2
±=−±=
ϕϕ
I chậm pha => sin
ϕ
=0.6
=>
%202.3)6.0%83.28.0%88.1(1 =×+×⋅=∆U
Bài 4/ 27: Một MBA một pha 12KVA, điện áp 220/440, tần số f = 50hz với các thí
nghiệm sau:
Thí nghiệm không tải: phần sơ cấp: 220V; 2A; 165W
Thí nghiệm ngắn mạch: phần thứ cấp: 12V; 15A; 60W
1. Vẽ mạch điện thay thế với số liệu quy về phía hạ thế
'
21
'
21
; rrxx ==

2. Tính điện áp thứ cấp lúa tải định mức
8.0cos =
ϕ
, dòng điện chậm pha
HZf
V
U
U
KVAS
đm
50
440
220
12
2
1
=
=
=
TNKT:
WPAIVU 165;2;220
000
===
TNNM:
WPAInVUn
n
60;15;12 ===
Giải
1)
- TNKT:

( )
( )
( ) ( )
Ω=−=−=
Ω===
Ω===
97.10125.41110
25.41
2
165
110
2
220
2
22
0
2
00
22
0
0
0
0
0
0
rZx
I
P
r
I

U
Z
- TNNM:
( ) ( )
( )
( )
( ) ( ) ( )
Ω=−=−=
Ω===
Ω===
======
===
1884.0067.02.0
067.0
30
60
2.0
30
6
612*5.0*;30
5.0
15
5.0
440
220
22
22
2
'
'

'
''
2
1
2
nnn
n
n
n
n
n
n
nn
n
n
rZx
I
P
r
I
U
Z
VUKUA
K
I
I
U
U
K
Ta có:

( )
( )
( )
( )



Ω=−=−=
Ω=−=−=







Ω====
Ω====
876.101094.097.101
2165.410335.025.41
094.0
2
1884.0
2
0335.0
2
067.0
2
10
10

'
21
'
21
xxx
rrr
x
xx
r
rr
m
m
n
n
Ta có sơ đồ thay thế quy về phía hạ thế:
jx
m
j101.876
r
m
41.2165
jx
1
j0.094
0.0335
r
1
2) Ta có:
( )
( )

( )
AI
A
U
S
I
A
U
S
I
n
dm
đm
dm
đm
đm
đm
15
27.27
440
12000
55.54
220
12000
2
2
2
1
1
=

===
===
Ứng với tải định mức ta có:
1==
đm
t
S
S
β
6.0sin8.0cos =→=
tt
ϕϕ
- Ta có tỷ số MBA:
5.0
44.0
22.0
2
1
==
U
U
Điện áp thứ cấp lúc tải định mức:
( )
%1*
222
UUU
đm
∆−=
Trong đó:
( )

tnxtnr
UUU
ϕϕβ
sin*%cos*%*%
2
+=∆
+
%66.1100*
220
067.0*55.54
100*
*
%
1
1
===
đm
nđm
nr
U
rI
U
+
%67.4100*
*
%
1
1
==
đm

nđm
nx
U
xI
U
( )
( ) ( )
VU
U
828.421%13.41*440
%13.46.0*%67.48.0*%66.1*1%
2
2
=−=⇒
=+=∆⇒
Chương 3/bài 5
Một máy biến áp 1 pha 125 KVA, điện áp 2000/400 V, tần số 50Hz với các số liệu thử
nghiệm sau:
Thí nghiệm không tải: 2000V, 1A, 165W ở phần cao thế.
Thí nghiệm ngắn mạch: phần thứ cấp: 13V, 200A, 750W ở phần hạ thế.
Hãy tính:
1. Dòng điện từ hóa và dòng điện tác dụng không tải ứng với điện áp và tần số định mức.
2. Hiệu suất ở tải định mức ứng với các hệ số công suất cos = 1, cos 0,8 dòng điện
chậm pha, cos = 0,8 dòng điện sớm pha.
3.Điện áp ở dây quấn thứ cấp ở tải định mức ứng với cos = 1, cos = 0,8 dòng điện
chậm pha, cos =0,8 dòng điện sớm pha.
Giải
1>

2>
Hiệu suất ở tải định mức tương đương với hiệu suất cực đại =>



3>
Ta có









Bài 6: Tính toán hiệu suất của một máy biến áp 100KVA o chế độ 0.5 tải, đầy tải
và 1.25 tải tương ứng với:
1. Hệ số công suất
1cos
=
ϕ
2. Hệ số công suất
8,0cos
=
ϕ
dòng điện chậm pha.
Cho biết trước tổn hao phần đồng là 1000 W tại tải định mức và tổn hao thép là
1000W.
Bài giải

Ta có công thức tính hiệu suất :

đsttdmt
tdmt
ppSk
Sk
∆+∆+
=
ϕ
ϕ
η
cos
cos
Mà
1000=∆
st
P
W

1000=∆P
W

TH1:
+
1cos
=
ϕ
, k = 0.5
%96100.
100010001.10.100.5,0

1.10.100.5,0
3
3
=
++
=
η
+
1cos
=
ϕ
, k=1
%98100.
100010001.10.100.1
1.10.100.1
3
3
=
++
=
η
+
1cos
=
ϕ
, k= 1,25
%98100.
100010001.10.100.25,1
1.10.100.25,1
3

3
=
++
=
η
TH2:
+
8,0cos
=
ϕ
, k=0,5
%95100.
100010008,0.10.100.5,0
8,0.10.100.5,0
3
3
=
++
=
η
+
8,0cos
=
ϕ
, k=1
%97100.
100010008,0.10.100.1
8,0.10.100.1
3
3

=
++
=
η
+
8,0cos
=
ϕ
, k=1,25
%98100.
100010008,0.10.100.25,1
8,0.10.100.25,1
3
3
=
++
=
η
Bài 7: Một máy biến áp 3 pha Y/Y-12 có thong số định mức: S
đm
= 180KVA; U
1
/U
2
=
6/0.4KV; 50Hz; P
n
= 4KW; P
0
= 1KW; U

n
% = 5,5%; I
0
% = 6. Giả sử r
1
= r’
2
và x
1
= x’
2
.
Hãy vẽ mạch điện thay thế của máy biến áp và tính các thành phần của máy biến áp ngắn
mạch.
Bài giải:
Ta có:
3
đm
p
U
U =
15
4,0
6
2
1
=⇒= k
U
U
)(32,17

10.6.3
10.180
3
3
3
1
1
A
U
S
I
đm
đm
đm
===
Dòng điện không tải:
)(0392,1
100
6.32,17
100
.
0
0
10
V
I
II
dm
===
TN ngắn mạch:

)(330
100
5,5
.10.6
100
.
3
0
0
11
V
U
UU
n
đmnd
===
Ngắn mạch pha:
)(52,190
100.3
5,5
.10.6
100
.
3
0
0
11
V
U
UU

n
đmnp
===
404,0
3,17.330.3
10.4
.3
cos
3
===
nn
n
n
IU
P
ϕ
Ta có:
)(78,308
039,1.3
10
3
2
3
2
0
0
Ω===
o
I
P

R
)(43,3333
0392.1.3
10.6
3
3
0
1
0
Ω===
I
U
z
đm
)(09,3319
2
0
2
00
Ω=−= Rzx
)(45,4
32,17.3
10.4
3
2
3
2
Ω===
npdm
np

n
I
P
R
)(01,11
3,17
52,190
1
1
Ω===
pdm
np
n
I
U
z
Điện kháng ngắn mạch:
)(06,1045,401,11
2222
Ω=−=−=
nnn
Rzx
Giả sử:
)(22,2
2
45,4
2
'
21
Ω===≈

n
R
RR
)(03,5
2
06,10
2
'
21
Ω====
n
x
xx
Thông số thứ cấp qui đổi về sơ cấp:
)(009,0
15
22,2
'
22
2
2
Ω===
k
R
R
)(0223,0
15
03,5
'
22

2
2
Ω===
k
x
x
R
m
= R
0
– R
1
= 308,78-2,22= 306,56 (
Ω
)
X
m
= x
o
– x
1
= 3319,09 – 5,03 = 3314,06 (
Ω
)
0
0
3
1
0
0

22,2
10.6
32,17.45,4.3
100.
.
===
đm
đmn
nr
U
Ir
U
0
0
3
1
0
0
02,5
10.6
32,17.06,10.3
100.
.
===
đm
đmn
nx
U
Ix
U

Bài 8. (Chương III Kỹ thuật điện 1)
S
đm
= 6637 kVA, U
1
/U
2
= 35/10 kV, P
n
= 53,5 kW, U
n
% = 8%
a. Tính Z
n
, r
n
Giả sử ta cho MBA đấu Y_Y
Ta có :
S
đm
=
3
.U
đm.
I
đm

⇒

I
đm
=
48,109
3.35000
6637000
.3
S
==
đm
đm
U
(A)
• r
n
=
49,1
48,109.3
53500
3
22
==
I
P
n
(
Ω
)
• Z
n

=
)(77,14
3.48,109
%8.35000
3.
%.
3.
Ω===
đm
đmn
đm
n
I
UU
I
U
b. Tính điện trở không qui đổi của dây quấn thứ cấp với r
1
= r
2
’
Ta có : k =
5,3
10
35
2
1
==
U
U

r
n
= r
1
+ r
2
’
Mà r
1
= r
2
’ nên r
2
’ =
)(745,0
2
49,1
2
Ω==
n
r
Suy ra: r
2
=
)(06,0
5,3
745,0
22
'
2

Ω==
k
r
Bài 9
Máy biến áp ba pha có thông số định mức S
đm
=5600 kVA,
% 5,23%
n
U =
1/ Tính các thành phần ngắn mạch
2/ Độ thay đổi điện áp khi máy biến áp làm việc ở ¾ tải,
2
cos 0.8
ϕ
=

Bài giải
Các Thành phần ngắn mạch
3
3
1
57,5.01
% .100 .100 .100 1.027%
5600.01
nr n
nr
dm dm
U P
U

U S
= = = =

2 2 2 2
1
% .100 % % 5,237 1,027 5,128%
nx
nx n nx
dm
U
U U U
U
= = − = − =
Độ thay đổi điện áp khi máy biến áp làm việc ở ¾ tải
( giả sử đây là tải cảm)
0.75
β
⇒ =

Ta có:
2 2 2
% ( %.cos %.sin )
nr nx
U U U
β ϕ ϕ
∆ = +

2
% 0,75(1,027.0,8 5,128.0,6) 2,82%U= ∆ = + =
Bài 10: Hai MBA A và B được nối song song để cung cấp cho một tải có tổng trở

( 2+1,5j ) Ω. Các tổng trở tương đương tính phía cuộn dây thứ cấp là ( 0,15 + 0,5j ) Ω và
(0,1+0,6) Ω tương ứng với máy A và B. Điện áp lúc không tải của máy A là 207 V và
của máy B là 205 V. Hãy xác định;
1. Điện áp lúc có tải.
2. Công suất tiêu thụ của tải.
3. Công suất đầu ra của MBA.
Giải
Ta có mạch tương đương:
207 V
205 V
I
2
I
1
I
0,15+0,5j O
0,1+0,6j O
2+1,5j O
Ta có:
(2)
Ta lấy (1) thế vào (3):
.
=> (4).
Thay (4) vào (2) :
=> (A).
=> (A).
=> (A).
1. Điện áp lúc có tải:
(V).
2.Công suất tiêu thụ của tải:

Ta có Z
t
=2+1,5j =>φ =coxtg =36
0
52’ => cosφ
t
=0,8.
=> (W).
3. Công suất đầu ra của MBA:
(VA).
Bài 11: Cho ba máy biến áp làm việc song song với các số liệu:
Máy 1: S
đm1
= 1000KVA; U
1đm
= 35KV; U
2đm
= 6,3KV; U
n
% = 6,25; tổ nối dây Y/∆ -
11.
Máy 2: S
đm1
= 1800KVA; U
1đm
= 35KV; U
2đm
= 6,3KV; U
n
% = 6,6; tổ nối dây Y/∆ -

11.
Máy 3: S
đm1
= 2400KVA; U
1đm
= 35KV; U
2đm
= 6,3KV; U
n
% = 7; tổ nối dây Y/∆ -
11.
Hãy tính:
1. Tải của mỗi máy biến áp khi tải chung là 4500KVA.
2.Tải lớn nhất có thể cung cấp cho hộ dùng điện với điều kiện không một máy biến
áp nào quá tải.
3. Giả sử máy 1 được phép quá tải 20%, thì tải chung của các máy là bao nhiêu?
GIẢI
1)
=>
=>
=>
2) Muốn không MBA nào bị quá tải, nghĩa là = 1, thì khi có tải tổng S của hệ thống là:

=>
3)
=>
Bài 12: Máy biến áp 3 pha có các số liệu như sau: S
đm
= 1600KVA; U
1

/U
2
= 20/10,5KV;
P
n
= 16,5KW; P
0
= 3,65KW; U
n
% = 6,5%; I
0
% = 1,4%; cuộn dây đấu Υ/∆.
1. Tính dòng điện định mức, dòng điện không tải, hệ số công suất không tải, điện áp
ngắn mạch, hệ số công suất ngắn mạch.
2. Tính hệ số biến áp pha và dây của máy.
3. Tính hệ số tải β khi hiệu suất là cực đại.
4. Tính hiệu suất khi β = 0,5; cosϕ = 0,95 dòng điện chậm pha.
5. Tính độ biến thiên điện áp khi β = 0,75; cosϕ = 0,95 dòng điện sớm pha.
Giải
Vì cuộn dây



==
==
⇒∆Υ
PđmPđm
PđmPđm
UUII
UUII

2222
1111
;3
3;
/
1.
a)
)(18,64
203
1600
3
1
1
KA
U
S
I
đm
đm
đm
=
×
==
b)
)(97.87
5.103
1000
3
2
2

KA
U
S
I
đm
đm
đm
=
×
==

c)+
)(1058,2
18,463
5,16
3
3
22
Ω×=
×
==
−
K
I
p
R
P
n
n

+
)(75,0
100
54,115,6
100
%
KV
UU
U
nP
n
=
×
=
×
=
+
)(016.0
18.46
75.0
Ω=== K
I
U
Z
n
n
n

16,0
016.0

1058.2
3
=
×
==⇒
−
n
n
n
Z
R
Cos
ϕ

d)
3
00
0
0
1058,6
18,46
3
20
65,3
−
×=
×
=
×
=

IU
P
Cos
ϕ

2.
a)
3,0
97,87
3
18,46
3
2
1
2
1
====
đm
đm
P
P
P
I
I
I
I
K
b)
94.1
5,10

20
1
1
===
đm
đm
d
U
U
K
3) Hệ số
β
khi hiệu suất cực đại là
47,0
5.16
65.36
0
===
Pn
P
Max
β
4) hiệu suất
%4,99100
47,065,395,0160047,0
95,0160047,0
100%
22
0
=×

++××
××
=×
++××
××
=
βϕβ
ϕβ
η
PCosS
CosS
đm
đm
5)
+
%01.0100
3
20
18,461058,2
100
3
%
3
1
=×
×
=×
×
=
−

đm
nđđn
nrP
U
IR
U
+
016,0)1058,2(016,0
2322
2
=×−=−=
−
nnn
RZX
+
%06,0
3
20
18,46016,0
3
1
=
×
==
đm
nđđ
nXP
U
X
U

%6,2100)31.006,095,0016,0(75,0)%(
2
=××+××=×+×=∆⇒
ϕϕβ
SinUCosUU
nXPnrP
Bài 13: Một máy biến áp 3 pha có thông số định mức:
S
đm
= 2500 KVA, U
1
/U
2
= 35/15 KV, 50 Hz, P
n
= 25 KW, P
0
= 5 KW, U
n
% = 6.5%
I
0
% = 1.1%, cuộn dây đấu
11
/
−
Υ∆
.
1. Tính điện trở và điện kháng tản của dây quấn sơ cấp vá thứ cấp. Biết rằng

điện trở và điện kháng tản của dây quấn thứ cấp khi quy đổi về sơ cấp lần
lượt bằng điện trở và điện kháng tản của dây quấn sơ cấp.
2. Nếu xem mạch điện thay thế của máy biến áp là hình T với nhánh từ hóa
gồm điện trở r
m
và điện kháng x
m
mắc nối tiếp. Tính r
m
, x
m
3. Tính điện áp dây của máy biến áp khi nó vận hành với tải cảm có công suất
2000 KVA,
8.0cos =
ϕ
.
4. Tính công suất tải của máy biến áp vận hành ở hiệu suất cực đại. Hiệu suất
lúc này là bao nhiêu?.
Bài làm
)(81,23
3
64,41
3
)(64,41
35.3
2500
.3
1
1
A

I
I
A
U
S
I
dm
fđ
đm
đm
dm
===
===
Dòng điện pha khi không tải:
)(262,0011.0.81,23%.
00
AIII
fdmf
===
Các tham số khi không tải
( )
)(41,131
)(28,24
262,0.3
5000
3
)(634,133
262,0
10.35
2

0
2
00
22
0
0
0
3
0
1
0
Ω=−=
Ω===
Ω===
KrZx
K
I
P
r
K
I
U
Z
f
Điện áp khi ngắn mạch:
)(2275065,0.35000%.
1
VUUU
nn
===

Các tham số khi ngắn mạch:
( )
)(41,94
)(70,14
81,23.3
25000
3
)(55,95
81,23
2275
22
22
Ω=−=
Ω===
Ω===
nnn
fdm
n
n
fdm
n
n
rZx
I
P
r
I
U
Z
1.

)(025,47
2
41,94
2
)(35,7
2
7,14
2
,
21
,
21
Ω====
Ω====
n
n
x
xx
r
rr
2.
)(10.36,131025,4710.41,131
)(10.272,2435,710.28,24
33
10
33
10
Ω=−=−=
Ω=−=−=
xxx

rrr
m
m
3.
( ) ( )
)(445,14037,0.1515%%
%7,36,0.4,68,0.18.0sin%.cos%.%
8,0
23,96
98,76
)(98,76
15.3
2000
.3
)(25,8660
3
15000
3
)(23,96
15.3
2500
.3
4,6100.
35000
41,94.81,23
100.
.
%
1100.
35000

70,14.81,23
100.%
222
2
22
2
2
2
2
2
1
1
1
1
KVUUUU
U
UU
U
UUU
I
I
A
U
S
I
V
U
U
A
U

S
I
U
xI
U
U
rI
U
dmdm
dm
dm
nxnr
dm
t
fdm
t
t
dm
fdm
dm
dm
dm
f
nf
nx
f
nf
nr
=−=∆−=⇒
−

=∆
=+=+=∆
===
===
===
===
===
===
ϕϕβ
β
4.
Hiệu suất cưc đại khi
)(035,43
25
5
23,96.
0
22
2
2
0
A
P
P
II
I
I
P
P
n

dm
dmn
===⇒==
β
%85,98100.
995,4995,436,861
995,4995,4
1100.1%
)(995,425000.447,0.
447,0
)(36,8618,0.
3
445,14
.3cos 3
2
22
0
2222
=






++
+
−=









++
+
−=
====
==
===
Fecu
Fecu
nFecu
n
PPP
PP
KWPPP
P
P
KWIUP
η
β
β
ϕ
Bài 14: Một máy biến áp 3 pha có thông số định mức: S
đm
= 560KVA; U
1

/U
2
=
22/0,4 KV; 50Hz; P
n
= 6,4KW; P
0
= 1,25KW; U
n
% = 4%; I
0
% = 2%; cuộn dây đấu
0-11; nhiệt độ môi trường 40%.
1. TÍnh điện trở và điện kháng tản của các cuộn dây r
1
và r’
2
; x
1
và x’
2
, biết
rằng r
1
= r’
2
và x
1
= x’
2

.
2. Nếu sơ đồ tương đương của máy biến áp là hình T, tính thành phần phản
kháng và tác dụng của dòng điện không tải bỏ qua r
1
và x
1
và khi không bỏ
qua r
1
và x
1
. So sánh kết quả và nhận xét.
3. TÍnh điện áp thứ cấp khi máy biến áp mang tải có công suất P
2
= 360 KW;
cos = 0,8; dòng điện chậm pha.
4. Tính tiền điện phải trả cho nhà cung cấp điện khi máy biến áp trên vận hành
với công suất tải tiêu thụ như ở câu 3c/ trong thời gian 2 giờ, biết rằng thiết
bị đo đếm điện năng mắc ở phía cao áp của máy biến thế và đơn giá mua
điện là 1000 đồng/KWh.
5. Máy biến áp trên được mắc song song với máy biến áp S = 560 KVA;
U
1
/U
2
= 22/0,4KV; 50Hz; P
n
= 6,4KW; P
0
= 1,25 KW; U

n
% = 4%; I
0
% =
2%; cuộn dây đấu -5; nhiệt độ môi trường 40
0
C. Tính dòng điện chạy
trong dây quấn thứ cấp khi 2 máy vận hành không tải. Nhận xét?
Giải
1. I
1đm
= = = 14,7(A)
Cuộn đấu : U
1f
=U
1đm
= 22(KV)
I
1đm
= I
1f
=> I
1f
= 8,48(A)
U
n
= = = 880(V)
Z
n
= = = 103,77( )

R
n
= = = 29,66( )
X
n =
= 99,44( )
I
of
= = = 0,17(A)
Z
0
= = = 129411,76( )
R
0
= = = 14417,53( )
X
0=
= 128606,14( )
R
1
= R
’
2
= = = 14,83( )
X
1
= X
’
2

= = = 49,72 ( )
2. R
m
= R
0
– R
1
= 14402,7( )
X
m
= X
0
– X
1
= 128556,42( )
I
0
= = 9,54 – j0,8(A)
I
om
= = 0,02 – j0,17(A)
3. U
nr
% = = 1,14%
U
nx
% = = =3,88%
B = = = = 0,8
U% = 0,8(1,14.0,8 + 3,83.0,6) = 2,57%
U

2
= 400 – .400 = 389,72(V)
4. I
2đm
= = 808,29(A)
I
2
= = 649,54(A)
P
cu
= P
n
.( )
2
= 6,4 .( )
2
= 4,1 KW
A = P
2
.t + P
cu
. t +P
o
.t = 360.2 + 4,1.2 + 1,25.2 = 730,7 KWh
Vậy số tiền phải trả: 730 700 đồng.
Bài 15: Một máy biến áp 3 pha Y-11 có thong số định mức: Sđm=400KVA,
U1/U2=15/0.4KV, 50Hz, Pn=4KW, Po=1.2KW, Un%=5.5%, Io%=4%. Hãy xác định :
1.sơ đồ mạch điện thay thế của máy biến apskhi cho rằng r1 r’2.
2.vẽ giãn đồ véc tơ biễu diễn tương quan giữa các sức điện động trên các cuộn dây sơ cấp
và thứ cấp.

3.điện áp U2 của máy biến áp ở tải bằng ¾ công suất định mức, cos =0.8, dòng điện
sớm pha.
4. hiệu suất %của máy biến áp ở tải bằng ½ công suất định mức, cos =0.75, dòng điện
chậm pha.
Bài giải
1.dòng đinh mức:
I1đm= =15.396(A)
I2đm= =577.35(A)
I1đmf=
Iof= =
Un1f= =
+chế độ không tải:
Ro= =3265.3( )
Zo= =42857.1( )
Xo= =42732.5(Ω)
+chế độ ngắn mạch:
Rn= =16.87( )
Zn= =92.8( )
Xn= =91.25(Ω)
Mà ta có: R1=R’2 nên
R1=R’2= (Ω)
X1=X’2=
Rm=Ro-R1=3265.3-8.43=3256.87(Ω)
Xm=Xo-X1=42732.5-45.62=42686.38(Ω)
Sơ đồ thay thế
2.giản đồ vec tơ
3. điện áp
It=
Mà : Cos
Sin = =0.98

UnR=Un% x cos =5.5x0.18=0.99(V)
UnX=Un% x =5.5xo.98=5.39(V)
2=400-12=388(V)
4.hiệu suất ᶯ%
It=
=98.55%
Câu 16. Máy biến áp 3pha ∆/Y có S = 5600KVA; U
1
/U
2
= 35/6.6KV; Pn= 57KW; Po=
18.5KW; Un% = 7.5% ; Io% = 4.5%.
1. Xây dựng sơ đồ thay thế đầy đủ của máy biến áp, biết rằng r
1
= r’
2
và x
1
= x’
2
.
2. Xác định hệ số cosφ ở thí nghiệm không tải và thí nghiệm ngắn mạch.
3. Xác định điện áp ở thứ cấp máy biến áp ở tải định mức và cosφ
2
= 0.9, dòng điện
chậm pha.
4. Xác định hệ số tải máy biến áp sao cho hiệu suất máy biến áp là cực đại, tính hiệu
suất này ở cosφ
2
= 0.9.

Bài Làm
1. Ta có:

( )
A
U
S
I
đm
đm
dmf
33.53
35.3
5600
1
1
===
( )
kVUU
đmđmf
35
11
==
( )
V
UU
U
nđm
n
2625

100
%.
1
==
( )
( )
Ω=== 681,6
33.53.3
10.57
.3
2
3
2
1đmf
n
n
I
P
R
=>
( )
Ω=== 34,3
2
'
21
n
R
rr
( )
Ω=== 22,49

33,53
2625
1đmf
n
n
I
U
Z
=>
( )
Ω=−= 766,48
22
nnn
RZX
=>
( )
Ω=== 38,24
2
'
21
n
X
xx
( )
A
II
I
đmf
of
39,2

100
5,4.33,53
100
%.
01
===
( )
Ω=== 49,1071
99,2.3
10.5,18
3
2
3
2
0
0
0
f
I
P
r
( )
Ω=== 41,14589
39,2
35000
0
1
0
f
đm

I
U
Z
=>
( )
Ω=−= 01,14550
2
0
2
00
rZX
Ta có:

( )
Ω=−=
16,1068
10
rrr
m
( )
Ω=−= 63,14525
10
XXx
m
Sơ đồ thay thế đầy đủ là
2. ở thí nghiệm không tải là:
ở thí nghiệm ngắn mạch là:
14,0
22,49
68,6

cos ===
n
n
n
x
r
ϕ
3. ta có:
%02,1
10.35
100.68,6.33,53
100
%
3
1
1
===
đm
nđmf
nr
U
RI
U
%4,7
35000
100.77,48.33,53
100
%
1
1

===
đm
nđmf
nx
U
XI
U
Độ thay đổi điện áp ứng với cosφ
2
= 0,9 và dòng điện chậm pha là:
( ) ( )
%16,444,0.4,79,0.02,11sin%.cos%.%
22
=+=+=∆
ϕϕβ
nxnr
UUU
Điện áp là:
( )
VUUU
đm
56,2746600.0416,0%.
22
==∆=
4. hiệu suất cực đại của máy biến áp là:
57,0
57
5,18
0
===

n
P
P
β
Cosφ
2
= 0,9 thì hiệu suất là:
73,98%100
.cos
.
1%
202
2
0
=








++
+
−=
nđm
n
PPS
PP

βϕβ
β
η
Bài 17: Máy biến áp 3 pha đấu ∆/Y
0
có thông số định mức: S
đm
= 630 KVA; U
1
/U
2
=
22/0,4 KV; P
n
= 8 KW; P
0
= 1,6 KW; U
n
% = 5,5%; I
0
% = 3%
a) Hãy xây dựng sơ đồ thay thế đầy đủ của MBA, biết r
1
= r
’
2
và x
1
= x
'

2
b) Hãy xác định độ thay đổi điện áp của MBA ở tải định mức và cosφ
2
= 0,8 dòng điện
chậm pha
c) Hãy xác định hiệu suất η% của MBA ở tải định mức và cosφ
2
= 0,8
07,0
41,14589
49,1071
cos
0
0
0
===
z
r
ϕ
Bài Làm
a) Ta có: I
1đm
=
)(53,16
10.322
10.630
3
3
3
1

A
U
S
đm
đm
==
U
1f
= U
1đm
= 22000 (V)
I
1f
=
)(54,9
3
53,16
3
1
A
I
đm
==
Thí nghiệm không tải:
I
0f
=
)(29,0
100
54,9.3

100
.
1%0
A
II
f
==
R
0
=
)(10.34,6
29,0.3
10.6,1
3
3
2
3
0
2
0
Ω==
f
I
P
Z
0
=
)(10.86,75
29,0
22000

3
0
1
Ω==
f
f
I
U
X
0
=
)(10.6,75)10.34,6()10.86,75(
32323
2
0
2
0
Ω=−=− RZ
Thí nghiệm ngắn mạch:
U
n
=
)(1210
100
5,5.22000
100
%.
1
V
UU

nf
==
R
n
=
)(3,29
54,9.3
10.8
.3
2
3
1
2
Ω==
f
n
I
P
Z
n
=
)(8,126
54,9
10.1210
3
1
Ω==
f
n
I

U
X
n
=
2222
3,298,126 −=−
nn
RZ
= 123,36(
)Ω
r
1
= r
’
2
=
65,14
2
3,29
2
==
n
R
(
)Ω
x
1
= x
’
2

=
68,61
2
36,123
2
==
n
X
(
Ω
)
=> r
m
= r
0
– r
1
= 6,34.10
3
– 14,65 = 6325,35 (
)Ω
x
m
= x
0
– x
1
= 75,6.10
3
– 61,68 = 7498,32 (

)Ω
b) Từ câu a ta có : cosφ
n
=
n
n
Z
R
=
23,0
8,126
3,29
=
=> ∆U% = β(U
nr
%.cosφ
2
+ U
nx
%.sinφ
2
)
= 1(U
n
%.cosφ
n.
cosφ
2
+ U
n%

.sinφ
n
.cosφ
2)
= 1(5,5.0,23.0,8 + 5,5.0,97.0,6) = 4,2%
c) Hiệu suất của MBA ở tải định mức là:
η% =
100
cos
1
2
02
2
0
nđm
n
PPS
PP
βϕβ
β
++
+
−
=
%1,98100
86,18,0.630
86,1
1 =
++
+

−
Chương 3: Bài 18
Theo đề cho ta có:
S
đm
= 300KVA
U
1
/U
2
= 5/1KV
U
n
= 4,8%
U
nr
= 1,8%
I
’
2
= 1,2 I
2đm
Cosφ = 0,9
Giải
a/
N
1
=
8,6
5000

= 736 vòng/phút
N
2
=
8,6.3
1000
= 85 vòng/phút
U
1
≈ E
1
= 4,44.fN
1
.Φ
max