XdT = XEQ + Xd
XqT = XEQ + Xq
U jXd
jXq I
Eaf
n
jXEQ
VEQ
(sin(2) = 2sin.cos )
.... tạo ra moment phảng kháng (từ trở) có xu hưởng làm thẳng hàng rotor và stator, và không phụ thuộc Eaf.
Khi máy phát định mức, thành phần này khoảng 10%. Thành phần này đáng kể khi Eaf nhỏ.
Nhờ thành phần từ trở này mà nhỏ hơn, máy cực từ lồi làm việc ổn định hơn máy cực từ ẩn.
Bài tập 1: Một máy phát đồng bộ 3 pha hai cực có cấu trúc rotor dạng hình trụ có các thông số định mức 11kV, 50Hz, 20MVA, cuộn dây stator nối Y. Điện kháng đồng bộ 5, cosđm = 0,9 chậm pha.
d. Tính giá trị sức điện động và góc tải ở điều kiện định mức? Tính giá trị công suất cực đại mà máy phát có thể cấp cho lưới với giá trị sức điện động đã tính ở trên.
e. Tính giá trị sức điện động và góc tải nếu máy phát vận hành ở hệ số công suất 0,8 chậm pha, cấp cho lưới 12MW và điện áp lưới là 10kV. Tính giá trị công suất cực đại?
f. Vẽ 2 đặc tính công suất – góc tải và chỉ ra các điểm làm việc đã tính ở trên.
Bài tập 2: Một máy phát đồng bộ 3 pha hai cực có cấu trúc rotor dạng hình trụ có các thông số định mức 11kV, 50Hz, 20MVA, cuộn dây stator nối Y. Điện kháng đồng bộ 5.
a. Tính giá trị công suất, sức điện động và góc tải ở điều kiện định mức với tải có cos = 0,9 chậm pha?Tính giá trị công suất tác dụng cực đại mà máy phát có thể cấp cho lưới với giá trị sức điện động đã tính ở trên?
b. Tính giá trị công suất, sức điện động và góc tải nếu máy phát vận hành ở hệ số công suất 0,8 nhanh pha, cấp cho lưới 20MVA ở điện áp lưới định mức?
c. Vẽ 2 đặc tính công suất – góc tải và chỉ ra các điểm làm việc đã tính ở trên? So sánh sức điện động của máy phát trong hai trường hợp trên?
Bài tập 3: Hai máy phát đồng bộ 3 pha nối Y giống nhau vận hành ở 33kV, mỗi máy cung cấp 5MW cho tải 10MW, có hệ số công suất 0,8 chậm pha. Điện kháng đồng bộ của mỗi máy là 6. Máy thứ nhất có dòng điện 125A chậm pha.
c. Tính dòng điện và hệ số công suất của máy thứ 2?
d. Tính góc tải và sức điện đông của cả hai máy?
Bài tập 4: Một máy điện đồng bộ có cuộn dậy stator 3 pha, cuộn dây kích từ rotor và cấu trúc rotor và stator dạng hình trụ.
a. Vẽ mạch tương đương và giản đồ pha tương ứng khi máy điện vận hành ở chế độ:
i. Máy phát thừa kích từ ii. Máy phát thiếu kích từ iii. Động cơ thừa kích từ iv. Động cơ thiếu kích từ
Xác định trong mỗi trường hợp chiều của công suất tác dụng và công suất phản kháng giữa máy điện và lưới; và xác định hệ số công suất nhanh hay chậm.
b. Một máy phát đồng bộ 3 pha hai cực có cấu trúc rotor dạng hình trụ có các thông số định mức 16MVA, 10,5kV, 50Hz, cuộn dây stator nối Y.
Điện kháng đồng bộ 13,77 , cosđm = 0,8 chậm pha. Tính giá trị sức điện động và góc tải khi máy phát vận hành ở điều kiện định mức? Và tính giá trị công suất tác dụng cực đại mà máy phát có thể cấp cho lưới, với giá trị sức điện động như khi vận hành ở điều kiện định mức trên.
Bài tập 5:
a. Một tuabin phát điện 3 pha có điện kháng đồng bộ 14 và cấp cho lưới công suất tác dụng 1,68MW với hệ số công suất chậm pha. Cuộn dây stator máy phát nối Y, nối với lưới 11kV và dòng điện stator là 100A. Tính hệ số công suất, góc tải và sức điện động cảm ứng?
b. Một máy phát đồng bộ và một máy phát không đồng bộ nối song song và cấp vào lưới điện công suất tác dụng 800kW với hệ số công suất chung bằng 0,8 chậm pha. Biết máy phát không đồng bộ vận hành ở công suất 0,9 và phát công suất tác dụng 300kW vào lưới. Xác định hệ số công suất và công suất tác dụng máy phát đồng bộ phát lên lưới.
Bài tập 6:
Một máy phát đồng bộ ba pha cực từ ẩn, 2 cực, đấu Y, có công suất định mức 10KVA, điện áp định mức 380V, 50Hz, nối lưới. Trên mỗi pha có điện kháng đồng bộ Xđb = 2. Biết tổn hao sắt là là 200W và tổn hao cơ là 500W. Khi máy phát cấp điện cho tải định mức với hệ số công suất cos = 0,8 (chậm pha), hãy xác định:
a. Tính công suất tiêu thụ, hiệu suất và momen cơ cấp cho máy phát ở tải định mức?
b. Vẽ giản đồ vector và tính sức điện động cảm ứng E, góc công suất .
c. Độ thay đổi điện áp U%.
d. Công suất quá tải lớn nhất máy có thể phát được mà không mất đồng bộ, biết dòng kích từ và biên độ điện áp ngõ ra không đổi.
e. Tính moment định mức và moment cực đại để kéo máy phát.
BT1.1: Một máy phát đồng bộ ba pha cực từ ẩn, 2 cực, kích từ độc lập, dòng kích từ 1A, tần số 50Hz, nối Y, 12A. Bỏ qua điện trở phần ứng, điện kháng đồng bộ pha là 10. Biết tổn hao cơ là 500W, bỏ qua tổn hao sắt.
a. Khi máy phát cấp nguồn cho tải với điện áp định mức 380V, và dòng điện định mức 12A, tải có hệ số công suất cos=0,8, chậm pha. Vẽ giản đồ vector, tính sức điện động cảm ứng pha, góc công
suất và momen cơ kéo máy phát? (1,0đ)
b. Khi máy phát cấp nguồn cho tải có dòng điện định mức 12A, tải có hệ số công suất cos=1. Vẽ giản đồ vector, tính điện áp dây cấp cho tải Udây, góc công suất? Biết sức điện động của máy phát vẫn không
đổi như ở câu a? (1,0đ)
c. Với tải ( có dòng điện, cos như) ở câu b, tính dòng kích từ điều chỉnh để điện áp dây vẫn là 380V? Biết mạch từ còn tuyến tính.
(0,5đ)
BT1.2. Một máy phát đồng bộ ba pha cực từ ẩn đấu Y, có công suất định mức 10KVA, điện áp định mức 380V, 50Hz, nối lưới. Trên mỗi pha có điện trở phần ứng Rư0
và điện kháng đồng bộ Xđb = 5. Khi máy phát cấp điện cho tải định mức với hệ số công suất cos = 0,8 (dòng điện chậm pha so với điện áp), hãy:
a. Tính công suất tiêu thụ của tải định mức.
b. Vẽ giản đồ vector và tính sức điện động cảm ứng E, góc công suất .
c. Tính độ thay đổi điện áp U%.
d. Tính công suất quá tải lớn nhất máy có thể phát được mà không mất đồng bộ, biết dòng kích từ không đổi và biên độ điện áp ngõ ra không đổi.
e. Tính momen điện từ và momen kéo của máy phát biết tổn hao cơ là 500W.
BT 1.3. Một máy phát đồng bộ ba pha cực từ ẩn đấu Y, 2 cực, có công suất định mức 10KVA, điện áp định mức 380V, nối lưới. Trên mỗi pha có điện trở phần ứng Rư = 0,5 và điện kháng đồng bộ Xđb = 5. Khi máy phát cấp điện cho tải định mức với hệ số công suất cos = 0,8 (dòng điện chậm pha so với điện áp), hãy xác định:
a. Tính công suất tiêu thụ của tải định mức.
b. Vẽ giản đồ vector và tính sức điện động cảm ứng E, góc công suất .
c. Độ thay đổi điện áp U%.
d. Công suất quá tải lớn nhất máy có thể phát được mà không mất đồng bộ, biết dòng kích từ không đổi và biên độ điện áp ngõ ra không đổi .
Đề thi 2012: Cho một máy điện đồng bộ ba pha 225MVA, 15kV, nối Y, 50Hz, hai cực, có các số liệu thí nghiệm:
Dòng kích từ Dòng ngắn mạch Điện áp không tải Điện áp khe hở
470A 3897A 15kV 16.65kV
Pcơ Pđt P2
Pđ Pqp Ps
Pkt P1