Elkraftsteknik 180530

Högskolan i Borås

Ingenjörshögskolan

TENTAMEN

Elkraftsteknik

7,5 högskolepoäng

Provmoment: Tentamen

Ladokkod: A173TG

Tentamen ges för: TGENI16h-pgrp2, Energiingenjör, 180 hp EL

Namn: (Ifylles av student) Personnummer: (Ifylles av student) Tentamensdatum: 20180530 Tid: 09.00-13.00 Hjälpmedel:

Valfri Godkänd Miniräknare, Linjal, Gradskiva Formelsamling typ: Tabeller och Formler, Alf Ölme

Totalt antal poäng på tentamen: 50 p

För att få respektive betyg krävs:

U<20p 3=20-29p 4=30-39p 5= 40-50p

Allmänna anvisningar:

1) Om något saknas anta lämplig indata!

2) Samtliga uträkningar skall besvaras med rätt enhet. Utelämnad eller fel enhet ger poängavdrag.

1. a) Ange två startmetoder för minskad nätpåverkan till asynkronmotorn. 2p b) Ange de fyra olika spänningsnivåerna i vårat elnät, samt deras namn. 4p c) Hur påverkar en ökad belastning eftersläpningen på en Asynkronmotor? 1p d) Vad bestämmer serieresistansen hos en ledning? (tre delar) 1p e) Hur reglerar man frekvens i elkraftnätet? 1p f) Hur regleras spänningen i elkraftnätet för att hålla denna konstant? 1p

--- 2. En trefasgenerator, som kan representeras av den ekvivalenta Y-faskretsen nedan, lämnar i

tomgång en huvudspänning på E=400 V. Dess inre impedans är: Zi = (1 + j3) ohm/fas.

Generatorn ansluts till en induktiv belastning med effektfaktorn 0,87 och impedansen Zb = 9 ohm/fas. (I figuren visas en ekvivalent Y-fas)

Zb Zi + U – Beräkningsmodell för generatorn Ef _f

a) Beräkna fasströmmen, I genom belastningen 4p b) Beräkna klämspänning, U över belastningen. 2p c) Beräkna den komplexa skenbara effekten i lasten. 2p d) Beräkna aktiv förlusteffekt i generatorns resistans. 2p

3. Effekten från ett kraftverk matas ut på transmissionsnätet via en 220 kV luftledning med en serieinduktans på 0.4 H/fas och en serieresistans på 6 /fas. Spänningarna i båda ändar av ledningen hålls konstanta på 220 kV och 500 MVA skenbar effekt matas in på ledningen från kraftverkssidan.

a) Rita ett visardiagram, för en ekvivalent Y-fas, över spänningarna i båda ändarna, strömmen på ledningen och spänningsfallen på ledningen. 2p b) Beräkna strömmen i ledningen (effektivvärde). 4p

c) Vad är överföringsvinkeln? 2p

d) Hur stora är effektförlusterna på ledningen (aktiv effekt)? 2p

---

4. En 3~ transformator är märkt 125 kVA, 6,6/0,4 kV, /Y-0. Kortslutningsprov på transformatorn, med matning från uppspänningssidan, ger vid märkström: U_k = 310 V P_k = 1,33 kW.

Transformatorn ansluts till 6,6 kV samt belastas sekundärt med en Y-kopplad last bestående av tre lika motstånd vardera med resistansen R = 1,2 ohm.

a) Bestäm sekundär ström och spänningen över lasten. 6p

b) Bestäm strömmen, exklusive magnetiseringsströmmen, i en lindningsfas (i deltat) på

primärsidan. Tomgångsströmmen försummas. 3p

5. För en sexpolig trefas asynkronmaskin har tillverkaren angivit följande värden på parametrarna i ekvivalenta schemat:

R_s=0.3  L_s =2,55 mH L_m=42,7 mH R_r =0.19  L_r =2,07 mH

Motorns märkdata är:

P_N = 15 kW U_N = 400 V n_N = 970 rpm

a) Beräkna fasströmmen då motorn går i tomgång ansluten till 400 V och 50 Hz. 2p

b) Beräkna fasströmmen vid fullast. 3p

c) Rita visardiagram för fasspänning och fasström vid tomgång och fullast när maskinen

har motoriska referenser. 2p

Samma maskin som ovan körs som generator, ansluten till ett 400 V nät. Varvtalet vid fullast är då 1030 rpm.

d) Vad är eftersläpningen? 1p