ehøgskoleni østfold EKSAMEN Emnekode: Emnenavn: IRE25715 Elektriske anlegg og maskiner Dato: 2016.12.20 Eksamenstid: 9-14 Sensurfrist: 2017.01.18 Antall oppgavesider: 5 Faglærer: Even Arntsen Antall vedleggsider: 0 Oppgaven er kontrollert: Av sensor Hjelpemidler: Egenproduserte formelark og kalkulator Om eksamensoppgaven: Dersom du ikke har klart å regne ut en verdi som du trenger for å komme videre, så anta en verdi, men gjør oppmerksom på dette i besvarelsen. Les oppgaveteksten nøye slik at du svarer på det som er spørsmålet, og ikke overser noe. Viserdiagrammer behøver ikke være i målestokk, men sammenhengen mellom størrelser må fremkomme, f. eks at summen av to strømmer utgjør en tredje strøm. Lykke til! Kandidaten må selv kontrollere at oppgavesettet er fullstendig
2 Oppgave 1. Transformator 1.1 Gitt en trafokjerneder man har spesifiserten merkeflukstetthetbn,og en merkestrømtetthetjn.vis at merkeytelsenforblirden samme, selv om merkespenningenendrer seg. Figur 1 1.2 Figur en viser en transformatorsom skal ha koblingenynd 11. Vis hvor de manglende forbindelseneskal være, og hvordande indusertespenningene blir sammensatte, for å få den ønskede koblingen. 1.3 Gitt en trefase trafo med følgende verdier: SN= 20 MVA UN= 72 / 12 kv Po= 5 kw er = 0,5% ez = 7.0% = 0.7 % Finn pr. faseverdiene av Rm, Xm, Rk og Xk, alle referert til primærsiden, (72 kv).
3 1.4Viklingen med 12 kv merkespenning,er koblet mot en passiv to-fase last, mens vi har nettilkoblingpå høyspentsiden.hvor stor strøm får vi i de enkelte linjene i 72 kv nettet når strømmen i fase a og b er 800 A? Oppgave 2 Synkronmaskin 2.1 Hva forstår vi med forkortetskritt? Hvorforkonstrueressynkronmaskinermed forkortetskritt Hva er det som frembringerreluktansmomenteti en synkronmaskin? 2.2 Vi har en synkronmaskinmed følgende verdier i generatordrift; SN= 30 000 kva UN= 12 kv fn= 50 Hz xd = 1,1 pu lm = 200 A, ved merkedrift, IN,UNog coscp= 0,81nd nn= 1000 o/m Hvor mange poler har maskinen? Tegn et pr. fase skjema av maskinen, og finn E, la,xd, og polhjulsvinkelved merkedrift. Tegn et viserdiagram. 2.3 Maskinen går som motor med samme nettspenningsom i 2.2, og samme ankerstrøm, men med coscp= 0,8 undermagnetisert.tegn et viserdiagramfor driftstilfellet.
4 Oppgave 3. Trefasenett CD2-1 Figur 2 Nettet i figur 2, består av tre spenningskilder,transformatorenfra oppgave 1 og synkronmaskinenfra oppgave 2. 3.1 UAB(wt)= -\12.72sin(wt + 300) [kv] og IA(wt)= -12-469sin(wt - 20 ) [A] Synkronmaskinengår i tomgang. Hvor stor aktiv- og reaktiv effekt leverer spenningskildene? 3.2 Synkronmaskinenmagnetiseresopp, og leverer den reaktive effekten. Vi ser bort fra er i trafoen. Hva blir klemmespenningenpå maskinen? 3.3 Tegn et viserdiagramsom viser la, E og klemmespenningpå maskinen. Hvor stor blir lm?
5 Oppgave 4. Asynkronmaskin med mer. 4.1 Gitt en asynkronmotor til bruk i et skipsnett, med følgende merkeverdier: P = 700 kw (avgitt) fn = 60 Hz UN = 440 V = 0.92 cos = 0.89 n = 1170 o/m, 6 poler lo = 165 A Vi regner med forenklet pr. fasediagram, dvs indusert spenning lik nettspenning, og ser bort fra friksjon og jerntap. For merkedrift; Hva blir sakkingen? Hva blir I2'? 4.2 Ved en belastning på 4 knm, hva blir turtallet? 4.3 Med tanke på steil momentkarakteristikk, hvordan bør en rotorvikling i en asynkronmotor utformes.? Hvilken type likestrømsmaskin er kjennetegnet ved høyt startmoment? I stoppsekvensen for en fremmedmagnetisert likestrømsmaskin, må man passe på rekkefølgen i utkoblingen ankerstrøm og feltstrøm. Hvorfor det? Vi har en drossel med jernkjerne. Hvordan går det med induktansen i denne hvis vi halverer antall vindinger i viklingen, og reduserer luftgapet til det halve?