电工学 唐介 第4章 思考题及习题 解答 答案

,分析与思考解答,4.1(2) 三角形联结的对称三相电源，空载运行时，三相电动势会不会在三相绕组所构成的闭合回路中产生电流？,答 不会。因为对称三相电动势的大小相等，相位互差1200，所以它们的相量和恒等于零。故不会在回路中产生电流。,下一题,返 回,下一题,上一题,返 回,4.3(1) 一般情况下, S = S1 + S2 + S3 是否成立?,答不成立。,4.3(2) 同一三相负载采用三角形联结,接于线电压为 220 V 的三相电源上, 以及采用星形联结,接于线电压为 380 V 的三相电源上,试求这两种情况下,三相负载的相电流、线电流和有功功率的比值。,答,下一题,上一题,返 回,4.3(3) 同一三相负载,采用三角形联结和星形联结,接于线电压相同的三相电源上,试问这两种情况下负载的相电流、线电流和有功功率的比值。,答,下一题,上一题,返 回,4.5(2) 照明灯开关是接到灯的相线端安全,还是接到工作零线端安全?为什么?,4.5(1) 单线触电和两线触电那个更危险？为什么？,答两线触电时，作用于人体的电压为线电压，单线触电时,作用于人体的电压为相电压，因为线电压大于相电压，所以两线触点更危险。,答 开关接到相线端安全, 因为当开关断开时,可以使照明灯与相线断开, 保证灯体不带电。(如下图),下一题,上一题,返 回,4.6 (1) 安全电压供电的系统就绝对安全吗？,答 由于人体的阻抗值与工作环境和身体状况等因素有关,所以，安全电压并不是绝对安全的。,4.6 (2) IT、TN 系统防止间接接触触电的基本思想是什么?,答 IT 系统(保护接地)的基本思想是在用电设备出现漏电或一相碰壳时,使外壳的对地电压降低至接近零,以消除触电危险。 TN 系统(保护接零)的基本思想是在用电设备出现漏电或一相碰壳时,因该相电流很大,使得接于该相上的短路保护装置或过流保护装置动作,迅速切断电源,消除触电危险。,下一题,上一题,返 回,4.6(3) 有些人为了安全,将家用电器的外壳接到自来水管或暖气管上,这实际构成了TT 系统,试问这样构成的TT 系统能保证安全吗?为什么?,答 这样构成的 TT 系统,不能保证用电设备的接地电阻Rd远小于电源中性点的接地电阻 Ro,因而不能保证用电设备出现故障时,其外壳的对地电压在安全范围之内,又不能保证用电设备在出现故障时短路保护或过电流保护装置动作以切断电源,所以不能保证安全。,下一题,上一题,返 回,4.7(1) 为什么静电容易引起易燃易爆环境发生火灾或爆炸?,答 当静电积累到一定程度就会形成局部高电压,当电压高到一定程度就会发生放电并产生火花。如果此现象出现在易燃易爆环境中就很容易产生火灾或爆炸。,4.7(2) 防止静电危害的基本方法有哪些?,答 (a) 限制静电的产生; (b) 防止静电的积累; (c) 控制危险的环境。,上一题,返 回,练 习 题 解 答,4.1.1 某三相同步发电机,三相绕组联结成星形时的线电压为10.5 kV, 若将它联结成三角形,则线电压是多少? 若联结成星形时, L2 相绕组的首末端接反了, 则三个线电压的有效值 U12 、U23 和 U31各是多少?,星形联结时 UlY = 10.5 kV,三角形联结时相电压不变, UlY = UpY = 6.06 kVL2 首末端接反的相量图如图所示:,U12 = 6.06 kV U23 = 6.06 kV U31= 10.5 kV,解,下一题,返 回,解,负载线电压 UlL = UlS = 380 V,负载线电流 IlL = IpL = 22 A,电源线电流 IlS = IlL = 22 A,电源相电流 IpS = IlS = 22 A,下一题,上一题,返 回,解,电源三角形联结, 线电压 UlS = UpS = 220 V,负载线电压 UlL = UlS = 220 V,负载相电压 UpL = UlL = 220 V,电源线电流 IlS = IlL = 38 A,4.2.2 有一电源和负载都是三角形联结的对称三相电路,已知 电源相电压为 220 V,负载每相阻抗模 Z 为 10,试求负载的 相电流和线电流,电源的相电流和相电流。,下一题,上一题,返 回,4.2.3 有一电源为三角形联结, 而负载为星形联结的对称三相 电路, 已知电源相电压为 220 V, 每相负载的阻抗模为 10 , 试求负载和电源的相电流和线电流。,解:,电源三角形联结, 线电压 UlS = UpS = 220 V,负载线电流 IlL = IpL = 12.7 A,负载线电压 UlL = UlS = 220 V,电源线电流 IlS = IlL = 12.7 A,下一题,上一题,返 回,4.2.4 有一三相四线制照明电路, 相电压为 220 V,已知三个相的照明灯组分别由 34、45、56 只白织灯并联组成，每只白织灯的功率都是 100 W, 求三个线电流和中线电流的有效值。,由于白织灯为电阻性负载，电压和电流的相位相同,解:,下一题,上一题,返 回,4.2.5 在如图所示三相电路中, R = XC = XL = 25,接于线电压为 220 V 的对称三相电源上,求各相线中的电流。,解: 负载为不对称三相负载,上一题,返 回,下一页,下一题,各线电流如下:,上一题,返 回,I3 = = =,上一页,下一题,4.3.1. 有三个相同的电感性单相负载,额定电压为 380 V,功率因素为 0.8, 在此电压下消耗的有功功率为 1.5 kW。把它接到线电压为 380 V 的对称三相电源上, 试问应采用什么样的联结方式? 负载的 R 和 XL 是多少?,解: 三角形联结,下一题,上一题,返 回,4.3.2 某三相负载,额定相电压为 220 V,每相负载的电阻为 4, 感抗为 3, 接于线电压为 380 V的对称三相电源上, 试问该负载应采用什么联结方式?负载的有功功率、无功功率和视在功率?,解: 星形联结,S = 3Up Ip = 3220 44 VA = 29 040 VA,Q = 3Up Ip sin = 3220 44 0.6 var = 1742 var,P = 3Up Ip cos = 3220 44 0.8 W = 23 232 W,下一题,上一题,返 回,4.3.3 有一台三相电阻炉, 每相电阻为14 , 接于线电压为 380 V 的对称三线电源上,试求联结成星形和三角形两种情况下负载的线电流和有功功率。,解: 星形联结,Il = Ip = 15.7 A,P = 3Up Ip =3220 15.7 1W = 10 362 W,三角形联结,Up = Ul = 380 V,P = 3Up Ip= 3380 21.7 1 W= 30 894 W,下一题,上一题,返 回,解: 未断线时相电流、线电流和有功功率分别为 Ip, ,4.3.4 试分析如图所示电路在下述两种情况下各线电流、相电流和有功功率的变化： 工作中在 M 处断线, 工作中在 N 处断线。,在N处断线,在M处断线,下一题,上一题,返 回,4.3.5 在如图所示三相电路中,已知 Za= (3+j4), Zb= (8-j6),电源线电压为 380 V,求电路的总有功功率、无功功率和视在功率以及从电源取用的电流。,解:三个Za组成 Y 形联结的对称三相负载,Pa = 3Upa Ipa cosa = 3220 44 0.6 W = 17 424 W,Qa= 3Upa Ipa sina= 3220 44 0.8 var = 23 232 var,下一题,上一题,返 回,下一页,Upb= Ul = 380V,三个 Zb 组成 形联结的对称三相负载,Pb =3UPb IPa cos b=3380 38 0.8 W = 34 656 W,Qb =3UPbIPbsin b = 3380 38 (-0.6) var = -25 992 var,P = Pa+Pb = (174 24+34 656) W = 52.08 kW,Q = Qa+Qb = (23 232-25 993) var = -2.76 kvar,下一题,上一题,返 回,上一页,4.3.6 电路如图所示,在 220/380 V的低压供电系统中, 分别接有30只日光灯和一台三相电动机, 已知每只日光灯的额定值为:UN= 380 V, PN= 40 W, N= cos = 0.5,日光灯分三组均匀接入三相电源。电动机的额定电压为 380 V,输入功率为 3 kW,功率因素为 0.8, 三角形联结,求电源供给的线电流。,下一题,上一题,返 回,下一页,解:,P = P1 + P2 = (4030+3103) W = 4 200 W,Q= Q1 + Q2 = P1 tan + P2 tan = (1 200 tan600 +3 000 tan36.90 ) var = 4 326 var,返 回,上一页,下一题,上一题,4.3.7 有一星形联结的电感性对称负载, 额定值为UN = 380V, N= 0.6, f = 50Hz,负载消耗的有功功率P = 3kW 。若利用一 组星形联结的电容器与三相负载并联,使得每相电路的功率因素提高到 0.9, 试求每相的电容值及其耐压值; 若该为一组三角形联结的电容器, 试求每相的电容值及其耐压值。,解: 利用一组