第4章习题供电与用电

1、第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.2.1 有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路,已已 知电源相电压为知电源相电压为 220 V,负载每相阻抗模负载每相阻抗模 | Z | 为为 10，试求负，试求负 的载相电流和线电流的载相电流和线电流,电源的相电流和相电流。电源的相电流和相电流。 4.2.2 有一电源和负载都是三角形联结的对称三相电路有一电源和负载都是三角形联结的对称三相电路, 已知已知 电源相电压为电源相电压为 220 V,负载每相阻抗模负载每相阻抗模 | Z |为为 10，试求，试求 负载的相电流和线电流负载的相电流和线电流,

2、电源的相电流和相电流。电源的相电流和相电流。 练练 习习 题题 4.1.1 某三相同步发电机某三相同步发电机,三相绕组联结成星形时的线电压三相绕组联结成星形时的线电压 为为 10.5 kV，若将它联结成三角形，若将它联结成三角形,则线电压是多少则线电压是多少?若联结成星若联结成星 形时，形时，L2 相绕组的首末端接反了相绕组的首末端接反了,则三个线电压的有效值则三个线电压的有效值 U12 ， ， U23 和和 U31 各是多少各是多少? 下一页下一页 返回主页返回主页 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.2.3 有一电源为三角形联结有一电源为三角形联结,而负载为星形联结的对称

3、而负载为星形联结的对称 三相电路三相电路,已知电源相电压为已知电源相电压为 220 V，每相负载的阻抗模为，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。，试求负载和电源的相电流和线电流。 4.2.4 有一三相四线制照明电路有一三相四线制照明电路, 相电压为相电压为 220 V，已知，已知 三个相的照明灯组分别由三个相的照明灯组分别由 34、45、56 只白织灯并联组成，每只白织灯并联组成，每 只白织灯的功率都是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求三个线电流和中线电流的有效 值。值。 4.2.5 在如图所示三在如图所示三 相电路中相电路中, R = XC=

4、 XL = 25，接于线电压为，接于线电压为 220V 的对称三相电源上的对称三相电源上,求各相求各相 线中的电流。线中的电流。 L1 L2 L3 R -jXC jXL I1 I2 I3 下一页下一页上一页上一页返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.1. 有三个相同的电感性单相负载有三个相同的电感性单相负载,额定电压为额定电压为 380 V, 功率因素为功率因素为 0.8，在此电压下消耗的有功功率为，在此电压下消耗的有功功率为 1.5 kW。把它。把它 接到线电压为接到线电压为 380 V 的对称三相电源上，试问应采用什么样的的对称三相电源上，试问应采用什么样的

5、 联结方式？负载的联结方式？负载的 R 和和 XL 是多少是多少? 4.3.2 某三相负载某三相负载,额定相电压为额定相电压为 220 V，每相负载的电阻，每相负载的电阻 为为 4,感抗为感抗为 3，接于线电压为，接于线电压为 380 V 的对称三相电源上，的对称三相电源上， 试问该负载应采用什么联结方式试问该负载应采用什么联结方式?负载的有功功率、无功功率负载的有功功率、无功功率 和视在功率和视在功率? 4.3.3 有一台三相电阻炉有一台三相电阻炉,每相电阻为每相电阻为 14，接于线电压为，接于线电压为 380 V 的对称三线电源上的对称三线电源上,试求联结成星形和三角形两种情况下试求联结成

6、星形和三角形两种情况下 负载的线电流和有功功率。负载的线电流和有功功率。 下一页下一页上一页上一页返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.4 试分析如图所示电路在下述两种情况下各线电流、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：相电流和有功功率的变化： 工作中在工作中在 M 处断线处断线, 工作中工作中 在在 N 处断线。处断线。 4.3.5 在如图所示三相电路中在如图所示三相电路中,已知已知 Za = (3+j4) , Zb = (8-j6) ,电源线电压为电源线电压为 380 V,求电路的总有功功率、无功功率和视在求电路的总有功功率

7、、无功功率和视在 功率以及从电源取用的电流。功率以及从电源取用的电流。 L1 L2 L3 M N ( (题题4.3.4图图) ) L1 L2 L3 Za Zb Za Za Zb Zb ( (题题4.3.5图图) ) 下一页下一页上一页上一页返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.6 电路如图所示电路如图所示,在在 220/380 V 的低压供电系统中的低压供电系统中 ,分分 别接有别接有30只日光灯和一台三相电动机只日光灯和一台三相电动机,已知每只日光灯的额定已知每只日光灯的额定 值为值为:UN = 380 V, PN = 40 W, N = cos = 0.5,

8、 日光灯分三组日光灯分三组 均匀接入三相电源。电动机的额定电压为均匀接入三相电源。电动机的额定电压为 380 V, 输入功率为输入功率为 3 kW,功率因素为功率因素为 0.8, 三角形联结三角形联结, 求电源供给的线电流。求电源供给的线电流。 N 3 L1 L2 L3 N 日光灯日光灯 M 电动机电动机 下一页下一页上一页上一页返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.7 有一星形联结的电感性对称负载有一星形联结的电感性对称负载, 额定值为额定值为UN = 380 V, N = 0.6, f = 50 Hz,负载消耗的有功功率负载消耗的有功功率 P = 3 kW。

9、 若利若利 用一用一 组星形联结的电容器与三相负载并联组星形联结的电容器与三相负载并联,使得每相电路的功使得每相电路的功 率因素提高到率因素提高到 0.9, 试求每相的电容值及其耐压值试求每相的电容值及其耐压值; 若该为一若该为一 组三角形联结的电容器组三角形联结的电容器, 试求每相的电容值及其耐压值试求每相的电容值及其耐压值; 4.5.1 如图所示是刀开关的三种联线图如图所示是刀开关的三种联线图,试问哪一种接法正试问哪一种接法正 确确? 3 (a) 3 (b) 3 (c) 下一页下一页上一页上一页返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.6.1 如果供电方式是如果供电

10、方式是 TN-S 系统，试画出家用单相交流系统，试画出家用单相交流 电器电源插座的接线图。电器电源插座的接线图。 下一页下一页上一页上一页返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 练练 习习 题题 解解 答答 4.1.1 某三相同步发电机某三相同步发电机,三相绕组联结成星形时的线电压三相绕组联结成星形时的线电压 为为10.5 kV, 若将它联结成三角形若将它联结成三角形,则线电压是多少则线电压是多少? 若联结成星若联结成星 形时形时, L2 相绕组的首末端接反了相绕组的首末端接反了, 则三个线电压的有效值则三个线电压的有效值 U12 、 U23 和和 U31各是多少各是多少

11、? 星形联结时星形联结时 UlY = 10.5 kV UlY 3 UpY = 10.5 3 kV = 6.06 kV 三角形联结时相电压不变三角形联结时相电压不变, UlY = UpY = 6.06 kV L2 首末端接反的相量图如图所示首末端接反的相量图如图所示: U1 U2 U3 U3 -U2 =U23 =-U2 -U3 U12 =U1 +U2 U31 = U3-U1 U12 = 6.06 kV U23 = 6.06 kV U31= 10.5 kV 解解 下一题下一题返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 解解 电源星形联结电源星形联结,线电压线电压 UlS = 3

12、UpS = 380 V 负载线电压负载线电压 UlL = UlS = 380 V 负载相电压负载相电压 UpL = UlL / /3= 380 /1.73V = 220 V 负载相电流负载相电流 IpL = UpL Z = 220 10 A = 22 A 负载线电流负载线电流 IlL = IpL = 22 A 电源线电流电源线电流 IlS = IlL = 22 A 电源相电流电源相电流 IpS = IlS = 22 A 4.2.1 有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路,已已 知电源相电压为知电源相电压为 220 V,负载每相阻抗模负载每相阻抗模 Z

13、为为10,试求负载的试求负载的 相相 电流和线电流电流和线电流,电源的相电流和相电流。电源的相电流和相电流。 下一题下一题上一题上一题返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 解解 电源三角形联结电源三角形联结, 线电压线电压 UlS = UpS = 220 V 负载线电流负载线电流 IlL = 3 IpL = 38 A 负载线电压负载线电压 UlL = UlS = 220 V 负载相电压负载相电压 UpL = UlL = 220 V 负载相电流负载相电流 IpL = UpL Z = 220 10 A = 22 A 电源线电流电源线电流 IlS = IlL = 38 A /

14、3 电源相电流电源相电流 IpS= IlS = 22 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有一电源和负载都是三角形联结的对称三相电路, 已知已知 电源相电压为电源相电压为 220 V,负载每相阻抗模负载每相阻抗模 Z 为为 10,试求负试求负 载的载的 相电流和线电流相电流和线电流,电源的相电流和相电流。电源的相电流和相电流。 下一题下一题上一题上一题返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.2.3 有一电源为三角形联结有一电源为三角形联结, 而负载为星形联结的对称而负载为星形联结的对称 三相三相 电路电路, 已知电源相电压为已知电源相电压为 22

15、0 V, 每相负载的阻抗模为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。试求负载和电源的相电流和线电流。 解解:电源三角形联结电源三角形联结, 线电压线电压 UlS = UpS = 220 V 负载线电流负载线电流 IlL = IpL = 12.7 A 负载线电压负载线电压 UlL = UlS = 220 V 负载相电流负载相电流 IpL = UpL Z = 127 10 A = 12.7 A 电源线电流电源线电流 IlS = IlL = 12.7 A 电源相电流电源相电流 IpS= IlS = 7.33 A /3 负载相电压负载相电压 UpL = UlL = 220 /1.

16、73 V = 127 V /3 下一题下一题上一题上一题返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.2.4 有一三相四线制照明电路有一三相四线制照明电路, 相电压为相电压为 220 V,已知三已知三 个相的照明灯组分别由个相的照明灯组分别由 34、45、56 只白织灯并联组成，每只只白织灯并联组成，每只 白织灯的功率都是白织灯的功率都是 100 W, 求三个线电流和中线电流的有效值。求三个线电流和中线电流的有效值。 I1 = = A = 15.45 A Up P134100 220 I2 = = A = 20.45 A Up P245100 220 I3 = = A =

17、25.45 A Up P356100 220 由于白织灯为电阻性负载，电压和电流的相位相同由于白织灯为电阻性负载，电压和电流的相位相同 IN = I1+ I2 + I3 A12045.2512045.20045.15 000 A15067. 8 0 解解: 下一题下一题上一题上一题返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.2.5 在如图所示三相电路中在如图所示三相电路中, R = XC = XL = 25,接于接于 线电压为线电压为 220 V 的对称三相电源上的对称三相电源上,求各相线中的电流。求各相线中的电流。 L1 L2 L3 IL1 IL2 IL3 R -jXC

18、 jXL I1 I2 I3 解解: 负载为不对称三相负载负载为不对称三相负载 下一题下一题上一题上一题返返 回回 I1 = = = Z1 U1U12 R 0 0220 25 A08 . 8 0 I2 = = = Z2 U2U23 -jXC 0 120220 -j25 A308 . 8 0 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 IL1 = I1- - I3 各线电流如下各线电流如下: : 下一题下一题上一题上一题返返 回回 I3 = = = Z3 U3U31 jXL 0 120220 j25 A308 . 8 0 IL3 = I3- - I2 A908 . 8A)308 . 8308

19、 . 8( 000 A7556. 4A)388 . 808 . 8( 000 IL2 = I2- - I1 A10556. 4A)08 . 8308 . 8( 000 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.1. 有三个相同的电感性单相负载有三个相同的电感性单相负载,额定电压为额定电压为 380 V, 功率因素为功率因素为 0.8, 在此电压下消耗的有功功率为在此电压下消耗的有功功率为 1.5 kW。把它。把它 接到线电压为接到线电压为 380 V 的对称三相电源上的对称三相电源上, 试问应采用什么样的试问应采用什么样的 联结方式联结方式? 负载的负载的 R 和和 XL 是多

20、少是多少? 解解: 三角形联结三角形联结 Ip = = A = 4.93 A UP P 1.5103 3800.8 Z = = = 77.1 Ip Up380 4.93 R= Z cos = 77.10.8 = 61.7 XL= Z sin = 77.10.6 = 46.3 下一题下一题上一题上一题返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.2 某三相负载某三相负载,额定相电压为额定相电压为 220 V,每相负载的电阻为每相负载的电阻为 4, 感抗为感抗为 3, 接于线电压为接于线电压为 380 V的对称三相电源上的对称三相电源上, 试问试问 该负载应采用什么联结方式

21、该负载应采用什么联结方式?负载的有功功率、无功功率和视负载的有功功率、无功功率和视 在功率在功率? 解解: 星形联结星形联结 534 2222 L XRZ Ip = = A = 44 A Z Up 220 5 sin = = = 0.6 XL Z 5 3 cos = = = 0.8 R Z 5 4 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 下一题下一题上一题上一题返返 回回 第第 4 4 章章

22、供供 电电 与与 用用 电电 4.3.3 有一台三相电阻炉有一台三相电阻炉, 每相电阻为每相电阻为14 , 接于线电压为接于线电压为 380 V 的对称三线电源上的对称三线电源上,试求联结成星形和三角形两种情况下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。负载的线电流和有功功率。 解解: 星形联结星形联结 UpL = UlL =380 /3/3 V = 220 V Ip= = A = 15.7 A R Up 220 14 Il = Ip = 15.7 A P = 3Up Ip =3220 15.7 1W = 10 362 W 三角形联结三角形联结 Up = Ul = 380 V

23、Ip = = A = 27.1 A R Up 380 14 =33 Il = Ip 27.1A = 47 A P = 3Up Ip= 3380 21.7 1 W= 30 894 W 下一题下一题上一题上一题返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 解解: 未断线时相电流、线电流和有功功率分别为未断线时相电流、线电流和有功功率分别为 Ip, , p 3I 2 p 3RI 4.3.4 试分析如图所示电路在下述两种情况下各线电流、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：相电流和有功功率的变化： 工作中在工作中在 M 处断线处断线, 工作中工作中 在在

24、 N 处断线。处断线。 L1 L2 L3 IL1 IL2 IL3 Z1 I1 I2 I3 Z2 Z3 M N Il1 Il2 Il3 Ip1 Ip2 Ip3 P 3/2Ip 0 3/2Ip 1/ 2Ip 1/ 2Ip 不变不变 0.5 P 在在N处断线处断线 Il1 Il2 Il3 Ip1 Ip2 Ip3 P 不不变变 Ip Ip 不不变变 0 不不变变 2/3P 在在M处断线处断线 下一题下一题上一题上一题返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.5 在如图所示三相电路中在如图所示三相电路中,已知已知 Za= (3+j4), Zb= (8-j6), 电源线电压为电

25、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。以及从电源取用的电流。 Upa= UlL = 380/1.73 V = 220 V /3 cos a= = = 0.6 A Ra |Za|5 3 解解:三个三个Za组成组成 Y 形联结的对称三相负载形联结的对称三相负载 Upa Ip = = A= 44 A Za 220 32 + 42 Pa = 3Upa Ipa cos a = 3220 44 0.6 W = 17 424 W Qa= 3Upa Ipa sin a= 3220 44 0.8 var = 23 232 va

26、r L1 L2 L3 Za Zb Za Za Zb Zb IPb IPa 下一题下一题上一题上一题返返 回回 sin a= = = 0.8 A Xa |Za|5 4 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 Upb= Ul = 380V cos b = = = 0.8 A Rb Zb 10 8 三个三个 Zb 组成组成 形联结的对称三相负载形联结的对称三相负载 Ip = = A= 38 A Zb 380 82 + 62 Upb sin b= = = -0.6 A Xb Zb 10 -6 AkV 15.52 22 QPS Il = S/ Ul = 79.2 A 3 Pb =3UPb IP

27、a 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 下一题下一题上一题上一题返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 4.3.6 电路如图所示电路如图所示,在在 220/380 V的低压供电系统中的低压供电系统中, 分别分别 接有接有30只日光灯和一台三相电动机只日光灯和一台三相电

28、动机, 已知每只日光灯的额定值已知每只日光灯的额定值 为为:UN= 380 V, PN= 40 W, N= cos = 0.5,日光灯分三组均匀日光灯分三组均匀 接入三相电源。电动机的额定电压为接入三相电源。电动机的额定电压为 380 V,输入功率为输入功率为 3 kW, 功率因素为功率因素为 0.8, 三角形联结三角形联结,求电源供给的线电流。求电源供给的线电流。 N 3 L1 L2 L3 N 日光灯日光灯 IL M 电动机电动机 下一题下一题上一题上一题返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用 电电 解解: 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 1 2 AV 6029AV 236 4200 4 2222 QPS A2 . 9A 38073. 1 6029 3 l l U S I 0 1 605 . 0arccos 0 2 9 .368 . 0arccos 下一题下一题上一题上一题返返 回回 第第 4 4 章章 供供 电电 与与 用用