第3章三相交流电路习题解答

发布 2019-04-27 13:02:35 阅读 1947

3.1 某三相同步发电机,三相绕组连接成星形时的线电压为10.5kv,若将它连接成三角形,则线电压是多少?

若连接成星形时,b相绕组的首末端接反了,则3个线电压的有效值uab、ubc、uca各是多少?

解:三相绕组连接成星形时,线电压为10.5kv,则每相绕组的电压为6.06kv,若连接成三角形,则线电压为6.06kv。

若连接成星形时,b相绕组的首末端接反了,则b相相电压的相位与原来的相差1800,根据相量计算可得uab=6.06 kv、ubc=6.06 kv、uca=10.5 kv。

3.2 题3.2图所示的三相对称电路,线电压ul=380v,每相负载z= 6+j8ω,试求相电压、相电流和线电流,并画出电压和电流的相量图。

解:由题意:负载作星接。

因v,则。v)

设(v)因相电流即线电流,其大小为:a)a)

a)此时的相量图略。

3.3 有一电源和负载都是星形连接的对称三相电路,已知电源相电压为220v,负载每相阻抗,试求负载的相电流和线电流。

解:负载的相电压等于电源的相电压:(v)

a)3.4 有一电源和负载都是三角形连接的对称三相电路,已知电源相电压为220v,负载每相阻抗,试求负载的相电流和线电流。

解:负载的相电压等于电源的相电压:(v)a)a)

3.5 有一电源为三角形连接,而负载为星形连接的对称三相电路,已知电源相电压为220v,每相负载的阻抗为10ω,求负载的相电流和线电流。

题3.2图题3.6图。

解:电源为三角形连接,则电源侧:(v)

负载为星形连接,则负载侧: (v)

a)3.6 题3.6图所示电路中的电流表在正常工作时的读数是26a,电压表读数是380v,电源电压对称。在下列情况之一时,求各相的负载电流。

1)正常工作。

2)ab相负载断路。

3)a相线断路。

解:(1)正常工作,由题意:对称负载作三角形连接(a)

则 (a) 三个相电流大小相等,相位互差1200

2)ab相负载断路电路如图,由于bc、ca相负载和相电压都不变,所以相电流也不变。

3)a相线断路电路如图, bc间的电压不变,负载为两个串联再和另一个并联。

3.7 有一三相四线制照明电路,相电压为220v,已知三相的照明灯组分别由只白炽灯并联组成,每只白炽灯的功率都是100w,求三个线电流和中性线电流的有效值。

解: 照明电路星型连接:线电流等于相电流。

a) (a)

a)由于三相电压对称,白炽灯是电阻性负载,所以三相相电流的相位各差1200

3.8 在题3.8图所示的三相电路中,r=xc=xl=25ω,接于线电压为220v的对称三相电源上,求各相线中的电流和线电流。

解:由于负载是三角形连接,所以 (v)

设(v)则(v),(v)

(a)(a)

(a)所以: (a)

(a)(a)

3.9 三相对称负载做三角形连接,线电压为380v,线电流为17.3a,三相总功率为4.5kw,求每相负载的电阻和感抗。

解:三相负载对称,计算一相即可, 三角形连接、

由于ul=380(v),il=2.2(a) 则up=380(v), ip=10(a),cosφ=p/ulil= 4.5×103/×380×17.3 = 0.466.7°

所以 z=15.2+j34.9(ω)

3.10 三相电阻炉每相电阻r=8.68ω。求:

1)三相电阻做星形连接,接在ul= 380v的对称电源上,电炉从电网吸收多少电功率?

2)电阻做三角形连接,接在ul=380v的对称电源上,电炉从电网吸收的电功率又是多少?

解:(1)三相电阻做星形连接ul=380v,则(v)

w)2)电阻做三角形连接,ul=380v,则(v)

w)3.11 电路如题3.11图所示,对称三相感性负载接于电路中,测得线电流为30.

5a,负载的三相有功功率为15kw,功率因数为0.75,求电源的视在功率、线电压以及负载的电阻和电抗。

题3.8图题3.11图。

解:由于。所以(v)

kva)负载三角形连接, (v)

所以 z=16+14j(ω)

3.12 一台三相交流电动机,定子绕组星形连接于ul=380v的对称三相电源上,其线电流il=2.2a,,试求电动机每相绕组的阻抗z。

解:先由题意画出电路图(如下图),以帮助我们思考。

因三相交流电动机是对称负载,因此可选一相进行计算。三相负载作星接时。

由于ul=380(v),il=2.2(a)

则 up=220(v), ip=2.2(a),由阻抗三角形得。

所以 z=80+j60(ω)

3.13 已知对称三相交流电路,每相负载的电阻为r=8ω,感抗为xl=6ω。

1)设电源电压为ul=380v,求负载星形连接时的相电流、相电压和线电流,并画相量图。

2)设电源电压为ul=220v,求负载三角形连接时的相电流、相电压和线电流,并画相量图。

3)设电源电压为ul=380v,求负载三角形连接时的相电流、相电压和线电流,并画相量图。

解:由题意:

1)负载作星接时。

因v,则。v)

设(v)因相电流即线电流,其大小为:a)a)

a)此时的相量图略。

(2)负载作三角形连接时。

因v,则。v)

设。则相电流a)(a)a)

线电流a)(a)

a)此时的相量图略。

3)负载作三角形连接时。

因v,则。v)

设。则相电流a)(a)a)

线电流a)(a)

a)此时的相量图略。

3.14 电路如题3.14图所示,电源电压ul=380v,每相负载的阻抗为r=xl=xc=10ω。

1)该三相负载能否称为对称负载?为什么?

2)计算中线电流和各相电流,画出相量图。

3)求三相总功率。

解:(1)三相负载不能称为对称负载,因为三相负载的阻抗性质不同,其阻抗角也不相同。故不能称为对称负载。

2)(v) 则 (v)

设(v)则(v),(v)

(a)(a)

(a)所以: =a)

(3)由于b相负载为电容,c相负载为电感,其有功功率为 0, 故三相总功率即 a相电阻性负载的有功功率。

即(w)=4.84(kw)

3.15 电路如题3.15图所示的三相四线制电路,三相负载连接成星形,已知电源线电压380v,负载电阻ra=11ω,rb=rc=22ω,试求:

1)负载的各相电压、相电流、线电流和三相总功率。

2)中线断开,a相又短路时的各相电流和线电流。

3)中线断开,a相断开时的各线电流和相电流。

题3.14图题3.15图。

解:(1)(v) 则 (v)

设(v)则(v),(v)

由于三相负载连接成星形,故线电流等于相电流。a)(a)

(a)所以: =a)

w)2)中线断开,a相又短路时的电路如图所示;

此时rb、rc上的电压为电源线电压,a)

a)3)中线断开,a相断开时的电路如图所示, 此时rb、rc二负载串联后的电压为电源线电压,

a)3.16 三相对称负载三角形连接,其线电流为il=5.5a,有功功率为p=7760w,功率因数,求电源的线电压ul、电路的无功功率q和每相阻抗z。

解:由于。所以(v)

var)v)

z=320.64/36.9(ω)

3.17 电路如题3.17图所示,已知z=12+j16ω,il=32.9a,求ul。

解:由于三角形联接时,,

所以(a)v)

3.18 对称三相负载星形连接,已知每相阻抗为z=31+j22ω,电源线电压为380v,求三相交流电路的有功功率、无功功率、视在功率和功率因数。

解:, a)

功率因数:有功功率:

w)无功功率:

var)视在功率:(va)

3.19 **电压为380v的三相电源上,接有两组电阻性对称负载,如题3.19图所示。试求线路上的总线电流i和所有负载的有功功率。

题3.17图题3.19图。

解:由于两组对称负载都是电阻性,所以计算较简单。a)a)

a)也可以用相量法进行求解。

由于三相负载对称,所以可以选用一相进行计算。

设(v)则(v)

星接时的线电流和相电流相等,则。

a)角接时的线电压和相电压相等,则。

a)由角接时线电流和相电流的关系知,a)

所以(a)即 il=39.32(a)

3.20 对称三相电阻炉作三角形连接,每相电阻为38ω,接于线电压为380v的对称三相电源上,试求负载相电流ip、线电流il和三相有功功率p,并绘出各电压电流的相量图。

解:由于三角形联接时。

所以(a)a)

w)3.21 题3.17图所示的电路中,对称负载连接成三角形,已知电源线电压ul=220v,若测得线电流il=17.

3a,三相功率p=4.5kw,试求:(1)每相负载的电阻和感抗;(2)当a相火线断开时,电路中的线电流、相电流和三相总功率;(3) 当ab相负载断开时,电路中的线电流、相电流和三相总功率。

解:(1) 由已知条件可求得。

2) a相断开时。

ia = 0a ,i1 仍为相电流 ip , i2 变为 1/2 ip 。

ib=ic =10 + 5 = 15(a)

i2 变为 1/2 ip,所以 ab、ca 相的功率变为原来的1/4 。

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