中职《电工基础》三相交流电路练习与答案

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第六章三相交流电路§6-1三相交流电源一、填空题1.三相交流电源是三个大小相等、频率相同而相位互差120°的单相交流电源按一定方式的组合。2.由三根相线和一根中性线所组成的供电线路,称为三相四线制电网。三相电动势到达最大值的先后次序称为相序。3.三相四线制供电系统可输出两种电压供用户选择,即线电压和相电压。这两种电压的数值关系是U线=3U相,相位关系是U线超前U相30°。4.如果对称三相交流电源的U相电动势eu=Emsin(314t+π6)V,那么其余两相电动势分别为ev=Emsin(314t-90°)V,ew=Emsin(314t+150°)V。二、判断题1.一个三相四线制供电线路中,若相电压为220V,则电路线电压为311V。(×)2.三相负载越接近对称,中线电流就越小。(√)3.两根相线之间的电压叫相电压。(×)4.三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的。(×)三、选择题1.某三相对称电源电压为380V,则其线电压的最大值为(A)V。A.3802B.3803c.3806D.380232.已知在对称三相电压中,V相电压为uv=2202sin(314t+π)V,则U相和W相电压为(B)V。A.Uu=2202sin(314t+π3)uw=2202sin(314t-π3)B.uu=2202sin(314t-π3)uw=2202sin(314t+π3)C.uu=2202sin(314t+2π3)uw=2202sin(314t-2π3)3.三相交流电相序U-V-W-U属(A)。A.正序B.负序C.零序4.在如图6-1所示三相四线制电源中,用电压表测量电源线的电压以确定零线,测量结果U12=380V,U23=220V,则(B)。A.2号为零线B.3号为零线C.4号为零线1342图6-15.已知某三相发电机绕组连接成星形时的相电压uu=2202sin(314t+300)V,uv=2202sin(314t-900)V,uw=2202sin(314t+1500)V,则当t=10s时,它们之和为(B)V。A.380B.0c.3802D.38023四、问答与计算题1.如果给你一个验电笔或者一个量程为500V的交流电压表,你能确定三相四线制供电线路中的相线和中线吗?试说出所用方法。答:可以,用验电笔分别测试每根导线,试电笔的氖泡较亮的为相线,较暗的为中线。方法2:用交流电压表分别测量每线之间的电压,电压380V的为相线,电压为220V的有一根为中线,需要和其他线测量,若仍为220V,则这根线为中线,另一根为相线。2.发电机的三相绕组接成星形,设其中某两根相线之间的电压uuv=3802sin(ωt-300)V,试写出所有相电压和线电压的解析式。解:∵uuv=3802sin(ωt-300)V∴uvw=3802sin(ωt-1500)Vuwu=3802sin(ωt+900)V在三相四线制中线电压超前对应的相电压30°,U线=3U相U相=380/3=220V∴uu=2202sin(ωt-600)Vuv=2202sin(ωt-1800)Vuw=2202sin(ωt+600)V§6—2三相负载的连接方式一、填空题1.三相对称负载作星形连接时,UY相=33UY线,且IY相=1IY线,此时中性线电流为0。2.三相对称负载作三角形连接时,U△线=1U△相,且I△线=3I△相,各线电流比相应的相电流滞后30°。3.不对称星形负载的三相电路,必须采用三相四线制供电,中线不许安装熔断器和开关。4.三相对称电源线电压UL=380V,对称负载每相阻抗Z=10Ω,若接成星形,则线电流I线=22A;若接成三角形,则线电流I线=66A。5.对称三相负载不论是连成星形还是三角形,其总有功功率均为P=3U线I线cosφ,无功功率Q=3U线I线sinφ,视在功率S=3U线I线。6.某对称三相负载,每相负载的额定电压为220V,当三相电源的线电压为380V时,负载应作Y(星形)连接;当三相电源的线电压为220V时,负载应作(三角形)连接。7.在电源不变的情况下,对称三相负载分别接成三角形和星形时,有I相=3IY相,I线=3IY线,P△=3PY。8.如图6-2所示三相对称负载,若电压表Vl的读数为380V,则电压表V2的读数为220V;若电流表Al的读数为10A,则电流表A2的读数为10A。AVAVL1L2L3PV1PV2PA2PA1图6-29.如圈6-3所示三相对称负载,若电压表PV1的读数为380V,则电压表PV2的读数为_380V;若电流表PA1的读数为10A,则电流表PA2的读数为1033A。L1L2L3PV1PV2PA2PA1图6-3AVAV二、判断题1.三相对称负载的相电流是指电源相线上的电流。(×)2.在对称负载的三相交流电路中,中性线上的电流为零。(√)3.三相对称负载连成三角形时,线电流的有效值是相电流有效值的3倍,且相位比相应的相电流超前300。(×)4.一台三相电动机,每个绕组的额定电压是220V,现三相电源的线电压是380V,则这台电动机的绕组应连成三角形。(×)三、选择题1.三相电源星形连接,三相负载对称,则(A)。A.三相负载三角形连接时,每相负载的电压等于电源线电压B.三相负载三角形连接时,每相负载的电流等于电源线电流C.三相负载星形连接时,每相负载的电压等于电源线电压D.三相负载星形连接时,每相负载的电流等于线电流的1/32.同一三相对称负载接在同一电源中,作三角形连接时三相电路相电流、线电流、有功功率分别是作星形连接时的(D)倍。A.3、3、3B.3、3、3C.3、3、3D.3、3、33.如图6-4所示,三相电源线电压为380V,R1=R2=R3=10Ω,则电压表和电流表的读数分别为(C)。A.220V、22AB.380V、38AC.380V、383AL1L2L3R2图6-4VAR1R3四、计算题1.在线电压为220V的对称三相电路中,每相接220V/60W的灯泡20盏。电灯应接成星形还是三角形?画出连接电路图并求各相电流和各线电流。解:在线电压为220V的对称三相电路中,每相接220V/60W的灯泡20盏。电灯应接成三角形才能是的灯泡工作在额定电压下。画出连接电路图如下:每相电阻为:R相=R灯/20=U2P×20=220260×20≈40(Ω)I相=U相R相=22040=5.5(A)I线=3I相=3×5.5=9.5(A)20盏20盏20盏L1L2L32.一个三相电炉,每相电阻为22Ω,接到线电压为380V的对称三相电源上。,求相电压、相电流和线电流;(2)当电炉接成三角形时,求相电压、相电流和线电流。解:(1)当电炉接成星形时:UY相=U线3=3803=220(V)IY相=IY线=UY相R相=22022=10(A)(2)当电炉接成三角形时:U相=U线=380VI相=U相R相=38022=103(A)I线=3I相=103×3=30(A)答:略。3.对称三相负载作三角形连接,其各相电阻R=8Ω,感抗XL=6Ω,将它们接到线电压为380V的对称电源上,求相电流、线电流及负载的总有功功率。解:U相=U线=380VI相=U相Z相Z相=R2+XL2=82+62=10(Ω)I相=U相Z相=38010=38(A)I线=3I相=3×38≈66A)P总=3U线I线cosφ=3×380×66×810=34752(W)=34.75KW答:相电流为38A、线电流为66A、负载的总有功功率为34.75KW。五、分析与实验题1.将图6-5中三组三相负载分别按三相三线制星形、三相三线制三角形和三相四线制星形连接,接入供电线路。L1L2L3N图6-5解:L1L2L3N图6-5答案三相三线制的星形三相三线制的三角形三相四线制的星形2.在图6-6所示电路中,发电机每相电压为220V,每盏白炽灯的额定电压都是220V,指出本图连接中的错误,并说明错误的原因。L1L2L3N图6-6解:图中的错误:(1)中性线安装了开关和保险。中性线不允许安装开关和保险,若中线发生断线,用电不能保障,有些用电设备不能正常工作。(2)第一组灯泡接在了380V的线电压上,灯泡超过其额定电压会烧坏。(3)第二组灯泡的开关安装在相线端,确保灯泡在不使用时不带电。3.有一块实验底板如图6-7所示,应如何连接才能将额定电压为220V的白炽灯负载接入线电压为380V的三相对称电源上(每相两盏灯)。NL3L2L1图6-7解:NL3L2L1图6-7答案4.连接好上题线路后,Ll相开一盏灯,L2相、L3相均开两盏灯,这时若连接好中性线,白炽灯能正常发光吗?答:能正常发光。5.实验底板和第3题相同,三相电源的线电压为220V,应如何连接才能使白炽灯(额定电压为220V)正常发光(每相仍为两盏灯)?NL3L2L1图6-8NL3L2L1图6-8答案§6-3提高功率因数的意义和方法一、填空题1.提高功率因数的意义是为了:(1)充分利用电源设备的容量;(2)减少供电线路的功率损耗。2.提高功率因数的方法有:(1)提高自然功率因数;(2)并联电容器补偿。3.在电源电压一定的情况下,对于相同功率的负载,功率因数越低,电流越大,供电线路上的电压降和功率损耗也越大。4.电力电容器并联补偿有星形连接和三角形连接两种方式。二、计算题1.已知某发电机的额定电压为220V,视在功率为440kV.A。(1)用该发电机向额定工作电压为220V、有功功率为4.4kW、功率因数为0.5的用电器供电,最多能接多少个用电器?(2)若把功率因数提高到1时,又能接多少个用电器?解:(1)发动机工作时的额定电流为Ie=SU=440×103220=2000(A)当功率因数为0.5,每个用电器的电流为:I=PUcosφ=4.4×103220×0.5=40(A)所以,发动机能够供给的用电器个数为:n=IeI=200040=50(个)(2)当功率因数为1,每个用电器的电流为I=PUcosφ=4.4×103220×1=20(A)所以,发动机能够供给的用电器个数为:n=IeI=200020=100(个)答:功率因数为0.5的用电器供电,最多能接50个用电器,当功率因数为1最多能接100个用电器。2.某工厂供电变压器至发电厂间输电线的电阻为5Ω,发电厂以10kV的电压输送500kW的功率。当功率因数为0.6时,输电线上的功率损耗是多大?若将功率因数提高到0.9,每年能节约多少电能?解:(1)P=UI1cosφI1=PUcosφ=500×10310×103×0.6=83.3(A)P损1=I12r=83.32×5=34722.2(W)=34.72KW(2)P2=UI2cosφI2=P2Ucosφ=500×10310×103×0.9=55.56(A)P损2=I22r=55.562×5=15434.57(W)=15.435KWW=(P损1-P损2)×365×24=(34.72-15.435)×365×24=168936.6(Kw•h)=168936.6度=168936.6×3.6×106=6.083×1011(J)答:当功率因数为0.6时,输电线上的功率损耗34.72Kw,若将功率因数提高到0.9,每年能节约6.083×1011J电能。

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