中职《电工基础》三相交流电路练习与答案综述

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。