電工學 第4章 課后習題答案課件（章節(jié)課程）

1、第 4 章 供電與用電4.1 三相電源4.2 三相負載4.3 三相功率4.4 電力系統(tǒng)4.5 觸電事故4.6 觸電防護4.7 靜電防護4.8 電器防火與防爆分析與思考練習題教學基本要求返回主頁1陽山書屋c 教學基本要求 1. 掌握三相電源和三相負載的聯(lián)結方式; 2. 理解并掌握對稱三相電路中的電壓、電流和功率的計算; 3. 了解三相四線制供電系統(tǒng)中中性線的作用； 4. 了解電力系統(tǒng)的組成； 5. 了解觸電的種類和安全用電的重要性； 6. 了解接地和接零保護的作用和使用條件； 7. 了解靜電保護和電器防火防爆的常識。返 回2陽山書屋c4.1 三相電源分兩部分:1. 靜止部分:定子 2. 轉動部分

2、:轉子三相交流電的產(chǎn)生(同步發(fā)電機):返 回下一節(jié)下一頁上一頁圖 4.1.1 三相同步發(fā)電機 三相電源:產(chǎn)生對稱 的三相電動勢的電源。3陽山書屋c9-1 同步發(fā)電機4陽山書屋c表達式: e1 = Emsint e2 = Emsin(t 120o) e3 = Emsin(t 240o)(a) 波形圖返 回下一節(jié)下一頁上一頁ee1e2e3tO(b) 相量圖圖 4.1.2 對稱三相電動勢相量表示法: E3 = E2400 E2 = E 1200E1 = E 00E1 E2 1200E3 12001200 相序：三相電動勢由超 前相到滯后相的順序。 5陽山書屋c(一)三相電源的星形聯(lián)結三相四線制: L

3、1 、L2 、L3 加 N 三相三線制:L1 、L2 、L3 無 N 相電壓: U1 、U2 、U3線電壓: U12 、U23 、 U31+U1_ _U2+ _U3+ + U12_+ U23_ _U31+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N可提供兩種電壓:返 回下一節(jié)下一頁上一頁圖 4.1.3 三相電源的星形聯(lián)結6陽山書屋c1. 相電壓與線電壓的關系根據(jù) KVL 定律:U12 = U1 - U2 =U1 +(-U2)U31 = U3 - U1 U23 = U2 - U3 相量圖:+U1_ _U2+ _U3+ + U12_+ U23_ _U31+E1_+_E2E3+_L1NL2L3NU1 U2

4、 U3 U31 300U12 -U2U23 返 回下一節(jié)下一頁上一頁7陽山書屋c(1) 相電壓對稱: Up = U1 = U2 = U3 線電壓也對稱: Ul = U12 = U23 = U31 結論:(2) U12 = 3 U1(大小關系)U12 超前 U1 30o (相位關系)推出一般結論: Ul = 3 UpUl 超前于與之對應的 Up 30oU1 U2 U3 U31 300U12 -U2U23 返 回下一節(jié)下一頁上一頁8陽山書屋c2. 相電流與線電流的關系IL1 = I1IL2 = I2IL3 = I3根據(jù) KCL: 相電流和線電流都是對稱的?（視負載而定） Ip = Il 并且相位相

5、同。+U1_ _U2+ _U3+ + U12_+ U23_ _U31+E1_+_E2E3+_L1NL2L3NIL3 IL2 IL1 IN I2 I1 I3 返 回下一節(jié)下一頁上一頁9陽山書屋c(二)三相電源的三角形聯(lián)結注意：這種接法只有三相三線制。L1L2L3132 +U12=U1 _ +U23=U2 _ _ U31=U3 + IL1 IL2 IL3 I1 I2 I3 返 回下一節(jié)下一頁上一頁圖 4.1.3 三相電源的星形聯(lián)結10陽山書屋c1. 相電壓與線電壓的關系根據(jù) KVL 定律:U12 = U1U23 = U2U31 = U3結論:相電壓對稱和線電壓都對稱。Up = Ul 且相位相同。L

6、1L2L3132 +U12= U1 _ +U23 = U2 _ _U31= U3 + 返 回下一節(jié)下一頁上一頁11陽山書屋c2. 相電流與線電流的關系根據(jù) KCL 定律:IL1 = I1 - I3 IL3 = I3 - I2 IL2 = I2 - I1 I1 I2 IL2 IL1 -I3I3 IL3 相量圖: _ U31= U3 + L1L2L3132 +U12=U1 _ + U23= U2 _ IL1IL2IL3I1I2I3 = I1 + (- I3 ) 返 回下一節(jié)下一頁上一頁12陽山書屋c注意:一般所說的三相電源電壓、電流是指線電壓、線電流。 結論： Il =3 IpIl 滯后于與之對應

7、的 Ip 30o 相電流和線電流對稱。I1 I2 IL2 IL1 -I3I3 IL3 相量圖:返 回下一節(jié)下一頁上一頁13陽山書屋c4.2 三相負載三相負載分為兩種:1. 對稱負載: 2. 不對稱負載:三相負載的連接方式有兩種:1. 星形聯(lián)結:2. 三角形聯(lián)結:上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁14陽山書屋c+U23_U31+U12_Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_+ U2+_ U3 I1 I3I2 IL1 IN IL2 IL3 三相負載為三相四線制時星形聯(lián)結。(一)三相負載的星形聯(lián)結上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁圖 4.2.4 三相四線制星形聯(lián)結15陽山書屋c1. 線電壓與相電壓的關系 U12

8、 = U1 - U2 U31 = U3 - U1 U23 = U2 - U3 根據(jù) KVL 定律:若電源電壓對稱,負載的線電壓和相電壓是對稱的。上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁+U23_U31+U12_Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_+ U2+_ U3 I1 I3I2 IL1 IN IL2 IL3 16陽山書屋c當負載對稱時: Z1 = Z2 = Z3三相對稱電源 + 三相對稱負載 = 三相對稱電路結論:負載的線電壓和相電壓都對稱。 Ul =3 UpUl 超前于與之對應的 Up 300相量圖:U1 U2 U3 U31 300U12 -U2U23 U12 = U1 U2 = U1 + (U2)

9、上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁17陽山書屋c 2. 相電流與線電流的關系 U3 =Z3 U2 =Z2 U1 =Z1得出: IL1 = I1 IL2 = I2 IL3 = I3IN = I1 + I2 + I3 +U12_+U23_U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_+ U2+_ U3 I1 I3I2 IL1 IN IL2 IL3 上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁18陽山書屋c 結論: 若負載對稱,相電流和線電流就對稱。 Ip = Il Ip = Il相位相同。討論:一般中線可不要。必須有中線。1. 負載對稱時, = 0 IN = I1 + I2 + I3 上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁2.

10、 負載不對稱時, 0 IN = I1 + I2 + I319陽山書屋c100 中線的作用: 在負載不對稱時,保持相電壓對稱。 Z1 = Z2 = Z3 = 100 Z1 = 50 Z2= Z3 = 100 上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁L1NL3L2380V50100例如： 圖 4.2.5 中性線的作用20陽山書屋c(二) 三相負載的三角形聯(lián)結這種連接方法只能是三相三線制。+U1_U12=+ U2_U23=_U3+=U31上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁Z1Z3Z2L1L2L3IL1IL2IL3I1I2I3圖 4.2.6 三相負載的三角形聯(lián)結21陽山書屋c1. 相電壓與線電壓的關系結論： 相電壓

11、對稱、線電壓也對稱。 Up = Ul U12 = U1 U23 = U2 U31 = U3得出：上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁+U1_U12=+ U2_U23=_U3+=U31Z1Z3Z2L1L2L3IL1IL2IL3I1I2I322陽山書屋c2. 相電流與線電流的關系根據(jù) KCL 定律: IL3 = I3 - I2 IL2 = I2 - I1 IL1 = I1 - I3 I1 I2 IL2 -I3I3 IL3 相量圖:IL1 = I1 + ( - I3 ) 上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁Z1Z3Z2L1L2L3 IL1IL2IL3I1I2I3 23陽山書屋c 若負載對稱， 相電流和線電流對稱

12、。 若負載不對稱,由于電源電壓對稱,故負載的相電壓對稱,但相電流和線電流不對稱。 結論：Il 滯后于與之對應的 Ip 30o。 Il = 3 IpI1 I2 IL2 -I3I3 IL3 相量圖:IL1 上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁24陽山書屋c 三相負載采取那種聯(lián)結方式 取決于電源電壓和負載的額定電壓,原則上應使負載的實際工作相電壓等于額定相電壓。如:某三相異步電動機,三相繞組的額定電壓是 220 V,若電源電壓分別為 380 V 和 220 V,應采取那種聯(lián)結方式? 答:電源 380 V: Y 形聯(lián)結 電源 220 V: 形聯(lián)結 說明： 若為單相多臺負載，應盡量均勻地分布在三相上。上一節(jié)返

13、 回下一節(jié)下一頁上一頁25陽山書屋c 補充例1 一個對稱星接負載,接于線電壓為 380 V的三相四線制電源上, 問:當 M 點斷開時,U1 =?當 M 和 N點都斷開時, U1 =?ZZZMNL1L2L3N + U1 解：M 點斷開時,U1 = 220VM和N 點都斷開時, U1 = 190 V上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁26陽山書屋c有功功率無功功率視在功率說明任意負載P = P1+ P2+ P3Q = Q1+ Q2+ Q3S = S1+S2+S3對稱負載P = 3P1 = 3Up Ip cos =3 Ul Il cosQ = 3Q1 = 3Up Ip sin =3Ul Il cosS =

14、 3S1 = 3Up Ip =3 Ul Il相值線值4.3 三相電路的功率上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁27陽山書屋c 補充例 2 有一個三相對稱負載,每相負載 R = 29，X = 21.8，且每相負載的額定電壓為 380 V。 求: 1. 有一個三相星接電源,電壓為 380 V，負載應如何聯(lián)結？ 2. 負載從電源取用的電流? 3. 負載所消耗的功率? 解采取 形聯(lián)結ZZZ電源負載 Ip Il上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁28陽山書屋c2.Z =R2 + X2 = 36.1 Ip =UPZ=38036.1 A = 10.5 AIl = 3 Ip = 18.2 A = 9 800 W3. P

15、= 3Up Ip cos cos = = 0.8 RZ上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁ZZZ電源負載 Ip Il29陽山書屋c*4.4 電力系統(tǒng)電力傳輸過程：電力網(wǎng)額定電壓等級為: 3 kV、6 kV、10 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁30陽山書屋c低壓供電系統(tǒng)的連接方式：1. 放射式：2. 樹干式：上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁圖 4.4.1 放射式供電線路圖 4.4.2 樹干式供電線路31陽山書屋c4.5 觸電事故 觸電：指人體接觸帶電體時，電流流經(jīng)人體造成的傷害。觸電事故又分為：直接接觸觸電和間接接觸觸電。 1. 直接觸電L3R

16、0L2L1N圖 4.5.1 單線觸電L3R0L2L1N上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁圖 4.5.2 兩線觸電32陽山書屋c2. 間接觸電 是指人體接觸到正常情況下不帶電,僅在事故下才帶電的部分而發(fā)生的觸電事故。 電擊: 電流通過人體內部,影響呼吸系統(tǒng)、心臟和神經(jīng)系統(tǒng)，造成人體內部組織的破壞乃至死亡。 電傷：電流的熱效應、化學效應、機械效應等對人體表面或外部造成的局部傷害。上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁33陽山書屋c4.6 觸電防護(一)安全電壓 常規(guī)環(huán)境下:交流電壓為 50 V直流電壓為 120 V我國規(guī)定的工頻安全電壓額定值分別為: 42 V、36 V、24 V、12 V 和 6 V 。 上

17、一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁34陽山書屋c(二)保護接地和保護接零接地裝置一般要求接地電阻4。M接地線接地體1. 接地:上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁35陽山書屋c接地分為兩種: 工作接地:為保證電力設備和設備達到正常工作要求而 進行的接地。 如:電源中性點接地,防雷裝置接地等。 保護接地:為保證人身安全,防止間接觸電,而將設備的外 殼可導電金屬部分接地。上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁36陽山書屋c2. 保護接地和保護接零 IT系統(tǒng) 電源中性點不接地的三相三線制供電系統(tǒng),電器設備的金屬外殼接地。也稱為保護接地。MRdL3L2L1上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁圖 4.6.1 IT 系統(tǒng)37陽山書

18、屋c TN系統(tǒng) 電源中性點接地的三相四線制供電系統(tǒng)電器設備的金屬外殼與零線相連。也稱為保護接零。系統(tǒng)分為:TN-C (PE 和 N 共用)TN-S (PE 和 N 完全分開共用)TN-C-S (PE 和 N 部分共用)(PE)三相五線制N(PE)MR0L3L2L1上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁圖 4.6.2 TN 系統(tǒng)38陽山書屋c TT系統(tǒng) 電源中性點接地的三相四線制供電系統(tǒng)電器設備的金屬外殼與地線相連。也稱為保護接地。MR0L3L2L1RdNIdUdU0RdR0=故障電流 Id =UpRd+R0上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁圖 4.6.3 TT 系統(tǒng)39陽山書屋c例如: Up = 220

19、V, Rd = R0 = 4 Ip = 27.5 A 問:低壓供電系統(tǒng)保護接零應用在下列那種系統(tǒng)中? 低壓供電系統(tǒng)保護接地應用在下列那種系統(tǒng)中? 中點接地的三相四線制。 中點不接地的三相三線制。 三相四線制或三相三線制。上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁保護接零保護接地TT系統(tǒng)40陽山書屋c（三）漏電開關1. 作用：主要用于低壓供電系統(tǒng)，當被保護的設備出現(xiàn)故障 時，故障電流作用于保護開關，若該電流超過預定值， 變會使開關自動斷開，切斷供電電路。2. 漏電開關的選擇 ：若用于保護人: 動作電流 30 mA 以下。 漏電動作時間 0.1 s 以下。若用于保護線路: 動作電流 30100 mA 以下。

20、漏電動作時間 0.20.4 s 以下。上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁圖片41陽山書屋c4.7 靜電防護（一）靜電的形成1. 摩擦起電;2. 破斷起電;3. 感應起電。(二)靜電防護方法: 1. 限制靜電的產(chǎn)生; 2. 防止靜電的積累;3. 控制危險的環(huán)境 。上一節(jié)返 回下一節(jié)下一頁上一頁圖片42陽山書屋c防靜電手套防靜電服裝防靜電鞋防靜電工具箱下一頁上一頁返 回返回43陽山書屋c4.8 電氣防火和防爆主要原因: 1. 電氣設備使用不當 ; 2. 電氣設備發(fā)生故障。預防措施: 1. 合理選用電氣設備防爆電器; 2. 保持電氣設備正常運行; 3. 保持必要的安全距離; 4. 保持良好的通風; 5.

21、 裝備可靠的接地裝置; 6. 采取完美的組織措施。上一節(jié)返 回下一頁上一頁圖片44陽山書屋c 防爆開關防爆電機防爆燈下一頁上一頁返 回返回45陽山書屋c 教學基本要求 1. 掌握三相電源和三相負載的聯(lián)結方式; 2. 理解并掌握對稱三相電路中的電壓、電流和功率的計算; 3. 了解三相四線制供電系統(tǒng)中中性線的作用； 4. 了解電力系統(tǒng)的組成； 5. 了解觸電的種類和安全用電的重要性； 6. 了解接地和接零保護的作用和使用條件； 7. 了解靜電保護和電器防火防爆的常識。返 回46陽山書屋c 4.2(2) 在對稱三相電路中,下列兩式是否正確? (a) Il = (b) Il =UpZUlZ 4.1(1

22、) 星形聯(lián)結的對稱三相電源若相電壓則 U 2 和 U 12 是多少？ u 1 = 220 2 sint V， 4.1(2) 三角形聯(lián)結的對稱三相電源，空載運行時三相電動勢會不會在三相繞組所構成的閉合回路中產(chǎn)生電流？ 返 回下一頁 4.2(1) 三相負載對稱是指下列三種情況中的哪一種？(a) |Z1| = |Z2| = |Z3 | (b) 1 = 2 = 3 (c) Z1 = Z2 = Z3 上一頁分析與思考47陽山書屋c 4.3(1) 一般情況下，S = S1 + S2 + S3 是否成立? 4.3(2) 同一三相負載采用三角形連結，接于線電壓為 220 V 的三相電源上, 以及采用星形連結,

23、接于線電壓為 380 V 的三相電源上,試求這兩種情況下, 三相負載的相電流、線電流和有功功率的比值。 4.3(3) 同一三相負載,采用三角形聯(lián)結和星形聯(lián)結,接于線電壓相同的三相電源上,試問這兩種情況下負載的相電流、線電流和有功功率的比值。返 回下一頁上一頁48陽山書屋c 4.5(2) 照明燈開關是接到燈的相線端安全,還是接到工作零線端安全?為什么? 4.5(1) 單線觸電和兩線觸電那個更危險？為什么？ 4.6(1) 安全電壓供電的系統(tǒng)就絕對安全嗎？ 4.6(2) IT、TN系統(tǒng)防止間接接觸觸電的基本思想是什么? 4.6(3) 有些人為了安全,將家用電器的外殼接到自來水管或暖氣管上,這實際構成

24、了 TT 系統(tǒng),試問這樣構成的 TT 系統(tǒng)能保證安全嗎?為什么? 4.7(1) 為什么靜電容易引起易燃易爆環(huán)境發(fā)生火災或爆炸? 4.7(2) 防止靜電危害的基本方法有哪些?返 回下一頁上一頁49陽山書屋c分析與思考解答U2 = 220 V- 1200U12 = 380 V380答 4.1(2) 三角形聯(lián)結的對稱三相電源，空載運行時，三相電動勢會不會在三相繞組所構成的閉合回路中產(chǎn)生電流？ 答 不會。因為對稱三相電動勢的大小相等，相位互差1200，所以它們的相量和恒等于零。故不會在回路中產(chǎn)生電流。 下一題返 回4.1(1) 星形聯(lián)結的對稱三相電源若相電壓則 U 2 和 U 12 是多少？ u 1

25、= 220 2 sint V， 50陽山書屋c 4.2(1) 三相負載對稱是指下列三種情況中的哪一種？ (a) |Z1| = |Z2| = |Z3 | (b) 1 = 2 = 3 (c) Z1 = Z2 = Z3 UpZ(c) IP = 正確的為:下一題上一題返 回 4.2 (2) 在對稱三相電路中,下列兩式是否正確? (a) Il = (b) Il =UpZUlZ51陽山書屋c4.3(1) 一般情況下, S = S1 + S2 + S3 是否成立?答不成立。 4.3(2) 同一三相負載采用三角形聯(lián)結,接于線電壓為 220 V 的三相電源上, 以及采用星形聯(lián)結,接于線電壓為 380 V 的三相

26、電源上,試求這兩種情況下,三相負載的相電流、線電流和有功功率的比值。答下一題上一題返 回52陽山書屋c 4.3(3) 同一三相負載,采用三角形聯(lián)結和星形聯(lián)結,接于線電壓相同的三相電源上,試問這兩種情況下負載的相電流、線電流和有功功率的比值。答下一題上一題返 回53陽山書屋c 4.5(2) 照明燈開關是接到燈的相線端安全,還是接到工作零線端安全?為什么?S (a) S (c) S (b) 4.5(1) 單線觸電和兩線觸電那個更危險？為什么？ 答兩線觸電時，作用于人體的電壓為線電壓，單線觸電時,作用于人體的電壓為相電壓，因為線電壓大于相電壓，所以兩線觸點更危險。 答 開關接到相線端安全, 因為當開

27、關斷開時,可以使照明燈與相線斷開, 保證燈體不帶電。(如下圖)下一題上一題返 回54陽山書屋c4.6 (1) 安全電壓供電的系統(tǒng)就絕對安全嗎？ 答 由于人體的阻抗值與工作環(huán)境和身體狀況等因素有關,所以，安全電壓并不是絕對安全的。 4.6 (2) IT、TN 系統(tǒng)防止間接接觸觸電的基本思想是什么? 答 IT 系統(tǒng)(保護接地)的基本思想是在用電設備出現(xiàn)漏電或一相碰殼時,使外殼的對地電壓降低至接近零,以消除觸電危險。 TN 系統(tǒng)(保護接零)的基本思想是在用電設備出現(xiàn)漏電或一相碰殼時,因該相電流很大,使得接于該相上的短路保護裝置或過流保護裝置動作,迅速切斷電源,消除觸電危險。下一題上一題返 回55陽山

28、書屋c 4.6(3) 有些人為了安全,將家用電器的外殼接到自來水管或暖氣管上,這實際構成了TT 系統(tǒng),試問這樣構成的TT 系統(tǒng)能保證安全嗎?為什么? 答 這樣構成的 TT 系統(tǒng),不能保證用電設備的接地電阻Rd遠小于電源中性點的接地電阻 Ro,因而不能保證用電設備出現(xiàn)故障時,其外殼的對地電壓在安全范圍之內,又不能保證用電設備在出現(xiàn)故障時短路保護或過電流保護裝置動作以切斷電源,所以不能保證安全。下一題上一題返 回56陽山書屋c4.7(1) 為什么靜電容易引起易燃易爆環(huán)境發(fā)生火災或爆炸? 答 當靜電積累到一定程度就會形成局部高電壓,當電壓高到一定程度就會發(fā)生放電并產(chǎn)生火花。如果此現(xiàn)象出現(xiàn)在易燃易爆環(huán)

29、境中就很容易產(chǎn)生火災或爆炸。4.7(2) 防止靜電危害的基本方法有哪些?答 (a) 限制靜電的產(chǎn)生; (b) 防止靜電的積累; (c) 控制危險的環(huán)境。上一題返 回57陽山書屋c 4.2.1 有一電源和負載都是星形聯(lián)結的對稱三相電路,已知電源相電壓為 220 V,負載每相阻抗模 | Z | 為 10，試求負的載相電流和線電流,電源的相電流和相電流。 4.2.2 有一電源和負載都是三角形聯(lián)結的對稱三相電路,已知 電源相電壓為 220 V,負載每相阻抗模 | Z |為 10，試求負載的相電流和線電流,電源的相電流和相電流。練 習 題 4.1.1 某三相同步發(fā)電機,三相繞組聯(lián)結成星形時的線電壓為 1

30、0.5 kV，若將它聯(lián)結成三角形,則線電壓是多少?若聯(lián)結成星形時，L2 相繞組的首末端接反了,則三個線電壓的有效值 U12 ，U23 和 U31 各是多少?下一頁上一頁返 回58陽山書屋c 4.2.3 有一電源為三角形聯(lián)結,而負載為星形聯(lián)結的對稱三相電路,已知電源相電壓為 220 V，每相負載的阻抗模為 10，試求負載和電源的相電流和線電流。 4.2.4 有一三相四線制照明電路, 相電壓為 220 V，已知三個相的照明燈組分別由 34、45、56 只白織燈并聯(lián)組成，每只白織燈的功率都是 100 W,求三個線電流和中線電流的有效值。 4.2.5 在如圖所示三相電路中, R = XC= XL =

31、25，接于線電壓為 220V 的對稱三相電源上,求各相線中的電流。L1L2L3R-jXCjXLI1I2I3下一頁上一頁返 回59陽山書屋c 4.3.1. 有三個相同的電感性單相負載,額定電壓為 380 V, 功率因素為 0.8，在此電壓下消耗的有功功率為 1.5 kW。把它接到線電壓為 380 V 的對稱三相電源上，試問應采用什么樣的聯(lián)結方式？負載的 R 和 XL 是多少? 4.3.2 某三相負載,額定相電壓為 220 V，每相負載的電阻為 4,感抗為 3，接于線電壓為 380 V 的對稱三相電源上，試問該負載應采用什么聯(lián)結方式?負載的有功功率、無功功率和視在功率? 4.3.3 有一臺三相電阻

32、爐,每相電阻為 14，接于線電壓為 380 V 的對稱三線電源上,試求聯(lián)結成星形和三角形兩種情況下負載的線電流和有功功率。下一頁上一頁返 回60陽山書屋c 4.3.4 試分析如圖所示電路在下述兩種情況下各線電流、相電流和有功功率的變化： 工作中在 M 處斷線, 工作中在 N 處斷線。 4.3.5 在如圖所示三相電路中,已知 Za = (3+j4) , Zb = (8-j6) ,電源線電壓為 380 V,求電路的總有功功率、無功功率和視在功率以及從電源取用的電流。L1L2L3MN(題4.3.4圖)L1L2L3ZaZbZaZaZbZb(題4.3.5圖)下一頁上一頁返 回61陽山書屋c 4.3.6

33、電路如圖所示,在 220/380 V 的低壓供電系統(tǒng)中 ,分別接有30只日光燈和一臺三相電動機,已知每只日光燈的額定值為:UN = 380 V, PN = 40 W, N = cos = 0.5, 日光燈分三組均勻接入三相電源。電動機的額定電壓為 380 V, 輸入功率為3 kW,功率因素為 0.8, 三角形聯(lián)結, 求電源供給的線電流。3L1 L2 L3N日光燈M電動機下一頁上一頁返 回62陽山書屋c 4.3.7 有一星形聯(lián)結的電感性對稱負載, 額定值為UN = 380 V, N = 0.6, f = 50 Hz,負載消耗的有功功率 P = 3 kW。 若利用一 組星形聯(lián)結的電容器與三相負載并

34、聯(lián),使得每相電路的功率因素提高到 0.9, 試求每相的電容值及其耐壓值; 若該為一組三角形聯(lián)結的電容器, 試求每相的電容值及其耐壓值; 4.5.1 如圖所示是刀開關的三種聯(lián)線圖,試問哪一種接法正確?3 (a)3 (b)3 (c)下一頁上一頁返 回63陽山書屋c 4.6.1 如果供電方式是 TN-S 系統(tǒng)，試畫出家用單相交流電器電源插座的接線圖。下一頁上一頁返 回64陽山書屋c練 習 題 解 答 4.1.1 某三相同步發(fā)電機,三相繞組聯(lián)結成星形時的線電壓為10.5 kV, 若將它聯(lián)結成三角形,則線電壓是多少? 若聯(lián)結成星形時, L2 相繞組的首末端接反了, 則三個線電壓的有效值 U12 、U23

35、 和 U31各是多少?星形聯(lián)結時 UlY = 10.5 kVUlY3UpY =10.53kV = 6.06 kV三角形聯(lián)結時相電壓不變, UlY = UpY = 6.06 kVL2 首末端接反的相量圖如圖所示: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解下一題返 回65陽山書屋c 解電源星形聯(lián)結,線電壓 UlS = 3 UpS = 380 V 負載線電壓 UlL = UlS = 380 V 負載相電壓 UpL = UlL /3= 380 /1.73V

36、 = 220 V負載相電流 IpL =UpLZ=22010 A = 22 A負載線電流 IlL = IpL = 22 A電源線電流 IlS = IlL = 22 A電源相電流 IpS = IlS = 22 A 4.2.1 有一電源和負載都是星形聯(lián)結的對稱三相電路,已知電源相電壓為 220 V,負載每相阻抗模 Z 為10,試求負載的相 電流和線電流,電源的相電流和相電流。下一題上一題返 回66陽山書屋c 解電源三角形聯(lián)結, 線電壓 UlS = UpS = 220 V 負載線電流 IlL = 3 IpL = 38 A 負載線電壓 UlL = UlS = 220 V 負載相電壓 UpL = UlL

37、= 220 V 負載相電流 IpL =UpLZ=22010 A = 22 A電源線電流 IlS = IlL = 38 A/3電源相電流 IpS= IlS = 22 A 4.2.2 有一電源和負載都是三角形聯(lián)結的對稱三相電路,已知 電源相電壓為 220 V,負載每相阻抗模 Z 為 10,試求負載的 相電流和線電流,電源的相電流和相電流。下一題上一題返 回67陽山書屋c 4.2.3 有一電源為三角形聯(lián)結, 而負載為星形聯(lián)結的對稱三相 電路, 已知電源相電壓為 220 V, 每相負載的阻抗模為 10 , 試求負載和電源的相電流和線電流。 解:電源三角形聯(lián)結, 線電壓 UlS = UpS = 220

38、V 負載線電流 IlL = IpL = 12.7 A負載線電壓 UlL = UlS = 220 V 負載相電流 IpL =UpLZ=12710 A = 12.7 A電源線電流 IlS = IlL = 12.7 A電源相電流 IpS= IlS = 7.33 A/3負載相電壓 UpL = UlL = 220 /1.73 V = 127 V /3下一題上一題返 回68陽山書屋c 4.2.4 有一三相四線制照明電路, 相電壓為 220 V,已知三個相的照明燈組分別由 34、45、56 只白織燈并聯(lián)組成，每只白織燈的功率都是 100 W, 求三個線電流和中線電流的有效值。I1 = = A = 15.45

39、 A UpP134100220I2 = = A = 20.45 A UpP245100220I3 = = A = 25.45 A UpP356100220由于白織燈為電阻性負載，電壓和電流的相位相同IN = I1+ I2 + I3解:下一題上一題返 回69陽山書屋c 4.2.5 在如圖所示三相電路中, R = XC = XL = 25,接于線電壓為 220 V 的對稱三相電源上,求各相線中的電流。L1L2L3IL1IL2IL3R-jXCjXLI1I2I3解: 負載為不對稱三相負載上一題返 回 I1 = = = Z1U1U12R 25I2 = = = Z2U2U23-jXC-j25下一頁下一題7

40、0陽山書屋cIL1 = I1- I3 各線電流如下:上一題返 回I3 = = = Z3U3U31jXLj25IL3 = I3- I2 IL2 = I2- I1 上一頁下一題71陽山書屋c 4.3.1. 有三個相同的電感性單相負載,額定電壓為 380 V,功率因素為 0.8, 在此電壓下消耗的有功功率為 1.5 kW。把它接到線電壓為 380 V 的對稱三相電源上, 試問應采用什么樣的聯(lián)結方式? 負載的 R 和 XL 是多少?解: 三角形聯(lián)結Ip = = A = 4.93 A UP P1.51033800.8Z = = = 77.1 IpUp3804.93R= Z cos = 77.10.8 =

41、 61.7 XL= Z sin = 77.10.6 = 46.3 下一題上一題返 回72陽山書屋c 4.3.2 某三相負載,額定相電壓為 220 V,每相負載的電阻為 4, 感抗為 3, 接于線電壓為 380 V的對稱三相電源上, 試問該負載應采用什么聯(lián)結方式?負載的有功功率、無功功率和視在功率?解: 星形聯(lián)結Ip = = A = 44 A ZUp2205sin = = = 0.6XLZ53cos = = = 0.8RZ54S = 3Up Ip = 3220 44 VA = 29 040 VAQ = 3Up Ip sin = 3220 44 0.6 var = 1742 varP = 3Up

42、Ip cos = 3220 44 0.8 W = 23 232 W下一題上一題返 回73陽山書屋c 4.3.3 有一臺三相電阻爐, 每相電阻為14 , 接于線電壓為 380 V 的對稱三線電源上,試求聯(lián)結成星形和三角形兩種情況下負載的線電流和有功功率。解: 星形聯(lián)結 UpL = UlL =380/3/3 V = 220 VIp= = A = 15.7 A RUp 22014Il = Ip = 15.7 A P = 3Up Ip =3220 15.7 1W = 10 362 W三角形聯(lián)結Up = Ul = 380 V Ip = = A = 27.1 A RUp38014=33 Il = Ip27.1A = 47 AP = 3Up Ip= 3380 21.7 1 W= 30 894 W下一題上一題返 回74陽山書屋c 解: 未斷線時相電流、線電流和有功功率分別為 Ip, , 4.3.4 試分析如圖所示電路在下述兩種情況下各線電流、相電流和有功功率的變化： 工作中在 M 處斷線, 工作中在 N 處斷線。L1L2L3IL1IL2IL3Z1I1I2I3Z2Z3MN在N處斷線在M處斷線下一題上一題返 回75陽山書屋c 4.3.5 在如圖所示三相電路中,已知