第12章三相电路例题
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(完整版)三相交流电路习题及参考答案
b o o 三相交流电路习题及参考答案一、填空题：1. 对称三相负载作Y 接，接在380V 的三相四线制电源上。
此时负载端的相电倍的线电压；相电流等于 1 倍的线电流；中线电流等于 0。
2. 有一对称三相负载成星形联接，每相阻抗均为22Ω，功率因数为0.8，又测出负载中的电流为10A ，那么三相电路的有功功率为 5280W ；无功功率为 3960var ；视在功率为 6600VA 。
假如负载为感性设备，则等效电阻是 17.6Ω ；等效电感量为 42mH 。
二、判断题：1. 中线的作用就是使不对称Y 接负载的端电压保持对称。
（对 ）2. 三相电路的有功功率，在任何情况下都可以用二瓦计法进行测量。
（错 ）3. 三相负载作三角形联接时，总有成立。
（错P 3I I l ）4. 负载作星形联接时，必有线电流等于相电流。
（对）5. 三相不对称负载越接近对称，中线上通过的电流就越小。
（对）6. 中线不允许断开。
因此不能安装保险丝和开关，并且中线截面比火线粗。
（错）三、选择题：1. 三相对称电路是指（ C ）A 、三相电源对称的电路；B 、三相负载对称的电路；C 、三相电源和三相负载均对称的电路。
2. 三相四线制供电线路，已知作星形联接的三相负载中U 相为纯电阻，V 相为纯电感，W 相为纯电容，通过三相负载的电流均为10安培，则中线电流为（ C ）A 、30安；B 、10安；C 、7.32安。
3. 有“220V 、100W ”“220V 、25W ”白炽灯两盏，串联后接入220V 交流电源，其亮度情况是（ B ）A 、100W 灯泡最亮；B 、25W 灯泡最亮；C 、两只灯泡一样亮。
四、计算题3-1一台三相交流电动机，定子绕组星形连接于U L =380V 的对称三相电源上，其线电流I L =2.2A ，cosφ=0.8，试求每相绕组的阻抗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。
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（2）若用二瓦计法测量电源端三相功率，试画出接线图，并求两个功率表的读数（S 闭合时）。
图 12-8 解： （1）开关 S 打开时，为对称的三相电路，令 如图 12-9（a）所示。
，电流方向
（a）
（b）
图 12-9
（2）开关 S 闭合时，用二瓦计测量电源端的三线功率的接线图如图 12-9（b）所示。
，
此时功率表上的读数为：
8．图 12-8 所示电路中，对称三相电源端的线电压 U1＝380 V，Z＝（50＋j50）Ω， Z1＝（100＋j100）Ω，ZA 为 R、L、C 串联组成，R＝50 Ω，XL＝314 Ω，XC＝－264 Ω。 试求：
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第 12 章 三相电路
1．已知对称三相电路的星形负载阻抗 Z＝（165＋j84）Ω，端线阻抗 Z1＝（2＋j1）Ω，
中性线阻抗 ZN＝（1＋i1）Ω，线电压 U1＝380 V。求负载端的电流和线电压，并作电路的
相量图。
吸收的功率为原来的 /2 倍。
（5）如果加接零阻抗中性线，那么对于（3），电流表的读数为 317.2A，电压表的读
数为 660V；对于（4），电流表上的读数为 0，电压表上的读数为 1191.41V。
6．图 12-6 所示对称三相电路中， ＝380 V，三相电动机吸收的功率为 1.4 kW， 其功率因数 λ＝0.866（滞后），Z1＝－j55Ω。求 和电源端的功率因数 。
5．图 12-5 所示对称 Y-Y 三相电路中，电压表的读数为 1143.16V，Z＝（15＋j15 ） Ω，Z1＝（1＋j2）Ω。求：
图 12-8 解： （1）开关 S 打开时，为对称的三相电路，令 如图 12-9（a）所示。
，电流方向
（a）
（b）
图 12-9
（2）开关 S 闭合时，用二瓦计测量电源端的三线功率的接线图如图 12-9（b）所示。
，
此时功率表上的读数为：
8．图 12-8 所示电路中，对称三相电源端的线电压 U1＝380 V，Z＝（50＋j50）Ω， Z1＝（100＋j100）Ω，ZA 为 R、L、C 串联组成，R＝50 Ω，XL＝314 Ω，XC＝－264 Ω。 试求：
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第 12 章 三相电路
1．已知对称三相电路的星形负载阻抗 Z＝（165＋j84）Ω，端线阻抗 Z1＝（2＋j1）Ω，
中性线阻抗 ZN＝（1＋i1）Ω，线电压 U1＝380 V。求负载端的电流和线电压，并作电路的
相量图。
吸收的功率为原来的 /2 倍。
（5）如果加接零阻抗中性线，那么对于（3），电流表的读数为 317.2A，电压表的读
数为 660V；对于（4），电流表上的读数为 0，电压表上的读数为 1191.41V。
6．图 12-6 所示对称三相电路中， ＝380 V，三相电动机吸收的功率为 1.4 kW， 其功率因数 λ＝0.866（滞后），Z1＝－j55Ω。求 和电源端的功率因数 。
5．图 12-5 所示对称 Y-Y 三相电路中，电压表的读数为 1143.16V，Z＝（15＋j15 ） Ω，Z1＝（1＋j2）Ω。求：
第十二章 非正弦周期电流电路
由傅立叶级数演变出一种从时间域到频率域的变换——傅立叶 变换，是信号分析与处理的极其重要的数学工具。通过傅立叶变 换，可以将随时间变化的函数（信号）变换为幅值随频率变化的 信号，可以方便地分析不同频率下信号的特点和贡献幅值大小。
前边已经讲到过一种变换——相量，是将正弦函数变换到复 频域的相量的一种数学变换。再后边还要讲到拉普拉斯变换， 也是一种数学上的变换，是专门解决动态电路问题的，拉普拉 斯变换可以将一个高阶微分方程变换为一个代数方程，可以避 免求解微分方程的困难。
4Em
3
频率为5ω1的5次谐波成分幅值为：
4Em
5
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§12-3有效值、平均值和平均功率
一、有效值
定义：非正弦周期电流 i(t)的有效值定义为： I 1 T i2 t dt
T0 如果将i(t)的傅立叶级数展开为如下表达式：
f t I0 I1m cost 1 I2m cos2t 2
代替原函数，但工程上只要达到要求的精度，取前若干项也就
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可以了。
2、傅氏级数另一种表达式：
将 an cos nt bn sin nt 合并（进行和差化积）可得：
f t fT t A0 A1m cost 1 A2m cos2t 2
bk
4kEm。所以可得：
f
t
4Em
sin 1t
1 3
s
in
31t
1 5
sin51t
若只取前3项，合成的波形如下图(a) ：
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若取到前5项， 即取到9次谐波， 合 Nhomakorabea的波形如 下图(b)：
第十二章试题库
第十二章试题库一、填空题（建议较易填空每空0.5分，较难填空每空1分）1、三相电源作Y 接时，由各相首端向外引出的输电线俗称 火 线，由各相尾端公共点向外引出的输电线俗称 零 线，这种供电方式称为 三相四线 制。
2、火线与火线之间的电压称为 线 电压，火线与零线之间的电压称为 相 电压。
电源Y 接时，数量上U l = 1.732 U p ；若电源作Δ接，则数量上U l = 1 U p 。
3、火线上通过的电流称为 线 电流，负载上通过的电流称为 相 电流。
当对称三相负载作Y 接时，数量上I l = 1 I p ；当对称三相负载Δ接，I l = 1.732 I p 。
4、中线的作用是使 不对称 Y 接负载的端电压继续保持 对称 。
5、对称三相电路中，三相总有功功率P = 3UpIpcos φ ；三相总无功功率Q = 3UpIpsin φ ；三相总视在功率S = 3UpIp 。
6、对称三相电路中，由于 中线电流I N =0，所以各相电路的计算具有独立性，各相 电流电压 也是独立的，因此，三相电路的计算就可以归结为 一相 来计算。
7、若 三角 接的三相电源绕组有一相不慎接反，就会在发电机绕组回路中出现p 2∙U ，这将使发电机因 过热 而烧损。
8、我们把三个 最大值 相等、 角频率 相同，在相位上互差 120 度的正弦交流电称为 对称 三相交流电。
9、当三相电路对称时，三相瞬时功率之和是一个 常量 ，其值等于三相电路的 有功 功率，由于这种性能，使三相电动机的稳定性高于单相电动机。
10、测量对称三相电路的有功功率，可采用 二瓦计 法，如果三相电路不对称，就不能用 二瓦计 法测量三相功率。
二、判断下列说法的正确与错误（建议每小题1分）1、三相电路只要作Y 形连接，则线电压在数值上是相电压的3倍。
（ × ）2、三相总视在功率等于总有功功率和总无功功率之和。
（ × ）3、对称三相交流电任一瞬时值之和恒等于零，有效值之和恒等于零。
电路习题册
《电路分析》习题册班级学号姓名中国地质大学(武汉)电子信息工程系注意事项：1. 习题册请用A4纸双面打印，装订成册，填好相关信息；2. 每章习题均来自课本中的课后习题，不清楚的地方可以参看教材。
这里挑选出来整理成册，方便大家使用；3. 后附有两套模拟试题，供考前进行模拟测试；4. 册内带两张空白的课堂测试答题纸，不要损坏。
通知课堂测试的时候再使用。
第一章电路模型与电路定律1-1 求解电路以后，校核所得结果的方法之一是核对电路中所有元件的功率平衡，即一部分元件发出的总功率应等于其他元件吸收的总功率。
试校核图1-1电路所得解答是否正确。
图1-11-2 电路如图1-2所示，试求：(1) 图(a)中，i1与u ab；(2) 图(b)中，u cb。
图1-21-3 对图1-3所示的电路，若：(1) R1、R2、R3不定；(2)R1 = R2 = R3。
在以上两种情况下，尽可能地确定各电阻中的未知电流。
图1-31-4 电路如题1-4图所示，试求每个元件发出和吸收的功率。
图1-41-5 试求图1-5所示电路中控制量I1及电压U o。
图1-5第二章电阻电路的等效变换2-1 电路如题2-1图所示，其中电阻、电压源和电流源均为已知，且为正值。
求：（1）电压u2和电流i2；（2）若电阻R1增大，对哪些元件的电压、电流有影响？影响如何？图2-1 2-2 求图2-2所示电路中对角线电压U及总电压U ab。
图2-22-3 利用电源的等效变换，求图2-3所示电路的电流i。
图2-32-4 利用电源的等效变换，求图2-4所示电路中电压比u o/u s。
已知R1 = R2 = 2Ω，R3 = R4 = 1Ω。
图2-42-5 试求图2-5(a)和(b)的输入电阻R i。
图2-5第三章电阻电路的一般分析3-1 用网孔电流法求解图3-1所示电路中电流I a及电压U o 。
图3-1 3-2 用网孔电流法求解图3-2所示电路中I x以及CCVS的功率。
电路课程习题及答案
第一章 电路模型和电路定律1.1 图示元件当时间t <2s 时电流为2A ，从a 流向b ；当t >2s 时为3A ，从b 流向a 。
根据图示参考方向，写出电流i 的数学表达式。
1.2图示元件电压u =(5-9e -t /τ)V ，τ >0。
分别求出 t =0 和 t →∞ 时电压u 的代数值及其真实方向。
babu +-图 题1.21.3 图示电路。
设元件A 消耗功率为10W ，求A u ；设元件B 消耗功率为-10W,求B i ；设元件C 发出功率为-10W ，求C u 。
Au +-10V+-Cu +-(a)(b)(c)图 题1.31.4求图示电路电流4321i i i i 、、、。
若只求2i ，能否一步求得？图 题1.41i 4i 3i 图 题1.51.5 图示电路，已知部分电流值和部分电压值。
(1) 试求其余未知电流1234,,,i i i i 。
若少已知一个电流，能否求出全部未知电流？(2) 试求其余未知电压 u 14、u 15、u 52、u 53。
若少已知一个电压，能否求出全部未知电压？1.6 图示电路，已知A 21=i ,A 33-=i ,V 101=u ,V 54-=u 。
求各元件消耗的功率。
图 题1.61uSu (a)(b)图 题1.71.7 图示电路，已知10cos()V S u t ω=，8cos()A S i t ω=。
求(a)、(b)两电路各电源发出的功率和电阻吸收的功率。
1.8 求图示电路电压12,u u 。
1u +-2u +-图 题1.830u-+图 题1.91.9 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。
1.10 求网络N 吸收的功率和电流源发出的功率。
10V0.5A8V1.11 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。
1.12 求图示电路两个受控源各自发出的功率。
1.13 图示电路，已知电流源发出的功率是12W ，求r 的值。
1V图 题1.13图 题1.141V2V1.14 求图示电路受控源和独立源各自发出的功率。
【精品】第12章电能计量
第十二章电能计量一．填空题请将正确内容填入下列横线处。
1．一般我们把电能表与其配合使用的测量互感器，二次回路及计量箱所组成的整体称为电能计量装置。
2．有功电能表的计量单位是千瓦/时，单位符号是Kw/h,无功电能表的计量单位是千乏，单位符号是Kvar。
3．在电能表的铭牌上都要求标注基本电流,而额定最大电流用括号内的数值标注在基本电流之后,例如:5（20）A。
4．电能表是电能计量装置的核心部分，其作用是计量负载所消耗的电能。
5．低压供电线路负荷电流在50A及以下时,宜采用直接接入式电能表.6．当接入中性点非有效接地，且接地电流近似为零的高压线路的计量装置时，宜采用三相三线制有功、无功电能表。
7．单相电能表因电源线和负载线接反而使电流线圈的极性端接反,使电能表的驱动力矩方向改变，造成电能表反转.8．电能计量装置的二次回路包含电流回路和电压回路。
9．电能计量装置的倍率一般分为两部分:一是电能表本身决定的倍率，二是电流互感器和电压互感器的变化引起的倍率。
10．计量器具主要有电能表、电压互感器、电流互感器、电压、电流二次回路导线。
11．高供低计的用户，计量点到变压器低压侧的电气距离不宜超过20m.12．瓦表法是将电能表反映的功率与线路中的实际功率比较，以定性判断电能计量装置接线是否正确的一种方法。
13．用瓦表法测得计算功率为P，而实际功率为P，则该电能计量装置相对误差的计算公式为(P0-P)/P＊100％。
14．电能计量装置的接线检查分为停电检验和带电检验.15．仪表法检查电能计量装置接线，就是利用电压表、钳形电流表、相序表、相位表等仪表测量相关数据进行分析判断接线情况。
16．通常电能计量装置错误接线的类型有缺相、接反、移相。
17。
相位角法就是利用三相电压之间的固定相位关系，通过测量电压之间的相位来判断电压的相序。
18。
退补电量的计算方法有相对误差法、更正系数法和估算法。
19.电能表计量的电能是指通过它的功率在某一段时间内累计值。
(完整版)电路习题第十二章
第十二章三相电路习题一、选择题。
1.图1所示，开关S打开时，测得功率表读数P1=1000W，P2=500W；则开关S闭合时，电路的总有功功率P为（ B ）。
A. 1000WB. 1500WC. 500WD. 以上结果均不对图12.图2所示，若S1闭合，S2打开时，测得I A=10A；若S1打开，S2闭合，则I B =（ A ）。
A. 15AB. 10AC. 17AD. 5A图23.图3所示，若S1闭合，S2打开时，测得I B=10A；若S1打开，S2闭合，则I C =（ A ）。
A. 15AB. 10AC. 17AD. 5A图34.图4示三相三线制电路两个功率表W 1 的读数为2KW,W 2的读数为5KW ，则负载吸收的功率为 ( D )A.2KWB.5KWC.3KWD.7KW图45.三相对称Ｙ形负载的线电压ο30320UAB ∠=•V,线电流ο60-2I A ∠=•A ，则每相负载的阻抗为( B )A.ο6010-∠ΩB.ο6010∠ΩC.ο90310∠ΩD.ο30310-∠Ω6.图6所示，三相对称负载的有功功率为5KW ，负载的阻抗角ο60=ϕ，则两个功率表W 1 和W 2的读数分别为（ B ）A. 2KW ，3KWB. 5KW,0KWC. 3KW,2KWD. 0KW,5KW图67.三相电路如图7所示，已知开关S 闭合时，电流表A1读数为17.32A ；则开关S 打开后，电流表A2读数为（ A ）。
A. 17.32AB. 7.32AC. 10AD. 15AA1A2ZZZAB8.三相电路如图8所示，已知开关S 闭合时，电流表A 读数为10A ；则开关S 打开后，电流表A 读数为（ C ）。
A. 5AB. 17.32AC. 10AD. 12A图109.图9所示，开关S 闭合时A 1=17.32A ，则开关S 打开后后A 2为（ C ）。
A ．17.32A B ．3A C ．10A D ．7A图9二、计算题。
第12章三相电路
2010年11月20日星期六
+
uA
-
A
uC
+ -
uB
+
△ 形 B 连 接 C
结束
3. 三相电路 三相负载： 形或△ 三相负载：按Y形或△ 形或 形连接的三个独立负载。 形连接的三个独立负载。 三相电路： 三相电路：三相电源与 三相负载的组合电路。 三相负载的组合电路。
9
简单三相电路” (1) “简单三相电路” 简单三相电路 连接形式有 三相三线制 Y−Y、 Y−△ − 、 −
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2
§12-1 三相电路 结束
在世界各国的电力系 统中， 统中，供电方式绝大 多数都采用三相制 三相制。 多数都采用三相制。 原因是采用三相制 三相制供 原因是采用三相制供 比单相制供电有 供电有更 电比单相制供电有更 多的优越 优越性 多的优越性： 在电能的生产方面 三相交流发电机比同 样尺寸的单相交流发 电机容量大； 电机容量大；
结束
2010年11月20日星期六
7
2. 三相电源的连接 (1)Y(星)形连接 星 形连接 三个电源的一端汇集于一点N， 三个电源的一端汇集于一点 ， . 称中(性)点或零点。 从中 UC 性 点 零点。 + 点引出的导线称为中线 中线。 点引出的导线称为中线。 从三个电源的另一端引出的 导线A、 、 称为端线。 称为端线 导线 、B、C称为端线。 相线，俗称火线 火线。 或相线，俗称火线。
结束
a = 1∠120o，是工程上为方便而引入的相量算子。 是工程上为方便而引入的相量算子。 ∠
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* 了解相量算子 a = 1∠120o ∠ 超前方向)旋转 乘a，相当于原相量逆时针 超前方向 旋转 ，相当于原相量逆时针(超前方向 旋转120o a2 = 1∠240o = 1∠−120o = 1／a ∠ ∠ ／ 相当于原相量顺时针(滞后方向 旋转120o 滞后方向)旋转 乘a2相当于原相量顺时针 滞后方向 旋转 . . . UA =U∠0o UB滞后 UA120o ∠ 将a写成代数形式 写成代数形式 . . 可以表示成 UB =a2 UA . . 1 +j 3 a=− 也可以说 UA超前 UB120o 2 2 . . 表示成 UA= a UB 1−a = 3 − j 3 = 3 −120o − . . 2 2 而UC =aUA . 2 也可以写成 a UB 1−a2 = 3 + j 3 = 3 120o − 2 2
+
uA
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A
uC
+ -
uB
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△ 形 B 连 接 C
结束
3. 三相电路 三相负载： 形或△ 三相负载：按Y形或△ 形或 形连接的三个独立负载。 形连接的三个独立负载。 三相电路： 三相电路：三相电源与 三相负载的组合电路。 三相负载的组合电路。
9
简单三相电路” (1) “简单三相电路” 简单三相电路 连接形式有 三相三线制 Y−Y、 Y−△ − 、 −
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§12-1 三相电路 结束
在世界各国的电力系 统中， 统中，供电方式绝大 多数都采用三相制 三相制。 多数都采用三相制。 原因是采用三相制 三相制供 原因是采用三相制供 比单相制供电有 供电有更 电比单相制供电有更 多的优越 优越性 多的优越性： 在电能的生产方面 三相交流发电机比同 样尺寸的单相交流发 电机容量大； 电机容量大；
结束
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2. 三相电源的连接 (1)Y(星)形连接 星 形连接 三个电源的一端汇集于一点N， 三个电源的一端汇集于一点 ， . 称中(性)点或零点。 从中 UC 性 点 零点。 + 点引出的导线称为中线 中线。 点引出的导线称为中线。 从三个电源的另一端引出的 导线A、 、 称为端线。 称为端线 导线 、B、C称为端线。 相线，俗称火线 火线。 或相线，俗称火线。
结束
a = 1∠120o，是工程上为方便而引入的相量算子。 是工程上为方便而引入的相量算子。 ∠
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* 了解相量算子 a = 1∠120o ∠ 超前方向)旋转 乘a，相当于原相量逆时针 超前方向 旋转 ，相当于原相量逆时针(超前方向 旋转120o a2 = 1∠240o = 1∠−120o = 1／a ∠ ∠ ／ 相当于原相量顺时针(滞后方向 旋转120o 滞后方向)旋转 乘a2相当于原相量顺时针 滞后方向 旋转 . . . UA =U∠0o UB滞后 UA120o ∠ 将a写成代数形式 写成代数形式 . . 可以表示成 UB =a2 UA . . 1 +j 3 a=− 也可以说 UA超前 UB120o 2 2 . . 表示成 UA= a UB 1−a = 3 − j 3 = 3 −120o − . . 2 2 而UC =aUA . 2 也可以写成 a UB 1−a2 = 3 + j 3 = 3 120o − 2 2
电路原理第12章 三相电路
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习 题
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12.1 把对称三相负载Ｚ＝40＋ｊ30Ω，分别以Ｙ和形连接于对称 三相电源上，电源线电压为ＵL＝380V，试算①负载Ｙ连接时的相电压
和相电流，并画出其相量图；②负载为计连接时相电压、相电流和线电 流，并画出其相量图。
12.2 已知对称三相电路的线电压Ｕl＝380V(电源端)，三角形负载 阻抗Ｚ＝(4.5＋ｊ14)Ω，端线阻抗Ｚl＝(1.5＋ｊ2)Ω。求线电流及负载的 相电流，并作相量图。
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图 12 . 8
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Байду номын сангаас 12 . 9 不对称三相电路
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图 12 . 11
22
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这个电路实际上是一个最简单的相序指示器，可测定相序。 当把可见，B相灯泡因承受1.5Ｕ的电压而较亮，C相灯泡暗。它接 在相序未知的三相电源上时，如果认定接电容C的一相为Ａ相，则 灯泡亮的一相为B相，灯泡暗的一相为C相。
7
图12.4 三相负载的连接形式
8
三相电路由三相电源、三相负载和连接电源和负载的三相输 电线组成， 如图 12 . 5 所示 。如果电源和负载都是对称的，三相 电路就称作是对称三相电路，否则称作不对称三相电路 。 三相电 路按电源和负载的连接形式可分为 Y-Y 连接， Y- △ 连接， △ -Y 连接， △ - △ 连接 4 种形式，其中 Z e 为输电线阻抗 。 在 Y-Y 连接中，如果电源中性点 N 负 载中性点 N′ 用 导线连 接， 其阻抗为 ZN ， 如图 12 . 5（ a ）中所示 。 这种连接形式又 称作三相四线制，其余各种连接形式均称作三相三线制。把负载 端的电压电流及其关系放到对称三相电路的计算一节中介绍 。
视在功率、平均功率或有功功率、无功功率、功率因数
电感、电容无功功率：设任何时刻，单口网络上的关联参考方
向电流、电压表示为u(t) = Umcos(t+u)，i(t) = Imcos(t+i)，则 电容、电感的无功功率可表示为：
QL = XLI2 = LI2 =
1 L L
QC
=
XCI2
=
–
CU2
=
–
1 C
I2 =
无功功率的单位：为表示区别，无功功率的单位不是瓦(W)，而 是反作用伏安(var，volt ampere reactive)。
电路分析基础——第三部分：12-4~6 10/13
jy QL
Q O
例12-10 工厂中的感应电机是感
性负载，功率因数较低，为提高功
率因数，可并联合适的电容器。设
有一220V，50Hz，50kW的感应电
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 25 – 35 – 10 + 20 = 0 (为什么？)
电路分析基础——第三部分：12-4~6 13/13
例12-13 电路如图12-21所示，试求每个负载吸收的总复功率， 及输入电流有效值。
解：由无功功率的定义，可得
I
• S1 = S1[cosZ1+ jsinZ1]
= 86600 var = 86.6 kvar
电路分析基础——第三部分：12-4~6 11/13
（2）根据电容与电感之间无功功率相互抵消的原理，并联后
电源提供的无功功率为：
Q = QL + QC = 0， QC = – QL = – 86.6 kvar = – CU2
C=
– QC U2
=
86600 100×2202
电力系统分析习题集及答案
电力系统分析习题集华北电力大学前言本书是在高等学校教材《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》多次修改之后而编写的与之相适应的习题集。
电力系统课程是各高等院校、电气工程专业的必修专业课，学好这门课程非常重要，但有很大的难度。
根据国家教委关于国家重点教材的编写要求，为更好地满足目前的教学需要，为培养出大量高质量的电力事业的建设人材，我们编写了这本《电力系统分析习题集》。
力求使该书具有较强的系统性、针对性和可操作性，以便能够使学生扎实的掌握电力系统基本理论知识，同时也能够为广大电力工程技术人员提供必要的基础理论、计算方法，从而更准确地掌握电力系统的运行情况，保证电力系统运行的可靠、优质和经济。
全书内容共分十五章，第一至第六章是《电力系统稳态分析》的习题，第七至第十四章是《电力系统暂态分析》的习题，第十五章是研究生入学考试试题。
本书适用于高等院校的师生、广大电力工程技术人员使用，同时也可作为报考研究生的学习资料。
由于编写的时间短，内容较多，书中难免有缺点、错误，诚恳地希望读者提出批评指正。
目录第一部分电力系统稳态分析第一章电力系统的基本概念第二章电力系统的元件参数及等值电路第三章简单电力系统的计算和分析第四章电力系统潮流的计算机算法第五章电力系统的有功功率和频率调整第六章电力系统的无功功率和电压调整第二部分电力系统暂态分析第七章电力系统故障分析的基本知识第八章同步发电机突然三相短路分析第九章电力系统三相短路的实用计算第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路第十一章不对称故障的分析、计算第十二章电力系统各元件的机电特性第十三章电力系统静态稳定第十四章电力系统暂态稳定第十五章研究生入学考试试题附录第一部分电力系统稳态分析电力系统稳态分析，研究的内容分为两类，一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。
第一章电力系统的基本概念1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？1-2 为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？1-3 我国电网的电压等级有哪些？1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。
(完整版)三相电路习题和详解答案解析(最新整理)
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IA
U AN ZY
2.2
2 / 450 A，
U AN (2 j2)IA U AN 228.8/ 00 V， U l 3U AN 396V
3．图 11—8 所示电路中，对称三相电源线电压为 380 V，单相负载阻抗 Z 38 ，对
称三相负载吸收的平均功率 P 3290 W，功率因数 0.5 (感性)，求 IA 、 IB 、 IC 。
接在线电压为 380 V 的对称三相电源上。①．设负载中一相断路（Ｓ２断开时），求线电流
和相电流；②．设一条端线断路(S1 打开)，求线电流和相电流。
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解：正常工作时，S1、S2 都闭合，相电流 I p
380 16 j24
380 28.84
13.2A ，线电流
Il 3 I p 22.82 A 。
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第十二章 ( 三相电路)习题解答
一、选择题
1．对称三相Y 联接负载，各相阻抗为 (3 j3) ，若将其变换为等效 Δ 联接负载，则
各相阻抗为 C 。
A． (1 j1) ； B．3 2 / 450 ； C． (9 j9) ； D． 3(3 j3)
2．如图 11—1 所示电路中，S 闭合时为对称三相电路，设U A U / 00 V（U A 为 A 相
平均功率为 26.06 kW。
解：（1）．星形接法时，设U AB 380/ 300 V ，则U A 220/ 00 V，
IA
2200 6 j8
22/ 53.10
A
P 3 380 22 cos(53.10 ) 8.69 kW
（2）．三角形接法时
(完整版)邱关源《电路》第五版第12章-三相电路
12.1 三相电路三相电路由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成。
三相电路的优点：● 发电方面：比单项电源可提高功率50％； ● 输电方面：比单项输电节省钢材25％；● 配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载； ● 运电设备：结构简单、成本低、运行可靠、维护方便。
以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用，是目前电力系统采用的主要供电方式。
三相电路的特殊性： （1）特殊的电源；（2）特殊的负载 （3）特殊的连接（4）特殊的求解方式研究三相电路要注意其特殊性。
1. 对称三相电源的产生三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦电源。
通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空间互差120°，当转子以均匀角速度ω转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。
a. 瞬时值表达式)120cos(2)()120cos(2)(cos 2)(o C o B A +=-==t U t u t U t u t U t u ωωω A 、B 、C 三端称为始端，X 、Y 、Z 三端称为末端。
b. 波形图如右图所示。
c. 相量表示oC o B o A 1201200∠=-∠=∠=•••U U U U U Ud. 对称三相电源的特点CBACBA=++=++•••UUUuuue. 对称三相电源的相序定义：三相电源各相经过同一值(如最大值)的先后顺序。
正序(顺序)：A—B—C—A负序(逆序)：A—C—B—A（如三相电机给其施加正序电压时正转，反转则要施加反序电压）以后如果不加说明，一般都认为是正相序。
2. 三相电源的联接（1）星形联接(Y联接)X, Y, Z 接在一起的点称为Y联接对称三相电源的中性点，用N表示。
（2）三角形联接(∆联接)注意：三角形联接的对称三相电源没有中点。
3. 三相负载及其联接三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分称为一相负载，三相负载也有二种联接方式。
电路复习——总复习——公式总结——邱关源《电路》第五版
13
第4章 电路定理
叠加定理：
在线性电路中，任一支路电流(或电压)都是电路中各 个独立电源单独作用时，在该支路产生的电流(或电压) 的代数和。 注意： 1. 叠加定理只适用于线性电路。 2. 一个电源作用，其余电源为零 电压源为零—短路。 电流源为零—开路。 3. 功率不能叠加(功率为电源的二次函数)。 4. u, i叠加时要注意各分量的方向。 5. 含受控源(线性)电路亦可用叠加，但叠加只适用于 独立源，受控源应始终保留。
等效
线性电阻 线性受控源
＋ 电阻Ri
电压源的电压=外电路断开时端口处的开路电压 电阻=一端口中全部独立电源置零后的端口等效电阻 i a i u b Ri + Uoc a u b
17
A
诺顿定理
独立电源 任何一个线性含有 （一端口网络） 线性电阻 线性受控源 电流源电流=一端口的短路电流 电导(电阻)=一端口的全部独立电源置0后的输入电导(电阻) a a A b Isc Gi(Ri) b 等效 电流源(Isc) // 电导Gi（电阻Ri）
23
第7章
一阶电路的时域分析
一阶电路：含有一个动态元件的电路 换路定则：电容电压uc 和电感电流 iL ，在换 路前后瞬间不跃变。 即： uc（0+）= uc（0-） uC(0-) iL （0+）= iL（0-） t = 0+，动作之后 t = 0- ，动作之前
24
利用环路定理求初始值步骤
(1 )根据换路前的电路（一般为稳定状态），确定 uC(0-) 和 iL(0-)。 (2) 由换路定则确定 uC(0+) 和 iL(0+)。 (3) 画t=0+时等值电路。
= I 0e
−
t RC
第4章 电路定理
叠加定理：
在线性电路中，任一支路电流(或电压)都是电路中各 个独立电源单独作用时，在该支路产生的电流(或电压) 的代数和。 注意： 1. 叠加定理只适用于线性电路。 2. 一个电源作用，其余电源为零 电压源为零—短路。 电流源为零—开路。 3. 功率不能叠加(功率为电源的二次函数)。 4. u, i叠加时要注意各分量的方向。 5. 含受控源(线性)电路亦可用叠加，但叠加只适用于 独立源，受控源应始终保留。
等效
线性电阻 线性受控源
＋ 电阻Ri
电压源的电压=外电路断开时端口处的开路电压 电阻=一端口中全部独立电源置零后的端口等效电阻 i a i u b Ri + Uoc a u b
17
A
诺顿定理
独立电源 任何一个线性含有 （一端口网络） 线性电阻 线性受控源 电流源电流=一端口的短路电流 电导(电阻)=一端口的全部独立电源置0后的输入电导(电阻) a a A b Isc Gi(Ri) b 等效 电流源(Isc) // 电导Gi（电阻Ri）
23
第7章
一阶电路的时域分析
一阶电路：含有一个动态元件的电路 换路定则：电容电压uc 和电感电流 iL ，在换 路前后瞬间不跃变。 即： uc（0+）= uc（0-） uC(0-) iL （0+）= iL（0-） t = 0+，动作之后 t = 0- ，动作之前
24
利用环路定理求初始值步骤
(1 )根据换路前的电路（一般为稳定状态），确定 uC(0-) 和 iL(0-)。 (2) 由换路定则确定 uC(0+) 和 iL(0+)。 (3) 画t=0+时等值电路。
= I 0e
−
t RC
中职《电工基础》三相交流电路练习与问题详解
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 线超前U 相30°。
4．如果对称三相交流电源的U 相电动势e u =E m sin (314t+π6)V ，那么其余两相电动势分别为ev= E m sin (314t-90°)V ，ew =E m sin (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220 V ，则电路线电压为311 V 。
( × )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380 V ，则其线电压的最大值为( A )V 。
A ．380 2B ．380 3 c ．380 6 D ．380232．已知在对称三相电压中，V 相电压为u v =220 2 sin(314t+π)V ，则U 相和W 相电压为(B )V 。
A. U u =220 2 sin (314t+π3) u w =220 2 sin (314t-π3) B ．u u =220 2 sin (314t-π3) u w =220 2 sin (314t+π3) C.u u =220 2 sin (314t+2π3) uw=220 2 sin (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U 12=380 V ，U 23 =220 V ，则( B )。
第12章三相电路例题
Z3
相电流
1 I A4 I A3 30 o. 3
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• 例6
照明电路： (1) 正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。 A 每相负载的工作 N' N 情况相对独立。 C B (2) 若三相三线制, 设A相断路(三相不对称) A U U U /2
CN BN BC
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• 例3
对称三相负载分别接成Y和型。求线电流。 A' A' IA Δ IA Y Z Z Z B' B' Z Z Z C' C'
解
U AN I AY Z
I AΔ
U AN U AN 3 Z /3 Z
I Δ 3I Y
应用：Y降压起动。
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+ + +
UR
N
Uc
A
U oc
当C变化时，N’在半圆上移动
+ U oc － Req
返 回
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下 页
•
C
三相电源的相量图 电容断路，N’在CB线 中点
N’
N
A
3U N A U oc A 2 电容变化，N’在半圆上 运动，因此总满足：
B
U BN U CN
A
B C
* W *
P=UBCIAcos(900+ ) =UlIlsin
三相 对称 负载
U CN
N’ 30
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''
A
•
U AB 38030o V
N_
+
I•A' B
•
IA
IA
_+
C
Z2
+
U Z •
AN
1
I•A'
_
Z2 3
Z1 N'
ZN
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•
cos1 0.6 , 1 53.1
Z1 1053.1 6 j8Ω
Z2'
1 3
Z2
j 50 3
Ω
•
IA
IA
+
U Z •
AN
1
I•A'
_
Z2 3
•
N'
灯泡电压低，灯
C
光昏暗。
B
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•
(3) A相短路
A
UCN UBN UAB UAC
超过灯泡的额定电压，灯 C
IA IC
泡可能烧坏。
B
N'
IB
计算短路电流：
IB IA
U BA R
(IB 3U
3UA300
IC
)
R
3U A R
(
A ( 3 j1
IC
UCA R
3U
300 1500 ) 3 j 1) 3UA
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•
例8 如图电路中，电源三相对称。当开关S闭合时，
电流表的读数均为5A。 求：开关S打开后各
电流表的读数。 解
A1
Z A2
Z
A3
S Z
开关S打开后，表A2的电流数与负载对称时 相同。而表A1和表A3的电流数等于负载对称 时的相电流。
A2 =5A A1 A3 5 / 3 2.89A
A150 R
0
R 2 22 2 R
注意 短路电流是正常时电流的3倍
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•
例7 图示为相序仪电路。说明测相序的方法
•
解 应用戴维宁定理
– UA A
C
+ ++
Req U oc
R/2 U A U B
U B
UC 2
N–
U A
1 2
(U B
UC
)
3 2
U
A
–
U R
N
U c
U oc
A
当C变化时，N’在半圆上移动
IΔ 3IY
应用：Y降压起动。
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• 例4 对称三相电路，电源线电压为380V，|Z1|=10，
cos1 =0.6(感性)，Z2= –j50， ZN=1+ j2。
求：线电流、相电流，画出相量图(以A相为例)。
解 画出一相计算图
设
•
U AN 2200o V
•
_
UAN
•
+I A
A
•
I
–18.4o •
IA
•
I
A'
•
I CA2 13.2 120o A
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• 例5
已知U• AB 3U0o V, 各负载如图所示.
求
:
•
I
,A1
•
I A2,
•相计算电路
•
_
UAN +
A
Z1
•
_ UB+N B Z1
_ + C Z1
•
I A1
•
I A3 R
•
UB B
•
UC C
+U －
oc
Req
返回
R N’
R
A C
N’
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•
C
三相电源的相量图
电容断路，N’在CB线 中点
N’
N
B
A
N A
Uoc
3 2
U
A
电容变化，N’在半圆上
运动，因此总满足：
U BN UCN
若以接电容一相为A相，则B相电压比C相
电压高。B相灯较亮，C相较暗(正序)。据此可
测定三相电源的相序。
C’ R
(2)若负载的相电压不变，则不论怎样连接其功
返回 上页 下页
•
设
•
U AB 3800o V
则
•
U
A
220
30o V
•
IA
•
U AN
220 30o
Z Zl 9.4 j8.8
A
+
•
Zl
UA
a
•
IA Z
–
N
N’
220 30o 17.1 73.1o A 12 .8843.1o
•
U
aN
•
IA
Z
17.1
73.1o
836.9o
136.8
I
A3
可由分流得到.
Z1 IA1
•
I A3
+
•
UAN _
IA2 Z2/3
Z3
相电流
•
I A4
1
•
I
A3
30
o.
3
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• 例6 照明电路：
(1) 正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。
A
每相负载的工作
N
N' 情况相对独立。
C B
(2) 若三相三线制, 设A相断路(三相不对称)
A
UCN UBN UBC / 2
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•
第一组负载的三相电流 : 由此可以画出相量图：
•
I
A'
22
53.1o
A
•
I
B'
22
173.1o
A
•
I AB2
•
I
A''
•
U AB
•
I
C'
2266.9o
A
第二组负载的相电流 :
•
I AB2
1
•
I
A''
30o 13.2120o A
3
•
I BC2
13.20o A
U 30o
•
AN
例1
+
第12章 三相电路
–
–
– • U
–
A
•
UA
CA
B
•
U B•
CU
U++• AABI•A
•
IA
Zl
–
•
IB
•
IB
Zl
++ • U
B
BC
•
–+
C
IC C
•
IC
Zl
Zl Z Zl
Z Zl
aa IZ• a/b3
bb Z/3 Z
•
cc
I bc
Z/3
•
I ca
A
+
•
Zl
UA
•
IA
a Z/3
U A
1 3
U
AB
•
I
A'
U AN Z1
2200o
1053.13o
22 53.13o A
13.2
j17.6A
•
•
I
A''
U AN
Z
'
2
2200o j13.2A j50 / 3
•
IA
•
I
A'
•
I
A''
13.9 18.4o A
•
IB
13.9
138.4o
A
•
IC
13.9101.6o A
根据对称性，得B、C相的线电流、相电流：
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•
例9 已知对称三相电路线电压Ul ，问负载接成
Y和各从电网获取多少功率？
解
接 :
P
3Ul
3Ul
3
U
2 l
RR
Y接 : 结论
P
3Ul
Ul
U2 l
3R R
A’ R
R
B’
R C’
A’ R
(1) 当负载由Y改接成时，若线电压不 B’ R
变，则由于相电压与相电流增大 3倍，
所以功率增大3倍。
30
–
N
N’
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• 例2 对称三相电源线电压为380V，Z=6.4+j4.8，
Zl =6.4+j4.8。求负载 Z 的相、线电压和电流。
–
•
UA
+A
•
IA
•
IB
Zl a Zl
Z Z
N
–+ • UB
B
b
N’
•
–
UC
+
•
C IC
Zl c Z
解 画出一相计算图
A
a
+
•
Zl
UA
•
IA
Z
–
N
N’
L
•
*
I A2
R LM
M
*
R LM
•
Zn UCN
* Z2 Z2
•
I A4
L－M L－M
Z2
L－M
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•
负载化为Y接。 根据对称性，中性电阻 Zn 短路。