某小型發(fā)電站的發(fā)電機輸出交流電壓為500V,輸出電功率為100kW,如果用電阻為3Ω的輸電線向遠處用戶送電,這時用戶獲得的電壓和電功率是多少?假如,要求輸電線上損失的電功率是輸送功率的1.2%,則發(fā)電站要安裝一個升壓變壓器,到達用戶前再用降壓變壓器變?yōu)?20V供用戶使用,不考慮變壓器的能量損失,這兩個變壓器原、副線圈的匝數(shù)比各是多少.
(1)用500V電壓輸送時,電流:
I===200A,
損失的電壓:U
損=IR=200×3=600V>500V
所以用戶獲得的電壓和電功率都是0.
(2)用高壓輸送時,示意圖如下圖所示.要求P
損=1.2%P,即P
損=100×10
3×1.2% W=1200 W.
輸電電流I
1=
=
A=20 A.
故輸電線上的電流為20A.
根據(jù)變壓器的電流比與匝數(shù)比的關(guān)系可知:
===發(fā)電站升壓后輸電電壓U
1=
==5000 V,
輸電線上損失的電壓U′=I?R=20×3 V=60 V.
到達用戶輸入變壓器電壓
U
2=U-U′=(5 000-60)V=4 940 V,
降壓變化器的匝數(shù)比
=
=
=答:輸出交流電壓為500V,這時用戶獲得的電壓和電功率都是0;升壓變壓器和降壓變壓器的匝數(shù)比分別為:1:10,247:11.