Question

三峽水利工程中某一水電站發(fā)電機組設(shè)計為：水以v₁＝3m/s的速度流入水輪機后以v₂＝1m/s的速度流出，流出水位比流放水位低10m，水流量為Q＝10³m³/s.水輪機效率為75%，發(fā)電機效率為80%，試問：

(1)發(fā)電機的輸出功率是多少？

(2)如果發(fā)電機輸出電壓為240V，用戶所需電壓為220V，輸電線路中能量損耗為5%，輸電線的電阻共為12Ω，那么所需用升、降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比分別是多少？

Answer 1

(1)6.24×10⁵W　(2)　53

[解析]　(1)水輪機的輸出功率即發(fā)電機的輸入功率，為P₁＝＝7.8×10⁵W，  （2分）

發(fā)電機的輸出功率P₀＝P₁×80%＝6.24×10⁵W.           （1分） 

(2)輸電示意圖如圖所示，發(fā)電機輸出的電流I₁＝＝A＝2 600A.     （2分）

輸電導線中的熱損耗P_耗＝P₀×5%＝3.12×10⁴W，                     （1分）

輸電線路中的電流I₂＝＝A≈51A，                （2分）       

所以升壓變壓器T₁的原副線圈匝數(shù)比＝≈1/51，                   （2分）

降壓變壓器T₂的輸出功率P＝P₀－P_耗＝5.928×10⁵W，                 （1分） 

T₂的輸出電流I₃＝＝A≈2.7×10³A.                      （2分）

所以降壓變壓器T₂的原副線圈匝數(shù)比＝＝≈53.               （2分）