(14分)為了減少因火電站中煤的燃燒對大氣的污染,目前正大力發(fā)展水電站.某一水電站發(fā)電機(jī)組設(shè)計為:水以v1=3 m/s的速度流入水輪機(jī)后以v2=1 m/s的速度流出,流出水位比流入的水位低100 m,水流量為Q=100 m3/s,水輪機(jī)效率為75%,發(fā)電機(jī)效率為80%,求:(g=10 m/s2,水的密度ρ=103 kg/m3)

(1)發(fā)電機(jī)組的輸出功率是多少?

(2)如果發(fā)電機(jī)輸出電壓為24 kV,輸電線路中能量損失為0.05%,輸電線電阻為19.5 Ω,那么所需升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比是多少?

 

【答案】

(1) 1100 V(2) (3) 2.2×104 W

【解析】(1)時間t內(nèi)水流質(zhì)量m=ρQt,

水輪機(jī)獲得的機(jī)械能

E=[mgh+m(v12-v22)]×75%

則發(fā)電機(jī)輸出的電能E=E×80%

發(fā)電機(jī)的輸出功率

P0≈6.02×107W.

(2)發(fā)電機(jī)的輸出電流

I1=P0/U1≈2508 A

輸電線路損失ΔP=P0×0.05%

輸電電流滿足I22=ΔP/R,得I2≈39.3 A

則升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比:

n1∶n2=I2∶I1≈1∶64.

 

練習(xí)冊系列答案
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(1)發(fā)電機(jī)組的輸出功率是多少?

(2)如果發(fā)電機(jī)輸出電壓為24kV,輸電線路中能量損失為0.05%,輸電線電阻為

19.5 Ω,那么所需升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比是多少?

 

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(1)發(fā)電機(jī)組的輸出功率是多少?
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