解:负载采用▲连接,线电压UL=相电压=220V。线电流IL=17.3A。相电流Ip=IL/√3=17.3/√3=10(A)。
(1)根据P=√3UL×IL×cosφ,得到:cosφ=P/(√3UL×IL)=4500/(√3×220×17.3)=0.6826。sinφ=√(1-0.6826²)=0.7308。
而每相负载阻抗为:|Z|=UL/Ip=220/10=22(Ω)。
所以:R=|Z|cosφ=22×0.6826=15(Ω)。
XL=|Z|sinφ=22×0.7308=16.1(Ω)。
(2)(以下斜体字母代表相量)设U12=220∠0°V,则:U23=220∠-120°V,U31=220∠120°V。U13=220∠-60°V。
A1:I1=U13/Z=220∠-60°/22∠arccos0.6826=220∠-60°/22∠46.95°=10∠-106.95°(A)。即读数为10A。
A2:I2=U23/Z=220∠-120°/22∠46.95°=10∠-166.95°(A),读数也为10A。
A3:I3=-(I1+I2)=-(10∠-106.95°+10∠-166.95°)=-(-2.9154-j9.5656-9.7417-j2.258)=12.6571+j11.8236=√300∠43.05°=10√3∠43.05°(A)。即读数为10√3A=17.32A。
L2L3负载电流为10A,L3L1负载电流也为10A,这两相负载功率不变,因此此时P=4500×2/3=3000(W)=3kW。
(3)当L1电源断开时,A1为零。电路结构为(Z+Z)∥Z、接于L2和L3电源之间,因此A2和A3电流相等。该电流为:
I=UL/|(Z+Z)∥Z|=220/|2Z/3|=(220×3/2)/|Z|=330/22=15(A)。
电路总阻抗为:2Z/3=(2/3)×(15+j16.1)=10+j10.733(Ω)。
总功率为:P=I²R=15²×10=2250(W)=2.25(kW)。