ΑΣΠΑΙΤΕ ΤΜΗΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ & ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΜΕ Η /Υ ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ - Δ ΕΤΟΣ

Transcript

1 ΑΣΠΑΙΤΕ ΤΜΗΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ & ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΜΕ Η /Υ ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ - Δ ΕΤΟΣ Ενότητα 1(3 Μονάδες): ΘΕΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ (Α) 1. Η ονομαστική ισχύς λειτουργίας μίας ηλεκτρικής συσκευής, είναι: (α) Η στιγμιαία ισχύς που καταναλώνει αυτή η συσκευή. (β) Η άεργος ισχύς της συσκευής. (γ) Η μέση ισχύς της συσκευής (δ) Η φαινόμενη ισχύς της συσκευής 2. Αν τα φορτία μίας εγκατάστασης δεν είναι συμμετρικά κατανεμημένα στις τρείς φάσεις αυτής της εγκατάστασης, τότε : (α) Το ρεύμα στον ουδέτερο αγωγό θα είναι μηδέν (0). (β) Το ρεύμα στον ουδέτερο δεν θα είναι μηδέν, αλλά θα είναι μικρότερο από το ρεύμα σε κάθε φάση. (γ) Το ρεύμα στον ουδέτερο θα είναι μεγαλύτερο από το ρεύμα σε κάθε φάση. (δ) Το ρεύμα στον ουδέτερο αγωγό θα είναι μεγαλύτερο από μηδέν (0). 3. Σχετικά με το γενικό φωτισμό, σε μία οικιακή εγκατάσταση, ο κανονισμός προβλέπει και καθορίζει: (α) To ελάχιστο φορτίο φωτισμού σε Watts ανά τ.μ., γι αυτή την εγκατάσταση. (β) Το μέγιστο φορτίο φωτισμού σε Watts ανά τ.μ., γι αυτή την εγκατάσταση. (γ) Ένα τουλάχιστον φωτιστικό, για κάθε δωμάτιο της εγκατάστασης. (δ) Δεν περιλαμβάνει καμία οδηγία, για το φορτίο φωτισμού σε μία εγκατάσταση. 4. Σε μία γραμμή ρευματοδοτών 16 Α, μέχρι πόσους ρευματοδότες μπορούμε να συνδέσουμε: (α) Μέχρι έξι (6) ρευματοδότες. (β) Μέχρι δέκα (10) ρευματοδότες. (γ) Μέχρι δεκαπέντε (15) ρευματοδότες (δ) Μέχρι είκοσι (20) 5. Στη σχεδίαση του δικτύου μίας εγκατάστασης, χρησιμοποιούμε έλξεις για να: (α) Συνδέουμε μία γραμμή στα φορτία που εξυπηρετεί. (β) Συνδέουμε το πίνακα σε μία κατακόρυφη στήλη (γ) Συνδέουμε το πίνακα στο σημείο παροχής 1

2 (δ) Συνδέουμε κάθε γραμμή τόσο πίνακα όσο και στους υποδοχείς που τροφοδοτεί 6. Για να σχεδιάσουμε μία ηλεκτρική γραμμή στο FINE: (α) (β) (γ) (δ) Επιλέγουμε την εντολή Καλωδίωση. Απενεργοποιούμε την ορθογώνια σχεδίαση Απενεργοποιούμε την ορθογώνια σχεδίαση Επιλέγουμε την εντολή Καλωδίωση. Αποεπιλέγουμε τις έλξεις. Επιλέγουμε την εντολή Καλωδίωση. Επιλέγουμε την εντολή Καλωδίωση. Επιλέγουμε το σημείο αναφοράς του Πίνακα, με έλξη σε σημείο. Επιλέγουμε το σημείο αναφοράς του Πίνακα, χρησιμοποιώντας έλξη σε σημείο. Επιλέγουμε το σημείο αναφοράς του Πίνακα, χρησιμοποιώντας έλξη σε σημείο Επιλέγουμε το σημείο αναφοράς του Πίνακα, χρησιμοποιώντας έλξη σε σημείο Ενεργοποιούμε την ορθογώνια σχεδίαση. Απενεργοποιούμε την ορθογώνια σχεδίαση. Επιλέγουμε ένα σημείο ακτινικά του Πίνακα. Ενεργοποιούμε την ορθογώνια σχεδίαση Επιλέγουμε ένα σημείο ακτινικά του Πίνακα. Μετακινούμε το σταυρόνημα παράλληλα με τους τοίχους. Ενεργοποιούμε την ορθογώνια σχεδίαση και μετακινούμε το σταυρόνημα παράλληλα με τους τοίχους. Μετακινούμε το σταυρόνημα παράλληλα με τους τοίχους. Μετακινούμε το σταυρόνημα παράλληλα με τους τοίχους. Συνδέουμε τη γραμμή σ έναν υ- ποδοχέα, χρησιμοποιώντας έλξη σε άκρο Συνδέουμε τη γραμμή σ έναν υποδοχέα, χρησιμοποιώντας έλξη σε άκρο ή σύνδεση υποδοχέων σε υπάρχουσα γραμμή. Συνδέουμε τη γραμμή σ έναν υποδοχέα, χρησιμοποιώντας έλξη σε άκρο ή σύνδεση υποδοχέων σε υπάρχουσα γραμμή. Συνδέουμε τη γραμμή σ έναν υποδοχέα, χρησιμοποιώντας έλξη σε άκρο 2

3 7. Μία γραμμή κίνησης πρέπει απαραίτητα να περιλαμβάνει: (α) Προστασία από υπερφόρτιση. (β) Προστασία από βραχυκυκλώματα. (γ) Μία συσκευή για τη χειροκίνητη διακοπή της γραμμής. (δ) Όλα τα παραπάνω. 8. Σε κάθε μία γραμμή κίνησης, μπορούμε: (α) Να συνδέουμε έναν μόνον κινητήρα. (β) Να συνδέουμε περισσότερους από έναν κινητήρες, αν αυτοί έχουν μικρή ιπποδύναμη (ισχύ). (γ) Να συνδέουμε περισσότερους από έναν κινητήρες, αν αυτοί δεν είναι σε μεγάλη απόσταση από το πίνακα της εγκατάστασης. (δ) Να συνδέουμε περισσότερους από έναν κινητήρες, ανεξάρτητα από την ονομαστική ισχύ αυτών των κινητήρων. 9. Σ ένα συμμετρικό τριφασικό σύστημα, σ ένα σύστημα δηλαδή που τα φορτία έχουν ίσα μέτρα και ίσες γωνίες (ίσα συνφ) και στις τρείς φάσεις: (α) Ο ουδέτερος δεν διαρρέεται από ρεύμα (Ι Ν = 0). (β) Το ρεύμα στον ουδέτερο είναι πολύ μικρό. (γ) Το ρεύμα στον ουδέτερο είναι ίσο με το ρεύμα στους αγωγούς φάσης, Ι Ν = Ι 1 = Ι 2 = Ι 3. (δ) Το ρεύμα στον ουδέτερο είναι μεγαλύτερο από το ρεύμα σε κάθε αγωγό φάσης. 3

4 Ενότητα 2: Ηλεκτρικές Εγκαταστάσεις Κίνησης ΘΕΜΑ 2 (4 Μονάδες) Στην εγκατάσταση στο Βιομηχανικό κτίριο, ένα από τα φορτία της εγκατάστασης, ο Τόρνος 3, συνδέεται στο πίνακα της εγκατάστασης, μέσα από μία ξεχωριστή γραμμή (Εικόνα 1). Η ισχύς λειτουργίας του κινητήρα είναι P = 7,5 HP (1 HP = 0,736 kw), για ονομαστική τάση λειτουργίας V = 400 V, 50 Hz, συντελεστή ισχύος συνφ = 0,85. Το μήκος της γραμμής τροφοδοσίας, είναι l = 20 m. A. Ποια μέσα / ποιες συσκευές, θα χρησιμοποιούσατε, για τη προστασία της γραμμής του Τόρνου 3? Απλά, αναφέρετε τις συσκευές που θα χρησιμοποιούσατε, για τη προστασία της γραμμής, χωρίς να υπολογίσετε τις τιμές τους. Α.1 Ρελέ Ισχύος σε συνδυασμό με θερμικό στοιχείο, για τη προστασία του κινητήρα, από υπερφόρτιση Α.2 Ασφάλεια τήξης, για τη προστασία του κινητήρα, από βραχυκύκλωμα και Α.3 Διακόπτη φορτίου, για τη χειροκίνητη διακοπή λειτουργίας της γραμμής. B. Αν σχεδιάσουμε τη γραμμή τροφοδοσίας του Τόρνου 3, στο FINE και εκτελέσουμε τους υπολογισμούς, τότε το πρόγραμμα δημιουργεί τους υπολογισμούς και το μονογραμμικό της γραμμής τροφοδοσίας του Τόρνου 3 που παριστάνεται στην Εικόνα 2. Ποια μέσα / συσκευές επιλέγει το πρόγραμμα, για τη γραμμή του Τόρνου 3 και πως αυτά συγκρίνονται με τις συσκευές που θα χρησιμοποιούσατε, γι αυτή τη γραμμή που επιλέξατε στο ερώτημα Α, αυτού του θέματος. Τα στοιχεία που το πρόγραμμα επιλέγει, για τη προστασία της γραμμής του Τόρνου 3, είναι: Β.1 Ασφάλειες 3 16 Α, για τη προστασία της γραμμής, από βραχυκυκλώματα Β.2 Αυτόματο διακόπτη 3 22 Α, για την αυτόματο χειρισμό της γραμμής και Β.3 Θερμικό με περιοχή ρύθμισης 4 6,3 Α, για τη προστασία της γραμμής, από υπερφόρτιση. 4

5 Εικόνα 1: Δύο από τις γραμμές στην εγκατάσταση στο Βιομηχανικό κτίριο. Η γραμμή που τροφοδοτεί το Τόρνο 3 και η γραμμή που τροφοδοτεί τους Τόρνους 1, 2 και 4. 5

6 Εικόνα 2: Το μονογραμμικό που δημιουργεί το FINE, για τη γραμμή τροφοδοσίας του Τόρνου 3. C. Στην εγκατάσταση στο Βιομηχανικό κτίριο, συνδέουμε τρείς κινητήρες, τους Τόρνο 1, 2 και 4, σε μία γραμμή τροφοδοσίας (Εικόνα 1). Τα χαρακτηριστικά αυτών των κινητήρων, είναι ως εξής: Τόρνος 1: P 1 = 7,5 HP, συνφ = 0,80, Τάση 400 V Τόρνος 2: P 2 = 5 HP, συνφ = 0,85, Τάση 400 V Τόρνος 3: P 3 = 15 HP, συνφ = 0,88, Τάση 400 V Αν σχεδιάσουμε στο FINE τη γραμμή των Τόρνων 1, 2 και 4 (Εικόνα 1) και εκτελέσουμε τους υπολογισμούς, τότε το πρόγραμμα δημιουργεί το παρακάτω υπολογισμό (Εικόνα 3), για τη γραμμή των τριών κινητήρων. Πως πρέπει να αλλάξουμε τις τιμές της συνολικής ισχύος και του συνφ που εξορισμού δημιουργεί το πρόγραμμα, για τη γραμμή των τριών κινητήρων, ώστε αυτές οι τιμές να συμφωνούν με τις πραγματικές τιμές της συνολικής ισχύος και του συνφ της γραμμής. Για να υπολογίσουμε τη συνολική ισχύ του φορτίου στην γραμμή, αθροίζουμε τις ισχείς των τριών φορτίων, στη γραμμή: P ολ = P 1 + P 2 + P 3 = 27,5 HP = 27,5 0,736 = 20,24 kw Η καλύτερη εκτίμηση, για το συντελεστή ισχύος του συνολικού φορτίου, στη γραμμή, είναι ο μέσος όρος των συνημιτόνων των επιμέρους φορτίων: συνφ = (συνφ1 + συνφ2 + συνφ3) / 3 = (0,8 + 0,85 + 0,88) / 3 6

7 Εικόνα 3: Οι υπολογισμοί από το FINE και το μονογραμμικό, για τη γραμμή που τροφοδοτεί τους Τόρνους 1, 2 και 4. 7

8 D. Στο τεύχος της μελέτης, το πρόγραμμα, δημιουργεί το μονογραμμικό της Εικόνας 3, για τη γραμμή των τριών κινητήρων. Εξηγείστε αν αυτό το μονογραμμικό είναι σωστό ή λάθος. Τι χρειάζεται να διορθώσουμε σ αυτό το μονογραμμικό, εκτός από τη συνολική ισχύ της γραμμής, αν εμείς σχεδιάζαμε τη γραμμή των τριών κινητήρων? Χρειάζεται να χρησιμοποιήσουμε υλικά προστασίας, όχι μόνο στη διακλάδωση της γραμμής, για καθένα από τους τρείς κινητήρες, αλλά για το κοινό κομμάτι της γραμμής. Αυτό δηλαδή το κομμάτι της γραμμής, από το πίνακα μέχρι τη διακλάδωση της γραμμής, για καθένα από τους τρείς κινητήρες. ΘΕΜΑ 3 (3 Μονάδες) Στην Εικόνα 4, παριστάνεται η κάτοψη για την εγκατάσταση ενός Φαρμακείου. Οι διαστάσεις του Φαρμακείου είναι Αν ο κανονισμός προβλέπει ελάχιστο φωτισμό 33 W αν τ.μ, τότε ποιο είναι το συνολικό φορτίο φωτισμού που θα πρέπει να προβλέψουμε για την εγκατάσταση του Φαρμακείο, στη βάση του κανονισμού για ελάχιστο φωτισμό 33 W αν τ. μ. Πόσες γραμμές φωτισμού θα πρέπει να δημιουργήσουμε γι αυτό το φορτίο? Πόσους ρευματοδότες γενικής χρήσης θα πρέπει να τοποθετήσουμε στο Φαρμακείο και πόσες γραμμές ρευματοδοτών, θα πρέπει να προβλέψουμε, στη βάση της οδηγίας πως κανένα σημείου του εσωτερικού τοίχου, δεν πρέπει να απέχει περισσότερο από 2 3 μ., από έναν ρευματοδότη? Το συνολικό φορτίο φωτισμού, είναι: = 4158 W Στη βάση πως κάθε γραμμή φωτισμού έχει φορτίο, μέχρι 10 Α 220 V = 2200 W, θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε: 4158 / 2200 = 2 γραμμές φωτισμού 8

9 Εικόνα 4. Σχηματική Παράσταση των φορτίων στην εγκατάσταση του Φαρμακείου Εικόνα 5: Εναλλακτικοί τρόποι σύνδεσης / τροφοδοσίας των πριζών, από τις γραμμές της εγκατάστασης, στο Φαρμακείο. 9

10 ΘΕΜΑ 4 Στην εγκατάσταση του Φαρμακείου, θα συνδέαμε διαδοχικούς ρευματοδότες σε διαφορετικές γραμμές / φάσεις, όπως παριστάνεται στην Εικόνα ή διαδοχικούς ρευματοδότες όπως παριστάνεται στην Εικόνα Εξηγείστε τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της κάθε συνδεσμολογίας Ποια από τις δύο συνδεσμολογίες θα χρησιμοποιούμε για τους ρευματοδότες στο Φαρμακείο? Θα χρησιμοποιούσαμε την ίδια συνδεσμολογία σε μία οικιακή εγκατάσταση?? Αν συνδέσουμε διαδοχικούς ρευματοδότες σε διαφορετικές φάσεις, τότε έχουμε μία πιο ισορροπημένη κατανομή των φορτίων, στις τρείς φάσεις της εγκατάστασης. Πλεονέκτημα ακόμα, πως αν διακοπεί μία φάση, τότε θα έχουμε ρεύμα σε κάθε χώρο του φαρμακείου. Μειονέκτημα αυτής της συνδεσμολογίας πως απαιτεί περισσότερο καλώδιο και χρόνο, στην εγκατάσταση. Η σύνδεση διαδοχικών ρευματοδοτών στην ίδια φάση, είναι πιο απλή, όμως μπορεί να προκαλέσει μία λιγότερη συμμετρική κατανομή των φορτίων, στις φάσεις της εγκατάστασης. 10