Μάθηµα: Αρχές Ηλεκτρολογικών Συστηµάτων ΕΕ213 Ηµεροµηνία: 26/03/2019 Θέµα: Ενδιάµεση Εξέταση 1 ιάρκεια: 70 Λεπτά Οδηγίες: Μέρος Α. Αποτελείται από πέντε (5) ερωτήσεις. Απαντήστε σε όλες τις ερωτήσεις, 1. Ηλεκτρικό φορτίο σε εγκατάσταση απαιτεί για την λειτουργία του ισχύ 12 kw με συντελεστή ισχύος 0.65. Επιβάλλεται όπως ο συντελεστής ισχύος διορθωθεί στην τιμή 0.85. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις/απαντήσεις που ακολουθούν, γράφοντας δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση την λέξη ΣΩΣΤΟ, αν η πρόταση είναι σωστή ή την λέξη ΛΑΘΟΣ, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. (2 μονάδες για κάθε ορθή απάντηση) α. Οι τις τιμές για την άεργο ισχύ, φαινόμενη ισχύ, ενεργό ισχύ και γωνία Φ πριν τη διόρθωση του ΣΙ ισχύος είναι: P=12kW, S=18.47 kva, Q=14.04 kvar, γωνία Φ=49.46 β. Η τιμή των πυκνωτών σε kvar που απαιτείται ώστε ο συντελεστής του φορτίου να αυξηθεί στο 0.85 είναι 6.61 kvar. γ. Η τιμή της ενεργού ισχύς και φαινόμενης ισχύς μετά τη διόρθωση του συντελεστή ισχύος στο 0.85 είναι: Ενεργή παραμένει η ίδια, 12 kw, Φαινόμενη ισχύς, 14.11 kva δ. Η γωνία Φ πριν και μετά τη διόρθωση του ΣΙ παραμένει η ίδια. 2. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν για το συντελεστή ισχύος, γράφοντας δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση την λέξη ΣΩΣΤΟ, αν η πρόταση είναι σωστή ή την λέξη ΛΑΘΟΣ, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. (2 μονάδες για κάθε ορθή απάντηση) α. Στην κεντρική αντιστάθμιση, συνδέεται συστοιχία πυκνωτών μέσω μιας συσκευής ρύθμισης της αέργου ισχύος σε κεντρικό σημείο της εγκατάστασης π.χ. στο γενικό πίνακα. β. Ο μειωμένος συντελεστή ισχύος σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση προκαλεί αύξηση των απωλειών χαλκού και πτώση τάσης. γ. Ψηλός συντελεστής ισχύος σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση (π.χ. μονάδα) προκαλεί δέσμευση μεγαλύτερου μέρους της δυναμικότητας σε kva όλου του εξοπλισμού παραγωγής, μεταφοράς, διανομής καθώς επίσης και του ηλεκτρολογικού εξοπλισμού της ίδιας της εγκατάστασης. δ. Στην ατομική αντιστάθμιση, τα οφέλη από τη διόρθωση του συντελεστή ισχύος είναι κυρίως ποιοτικά στην περίπτωση όπου υπάρχει κεντρική αντιστάθμιση. Αν δεν υπάρχει κεντρική αντιστάθμιση, τότε τα οφέλη είναι και ποσοτικά, όπως μείωση στην κατανάλωση ενέργειας,
μείωση μέγιστης ζήτησης, μείωση των ρευμάτων γραμμής και μείωση του λογαριασμού ρεύματος. ε. Ο μειωμένος συντελεστής ισχύος σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση προκαλεί αύξηση του ηλεκτρικού λογαριασμού, επειδή με χαμηλότερο συντελεστή ισχύος καταναλώνονται περισσότερες κιλοβατώρες. 3. Αντιστάθμιση ισχύος ή Διόρθωση Συνημίτονου (power factor cosφ), εφαρμόζεται: (2 μονάδες) α. στα μεγάλα δημόσια κτίρια β. στα βιομηχανικά, βιοτεχνικά κτίρια και στα κτίρια εργαστηρίων γ. σε όλα τα κτίρια όπου εμφανίζονται υψηλά επαγωγικά φορτία δ. στα βιοτεχνικά κτίρια με μεγάλη εγκατεστημένη ισχύ ηλεκτρικών αντιστάσεων 4. Ηλεκτρικό φορτίο σε εγκατάσταση έχει μέγιστη ζήτηση 12 kva και απαιτεί για την λειτουργία του ισχύ 10.5 kw. Υπολογίστε τα ακόλουθα: α. την άεργο ισχύ (2 μονάδες) β. τον συντελεστή ισχύος του φορτίου (2 μονάδες) γ. την πραγματική ισχύς (P) αν ο συντελεστής ισχύος διορθωθεί στην μονάδα (2 μονάδες) 5. Η διαφορά φάσης μεταξύ τάσης και ρεύματος (Θv-Θi) σε αμιγώς ωμικά ηλεκτρικά φορτία είναι: (2 μονάδες) α. +45 β. 0 γ. -45 δ. 90 Μέρος Β Αποτελείται από έξη (6) ερωτήσεις. Απαντήστε όλες τις ερωτήσεις. Ερώτηση 1 : Πως µπορεί να επιτευχτεί εξοικονόµηση Ηλεκτρικής Ενέργειας στα κτίρια ή µείωση ηλεκτρικού λογαριασµού; (4 µονάδες) Ερώτηση 2 : Τι είναι τα Συστήµατα ενεργειακής διαχείρισης κτιρίων (BEMS) ποιος ο σκοπός τους και πως λειτουργεί το σύστηµα αυτό. (4 µονάδες)
Ερώτηση 3 : Να αναφέρετε ποια είναι τα ποσοτικά οφέλη και ποια τα ποιοτικά οφέλη µετά τη διόρθωση του συντελεστή Ισχύος. (4 µονάδες) Ερώτηση 4 : Να επεξηγήσετε σε συντοµία τι είναι η ενεργός ισχύς, η άεργος ισχύς και η φαινόµενη ισχύς. (6 µονάδες) Ερώτηση 5 : Στο πιο κάτω σχήµα απεικονίζεται ένα τρίγωνο. Να αναφέρετε : (α) Πως ονοµάζετε το συγκεκριµένο τρίγωνο (1 µονάδες) (β) Να δώσετε όλα τα στοιχεία που αντιστοιχούν σε κάθε πλευρά του τριγώνου αλλα και τις γωνίας Φ(3 µονάδες) Ερώτηση 6 : Στο πιο κάτω σχήµα δίνετε µία εικόνα που δείχνει από τι αποτελούνται τα έξυπνα δίκτυα (α) Να κατονοµάσετε τα διάφορα µέρη του συστήµατος και (5 µονάδες) (β) Να επεξηγήσετε τη λειτουργία τους. (5 µονάδες)
Μέρος Γ Αποτελείται από δύο (2) ερωτήσεις. Απαντήστε όλες τις ερωτήσεις. Στο τέλος κάθε ερωτήµατος αναφέρεται η βαθµολογία κάθε σωστής απάντησης Ερώτηση 1 : Σε εγκατάσταση µε ενεργό ισχύ 320kW υπό τάση 400V και cosφ 0,78 θέλουµε να αυξήσουµε το συντελεστή ισχύος σε 0,95. (α) Χρησιµοποιώντας το πίνακα στη µία περίπτωση να υπολογίσετε τη συστοιχία πυκνωτών που απαιτείτε. (12 µονάδες) (β) Χρησιµοποιώντας το νοµογράφηµα στην δεύτερη περίπτωση να υπολογίσετε και πάλι τη συστοιχία πυκνωτών που απαιτείτε. (8 µονάδες) [20 µονάδες] Ερώτηση 2 : Η θέση στην οποία τοποθετείτε ο πυκνωτής για την αντιστάθµιση είναι πολύ σηµαντική. Να αναφέρετε: (α) Πόσα είδη αντιστάθµισης υπάρχουν και ποια είναι αυτά; (8 µονάδες) (β) Να αναπτύξετε το κάθε είδος αντιστάθµισης και να δώσετε τα µειονεκτήµατα και τα πλεονεκτήµατα αν υπάρχουν για την κάθε περίπτωση και(10 µονάδες) (γ) Να αναφέρετε αν είναι δυνατή η εφαρµογή συνδυασµού αντιστάθµισης. (2 µονάδες) [20 µονάδες]