מה"ט מתקני חשמל ומערכות הספק (הנדסאים) — קיץ 2023 מועד א' (97162)

תאריך הבחינה: לא ידוע

טופס המבחן המלא להורדה — ומפתח התשובות עם פתרון מפורט לכל שאלה, אונליין. פתחו שאלה למטה: בשאלה סגורה בוחרים תשובה, בשאלה פתוחה נפתח הפתרון המלא (כניסה מהירה וחינם).

📄 הורדת טופס המבחן (PDF) ←פתרו את המבחן הזה אונליין — עם תשובות ופתרונות ←

למגמת הנדסת חשמל — שאלון ההנדסאים. לטכנאים שאלון מקביל, באותו מועד.

✓ פתרון מלא לכל שאלה · ✓ הסברים מלאים וחומרי לימוד · ✓ ליווי מורה AI · ✓ התחלה חינם

פתרון מפורט לכל שאלה — לא רק התשובה: הסבר שלב-אחר-שלב וניתוח הטעויות הנפוצות.

שאלות לדוגמה מהמבחן — פתרו עכשיו

בשאלה סגורה בוחרים תשובה; בשאלה פתוחה פותחים את הפתרון המלא (כניסה מהירה וחינם). אלו 3 מתוך 8 שאלות המבחן — את כולן תוכלו לפתור אונליין.

שאלה 1

מפעל תעשייתי מוזן מרשת תלת-מופעית $33 k V$ , הספק הקצר של רשת $33 k V$ הוא $125 M V A$ . במפעל, קיים מסדר חשמלי למתח גבוה ושנאי הספק בהספק נקוב של $1250 k V A$ בעל ערכים נקובים של $33/0.4 k V$ , הפסדי הריקם של השנאי הם $1200 W$ והפסדי הנחושת הנקובים הם $8600 W$ .

נתוני השנאי — קבוצת חיבורים Dyn11, $U_{k} [%] = 6.2%$ .

הלוח הראשי במפעל ממוקם בחדר החשמל הראשי. הלוח מזין ארבעה לוחות חשמל משניים. המתח במפעל הוא $400 V$ . הטבלה מציגה את עומס המפעל:

לוח חשמל	הספק מדומה [kVA]	מקדם הספק
1	250	0.85 השראתי
2	160	0.9 השראתי
3	120	0.83 השראתי
4	135	0.8 השראתי

סעיף א

מהו כושר הניתוק של המפסק הראשי של המתקן?

סעיף ב

במפעל, הותקנו סוללות קבלים בשיטת "קיזוז מרכזי". חשב את גודל סוללת הקבלים הנדרשת עבור מקדם הספק של 0.94, אם ידוע שהמתח הנקוב של סוללת הקבלים הוא $480 V$ ?

סעיף ג

מהו מקדם העמסת השנאי לאחר התיקון?

סעיף ד

מהי יכולת העמידה התרמית של פס הצבירה בלוח הראשי (הנח שתקלת קצר בלוח עשויה להימשך כ- $1 sec$ לכל היותר).

סעיף ה

מהנדס החשמל של המתקן טוען כי היה כדאי לתכנן את המתקן עם שני שנאים בהספק של $630 k V A$ העובדים במקביל:

שנאי 1- מתח $33/0.4 k V$ וקבוצת חיבורים Dyn11, $S_{n 1} = 630 k V A$ , $U_{k} [%] = 5%$ .

שנאי 2- מתח $33/0.4 k V$ וקבוצת חיבורים Dyn11, $S_{n 2} = 630 k V A$ , $U_{k} [%] = 4.7%$ .

מה הן היתרונות בתכנון של מהנדס החשמל לעומת התכנון הקיים?

סעיף ו

כיצד מתחלק העומס בין שני השנאים?

שאלה 2

באיור לשאלה 2, קו הרכבת הקלה בין כפר-סבא להרצליה, אורכו כ- $30 k m$ ובו כ-20 תחנות רכבת (בין כל תחנה קיים מרחק של $1.5 k m$ ). לכל חמש תחנות רכבת קיימת תחנת הזנה מתחנת השנאה בה קיים שנאי הספק $22/3.3 k V$ בגודל $8 M V A$ (בסה"כ קיימות ארבע תחנות השנאה). שנאי ההספק מחובר למיישר המחובר לקו העילי ולמסילת הרכבת ובמוצאו מתח של $1500 V$ (מתח ישר).

האנרגיה שצורכת הרכבת היא $240 k W h$ , עבור רכבת יחידה בכיוון אחד בלבד (הנח שהאנרגיה הנדרשת לכיוון האחר זהה). מקדם ההספק של הרכבת הוא 1.
המהירות הממוצעת היא 30 קמ"ש.
הרכבות ותחנות הרכבת פעילות בין השעות 06:00–22:00.
ההספק הנצרך עבור כל תחנה הוא $35 k W$ ומקדם ההספק הוא 0.82.
התנגדות התיל העילי והמסילה היא $0.02 Ω/ k m$ .
הפסדי הספק תיל עילי או מסילה בממוצע יהיה לפי $Δ P = I^{2} \cdot r_{0} \cdot \frac{L [ k m ] ^{2}}{2} [W]$

סעיף א

שנאי הזרם $200/5 A$ מציין זרם נמדד של $4.5 A$ בצדו השניוני. מהו המתח הנמדד על הרכבת הנמצאת בקצה המקטע (סוף התחנה החמישית)?

סעיף ב

שנאי הזרם $200/5 A$ מודד בממוצע זרם של $4 A$ בשעות הפעילות. חשב מהם ההפסדים עבור כל המקטעים בנסיעה של רכבת יחידה לשני הכיוונים (יש לשים לב לזמן הנסיעה של הרכבת).

סעיף ג

מהי צריכת האנרגיה היומית אם ידוע ש-64 רכבות משלימות ביום את כל המסלול (הלוך וחזור)? (יש להתחשב בהספק הרכבות ובהספק של כל תחנות הרכבת)

סעיף ד

בהמשך לסעיף ג', מהו מקדם ההספק הממוצע ביום?

שאלה 3

לאורכה של גדר בפארק הותקנו לוחות חשמל עבור מערכות השקיה אוטומטיות. ההזנה היא חד מופעית במתח נקוב של $230 V$ .

מוליכי הרשת מנחושת $ρ = \frac{1}{58} \frac{Ω \cdot m m ^{2}}{m}$ וההיגב ההשראתי של מוליכי הקו הוא $0.12 Ω/ k m$ .

האיור הבא לשאלה 3, מתאר את נתוני ופריסת הלוחות.

סעיף א

חשבו את שטחי החתך בקטעי הרשת השונים לפי קריטריון של צפיפות זרם אחידה כאשר מפל המתח המקסימלי הוא 3%.

סעיף ב

חשבו את הפסדי הקו.

סעיף ג

חשבו מהו גודל המתח בנקודה C.

סעיף ד

חשבו את זרם הקצר בנקודה D בין מוליך ה-N והפאזה (הזנח את עכבת הקצר של הרשת).

סעיף ה

חשבו את זרם ההלם בנקודה D בין מוליך ה-N והפאזה (הזנח את עכבת הקצר של הרשת).

כל שאלות המבחן — 8 שאלות, כל אחת עם פתרון מלא

לפי סדר המבחן. לוחצים על שאלה והמבחן נפתח בה: עונים, רואים פתרון מלא ומוסבר, וממשיכים לשאלה הבאה.

הנושאים הרשמיים בבחינה 97162

לפי תוכנית הלימודים הרשמית של מה"ט (מערכות הספק ומתקני חשמל) — אלו הנושאים שהבחינה נשענת עליהם:

מערכות חשמל תלת-מופעיות · 26 ש'
מבנה עקרוני של מערכת הספק עתירת אנרגיה · 6 ש'
חישוב ותכנון רשתות חלוקה · 30 ש'
מאפייני העומס החשמלי · 6 ש'
תכנון רשתות לפי שיקולים טכנו-כלכליים * · 14 ש'
זרם-קצר ברשתות · 28 ש'
מערכת הספק במתח-גבוה * · 24 ש'
מגבלת הבידוד במערכות הספק במתח-גבוה (חלק ב' – טכניקות מתח-גבוה) · 8 ש'
ציוד מיתוג במתח-גבוה · 16 ש'
סכמות תפעוליות של מסדרי מתח-גבוה · 6 ש'
הארקות במתקני מתח-גבוה · 10 ש'
מקורות מתח-יתר ברשתות מתח-גבוה · 8 ש'
הגנות במערכות מתח-גבוה · 10 ש'
אביזרי מיתוג: מפסקים ומגענים · 10 ש'
אביזרי חלוקה: מוליכים, כבלים ומובילים · 14 ש'
אביזרי הגנה מפני זרם יתר וזרם קצר - מבטחים · 12 ש'
אביזרי התנעה למנועי השראה · 8 ש'
מתקן תאורה · 20 ש'
לוח חשמל · 16 ש'
שיפור גורם-הספק · 12 ש'
מתקן הארקה · 10 ש'
בטיחות בחשמל ושיטות הגנה בפני התחשמלות · 12 ש'
בטיחות חשמל: תפעול ותחזוקה · 4 ש'
מתקני גיבוי אספקת חשמל · 10 ש'
תכנון חשמל במבנה מגורים רב קומות · 16 ש'
מקלט ציבורי/מרחב מוגן · 4 ש'
שנאי הספק – תפעול ותחזוקה · 6 ש'
תחנת השנאה · 6 ש'
תכנון מתקן המוזן במתח גבוה · 16 ש'
חוק החשמל · 16 ש'

המקור: תוכנית הלימודים הרשמית של מה"ט (משרד העבודה).

פתרו את המבחן המלא — עם משוב על כל תשובה

כל שאלות המבחן, פתרון מפורט, משוב אישי ומעקב התקדמות. בדיוק מה שצריך כדי לעבור.

התחילו לתרגל — חינם ←

→ לכל מבחני הכן את עצמך למבחן מה"ט מערכות הספק ומתקני חשמל