מה"ט מתקני חשמל ומערכות הספק (הנדסאים) — אביב 2024 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 9 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 $500 M V A$ . במפעל קיים חדר מתח גבוה ובו מסדר חשמלי למתח גבוה ושני שנאי הספק. כל שנאי הוא בעל הספק נקוב של $5 M V A$ ובעל ערכים נקובים של $33/0.4 k V$ , הפסדי הריקם של שנאי בודד הם $4 k W$ והפסדי הנחושת הנקובים הם $27 k W$ .

נתוני השנאי — קבוצת חיבורים Dyn11 $U_{k} (%) = 7.5%$ .

הלוח הראשי במפעל ממוקם בחדר החשמל הראשי ומוזן משני השנאים, חדר החשמל סמוך לחדר המתח הגבוה. למבנה המפעל קיימת הארקת יסוד. לכל שנאי בוצעה הארקת שיטה בנפרד לפס השוואת הפוטנציאלים.

קיים בלוח החשמל מפסק מקשר בין פסי הצבירה של שני השנאים. הלוח מזין ארבעה לוחות חשמל משניים.

המתח במפעל הוא $400 V$ . הטבלה מציגה את עומס המפעל.

לוח חשמל	הספק מדומה [kVA]	מקדם הספק	מקור הזנה בשגרה
1	1550	0.85 השראתי	שנאי 1
2	1260	0.9 השראתי	שנאי 1
3	1620	0.83 השראתי	שנאי 2
4	1135	0.8 השראתי	שנאי 2

סעיף א

מהו כושר הניתוק של המפסק הראשי של שנאי 1 בצד המתח הנמוך (הניחו שהשנאים לא יכולים להיות מחוברים במקביל)?

סעיף ב

במפעל, הותקנו סוללות קבלים בשיטת "קיזוז מרכזי" לשנאי 1. מהו גודל סוללת הקבלים הנדרשת עבור מקדם הספק של 0.94, אם ידוע שהמתח הנקוב של סוללת הקבלים הוא $480 V$ ?

סעיף ג

מהי שיטת ההגנה בפני חשמול במפעל? (נמקו את תשובתכם)

סעיף ד

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

סעיף ה

בהסתמך על נתוני השאלה, האם המפסק המקשר בין שני השנאים יהיה בעל שלושה קטבים או בעל ארבעה קטבים (נמקו את תשובתכם)?

שאלה 2

מועדון קאנטרי חדש נבנה בקרבה לשכונת מגורים חדשה הנמצאת במרכז הארץ. המועדון מקבל הזנה תלת מופעית ברמת המתח הנמוך. השנאי המזין את המועדון נמצא על עמוד החשמל בקרבתו, לוח החשמל הראשי צמוד למונה החשמל של ההספק החיוני. גודל החיבור של מועדון הקאנטרי החדש שנבנה הוא $3 \times 800 A$ .

חשמלאי המתקן ביצע בדיקה בלוח החשמל הראשי של מועדון הקאנטרי (לוח מתכתי).

לאחר בדיקת לולאת התקלה התקבלו התוצאות הבאות:

בדיקת לולאת תקלה	L1-N	L1-PE	L1-L2
עכבת לולאת התקלה $[m Ω]$	$45 + j 10$	$43 + j 8$	$57 + j 12$
זרם התקלה $[k A]$	4.89	5.25	6.8

סעיף א

מהי שיטת ההגנה בפני חשמול בקאנטרי החדש בשכונה? (נמקו את תשובתכם)

סעיף ב

שנאי העמוד הוא בעל הנתונים $22/0.4 k V$ וקבוצת החיבורים Dyn11. אופיין נתיך המתח הגבוה מוצג באיור. קיימת דרישה שזרם תקלה בצד המתח הנמוך (בין הפאזה לאדמה) לא יגרום לזרם שעלול לגרום להתכת הנתיך בזמן הקטן מ- $2 sec$ . האם אופיין הנתיך שבאיור מתאים לדרישה זו?

סעיף ג

מהו הספק הקצר התלת מופעי המתמיד?

סעיף ד

מהי הזווית של מתח הרשת ( $α$ ) שבה הרכיב האקספוננציאלי (רכיב הזרם הישר) הוא מקסימלי עבור לולאת תקלה לאדמה (L1-PE)?

סעיף ה

בהנחה שזווית המתח בזמן הקצר שווה לזווית מעגל הקצר $φ_{U} = φ_{k}$ , מהו גודל זרם הקצר ברגע $t = 0.015 sec$ ?

סעיף ו

במועדון קאנטרי קיימת בריכת שחייה. במרחק של שלושה מטר משפת הבריכה קיים בית תקע. חשמלאי המתקן זיהה כי לא קיים מוליך הארקה המחובר לשפופרת הארקה בבית התקע. מהי שיטת ההגנה בפני חשמול של הציוד שיחובר לבית התקע? ציינו מהי מטרת שיטת ההגנה הזו בפני חשמול!

שאלה 3

באיור לשאלה 3 נתונה רשת תלת מופעית במתח גבוה. ההיגב ההשראתי של מוליכי הרשת הוא $0.12 Ω/ k m$ . מתח הרשת הנקוב הוא $3.6 k V$ . הרשת אינה מאפשרת חיבור בו זמני של מתגים SW1 ו-SW2. לפי החלטת המתכנן מתג SW1 נמצא במצב פתוח ומתג SW2 נמצא במצב סגור.

סעיף א

חשבו את ההספק בכל קטע וקטע.

סעיף ב

חשבו וקבעו את שטח החתך האחיד (המסחרי) של מוליכי הרשת, אם ידוע שמגבלת מפלי המתח המקסימלית ברשת היא 5% בלבד ואם ידוע שמוליכי הרשת עשויים מאלומיניום $ρ = \frac{1}{34} \frac{Ω \cdot m m ^{2}}{m}$ .

סעיף ג

חשבו את הפסדי הרשת בקטע B-C.

סעיף ד

קבעו האם החלטת המתכנן לגבי המתגים גורמת לחיסכון בחשמל?

סעיף ה

אם רמת המתח שנבחרה הייתה $7.2 k V$ , מה היה החיסכון האנרגטי בהשוואה למצב הנתון (שימוש בשטח החתך שנקבע בסעיף ב')?

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