מה"ט מתקני חשמל ומערכות הספק (הנדסאים) — אביב 2024 מועד ב' (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 לוגיסטיקה למזון מוזן מרשת תלת-מופעית $13.8 k V$ , הספק הקצר של רשת $13.8 k V$ הוא $200 M V A$ . שנאי ההספק המזין את המפעל נמצא בחדר השנאה ובעל הנתונים הבאים:

$S_{n} = 1250 k V A; \frac{U _{1}}{U _{2}} = \frac{13.8 k V}{0.4 k V}; Δ P_{C U} = 17 k W; Δ P_{C U} = 17 k W; u_{k} [%] = 6.6$

הלוח הראשי למתח נמוך במפעל מתוכנן להיות ממוקם בחדר החשמל הראשי שצמוד לחדר ההשנאה. המפעל בעל יסודות באדמה. לוח החשמל הראשי של המפעל במתח נמוך מזין ארבעה לוחות חשמל משניים. המתח הנמוך במפעל הוא $400 V$ . הטבלה מציגה את עומס המפעל.

לוח חשמל	זרם העבודה הממושך [A]	מקדם הספק בלוח החשמל
1	150	0.85 השראתי
2	191	0.9 השראתי
3	88	0.83 השראתי
4	278	0.8 השראתי

סעיף א

מהי שיטת ההגנה בפני חשמול במפעל? (נמקו את תשובתך).

סעיף ב

קבעו מהו המיקום האידיאלי עבור הלוח הראשי של המתקן בהתאם לאיור המצורף.

סעיף ג

מפסק הזרם הראשי תוכנן לבצע הפסקה במקרה של קצר בפסי הצבירה בלוח החשמל הראשי בזמן של $0.5 sec$ . מהי העמידות התרמית הנדרשת מפסי הצבירה בלוח במפרט היצרן (עמידות התרמית בדפי היצרן רשומה בעבור זמן של $2 sec$ )?

סעיף ד

קו ההזנה המתוכנן מהלוח הראשי ללוח מספר 4 יותקן על גבי סולם כבלים, הטמפרטורה האופפת של האויר נעה בין $35° C$ ל- $45° C$ . הקו מורכב משני כבלים רב גידיים בעלי מוליך אלומיניום ובידוד המתאים ל- $90° C$ . על גבי סולם הכבלים מותקנים בצמידות עוד ארבעה כבלים רב גידיים. קבעו מהו שטח החתך המסחרי המינימלי הנדרש לקו ההזנה ללוח 4 מהיבט של העמסת יתר בלבד.

סעיף ה

במפעל, הותקנו סוללות קבלים בשיטה קבוצתית. חשבו את גודל מפסק הזרם בהתאם לחוק החשמל עבור סוללת הקבלים הנדרשת עבור מקדם הספק של 0.92, עבור לוח מספר 4 בלבד.

שאלה 2

בדרום הארץ, קיים שדה לגידול תפוחי אדמה. בקרבת השדה קיים בית מלאכה. הספק בית המלאכה הוא $350 k W$ ומקדם ההספק של המתקן 0.93.

קו ההזנה מותקן בקרקע במרחק של $100 m$ ממונה החשמל. הקרקע היא בעלת התנגדות תרמית סגולית של $2.0 K m / W$ והטמפרטורה האופפת של הקרקע נעה בין $40° C$ ל- $45° C$ . הקו מורכב משלושה כבלים רב גידיים בעלי מוליך נחושת ובידוד המתאים ל- $90° C$ , בתוך צינור ללא מעגלים נוספים.

לאחר מחקר שפורסם בנושא גידול תפוחי אדמה במתקנים אגרו-וולטאים (שילוב משותף בקרקע לצורכי ייצור חשמל סולארי וגידול חקלאי) החליט בעלי המתקן לשקול הקמה של מערכת פוטו-וולטאית.

עלות הצריכה של $1 k W h$ היא 48 אגורות.

עלות ייצור החשמל מהמערכת הפוטו-וולטאית הוא 30 אגורות ל- $1 k W h$ .

עלות ההקמה של מערכת פוטו-וולטאית היא כ-1000 ש"ח לכל $1 k W$ .

הנח שזמן ניצול עומס מקסימלי של מערכת פוטו-וולטאית הוא 30% בלבד.

הנח שזמן ניצול עומס מקסימלי של בית המלאכה הוא 70% בלבד.

הריבית והפחת השנתיים בגין ההשקעה הכוללת הם 10% ממחיר ההשקעה (התקנה והגדלת החיבור).

ערכים נקובים של מפסקים אוטומטים (מובא לאחר סעיף א'): 2A; 4A; 6A; 10A; 16A; 20A; 25A; 32A; 40A; 50A; 63A; 80A; 100A; 125A; 160A; 200A; 250A; 400A; 500A; 630A; 800A; 1000A; 1250A

סעיף א

מהו גודלו של המפסק הראשי של המתחם בלוח החשמל הראשי (טרם חיבורה והקמתה של המערכת הפוטו-וולטאית)?

סעיף ב

מהו שטח החתך של כבלי ההזנה משיקולי העמסת יתר בלבד?

סעיף ג

בכמה זמן הבעלים של בית המלאכה ושל שדה הגידול יחזירו את ההשקעה בהקמת המערכת הפוטו-וולטאית בהספק של $350 k W$ ?

סעיף ד

חשבו את הפסדי האנרגיה השנתיים לאורך קו ההזנה (לאחר חיבורה והקמתה של המערכת הפוטו-וולטאית שתוארה בסעיף ג')?

סעיף ה

הסבירו בצורה איכותית אם ההספק הפעיל של בית המלאכה ישתנה כתלות בגודל המערכת הפוטו-וולטאית שתוקם.

שאלה 3

באיור לשאלה 3 נתונה רשת תלת-מופעית במתח נמוך. ההיגב ההשראתי של מוליכי הרשת זניח. מתח הרשת הנקוב הוא $0.69 k V$ . הרשת מוזנת משני מקורות מתח שונים, ידוע שמוליכי הרשת מנחושת הם בעלי התנגדות סגולית של $ρ = \frac{1}{58} \frac{Ω \cdot m m ^{2}}{m}$ .

שטח החתך במקטעים ABCDE הוא $120 m m^{2}$ .

שטח החתך במקטע CF הוא $50 m m^{2}$ .

סעיף א

חשבו את הזרם בכל קטע וקטע.

סעיף ב

באיזו נקודה המתח הוא המתח המזערי, מהו ערכו של מתח זה?

סעיף ג

חשבו את הפסדי ההספק של הרשת.

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