Λύσεις ερωτήσεων-ασκήσεων κεφ. 5 (Ομάδες Α, Β, Γ) (σελ. 113-117) – ΕΙΔΙΚΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Β΄ ΤΕΥΧΟΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

ΕΙΔΙΚΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Β΄ ΤΕΥΧΟΣ Γ΄ ΕΠΑΛ ΕΙΔΙΚΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Β΄ ΤΕΥΧΟΣ Γ΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις ερωτήσεων-ασκήσεων κεφ. 5 (Ομάδες Α, Β, Γ) (σελ. 113-117) – ΕΙΔΙΚΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Β΄ ΤΕΥΧΟΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις ερωτήσεων-ασκήσεων κεφ. 5 (Ομάδες Α, Β, Γ) (σελ. 113-117)

Πλήρεις λύσεις των ερωτήσεων-ασκήσεων του κεφαλαίου 5 — οι είκοσι μία προτάσεις Σωστού-Λάθους της Ομάδας Α με αιτιολόγηση, οι εννέα ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής και αντιστοίχισης της Ομάδας Β και οι έξι ανοικτές ερωτήσεις της Ομάδας Γ.

Ομάδα Α, ερωτήσεις 1-6 — Σωστό ή Λάθος — δίκτυο, γεννήτρια και διέγερση

Ερώτηση: Ομάδα Α: (Αιτιολογήστε τις απαντήσεις σας) 1. Η ηλεκτρική συχνότητα του δικτύου της ΔΕΗ είναι πάντα σταθερή και ίση με 50 Hz. 2. Η ενεργός τιμή τάσης 207 / 360 V του δικτύου μιας εταιρείας διανομής ηλεκτρικής ενέργειας είναι μέσα στα παραδεκτά όρια. 3. Στα Η/Ζ χρησιμοποιούνται κυρίως γεννήτριες με ψήκτρες. 4. Στο επαγωγικό τύλιγμα τύμπανου του δρομέα της διεγέρτριας δημιουργείται συνεχές ρεύμα. 5. Η ανορθωτική γέφυρα που παρεμβάλλεται μεταξύ του επαγωγικού τυλίγματος της διεγέρτριας και του τυλίγματος πεδίου της κύριας γεννήτριας μετατρέπει το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο. 6. Η κύρια γεννήτρια χαρακτηρίζεται ως αυτοδιεγειρόμενη, όταν τροφοδοτεί η ίδια το τύλιγμα του πεδίου της διεγέρτριας.

Απάντηση:

Οι απαντήσεις | # | Σ/Λ | Αιτιολόγηση | |---|---|---| | 1 | Λάθος | οι εταιρείες παραγωγής και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, για αιτίες που τις περισσότερες φορές δεν εξαρτώνται από αυτές… δεν μπορούν να εξασφαλίσουν πάντοτε την κατάλληλη τάση και συχνότητα (σελ. 96) — τα 50 Hz είναι ονομαστική τιμή, όχι εγγυημένη | | 2 | Σωστό | η φασική τάση μπορεί να λαμβάνει τιμές στην περιοχή μεταξύ 207 και 244 V, ενώ η πολική τάση μεταξύ 360 και 424 V (υποσημείωση σελ. 96) — το 207/360 V είναι ακριβώς το κάτω όριο | | 3 | Λάθος | στα Η/Ζ χρησιμοποιούνται κυρίως γεννήτριες περιστρεφόμενου πεδίου, χωρίς ψήκτρες, αυτοδιεγειρόμενες (σελ. 101)· σύγχρονες γεννήτριες με ψήκτρες κατασκευάζονται μόνο για μικρή ισχύ (σελ. 99) | | 4 | Λάθος | η διεγέρτρια είναι γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος (σελ. 99), άρα στο επαγωγικό της τύλιγμα δημιουργείται εναλλασσόμενο ρεύμα — γι' αυτό ακριβώς παρεμβάλλεται ανορθωτική γέφυρα (σελ. 100) | | 5 | Λάθος | παρεμβάλλεται ανορθωτική γέφυρα, η οποία μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές (σελ. 100) — αντίστροφα από όσα λέει η πρόταση | | 6 | Σωστό | η τροφοδοσία του τυλίγματος πεδίου της διεγέρτριας γίνεται: από την κύρια γεννήτρια, οπότε χαρακτηρίζεται ως αυτοδιεγειρόμενη (σελ. 100) |

Οι ονομαστικές τιμές του δικτύου (σελ. 96): συχνότητα 50 Hz και ενεργός τιμή τάσης φασική 230 / πολική 400 V. | Περίοδος | Επιτρεπτή απόκλιση | Φασική | Πολική | |---|---|---|---| | μέχρι 1.1.2004 | +6% και -10% | 207 - 244 V | 360 - 424 V | | από 1.1.2004 | ±10% | 207 - 253 V | 360 - 440 V |

Γιατί αποφεύγονται οι ψήκτρες (σελ. 99): απαιτείται συχνή αντικατάσταση των ψηκτρών λόγω φθοράς από τριβή· προκαλούν μεγάλη πτώση τάσης, ιδιαίτερα όταν το συνεχές ρεύμα έχει μεγάλη ένταση.

Η αλυσίδα της διέγερσης χωρίς ψήκτρες (σελ. 99-100) | Βήμα | Στοιχείο | Ρεύμα | |---|---|---| | 1 | τύλιγμα πεδίου διεγέρτριας (στον στάτη) | συνεχές, από τον A.V.R. | | 2 | επαγωγικό τύλιγμα διεγέρτριας (στον δρομέα) | εναλλασσόμενο | | 3 | ανορθωτική γέφυρα (περιστρεφόμενη) | AC → DC | | 4 | πηνίο διέγερσης κύριας γεννήτριας (στον δρομέα) | συνεχές | | 5 | επαγωγικό τύλιγμα κύριας γεννήτριας (στον στάτη) | εναλλασσόμενο — η έξοδος | Έτσι καμία ηλεκτρική σύνδεση δεν χρειάζεται να περάσει από ακίνητο σε περιστρεφόμενο μέρος.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι προτάσεις 2 και 6 είναι Σωστές, ενώ οι προτάσεις 1, 3, 4 και 5 είναι Λάθος. Η πρώτη είναι Λάθος, γιατί τα πενήντα χερτς είναι ονομαστική τιμή: οι εταιρείες παραγωγής και διανομής, για αιτίες που τις περισσότερες φορές δεν εξαρτώνται από αυτές, δεν μπορούν να εξασφαλίσουν πάντοτε την κατάλληλη τάση και συχνότητα. Η δεύτερη είναι Σωστή, γιατί η φασική τάση επιτρέπεται να κυμαίνεται από διακόσια επτά έως διακόσια σαράντα τέσσερα βολτ και η πολική από τριακόσια εξήντα έως τετρακόσια είκοσι τέσσερα, οπότε το διακόσια επτά προς τριακόσια εξήντα είναι ακριβώς το κάτω όριο. Η τρίτη είναι Λάθος, γιατί στα Η/Ζ χρησιμοποιούνται κυρίως γεννήτριες περιστρεφόμενου πεδίου, χωρίς ψήκτρες, αυτοδιεγειρόμενες, ενώ γεννήτριες με ψήκτρες κατασκευάζονται μόνο για μικρή ισχύ. Η τέταρτη είναι Λάθος, γιατί η διεγέρτρια είναι γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος, οπότε στο επαγωγικό της τύλιγμα δημιουργείται εναλλασσόμενο ρεύμα. Η πέμπτη είναι Λάθος, γιατί η ανορθωτική γέφυρα κάνει ακριβώς το αντίστροφο, δηλαδή μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές. Και η έκτη είναι Σωστή, γιατί η κύρια γεννήτρια χαρακτηρίζεται αυτοδιεγειρόμενη όταν τροφοδοτεί η ίδια το τύλιγμα πεδίου της διεγέρτριας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Α, ερωτήσεις 7-12 — Σωστό ή Λάθος — σύγχρονες γεννήτριες, πόλοι, A.V.R. και επιλογή ισχύος

Ερώτηση: 7. Οι γεννήτριες ονομάζονται σύγχρονες, όταν η ταχύτητα περιστροφής του δρομέα (n σε στρ/min) και η ηλεκτρική συχνότητα της τάσης (f σε Hz) βρίσκονται σε σταθερή σχέση. 8. Όσο περισσότερους πόλους έχει μια γεννήτρια, τόσο μεγαλύτερη πρέπει να είναι η ταχύτητα περιστροφής του δρομέα, για να έχουμε τη σταθερή συχνότητα τάσης των 50Hz. 9. Ο αυτόματος ρυθμιστής τάσης ελέγχει την ένταση του μαγνητικού πεδίου της γεννήτριας. 10. Για να καλυφθεί η μελλοντική αύξηση του φορτίου από ένα Η/Ζ, η ισχύς της γεννήτριας προσαυξάνεται κατά 40%. 11. Η ισχύς της γεννήτριας ενός Η/Ζ, όσον αφορά τα φορτία των κινητήρων, εξαρτάται μόνο από την ισχύ που απορροφούν στην κανονική λειτουργία. 12. Η ισχύς της γεννήτριας ενός Η/Ζ μειώνεται όσο η θερμοκρασία του αέρα του χώρου εγκατάστασης είναι μεγαλύτερη από 25 °C.

Απάντηση:

Οι απαντήσεις | # | Σ/Λ | Αιτιολόγηση | |---|---|---| | 7 | Σωστό | οι γεννήτριες ονομάζονται σύγχρονες, επειδή η ταχύτητα περιστροφής του δρομέα (n σε στρ/min) και η ηλεκτρική συχνότητα… βρίσκονται σε συγχρονισμό, δηλαδή μεταξύ τους υπάρχει… σταθερή σχέση (σελ. 101) | | 8 | Λάθος | από τη σχέση f = n · P / 120 προκύπτει n = 120 · f / P — με σταθερή συχνότητα 50 Hz, όσο αυξάνει ο αριθμός των πόλων P, τόσο μειώνεται η ταχύτητα n | | 9 | Σωστό | ο αυτόματος ρυθμιστής τάσης είναι σύστημα αυτοματισμού κλειστού βρόχου, το οποίο διατηρεί σταθερή τη τάση της γεννήτριας… ελέγχοντας την ένταση του μαγνητικού πεδίου (σελ. 101) | | 10 | Λάθος | για να καλυφθεί μελλοντική αύξηση του φορτίου, η ισχύς που υπολογίσθηκε προσαυξάνεται κατά 15 έως 20% (σελ. 102) | | 11 | Λάθος | η απαίτηση ισχύος των ηλεκτρικών κινητήρων κατά την εκκίνηση είναι πολύ μεγαλύτερη από την απαίτηση σε κανονική λειτουργία· όταν το ηλεκτρικό φορτίο της γεννήτριας περιέχει και ηλεκτρικούς κινητήρες, τότε στον υπολογισμό της ισχύος του πρέπει να λαμβάνεται υπόψη και η επιπλέον ισχύς που απαιτείται κατά την εκκίνησή τους (σελ. 103) | | 12 | Λάθος | ο σχεδιασμός της γεννήτριας γίνεται για θερμοκρασία περιβάλλοντος 40 °C. Όταν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι μεγαλύτερη από 40 °C… η ισχύς της πρέπει να μειωθεί (σελ. 103) — το όριο είναι 40 °C, όχι 25 °C |

Ο πίνακας ταχυτήτων για 50 Hz (από n = 120 · f / P) | Πόλοι P | Ταχύτητα n | |---|---| | 2 | 3000 στρ/min | | 4 | 1500 στρ/min | | 6 | 1000 στρ/min | | 8 | 750 στρ/min | Το βιβλίο χρησιμοποιεί άλλωστε το παράδειγμα των 1500 στρ/min για 50 Hz στη λειτουργία με πτώση (σελ. 106): εάν η ταχύτητα χωρίς φορτίο είναι 1545 στρ/min και η συχνότητα 51,5 Hz, με πτώση 3% στο πλήρες φορτίο η ταχύτητα πέφτει στις 1500 στρ/min.

Οι τέσσερις παράγοντες της ισχύος (σελ. 102): το ηλεκτρικό φορτίο που προβλέπεται να τροφοδοτήσει· τα φορτία εκκίνησης· τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος και το υψόμετρο από τη θάλασσα.

Οι συντελεστές υψομέτρου (σελ. 104): 1500 m → 0,97· 2000 m → 0,94· 2500 m → 0,91 — η μείωση απαιτείται λόγω της μείωσης της πυκνότητας του αέρα και επομένως της μικρότερης μεταφοράς θερμότητας από τον αέρα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι προτάσεις 7 και 9 είναι Σωστές, ενώ οι προτάσεις 8, 10, 11 και 12 είναι Λάθος. Η έβδομη είναι Σωστή, γιατί οι γεννήτριες ονομάζονται σύγχρονες ακριβώς επειδή η ταχύτητα περιστροφής του δρομέα και η ηλεκτρική συχνότητα βρίσκονται σε συγχρονισμό, δηλαδή σε σταθερή σχέση. Η όγδοη είναι Λάθος, γιατί από τη σχέση εφ ίσον εν επί πι δια εκατόν είκοσι προκύπτει ότι, με σταθερή συχνότητα πενήντα χερτς, όσο αυξάνει ο αριθμός των πόλων τόσο μειώνεται η ταχύτητα: για δύο πόλους απαιτούνται τρεις χιλιάδες στροφές, για τέσσερις χίλιες πεντακόσιες, για έξι χίλιες. Η ένατη είναι Σωστή, γιατί ο αυτόματος ρυθμιστής τάσης διατηρεί σταθερή την τάση ελέγχοντας ακριβώς την ένταση του μαγνητικού πεδίου. Η δέκατη είναι Λάθος, γιατί η προσαύξηση για μελλοντική αύξηση του φορτίου είναι δεκαπέντε έως είκοσι τοις εκατό. Η ενδέκατη είναι Λάθος, γιατί η απαίτηση ισχύος των κινητήρων κατά την εκκίνηση είναι πολύ μεγαλύτερη από την κανονική λειτουργία και πρέπει να λαμβάνεται υπόψη. Και η δωδέκατη είναι Λάθος, γιατί το όριο είναι οι σαράντα βαθμοί, για τους οποίους γίνεται ο σχεδιασμός της γεννήτριας, και όχι οι είκοσι πέντε.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Α, ερωτήσεις 13-18 — Σωστό ή Λάθος — εκκίνηση, μπαταρίες, βάση και ρυθμιστής ταχύτητας

Ερώτηση: 13. Το ηλεκτρικό σύστημα εκκίνησης των Η/Ζ είναι διαφορετικό από το σύστημα εκκίνησης των αυτοκινήτων. 14. Οι μπαταρίες που χρησιμοποιούνται στην εκκίνηση των Η/Ζ είναι συνήθως μολύβδου, με τάση 12 ή 24V DC. 15. Η συστοιχία μπαταριών που υπάρχει σε ένα Η/Ζ επαρκεί συνήθως για 12 συνεχόμενες προσπάθειες εκκίνησης του κινητήρα. 16. Όταν το Η/Ζ λειτουργεί, οι μπαταρίες για την εκκίνηση φορτίζονται από το δίκτυο της ΔΕΗ. 17. Στις βάσεις στήριξης των κινητήρων χρησιμοποιούνται αντικραδασμικά, για να μην μεταφέρονται οι κραδασμοί στο κτίριο. 18. Ο ρυθμιστής ταχύτητας διατηρεί σταθερή τη ταχύτητα του κινητήρα και συνεπώς και την τάση της γεννήτριας.

Απάντηση:

Οι απαντήσεις | # | Σ/Λ | Αιτιολόγηση | |---|---|---| | 13 | Λάθος | το ηλεκτρικό σύστημα εκκίνησης είναι παρόμοιο με το σύστημα εκκίνησης των αυτοκινήτων, δηλαδή τα βασικά μέρη του είναι ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος (μίζα) και οι συσσωρευτές (μπαταρίες) που το τροφοδοτούν (σελ. 105) | | 14 | Σωστό | διατίθενται για τάση 12 ή 24V DC και χρησιμοποιούν μπαταρίες μολύβδου (σελ. 105) | | 15 | Λάθος | η συστοιχία μπαταριών που προσφέρεται μαζί με Η/Ζ επαρκεί συνήθως για 5 έως 7 συνεχόμενες προσπάθειες εκκίνησης του κινητήρα (σελ. 105) | | 16 | Λάθος | οι μπαταρίες φορτίζονται από τη γεννήτρια, όταν το Η/Ζ λειτουργεί, και από ξεχωριστό αυτόματο φορτιστή… ο οποίος τροφοδοτείται από το δίκτυο της ΔΕΗ, όταν η γεννήτρια δε λειτουργεί (σελ. 105) — δηλαδή αντίστροφα από όσα λέει η πρόταση | | 17 | Σωστό | η βάση… φέρει πλαστικά αντικραδασμικά στηρίγματα, για να μην μεταφέρονται οι κραδασμοί στο κτίριο (σελ. 110) | | 18 | Λάθος | ο ρυθμιστής ταχύτητας διατηρεί σταθερή τη συχνότητα, όχι την τάση: η μεταβολή της ταχύτητας του κινητήρα έχει ως συνέπεια τη μεταβολή της ηλεκτρικής συχνότητας (σελ. 106)· την τάση τη διατηρεί σταθερή ο αυτόματος ρυθμιστής τάσης (σελ. 101) |

Η κρίσιμη διάκριση των δύο ρυθμιστών | | Ρυθμιστής ταχύτητας (κυβερνήτης) | Αυτόματος ρυθμιστής τάσης (A.V.R.) | |---|---|---| | ανήκει | στον κινητήρα | στη γεννήτρια | | ελέγχει | την ταχύτητα του κινητήρα | την ένταση του μαγνητικού πεδίου | | σταθεροποιεί | τη συχνότητα (50 Hz) | την τάση (230/400 V) | | ακρίβεια | ±0,25% σε ισόχρονη λειτουργία | ±0,5 έως ±2 από την τάση αναφοράς |

Γιατί η φόρτιση γίνεται με δύο τρόπους (σελ. 105): επειδή το Η/Ζ δεν λειτουργεί τον περισσότερο χρόνο. Όταν λειτουργεί, η ίδια η γεννήτρια φορτίζει· όταν δεν λειτουργεί, αναλαμβάνει ο αυτόματος φορτιστής… κατάλληλος για συντηρητική φόρτιση από τη ΔΕΗ. Και όπως τονίζει το βιβλίο (σελ. 105): η κυριότερη αιτία που δεν ξεκινούν τα Η/Ζ είναι οι αφόρτιστες μπαταρίες.

Και τα δύο συστήματα εκκίνησης (σελ. 105): το ηλεκτρικό και το υδραυλικό. Το υδραυλικό σύστημα χρησιμοποιείται σε πολύ μεγάλης ισχύος μονάδες Η/Ζ, όπου η εκκίνηση με το ηλεκτρικό σύστημα είναι αδύνατη.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι προτάσεις 14 και 17 είναι Σωστές, ενώ οι προτάσεις 13, 15, 16 και 18 είναι Λάθος. Η δέκατη τρίτη είναι Λάθος, γιατί το ηλεκτρικό σύστημα εκκίνησης είναι παρόμοιο με το σύστημα εκκίνησης των αυτοκινήτων, δηλαδή αποτελείται από τη μίζα και τους συσσωρευτές. Η δέκατη τέταρτη είναι Σωστή, γιατί τα συστήματα διατίθενται για τάση δώδεκα ή είκοσι τεσσάρων βολτ συνεχούς και χρησιμοποιούν μπαταρίες μολύβδου. Η δέκατη πέμπτη είναι Λάθος, γιατί η συστοιχία επαρκεί συνήθως για πέντε έως επτά συνεχόμενες προσπάθειες εκκίνησης. Η δέκατη έκτη είναι Λάθος, γιατί ισχύει το αντίστροφο: όταν το Η/Ζ λειτουργεί, οι μπαταρίες φορτίζονται από τη γεννήτρια, ενώ από τον αυτόματο φορτιστή που τροφοδοτείται από το δίκτυο φορτίζονται όταν η γεννήτρια δεν λειτουργεί. Η δέκατη έβδομη είναι Σωστή, γιατί η βάση φέρει πλαστικά αντικραδασμικά στηρίγματα ακριβώς για να μην μεταφέρονται οι κραδασμοί στο κτίριο. Και η δέκατη όγδοη είναι Λάθος, γιατί ο ρυθμιστής ταχύτητας σταθεροποιεί τη συχνότητα και όχι την τάση· την τάση τη διατηρεί σταθερή ο αυτόματος ρυθμιστής τάσης, ελέγχοντας την ένταση του μαγνητικού πεδίου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Α, ερωτήσεις 19-21 — Σωστό ή Λάθος — μεταγωγή και προστασία της γεννήτριας

Ερώτηση: 19. Η μεταγωγή του φορτίου από το δίκτυο στη γεννήτρια του Η/Ζ γίνεται μόνο χειροκίνητα. 20. Για την προστασία της γεννήτριας Η/Ζ από την υπερφόρτωση, ο αυτόματος διακόπτης της γεννήτριας (Circuit Breaker) διαθέτει ηλεκτρομαγνητικό στοιχείο. 21. Για την προστασία της γεννήτριας Η/Ζ από βραχυκυκλώματα ο αυτόματος διακόπτης της γεννήτριας (Circuit Breaker) διαθέτει θερμικό στοιχείο.

Απάντηση:

Οι απαντήσεις | # | Σ/Λ | Αιτιολόγηση | |---|---|---| | 19 | Λάθος | στα Η/Ζ διακρίνουμε δύο τρόπους λειτουργίας: χειροκίνητη και αυτόματη· στην αυτόματη, μετά την εκκίνηση του Η/Ζ, γίνεται μεταγωγή του ηλεκτρικού φορτίου από την κύρια πηγή στη γεννήτρια (σελ. 111) | | 20 | Λάθος | διαθέτει θερμικό στοιχείο για προστασία από υπερφόρτιση και ηλεκτρομαγνητικό στοιχείο για προστασία από βραχυκυκλώματα (σελ. 109) — η πρόταση αντιστρέφει τα δύο στοιχεία | | 21 | Λάθος | ομοίως αντεστραμμένη: το βραχυκύκλωμα το αναλαμβάνει το ηλεκτρομαγνητικό στοιχείο (σελ. 109) |

Γιατί το κάθε στοιχείο για κάθε σφάλμα | Σφάλμα | Στοιχείο | Λόγος | |---|---|---| | υπερφόρτιση | θερμικό | είναι μέτρια υπέρβαση ρεύματος που διαρκεί· η διμεταλλική λυχνία θερμαίνεται σταδιακά και αποζεύγει με χρονική καθυστέρηση, χωρίς να ενοχλείται από στιγμιαία ρεύματα εκκίνησης | | βραχυκύκλωμα | ηλεκτρομαγνητικό | είναι τεράστιο ρεύμα που πρέπει να διακοπεί ακαριαία — το πηνίο ενεργεί στιγμιαία |

Ο πλήρης εξοπλισμός προστασίας του πίνακα (σελ. 109-110) | Προστασία | Στοιχείο | |---|---| | γεννήτρια από υπερφόρτιση και βραχυκύκλωμα | αυτόματος τριπολικός διακόπτης (Circuit Breaker) με θερμικό και ηλεκτρομαγνητικό στοιχείο | | κινητήρας από υπερτάχυνση | διακόπτει τη λειτουργία του Η/Ζ και ενεργοποιεί την ενδεικτική λυχνία υπερτάχυνσης και τη σειρήνα | | κινητήρας από χαμηλή πίεση λαδιού | διακόπτει τη λειτουργία του Η/Ζ και ενεργοποιεί την ενδεικτική λυχνία λαδιού και τη σειρήνα | | κινητήρας από υψηλή θερμοκρασία νερού ψύξης | διακόπτει τη λειτουργία του Η/Ζ και ενεργοποιεί λυχνία και σειρήνα |

Η αυτόματη μεταγωγή βήμα προς βήμα (σελ. 111) | # | Ενέργεια | |---|---| | 1 | μετά την αποτυχία του δικτύου… τίθεται αυτόματα σε λειτουργία το Η/Ζ με χρονική καθυστέρηση μερικών δευτερολέπτων… για την αποφυγή άσκοπων εκκινήσεων | | 2 | σε περίπτωση αποτυχίας της πρώτης αυτόματης εκκίνησης… προβλέπονται συνήθως άλλες δύο αυτόματες προσπάθειες | | 3 | η μεταγωγή του φορτίου δε γίνεται άμεσα, αλλά μετά από την επίτευξη της σωστής τάσης στη γεννήτρια | | 4 | όταν η τάση στην κύρια πηγή… αποκατασταθεί, η μεταγωγή του φορτίου στο δίκτυο… γίνεται με χρονική καθυστέρηση συνήθως 60 sec | | 5 | μετά… το Η/Ζ συνεχίζει να λειτουργεί για μερικά λεπτά, για να ψυχθεί ο κινητήρας |

Και ο μεταγωγικός διακόπτης (σελ. 110): αποτελείται από δύο αυτόματους ισχύος με μηχανική και ηλεκτρική μανδάλωση για τον αποκλεισμό της τροφοδότησης του φορτίου ταυτόχρονα από το δίκτυο της ΔΕΗ και από το Η/Ζ. Οι αυτόματοι ισχύος είναι τετραπολικοί, δηλαδή διακόπτουν τις τρεις φάσεις και τον ουδέτερο.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Και οι τρεις προτάσεις είναι Λάθος. Η δέκατη ένατη είναι Λάθος, γιατί στα Η/Ζ διακρίνουμε δύο τρόπους λειτουργίας, τη χειροκίνητη και την αυτόματη: στην αυτόματη, μετά την αποτυχία του δικτύου το Η/Ζ τίθεται σε λειτουργία με χρονική καθυστέρηση μερικών δευτερολέπτων και ακολουθεί αυτόματη μεταγωγή του φορτίου, μόλις επιτευχθεί η σωστή τάση στη γεννήτρια. Η εικοστή και η εικοστή πρώτη είναι Λάθος, γιατί αντιστρέφουν τα δύο στοιχεία του αυτόματου διακόπτη: ο Circuit Breaker διαθέτει θερμικό στοιχείο για προστασία από υπερφόρτιση και ηλεκτρομαγνητικό στοιχείο για προστασία από βραχυκυκλώματα. Αυτό είναι και λειτουργικά λογικό, γιατί η υπερφόρτιση είναι μέτρια υπέρβαση που διαρκεί και αντιμετωπίζεται με χρονική καθυστέρηση από το διμεταλλικό στοιχείο, ενώ το βραχυκύκλωμα απαιτεί ακαριαία διακοπή, την οποία δίνει μόνο το πηνίο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Β, ερώτηση 1 — Ρεύμα εκκίνησης με αστέρα-τρίγωνο

Ερώτηση: Ομάδα Β: (Αιτιολογήστε τις απαντήσεις σας) 1. Όταν η εκκίνηση σε έναν κινητήρα γίνεται με αυτόματο διακόπτη αστέρα- τριγώνου, το ρεύμα εκκίνησης μπορεί να είναι σε σχέση με το ονομαστικό: α) μικρότερο έως 2 φορές β) ίσο γ) μεγαλύτερο έως 3 φορές δ) μεγαλύτερο έως 6 φορές

Απάντηση:

Η σωστή απάντηση: γ) μεγαλύτερο έως 3 φορές.

Η τεκμηρίωση (σελ. 103): όταν η εκκίνηση γίνεται με αυτόματο διακόπτη αστέρα-τριγώνου, το ρεύμα εκκίνησης είναι συνήθως έως και 3 φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό και επομένως η φαινόμενη ισχύς που απαιτείται είναι και αυτή έως και 3 φορές μεγαλύτερη, με σταθερή τάση.

Η σύγκριση των δύο τρόπων εκκίνησης (σελ. 103) | Τρόπος | Ρεύμα εκκίνησης | Φαινόμενη ισχύς | |---|---|---| | αστέρα-τριγώνου | έως και 3 φορές το ονομαστικό | έως και 3 φορές | | απευθείας | έως και 8 φορές το ονομαστικό | έως 8 φορές |

Γιατί ο αστέρας-τρίγωνο μειώνει το ρεύμα: κατά την εκκίνηση σε αστέρα κάθε τύλιγμα δέχεται τη φασική τάση αντί για την πολική, δηλαδή √3 φορές μικρότερη — άρα το ρεύμα κάθε τυλίγματος γίνεται √3 φορές μικρότερο και το ρεύμα γραμμής 3 φορές μικρότερο σε σχέση με την απευθείας εκκίνηση. Έτσι από 8 φορές το ονομαστικό κατεβαίνουμε σε περίπου 3.

Γιατί έχει σημασία για το Η/Ζ (σελ. 103): η απαίτηση ισχύος των ηλεκτρικών κινητήρων κατά την εκκίνηση είναι πολύ μεγαλύτερη από την απαίτηση σε κανονική λειτουργία και εξαρτάται σημαντικά από τον τρόπο εκκίνησης· άρα όταν το ηλεκτρικό φορτίο της γεννήτριας περιέχει και ηλεκτρικούς κινητήρες, τότε στον υπολογισμό της ισχύος του πρέπει να λαμβάνεται υπόψη και η επιπλέον ισχύς που απαιτείται κατά την εκκίνησή τους.

Και η λεπτομέρεια των ράβδων κλωβού (σελ. 103): το πραγματικό μέγεθος του ρεύματος εκκίνησης εξαρτάται από τον τύπο των ράβδων του κλωβού, την ονομαστική ιπποδύναμη και την εφαρμοζόμενη τάση. Ο τύπος των ράβδων του κλωβού αναφέρεται πάνω στην ετικέτα χαρακτηριστικών του κινητήρα με κωδική ονομασία (γράμμα του λατινικού αλφαβήτου π.χ. A, Β, C, D κ.λπ.).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σωστή απάντηση είναι η γ, δηλαδή μεγαλύτερο έως τρεις φορές. Το βιβλίο ορίζει ότι, όταν η εκκίνηση γίνεται με αυτόματο διακόπτη αστέρα-τριγώνου, το ρεύμα εκκίνησης είναι συνήθως έως και τρεις φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό, οπότε και η φαινόμενη ισχύς που απαιτείται είναι έως και τρεις φορές μεγαλύτερη, με σταθερή τάση. Ο λόγος είναι ότι κατά την εκκίνηση σε αστέρα κάθε τύλιγμα δέχεται τη φασική αντί για την πολική τάση, δηλαδή ρίζα τρία φορές μικρότερη, με αποτέλεσμα το ρεύμα γραμμής να γίνεται τρεις φορές μικρότερο σε σχέση με την απευθείας εκκίνηση, όπου φτάνει έως και οκτώ φορές το ονομαστικό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Β, ερώτηση 2 — Ρεύμα εκκίνησης με απευθείας εκκίνηση

Ερώτηση: 2. Όταν σε ένα κινητήρα έχουμε απευθείας εκκίνηση, το ρεύμα εκκίνησης μπορεί να είναι σε σχέση με το ονομαστικό: α) μικρότερο έως 3 φορές β) ίσο γ) μεγαλύτερο έως 3 φορές δ) μεγαλύτερο έως 8 φορές

Απάντηση:

Η σωστή απάντηση: δ) μεγαλύτερο έως 8 φορές.

Η τεκμηρίωση (σελ. 103): όταν έχουμε απευθείας εκκίνηση, το ρεύμα εκκίνησης είναι έως και 8 φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό και επομένως η φαινόμενη ισχύς που απαιτείται είναι και αυτή έως 8 φορές μεγαλύτερη από την ονομαστική, με σταθερή τάση.

Γιατί το ρεύμα εκκίνησης είναι τόσο μεγάλο: τη στιγμή της εκκίνησης ο δρομέας είναι ακίνητος, δηλαδή η ολίσθηση είναι 100%. Ο κινητήρας συμπεριφέρεται τότε σαν βραχυκυκλωμένος μετασχηματιστής: δεν αναπτύσσεται αντι-ηλεκτρεγερτική δύναμη και το μόνο που περιορίζει το ρεύμα είναι η μικρή σύνθετη αντίσταση των τυλιγμάτων.

Η επίπτωση στη γεννήτρια (σελ. 103): επομένως, όταν το ηλεκτρικό φορτίο της γεννήτριας περιέχει και ηλεκτρικούς κινητήρες, τότε στον υπολογισμό της ισχύος του πρέπει να λαμβάνεται υπόψη και η επιπλέον ισχύς που απαιτείται κατά την εκκίνησή τους. Ένα Η/Ζ διαστασιολογημένο μόνο για την κανονική λειτουργία θα βυθιζόταν σε τάση και συχνότητα κατά την εκκίνηση.

Το πρακτικό συμπέρασμα | Τρόπος εκκίνησης | Πολλαπλάσιο | Επίπτωση στην επιλογή γεννήτριας | |---|---|---| | απευθείας | 8x | απαιτεί πολύ μεγαλύτερη γεννήτρια | | αστέρα-τριγώνου | 3x | επιτρέπει μικρότερη και οικονομικότερη γεννήτρια | Γι' αυτό, όταν το Η/Ζ τροφοδοτεί μεγάλους κινητήρες, προτιμάται η εκκίνηση αστέρα-τριγώνου ή άλλη μέθοδος ομαλής εκκίνησης.

Και η υπενθύμιση για τη μεταβολή του φορτίου (σελ. 106): όταν προστίθεται ή αφαιρείται φορτίο, η ταχύτητα και η συχνότητα βυθίζονται ή ανυψώνονται στιγμιαία για 1 έως 3 sec, πριν ο ρυθμιστής ταχύτητας τις σταθεροποιήσει.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σωστή απάντηση είναι η δ, δηλαδή μεγαλύτερο έως οκτώ φορές. Το βιβλίο ορίζει ότι με απευθείας εκκίνηση το ρεύμα εκκίνησης είναι έως και οκτώ φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό, οπότε και η απαιτούμενη φαινόμενη ισχύς είναι έως οκτώ φορές μεγαλύτερη, με σταθερή τάση. Ο λόγος είναι ότι τη στιγμή της εκκίνησης ο δρομέας είναι ακίνητος, δηλαδή η ολίσθηση είναι εκατό τοις εκατό, οπότε ο κινητήρας συμπεριφέρεται σαν βραχυκυκλωμένος μετασχηματιστής και το ρεύμα περιορίζεται μόνο από τη μικρή σύνθετη αντίσταση των τυλιγμάτων. Το γεγονός αυτό είναι κρίσιμο για την επιλογή της γεννήτριας, γιατί ένα Η/Ζ διαστασιολογημένο μόνο για την κανονική λειτουργία θα βύθιζε την τάση και τη συχνότητά του κατά την εκκίνηση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Β, ερώτηση 3 — Φαινόμενη ισχύς με εκκίνηση αστέρα-τριγώνου

Ερώτηση: 3. Η φαινόμενη ισχύς που απαιτείται για έναν κινητήρα, όταν η εκκίνησή του γίνεται με αυτόματο διακόπτη αστέρα-τριγώνου, για σταθερή τάση και σε σχέση με την ονομαστική του ισχύ μπορεί να είναι: α) μικρότερη έως 3 φορές β) ίση γ) μεγαλύτερη έως 3 φορές δ) μεγαλύτερη έως 8 φορές

Απάντηση:

Η σωστή απάντηση: γ) μεγαλύτερη έως 3 φορές.

Η τεκμηρίωση (σελ. 103): όταν η εκκίνηση γίνεται με αυτόματο διακόπτη αστέρα-τριγώνου, το ρεύμα εκκίνησης είναι συνήθως έως και 3 φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό και επομένως η φαινόμενη ισχύς που απαιτείται είναι και αυτή έως και 3 φορές μεγαλύτερη, με σταθερή τάση.

Γιατί η ισχύς ακολουθεί το ρεύμα: η φαινόμενη ισχύς σε τριφασικό σύστημα είναι Ρφ = √3 · U · Ι Με σταθερή τάση U, η φαινόμενη ισχύς είναι ανάλογη του ρεύματος I — άρα ρεύμα 3 φορές μεγαλύτερο σημαίνει φαινόμενη ισχύ 3 φορές μεγαλύτερη. Ακριβώς γι' αυτό το βιβλίο επαναλαμβάνει τη διατύπωση με σταθερή τάση.

Ο συγκεντρωτικός πίνακας (σελ. 103) | Τρόπος εκκίνησης | Ρεύμα | Φαινόμενη ισχύς | |---|---|---| | αστέρα-τριγώνου | έως 3x | έως 3x | | απευθείας | έως 8x | έως 8x |

Η σχέση φαινόμενης και πραγματικής ισχύος (σελ. 103): στους καταλόγους αναφέρεται συνήθως η φαινόμενη ισχύς (Ρφ), από την οποία προκύπτει η πραγματική ισχύς (Ρ) της γεννήτριας, αν χρησιμοποιήσουμε συντελεστή ισχύος 0,8 επαγωγικό, δηλαδή: P = 0,8 x Ρφ.

Γιατί μας ενδιαφέρει η φαινόμενη και όχι η πραγματική: γιατί η γεννήτρια και τα καλώδια καταπονούνται από το ρεύμα, δηλαδή από τη φαινόμενη ισχύ, ανεξάρτητα από το πόσο πραγματικό έργο παράγεται. Κατά την εκκίνηση ο συντελεστής ισχύος του κινητήρα είναι πολύ χαμηλός, οπότε η φαινόμενη ισχύς είναι το κρίσιμο μέγεθος για τη διαστασιολόγηση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σωστή απάντηση είναι η γ, δηλαδή μεγαλύτερη έως τρεις φορές. Το βιβλίο αναφέρει ότι με εκκίνηση αστέρα-τριγώνου το ρεύμα εκκίνησης είναι έως και τρεις φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό και επομένως η φαινόμενη ισχύς που απαιτείται είναι και αυτή έως και τρεις φορές μεγαλύτερη, με σταθερή τάση. Ο λόγος είναι ότι η φαινόμενη ισχύς σε τριφασικό σύστημα ισούται με ρίζα τρία επί την τάση επί το ρεύμα, οπότε με σταθερή τάση είναι ανάλογη του ρεύματος. Σημειώνεται ότι μας ενδιαφέρει η φαινόμενη και όχι η πραγματική ισχύς, γιατί η γεννήτρια και τα καλώδια καταπονούνται από το ρεύμα, ενώ κατά την εκκίνηση ο συντελεστής ισχύος του κινητήρα είναι πολύ χαμηλός. Άλλωστε στους καταλόγους αναφέρεται συνήθως η φαινόμενη ισχύς, από την οποία προκύπτει η πραγματική με συντελεστή ισχύος μηδέν κόμμα οκτώ επαγωγικό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Β, ερώτηση 4 — Φαινόμενη ισχύς με απευθείας εκκίνηση

Ερώτηση: 4. Η φαινόμενη ισχύς που απαιτείται για έναν κινητήρα, όταν έχουμε απευθείας εκκίνηση, για σταθερή τάση και σε σχέση με την ονομαστική του ισχύ μπορεί να είναι: α) μικρότερη έως 2 φορές β) ίση γ) μεγαλύτερη έως 4 φορές δ) μεγαλύτερη έως 8 φορές

Απάντηση:

Η σωστή απάντηση: δ) μεγαλύτερη έως 8 φορές.

Η τεκμηρίωση (σελ. 103): όταν έχουμε απευθείας εκκίνηση, το ρεύμα εκκίνησης είναι έως και 8 φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό και επομένως η φαινόμενη ισχύς που απαιτείται είναι και αυτή έως 8 φορές μεγαλύτερη από την ονομαστική, με σταθερή τάση.

Η αναλογία ρεύματος και φαινόμενης ισχύος: από Ρφ = √3 · U · Ι με σταθερή U προκύπτει Ρφ ∝ Ι, άρα το πολλαπλάσιο του ρεύματος μεταφέρεται αυτούσιο στην ισχύ.

Το πρακτικό βάρος του αριθμού: ένας κινητήρας ονομαστικής ισχύος 10 kVA απαιτεί κατά την απευθείας εκκίνηση έως 80 kVA — δηλαδή μία τέτοια εκκίνηση μπορεί να απαιτεί περισσότερη ισχύ από όλο το υπόλοιπο φορτίο της εγκατάστασης. Γι' αυτό το βιβλίο κατατάσσει τα φορτία εκκίνησης ανάμεσα στους τέσσερις παράγοντες που καθορίζουν την ισχύ της γεννήτριας (σελ. 102).

Οι τέσσερις παράγοντες επιλογής ισχύος (σελ. 102) | # | Παράγοντας | |---|---| | 1 | το ηλεκτρικό φορτίο που προβλέπεται να τροφοδοτήσει | | 2 | τα φορτία εκκίνησης | | 3 | τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος | | 4 | το υψόμετρο από τη θάλασσα, όπου θα εγκατασταθεί το Η/Ζ |

Και το πρακτικό μέτρο: αν η απευθείας εκκίνηση οδηγεί σε υπερβολικά μεγάλη γεννήτρια, επιλέγεται εκκίνηση αστέρα-τριγώνου, που περιορίζει την απαίτηση σε 3 φορές την ονομαστική.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σωστή απάντηση είναι η δ, δηλαδή μεγαλύτερη έως οκτώ φορές. Το βιβλίο ορίζει ότι με απευθείας εκκίνηση το ρεύμα εκκίνησης είναι έως και οκτώ φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό και επομένως η απαιτούμενη φαινόμενη ισχύς είναι και αυτή έως οκτώ φορές μεγαλύτερη, με σταθερή τάση, αφού με σταθερή τάση η φαινόμενη ισχύς είναι ανάλογη του ρεύματος. Το μέγεθος αυτό είναι πρακτικά καθοριστικό: ένας κινητήρας ονομαστικής ισχύος δέκα κιλοβολταμπέρ απαιτεί κατά την απευθείας εκκίνηση έως ογδόντα, δηλαδή μία μόνο εκκίνηση μπορεί να απαιτεί περισσότερη ισχύ από όλο το υπόλοιπο φορτίο. Γι' αυτό τα φορτία εκκίνησης αποτελούν έναν από τους τέσσερις παράγοντες που καθορίζουν την ισχύ της γεννήτριας, μαζί με το ηλεκτρικό φορτίο, τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και το υψόμετρο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Β, ερώτηση 5 — Υπολογισμός ισχύος κατά την απευθείας εκκίνηση

Ερώτηση: 5. Αν ένας κινητήρας στην κανονική του λειτουργία απορροφά ισχύ 3,7 kW, κατά την απευθείας εκκίνηση απορροφά περίπου: α) 3,7 kW β) 8 kW γ) 23 kW δ) 37 kW

Απάντηση:

Η σωστή απάντηση: δ) 37 kW.

Ο υπολογισμός σε δύο βήματα | Βήμα | Πράξη | Τεκμηρίωση | |---|---|---| | 1. από την πραγματική στη φαινόμενη ισχύ | Ρφ = Ρ / 0,8 = 3,7 / 0,8 = 4,625 kVA | P = 0,8 x Ρφ με συντελεστή ισχύος 0,8 επαγωγικό (σελ. 103) | | 2. πολλαπλασιασμός με τον συντελεστή εκκίνησης | 4,625 x 8 = 37 kVA | όταν έχουμε απευθείας εκκίνηση… η φαινόμενη ισχύς που απαιτείται είναι… έως 8 φορές μεγαλύτερη (σελ. 103) | Άρα η απαιτούμενη ισχύς κατά την εκκίνηση είναι περίπου 37 kW.

Γιατί δεν αρκεί ο απλός πολλαπλασιασμός 3,7 x 8: γιατί τα 3,7 kW είναι πραγματική ισχύς, ενώ ο συντελεστής 8 αφορά τη φαινόμενη ισχύ και το ρεύμα. Πρέπει πρώτα να μεταβούμε στη φαινόμενη ισχύ διαιρώντας με τον συντελεστή ισχύος 0,8, και μόνο μετά να πολλαπλασιάσουμε. | Λανθασμένος δρόμος | Σωστός δρόμος | |---|---| | 3,7 x 8 = 29,6 | 3,7 / 0,8 = 4,625 ⟹ 4,625 x 8 = 37 |

Γιατί οι άλλες επιλογές είναι λάθος | Επιλογή | Λάθος | |---|---| | α) 3,7 kW | είναι η ισχύς κανονικής λειτουργίας — αγνοεί εντελώς την εκκίνηση | | β) 8 kW | συγχέει τον συντελεστή 8 με ισχύ σε kW | | γ) 23 kW | αντιστοιχεί σε συντελεστή 5, όχι 8 |

Το συμπέρασμα για τη διαστασιολόγηση: ένας μικρός κινητήρας των 3,7 kW απαιτεί, μόνο για την εκκίνησή του, γεννήτρια 37 kVA — δηλαδή δεκαπλάσια της ονομαστικής του πραγματικής ισχύος. Αν η εκκίνηση γινόταν αστέρα-τριγώνου, η απαίτηση θα έπεφτε σε 4,625 x 3 ≈ 14 kVA.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σωστή απάντηση είναι η δ, δηλαδή περίπου τριάντα επτά κιλοβάτ. Ο υπολογισμός γίνεται σε δύο βήματα. Πρώτα μετατρέπουμε την πραγματική ισχύ σε φαινόμενη, με βάση τη σχέση πι ίσον μηδέν κόμμα οκτώ επί πι φι, δηλαδή τρία κόμμα επτά δια μηδέν κόμμα οκτώ, που δίνει τέσσερα κόμμα εξακόσια είκοσι πέντε κιλοβολταμπέρ. Έπειτα πολλαπλασιάζουμε επί τον συντελεστή της απευθείας εκκίνησης, δηλαδή επί οκτώ, και προκύπτουν τριάντα επτά. Είναι σημαντικό να μην πολλαπλασιάσουμε απευθείας το τρία κόμμα επτά επί οκτώ, γιατί τα τρία κόμμα επτά είναι πραγματική ισχύς, ενώ ο συντελεστής οκτώ αφορά τη φαινόμενη ισχύ και το ρεύμα. Το αποτέλεσμα δείχνει ότι ένας μικρός κινητήρας τριών κόμμα επτά κιλοβάτ απαιτεί για την εκκίνησή του γεννήτρια τριάντα επτά κιλοβολταμπέρ, ενώ με εκκίνηση αστέρα-τριγώνου η απαίτηση θα έπεφτε περίπου στα δεκατέσσερα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Β, ερώτηση 6 — Η θερμοκρασία των τυλιγμάτων

Ερώτηση: 6. Κατά τη διάρκεια λειτουργίας ενός Η/Ζ με πλήρες φορτίο και όταν η θερμοκρασία του αέρα στο χώρο εγκατάστασής του είναι 40 °C, η θερμοκρασία των τυλιγμάτων της γεννήτριας (τύμπανου, πεδίου) αναμένεται να είναι: α) περίπου 20 °C β) μικρότερη από 40 °C γ) ίση με 40 °C δ) μεγαλύτερη των 60 °C

Απάντηση:

Η σωστή απάντηση: δ) μεγαλύτερη των 60 °C.

Η τεκμηρίωση (σελ. 104): ο πίνακας των κατηγοριών μόνωσης δίνει τη μέγιστη επιτρεπόμενη αύξηση της θερμοκρασίας, για θερμοκρασία περιβάλλοντος 40 °C και κανονική διάρκεια ζωής | Κατηγορία μόνωσης | A | Ε | Β | F | Η | |---|---|---|---|---|---| | επιτρεπόμενη αύξηση | 60 | 75 | 80 | 105 | 125 | Και οι κατηγορίες μόνωσης που χρησιμοποιούνται στις γεννήτριες των Η/Ζ είναι η F και η Η.

Ο υπολογισμός: η θερμοκρασία των τυλιγμάτων είναι θερμοκρασία περιβάλλοντος + αύξηση | Κατηγορία | Πράξη | Θερμοκρασία τυλιγμάτων | |---|---|---| | F | 40 + 105 | 145 °C | | Η | 40 + 125 | 165 °C | Και στις δύο περιπτώσεις η θερμοκρασία είναι πολύ μεγαλύτερη των 60 °C.

Γιατί οι άλλες επιλογές είναι φυσικά αδύνατες | Επιλογή | Λάθος | |---|---| | α) περίπου 20 °C και β) μικρότερη από 40 °C | τα τυλίγματα δεν μπορούν να είναι ψυχρότερα από τον αέρα που τα περιβάλλει — η θερμότητα ρέει από το θερμό προς το ψυχρό | | γ) ίση με 40 °C | θα σήμαινε ότι τα τυλίγματα δεν παράγουν καθόλου απώλειες, κάτι αδύνατο σε πλήρες φορτίο |

Γιατί θερμαίνονται τα τυλίγματα: από τις απώλειες χαλκού (Ι²R) και τις απώλειες σιδήρου. Ακριβώς γι' αυτό το βιβλίο ορίζει (σελ. 104): υπερθέρμανση έχουμε όταν ξεπεράσουμε τη μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία των τυλιγμάτων (τύμπανου, πεδίου), που καθορίζεται από την κατηγορία μόνωσης… και έχει ως αποτέλεσμα να περιορίζει τη διάρκεια ζωής της μόνωσης. Η συνήθης διάρκεια ζωής της μόνωσης είναι 100.000 ώρες συνεχούς λειτουργίας στη μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία.

Και οι δύο διορθώσεις ισχύος που προκύπτουν (σελ. 103-104): όταν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι μεγαλύτερη από 40 °C, για να αποφύγουμε υπερθέρμανση της γεννήτριας, η ισχύς της πρέπει να μειωθεί· και ομοίως για υψόμετρο πάνω από 1000 μέτρα… λόγω της μείωσης της πυκνότητας του αέρα και επομένως της μικρότερης μεταφοράς θερμότητας από τον αέρα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σωστή απάντηση είναι η δ, δηλαδή μεγαλύτερη των εξήντα βαθμών. Το βιβλίο δίνει πίνακα με τη μέγιστη επιτρεπόμενη αύξηση της θερμοκρασίας των τυλιγμάτων για θερμοκρασία περιβάλλοντος σαράντα βαθμών, ανά κατηγορία μόνωσης, και σημειώνει ότι στις γεννήτριες των Η/Ζ χρησιμοποιούνται οι κατηγορίες εφ και ήτα, με επιτρεπόμενη αύξηση εκατόν πέντε και εκατόν είκοσι πέντε βαθμών αντίστοιχα. Άρα η θερμοκρασία των τυλιγμάτων φτάνει τους εκατόν σαράντα πέντε ή τους εκατόν εξήντα πέντε βαθμούς. Οι άλλες επιλογές είναι φυσικά αδύνατες: τα τυλίγματα δεν μπορούν να είναι ψυχρότερα ή ίσα με τον αέρα που τα περιβάλλει, αφού παράγουν απώλειες χαλκού και σιδήρου. Ακριβώς γι' αυτό, υπερθέρμανση έχουμε όταν ξεπεραστεί η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία, κάτι που περιορίζει τη διάρκεια ζωής της μόνωσης, η οποία κανονικά είναι εκατό χιλιάδες ώρες συνεχούς λειτουργίας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Β, ερώτηση 7 — Επιλογή κινητήρα για 800 kW

Ερώτηση: 7. Σε ένα μεγάλο κτιριακό συγκρότημα, όπου οι ανάγκες για εφεδρικότητα απαιτούν ισχύ 800 kW με αξιοπιστία και συνεχή λειτουργία, θα χρησιμοποιήσουμε Η/Ζ με: α) ένα βενζινοκινητήρα β) δύο βενζινοκινητήρες παράλληλα γ) κινητήρα αερίου δ) κινητήρα ντίζελ

Απάντηση:

Η σωστή απάντηση: δ) κινητήρα ντίζελ.

Το κριτήριο της ισχύος (σελ. 104-105) | Κινητήρας | Μέγιστη ισχύς | Καλύπτει τα 800 kW; | |---|---|---| | βενζίνης | μέχρι 100 kW | ΟΧΙ | | αερίου | συνήθως μέχρι 600 kW | ΟΧΙ | | πετρελαίου (ντίζελ) | από 2,5 kW έως μερικά MW | ΝΑΙ |

Το κριτήριο της αξιοπιστίας και της συνεχούς λειτουργίας (σελ. 104): οι κινητήρες πετρελαίου πλεονεκτούν σε στιβαρότητα και αξιοπιστία και διαθέτουν μεγάλη διάρκεια ζωής. Έχουν μικρό λειτουργικό κόστος και είναι κατάλληλοι για συνεχή λειτουργία. Το κριτήριο της ασφάλειας (σελ. 105): οι κίνδυνοι φωτιάς ή έκρηξης από τη χρήση πετρελαίου είναι μικρότεροι σε σχέση με τους κινητήρες που χρησιμοποιούν ως καύσιμο βενζίνη ή αέριο.

Γιατί αποκλείονται οι άλλες επιλογές | Επιλογή | Λόγος αποκλεισμού | |---|---| | α) ένας βενζινοκινητήρας | μέχρι 100 kW — οκταπλάσια η απαιτούμενη ισχύς· επιπλέον μεγάλο λειτουργικό κόστος, μικρό χρόνο αποθήκευσης καυσίμου και μικρό μέσο χρόνο συντήρησης (σελ. 105) | | β) δύο βενζινοκινητήρες παράλληλα | φτάνουν το πολύ 200 kW, ενώ η παράλληλη λειτουργία προσθέτει πολυπλοκότητα και μειώνει την αξιοπιστία | | γ) κινητήρας αερίου | μέχρι 600 kW — δεν επαρκεί· έχει πάντως το πλεονέκτημα ότι προσφέρει γρήγορη εκκίνηση μετά από μακριά περίοδο διακοπής λειτουργίας |

Το μειονέκτημα που δεχόμαστε (σελ. 104): οι κινητήρες ντίζελ κοστίζουν περισσότερο και έχουν μεγαλύτερο βάρος από τους αντίστοιχους κινητήρες βενζίνης και αερίου — αντάλλαγμα απολύτως δικαιολογημένο για αξιοπιστία και συνεχή λειτουργία.

Και η σχετική σημείωση για την εκκίνηση (σελ. 105): σε πολύ μεγάλης ισχύος μονάδες Η/Ζ χρησιμοποιείται υδραυλικό σύστημα εκκίνησης, όπου η εκκίνηση με το ηλεκτρικό σύστημα είναι αδύνατη.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σωστή απάντηση είναι η δ, δηλαδή κινητήρας ντίζελ. Το πρώτο κριτήριο είναι η ισχύς: οι κινητήρες βενζίνης κατασκευάζονται για ισχύ μέχρι εκατό κιλοβάτ και οι κινητήρες αερίου συνήθως μέχρι εξακόσια, ενώ τα ηλεκτροπαραγωγά ζεύγη με κινητήρα πετρελαίου κατασκευάζονται για ισχύ από δυόμισι κιλοβάτ έως μερικά μεγαβάτ, οπότε μόνο αυτά καλύπτουν τα οκτακόσια κιλοβάτ. Το δεύτερο κριτήριο είναι η αξιοπιστία και η συνεχής λειτουργία: οι κινητήρες πετρελαίου πλεονεκτούν σε στιβαρότητα και αξιοπιστία, διαθέτουν μεγάλη διάρκεια ζωής, έχουν μικρό λειτουργικό κόστος και είναι κατάλληλοι για συνεχή λειτουργία. Το τρίτο είναι η ασφάλεια, αφού οι κίνδυνοι φωτιάς ή έκρηξης από τη χρήση πετρελαίου είναι μικρότεροι σε σχέση με τη βενζίνη ή το αέριο. Το μειονέκτημα που δεχόμαστε είναι το μεγαλύτερο κόστος και βάρος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Β, ερώτηση 8 — Αντιστοίχιση — όργανα και ενδείξεις

Ερώτηση: 8. Δίπλα στον αριθμό του οργάνου της πρώτης στήλης να προστεθεί το γράμμα από την ένδειξη της δεύτερης στήλης που ταιριάζει περισσότερο: Στήλη Α: 1. Συχνόμετρο 2. Βολτόμετρο τάσης γεννήτριας 3. Θερμόμετρο νερού ψύξης μηχανής 4. Βολτόμετρο τάσης συστοιχίας μπαταριών. Στήλη Β: α. 50 στροφές/m β. 40 °C γ. 80 °C δ. 49,5 Hz ε. 13 V ζ. 42 V η. 217 V

Απάντηση:

Η σωστή αντιστοίχιση | Στήλη Α | → | Στήλη Β | Τεκμηρίωση | |---|---|---|---| | 1. Συχνόμετρο | → | δ. 49,5 Hz | το συχνόμετρο 47-53 Hz (σελ. 107) μετρά συχνότητα· τα 49,5 Hz είναι φυσιολογική ένδειξη γύρω από τα 50 Hz | | 2. Βολτόμετρο τάσης γεννήτριας | → | η. 217 V | το βολτόμετρο 0-500 V (σελ. 107) μετρά την τάση της γεννήτριας· τα 217 V βρίσκονται εντός των ±10% της φασικής των 230 V | | 3. Θερμόμετρο νερού ψύξης μηχανής | → | γ. 80 °C | το θερμόμετρο… μετράει τη θερμοκρασία του νερού ψύξης (σελ. 107)· τυπική θερμοκρασία λειτουργίας μηχανής εσωτερικής καύσης | | 4. Βολτόμετρο τάσης συστοιχίας μπαταριών | → | ε. 13 V | οι μπαταρίες είναι 12 ή 24V DC (σελ. 105)· τα 13 V αντιστοιχούν σε φορτισμένη μπαταρία 12 V |

Οι επιλογές που περισσεύουν και γιατί | Επιλογή | Γιατί δεν ταιριάζει | |---|---| | α. 50 στροφές/m | είναι ταχύτητα, όχι ένδειξη κανενός από τα τέσσερα όργανα· και είναι παράλογα χαμηλή — η ονομαστική ταχύτητα είναι 1500 στρ/min για 50 Hz | | β. 40 °C | είναι η θερμοκρασία περιβάλλοντος για την οποία σχεδιάζεται η γεννήτρια (σελ. 103), όχι η θερμοκρασία του νερού ψύξης | | ζ. 42 V | δεν αντιστοιχεί σε καμία τυποποιημένη τάση: οι μπαταρίες είναι 12 ή 24 V, η γεννήτρια 230/400 V |

Η παγίδα του 3 ↔ β: το 40 °C είναι εύκολο να συγχυσθεί με τη θερμοκρασία του νερού ψύξης. Όμως το 40 °C είναι η θερμοκρασία του αέρα στο χώρο που βρίσκεται το Η/Ζ (σελ. 103), ενώ το νερό ψύξης λειτουργεί σε σαφώς υψηλότερη θερμοκρασία, ώστε να αποβάλλει θερμότητα προς τον αέρα στο ψυγείο (σελ. 106).

Η παγίδα του 4 ↔ ζ: τα 42 V δεν είναι ούτε 12 ούτε 24 V ούτε κάποια εύλογη τιμή φόρτισης· η φορτισμένη μπαταρία 12 V δείχνει περίπου 13 V και η 24 V περίπου 26 V.

Τα όργανα του πίνακα (σελ. 107): συχνόμετρο 47-53 Hz· αμπερόμετρα, ένα για κάθε φάση· βολτόμετρο 0-500 V· επιλογικός διακόπτης (μεταγωγέας) βολτομέτρου… συνήθως 6 θέσεων· ωρόμετρο για τη μέτρηση των ωρών λειτουργίας του κινητήρα, οι οποίες είναι απαραίτητες για τη συντήρησή του· θερμόμετρο, το οποίο μετράει τη θερμοκρασία του νερού ψύξης· μανόμετρο λαδιού… και βολτόμετρο για τη μέτρηση της τάσης της συστοιχίας των συσσωρευτών.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σωστή αντιστοίχιση είναι η εξής. Το συχνόμετρο αντιστοιχεί στο δ, δηλαδή σαράντα εννέα κόμμα πέντε χερτς, αφού μετρά συχνότητα και έχει κλίμακα σαράντα επτά έως πενήντα τρία. Το βολτόμετρο τάσης γεννήτριας αντιστοιχεί στο η, δηλαδή διακόσια δεκαεπτά βολτ, τιμή που βρίσκεται εντός των επιτρεπτών ορίων γύρω από τα διακόσια τριάντα. Το θερμόμετρο νερού ψύξης αντιστοιχεί στο γ, δηλαδή ογδόντα βαθμούς. Και το βολτόμετρο τάσης της συστοιχίας μπαταριών αντιστοιχεί στο ε, δηλαδή δεκατρία βολτ, τιμή που αντιστοιχεί σε φορτισμένη μπαταρία δώδεκα βολτ. Περισσεύουν οι επιλογές α, β και ζ. Ιδιαίτερη προσοχή χρειάζεται το β, δηλαδή οι σαράντα βαθμοί, που είναι η θερμοκρασία περιβάλλοντος για την οποία σχεδιάζεται η γεννήτρια και όχι η θερμοκρασία του νερού ψύξης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Β, ερώτηση 9 — Αντιστοίχιση — χαρακτηρισμοί ισχύος και συντήρηση

Ερώτηση: 9. Δίπλα στον αριθμό της έννοιας ή της φράσης της πρώτης στήλης να προστεθεί το γράμμα από τη φράση της δεύτερης στήλης που ταιριάζει περισσότερο: Στήλη Α: 1. Η/Ζ που προορίζονται για εφεδρική ισχύ 2. Η/Ζ που προορίζονται για κύρια ισχύ 3. Έλεγχος μπαταριών 4. Αλλαγή λαδιού. Στήλη Β: α. μπορεί να λειτουργεί στο 100 % της ισχύος του, μέχρι 500 ώρες το χρόνο β. μπορεί να λειτουργεί μέχρι 200 ώρες το χρόνο αλλά όχι περισσότερες από 25 ώρες το χρόνο, στο 100% της ισχύος του γ. ελέγχεται η τάση και η συχνότητα της γεννήτριας πριν από τη μεταγωγή δ. για συνεχή λειτουργία επί 24 ώρες την ημέρα, φορτίζεται στο 50 % της ισχύος του ε. κάθε μέρα ζ. κάθε μήνα η. κάθε έξι μήνες

Απάντηση:

Η σωστή αντιστοίχιση | Στήλη Α | → | Στήλη Β | Τεκμηρίωση | |---|---|---|---| | 1. Η/Ζ για εφεδρική ισχύ | → | β. μέχρι 200 ώρες το χρόνο αλλά όχι περισσότερες από 25 ώρες το χρόνο, στο 100% της ισχύος του | το ζεύγος με εφεδρική ισχύ είναι κατασκευασμένο για 200 ώρες λειτουργίας το χρόνο, δεν πρέπει να λειτουργεί για περισσότερες από 25 ώρες το χρόνο στο 100% της ισχύος του και πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο ως εφεδρική πηγή (σελ. 110) | | 2. Η/Ζ για κύρια ισχύ | → | α. στο 100% της ισχύος του, μέχρι 500 ώρες το χρόνο | το ζεύγος με κύρια ισχύ… δεν πρέπει να λειτουργεί με το 100% της ισχύος του για περισσότερες από 500 ώρες το χρόνο (σελ. 110) | | 3. Έλεγχος μπαταριών | → | ε. κάθε μέρα | κάθε ημέρα ή κάθε 8 ώρες λειτουργίας: έλεγχος μπαταριών· έλεγχος στάθμης λαδιού· έλεγχος κολάρων· έλεγχος ψυγείου (σελ. 111) | | 4. Αλλαγή λαδιού | → | η. κάθε έξι μήνες | κάθε 6 μήνες ή κάθε 200 ώρες λειτουργίας: αλλαγή φίλτρου λαδιού· αλλαγή λαδιού· αλλαγή φίλτρων πετρελαίου (σελ. 111) |

Οι επιλογές που περισσεύουν και γιατί | Επιλογή | Πού ανήκει | |---|---| | γ. ελέγχεται η τάση και η συχνότητα της γεννήτριας πριν από τη μεταγωγή | αφορά τη χειροκίνητη λειτουργία: η μεταγωγή… γίνεται αφού ο τεχνικός διαπιστώσει από τα όργανα ότι η τάση και η συχνότητα της γεννήτριας έχουν σταθεροποιηθεί και είναι οι σωστές (σελ. 111) | | δ. για συνεχή λειτουργία επί 24 ώρες την ημέρα, φορτίζεται στο 50% της ισχύος του | λάθος ποσοστό: το βιβλίο λέει δεν πρέπει να φορτίζεται στο 100% της ισχύος αλλά σε μικρότερη (90% ή 80%), ανάλογα με τις δυνατότητες του κινητήρα (σελ. 110) | | ζ. κάθε μήνα | δεν αντιστοιχεί σε κανένα από τα δύο διαστήματα συντήρησης της σελ. 111 |

Οι δύο χαρακτηρισμοί ισχύος κατά ISO 3046 (σελ. 110) | | Εφεδρική (Standby Power) | Κύρια (Prime Power) | |---|---|---| | συνολικές ώρες/έτος | 200 | συνεχής λειτουργία με μεταβαλλόμενο φορτίο | | ώρες στο 100% | έως 25 | έως 500 | | υπερφόρτιση | — | κατά 10% για 1 ώρα ανά 12 ώρες λειτουργίας, με συνολικές ώρες υπερφόρτισης το χρόνο να μην ξεπερνούν τις 25 | | χρήση | μόνο ως εφεδρική πηγή | και ως κύρια |

Η κρίσιμη παγίδα 1 ↔ 2: και τα δύο μιλούν για λειτουργία στο 100% — η διάκριση είναι στις ώρες: 25 για την εφεδρική έναντι 500 για την κύρια, δηλαδή εικοσαπλάσιες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σωστή αντιστοίχιση είναι η εξής. Τα Η/Ζ που προορίζονται για εφεδρική ισχύ αντιστοιχούν στο β, δηλαδή μπορούν να λειτουργούν μέχρι διακόσιες ώρες τον χρόνο, αλλά όχι περισσότερες από είκοσι πέντε ώρες τον χρόνο στο εκατό τοις εκατό της ισχύος τους. Τα Η/Ζ που προορίζονται για κύρια ισχύ αντιστοιχούν στο α, δηλαδή μπορούν να λειτουργούν στο εκατό τοις εκατό της ισχύος τους μέχρι πεντακόσιες ώρες τον χρόνο. Ο έλεγχος μπαταριών αντιστοιχεί στο ε, δηλαδή γίνεται κάθε μέρα ή κάθε οκτώ ώρες λειτουργίας. Και η αλλαγή λαδιού αντιστοιχεί στο η, δηλαδή κάθε έξι μήνες ή κάθε διακόσιες ώρες λειτουργίας. Περισσεύουν οι επιλογές γ, δ και ζ. Το γ αφορά τη χειροκίνητη λειτουργία και τη μεταγωγή, ενώ το δ δίνει λάθος ποσοστό, αφού για συνεχή λειτουργία εικοσιτεσσάρων ωρών το Η/Ζ πρέπει να φορτίζεται στο ενενήντα ή στο ογδόντα τοις εκατό και όχι στο πενήντα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Γ, ερώτηση 1 — Η αρχή λειτουργίας γεννήτριας και A.V.R.

Ερώτηση: Ομάδα Γ: 1. Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας γεννήτριας και αυτόματου ρυθμιστή τάσης.

Απάντηση:

Η περίπτωση που εξετάζει το βιβλίο (σελ. 102): η γεννήτρια είναι περιστρεφόμενου πεδίου, χωρίς ψήκτρες και αυτοδιεγειρόμενη.

Τα βήματα της εκκίνησης (σελ. 102) | # | Βήμα | |---|---| | 1 | κατά την εκκίνηση του κινητήρα που περιστρέφει το δρομέα της κύριας γεννήτριας και της διεγέρτριας, η τάση η οποία εφαρμόζεται στο πηνίο διέγερσης τόσο της κύριας όσο και της διεγέρτριας είναι μηδενική | | 2 | τα πηνία διέγερσης είναι τυλιγμένα γύρω από μαγνητικό υλικό, στο οποίο υπάρχει μικρή ποσότητα μαγνητισμού, ο λεγόμενος παραμένων μαγνητισμός. Λόγω του παραμένοντος μαγνητισμού, όταν ο δρομέας φθάσει στην ονομαστική του ταχύτητα, επάγεται στο επαγωγικό τύλιγμα της κύριας γεννήτριας τάση, που φυσικά είναι πολύ χαμηλή | | 3 | ο ρυθμιστής τάσης, που μετράει συνεχώς την τάση της κύριας γεννήτριας και τη συγκρίνει με την τάση αναφοράς (π.χ. 230/400 V), αντιλαμβάνεται ότι είναι χαμηλή… και επομένως πρέπει να αυξηθεί | | 4 | ο αυτόματος ρυθμιστής ανορθώνει την τάση αυτή και την εφαρμόζει στο πηνίο διέγερσης της διεγέρτριας. Με τον τρόπο αυτό αυξάνεται η ένταση του πεδίου της διεγέρτριας, με αποτέλεσμα την αύξηση της τάσης στο επαγωγικό τύλιγμα της διεγέρτριας | | 5 | η τάση της διεγέρτριας που προέκυψε ανορθώνεται από τη γέφυρα ανόρθωσης και εφαρμόζεται στην διέγερση της κύριας γεννήτριας. Με τον τρόπο αυτό, αυξάνεται η ένταση του μαγνητικού πεδίου της κύριας γεννήτριας, με αποτέλεσμα την αύξηση της τάσης της στο επαγωγικό τύλιγμα | | 6 | η διαδικασία αυτή επαναλαμβάνεται μέχρι η τάση της γεννήτριας να γίνει ίδια με την τάση αναφοράς (ονομαστική τάση) ή να διαφέρει πολύ λίγο (π.χ. 0,5%) |

Η προειδοποίηση του βιβλίου (σελ. 102): Προσοχή! Η τροφοδοσία του πηνίου διέγερσης πρέπει να γίνει με τη σωστή πολικότητα, επειδή διαφορετικά αντί να αυξηθεί η ένταση του μαγνητικού πεδίου, θα μηδενισθεί, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει τάση στην έξοδο της γεννήτριας.

Γιατί χρειάζεται καθόλου ρυθμιστής (σελ. 97-98): εάν εφαρμόσουμε φορτίο στον αγωγό, το ρεύμα που ρέει σε αυτό προκαλεί πτώση της τάσης· άρα για να διατηρείται σταθερή η τάση της γεννήτριας, πρέπει για κάθε μεταβολή (αύξηση ή μείωση) του φορτίου να μεταβάλεται αντίστοιχα και η ένταση του μαγνητικού πεδίου.

Ο ορισμός του A.V.R. (σελ. 101): σύστημα αυτοματισμού κλειστού βρόχου, το οποίο διατηρεί σταθερή τη τάση της γεννήτριας για οποιαδήποτε μεταβολή του ηλεκτρικού φορτίου και της ταχύτητας του δρομέα ελέγχοντας την ένταση του μαγνητικού πεδίου… Επειδή ο αυτόματος ρυθμιστής είναι σύστημα κλειστού βρόχου, κάθε αλλαγή της τάσης της γεννήτριας… αντισταθμίζεται αυτόματα. Η ακρίβεια (σελ. 101): διατηρούν την τάση σταθερή, με απόκλιση ±0,5 έως ±2 από την τάση αναφοράς… εκτός από τις περιπτώσεις που έχουμε επιβολή ή αφαίρεση σημαντικών φορτίων, οπότε υπάρχει μεγαλύτερη στιγμιαία απόκλιση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το βιβλίο εξετάζει την περίπτωση γεννήτριας περιστρεφόμενου πεδίου, χωρίς ψήκτρες και αυτοδιεγειρόμενης. Κατά την εκκίνηση, η τάση που εφαρμόζεται στα πηνία διέγερσης τόσο της κύριας γεννήτριας όσο και της διεγέρτριας είναι μηδενική. Επειδή όμως τα πηνία διέγερσης είναι τυλιγμένα γύρω από μαγνητικό υλικό που έχει παραμένοντα μαγνητισμό, όταν ο δρομέας φτάσει στην ονομαστική του ταχύτητα επάγεται στο επαγωγικό τύλιγμα της κύριας γεννήτριας μια πολύ χαμηλή τάση. Ο ρυθμιστής τάσης, που μετρά συνεχώς την τάση της κύριας γεννήτριας και τη συγκρίνει με την τάση αναφοράς, αντιλαμβάνεται ότι είναι χαμηλή, την ανορθώνει και την εφαρμόζει στο πηνίο διέγερσης της διεγέρτριας. Έτσι αυξάνεται η ένταση του πεδίου της διεγέρτριας και συνεπώς η τάση στο επαγωγικό της τύλιγμα, η οποία με τη σειρά της ανορθώνεται από τη γέφυρα ανόρθωσης και εφαρμόζεται στη διέγερση της κύριας γεννήτριας, αυξάνοντας το μαγνητικό της πεδίο και την τάση εξόδου. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι η τάση της γεννήτριας να γίνει ίδια με την τάση αναφοράς ή να διαφέρει πολύ λίγο, για παράδειγμα κατά μισό τοις εκατό. Το βιβλίο τονίζει ότι η τροφοδοσία του πηνίου διέγερσης πρέπει να γίνει με τη σωστή πολικότητα, γιατί διαφορετικά το μαγνητικό πεδίο θα μηδενιστεί αντί να αυξηθεί.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Γ, ερώτηση 2 — Η χαμηλή πίεση λαδιού

Ερώτηση: 2. Σε ποιες περιπτώσεις η πίεση λαδιού του κινητήρα είναι χαμηλή;

Απάντηση:

Γιατί έχει σημασία: η χαμηλή πίεση λαδιού είναι μία από τις τρεις καταστάσεις για τις οποίες προβλέπεται αυτόματη διακοπή (σελ. 110): χαμηλή πίεση λαδιού. Όταν η πίεση του λαδιού είναι χαμηλή, το σύστημα αυτό διακόπτει τη λειτουργία του Η/Ζ και ενεργοποιεί την ενδεικτική λυχνία λαδιού και τη σειρήνα. Υπάρχει επίσης μανόμετρο λαδιού, το οποίο μετράει την πίεση του λαδιού στην πόρτα του πίνακα (σελ. 107) και ενδεικτική λυχνία χαμηλής πίεσης λαδιού του κινητήρα (σελ. 107).

Οι περιπτώσεις χαμηλής πίεσης | # | Αιτία | Σύνδεση με το βιβλίο | |---|---|---| | 1 | χαμηλή στάθμη λαδιού — διαρροή ή κατανάλωση | γι' αυτό προβλέπεται έλεγχος στάθμης λαδιού κάθε ημέρα ή κάθε 8 ώρες λειτουργίας (σελ. 111) | | 2 | βουλωμένο φίλτρο λαδιού | γι' αυτό προβλέπεται αλλαγή φίλτρου λαδιού κάθε 6 μήνες ή κάθε 200 ώρες λειτουργίας (σελ. 111) | | 3 | αραιωμένο ή εκφυλισμένο λάδι — χαμηλό ιξώδες από παλαιότητα, υπερθέρμανση ή ανάμειξη με καύσιμο | γι' αυτό προβλέπεται αλλαγή λαδιού στο ίδιο διάστημα (σελ. 111) | | 4 | φθορά της αντλίας λαδιού ή του μηχανισμού μετάδοσής της | το σύστημα λίπανσης είναι ένα από τα τέσσερα συστήματα του κινητήρα (σελ. 105) | | 5 | φθορά των τριβέων (κουζινέτων) — μεγαλύτερα διάκενα, άρα μεγαλύτερη διαρροή και πτώση πίεσης | αποτέλεσμα ελλιπούς συντήρησης | | 6 | υπερθέρμανση του κινητήρα — το θερμό λάδι έχει μικρότερο ιξώδες | συνδέεται με το σύστημα ψύξης (σελ. 106) | | 7 | βλάβη του ίδιου του αισθητήρα ή του μανομέτρου — ψευδής ένδειξη | ελέγχεται με το μανόμετρο λαδιού του πίνακα |

Γιατί η χαμηλή πίεση επιβάλλει άμεση διακοπή: το λάδι λιπαίνει και ψύχει τους τριβείς και τα έμβολα. Χωρίς επαρκή πίεση, ο λιπαντικός υμένας καταρρέει, εμφανίζεται μεταλλική επαφή, υπερθέρμανση και σε λίγα δευτερόλεπτα καταστροφή του κινητήρα. Γι' αυτό το σύστημα δεν προειδοποιεί απλώς αλλά διακόπτει τη λειτουργία του Η/Ζ (σελ. 110).

Οι τρεις αυτόματες προστασίες του κινητήρα (σελ. 109-110) | Κατάσταση | Ενέργεια | |---|---| | υπερτάχυνση | διακόπτει τη λειτουργία του Η/Ζ και ενεργοποιεί την ενδεικτική λυχνία υπερτάχυνσης και τη σειρήνα | | χαμηλή πίεση λαδιού | διακόπτει τη λειτουργία του Η/Ζ και ενεργοποιεί την ενδεικτική λυχνία λαδιού και τη σειρήνα | | υψηλή θερμοκρασία νερού ψύξης | διακόπτει τη λειτουργία του Η/Ζ και ενεργοποιεί λυχνία και σειρήνα |

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η πίεση λαδιού του κινητήρα είναι χαμηλή, πρώτον, όταν η στάθμη του λαδιού είναι χαμηλή, από διαρροή ή κατανάλωση, γι' αυτό και ο έλεγχος στάθμης λαδιού προβλέπεται κάθε ημέρα ή κάθε οκτώ ώρες λειτουργίας. Δεύτερον, όταν το φίλτρο λαδιού είναι βουλωμένο, γι' αυτό και προβλέπεται αλλαγή φίλτρου κάθε έξι μήνες ή κάθε διακόσιες ώρες. Τρίτον, όταν το λάδι έχει εκφυλιστεί ή αραιωθεί και έχει χάσει το ιξώδες του, οπότε απαιτείται αλλαγή λαδιού. Τέταρτον, όταν έχει φθαρεί η αντλία λαδιού ή ο μηχανισμός μετάδοσής της. Πέμπτον, όταν έχουν φθαρεί οι τριβείς, δηλαδή τα κουζινέτα, οπότε τα μεγαλύτερα διάκενα προκαλούν διαρροή και πτώση πίεσης. Έκτον, όταν ο κινητήρας υπερθερμαίνεται, αφού το θερμό λάδι έχει μικρότερο ιξώδες. Και έβδομον, όταν έχει βλάβη ο ίδιος ο αισθητήρας ή το μανόμετρο, οπότε η ένδειξη είναι ψευδής. Η κατάσταση αυτή είναι κρίσιμη, γι' αυτό και το σχετικό σύστημα προστασίας δεν προειδοποιεί απλώς αλλά διακόπτει τη λειτουργία του Η/Ζ και ενεργοποιεί την ενδεικτική λυχνία λαδιού και τη σειρήνα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Γ, ερώτηση 3 — Παράλληλη λειτουργία Η/Ζ με τη ΔΕΗ

Ερώτηση: 3. Μπορεί το Η/Ζ να τροφοδοτεί τα φορτία μιας εγκατάστασης παράλληλα με τη ΔΕΗ;

Απάντηση:

Η απάντηση: ΝΑΙ, αλλά μόνο σε ειδικές περιπτώσεις και με ειδικό εξοπλισμό.

Η ρητή πρόβλεψη (σελ. 97): το Η/Ζ χρησιμοποιείται σε ειδικές περιπτώσεις, παράλληλα με το δίκτυο της εταιρείας διανομής, για να καλύψει την αιχμή του φορτίου της ηλεκτρικής εγκατάστασης.

Γιατί όμως στη συνήθη εγκατάσταση αυτό απαγορεύεται (σελ. 110): ο μεταγωγικός διακόπτης αποτελείται από δύο αυτόματους ισχύος με μηχανική και ηλεκτρική μανδάλωση για τον αποκλεισμό της τροφοδότησης του φορτίου ταυτόχρονα από το δίκτυο της ΔΕΗ και από το Η/Ζ. | Στοιχείο | Ρόλος | |---|---| | δύο αυτόματοι ισχύος | ένας για τη γραμμή του δικτύου της ΔΕΗ, ένας για τη γραμμή της γεννήτριας | | μηχανική μανδάλωση | εμποδίζει φυσικά την ταυτόχρονη ζεύξη | | ηλεκτρική μανδάλωση | εμποδίζει την ταυτόχρονη ζεύξη μέσω του κυκλώματος αυτοματισμού | | τετραπολικοί | διακόπτουν τις τρεις φάσεις και τον ουδέτερο |

Γιατί η απλή σύνδεση θα ήταν καταστροφική | # | Λόγος | |---|---| | 1 | οι δύο πηγές πρέπει να είναι σε συγχρονισμό — ίδια τάση, ίδια συχνότητα και ίδια φάση· διαφορετικά αναπτύσσονται τεράστια ρεύματα εξίσωσης | | 2 | το Η/Ζ ρυθμίζεται από δύο ανεξάρτητα συστήματα, τον ρυθμιστή ταχύτητας για τη συχνότητα και τον A.V.R. για την τάση — και τα δύο πρέπει να συνεργαστούν με το δίκτυο | | 3 | για την παράλληλη λειτουργία απαιτείται λειτουργία με πτώση (droop) του κυβερνήτη, ώστε να μοιράζεται το φορτίο· η ισόχρονη λειτουργία δεν επιτρέπει σταθερή κατανομή μεταξύ δύο πηγών | | 4 | το Η/Ζ δεν πρέπει να τροφοδοτεί το δίκτυο σε περίπτωση διακοπής — θα έθετε σε κίνδυνο τα συνεργεία της εταιρείας |

Άρα | Περίπτωση | Απάντηση | |---|---| | συνήθης εφεδρική εγκατάσταση | ΟΧΙ — η μανδάλωση το αποκλείει ρητά | | ειδική εγκατάσταση για κάλυψη αιχμής | ΝΑΙ — με εξοπλισμό συγχρονισμού, ρυθμιστή σε λειτουργία με πτώση και προστασίες |

Και η υπενθύμιση για τη ρύθμιση του κυβερνήτη (σελ. 106): η επιλογή λειτουργίας του κυβερνήτη με πτώση ταχύτητας ή ισόχρονη εξαρτάται από τις απαιτήσεις της ηλεκτρικής εγκατάστασης στην οποία θα χρησιμοποιηθεί το Η/Ζ.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ναι, αλλά μόνο σε ειδικές περιπτώσεις και με ειδικό εξοπλισμό. Το βιβλίο αναφέρει ρητά ότι το Η/Ζ χρησιμοποιείται, σε ειδικές περιπτώσεις, παράλληλα με το δίκτυο της εταιρείας διανομής, για να καλύψει την αιχμή του φορτίου της ηλεκτρικής εγκατάστασης. Στη συνήθη όμως εφεδρική εγκατάσταση η παράλληλη τροφοδότηση αποκλείεται ρητά: ο μεταγωγικός διακόπτης αποτελείται από δύο αυτόματους ισχύος με μηχανική και ηλεκτρική μανδάλωση, ακριβώς για τον αποκλεισμό της τροφοδότησης του φορτίου ταυτόχρονα από το δίκτυο της ΔΕΗ και από το Η/Ζ, ενώ οι αυτόματοι είναι τετραπολικοί και διακόπτουν τις τρεις φάσεις και τον ουδέτερο. Ο λόγος είναι ότι για παράλληλη λειτουργία απαιτείται πλήρης συγχρονισμός των δύο πηγών σε τάση, συχνότητα και φάση, ειδικός εξοπλισμός συγχρονισμού και ρύθμιση του κυβερνήτη σε λειτουργία με πτώση, ώστε να μοιράζεται το φορτίο, καθώς και προστασίες που εμποδίζουν την τροφοδότηση του δικτύου σε περίπτωση διακοπής, για την ασφάλεια των συνεργείων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Γ, ερώτηση 4 — Μεταβολή του ηλεκτρικού φορτίου

Ερώτηση: 4. Τι συμβαίνει όταν προστίθεται ή αφαιρείται ηλεκτρικό φορτίο από το Η/Ζ και πως αντιμετωπίζεται;

Απάντηση:

Δύο ταυτόχρονες συνέπειες: μεταβάλλεται η ταχύτητα (άρα η συχνότητα) και μεταβάλλεται η τάση.

Α. Η ταχύτητα και η συχνότητα (σελ. 106): όταν προστίθεται ή αφαιρείται ηλεκτρικό φορτίο από το Η/Ζ, τότε η ταχύτητα του κινητήρα μειώνεται ή αυξάνεται αντίστοιχα. Η μεταβολή της ταχύτητας του κινητήρα έχει ως συνέπεια τη μεταβολή της ηλεκτρικής συχνότητας. Η συχνότητα όμως πρέπει να διατηρείται σταθερή, διαφορετικά οι ηλεκτρικές συσκευές δε λειτουργούν σωστά. Η αντιμετώπιση (σελ. 106): για να διατηρηθεί σταθερή η ταχύτητα, ο κινητήρας εξοπλίζεται με ρυθμιστή ταχύτητας (κυβερνήτη). Ο ρυθμιστής ταχύτητας είναι σύστημα αυτοματισμού που παρακολουθεί και ελέγχει αυτόματα την ταχύτητα του κινητήρα, με σκοπό να τη διατηρήσει σταθερή. Όταν προστίθεται ή αφαιρείται φορτίο, η ταχύτητα και η συχνότητα βυθίζονται ή ανυψώνονται στιγμιαία για 1 έως 3 sec, πριν ο ρυθμιστής ταχύτητας τις σταθεροποιήσει.

Β. Η τάση (σελ. 97-98): εάν εφαρμόσουμε φορτίο στον αγωγό, το ρεύμα που ρέει σε αυτό προκαλεί πτώση της τάσης· άρα για να διατηρείται σταθερή η τάση της γεννήτριας, πρέπει για κάθε μεταβολή (αύξηση ή μείωση) του φορτίου να μεταβάλεται αντίστοιχα και η ένταση του μαγνητικού πεδίου. Η αντιμετώπιση (σελ. 101): ο αυτόματος ρυθμιστής τάσης, σύστημα αυτοματισμού κλειστού βρόχου, το οποίο διατηρεί σταθερή τη τάση της γεννήτριας για οποιαδήποτε μεταβολή του ηλεκτρικού φορτίου και της ταχύτητας του δρομέα ελέγχοντας την ένταση του μαγνητικού πεδίου.

Συγκεντρωτικά | Μέγεθος που μεταβάλλεται | Αιτία | Ρυθμιστής | Επίδοση | |---|---|---|---| | ταχύτητα → συχνότητα | μηχανική αντίσταση του φορτίου στον κινητήρα | ρυθμιστής ταχύτητας (κυβερνήτης) | ±0,25% σε ισόχρονη λειτουργία | | τάση | πτώση τάσης λόγω ρεύματος φορτίου | αυτόματος ρυθμιστής τάσης (A.V.R.) | ±0,5 έως ±2 από την τάση αναφοράς |

Οι δύο τρόποι λειτουργίας του κυβερνήτη (σελ. 106) | Τρόπος | Συμπεριφορά | |---|---| | ισόχρονη (isochronous) | διατηρούν τη ταχύτητα σταθερή για κάθε φορτίο (από μηδέν έως το πλήρες φορτίο), δηλαδή η πτώση ταχύτητας είναι μηδέν | | με πτώση (droop) | επιτρέπουν πτώση της ταχύτητας συνήθως 3 έως 4% — π.χ. από 1545 στρ/min χωρίς φορτίο σε 1500 στρ/min στο πλήρες φορτίο | Με Πτ = [(nο - nΝ) x 100] / nΝ %.

Πότε επιβάλλεται η ισόχρονη (σελ. 106): σε εγκαταστάσεις όπου υπάρχουν ηλεκτρονικοί υπολογιστές, συστήματα τηλεπικοινωνίας ή συστήματα τηλεοπτικής εκπομπής, απαιτείται ισόχρονη λειτουργία του κυβερνήτη, δηλαδή συχνότητα 50 Hz με διακύμανση ±0,25%. Και η κατασκευαστική διάκριση (σελ. 106): οι μηχανικοί ρυθμιστές χρησιμοποιούνται για λειτουργία με πτώση ενώ οι ηλεκτρονικοί και για πτώση και για ισόχρονη.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Όταν προστίθεται ή αφαιρείται ηλεκτρικό φορτίο, συμβαίνουν δύο πράγματα ταυτόχρονα. Πρώτον, η ταχύτητα του κινητήρα μειώνεται ή αυξάνεται αντίστοιχα, με συνέπεια τη μεταβολή της ηλεκτρικής συχνότητας, η οποία όμως πρέπει να διατηρείται σταθερή, γιατί διαφορετικά οι ηλεκτρικές συσκευές δεν λειτουργούν σωστά. Αυτό αντιμετωπίζεται με τον ρυθμιστή ταχύτητας ή κυβερνήτη, ένα σύστημα αυτοματισμού που παρακολουθεί και ελέγχει αυτόματα την ταχύτητα του κινητήρα· η ταχύτητα και η συχνότητα βυθίζονται ή ανυψώνονται στιγμιαία για ένα έως τρία δευτερόλεπτα, πριν ο ρυθμιστής τις σταθεροποιήσει. Δεύτερον, το ρεύμα του φορτίου προκαλεί πτώση της τάσης της γεννήτριας, οπότε για κάθε μεταβολή του φορτίου πρέπει να μεταβάλλεται αντίστοιχα και η ένταση του μαγνητικού πεδίου· αυτό το αναλαμβάνει ο αυτόματος ρυθμιστής τάσης, ένα σύστημα κλειστού βρόχου που διατηρεί την τάση σταθερή ελέγχοντας το μαγνητικό πεδίο. Ο κυβερνήτης λειτουργεί είτε ισόχρονα, με μηδενική πτώση ταχύτητας, είτε με πτώση τρία έως τέσσερα τοις εκατό, ενώ σε εγκαταστάσεις με ηλεκτρονικούς υπολογιστές, τηλεπικοινωνίες ή τηλεοπτική εκπομπή απαιτείται ισόχρονη λειτουργία, δηλαδή πενήντα χερτς με διακύμανση συν πλην μηδέν κόμμα είκοσι πέντε τοις εκατό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Γ, ερώτηση 5 — Αγορά Η/Ζ για συνεχή λειτουργία 24 ωρών

Ερώτηση: 5. Εάν Η/Ζ με κύρια ισχύ πρόκειται να αγορασθεί ως κύρια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για συνεχή λειτουργία επί 24 ώρες την ημέρα (Continuous Base Load), τι θα πρέπει να προσεχθεί κατά την αγορά του;

Απάντηση:

Η βασική επισήμανση (σελ. 110): εάν το Η/Ζ με κύρια ισχύ πρόκειται να χρησιμοποιηθεί ως κύρια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για συνεχή λειτουργία επί 24 ώρες την ημέρα (Continuous Base Load), δεν πρέπει να φορτίζεται στο 100% της ισχύος αλλά σε μικρότερη (90% ή 80%), ανάλογα με τις δυνατότητες του κινητήρα.

Γιατί: ο χαρακτηρισμός Κύρια (Prime Power) κατά ISO 3046 σημαίνει (σελ. 110) ότι το ζεύγος με κύρια ισχύ είναι κατασκευασμένο για συνεχή λειτουργία με μεταβαλλόμενο φορτίο, δεν πρέπει να λειτουργεί με το 100% της ισχύος του για περισσότερες από 500 ώρες το χρόνο. Σε συνεχή λειτουργία 24 ωρών οι ώρες του έτους είναι περίπου 8760 — δηλαδή δεκαεπταπλάσιες από το όριο των 500.

Άρα τι πρέπει να προσεχθεί κατά την αγορά | # | Σημείο προσοχής | |---|---| | 1 | επιλογή μεγαλύτερης ονομαστικής ισχύος, ώστε το πραγματικό φορτίο να αντιστοιχεί σε 80% ή 90% της ισχύος του ζεύγους — αν το φορτίο είναι π.χ. 400 kW, το Η/Ζ πρέπει να είναι περίπου 500 kW | | 2 | έλεγχος του χαρακτηρισμού ισχύος στα τεχνικά φυλλάδια σύμφωνα με το διεθνή κανονισμό ISO 3046 — όχι Standby αλλά Prime, και ιδανικά Continuous | | 3 | κινητήρας ντίζελ, γιατί πλεονεκτεί σε στιβαρότητα και αξιοπιστία, διαθέτει μεγάλη διάρκεια ζωής, έχει μικρό λειτουργικό κόστος και είναι κατάλληλος για συνεχή λειτουργία (σελ. 104) | | 4 | κατηγορία μόνωσης F ή Η και έλεγχος της θερμοκρασίας περιβάλλοντος και του υψομέτρου, με τους αντίστοιχους συντελεστές μείωσης ισχύος (σελ. 103-104) | | 5 | τύπος ρυθμιστή ταχύτητας: ισόχρονη λειτουργία αν η εγκατάσταση έχει ηλεκτρονικούς υπολογιστές, συστήματα τηλεπικοινωνίας ή συστήματα τηλεοπτικής εκπομπής (σελ. 106), δηλαδή ηλεκτρονικός ρυθμιστής | | 6 | πρόβλεψη για τα φορτία εκκίνησης των κινητήρων και προσαύξηση 15 έως 20% για μελλοντική αύξηση του φορτίου (σελ. 102-103) | | 7 | πρόγραμμα συντήρησης: σε συνεχή λειτουργία τα διαστήματα των ωρών υπερισχύουν των ημερολογιακών — κάθε 8 ώρες έλεγχοι και κάθε 200 ώρες αλλαγές λαδιού και φίλτρων (σελ. 111) | | 8 | εφεδρεία: για αδιάλειπτη λειτουργία εξετάζεται δεύτερη μονάδα, αφού η μία θα χρειάζεται διακοπές συντήρησης |

Η σύγκριση των δύο χαρακτηρισμών (σελ. 110) | | Εφεδρική (Standby) | Κύρια (Prime) | |---|---|---| | ώρες/έτος | 200 | συνεχής λειτουργία με μεταβαλλόμενο φορτίο | | ώρες στο 100% | έως 25 | έως 500 | | υπερφόρτιση | — | 10% για 1 ώρα ανά 12 ώρες, σύνολο έως 25 ώρες/έτος |

Και η υπενθύμιση για τη συντήρηση (σελ. 111): για το πρόγραμμα προληπτικής συντήρησης λαμβάνεται υπόψη η χρήση του Η/Ζ ως κύριας ή εφεδρικής πηγής, που καθορίζει το χρόνο λειτουργίας του.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το κρίσιμο σημείο που πρέπει να προσεχθεί είναι ότι, όπως ρητά αναφέρει το βιβλίο, ένα Η/Ζ με κύρια ισχύ που θα λειτουργεί συνεχώς επί εικοσιτέσσερις ώρες την ημέρα δεν πρέπει να φορτίζεται στο εκατό τοις εκατό της ισχύος του, αλλά σε μικρότερη, στο ενενήντα ή στο ογδόντα τοις εκατό, ανάλογα με τις δυνατότητες του κινητήρα. Ο λόγος είναι ότι ο χαρακτηρισμός της κύριας ισχύος κατά τον κανονισμό ISO 3046 επιτρέπει λειτουργία στο εκατό τοις εκατό μόνο για πεντακόσιες ώρες τον χρόνο, ενώ η συνεχής λειτουργία αντιστοιχεί σε περίπου οκτώ χιλιάδες επτακόσιες ώρες. Πρακτικά, επομένως, πρέπει να αγοραστεί ζεύγος με μεγαλύτερη ονομαστική ισχύ από το πραγματικό φορτίο. Πρέπει επίσης να ελεγχθεί ο χαρακτηρισμός ισχύος στα τεχνικά φυλλάδια, να επιλεγεί κινητήρας ντίζελ, που πλεονεκτεί σε στιβαρότητα και αξιοπιστία και είναι κατάλληλος για συνεχή λειτουργία, να ληφθούν υπόψη η κατηγορία μόνωσης, η θερμοκρασία περιβάλλοντος και το υψόμετρο με τους αντίστοιχους συντελεστές μείωσης, να επιλεγεί ο κατάλληλος τύπος ρυθμιστή ταχύτητας, να προβλεφθούν τα φορτία εκκίνησης και η προσαύξηση δεκαπέντε έως είκοσι τοις εκατό για μελλοντική αύξηση, και τέλος να καταρτιστεί πρόγραμμα συντήρησης με βάση τις ώρες λειτουργίας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ομάδα Γ, ερώτηση 6 — Χειροκίνητη και αυτόματη λειτουργία

Ερώτηση: 6. Να αναφέρετε πλεονεκτήματα-μειονεκτήματα της χειροκίνητης και της αυτόματης λειτουργίας των Η/Ζ. (Να συζητήσετε και παραδείγματα εγκαταστάσεων όπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί το ένα ή το άλλο είδος λειτουργίας).

Απάντηση:

Οι δύο τρόποι (σελ. 111) | | Χειροκίνητη | Αυτόματη | |---|---|---| | εκκίνηση | από τον υπεύθυνο τεχνικό με κατάλληλο χειρισμό | τίθεται αυτόματα σε λειτουργία το Η/Ζ με χρονική καθυστέρηση μερικών δευτερολέπτων | | μεταγωγή | αφού ο τεχνικός διαπιστώσει από τα όργανα ότι η τάση και η συχνότητα της γεννήτριας έχουν σταθεροποιηθεί και είναι οι σωστές | μετά από την επίτευξη της σωστής τάσης στη γεννήτρια | | επαναφορά στο δίκτυο | με χειρισμό του τεχνικού | με χρονική καθυστέρηση συνήθως 60 sec | | αποτυχία εκκίνησης | ο τεχνικός επαναλαμβάνει | προβλέπονται συνήθως άλλες δύο αυτόματες προσπάθειες εκκίνησης |

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα | | Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα | |---|---|---| | Χειροκίνητη | χαμηλότερο κόστος εξοπλισμού (δεν απαιτείται πλήρες κύκλωμα αυτοματισμού)· ανθρώπινος έλεγχος πριν από τη μεταγωγή — ο τεχνικός βλέπει τα όργανα και κρίνει· αποφεύγονται άσκοπες εκκινήσεις· απλούστερη συντήρηση | απαιτεί μόνιμη παρουσία υπεύθυνου τεχνικού· μεγάλος χρόνος αποκατάστασης — όση ώρα χρειαστεί για να φτάσει ο τεχνικός· ακατάλληλη για κρίσιμα φορτία· εξαρτάται από ανθρώπινο λάθος | | Αυτόματη | άμεση αποκατάσταση μέσα σε δευτερόλεπτα· δεν απαιτείται παρουσία προσωπικού· επαναλαμβανόμενες προσπάθειες εκκίνησης σε αποτυχία· ελεγχόμενη επαναφορά με 60 sec καθυστέρηση και ψύξη του κινητήρα | υψηλότερο κόστος — απαιτεί ηλεκτρονόμους, χρονικά, κύκλωμα αυτοματισμού· πολυπλοκότητα και περισσότερα σημεία βλάβης· κίνδυνος άσκοπων εκκινήσεων (γι' αυτό η καθυστέρηση μερικών δευτερολέπτων) |

Παραδείγματα εγκαταστάσεων | Εγκατάσταση | Λειτουργία | Γιατί | |---|---|---| | νοσοκομεία, χειρουργεία | αυτόματη | κίνδυνος για την υγεία των ανθρώπων (π.χ. λόγω διακοπής τροφοδοσίας του εξοπλισμού χειρουργείων) (σελ. 96) | | τηλεπικοινωνιακοί σταθμοί, computer rooms, τηλεοπτικοί σταθμοί | αυτόματη και ισόχρονος κυβερνήτης | απαιτείται ισόχρονη λειτουργία… δηλαδή συχνότητα 50 Hz με διακύμανση ±0,25% (σελ. 106) | | ψυκτικές αποθήκες, ξενοδοχεία, εμπορικά κέντρα, ανελκυστήρες | αυτόματη | καταστροφή αγαθών, πρόβλημα στην ασφαλή διακίνηση ανθρώπων και προϊόντων (σελ. 96) | | εργοστάσια με μόνιμη βάρδια συντηρητών | χειροκίνητη ή μικτή | υπάρχει υπεύθυνος τεχνικός και το φορτίο δεν είναι κρίσιμο για τη ζωή | | εργοτάξια, αγροτικές εγκαταστάσεις, μικρές μονάδες | χειροκίνητη | χαμηλό κόστος και ανεκτή καθυστέρηση |

Η φιλοσοφία των χρονικών καθυστερήσεων στην αυτόματη λειτουργία (σελ. 111) | Καθυστέρηση | Σκοπός | |---|---| | μερικά δευτερόλεπτα πριν την εκκίνηση | για την αποφυγή άσκοπων εκκινήσεων του Η/Ζ, που οφείλονται σε διακοπές μικρής διάρκειας της κύριας πηγής | | μέχρι την επίτευξη της σωστής τάσης | προστασία των φορτίων από ακατάλληλη τάση | | 60 sec πριν την επαναφορά στο δίκτυο | βεβαιότητα ότι η κύρια πηγή έχει σταθεροποιηθεί | | μερικά λεπτά μετά τη μεταγωγή | για να ψυχθεί ο κινητήρας |

Σύνοψη: (ενδεικτική) Στη χειροκίνητη λειτουργία η εκκίνηση του Η/Ζ και η μεταγωγή του φορτίου γίνονται από τον υπεύθυνο τεχνικό, ο οποίος προχωρά στη μεταγωγή αφού διαπιστώσει από τα όργανα ότι η τάση και η συχνότητα της γεννήτριας έχουν σταθεροποιηθεί και είναι οι σωστές. Πλεονεκτήματά της είναι το χαμηλότερο κόστος εξοπλισμού, ο ανθρώπινος έλεγχος πριν από τη μεταγωγή και η αποφυγή άσκοπων εκκινήσεων, ενώ μειονεκτήματά της είναι η ανάγκη μόνιμης παρουσίας τεχνικού, ο μεγάλος χρόνος αποκατάστασης και η εξάρτηση από το ανθρώπινο λάθος. Στην αυτόματη λειτουργία, μετά την αποτυχία του δικτύου το Η/Ζ τίθεται αυτόματα σε λειτουργία με χρονική καθυστέρηση μερικών δευτερολέπτων, ώστε να αποφεύγονται άσκοπες εκκινήσεις από διακοπές μικρής διάρκειας, ενώ σε περίπτωση αποτυχίας προβλέπονται συνήθως άλλες δύο προσπάθειες· η επαναφορά στο δίκτυο γίνεται με καθυστέρηση συνήθως εξήντα δευτερολέπτων και το Η/Ζ συνεχίζει να λειτουργεί για μερικά λεπτά, για να ψυχθεί ο κινητήρας. Πλεονεκτήματά της είναι η άμεση αποκατάσταση μέσα σε δευτερόλεπτα και η ανεξαρτησία από την παρουσία προσωπικού, ενώ μειονεκτήματά της είναι το υψηλότερο κόστος και η πολυπλοκότητα του κυκλώματος αυτοματισμού. Η αυτόματη λειτουργία επιβάλλεται σε νοσοκομεία και χειρουργεία, σε τηλεπικοινωνιακούς και τηλεοπτικούς σταθμούς, σε μηχανογραφικά κέντρα, σε ψυκτικές αποθήκες και σε κτίρια με ανελκυστήρες, ενώ η χειροκίνητη είναι αποδεκτή σε εργοτάξια, σε αγροτικές εγκαταστάσεις και σε μονάδες με μόνιμη βάρδια συντηρητών, όπου η καθυστέρηση είναι ανεκτή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Προηγούμενο Στοιχείο

Επιστροφή στην Ενότητα

Επόμενο Στοιχείο