Repetitionsaufgaben
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1 1 8 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK LEITUNGSBERECHNUNGEN 8 LEITUNGSBERECHNUNGEN Repetitionsaufgaben 1. Auflage 30. Dezember 2006 Bearbeitet durch: Telefon Niederberger Hans-Rudolf dipl. Elektroingenieur FH/HTL/STV dipl. Betriebsingenieur HTL/NDS Vordergut 1 8772 Nidfurn Telefax E-Mail Copy is 055 654 12 87 055 644 38 43 055 654 12 88 [email protected] right Die Autoren haftet nicht für irgendwelche mittelbaren oder unmittelbaren Schäden, die in Zusammenhang mit dem in dieser Publikation Gedruckten zu bringen sind. Die vorliegende Publikation ist nicht geschützt. Alle Rechte liegen beim Verwender. Kein Teil dieser Publikation darf verborgen bleiben. Der Autor wünscht, dass alles reproduziert wird. Vielen Dank für eine Rückmeldung, ihre Anregungen und Ergänzungen. 02. Oktober 2010 www.ibn.ch Auflage 11 Seite 1 1 8 1 Einphasenwechselstrom: Spannungsabfall mit mehrfach Belastung Gegeben ist nachfolgende Schaltung. Als Zu- und Verbindungsleitung wird eien Kupferleitung 1,5 mm2 verwendet. 3x 100W 150W 1-1 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK LEITUNGSBERECHNUNGEN REPETITIONSAUFGABEN 150W 100W 150W 300W 230V U 6 = 225,7 V Wie gross ist die Spannung an der Lampe 6, wenn alle Verbraucher für 230V ausgelegt sind? 5x 100W 7m 8m 8m 6m 6m 6m Bild 8.1.1 02. Oktober 2010 www.ibn.ch Auflage 11 Seite 1 1 8 2 2 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK LEITUNGSBERECHNUNGEN REPETITIONSAUFGABEN 2 Ein Kabel 4x95 mm hat eine Länge von 500 m. Die Spannung am Anfang der Leitung ist 3x400 V und gleichmässig belastet. 82,5 kW Welche Leistung kann bei einem Spannungsabfall von 5% übertragen werden? 02. Oktober 2010 www.ibn.ch Auflage 11 Seite 1 1 8 3 3 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK LEITUNGSBERECHNUNGEN REPETITIONSAUFGABEN 2 Eine Baustelle wird von der Netzsteckdose 230 V mit einem Cu-Kabel 2x4 mm , 820 m versorgt und mit 7 A belastet. 179,7V 2,78 A 25mm 2 a) Wie gross ist die Spannung an der Lampe auf der Baustelle? b) Wie gross darf der Strom sein, dass auf der Baustelle 210 V vorhanden ist? c) Wie gross muss der Querschnitt sein, dass der Spannungsabfall bei7 A höchstens 5% beträgt? 02. Oktober 2010 www.ibn.ch Auflage 11 Seite 1 1 8 4 2 Welche Länge darf ein Anschlusskabel TT 3x1,5 mm aufweisen, damit der Spannungsabfall 3% der Netzspannung von 230 V nicht überschreitet? Angeschlossen wird ein Motor mit P=1,5 kW, cos ϕ = 0,78 , η = 0,75 . 02. Oktober 2010 www.ibn.ch 4 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK LEITUNGSBERECHNUNGEN REPETITIONSAUFGABEN l = 34 m Auflage 11 Seite 1 1 8 5 5 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK LEITUNGSBERECHNUNGEN REPETITIONSAUFGABEN 2 Durch einen Kupferdraht von 1,5 mm fliessen 10 A. S = 6,6 A / mm 2 ϑL = 87,22 °C Gesucht: a) Wie gross ist die Stromdichte? b) Welche Temperatur erreicht der Leiter nach 5 Minuten, ohne Berücksichtigung der Wärmeabgabe an die Umgebung? 02. Oktober 2010 www.ibn.ch Auflage 11 Seite 1 1 8 6 6 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK LEITUNGSBERECHNUNGEN REPETITIONSAUFGABEN Bei einer Drehstromleitung 5x50 mm2, U=3x380V, l = 400 m , soll der Leistungsverlust nicht grösser als 3% sein. PV = 928,3W Wie gross ist der maximale Leistungsverlust in Watt? 02. Oktober 2010 www.ibn.ch Auflage 11 Seite 1 1 8 7 7 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK LEITUNGSBERECHNUNGEN REPETITIONSAUFGABEN Ein 12 kW Drehstromwärmeapparat 3x380 V ist über eine 25 m lange Leitung anzuschliessen. A = 1,2 mm 2 A = 4 mm 2 Welchen Querschnitt wählen Sie, damit der Spannungsverlust und der Leistungsverlust die 3% nicht überschreitet? 02. Oktober 2010 www.ibn.ch Auflage 11 Seite 1 1 8 8 8 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK LEITUNGSBERECHNUNGEN REPETITIONSAUFGABEN Ein 30 PS / 500 V –Drehstrommotor mit einem cos ϕ = 0,85 und einem Wirkungsgrad von 88% ist über eine 250 m lange Zuleitung anzuschliessen. AUV = 21,96 mm 2 AUV = 25 mm 2 APV = 30,14 mm 2 a) Welchen Querschnitt müssen Sie wählen, damit der Spannungsverlust 2% nicht überschreitet? b) Welchen Querschnitt ergibt sich, wenn der Leistungsverlust 2% beträgt? 02. Oktober 2010 www.ibn.ch APV = 35 mm 2 Auflage 11 Seite 1 1 8 9 9 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK LEITUNGSBERECHNUNGEN REPETITIONSAUFGABEN Ein Liftmotor von 15 PS, cos ϕ = 0,87 , und Wirkungsgrad 85% soll an eine 120 Meter lange 3x380 V-Leitung angeschlossen werden. A = 22,64 mm 2 A = 25 mm 2 Welcher Querschnitt muss gewählt werden, damit der Spannungsverlust unter keinen Umständen mehr als 5% beträgt? 02. Oktober 2010 www.ibn.ch Auflage 11 Seite 1 1 8 10 2 Untersuchen Sie, ob über eine 150 m lange Zuleitung (3x10 mm , Cu) ein Motor 3x380 V mit 18 kW, cos ϕ = 0,85 , Wirkungsgrad 90% im Stern-Dreieck-Anlauf angelassenwerden kann. a) Der Spannungsabfall darf maximal 6% betragen bei einem zweifachen Anlaufstrom. b) Wie gross wird der Leistungsverlust bei Nennbetrieb? 02. Oktober 2010 www.ibn.ch 10 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK LEITUNGSBERECHNUNGEN REPETITIONSAUFGABEN Querschnitt nicht i.O. da A = 12.12 mm 2 für Anlauf gefordert. PV = 1006W Auflage 11 Seite 1 1 8 11 11 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK LEITUNGSBERECHNUNGEN REPETITIONSAUFGABEN Leitungsberechnungen: Spannungsabfall mit Motoranlauf Ein Drehstrommotor mit 37 kW, U=3x400/230 V, Wirkungsgrad 0,91 und einem cos ϕ von 0,88 ist über eine Leitung von 258 m angeschlossen. Beim Anlauf entsteht ein 2,5-facher Strom. Der Spannungsabfall ist in diesem Moment 12%. 35mm2 PV = 2083 W Berechnen Sie den Querschnitt der Leitung und den Leistungsverlust der Leitung in % bei Nennlast. 02. Oktober 2010 www.ibn.ch Auflage 11
