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1 ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK 1 ELEKTROTECHNIK 7 DREIPHASENWECHSELSTROM REPETITIONSAUFGABEN

Ausgabe: 17. Juni 2013 www.ibn.ch

Auflage 12

7 DREIPHASEN-

WECHSELSTROM

Repetitionsaufgaben

12. Auflage 13. Januar 2008

Bearbeitet durch:

Niederberger Hans-Rudolf dipl. Elektroingenieur FH/HTL/STV dipl. Betriebsingenieur HTL/NDS Vordergut 1 8772 Nidfurn

Telefon 055 654 12 87 055 644 38 43 Telefax 055 654 12 88 E-Mail hn@ibn.ch Web www.ibn.ch

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Bestimme aufgrund der im Schema gemachten Angaben: a) den Strom in einem Polleiter! b) die Stromdichte!

I A= 94 96,

s A m m= 2 7 1 2

, /

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Am Ausgang eines Transformators zeigen alle Amperemeter 150 A an. a) Wie gross ist die vom Transformator bezogene Scheinleistung? b) Wie sind die beiden Wicklungen des Transformators geschaltet? c) Wie gross ist der Strom im Neutralleiter ( NI )?

d) Wie gross ist der Strom im Zangenampere-Meter ( ZI )?

a) VAkS 73,98=

b)

Primär ∆

Sekundär

Y

c) AI N 0=

d)

AI Z 0=

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Eine ohmisch belastete Drehstromleitung besteht aus 4 Drähten von je 0,5 Ohm. Berechnen Sie den Spannungsabfall bei 25A Belastung ( In V und % der Nenn- spannung 3x400/230V).

∆U V= 21 65,

∆U % ,= 5 4%

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In Dy5 ist ein Transformator geschaltet, dessen Primärwicklung 3x13kV ist. Die Übersetzung lautet 33:1. Die Primärwindungszahl ist 2700. Bestimmen Sie: a) Die Sekundärspannung! b) Die Windungszahl auf der Ausgangsseite!

a) U V2 393 9= ,

b)

82,81 2

=N

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Bezeichnen Sie die Schaltungen und jeweils die Beziehungen der Spannungen und Ströme! a) b)

I

StrI

U

StrU

Bild 7.1.1

StrI

U

StrU

I

Str I

U Str

U

Bild 7.1.2

Str I

U Str

U

a) Dreieck

StrUU =

StrII ⋅= 3

b) Stern

StrII =

StrUU ⋅= 3

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Ein Drehstrom-Al-Kabel ( mmmAl /03,0 2Ω=ρ ) soll über eine Distanz von 200m

eine ohmische Last von 30 kW und maximal 3% Spannungsabfall übertragen. Spannung 3x400V. Wie gross ist: a) der Leiterstrom? b) der gerechnete Leiterquerschnitt ?

I AN = 43 3,

Ω= 16,0R

A mm= 37 5 2,

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Ein Verbraucher wird wie skizziert an eine Transformatorenstation, mittels einer Rohranlage, angeschlossen. Der Spannungsabfall soll beim Verbraucher nicht grösser als 5% betragen.

mm2 Erde Rohrblock Luft

16 Cu 100 80 75

25 Cu 130 110 100

35 Cu 155 125 120

50 Cu 185 150 145

70 Cu 225 180 180

95 Cu 270 220 220

Al 210 175 175

120 Cu 305 250 255

Al 240 200 205

150 Cu 340 275 290

Al 270 225 235

185 Cu 380 310 330

Al 305 255 270

240 Cu 440 360 390

Al 360 300 325

300 Cu 500 410 450

Al 410 350 380 Tabelle 1.1.8

Strombelastung 100% in Ampère bei

Verlegung der Kabel in

Leiter-

Querschnitt

a) Wie gross ist der Kabelquerschnitt zu wählen, wenn die Belastungs- tabelle verwendet wird?

b) Wie gross ist der Spannungsabfall beim Verbraucher mit dem Quer- schnitt aus der Tabelle?

c) Ist der Querschnitt aus der Tabelle ausreichend?

d) Geben Sie den richtigen Quer- schnitt an, damit der Spannungs- abfall am Verbraucher 5% nicht überschreitet (Wenn notwendig!)

I

Verbrau- cher

L ä n

g e

A

3x400/230V

Bild 8.2.1

AI 200=

ml 250=

1cos =ϕ

95 mm 2

Cu-Kabel

%99,3% =∆U

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36 37

Wie gross muss die zusätzliche Wirkleistung eines 12 kW Motors, 3x400V, 50Hz, 22,6A sein, wenn der cosϕ neu 0,923 sein soll? Erstellen Sie die Lösung grafisch und rechnerisch.

B ild

7 .1

2 .1

co sϕ

si nϕ

1, 0

0, 9

0, 8

0, 7

0, 6

1, 0

0, 9

0, 8

0, 7

0, 6

0, 5

0, 4

0, 3

0, 2

0, 1

0 P

Q

kWP 13,12=

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Berechnen Sie an der gegebenen Schaltung L1

L2

L3

N

P W1 450

0 8

=

=cos ,ϕ

P W2 225

0 4

=

=cos ,ϕ

U x V

f Hz

=

=

3 400

50

a) Wie gross sind die Polleiterströme im gegebenen Fall? b) Wie gross ist der Neutralleiterstrom im gegebenen Fall? c) Wie gross ist die Wirkleistung wenn N unterbrochen ist? d) Wie gross ist der Polleiterstrom bei Neutralleiterunterbruch?

Bild 7.10.2

U12

U1N

U23U31

U2N

U3N

ω

I AL = 2 4357,

I AN = 1 30,

P W= 541 45,

I AL = 2 1816,

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K10

Bei einem in Dreieck geschalteten Durchlauferhitzer U=3x400V, η=0,8 soll die Strom- und Leistungsaufnahme bestimmt werden. An den Klemmen U1 und V1 werden 32Ω gemessen.

I A= 14 43,

P kW= 10

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Weichen Wert zeigt das A-Meter an? U=3x40OV, R1=26Ω, R2=65Ω

I A= 19 21,

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Ein Fabrikationsbetrieb U=3x400V, f=50Hz soll auf einen Leistungsfaktor von 0.9 kompensiert werden. Während der Spitzenzeit werden folgende Ablesungen innert einer Minute gemacht: Zähler 1: 80 Umdrehungen bei c=80 U/kWh Zähler 2 100 Umdrehungen bei c=60 1/kVarh a) Welche Kapazitäten der in Dreieck geschalteten Kondensatorbatterie werden

benötigt? b) Wie gross ist der Zuleitungsstrom vor und nach der Kompensation?

a) C F

2 470= µ

b)

I A1 168 32= ,

I A 2

96 22= ,

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Folgende Verbraucher sind eingeschaltet an: L1-N: Spule mit cosϕ=0,5 ind., I=0,5A L2-N: RC-Glied mit cosϕ=0,5 kap., I=0,5A Wie gross ist der Neutralleiterstrom? (grafi