KWALIFIKACJA ELE5 - CZERWIEC 2024

PYTANIE NR 17.
Dla obiektu zasilanego instalacją elektryczną trójfazową o napięciu znamionowym 400 V maksymalny pobór mocy wynosi 13 kW. Dobierz minimalną wartość prądu znamionowego zabezpieczenia przedlicznikowego, zakładając rezystancyjny charakter odbiorników i pomijając kwestię selektywności zabezpieczeń.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dla instalacji trójfazowej i odbiorników rezystancyjnych przyjmuje się cosφ=1, więc
P = √3·U·I. Stąd I = P/(√3·U) = 13 000/(1,732·400) ≈ 18,8 A. Minimalne zabezpieczenie o prądzie znamionowym nie mniejszym od obliczonego to 20 A.

Pełne wyjaśnienie:

W instalacji trójfazowej (3f) moc czynna dla odbiorów symetrycznych oblicza się ze wzoru:

P = √3 · U · I · cosφ

W treści wskazano rezystancyjny charakter odbiorników, więc przyjmujemy cosφ = 1. Podano też napięcie znamionowe 400 V, które w typowej sieci 3f oznacza napięcie międzyfazowe (liniowe). Zatem:

I = P / (√3 · U) = 13 000 W / (1,732 · 400 V) ≈ 18,8 A

Dobierając minimalny prąd znamionowy zabezpieczenia przedlicznikowego, wybiera się wartość nie mniejszą od prądu obciążenia (nie można przyjąć zabezpieczenia zaniżonego, bo będzie niepotrzebnie wyzwalać). Najbliższą wyższą typową wartością z podanych odpowiedzi jest 20 A.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • 16 A jest mniejsze niż ok. 18,8 A, więc przy pełnym obciążeniu mogłoby zadziałać mimo braku uszkodzenia (dobór poniżej prądu roboczego).
  • 10 A jest zdecydowanie zbyt małe i nie spełnia warunku przeniesienia obciążenia.
  • 25 A mogłoby działać poprawnie, ale pytanie wymaga minimalnej wartości, więc 25 A jest zawyżeniem.

Typowe pułapki na egzaminie to użycie wzoru jednofazowego P=U·I albo podstawienie 230 V zamiast 400 V. Warto zawsze sprawdzić, czy zadanie dotyczy 1f czy 3f oraz jakie napięcie (fazowe czy międzyfazowe) podano.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Użyj wzoru na moc czynną w układzie 3f: P=√3·U·I·cosφ. Dla odbiorników rezystancyjnych przyjmij cosφ=1. Następnie przekształć: I=P/(√3·U). Dla 13 kW i 400 V wyjdzie ok. 18,8 A, więc dobiera się 20 A.
W układzie trójfazowym napięcia i prądy są przesunięte w fazie o 120°. Zależność między wielkościami fazowymi i liniowymi powoduje, że suma mocy trzech faz dla układu symetrycznego przyjmuje postać P=√3·U·liniowe·I·liniowy·cosφ.
Oznacza, że odbiorniki nie wprowadzają istotnej mocy biernej, a współczynnik mocy wynosi w przybliżeniu cosφ=1. Dzięki temu prąd oblicza się prościej i nie trzeba korygować wyniku o przesunięcie fazowe typowe dla silników czy transformatorów.
Jeśli zadanie mówi o instalacji trójfazowej 400 V, zwykle chodzi o napięcie międzyfazowe (liniowe). Wtedy wstawiasz U=400 V do wzoru 3f. Napięcie 230 V to napięcie fazowe (między fazą a przewodem neutralnym) i używa się go w obliczeniach jednofazowych.
Nie, jeśli pytanie wymaga poprawnego doboru minimalnej wartości. Zabezpieczenie o prądzie znamionowym mniejszym od prądu obciążenia będzie z dużym prawdopodobieństwem wyzwalało przy pracy z pełną mocą. Dobór powinien zapewniać przeniesienie prądu roboczego, czyli wybiera się najbliższą wyższą wartość.
Są to typowe wartości prądów znamionowych aparatury zabezpieczeniowej spotykanej w praktyce (np. wyłączniki nadprądowe, wkładki topikowe). W zadaniach egzaminacyjnych chodzi zwykle o wybranie najbliższej wyższej wartości względem prądu obliczonego, aby spełnić warunek minimalności.
Selektywność dotyczy tego, które zabezpieczenie zadziała pierwsze przy zwarciu lub przeciążeniu (bliższe miejscu uszkodzenia). Gdy selektywność jest wymagana, dobór nie opiera się wyłącznie na prądzie roboczym, ale też na charakterystykach czasowo-prądowych. W tym zadaniu selektywność celowo pominięto.
Najczęściej: (1) użycie wzoru jednofazowego P=U·I, (2) podstawienie 230 V zamiast 400 V, (3) pominięcie cosφ przy odbiorach innych niż rezystancyjne, (4) wybranie zbyt małego zabezpieczenia, bo "takie jest popularne". Warto robić szybki test sensowności wyniku.
Przy doborze zabezpieczenia jako wartości minimalnej należy zaokrąglić w górę do najbliższej dostępnej wartości znamionowej. Zaokrąglenie w dół (np. do 16 A) spowoduje dobór poniżej prądu roboczego i ryzyko nieuzasadnionych zadziałań przy pracy z maksymalnym poborem mocy.
W obiektach związanych z gazownictwem często występują urządzenia elektryczne (automatyka, wentylacja, detekcja gazu, napędy). Umiejętność przeliczenia mocy na prąd i wstępnego doboru zabezpieczenia pomaga ocenić wymagania zasilania, zaplanować współpracę z elektrykiem oraz wychwycić niespójności w dokumentacji lub doborze aparatury.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 45% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "Dla instalacji trójfazowej i odbiorników rezystancyjnych przyjmuje się cosφ=1, więcP = √3·U·I."

Źródła:

  • Wikipedia (pl): "Moc elektryczna" – zależności P, U, I oraz pojęcie mocy w AC, https://pl.wikipedia.org/wiki/Moc_elektryczna (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (pl): "Prąd trójfazowy" – podstawowe zależności w układzie trójfazowym, https://pl.wikipedia.org/wiki/Pr%C4%85d_tr%C3%B3jfazowy (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręcznik/kompendium z podstaw elektrotechniki (obwody 1f i 3f, moc czynna i cosφ)
  • Karty katalogowe wyłączników nadprądowych i bezpieczników topikowych (prądy znamionowe, charakterystyki)
  • Materiały szkoleniowe z doboru zabezpieczeń i podstaw koordynacji zabezpieczeń (selektywność)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego