Przejdź do głównej treści
ELE.06-01-26.01-SGStyczeń 2026 · 23 kroki · ok. 34 min · 40 kryteriów z klucza

Rozwiązanie krok po kroku: Rozbudowa rozdzielni średniego napięcia

Zakład uruchomił nowy dział obróbki metali i istniejący transformator 400 kVA przestaje wystarczać. Trzeba opracować dokumentację rozbudowy rozdzielni średniego napięcia: rozpoznać jej elementy i pola na schemacie, spisać parametry starego transformatora, policzyć brakujące parametry dziewięciu odbiorników, dobrać nowy transformator z katalogu (z grupą połączeń i schematem uzwojeń) oraz bezpiecznik SN do jego zabezpieczenia.

Model „d”, czyli dokumentacja na papierze. Zdający wpisuje ręcznie dane, obliczenia, wyniki i oceny do tabel i protokołów wydrukowanych w arkuszu. W podglądzie tłem jest strona arkusza, wpisy zdającego są granatowe i odręczne, a pola wpisane w bieżącym kroku są podświetlone na żółto. Kolejność kroków idzie za kolejnością tabel w arkuszu, a w obrębie jednej tabeli - za kryteriami klucza.

Dane. Wszystkie liczby pochodzą z treści zadania i tabel arkusza CKE. Każdy wynik jest w skrypcie policzony z tych danych i porównany z kluczem oceniania, a każda wpisana nazwa - z tekstem kryterium. Tam, gdzie klucz przyjmuje kilka zapisów albo przedział wartości, w kroku jest to zaznaczone.

Wzory. Moce i prąd trójfazowy: P = √3·U·I·cosφ, Q = √3·U·I·sinφ, S = √3·U·I, a przy znanym cosφ = 0,6 i sinφ = 0,8 (wspólne dla wszystkich odbiorników w tabeli C) najprościej P = S·cosφ i Q = S·sinφ. Moc dodatkowa to suma mocy pozornych odbiorników, a moc całkowita to ta suma plus moc istniejącego transformatora (tabela 3). Wyniki w tabeli C mają taką dokładność, jak pozostałe wartości w danej kolumnie.

Bezpieczeństwo. To materiał do nauki do egzaminu, a nie instrukcja wykonywania prac. Prace eksploatacyjne, pomiary i przełączenia przy urządzeniach i sieciach elektroenergetycznych wolno wykonywać wyłącznie osobom z odpowiednimi uprawnieniami (świadectwo kwalifikacyjne), na polecenie i z zachowaniem procedur bezpiecznej pracy.

To jedno z możliwych rozwiązań: kolejność wypełniania jest dowolna, liczy się zapis w ocenianych polach, a przy wynikach obliczeń klucz przyjmuje tolerancję.

Jak liczą się punkty. Klucz ma 40 kryteriów w 5 rezultatach, każde za 1 punkt. Próg zdania części praktycznej to 75%, czyli 30 punktów - można stracić 10 kryteriów i nadal zdać. Tabela A daje 9 punktów, tabela B 10, tabela C 10, tabela D 7, tabela E 4.

Arkusz i pliki do pobrania Treść arkusza (PDF)

  1. Etap 1: Tabela A. Elementy rozdzielni SN

    Kroki 1-6 · po tym etapie masz 9 z 40 kryteriów (pkt)

    Krok 1: Łączniki Q1 i Q4

    Kryteria: ,

    R.1.1 Tabela A, wiersz 1: rozłącznik

    R.1.2 Tabela A, wiersz 2: rozłącznik bezpiecznikowy

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie rysunku 1 wpisz szczegółowe nazwy elementów o podanych oznaczeniach, a w przypadku pól zakreśl właściwy rodzaj.

    Q1 w polu 1 to łącznik z symbolem gaszenia łuku na styku - rozłącznik (może łączyć prądy robocze, nie wyłącza zwarć). Q4 w polu transformatorowym ma symbol rozłącznika z dołączonym bezpiecznikiem, który przy zadziałaniu otwiera łącznik - to rozłącznik bezpiecznikowy. Rozpoznanie symboli łączników to wiedza ogólna z rysunku technicznego elektrycznego, nazwy wg klucza.

    Dokument po tym kroku

  2. Krok 2: Bezpiecznik F1

    Kryteria:

    R.1.3 Tabela A, wiersz 3: bezpiecznik

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie rysunku 1 wpisz szczegółowe nazwy elementów o podanych oznaczeniach, a w przypadku pól zakreśl właściwy rodzaj.

    F1 - prostokąt z kreską wzdłuż osi, w torze zasilania transformatora - to bezpiecznik (wkładka bezpiecznikowa SN).

    Dokument po tym kroku

  3. Krok 3: Przekładniki PN i PP

    Kryteria: ,

    R.1.4 Tabela A, wiersz 4: przekładnik napięciowy

    R.1.5 Tabela A, wiersz 5: przekładnik prądowy

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie rysunku 1 wpisz szczegółowe nazwy elementów o podanych oznaczeniach, a w przypadku pól zakreśl właściwy rodzaj.

    PN - dwa okręgi na siebie zachodzące, przyłączone między szynami - przekładnik napięciowy. PP - okrąg nasunięty na tor prądowy - przekładnik prądowy. Liczby 3 i 4 przy przekreśleniach to liczba przewodów (faz) toru.

    Typowe błędy

    Zamiana PN i PP - przekładnik prądowy jest włączony szeregowo w tor, napięciowy równolegle (między fazy).

    Dokument po tym kroku

  4. Krok 4: Transformator Tr

    Kryteria:

    R.1.6 Tabela A, wiersz 6: transformator

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie rysunku 1 wpisz szczegółowe nazwy elementów o podanych oznaczeniach, a w przypadku pól zakreśl właściwy rodzaj.

    Tr - dwa okręgi uzwojeń jeden nad drugim - transformator SN/nn zasilający zakład (20/0,4 kV).

    Dokument po tym kroku

  5. Krok 5: Pole 2: liniowe

    Kryteria:

    R.1.7 Tabela A, wiersz 7: liniowe

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie rysunku 1 wpisz szczegółowe nazwy elementów o podanych oznaczeniach, a w przypadku pól zakreśl właściwy rodzaj.

    Pole 2 ma tylko rozłącznik Q2 i odpływ kablem - to pole liniowe (zasila lub odbiera linię). Zakreśla się słowo „liniowe”.

    Dokument po tym kroku

  6. Krok 6: Pola 3 i 4: sprzęgłowe i pomiarowe

    Kryteria: ,

    R.1.8 Tabela A, wiersz 8: sprzęgłowe

    R.1.9 Tabela A, wiersz 9: pomiarowe

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie rysunku 1 wpisz szczegółowe nazwy elementów o podanych oznaczeniach, a w przypadku pól zakreśl właściwy rodzaj.

    Rozłącznik Q3 w polu 3 łączy pierwszy odcinek szyn zbiorczych z drugim (z tym od pola 4 i 5) - pole sprzęgłowe. W polu 4 są tylko przekładniki PN i PP - pole pomiarowe.

    Dokument po tym kroku

  7. Etap 2: Tabela B. Istniejący transformator TMG-400

    Kroki 7-12 · po tym etapie masz 19 z 40 kryteriów (pkt)

    Krok 7: Napięcia znamionowe GN i DN

    Kryteria: ,

    R.2.1 Tabela B, wiersz 1: 20 kV lub 20 000 V

    R.2.2 Tabela B, wiersz 2: 0,4 kV lub 400 V

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Wpisz parametry znamionowe transformatora istniejącej rozdzielni SN ‒ uzupełnij tabelę B.

    Napięcie znamionowe 20/0,4 kV z tabeli 1: strona górnego napięcia 20 kV, strona dolnego 0,4 kV. Kolumna ma nagłówek „Wartość i jednostka miary”, więc jednostkę wpisuje się w każdym wierszu.

    Dokument po tym kroku

  8. Krok 8: Moc i częstotliwość

    Kryteria: ,

    R.2.3 Tabela B, wiersz 3: 400 kVA lub 400 000 VA

    R.2.4 Tabela B, wiersz 4: 50 Hz

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Wpisz parametry znamionowe transformatora istniejącej rozdzielni SN ‒ uzupełnij tabelę B.

    Moc znamionowa 400 kVA, częstotliwość znamionowa 50 Hz - podana w opisie transformatora.

    Dokument po tym kroku

  9. Krok 9: Straty w żelazie i w miedzi

    Kryteria: ,

    R.2.5 Tabela B, wiersz 5: 830 W

    R.2.6 Tabela B, wiersz 6: 5 550 W

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Wpisz parametry znamionowe transformatora istniejącej rozdzielni SN ‒ uzupełnij tabelę B.

    Straty w żelazie to straty jałowe (magnesowanie rdzenia): 830 W. Straty w miedzi to straty obciążeniowe (nagrzewanie uzwojeń prądem): 5 500 W - z tabeli 1 arkusza.

    ⚠️ Rozbieżność arkusz-klucz: tabela 1 arkusza podaje straty obciążeniowe transformatora TMG-400 5 500 W i ta wartość jest wpisana; klucz CKE przyjmuje 5 550 W (R.2.6). Na egzaminie punkt daje wartość z klucza.

    Typowe błędy

    Zamiana strat: jałowe (żelazo) nie zależą od obciążenia, obciążeniowe (miedź) rosną z kwadratem prądu.

    Dokument po tym kroku

  10. Krok 10: Napięcie zwarcia

    Kryteria: ,

    R.2.7 Tabela B, wiersz 7: 4,5 %

    R.2.8 Tabela B, wiersz 8: 900 V lub 0,9 kV

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Wpisz parametry znamionowe transformatora istniejącej rozdzielni SN ‒ uzupełnij tabelę B.

    Procentowe napięcie zwarcia 4,5 % z tabeli 1. Napięcie zwarcia liczy się względem napięcia znamionowego strony GN: Uk = 4,5% · 20 000 V = 900 V (obliczenie w miejscu na obliczenia).

    Dokument po tym kroku

  11. Krok 11: Kąt przesunięcia fazowego z grupy połączeń

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Wpisz parametry znamionowe transformatora istniejącej rozdzielni SN ‒ uzupełnij tabelę B.

    Liczba w oznaczeniu grupy (Dyn5) mnożona przez 30° daje przesunięcie napięć strony dolnej względem górnej: 5 · 30° = 150°. Klucz nie ma kryterium dla tego wiersza - wpis dla kompletności tabeli.

    Dokument po tym kroku

  12. Krok 12: Połączenia uzwojeń

    Kryteria: ,

    R.2.9 Tabela B, wiersz 10: wyłącznie trójkąt lub D lub Δ

    R.2.10 Tabela B, wiersz 11: wyłącznie gwiazda lub y lub Y

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Wpisz parametry znamionowe transformatora istniejącej rozdzielni SN ‒ uzupełnij tabelę B.

    W oznaczeniu Dyn5 wielka litera D opisuje uzwojenie pierwotne (górnego napięcia) połączone w trójkąt, a mała y - wtórne w gwiazdę; n znaczy, że punkt neutralny gwiazdy jest wyprowadzony.

    Typowe błędy

    Odwrócenie stron: pierwsza (wielka) litera zawsze dotyczy uzwojenia górnego napięcia.

    Dokument po tym kroku

  13. Etap 3: Tabela C. Odbiorniki działu obróbki metali

    Kroki 13-17 · po tym etapie masz 29 z 40 kryteriów (pkt)

    Krok 13: Brakujące prądy (wiersze 1, 5, 9)

    Kryteria: , ,

    R.3.1 Tabela C, w wierszu 1: 19,27 ±1

    R.3.5 Tabela C, w wierszu 5: 12,03 ±1

    R.3.9 Tabela C, w wierszu 9: 7,22 ±0,5

    ok. 3 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz wybrane parametry trójfazowych odbiorników nowego działu obróbki metali ‒ uzupełnij tabelę C.

    Z S = √3·U·I: I = S / (√3·U). Wycinarka: 13 333 / (1,732 · 400) = 19,24 A (klucz: 19,27 ±1), wiertarko-gwinciarka 12,03 A, dłutownica 7,22 A. Prądy w tabeli mają dwa miejsca po przecinku.

    Dokument po tym kroku

  14. Krok 14: Brakujące moce bierne (wiersze 2, 6)

    Kryteria: ,

    R.3.2 Tabela C, w wierszu 2: 8 000,0 ±100

    R.3.6 Tabela C, w wierszu 6: 11 334,5 ±100

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz wybrane parametry trójfazowych odbiorników nowego działu obróbki metali ‒ uzupełnij tabelę C.

    Wszystkie odbiorniki mają cosφ = 0,6 i sinφ = 0,8, więc Q = S·sinφ. Laser: 10 000 · 0,8 = 8 000,0 var, szlifierka: 14 166 · 0,8 = 11 332,8 var (klucz: 11 334,5 ±100 - liczone z prądu wychodzi niemal to samo). Moc bierna w tabeli ma jedno miejsce po przecinku.

    Dokument po tym kroku

  15. Krok 15: Brakujące moce pozorne (wiersze 3, 8)

    Kryteria: ,

    R.3.3 Tabela C, w wierszu 3: 18 333 ±200

    R.3.8 Tabela C, w wierszu 8: 25 000 ±400

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz wybrane parametry trójfazowych odbiorników nowego działu obróbki metali ‒ uzupełnij tabelę C.

    S = P / cosφ. Tokarka: 11 000 / 0,6 = 18 333 VA, giętarka: 15 000 / 0,6 = 25 000 VA (dla giętarki to samo daje Pitagoras: √(15 000² + 20 000²)).

    Dokument po tym kroku

  16. Krok 16: Brakujące moce czynne (wiersze 4, 7)

    Kryteria: ,

    R.3.4 Tabela C, w wierszu 4: 5 500 ±100

    R.3.7 Tabela C, w wierszu 7: 7 500 ±100

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz wybrane parametry trójfazowych odbiorników nowego działu obróbki metali ‒ uzupełnij tabelę C.

    P = S·cosφ. Frezarka: 9 166 · 0,6 = 5 499,6 ≈ 5 500 W, linia do cięcia: 12 500 · 0,6 = 7 500 W.

    Dokument po tym kroku

  17. Krok 17: Współczynnik tgφ

    Kryteria:

    R.3.10 Tabela C: tgφ = 1,3 ±0,2

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz wybrane parametry trójfazowych odbiorników nowego działu obróbki metali ‒ uzupełnij tabelę C.

    tgφ = Q / P = sinφ / cosφ = 0,8 / 0,6 = 1,33 - jedna wartość w scalonej komórce, wspólna dla wszystkich odbiorników (klucz: 1,3 ±0,2).

    Dokument po tym kroku

  18. Etap 4: Tabela D. Nowy transformator

    Kroki 18-21 · po tym etapie masz 36 z 40 kryteriów (pkt)

    Krok 18: Moc pozorna dodatkowa

    Kryteria: ,

    R.4.1 Tabela D: Moc pozorna dodatkowa Sdodat: 116 000±1000 lub 116±1

    R.4.5 Tabela D: Jednostę mocy pozornej Sdodat: VA lub kVA

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz parametry potrzebne do doboru nowego transformatora, dobierz transformator i narysuj schemat połączeń jego uzwojeń ‒ uzupełnij tabelę D.

    Sdodat to suma mocy pozornych wszystkich dziewięciu odbiorników - razem z dwiema policzonymi w tabeli C: 115 831 VA (klucz: 116 000 ±1000 VA albo 116 ±1 kVA). Jednostka jest osobnym kryterium.

    Typowe błędy

    Sumowanie mocy czynnych zamiast pozornych - transformator dobiera się na moc pozorną.

    Dokument po tym kroku

  19. Krok 19: Moc pozorna całkowita

    Kryteria: ,

    R.4.2 Tabela D: Moc pozorna całkowita Scał: 516 000±1000 lub 516±1

    R.4.6 Tabela D: Jednostkę mocy pozornej całkowitej Scał: VA lub kVA

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz parametry potrzebne do doboru nowego transformatora, dobierz transformator i narysuj schemat połączeń jego uzwojeń ‒ uzupełnij tabelę D.

    Scał = Sdodat + Stransf = 115 831 + 400 000 = 515 831 VA (klucz: 516 000 ±1000 VA).

    Dokument po tym kroku

  20. Krok 20: Dobór transformatora z katalogu

    Kryteria: ,

    R.4.3 Tabela D: Moc znamionowa SN: 630 000 lub 630

    R.4.7 Tabela D: Jednostkę mocy znamionowej SN: VA lub kVA

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz parametry potrzebne do doboru nowego transformatora, dobierz transformator i narysuj schemat połączeń jego uzwojeń ‒ uzupełnij tabelę D.

    Z tabeli 4 wybiera się najmniejszą moc znamionową nie mniejszą od Scał ≈ 516 kVA. Jednostka 500 kVA jest za mała, więc 630 kVA (EI4N, 20/0,4 kV, uk = 6%).

    Dokument po tym kroku

  21. Krok 21: Grupa połączeń i schemat uzwojeń

    Kryteria:

    R.4.4 Tabela D: Układ i grupa połączeń transformatora: Dyn5 lub Dy5

    ok. 4 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz parametry potrzebne do doboru nowego transformatora, dobierz transformator i narysuj schemat połączeń jego uzwojeń ‒ uzupełnij tabelę D.

    Wszystkie transformatory z katalogu mają grupę Dyn5. Schemat: uzwojenia pierwotne w trójkąt - koniec uzwojenia fazy U do początku V, koniec V do początku W, koniec W do początku U (zaciski 1U, 1V, 1W na wierzchołkach trójkąta); uzwojenia wtórne w gwiazdę - lewe końce zwarte i połączone z przewodem 2N, prawe końce to zaciski 2U2, 2V2, 2W2. Przy jednakowym kierunku nawinięcia takie połączenie daje przesunięcie 150° (grupa 5). Klucz ocenia tu sam zapis Dyn5; dobór połączeń na rysunku to wiedza ogólna.

    Dokument po tym kroku

  22. Etap 5: Tabela E. Bezpiecznik SN

    Kroki 22-23 · po tym etapie masz 40 z 40 kryteriów (pkt)

    Krok 22: Prądy znamionowe nowego transformatora

    Kryteria: ,

    R.5.1 Tabela E: Prąd po stronie pierwotnej transformatora I1: 18,19±0,20 A

    R.5.2 Tabela E: Prąd po stronie wtórnej transformatora I2: 910±10 A

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Dobierz parametry bezpiecznika SN do zabezpieczenia nowego transformatora ‒ uzupełnij tabelę E.

    I = SN / (√3·U): po stronie pierwotnej 630 000 / (1,732 · 20 000) = 18,19 A, po wtórnej 630 000 / (1,732 · 400) = 909,33 A (klucz: 18,19 ±0,20 A i 910 ±10 A).

    Dokument po tym kroku

  23. Krok 23: Wkładka bezpiecznikowa z tabeli 5

    Kryteria: ,

    R.5.3 Tabela E: Prąd znamionowy IN: 31,5 A

    R.5.4 Tabela E: Napięcie znamionowe UN: 24 kV lub 24 000 V

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Dobierz parametry bezpiecznika SN do zabezpieczenia nowego transformatora ‒ uzupełnij tabelę E.

    W tabeli 5 bierze się wiersz napięcia transformatora 20 kV i kolumnę mocy 630 kVA: prąd znamionowy wkładki 31,5 A. Napięcie znamionowe bezpiecznika dla tego wiersza to 24 kV (ostatnia kolumna).

    Typowe błędy

    Wpisanie napięcia sieci (20 kV) zamiast napięcia znamionowego bezpiecznika (24 kV).

    Dokument po tym kroku

Podgląd

To jedno z możliwych rozwiązań. Egzaminator ocenia spełnienie kryteriów z klucza odpowiedzi, a nie zgodność z tym rozwiązaniem - inna, poprawna droga też daje punkty.

Autor rozwiązania: . Licencja CC BY-NC 4.0 - kopiowanie i przeróbki do celów niekomercyjnych, z podaniem autora i źródła (link do tej strony) (zasady wykorzystania). Treść arkusza i klucza oceniania pochodzi z CKE.