AZ 50 ÉVES TRANSZFORMÁTOR

AZ 50 ÉVES TRANSZFORMÁTOR ÖSSZEFOGLALÁS. Ez év tavaszán lesz 50 esztendeje, hogy három kiváló mérnökünk, Zipernowsky, Déri és Bláthy a transzformátorrendszert feltalálta és szabadalmaztatta. Jelen Közleményünkben leírjuk a transzformátorrendszer keletkezésének és rohamos fejlődésének történetét, rámutatva arra, hogy cégünk a mult század fordulója körül az elektrotechnika terén mily alapvetően fontos tevékenységet fejtett ki, melynek nagy része volt a villamos ipar rohamos fejlődésének megindításában. Vezetőszerepünket azonban nemcsak a transzformátorok gyártása terén, hanem az ezzel kapcsolatos mindennemű villamos gépek, berendezések és erőművek terén is sikerült megtartanunk az utóbbi években észlelhető nagy gazdasági válság dacára.

50 JAHRE TRANSFORMATOR ZUSAMMENFASSUNG. Das Transformatorsystem, welches heute die Grundlage der gesamten elektrischen Kraftübertragung und damit der modernen Elektrotechnik bildet, wurde vor 50 Jahren im Rahmen unserer Firma durch die drei bedeutenden ungarischen Ingenieure Zipernowsky, Déri und Bláthy erfunden. Das Wesen der Erfindung besteht in von hochgespannten Wechselstrom führenden Leitungen parallel abgezweigten pollosen Induktionsapparaten (mit in Eisen geschlossenem magnetischen Kreis), von deren Sekundkwicklungen die Verbraucher mit niedrig gespanntem Strom versorgt werden. Durch diese Erfindung war das Problem der elektrischen Kraftübertragung gelöst und folgte der ersten Vorführung des Systems auf der Budapester Landesausstellung im Jahre 1885, bald die Errichtung zahlreicher Anlagen immer grösserer Bedeutung in allen Ländern der Erde durch unsere Firma. Der grosszügige Ausbau der Licht- und Kraftversorgungsanlagen der Stadt Rom, späterhin die Schaffung grosser städtischer Zentralen und die Verwertung der dalmatischen Wasserkräfte kennzeichnen insbesondere den Aufschwung, welchen das Transformatorsystem durch die Entwicklungsarbeit unserer Firma erfuhr. Unser Aufsatz weist auf den grossen Anteil hin, den unsere Firma nicht nur an der konstruktiven Ausgestaltung der Transformatoren selbst, sondern auch der sonstigen Maschinen und Einrichtungen nahm, die mit der Entwicklung des Transformatorensystems im Zusammenhange stehen. Die Spitzleistungen unserer Firma auf diesem Gebiete werden angeführt und unter Hinweis auf eine Anzahl von Abbildungen erörtert.

THE 50-YEAR ANNIVERSARY OF THE TRANSFORMER SUMMARY. The transformer system which today forms the basis of the electric power transmission and thereby of modern electrical engineering generally, has been invented 50 years ago in our Works by the eminent Hungarian Engineers, Zipernowsky, Déri and Bláthy. The essential feature of the invention consists in the multiple-arc connection to high tension alternating current main conductors of pole-less induction apparatus (with magnetic circuit closed in iron), supplying from their secondary coils consumers with low-tension current. By this invention the problem of electric power transmission appeared to be solved and the first demonstration of the system at the National Exhibition in Budapest in 1885, was soon followed by the construction, by our Company, of numerous plants of continuously increasing importance in all countries of the world. The erection of the lighting and power supply plants of the city of Rome, later on the creation of large electric power stations in various cities and the utilization of the water powers of Dalmatia were characteristic milestones on the road of the development of the transformer system by our Company. Our article gives particulars of the large share taken by our Company not only in the development of the design of the transformers themselves, but also in that of other kinds of machinery and equipment connected with the development of the transformer system. Record achievements of our Company in this field are enumerated and a short accountis given of recent performances, reference being made at the same time to a number of figures.

50 ANNÉES DU TRANSFORMATEUR RÉSUMÉ. Le systéme de transformateurs, qui est aujourd’hui la base de la transmission de l’énergie électrique et en méme temps, celle de l’électrotechnique moderne, fut inventé il y a 50 années dans nos usines par trois éminents ingénieurs hongrois Zipernowsky, Déri et Bláthy. Essentiellement, l’invention consiste dans le branchement en paralléle de conducteurs primaires á haute tension alternative d’appareils á induction sans poles prononcés (circuit magnétique fermé en fer) desservant de leurs enroulements secondaires les consommateurs avec courants á basse tension. Cette invention résolut le probléme de la transmission de l’énergie électrique et la premiére démonstration du systéme dans l’Exposition Nationale de Budapest en 1885 fut bientot suivie par nombreuses installations pratiques d’une importance toujours croissante, exécutées par notre maison dans toutes les parties du monde. Le développement intense des installations de distribution de forte et lumiére de la ville de Rome, plus tard l’installation de grandes centrales urbaines et l’utilisation des forces hydrauliques de la Dalmatie, caractérisent particuliérement l’essor que prit le développement du systéme de distribution par transformateurs gráce á l’activité de notre maison. Le présent article reléve la participation active de notre maison non seulement dans le développement technique des transformateurs mémes mais aussi dans la construction d’autres machines et appareils liés avec le développement du systéme des transformateurs. L’article donne un résumé des oeuvres les plus remarquables de notre maison dans ce domain et traite briévement nos plus récentes fournitures, en renvoyant aux figures reproduites.

3

V állalatunk műszaki teljesítménye úgy a multban, mint a

jelenben az elektrotechnika minden ágában közismert és általánosan elismerik azt az úttörő munkát, melyet e technikának majdnem minden ágában a mult század utolsó évtizedeiben végzett. Azt azonban, hogy a transzformátorrendszer és ennek révén az egész mai elektromos erőátvitel, cégünk nagy technikusainak, három magyar mérnöknek: Zipernowskynak, Dérinek és Bláthynak találmánya és hogy ezzel kapcsolatban bátran mondhatjuk, hogy a jelenkor a „villamosság kora” ezeknek köszönheti létét, még mindíg nem eléggé közismert. Indokolt tehát, hogy erre mindíg újból és újból rámutassunk, amire ez az év azért ad különös alkalmat, mivel most mult 50 éve annak, hogy a váltakozóáramú elosztórendszert párhuzamosan kapcsolt transzformátorokkal Zipernowsky, Déri és Bláthy feltalálták és szabadalmaztatták.

E találmány vetette meg alapját az ipar és a háztartások gazdaságos és olcsó világítással és hajtóerővel való ellátásának, a helyi és a nagytávolságú villamos vasutak fejlődésének, vagyis a villamosság nagyvonalú kihasználásának a gazdasági élet minden terén. Ez a nagyjelentőségű találmány elválaszthatatlanul össze van forrva a Ganz-gyár, annak akkori zseniális vezetője, Mechwart András és három nagy magyar mérnök nevével. Zipernowsky, Déri és Bláthy találmányukkal az 1885. évet a technika fejlődéstörténetének fordulópontjává tették. Jelen sorainkat a transzformátor-rendszer keletkezése és általános jelentőségűvé fejlődése történetének szenteljük; ennek keretében azonban rá kell mutatnunk arra is, hogy cégünk nemcsak az elektrotechnika gyermekkorában, a transzformátorok terén, végzett úttörő munkát, hanem a legújabb időkig is megtartotta vezető szerepét.

A VILLAMOS ÁRAMELOSZTÓ RENDSZEREK FEJLŐDÉSE A TRANSZFORMÁTOR-RENDSZER FELTALÁLÁSÁIG A mult század második felében az elektrotechnika a rohamos fejlődés korszakába lépett. Különösen a villamos ívfénynek gyakorlatilag használható világítási rendszerré való kifejlesztése volt nagyjelentőségű és nyitott új utakat a fejlődés számára. A villamos világítás elterjedését az Edison által 1879-ben feltalált szénszálas izzólámpa óriási mértékben előmozdította, miáltal a villamos energiának gazdaságos és a gyakorlati követelményeknek megfelelő elosztása, nagyjelentőségű problémává növekedett. Ama korszak vezető technikusai felismerték az új felfedezésekben rejlő majdnem határtalan lehetőségeket és már abban az időben megalapították azokat az iparvállala-

Mechwart András. – Andreas Mechwart. – Andrew Mechwart. – André Mechwart. (1834–1907).

tokat, melyek a villamosság gyakorlati kihasználását tűzték ki célul és melyek keretében azután gyors egymásutánban oly alapvető találmányok láttak napvilágot, melyek új utakat nyitottak meg a jövő fejlődés számára. Az 1878. évben a Ganz és Társa gépgyár is ama vállalatok sorába állott, melyek teljes felkészültségükkel az elektrotechnika szolgálatába szegődtek. Mechwart András páratlan jövőbelátása teremtette meg cégünk elektrotechnikai osztályát, melynek munkakörébe felvette a villamos készülékek és gépek gyártását. Az új osztály megszervezése és vezetésével először Zipernowsky Károlyt bízta meg. Néhány évvel később pedig Déri Miksát és 1883-ban Bláthy Ottó Tituszt nyerte meg munkatársul. Mechwart fáradhatatlan tetterővel és rendíthetetlen hittel az újonnan teremtett ipar nagy horderejét felismerve, az általa vezetett vállalat teljes műszaki felkészültségét az új feladatok felé fordította és előkészítette a talajt a modern erősáramú technika egyik legjelentősebb találmányának megalkotására. A villamos világítási berendezések elterjedése vetette fel a villamos energia célszerű elosztására és kapcsolására szolgáló berendezések megteremtésének problémáját. Míg eleinte minden világítóhelyet, vagy a világítótestek kisebb csoportját, külön áramfejlesztőgép táplált, rövidesen felmerült annak a szükségessége, hogy egyetlen áramfejlesztőgép nagyobbszámú fényforrást táplálhasson éspedig úgy, hogy az egyes lámpákat egymástól függetlenül ki és be lehessen kapcsolni anélkül azonban, hogy a többi, ugyanazon hálózatra kapcsolt lámpák világítóereje befolyásoltassék. Míg a villamos ívfény alkalmas volt arra, hogy nyilvános tereket, nagy csarnokokat stb. hatásosan megvilágítson, az izzólámpa, mint kisebb erejű fényforrás, főképpen kisebb helyiségek megvilágítására jött tekintetbe. Az ívlámpánál nagyobb számú izzólámpát lehetett az elosztó hálózatra kapcsolni a nélkül, hogy világítóerejüknek önműködő szabályozásához többé-kevésbbé bonyolult szerkezetre lett volna szükség. Az izzólámpa azonban az alkalmazott elosztórendszertől nagyobb mértékben megköveteli az egyes lámpahelyek-

4

nek egymástóli teljes függetlenségét, különben az akkor általánosan elterjedt gázvilágítás üzemi előnyeit nem lehetett volna elérni. Az izzólámpák világítóereje állandóságának legfontosabb feltétele a hálózat feszültségének változatlansága. Edison maga is utalt arra, hogy e követelménynek csak az egyes fogyasztóhelyek párhuzamos kapcsolásával lehet eleget tenni és ő maga is ez alapelv szerint dolgozta ki jól átgondolt elosztórendszerét. A Ganz és Társa cég elektrotechnikai osztálya mindjárt kezdetben számos, részben ideiglenes, részben állandó jellegű világítási berendezést épített, mégpedig igen kitűnő eredménnyel és e munkák több új találmány kifejlesztésére és tökéletesítésére nyujtottak alkalmat. Kiemelendő, hogy a Ganz-cég kezdettől fogva a váltakozóáramú energiaellátás mellett tört pálcát és már abban az időben, amikor még majdnem minden vezető elektrotechnikus az egyenáram használata mellett foglalt állást, felismerte a váltakozóáramú gépek egyszerűségében rejlő előnyöket. Nagy feltűnést keltett a Ganz és Társa cég az 1883-i bécsi villamossági kiállításon, melyen számos generátorral lépett a nyilvánosság elé. Így többek között az akkori fogalmak szerint „óriási” Mechwart–Zipernowsky-féle gőzhajtású generátorral (2. ábra), melynek mágneskereke lendítőkerékül is szolgált. Gőzgépekkel hajtott generátoroknál e szerkezeti elrendezéshez később is ragaszkodtunk. A gép a kiállításon 1200 izzólámpát táplált közvetlenül 54 Volt feszültségű árammal és azt 1884-ben mint fő áramfejlesztő egységet a budapesti központi pályaudvar, a mai Keleti-pályaudvar világítási telepén szerelték fel. A világítási hálózatok párhuzamosan kapcsolt lámpáinak közvetlen táplálása bármennyire is tökéletesnek bizonyult üzemtechnikai szempontból, csak kis terjedelmű hálózatoknál volt lehetséges. A primérgépek feszültségét ugyanis a világítótestek alacsony feszültsége határolta és hogy a vezetékben a feszültségesés a megengedhető határokon belül maradjon, nagy vörösrézkeresztmetszeteket kellett alkalmazni, ami mellett a befektetési költségek az adott feszültségesésnél a vezetékhossz négyzetével emelkedtek. A világítási hálózatok e közvetlen táplálása így csakhamar elérte a gazdaságosság határait és a gyakran alkalmazott Edison-Hopkinson rendszerű többvezetékes rendszer is csak kis mértékben járulhatott hozzá a még gazdaságosan ellátható terület növeléséhez. A gyakorlati megoldásra váró feladat tehát abban állott, hogy a párhuzamosan kapcsolt, egymástól függetlenül beés kikapcsolható fogyasztóhelyekből álló elosztórendszer előnyei a nagy távolságra való gazdaságos energiaátvitel lehetőségével egyesíttessenek, ami elengedhetetlen feltétele volt a nagyobb fogyasztóterületek ellátásához szükséges központi telepek megvalósításának. A vezetékveszteségek csökkentésére irányuló törekvések már kezdettől fogva nagy átviteli feszültségek alkalmazására utaltak. A nagyobb feszültségű váltakozóáramú gépek építése ily hálózatok táplálására nem okozott volna különös nehézséget. Különböző feltalálók, Faraday felfedezésére támaszkodva, az elektromágneses indukció segítségével akarták a kis fogyasztófeszültség követelményét olymódon kielégíteni,

5

2. ábra. 150 LE gőzhajtású generátor az 1883-i wieni kiállításon. – Generator angetrieben von einer 150 PS Dampfmaschine auf der Wiener Ausstellung im Jahre 1883. – 150 H. P. steam-engine driven generator in the Vienna exhibition of 1883. – Alternateur commandé par une machine á vapeur de 150 CV dans l’exposition de Vienne de 1883.

hogy a nagy hálózati feszültséget nagyobb számú indukciós készülékek segítségével megosztották. E készülékek primér tekercselésében a generátor árama folyt, míg a világítótesteket a szekundér – indukált – tekercselések áramköreibe kapcsolták. Az alkalmazott indukciós készülékek áttételi viszonya majdnem kivétel nélkül 1 : 1 volt, úgyhogy az áramforrás által szállított nagyfeszültségű áram tulajdonképpen nem alakult át a fogyasztó részére alkalmas kisfeszültségű árammá; e készüléket tehát nem lehetett a mai értelemben vett transzformátornak tekinteni. Az egyes indukciós készülékek primér tekercseléseit sorba kapcsolták és ily módon az áramfejlesztő telep által szolgáltatott nagyfeszültségű energiát a fogyasztó készülékek száma és nagysága által meghatározott részekre bontották. A szállított összenergiának a hasznos fogyasztásnak megfelelő szabályozása tehát nem volt lehetséges. Mivel a priméráram és az egyes szekundér áramok is állandóak maradtak, egyes világítóhelyeknek az illető indukciós készülék szekundérkörében való kikapcsolása esetén a többi lámpák fényereje emelkedett. Viszont új világítóhelyek bekapcsolásakor a többi lámpák fényereje csökkent úgy, hogy a világítóerő állandósága nem volt fenntartható. Azonkívül az indukciós készülékek szerkezete is tökéletlen volt, amenynyiben ezek mind kiképzett sarkúak voltak, a mágneses erővonalaknak tehát hosszú légúton kellett áthaladniok, amiből az általánosan ismert hátrányok származtak. A leírt hiányok kivétel nélkül mindazoknál az elrendezéseknél fellelhetők, melyek az energia elosztását sorba kapcsolt indukciós készülékek segélyével kísérelték meg. E rendszerek közül gyakorlati üzemben csak egy valósult

meg, mégpedig Gaulard és Gibbs-é, akik 1883-ban Londonban néhány kisebb világítási telepet állítottak fel, hogy egy évvel később, a turini országos kiállításon, nagyobb arányban a nyilvánosság elé lépjenek. Anélkül, hogy e helyen az elsőbbség sokat vitatott kérdését érintenők, megjegyezzük, hogy a feltalálók által „szekundér-generátorok”-nak nevezett készülékek a már előbb ismertekkel szemben bizonyos tökéletesbítéseket mutattak fel. Így a primér és szekundér tekercselések egymásba helyezett elrendezése a két tekercsrendszeren átmenő egyenletes mágneses mezőt és ezáltal kedvezőbb indukciós viszonyokat biztosított. A szekundér tekercselések megosztása által ezeket tetszés szerint lehetett kombinálni, azaz „feszültségre” vagy „áramerősségre” kapcsolni, miáltal a szekundérkörökbe kapcsolt fogyasztóhelyek elrendezésében is nagyobb szabadságot nyertek. Gaulard és Gibbs indukciós készülékei azonban, úgy mint elődjeiké, kétsarkú készülékek voltak s nem nélkülözték azok minden hátrányát. Áttételük úgy mint eddig, megközelítőleg 1 : 1 volt, úgyhogy amidőn a vezetékveszteségek csökkentése céljából nagyfeszültségű áramokat használtak, primértekercseléseiket sorba kellett kapcsolni. A kitűzött célt tehát, amint azt kortársaik beható bírálata is bizonyította, Gaulard és Gibbs nem érték el és a gazdaságos energiaelosztás alapfeltételét, a bekapcsolt lámpák mindenkori számától független fogyasztófeszültséget, nem tudták valóra váltani.

A TRANSZFORMÁTOR-RENDSZER FELTALÁLÁSA Bláthy 1884-ben Turinban Gaulard és Gibbs rendszerét üzemben látta és bár annak jelentőségét felismerte, tisztában volt azzal, hogy e rendszerrel, miután a feszültség szabályozása lehetetlen volt, gyakorlati eredmény nem érhető el. Hazatérve, észrevételeit közölte munkatársaival, Zipernowskyval és Dérivel. E megbeszélések vezettek a sarknélküli transzformátor megteremtéséhez és ennek párhuzamos kapcsolásával a kitűzött feladat rövidesen kifogástalan megoldást nyert. Mindenekelőtt kitűnt, hogy ahhoz, hogy a szekundér-

Déri–Bláthy–Zipernowsky (1896).

tekercselések kapcsain állandó, a párhuzamosan kapcsolt fogyasztóhelyeknek megfelelő feszültséget nyerjünk, az alkalmazandó s a feltalálók által elsőízben „transzformátorok”-nak nevezett készülékek primérkapcsain a feszültségnek szintén állandónak kell lennie; ezeket tehát az áramfejlesztő gép kapcsaival párhuzamosan kellett kapcsolni. Hogy a – nevezzük most már – transzformátorokat tápláló vezetékeket az áramfejlesztő gép nagy feszültségére kapcsolhassuk s így a vezetékveszteségeket lehetőleg csökkentsük, a nagy átviteli feszültséget át kellett alakítani a fogyasztási helyek által megkövetelt kisfeszültségre, a transzformátor áttételi viszonyát tehát az eddig kizárólag alkalmazott 1 : 1 értéktől nagymértékben eltérően kellett megválasztani. Az átalakítást a transzformátorban lehetőleg csekély veszteséggel kellett végezni és viszonyának a terhelés változtatásánál is állandónak kellett maradnia. E követelményeknek csak a zárt mágneskörű, sarknélküli transzformátor felel meg, amelynél a levegőút kiküszöbölésével az erővonalak szórása a lehető legkisebb és így a primér- és szekundértekercselésekben a mágneses mező mindíg azonos. A zárt mágneses kör csekély mágneses ellenállása következtében a szükséges mágnesező áram is kicsi, a rézveszteségek, melegedés és feszültségesés szintén kicsik és végül a hatásfok is igen kedvező. Az új elgondolású rendszernek három jellemző sajátsága van: 1. a transzformátorok párhuzamos kapcsolása, 2. a transzformátoroknak sarknélküli indukciós készülékekként való kiképzése, és 3. a nagyfeszültség átalakítása minden transzformátorban a kis fogyasztási feszültségre, a tekercselések megfelelő elrendezése és méretezése által. Ezek a sajátosságok azok, melyekkel az új rendszer minden előbbitől lényegileg eltér. Az első feljegyzések egy ilyen sarknélküli indukciós készülékkel folytatott kísérletekről, 1884 nyaráról valók. 1884 telén az új rendszert Déri Miksa bemutatta a bécsi iparegyesületben anélkül, hogy a részletekről felvilágosítást adott volna. 1885 január 2-án jelentették be Zipernowsky és Déri első alapvető szabadalmukat: „Újítások villamos áramok elosztásában váltakozóáramú induktorok segítségével” (osztrák privilégium 37/101 szám, 4. ábra). Egy hónapra rá Zipernowsky, Déri és Bláthy „Javítás indukciós készülékeken villamos áramok transzformálása céljára” (osztrák privilégium 35/2446, 5. ábra) címen tettek szabadalmi bejelentést, hogy ezeket csakhamar kövessék a további szabadalmi bejelentések az összes fontos kultúrállamokban. A fentemlített első szabadalommal a feltalálók oly nagyfeszültségű váltakozóáramú energiaelosztás gondolatát védték, melynél a kis fogyasztási feszültségre való átalakítás párhuzamosan kapcsolt transzformátorok segélyével történik. A második szabadalom a sarknélkül transzformátorra vonatkozott és annak már a két kiviteli alapformáját, a „magtranszformátort” és a „köpenytranszformátort” tartalmazta. A „magtranszformátor”-nál a vastest önmagában zárt gyűrű, melynek kerületén a két tekercselés egyen-

6

4. ábra. A párhuzamos kapcsolásra vonatkozó 37/101 sz. szabadalmi rajz. – Patentzeichnung Nr. 37/101 die Parallelschaltung betreffend. – Patent drawing No 37/101 of the parallel-connection. – Dessin de brevet No 37/101 du couplage en paralléle.

5. ábra. A transzformátorra vonatkozó 35 /2446 sz. szabadalmi rajz. – Patentzeichnung Nr. 35/2446 Transformatoren betreffend. – Patent drawing No. 35/2446 of transformer. – Dessin de brevet No. 35/2446 du transformateur.

7

letesen van elrendezve (5. ábra, 9); a „köpenytranszformátor”-nál a belső mag az indukáló és indukált vörösrézhuzalokból áll, melyek vashuzalokkal vagy lemezekkel vannak burkolva (5.ábra, 13). Ez a szabadalom egyben a vastest és a vörösréztekercselések minden lehető elrendezését is védte és lényege abból áll, hogy a mágneses mező a vasban önmagában zárt utat találjon, melynél az egyes vaselemek – huzalok vagy lemezek – az erővonalakra merőleges irányban, egymástól szigetelve vannak, hogy az energiát fogyasztó és melegedést okozó Foucault-féle örvényáramok keletkezését megakadályozzuk. Ganz és Társa az új rendszerrel az 1885 május 1-én Budapesten megnyitott és november elejéig tartó Magyar Országos Kiállításon lépett a nyilvánosság elé. Cégünk építette meg a kiállítás egész területét behálózó világítási berendezést és itt valósította meg elsőízben gyakorlatilag az energiaátvitel újonnan feltalált módját. Egy Zipernowsky szabadalmai szerint épített 1350 Volt kapocsfeszültségű, váltakozóáramú, öngerjesztésű kompoundgenerátor (6. ábra), melynek feszültsége változó terhelés mellett is önműködően teljesen állandó maradt, körülbelül 70 periódusú frekvencia mellett 1200 izzólámpát

6. ábra. Öngerjesztésű váltakozóáramú generátor az 1885-i budapesti kiállításon. – Selbsterregter Wechselstrom-Generator auf der Budapester Ausstellung im Jahre 1885. – Self-excited a. c. generator at the Budapest exhibition of 1885. – Alternateur á auto-excitation á l’exposition de Budapest en 1885.

7. ábra. Köpeny-transzformátor. – Manteltransformator. – Shell type transformer. – Transformateur á enveloppe. (1885).

pólusszámoknál egészszámú percenkénti fordulatszámot ad. Az új rendszer, kisebb arányokban, egyidejűleg a londoni „Inventions Exhibition” és az antwerpeni kiállításon is bemutatásra került. A budapesti Országos Kiállítás világítási berendezése a kiállítás egész tartama alatt üzemben volt. Minden iránta támasztott követelménynek megfelelt, az egymástól igen távolfekvő kiállítási objektumok világítása teljesen zavartalan volt és az egyes áramkörökbe tetszés szerint be lehetett kapcsolni és ki lehetett oltani lámpákat anélkül, hogy a többiek fényerejében észrevehető változást lehetett volna megállapítani.

táplált.*) A vezetékfeszültségnek az izzólámpák feszültségére való átalakítására és az energiának az egyes áramkörökre való elosztására 75 köpenytranszformátor (7. ábra) szolgált. Nyáron a kiállítás egy új osztálya nyílt meg, melyben lakberendezéseket mutattak be. E kiállítási tárgyak megvilágítására egy kisebb külső gerjesztésű gépet állítottak fel, melynek 42 periódusú árama, az új világítási áramkörök ellátására szolgáló négy magtranszformátort (8. ábra) táplálta. Ezt a periódusszámot azért alkalmaztuk, mert ez körülbelül a legkisebb frekvencia, melynél az ívlámpák üzeme még kifogástalan és mert az egyértelmű 5040 percenkénti sarkváltással, mely, mint az 1-től 7-ig menő számok szorza*) Egy ideig hasonló szerkezetű öngerjesztő-kompoundgenerátorokat alkalmaztunk; de mivel ezeket nem lehetett párhuzamosan kapcsolva üzemben tartani, áttértünk a külső gerjesztéshez egyenáramú dinamókkal.

ta, majdnem az összes gyakorlatilag tekintetbejövő

8. ábra. Magtranszformátor. – Kerntransformator. – Core type transformer. – Transformateur á noyau. (1885).

8

A budapesti Országos Kiállítás tehát a Ganz-féle transzformátor-rendszer jövőjére nézve döntő jelentőségű volt, mert az új áramelosztórendszer életképességének első gyakorlati bizonyítékát szolgáltatta. Ezzel az első nyilvános bemutatóval vette kezdetét a nagyarányú fejlődés. E kiállítás világítási berendezése volt az első megvalósítása annak a termékeny gondolatnak, amely később lehetővé tette nagykiterjedésű területek energiaellátását, a vízerők kihasználását, az elektrometallurgiai ipar megteremtését és a modern elektrotechnika számtalan egyéb problémájának megoldását. A Zipernowsky, Déri és Bláthy eszméi alapján megteremtett berendezés az egész szakvilág érdeklődését felkeltette. A külföldi szakemberek és érdekelt körök képviselői nagy számban jöttek Budapestre, hogy az új áramelosztórendszert megismerjék és az e téren elért nagy haladásról személyes meggyőződést szerezzenek. A nagyjelentőségű műszaki alkotás az illetékes tényezők teljes elismerését érdemelte ki. Elsősorban Galileo Ferraris olasz tanárról kell megemlékeznünk, ki korának egyik legtekintélyesebb fizikusa és kutatója volt. Ferraris annakidején Turinban tartott előadásában behatóan ismertette Gaulard és Gibbs rendszerét és arra a következtetésre jutott, hogy ez a rendszer megoldhatná a villamos energiaátvitel problémáját, ha lehetővé tenné a kielégítő szabályozást. 1885 júliusában Ferraris az új Ganz-féle rendszerről tartott előadást. A nagy tudós megítélése szerint ez a rendszer megoldotta az energiaátvitel keresett problémáját és kifejezetten Zipernowsky, Déri és Bláthy érdemének tulajdonítja az elért eredményt. Ferraris átható, a tárgyat teljes kiterjedésében átfogó ítélete a transzformátorra vonatkozó elméleti és gyakorlati ismereteink továbbfejlesztéséhez nagy mértékben hozzájárult. Az első, párhuzamosan kapcsolt transzformátorokon alapuló energiaátviteli telepre vonatkozó rendelést, a budapesti Országos Kiállításon bemutatott berendezés alapján, még a kiállítás bezárása előtt, 1885 novemberében, a Gebr. Troller u. Co., Thorenberg (Luzern mellett) cégtől kaptuk. A berendezés a Luzerntől körülbelül 5·5 km távolságban lévő vízierőt hasznosítva a luzerni Schweizerhof és Luzernhof szállodák, továbbá Rothen és Kriens helységek világítására szolgált. A villamos energiát három, egyenként 100 LE teljesítményű vízturbinával közvetlenül kapcsolt 2000 Volt feszültségű és 42 periódusú váltakozóáramú generátor szolgáltatta, melyek 7 km hosszú távvezetéken át táplálták a fogyasztókat, hol az energia elosztása és a lámpák feszültségének megfelelő átalakítása transzformátorok segítségével történt. Ez az 1886. évben üzembe helyezett berendezés több évtizeden át kitűnően megfelelt céljának. Az új rendszer szerinti energiaátviteli berendezésre vonatkozó második rendelést a Societá Italiana Generale Edison adta fel és ez a milánói Teatro dal Verme színház világítására szolgált. E berendezést a történelmi emlékű Via S. Radegonda villamostelepről kellett táplálni, mely eredetileg több egyenáramú dinamóval volt felszerelve. Minthogy a teleptől kb. 1·5 km távolságra lévő színháznak egyenárammal való világítása gazdaságilag lehetetlen volt,

9

7·5 kW 9. ábra. Magtranszformátor. – Kerntransformator. – Core type transformer. – Transformateur á noyau. (1886). a vállalat elhatározta, hogy két 2000 Volt feszültségű váltakozóáramú generátort állít fel és a színház világítását transzformátorok segítségével látja el. A Ganz-gyár szállította a váltakozóáramú generátorokat és a velük közvetlenül kapcsolt, egyenként 100 LE teljesítményű gőzgépeket, melyeknek lendkerekét a generátor mágneskereke alkotta. Az első Ganz-féle transzformátor kiviteli formái természetesen már az említett szabadalmi iratokban le voltak rögzítve. A 7. ábra az első transzformátorok egyikét mutatja, melynek tekercsei szigetelt vashuzalokból tekercselt mágneskörrel voltak körülvéve (a köpeny-transzformátor alapformája). Az ezután gyártott transzformátorok már magtranszformátorok voltak, melyeknek vasmagja számos egymás fölé rakott, papírbetétekkel egymástól szigetelt vasszalagból készült gyűrűből állott (l. 5. ábra, 3) s ezekre voltak helyezve a primér- és szekundértekercselések. A transzformátorokat kezdetben két fatárcsa (l. 8. ábra), majd két vastárcsa (9. ábra), később pedig két lapos vasgyűrű közé szerelték, miáltal egyrészt a tekercsek kellő védelmet nyertek, másrészt pedig a transzformátort könnyen lehetett szállítani. Az első transzformátor megépítése után nemsokára sikerült a hysteresis-veszteségre, melyet annakidején „mágneses súrlódás”-nak neveztünk, képleteket felállítani, melyek lényegileg egyeznek a később más oldalról nyilvánosságra hozott képletekkel. Számos mérés útján sikerült már akkor a hysteresis-veszteségeket a Foucault-féle veszteségektől elválasztani és ilymódon lehetővé vált a vasveszteségek előzetes kiszámítása. E vizsgálatoknál mérőeszközül a Bláthy-féle váltakozóáramú wattmétert (10. ábra) használták, mely az első olyan műszer volt, mellyel váltakozóáramú teljesítményt, az áram és feszültség közötti fáziseltolás esetén is mérni lehetett. A transzformátor eme első kiviteli alakjai a mágneskör csekély szórásával tűntek ki és ebben a vonatkozásban sok, későbbi típust is felülmúltak. Nagy hátrányuk volt azonban,

10. ábra. Váltakozóáramú wattméter. – WechselstromWattmeter. – A. C. Wattmeter. – Wattmétre á courant alternatif. (1884).

hogy átütés esetén a transzformátort teljesen át kellett tekercselni, továbbá az, hogy a vastestből való hőelvezetés tökéletlensége folytán az első kivitelek élettartama aránylag kicsi, átlag csak 8–10 év volt. A gyakorlati üzem követelményeinek lényegesen jobban megfelelt az 1889. év elején kihozott ú. n. „E” transzformátor, melynek vasmagja két „E” alakú lemezcsomagból állott. Ezek síma homlokfelületei tompán ütköztek és az egymás mellett elhelyezett primér- és szekundér-tekercseket köpenyszerűen fogták körül (11. ábra). Az egyes tekercsek az egyik „E” alakú lemezcsomag levétele után hozzáférhetővé váltak, ami a transzformátor könnyű és gyors szétszedését és összeszerelését, valamint az egyes tekercsek kicserélését lehetővé tette. A szekundér tekercselés két tekercsből állott, melyek közé a primér tekercs volt helyezve. Az így teljesen szimmetrikus elrendezés kedvező szórási viszonyokat eredményezett. A kitűnő hőelvezetés és szigetelés a transzformátorok hosszú élettartamát eredményezte, amit az is bizonyít, hogy e típusú transzformátorok évtizedeken át állottak üzemben. Úgy mint az első transzformátortípusok, az „E” típusúak is két vastárcsa közé voltak szerelve (12. ábra).

A TRANSZFORMÁTOR-RENDSZER ELSŐ NAGYOBBARÁNYÚ GYAKORLATI ALKALMAZÁSA

11. ábra. „E” transzformátor vázlata. – Skizze eines „E” Transformators. – Sketch of an „E” type transformer. – Croquis d’un transformateur type „E”.

10 kW 12. ábra. „E” transzformátor. – „E” Transformator. – „E” type transformer. – Transformateur type „E”. (1889).

A transzformátor-rendszer fejlődésére nézve döntő jelentőségű volt Guglielmo Mengarini római egyetemi tanár látogatása Budapesten, ki az 1885. évben, közvetlenül a budapesti Országos Kiállítás zárása előtt érkezett Budapestre. Mengarini a Societá Anglo-Romana per l’Illuminazione di Roma társaság vezetője, Carlo Pouchain megbízásából jött. E társaság birtokában volt Róma város gázvilágítási telepe. A villamos világítás rohamosan növekvő jelentőségének hatása alatt Pouchain nagyszabású tervet dolgozott ki Róma városának villamos energiával való ellátására, majd Mengarinit bízta meg, hogy a meglévő rendszereket tanulmányozza és azoknak az olasz főváros világítására való alkalmasságára nézve javaslatokat terjesszen elő. Pouchain volt az első gáz-szakember, aki félreértett üzleti szempontokból nem harcolt a villamos világítás bevezetése ellen, hanem ebben előre látta a jövő fejlődésének alapját. E kiváló férfiú jövőbelátása valósította meg úttörő módon az első nagyszabású és korszerű világítási elosztóhálózatot. Mengarini felismerte a Budapesten látottak óriási jelentőségét és javaslatára Pouchain még abban az évben felkereste cégünket. Így keletkezett az első római villamosműnek, a „Cerchi”-telepnek terve (15. ábra), melyet két, egyenként 150 LE teljesítményű és négy, egyenként 600 LE teljesítményű áramfejlesztő csoport képezett. Először a két első gépcsoportot rendelték meg, melyek két, egyenként 150 LE teljesítményű, percenként 250 fordulatú Sulzer gyártmányú gőzgéppel hajtott váltakozóáramú gépből állottak. Az energiát 2000 Volt feszültséggel földalatti koncentrikus kábelek vitték át a városban elosztott transzformátor-állomásokhoz. A berendezés e része már 1886 októberében üzembe került és a különösen kedvező ered-

10

Carlo Pouchain (1836–1916).

Guglielmo Mengarini (1856–1927).

mények alapján a telepet azonnal további két, 125 perc ford.-nál egyenként 600 LE teljesítményű gépcsoporttal (16. ábra) bővítették ki, majd 1889-ben újból két azonos gépcsoportot állítottak fel. Említésre méltó, hogy a római Cerchi-telep váltakozóáramú generátorai először jártak egymással párhuzamosan. E lehetőség, melyet ma a kiterjedt

energiaelosztó hálózatok táplálására általánosan alkalmaznak, abban az időben igen nagy sikert és oly probléma megoldását jelentette, melyet általában alig tartottak megvalósíthatónak. A feszültség szabályozására önműködő szabályozó ellenállások (17. ábra) szolgáltak, melyeket Bláthy szer-

15. ábra. A Cerchi-i telep alaprajza. – Grundriss des Cerchi-Werkes. – Plan of the Cerchi plant. – Plan de l’usine de Cerchi. (1885).

11

2 X 600 + 2 X 150 HP 16. ábra. A Cerchi-telep gépcsoportjai, baloldalon a kapcsológép. – Maschinenaggregate des Cerchi-Werkes, links die Schaltmaschine. – Engine stets of the Cerchi plant, at the left the switching machine. – Groupes des machines de l’usine de Cerchi, á gauche la machine de manoeuvre. (1887).

17. ábra. Önmüködő feszültségszabályozó. – Automatischer Spannungsregler. – Automatic voltage regulator. – Régulateur automatique de tension. (1884).

kesztett (1884). E szabályozók feszültségtekercsei reduktorok közbeiktatásával voltak a gyüjtősínekre kapcsolva. Abból a célból, hogy a fogyasztóknál a feszültség állandó legyen, e szabályozó tekercsek áramkörébe megfelelően méretezett ellenállást iktattak, mely áramreduktor közvetítésével a telep hasznos áramának befolyása alatt állott. A leírt önműködő szabályozó-berendezés az akkori idők minden oly erőtelepén alkalmazást nyert, mely Ganz-féle transzformátor-rendszer szerint épült energiaátviteli berendezést táplált. Az első római erőmű egyik különleges berendezése a kapcsológép (l. 16. ábrán, baloldali háttérben) volt,*) mely egyetlen fogás segítségével lehetővé tette a generátorok és kábelek tetszőleges csoportosításban való be- és kikapcsolását. E berendezésnél egy kézikerékkel hajtott kapcsolótengely nagyszámú higanykapcsolót a kívánt sorrendben működtetett. Az első római telep létesítése hirtelen fellendülést váltott ki a villamos központi erőtelepek és energiaátviteli berendezések építése terén, melynek alapja minden esetben a Ganz-féle transzformátor-rendszer alkalmazása volt. E fejlődés egyúttal kezdete volt cégünk egy évtizedekig tartó barátságos együttműködésének a Societá Anglo-Romana*) Vogelsang: Hochspannungsschalter 1928.

12

val, Róma város világítási és erőszükségletének ellátásánál. Mint fent is említettük, Carlo Pouchain és Guglielmo Mengarini nagy érdeme, hogy az új rendszer jelentőségét felismerték és annak első nagyvonalú gyakorlati megvalósulását lehetővé tették. Ez az érdem annál nagyobb, mivel a két férfiú egy nagy gázmű vezetője volt és abban az időben még az elektrotechnikai szakkörök nem egy elismert szaktekintélye is a leghevesebb támadásokat intézte az új rendszer ellen, ami azt mutatja, hogy az új fejlődés elméleti és gyakorlati alapjai iránt kezdetben mily kevés volt a megértés. Azonban az addig semilyen más rendszerrel el nem ért siker nemsokára elhallgattatta az ellenséges hangokat és több külföldi gyár megszerezte az új rendszerszerinti berendezések kivitelezési jogát, így többek közt

Németországban a kölni Helios-cég, a Schwarzkopf-cég Berlinben, Franciaországban a Creusot-i Schneider & Co., Spanyolországban Planas Flaquer Geronában. Az első berendezések sikere egyúttal több vállalatot arra indított, hogy jogosulatlanul utánozza a Ganz-féle rendszert, ami azután szabadalmi pörökre vezetett, melyek azonban cégünk részére minden esetben kedvező eredménnyel zárultak. Az első római berendezés példájára először több olaszországi város bízta meg a Ganz és Társa céget erőtelepük megépítésével, melyeket rövidesen több európai és tengerentúli berendezés építése követett. Az alábbi összeállítás mutatja azt a nagy nemzetközi érdeklődést, mely az új rendszer fennállásának első öt évében megnyilvánult.

TÁBLÁZAT AZ 1885-1890. ÉVEKBEN A GANZ-GYÁR ÁLTAL SZÁLLÍTOTT TRANSZFORMÁTORTELEPEKRŐL Luzern Milánó Róma Gerona (Spanyolország) Turin Budafok Zürich Lucca Treviso Montevideo Terni Nápoly Odessza Berchem (Hollandia) Palermo

Valencia Bologna Bassano Szentpétervár Marienbad Wiener-Neustadt Velence Syracusa Charkow Teruel (Spanyolország) Tata Wien Cuneo (Olaszország) Creusot (Franciaország)

Grenoble Stockholm Melbourne Valladolid Innsbruck Temesvár Burgos (Spanyolország) S. Paolo Livorno Tagliacozzo St. Nicolas (Dél-Amerika) Alzano (Olaszország) Salgótarján Florenz

Palermo Valparaiso Pordenone Lyon Mercedes (Dél-Amerika) Tivoli Casa-Branca (Dél-Amerika) Simmering Carskoje-Selo St. Moritz Karánsebes Karlsbad Fiume Moszkva Curytiba

Az e z r e d i k transzformátort 1889-ben, a t í z e z r e d i k e t 1899-ben gyártottuk! Az Anglo-Romana társaságnak szállított első energiaelosztó berendezés minden tekintetben üzembiztosnak mutatkozott és az összes beléhelyezett várakozásoknak megfelelt. Róma energiafogyasztásának gyorsütemű fejlődése azonban nemsokára újabb bővítést igényelt és ilyen körülmények között az Anglo-Romana társaság kidolgozta a Róma városától 26 km távolságban fekvő Tivoli vízerőtelepének tervét, melynek energiáját Rómába akarták átvinni. 1890 december 25-én kapta meg a társaság az erre vonatkozó jogosítványt egy királyi dekrétum formájában, melyben a bemutatott tervek közhasznú jellegét kifejezetten elismerték. Ez a dekrétum azért is figyelemreméltó, mivel ez volt az első eset, midőn villamos távvezeték részére kisajátítási jogot biztosítottak, ami nyilvánvaló bizonyítéka annak, hogy az olasz állam is nagy érdeklődéssel viseltetett e tervek kivitele iránt és annak minden olyan jogot biztosítani kívánt, mellyel különben csak nyilvános üzemek rendelkeztek. Az Anglo-Romana terveit rövidesen megvalósította és cégünket bízták meg a vízerőmű és az energiaátviteli berendezések építésével. Az erőtelepet Maecenas villájának közvetlen közelében építették (18. ábra). Az 50 m esés mellett rendelkezésre álló 4 m3/mp vízmennyiség energiá-

13

jának kihasználására hat részleges beömlésű Girardturbina szolgált, egyenként 350 LE teljesítménnyel. Ugyanakkor három, egyenként 50 LE teljesítményű gerjesztő turbinát is felállítottak. A turbinákkal közvetlenül kapcsolt 30 pólusú váltakozóáramú generátorok feszültsége 5000 Volt, a frekvencia 42 periódus volt (19. ábra). Figyelemreméltó, hogy e turbinák a Bláthy által tervezett fordulatszámszabályozókkal voltak ellátva, amelyek hidraulikus relais által vezérelt hidraulikus szervomotorokkal és e vezérlődugattyú visszavezetésével működtek és az összes eljövendő, a villamostelepek üzemi feltételeinek megfelelő turbinaszabályozók előfutárjai voltak. A villamos energiát 5000 Volt feszültségű, vasoszlopokra szerelt légvezeték vitte át Rómába s ez a Porta Pia mellett felállított transzformátor-állomásban (20. ábra) végződött, melyben 32 „E” típusú transzformátor volt felállítva, egyenként, az akkori időkben tekintélyes, 30 kVA teljesítménnyel. E transzformátorok a feszültséget 2000 Voltra csökkentették és a villamos energiát ezután koncentrikus kábelekben vezették el a magánfogyasztás táplálására szolgáló transzformátor-állomásokba, valamint a nyilvános világításra szolgáló, sorba kapcsolt ívlámpacsoportokhoz.

18. ábra. Az első Tivoli-i telep látképe. – Ansicht des ersten Tivoli-Werkes. – View of the first Tivoli plant. – Vue de la premiére usine de Tivoli. (1891).

Az első Tivoli–Róma közötti energiaátviteli berendezést 1892-ben helyezték üzembe. Ez volt az első energiaátvitel, mely városi áramelosztóhálózatot nagy távolságból táplált és a Tivoli-i erőmű volt annakidején Európa legnagyobbszabású hydroelektromos áramfejlesztő telepe. Ezt szakkörökben általánosan elismerték és kellően méltatták cégünk és munkatársaink érdemeit, melyeket e telep létesítése körül szereztek. Figyelemreméltó tanúsága annak a nagy érdeklődésnek és fontosságnak, melyet e műszaki alkotásnak tulajdonítottak, az a távirat, melyet Anglia legkiválóbb tudósai és elektrotechnikusai e telep üzembehelyezése után 1892 július 11-én Pouchainhez intéztek és melyben szerencsekívánatukat tolmácsolták a kiválóan sikerült műszaki alkotás befejezése alkalmából (21. ábra). 1895. évig a Tivoli-i energiaátvitel főképpen Róma város világítási fogyasztását fedezte és csak kisebb mértékben szolgált erőátviteli célokat. Az idézett év szeptemberében azonban megkezdődött a villamos energia szolgáltatása a villamos közúti-vasút részére is, mely esemény óriási jelentőségű az elektrotechnika történetében, mert ez volt az első gyakorlati megvalósítása a villamos energia nagyarányú gazdaságos felhasználásának erőátviteli célokra, majdnem 30 km távolságra. A közúti vasút munkavezetékének táplálására itt alkalmaztak először egyfázisú konvertereket (22. ábra). A későbbi bővítések akkumulátorral való együttműködés lehetővé tétele végett, motordinamó-csoportokkal (23. ábra) történtek. A távvezeték teljesítőképességének fokozása céljából később a feszültséget négy transzformátor felállításával az eddigi érték kétszeresére emelték. A második európai nagyváros, melyben cégünk nagyobbméretű villamos erőtelepet állított fel a transzformátorrendszer alapján, Wien volt. E városban alapította meg cégünk a Wiener Union-Bankkal és a Magyar Földhitel bank-

16 x 350+3 x 50 HP 19. ábra. Az első Tivoli telep gépcsoportjai. – Maschinensätze des ersten Tivoli-Werkes. – Engine sets of the first Tivoli power-station. – Groupes des machines de la premiére usine de Tivoli. (1891).

14

15 22. ábra. Porta Pia-i egyfázisú konverterek. – Einphasenkonverter im Werke Porta Pia. – Single-phase converters in the Porta Pia substation. – Commutatrices monophasées dans la sous-station de Porta Pia. (1895).

21. ábra. Angol tudósok által Pouchain-hez intézett üdvözlő távirat. – Von englischen Gelehrten an Pouchain gerichtetes Glückwunsch-Telegramm. – Congratulating telegram addressed by English scientist to Pouchain. – Télégramme de félicitation adressé par des savants anglais á Pouchain. (1892).

23. ábra. Porta Pia-i motordinamók – Motordynamos im Werke Porta Pia – Motor-generators in the Porta Pia substation. – Moteurs-générateurs dans la sous-station de Porta Pia. (1898).

30 kW 20. ábra. A Római „E” transzformátorok. – „E” Transformatoren in Rom. – „E” type transformers in Rome. – Transformateurs type „E” á Rome. (1891).

24. ábra. A Wien-i telep gépháza. – Maschinens aal des Wiener Werkes. – Engine-room of the Vienna power-station. – Salle des machines de l’usine centrale de Vienne. (1891-1900). kal együtt az Internationale Elektrizitäts-Gesellschaft-ot, mely 1889-ben jogosítványt kapott villamos erőmű felállítására. A vállalkozás élén mint vezérigazgató Déri Miksa állott. Még ebben az évben megbízást kaptunk az első kiépítés villamos berendezésének szállítására. Ez egy 300 LE teljesítményű és három, egyenként 600 LE teljesítményű egyfázisú áramfejlesztőcsoportot foglalt magában. A Wieni villamosmű (24. ábra) a következő évtizedek folyamán gyors fejlődésnek indult, úgyhogy egy időben Európa legnagyobb villamos művei közé tartozott. Midőn 1908-ban az erőtelepet Wien városa megváltotta, összesen 16.000 LE teljesítményű áramfejlesztőgépek és 410 km hosszú kábelhálózat felett rendelkezett. Ugyanebbe az időbe esik a budapesti villamos művek kiépítésének kezdete is, melyben cégünk szintén

nagymértékben résztvett, amennyiben 1892-ben a Magyar Leszámítoló és Pénzváltó Bank, valamint a Wiener Union Bankkal együtt megszerezte a villamos erőtelep létesítésére vonatkozó jogosítványt, melynek alapján a társult vállalatok megalapították a Magyar Villamossági r. t.-ot. E társaság gyors ütemben megépítette a váciúti villamosművet. Az első egység itt is egy 300 LE teljesítményű gépcsoport volt, a többi három gépcsoport teljesítménye pedig egyenként 600/800 LE-t tett ki, melyeket később megfelelő további gépcsoportokkal bővítettek. Az áramfejlesztő gépek feszültsége 3000 frekvenciájuk 42 periódus volt és a villamos energiát az egyes házcsoportokban felállított transzformátorokhoz vezették. 1914-ben, amikor a kiépített teljesítmény már 18.000 kVA-re rúgott, Budapest Székesfőváros a berendezést megváltotta.

TRANSZFORMÁTOR-RENDSZER JELENTŐSÉGE A VILLAMOS ENERGIAÁTVITELI BERENDEZÉSEK FEJLŐDÉSE SZEMPONTJÁBÓL Amint már a megelőző fejezetekben is említettük, a transzformátor-rendszer megalkotása hozta meg nagy villamos energiamennyiségek nagy távolságra való átvitelének lehetőségét. E rendszer fejlődésével természetesen párhuzamosan kellett haladnia mindazon gépek és készülékek fejlődésének, melyek a villamos energia előállítására, távolbavezetésére és hasznosítására szükségesek és így természetesen a transzformátor-rendszer fejlődése nagy mértékben előbbre vitte az összes e szempontból tekintetbe jövő műszaki alkotások fejlődését is. A transzformátor-rendszeren alapuló villamos energiaátvitel a következő csoportokból áll: 1. Az energiaforrások és az energiák tárolására és átalakítására, valamint az áramfejlesztő gépek hajtására szolgáló berendezések.

2. A primér villamos energia előállítására szolgáló generátorok. 3. A villamos energia kapcsolására, elosztására és átalakítására szolgáló berendezések az áramfejlesztő telepen. 4. A táv- és elosztóvezetékek. 5. A villamos energia átalakítására szolgáló transzformátorok, melyek a távolbavezetéshez szükséges nagy feszültséget a fogyasztó részére alkalmas alacsony feszültségre alakítják át. 6. Az átvitt villamos energia kihasználására szolgáló berendezések. 7. A transzformátor-rendszerhez szükséges segéd-berendezések, mint feszültségszabályozók, számlálók stb. A transzformátor-rendszer feltalálása után néhány évvel már általánosan elismerték, hogy ez a rendszer az egyedüli,

16

mely lehetővé teszi az egész technika fejlődésére nézve alapvető jelentőségű villamos energiaátvitel megvalósítását. Az egész világ villamos vállalatai megkezdték nemcsak a transzformátorok fejlesztését, hanem a transzformátorrendszer által felvetett műszaki problémák tanulmányozását és azok megoldásának kutatását. A Ganz és Társa cég azonban nemcsak a transzformátorok fejlesztésének terén végzett a fentiekben és a következő fejezetekben vázolt úttörő munkát, hanem tevékeny részt vett a transzformátor-rendszerrel szorosan összefüggő egyéb műszaki problémák megoldásában is.

3 x 150 HP 25. ábra. Innsbruck-i turbina-telep. – Turbinen-Anlage in Innsbruck. – Turbine plant in Innsbruck. – Installation de turbine hydraulique á Innsbruck. Az erőforrások kihasználását illetőleg elsősorban a vízerők kihasználása terén szerzett nagy érdemeket cégünk, ami a transzformátor-rendszer megteremtése nélkül alig lett volna lehetséges. A Ganz és Társa cég az évszázadforduló körül egyike volt a legjelentékenyebb, vízturbinákat gyártó cégeknek és több általa létesített vízerőmű a maga idejében a technika csúcsteljesítménye volt. Utalunk e tekintetben a későbbiek folyamán részletesebben leírt s Róma város ellátását szolgáló vízerőművekre, valamint a dalmáciai vízerőtelepekre. Az első gyakorlatilag használható turbinaszabályozást Bláthy eszméi alapján az 1891. évben az innsbrucki vízerőmű (25. ábra) számára készítettük és a Tivoli-i vízerőműveket is hidraulikus turbina-szabályozással szereltük fel. A fajlagos fordulatszám fogalma az irodalomban történt nyilvánosságra hozatala előtt a Ganz-gyár szerkesztési irodáiban a vízturbinák számításánál már régen ismert volt és természetesen alkalmazást is nyert. Ami a hőerőgépeket illeti, meg kell említeni, hogy a Cerchi-telephez szükséges 600 LE-s, 126 percenkénti fordulatú gőzgépek szállítását annakidején egyetlen gépgyár sem akarta vállalni. E gépek terveit végül is magunk készítettük el és azokat terveink alapján a ghenti Van der Kerchove gépgyár kivitelezte (l. 16. ábrát). Később a villamos telepek céljaira alkalmas gőzgépek gyártását számos más gépgyár

17

munkarendjébe iktatta, úgyhogy e problémával saját gyártási körünkben nem foglalkoztunk tovább. Nagyobb és szélesebb körű munkát végzett a Ganz és Társa cég a váltakozóáramú generátorok (26. ábra) építése terén és e helyen meg kell említeni azokat a csúcsteljesítményeket, melyek a Tivoli-i telepekkel kezdődtek s a Róma város ellátására szolgáló telepek, továbbá az almissai vízerőmű kiépítésével folytatódtak (l. 24–26 old. 45–47, 49 és 50. ábrák). A gőzturbina megalkotása a huszadik század elején a turbogenerátorok építését egészen új feladatok elé állította és cégünk teljesítményei e téren kezdettől fogva egészen napjainkig általánosan ismertek. Ezek, a szerkesztési tapasztalatokkal szemben a legnagyobb követelményeket támasztó gépek kifejlesztésében a Ganz és Társa cég ismételten tanújelét adta sokoldalúságának és az általunk már 1926-ban úgy 4 pólusú, mint 2 pólusú kivitelben 50.000 kVA egységteljesítményig kifejlesztett generátorokat (28 és 29 számú ábrák) nagyság tekintetében azóta is csak kivételes esetekben szárnyalták túl. Cégünk alapvető szerkesztési elve mindíg a lehető legnagyobb üzembiztonság volt, amit az is bizonyít, hogy 25 év óta az általunk szállított és üzemben lévő összesen kb. 1,500.000 kVA teljesítményű turbogenerátorok forgórészei közül egyetlenegy sem robbant szét. A transzformátor-rendszerrel szorosan kapcsolatos segédberendezések közül meg kell említeni a váltakozó áramú indukciós számlálót (31. ábra), melyet Bláthy 1889ben talált fel és amely alapjául szolgált az összes későbbi indukciós számlálóknak.*) Az áramfogyasztó készülékek fejlődését illetőleg azok a vizsgálatok voltak különösen fontosak, amelyeket Frankfurt am Main városa 1889. évben az egyenáramú és a vál*) DRP 52793 USA 423210

26. ábra. Az A5-típusú váltakozóáramú generátor metszetrajza. – Schnittzeichnung des Wechselstrom-Generators Type A5.– Section drawing of the A5 type a. c. generator. – Dessin de coupe de Palternateur type A5. (1888).

4200 kW 27. ábra. Négypólusú turbógenerátor a turini kiállításon. – Vierpoliger Turbogenerator auf der Turiner Ausstellung. – Four-pole turbo-alternator in the Turin exhibition. – Turboalternateur quatrepolaire á l’exposition de Turin. (1911).

30. ábra. V3 típusú, 3 LE-s egyfázisú váltakozóáramú motor. – Einphasen-Wechselstrommotor Type V3, 3 PS. – Single-phase a. c. motor type V3, 3 H.P. – Moteur á courant alternatif monophasé type V3, 3 CV. (1890).

1 x 46.000 kVA + 2 x 26.500 kVA 28. ábra. Cellina-i turbógenerátorok. – Turbogeneratoren im Kraftwerke Cellina. – Turbo-alternators in the Cellina power-station. – Turboalternateurs á l’usine centrale de Cellina. (1926-1929).

45.000 kVA 29. ábra. Turbógenerátor forgórésze. – Rotor eines Turbogenerators. – Rotor of a turbo-alternator. – Rotor d’un turboalternateur.

18

1889 20 kg

1913 2·6 kg

1922 1·5 kg

1934 1·3 kg

31. ábra. Váltakozóáramú számlálók fejlődése. – Entwicklung der Wechselstrom-Zähler. – Development of the a. c. meters. – Développement des compteurs á courant alternatif. takozóáramú energiaellátás összehasonlítására végzett. Az e célra kiküldött bizottság tagjai Lindley városi főmérnök, Ferraris és Weber tanárok, továbbá Kittler és Uppenborn szakértők voltak és ez alkalomból mutatott be a Ganz gyár öngerjesztésű váltakozóáramú motorokat (32. ábra) és váltakozóáramú számlálókat. E vizsgálatok folytán az 1891. évben elhatározták, hogy Frankfurt városában elektrotechnikai kiállítást rendeznek, mely alkalommal először helyezik majd kísérletképpen üzembe az Oscar v. Miller által

tervezett Laufen–Frankfurt-i háromfázisú távvezetéket, mely 300 LE teljesítményt 20.000 Volt feszültség mellett 184 km távolságra vitt át. 1890/91. évekre eső időben egyfázisú kommutátoros motorunkat (30. ábra) fejlesztettük ki, melynek egyik példányát, egy 10 LE teljesítményű motort (33. ábra), a müncheni Deutsches Museum őrzi. Kandó Kálmánnak 1892-ben a Ganz és Társa szolgálatába való lépése különösen nagyjelentőségű volt és érdemei

32. ábra. Öngerjesztésű szinkrón-motor. – Selbsterregter SynchronMotor. – Self-excited synchronous motor. – Moteur synchrone á autoexcitation. (1886).

33. ábra. 10 LE-s, 42 periódusú, egyfázisú motor. – Einphasenmotor von 10 PS, 42 Perioden. – 10 H. P. 42 cycle singlephase motor. – Moteur monophasé 10 CV, á 42 périodes. (1891).

19

34. ábra. 10 LE-s csusztatógyűrűs háromfázisú motor. – Dreiphasen-Schleifringmotor von 10 PS. – Three phase slip-ring motor of 10 H. P. – Moteur triphasé á bagues collectrices de 10 CV.

közül, amelyeket az elektrotechnika fejlesztése terén szerzett, a legjelentékenyebbek egyike az volt, hogy korán felismerte a háromfázisú áram nagy jelentőségét. A Valtellina-vasút (36. ábra) villamosításától, mely 1901-ben az első 15 periódusú 3000 Voltos forgóárammal üzemben tartott nagyvasút volt, egészen az 50 periódusú fázisváltós rendszerig (37. ábra), mely a Budapest–Hegyeshalom vonalon került nagystílű megvalósításra: Kandó alkotásai a villamos nagyvasúti vontatás terén úttörő munkák voltak és a villam-

35. ábra. 110 percfordulatnál 1500 LE-s háromfázisú motor. – Dreiphasen - Motor von 1500 PS Leistung bei 110 Umdr./Min. – Threephase motor of 1500 H. P. output at 110 r. p. m. – Moteur riphasé de 1500 CV á 110 tours/min.

36. ábra. A Valtellina-vasút háromfázisú villamos mozdonya. – Dreiphasen-Lokomotive der Valtellina-Bahn. – The three-phase locomotive of the Valtellina-Railway. – Locomotive triphasée du chemin de fer de Valtellina. (1901).

20

37. ábra. 2500/3500 LE-s Kandó-féle fázisváltós mozdony. – 2500/3500 PS Kandó’sche Phasenumformer-Lokomotive. – 2500/3500 H. P. phase converter locomotive system Kandó. – Locomotive á convertisseur de phase de 2500/3500 CV systéme Kandó. (1931). os nagyvasúti vontatás megvalósítása révén igen fontos fogyasztókat szereztek a transzformátorok alkalmazásán alapuló energiaátviteli rendszer számára. Az elmondottak úgy hisszük elegendők, hogy általánosságban jellemezzék azt a munkát, melyet vállalatunk a transzformátor-rendszerrel kapcsolatos munkaterületeken végzett. A következőkben röviden leírunk néhány oly úttörő erőátviteli berendezést, melyek a villamos energiának a transzformátor-rendszer segítségével való átvitelén alapulnak, majd néhány oldalt a minden korszerű energiaátviteli rendszer lelkének, a transzformátor további fejlődésének szentelünk.

A TRANSZFORMÁTOR FEJLŐDÉSE ÉS ANNAK ALKALMAZÁSI TERÜLETEI 1890-TŐL A VILÁGHÁBORÚ KITÖRÉSÉIG A 90-es évek kezdetén a villamos energiaátvitel technikája a háromfázisú váltakozóáram alkalmazásával újabb műszaki és gazdasági fellendülésnek indult. Galileo Ferraris tanár egy 1885-beli találmánya már magában foglalta a forgóáramú indukciósmotor elvét és ezzel a villamos erőátvitelt oly tökéletesített eszközhöz juttatta, melynek gazdasági és műszaki jelentősége azonban csak hosszabb idő után bontakozott ki. A háromfázisú váltakozóáram alkalmazására energiaátvitelre, mint fentebb említettük, 1891-ben a Frankfurt am Main-i villamossági kiállításon

21

került elsőízben sor. Azt, hogy az első villamos erőátvitelt Tivoli és Róma között egyfázisú váltakozóárammal építették ki, az a körülmény indokolta, hogy ez a telep 1890-ben épült, tehát oly időpontban, amikor a háromfázisú rendszer még fejlődése kezdetén volt. A többfázisú váltakozóáram bevezetése a villamos erőátvitel gazdaságosságát nagymértékben növelte és ezáltal a transzformátor alkalmazása is további jelentőséget nyert. A transzformátorok egységteljesítménye iránt támasztott igényeket is egyre emelték. Míg az első transzformátorok teljesítményének nagyságrendje kb. 10 kVA volt, az hamar 100 kVA-re (1890), majd később 1000 kVA-re emelkedett. A GANZ transzformátor teljesítmények növekedése évenként a legnagyobb teljesítmény feltüntetésével: 1886 1889 1890 1895 1897 1899

.......... .......... .......... .......... .......... ..........

7·5 kW 1903 . . . . . . . . . . 750 10 “ 1905 . . . . . . . . . . 2000 30 “ 1909 . . . . . . . . . . 3000 100 “ 1911 . . . . . . . . . . 8000 350 “ 1912 . . . . . . . . . . 21000 600 “ 1927 . . . . . . . . . . 42000 1928 . . . . . . . . . . 45000 kW

kW “ “ “ “ “

A 90-es évek elején kifejlesztettük a transzformátorok oszlopos típusát (38. ábra), mely később váltakozó áramra különösen célszerűnek mutatkozott (39–41 ábrák). Kisebb teljesítményű transzformátoroknál a transzformátorban keletkező hőt mesterséges segédeszközök nélkül a környező levegőbe lehetett vezetni. Ez az egyszerű megoldás azonban növekvő teljesítményeknél természetesen oly nagy méretekhez vezetett, hogy hatásosabb hűtési módról kellett gondoskodni. Ez a transzformátort környező levegő áramlásának fokozásával volt elérhető, a hűtő levegőt tehát ventilátorok segítségével állandó mozgásban tartották, miáltal a készülék felületén a hőátadás lényegesen emelkedett (42., 43. ábra). 15 kW 38. ábra. Egyfázisú transzformátor. – Einphasen-Transformator. – Single-phase transformer. – Transformateur monophasé. (1890).

50 kW 39. ábra. Háromfázisú transzformátor. – Dreiphasen-Transformator. – Three-phase transformer. – Transformateur triphasé. (1890).

100 kW 41. ábra. Háromfázisú transzformátor. – Dreiphasen Transformator. – Three-phase transformer. – Transformateur triphasé. (1896).

50 kW 40. ábra. Háromfázisú transzformátor. – Dreiphasen-Transformator. – Three-phase transformer.– Transformateur triphasé. (1895).

Az ily száraz transzformátorokkal elért teljesítményhatár 3000 kVA, a feszültség felső határa pedig kb. 20.000 Volt volt. Az idők folyamán a teljesítmények állandó növekedése természetesen a transzformátorokban fellépő veszteségek által keletkező hő elvezetésére hatásosabb módot követelt. Igen célszerűnek mutatkozott a meleg elvezetésére a levegőhűtés helyett az olajhűtés alkalmazása, mert ennek hűtőhatása nemcsak sokkal hatásosabb, tehát kedvezőbb, hanem a transzformátor olajfürdőben való elhelyezése a port, piszkot és különösen a nedvességet távoltartja a tekercseléstől, ezenfelül az olaj szigetelőképessége is lényegesen nagyobb, mint a levegőé.

22

200 kW 42. ábra. Szellőztethető transzformátor. – Lüftbarer Transformator. – Ventilable transformer. – Transformateur ventilable. (1899)

200 kW 43. ábra. Szellőzött transzformátor-csoport. – Ventilierte Transformatorengruppe. – Ventilated transformer set. – Groupe de transformateurs ventilé. (1895).

Az olajtranszformátor alkalmazása, annak fent említett kedvező tulajdonságai következtében, lehetővé tette az üzemfeszültség és teljesítmény lényeges emelését. Az olajtöltés nagy hőkapacitása e mellett a száraz transzformátorokkal szemben még a nagyobb túlterhelhetőség előnyét is nyujtotta. Az olajtranszformátoroknál kezdetben az olaj hűtésére nem alkalmaztak mesterséges eszközöket és így a természetes hűtőhatást csak lehetőleg nagy hűtőfelülettel, így hullámlemezek stb. alkalmazásával javíthatták. A teljesítmények szakadatlan emelése azonban természetesen nagyobb méretekre és magasabb előállítási költségekre vezetett volna, ez az oka, hogy a természetes hűtés helyett rövidesen mesterséges hűtőberendezéseket kezdtek alkalmazni. E célból kezdetben a transzformátorok olajtartányában csőrendszereket helyeztek el, melyekben a hő elvezetésére szolgáló hűtővíz áramlott (44. ábra); később az ilyen úgynevezett belső hűtés helyett a külső hűtést alkalmazták, mely abban áll, hogy a transzformátorolajat állandó körforgásban a transzformátoron kívül elhelyezett olajhűtőkben hűtik. A mesterséges olajhűtés természetesen több oly szerkezeti rész, mint csővezetékek, szivattyúk, hűtők stb. alkalmazását teszi szükségessé, melyek a transzformátorállomás berendezését szövevényessé teszik és könnyen üzemzavarok okozói lehetnek. Ezért az olajtranszformátorok építésében az a legújabb irányzat, hogy a mesterséges hűtést a legnagyobb egységekre, melyeknél e segédeszközök elkerülhetetlenek, korlátozzák, azonban a természetes hűtés teljesítményhatárát a lehetőség szerint emelik. Amint még később egyes példák kapcsán be fogjuk mutatni, a természetes hűtést

23

a hűtőfelületek különleges kiképzésével és bőséges méretezésével igen jelentős teljesítményekig lehet alkalmazni. Súlyos probléma volt a transzformátorok már e kezdeti stádiumában a vasveszteségek kérdése. Már a mult század utolsó évtizedében észleltük transzformátoraink vaslemezein az öregedés jelenségeit és

2000 kW 44. ábra. Vízhűtésű olajtranszformátor. – Wassergekühlter Öltransformator. – Water-cooled oil transformer. – Transformateur á huile refroidi á l’eau. (1905).

7 x 3000 kVA 45. ábra. Az új kiépítésű Tivoli-telep gépcsoportjai. – Maschinengruppen der neu ausgebauten Tivoli-Kraftanlage. – Engine sets of the new extended Tivoli powerstation. – Groupes des machines dans la nouvelle extension de l’usine centrale de Tivoli. (1898).

46. ábra. A Manojlovac-i telep látképe. – Ansicht des Kraftwerkes Manojlovac. – View of the Manojlovac power-station. – Vue de l’usine hydroelectrique de Manojlovac

felismertük, hogy ez tisztán a hőhatás következménye. Részben e hátrány kiküszöbölése, részben pedig a transzformátorok vasveszteségeinek csökkentése céljából, a transzformátorlemezek minőségére nézve egy magyar vasművel beható tárgyalásokat folytattunk, mely kívánságunkra 2% alumíniumtartalmú lemezeket gyártott. E lemezek alkalmazásával az öregedés jelenségét elkerültük és sikerült a hysteresis- és örvényáramveszte-ségeket előbbi értékük 60%-ára csökkenteni. Az alumíniumtartalmú lemezt azonban később, a századforduló körül, a siliciumtartalmú lemezek kiszorították. A transzformátor szerkezetének további, nagyteljesítményű és egészen nagyfeszültségű egységekig való fejlődésére nagy kihatással voltak a nagyvárosok energiaellátása iránt, az idők folyamán támasztott, állandóan növekvő igények. E helyen különösen ki kell emelnünk Róma energiaellátásának nagyvonalú kiépítését, mely a fent említett telepekből kiindulva állandóan továbbfejlődött és melynél felhasználtak minden új vívmányt, amely a villamos áramfejlesztés és energiaátvitel terén keletkezett. 1898-ban Tivoliban új erőmű építését kezdték meg, amelynek hajtóerejét három különböző, 50–160 m esésű, összesen 12 m3 percenkénti vízmennyiségű vízerő szolgáltatta. A telepet, mely egyelőre négy, egyenként 3000 kVA teljesítményű gépcsoporttal rendelkezett, 1902-ben további három ugyanilyen teljesítményű gépegységgel bővítették (45. ábra). A turbínákkal közvetlenül kapcsolt háromfázisú generátorok 24 sarkúak és 45 periódusú áramot fejlesztenek 10.000 Volt kapocsfeszültség mellett. Gyártásuk idejében e turbínák és generátorok a legnagyobb, Európában

24

4 x 6000 kVA, 30kV 47. ábra. A Manojlovac-i telep gépcsoportjai. – Maschinensaal des Kraftwerkes Manojlovac. – Engineroom of the Manojlovac powerstation. – Salle des machines dans l’usine hydroelectrique de Manojlovac. (1905).

épült ily gépek voltak, amennyiben a generátorok súlya egyenkint 86 tonnát tett ki. Az erőmű még ma is üzemben van és a fejlesztett villamos energiát két oszlopsorra szerelt háromfázisú távvezeték viszi Rómába. A századfordulón számos igen jelentős áramfejlesztő és erőátviteli telepet építettünk. Elsősorban említésre méltó az Etsch-művek (1897), mely Bozen és Meran városok szükségleteinek kielégítésére szolgál. A telep Merantól kb. 7 km-nyi távolságra fekszik, erőforrását 6 gépegységből álló 7500 LE összteljesítményű vízturbína képezi. Erre az időre esik a Valtellina-vasút megnyitása is (1902), mely – mint fentebb említettük – Kandó első jelentékeny alkotásainak egyike. E vasút üzemében először alkalmaztak 15 periódusú, 3000 Volt feszültségű forgóáramot vontatási célra. Egy másik, szintén igen jelentékeny telep volt a Manojlovac-i vízerőtelep (1905, 46. ábra), mely a Sebenico melletti karbidműveknek árammal való ellátására szolgált. Az áramfejlesztő telep négy, a vízturbínákkal közvetlenül kapcsolt, egyenként 6000 kVA teljesítményű generátorból áll, melyek 42 periódusú, 30.000 Volt feszültségű áramot termelnek (47. ábra). Az energia átvitelére Sebenico-ba, a karbidkemencék üzeme részére egy kb. 35 km hosszú távvezeték szolgál és a feszültséget a szükséges kereken 50 Voltra különleges szerkezetű transzformátorok alakítják át. Ezekre egyébként még visszatérünk. 1906-ban Subiaco-ban helyeztük üzembe a szintén általunk létesített vízerőművet, mely ugyancsak az 54 km távolságban lévő Róma város villamos energiaellátásának célját szolgálja. A Subiaco-i erőmű is oly generátorokkal van ellátva, melyek a 30.000 Volt átviteli feszültséget közvetlenül fejlesztik és ugyanolyan szerkezetűek, mint a Manojlovac-i generátorok. Ezek a kivételesen magas fe-

25

16.000/25.000 kW 48. ábra. Transzformátor. – Transformator. – Transformer. – Transformateur. (1912).

szültségű generátorok mind a mai napig is üzemben vannak. A legújabb időkig a Ganz-gyár volt az egyetlen vállalat, mely ily nagy kapocsfeszültségű generátorokat épített. Bár a transzformátor, mely a generátorfeszültségnek a mai, lényegesen nagyobb vezetékfeszültségre való átalakítását is lehetővé teszi, az ily nagy kapocsfeszültségű generátorok gyakorlati jelentőségét korlátozza, ezek mégis különös figyelmet érdemelnek, mert bizonyítják, hogy szigetelőtechnikánk már három évtized előtt is mily magas fokon állott. Nagyvárosok állandóan emelkedő erőszükséglete nagy telepek létesítését tette szükségessé. Ugyanilyen irányban hatott az az igyekezet, hogy a vízierőket messzemenően kihasználják, valamint az is, hogy az erőműveket az áramfejlesztés szempontjából legkedvezőbb helyeken állítsák fel. Az energiafejlesztés koncentrálását viszont lehetővé tette, hogy az erőgépek (gőz- és vízturbinák) egységteljesítménye a technika fejlődése folytán állandóan nőtt.

2 X 18.000 HP. 49. ábra. Az Almissa-i gépház. – Das Almissaer Maschinenhaus. – Engine-house at Almissa. – Salle des machines á Almissa. (1911).

2 X 18.000 + 2 X 26.000 HP. 50. ábra. Az Almissa-i gépház. – Das Almissaer Maschinenhaus. – Engine-house at Almissa. – Salle des machines á Almissa. (1928).

Az energiafejlesztés koncentrálása továbbá a villamos energiának mind nagyobb távolságra való vezetésére kényszerített, úgyhogy a generátorfeszültségnek az ennek folytán mindíg növekedő távvezeték-feszültségre való átalakításához, illetőleg e vezetékfeszültségnek a fogyasztófeszültségre való letranszformálására mind nagyobb és nagyobb feszültségű és teljesítményű transzformátorokat kellett építeni. A rohamos fejlődés ebben a szakában is, mindíg az élen haladva, vállalatunk alaposan kivette részét. Mint már említettük, nagy teljesítmények és feszültségek esetén kizárólag olajhűtésű transzformátorok jönnek tekintetbe. Ezek építését a mult század vége felé kezdtük meg és mint az első nagyméretű, belső vízhűtésű olajtranszformátorok egyike, az 1905-ben Meran gyógyhely részére szállított, 2000 kVA teljesítményű, 11.570/3600 Volt áttételi-viszonyú transzformátor (l. 44. ábra) érdemel említést. Nemsokára azonban az egységteljesítmények tovább emelkedtek, amihez elsősorban Róma város energiaellátásának további kiépítése adott alkalmat. Az Anglo-Romana telepei csakhamar elégteleneknek bizonyultak ahhoz, hogy az olasz főváros villamos energiaszükségletét fedezzék és ezért a társaság áramszükségletét fedezendő, idegen telepekkel való együttműködésre kényszerült. Ennekfolytán megállapodás létesült a Terni-i vízerőteleppel, melynek alapján azután e telep is szállított villamos energiát Rómába, melyhez 1911-ben a 8000 kVA normális teljesítményű és 16.000 kVA maximális teljesítményű, 50.000/8400 Volt áttételű transzformátorokat szállítottunk. Egy évvel később hasonló szerkezetű 16.000 /21.000 kVA teljesítményű transzformátorok következtek. Az olaj hűtésére a transzformátor felső részében elhelyezett, nagyszámú bordás hűtőcsövek szolgálnak, melyekben víz kering. A 48. ábrán jól látható az egyes tekercsek elosztása, amely lehetővé teszi a keletkező hőnek az olajba való jó elvezetését. A vasmagban csatornák vannak s így az olaj keringése is elősegíti a vasban fejlődő hő átadását az olajnak. Az esetleges rövidzárlatok következtében fellépő alakváltozások ellen a tekercsek feszítőberendezésekkel vannak biztosítva, melyeket a tekercsoszlopokat összeszorító, felhasított fémgyűrűk rögzítenek. Az egész transzformátorszerkezet a hűtőcsövekkel együtt a transzformátor fedeléhez van erősítve, úgyhogy a transzformátor az olajból kiemelhető a nélkül, hogy a tekercsek és a kivezetések közti összeköttetést meg kellene oldani. Egy ilyen transzformátor súlya olajtöltéssel együtt kb. 36 tonna, úgyhogy egy kVA teljesítményre csak 1·7 kg súly esik. E transzformátorok egyike az 1911. évi turini kiállításon került bemutatásra és mint az akkori elektrotechnikai ipar csúcsteljesítménye, általános feltűnést és nagy elismerést nyert. A transzformátor töltésére felhasználandó olajat 1911 óta centrifugálással tisztítjuk, mely eljárás csupán több mint 10 esztendővel később terjedt el általánosan. 1911 évben építette cégünk Dalmácia legjelentékenyebb vízerőművét, az Almissa-i erőtelepet, mely a Cetina folyónak Kraljevác és Duare helységek közti esését használja ki. A telepet két gépcsoporttal láttuk el, melyek mindegyike egy 16.000 kVA teljesítményű generátorból és a tengelyvégekre a csapágyon kívül felszerelt két vízturbinából áll

26

(49. ábra). A fejlesztett villamos energiát az Almissa melletti Dugirat-ban lévő vegyészeti gyárba vezetik. Az erőátvitel kb. 25 km hosszú, 56.000 Volt feszültségű távvezetékkel történik és a feszültség emelésére két, egyenként 16.000/21.000 kVA teljesítményű 4000 : 56.000 Volt áttételű transzformátor, a Dugirat-ban való letranszformáláshoz pedig két ugyanolyan teljesítményű, 52.000 : 16.000 Volt áttételű transzformátor szolgál.*) Hasonló szerkezetű és az Almissa-ival azonos teljesítményű transzformátorokat szállítottunk 1913-ban Rómába is. Az Almissa-i erőművet 1928-ban kibővítették, mely nagyarányú munkát teljes terjedelmében ugyancsak mi végeztük. Ez alkalomból két további, egyenként 26.000 kVA teljesítményű gépcsoport (50. ábra) került felállításra a hozzátartozó transzformátorokkal együtt.**) Az Almissa-i erőmű és a római áramfejlesztőtelepek transzformátorai az akkori időben csúcsteljesítménynek számítottak és aránylag kis súlyukkal például szolgáltak a nagy transzformátorok építésének további fejlődésénél. További említésre méltó erőmű, melyet 1910-ben- építettünk, a Schnalsthal-i erőtelep Dél-Tirolban, ahol két, egyenként 8000 kVA teljesítményű és 18.000 Volt kapocsfeszültségű generátor került felállításra. Az olasz államvasutaknak 1913-ban szállított 750 kVA teljesítményű, 15 periódusú, 66.000/14.800 feszültségáttételű transzformátorai (51. ábra) nemcsak azért érdemelnek fi*) Vidmar, Die Transformatoren, 1921. **) Lásd Közleményeink 1930. dec. 6. füzetét, 36. old.

750 kW 15 ~ 51. ábra. Egyfázisú transzformátor. – Einphasen-Transformator. – Single-phase transformer. – Transformateur monophasé. (1913).

27

700 kW-os 50 V 52. ábra. Karbid-kemence transzformátor. – Transformator für Karbidofen. – Carbid-furnace transformer. –Transformateur pour four á carbide. (1902). gyelmet, mert feszültségük abban az időben még igen tetemesnek számított, hanem számuknál fogva is, amenynyiben egyszerre 45 transzformátort rendeltek. A világháború kitörése előtt építettük és mint engedményes, cégünk tartotta üzemben a konstantinápolyi erőtelepet, melyet teljes egészében mi szállítottunk és amely három, egyenként 7000 LE teljesítményű gőz-turbógenerátorral volt felszerelve. Az erőmű fejlesztette villamos energia Konstantinápoly európai városrészének vasúti, erőátviteli, magán- és nyilvános világítási áramszükségletét fedezte. A 10.000 Volt elosztófeszültséget a négysarkú generátorok közvetlenül szolgáltatták és ezt transzformátorok a 190, illetve 110 Volt fogyasztófeszültségre alakították át. Az elektrothermikus ipar fejlődése különleges transzformátortípusok építését tette szükségessé, mivel villamos kemencék üzeméhez aránylag kis feszültség mellett, igen nagy áramerősségek szükségesek. Az ilyen áramok nagyobb távolságokra való vezetése természetesen lehetetlen s ezért a nagyfeszültségű áramot a villamos kemencék közvetlen közelében felállított transzformátorokban alakítják át a kemencéhez szükséges kis feszültségre. Ilyen egységek az 1905-ben épült egyfázisú transzformátorok, amelyekből 12, egyenként 1500 kVA teljesítményű 26.000/44–52 Volt áttételű és 31.200 Ampére szekundér áramerősségű transzformátort a már említett Manojlovac-i

telep részére szállítottunk. Ilyen nagyobb transzformátorok az Almissa melletti Dugirat-ban lévő karbidgyár részére 1911-ben, egyfázisú kemencék részére szállított hat transzformátor, melyeknek teljesítménye 15.000 Volt primérfeszültség és 50 Volt szekundér-feszültség mellett kb. 2500 kVA, ami 50.000 Ampére szekundér áramerősségnek felel meg. E köpenytranszformátorként kivi-telezett egységek felépítése az 53. számú ábránkon jól látható. Érdekes a nagy áramerősségre méretezett szekundértekercsek szerkezete: egy tekercs csak egy menetből áll és hat ilyen tekercs párhuzamosan van kapcsolva. Ezek a transzformáto-

rok belső vízhűtésűek és szerkezetük számol az elektrothermikus célokra szolgáló transzformátoroknál elkerülhetetlen hirtelen, lökésszerűen fellépő túlterheléseknél és rövidzárlatoknál fellépő, az áramerősség négyzetével arányos mechanikus igénybevételekkel. – Hasonló célokat szolgált számos transzformátor, melyeket karbidkemencék táplálására 1916-ban Erdélybe, Dicsőszentmártonba szállítottunk. Ezek a transzformátorok mesterséges léghűtésűek és egy háromfázisú karbidkemencét három ilyen transzformátor együtt táplál. Egy ilyen háromfázisú csoport teljesítménye 8400 kVA, a feszültségáttétel 5000/110–120 Volt (54. ábra).

2500 kW, 5000 Amp. 53. ábra. Vízhűtéses karbid-kemence olaj-transzformátor. – Wassergekühlter öltransformator für Karbidofen. – Watercooled oiltransformer for carbid-furnace. – Transformateur á huile, refroidi á l’eau, pour un four á carbide. (1911).

2800 kW, 50 V, 56.000 Amp. 54. ábra. Szellőzött kályhatranszformátor. – Ventilierter Ofentransformator. Ventilated furnace transformer. – Transformateur de four ventilé. (1916).

28

A KÉT UTOLSÓ ÉVTIZED ALATTI FEJLŐDÉS A világháború után a villamos energiaellátás terén rohamos fejlődés indult meg. Míg régebben a villamos telepek egy-egy várost, kisebb terjedelmű helyihálózatot vagy vasútvonalat láttak el energiával, a háború után az a törekvés kerekedett felül, hogy a villamos energiát központosítva, lehetőleg azokon a helyeken termeljék, ahol ez a leggazdaságosabban lehetséges. Így mind nagyobb számban kisértékű, a szállítás költségeit el nem bíró tüzelőanyagok termelőhelyein vagy azok közvetlen szomszédságában igen nagyteljesítményű erőtelepek létesültek, ahonnan a termelt villamos energiát, nagyfeszültségű (110–220 kV) távvezetékeken át középfeszültségre (10–30 kV) transzformálva, nagykiterjedésű elosztó-vezetékhálózatokkal az esetleg egész országrészt kitevő körzetek fogyasztóihoz juttatták. Az egyes nagy erőtelepekről táplált hálózatok összekapcsolása lehetővé tette a kölcsönös kisegítést és a nagy terhelési csúcsok kiegyenlítését. Az összefüggő hálózatok nemcsak egész országokra terjedtek ki, hanem nem egy esetben az országhatárokon túl is nyúltak, úgyhogy a villamos energia ma már mint kiviteli cikk is jelentőségre tett szert.

Az általános fejlődésnek megfelelően a transzformátorok az alkalmazott nagy egységteljesítmények (25.000 – 80.000 kVA) és a nagy távolságok miatt szükséges nagy feszültségek (110–220 kV) következtében mindíg új és mindjobban növekvő követelményeket kellett kielégítsenek, ami nem egy esetben rendkívüli méretekhez vezetett. A nagyméretű vasmag és a tekercselés kifogástalan hűtése, egyébként a transzformátornak üzembiztos, a fellépő nagy igénybevételekkel szemben tartósan ellenállóképes felépítése igen nagy feladatok elé állította a konstruktőröket, kiknek ezenfelül a mind nagyobb és nagyobb egységek szállíthatóságára külön gondot kellett fordítani. Hogy a transzformátor tekercseléséhez nedvesség ne férhessen, összeszerelve kerül szállításra és így méreteit, különösen magassági irányban, a vasúti profil korlátozza. A relatív magasság csökkentése céljából különleges, sülylyesztett rakfelületű vasúti kocsik (55. ábra) váltak szükségessé; a leszerelhető átvezetők transzformátor felállítási helyén ismét könnyűszerrel behelyezhetők. Ez azonban, valamint a teljesítmények emelkedése, különleges szerkezeti megoldások alkalmazását tette szükségessé. Így jött

45.000 kVA, 10/30 kV 55. ábra. Transzformátor leszerelt kivezetésekkel, szállításra készen. – Transformator mit abmontierten Ausführungen, lieferbereit. – Transformer with bushings taken off, ready for transport. – Transformateur, avec sorties enlevées, prét pour l’expédition.

29

létre pl. az ötoszlopos, háromfázisú transzformátor-típus, melynél az egyes oszlopokat összekötő járomlemezek kb. fél olyan magasak, mint a normális háromoszlopos kivitelnél. Az így megtakarított hely kihasználásával a teljesítményt lényegesen fokozni lehetett. A tekercselés mechanikai ellenállóképességének biztosítására és a vízfelvétel lehetőségének csökkentésére szükségessé vált a tekercselés gondos, a belső részeket is kitöltő impregnálása. Az összekapcsolt telepek teljesítményének rohamos növekedése folytán rövidzárlat esetén a hálózatban szinte korlátlan rövidzárlati teljesítmény áll rendelkezésre, úgyhogy a rövidzárlati áramot gyakran még a legnagyobb transzformátornál is – a generátorral közvetlenül kapcsolt, ezzel egy egységet képező transzformátoroktól eltekintve, – legnagyobbrészt a transzformátor saját feszültségesése határolja. A nagy rövidzárlati áramok a transzformátorok feszültségesésének megnövelésén kívül különleges szerkezeti megoldásokat tettek szükségessé, hogy a fellépő nagy rövidzárlati erők és hirtelen felmelegedések káros hatását meg lehessen akadályozni. A rövidzárlati áramok hőhatásának fontossága nagymértékben nőtt a megnövekedett rövidzárlati teljesítményen kívül azért is, mert a bonyolult, többszörös transzformálással táplált hálózat védelmének szelektivitása végett szükségessé vált helyenként a túláramreléket hosszú időre (6–10 mpercre) beállítani.

45.000 kVA, 10/30 kV 56. ábra. Transzformátor szekrényéből kiemelve, Budapest Székesfőváros Elektromos Művei, Kelenföld. – Transformator aus dem Kasten herausgehoben, Elektrizitätswerk Kelenföld. – Transformer lifted out from its tank, Kelenföld power-station. – Transformateur sorti de la cuve, usine électrique Kelenföld.

26.000 kVA, 10/110 kV 57. ábra. MDVRT bánhidai transzformátorok. – Transformatoren in Bánhida. – Transformers at Bánhida. – Transformateurs montés á Bánhida.

Az a körülmény, hogy az utolsó két évtizedben nemcsak nagyteljesítményű vízerőtelepek, hanem igen nagy gőzerőtelepek is épültek, bizonyos mértékben befolyással volt a transzformátorok szerkezetére, főleg azok hatásfokát illetően. Amíg ugyanis vízerőtelepeknél a gépek hatásfoka rendszerint nem játszik szerepet, gőzerőtelepeknél minden kW-veszteség fontos, mert szénköltséget jelent. Ennek következtében a transzformátorok gazdaságossága, illetőleg jó hatásfoka igen jelentős kérdéssé vált. A veszteségeknek a minimumra való csökkentésén kívül azoknak elosztását is másképpen kellett választani, mint azelőtt. Miután a transzformátor üresjárási vesztesége bekapcsolásának egész időtartama alatt gőzt fogyaszt, a rézveszteség ezzel szemben csak a hasznos terhelés ideje alatt, a gazdaságosság megkívánta, hogy egyébként jó hatásfokok (99%) mellett a veszteséget úgy osszák meg, hogy az állandó üresjárási veszteségek az összveszteségnek csupán töredékét tegyék ki. Minthogy a gazdaságosság a transzformátorok veszteségeinek nagymértékű csökkentését még az esetben is megkívánta, ha ez a transzformátort magát megdrágította, a kisebb veszteségek miatt előtérbe jutott egész nagy transzformátoroknál is a természetes hűtés. A felügyeletet és segédkészülékeket igénylő mesterséges hűtésnek részben vagy teljes egészében való elhagyása további előnyöket is nyujtott, melyek következtében igen nagy egységek készültek tisztán természetes levegőhűtéssel, vagy csak nagy (3/4–4/4) terhelés esetén működésbe lépő szellőztetéssel.

30

42.000 kVA, 80/16 kV SUFID, Dugirat. 58. ábra. Transzformátor középen osztott kazánban. – Transformator mit in der Mitte geteiltem Kasten. – Transformer with tank divided in the middle. – Transformateur avec cuve divisée au milieu. A transzformátorok és kapcsolóberendezés elhelyezésére szolgáló épület költségeinek megtakarítása céljából melyek különösen nagy (60–220 kV) feszültségeknél igen számottevőek – mindinkább tért hódított a kapcsolóberendezés és a transzformátorok szabadban való felállítása. Ez a körülmény, az átvezetők szükségszerű megfelelő kiképzésén kívül, a transzformátorok szerkezetében nem okozott különösebb változást, (az olajkonzervátor, mely szabadtéri transzformátoroknál víz behatolásának meggátlására okvetlenül szükséges, már belsőtéri transzformátoroknál is használatos volt), a nagy veszteségek természetes hűtése szempontjából azonban a rendelkezésre álló hely folytán kiválóan alkalmas volt. Ennek következtében míg épületekben felállított, cellákban elhelyezett, nagyteljesítményű transzformátorok ma is leggyakrabban mesterséges hűtésűek, addig akár a legnagyobb teljesítményű, szabadtéri kivitelű transzformátorok általában természetes hűtéssel készülnek. A nagymértékben megnövekedett centrálé-teljesítmények fokozott üzembiztonságot követelnek a transzformátoroktól. Egy, a transzformátor belsejében előálló esetleges sérülés nemcsak a transzformátorra, hanem a környező berendezésekre, sőt az épületre is igen súlyos következményekkel járhat, mert az egész telep rövidzárlati teljesítménye a transzformátor-szekrényben lévő zárlatra dolgozik. Mindezek a követelmények, melyekhez még a gazdaságosság érdekében az anyag fokozott kihasználásának és a

31

gyártás egyszerűsítésének szükségessége járult, a transzformátorok szerkezetében, gyártásában és gyártási berendezésében igen sok változást okoztak. A fentiekben vázolt fejlődés ugyan hazánkban is észlelhető, de a békeszerződés által 1/3-ára csökkentett területen és az általános gazdasági válság következtében természetesen nem ölthetett olyan méreteket, mint a külföld nagy ipari államaiban. Az utóbbi időben létesített vidéki áramszolgáltató hálózatok teljesítménye – még nagy területek ellátása esetén is – csak nagyon szerény keretek között mozog. Oly arányú fogyasztás, mint azt az előzőkben említettük és nagyteljesítményű telepek létesítését lehetővé tette volna, csak Budapest szükségletének ellátásával kapcsolatban állott fenn. Budapest Székesfőváros Elektromos Művei kelenföldi telepe első kiépítésében (1912–1914) a főváros áramszükségletének egy részét a generátorok kapcsairól közvetlenül táplált 10 kV-os kábelekkel látta el. Az áramfogyasztás rohamos növekedése miatt azonban a telep teljesítményét és ennek folytán az elosztófeszültséget hamarosan lényegesen emelni kellett. Ekkor került felállításra az új 30 kV-os kábelhálózat táplálására a generátorok egységteljesítményének megfelelő hat 45.000 kVA, 10/30 kV-os transzformátoregység (56. ábra). A telep összteljesítménye ma 225.000 kVA, ami rövidzárlatok szempontjából a pár-

15.000 kVA, 10/30 kV 59. ábra. Transzformátor természetes léghűtéssel, Budapest, Kárpát-utcai alállomás. – Transformator mit natürlicher Luftkühlung, Unterwerk, Kárpát-utca, Budapest. – Transformer with natural air cooling, Kárpátutca substation, Budapest. – Transformateur á refroidissement naturel par l’air, sous-station Kárpát-utca á Budapest.

huzamosan kapcsolt egyéb, szintén nagyteljesítményű telepek miatt még fokozódik.*) Ugyancsak Budapest áramellátására, valamint a Budapest–hegyeshalomi vasúti fővonal villamosítása következtében előállott áramszükséglet fedezésére épült 1929-ben a bánhidai erőtelep (Ganz Közlemények 2., 3. és 5. sz.), mely a rosszminőségű tatai égőpalát használja tüzelőanyagul. Az erőtelep négy, a generátorok egységteljesítményének megfelelő egyenként 26.000 kVA teljesítményű, 10/110 kVA áttételű transzformátorát az 57. ábra mutatja. Az említett két egymással párhuzamosan működő telep úgy teljesítmény, mint feszültség tekintetében a legnagyobb külföldi telepekkel is kiállja az összehasonlítást. Amint mondottuk, a szállított transzformátoroknak minden tekintetben meg kellett felelni a legmodernebb és egyben legsúlyosabb követelményeknek is. A nagy rövidzárlati teljesítmények miatt egyrészt a leggondosabban ki kellett egyensúlyozni a fellépő erőket és megfelelő szerkezetekkel megbízható módon biztosítani kellett a tekercselést lazulás, elmozdulás és alakváltozás ellen, másrészt a fellépő hirtelen melegedések káros következményei voltak elhárítandók.

A rendkívül nagyméretű vasmagok összeállítására és hűtésére egészen új rendszert kellett alkalmaznunk. A legnagyobb súlyt az üzembiztonságra fektetve, már régesrégen arra törekedtünk, hogy el tudjuk kerülni a más gyártmányoknál nagy- és középteljesítményeknél, – annakidején általánosan alkalmazott különálló oszlopokból és járomdarabokból álló vasmagot, mivel ez a nagyobb üresjárási áramon és zúgáson kívül az elcsúszás veszélye miatt távolról sem nyujt olyan üzembiztonságot, mint az összefüggő darabot képező összelemezelt vasmag. Az említett transzformátoroknál alkalmaztuk először különleges vasmag-megoldásunkat, hogy a különálló oszlop- és járomdarabok által okozott hátrányokat, ill. a nagyméretü járom belemezelésével járó nehézségeket elkerüljük. Azóta már úgyszólván általánossá vált a belemezelt megoldás, úgyhogy elmondhatjuk, hogy e téren is úttörő munkát végeztünk. Különleges kívánságoknak megfelelendő, természetesen különálló oszlopokból álló vasmaggal is készítettünk transzformátorokat, ha erre bizonyos okoknál fogva szükség volt. Ilyen pl. a Societá Anonima per l’Utilizzazione delle Forze Idraulicha della Dalmatia (Sufid), Trieste részére szállított négy 42.000 kVA-os transzformátor, melynél ezt a megoldást a különleges helyi viszonyok tették szükségessé.

*) L. Ganz Közlemények 7. szám

5000 kVA, 30/10 kV Budapest 60. ábra. Transzformátorok egy csoportja. – Eine Gruppe von Transformatoren. – Group of transformers. – Groupe de transformateurs.

32

33

61. ábra. Természetes léghűtésű transzformátor kazánból kiemelve, a kisfeszültségű oldalról. – Transformator mit natürlicher Luftkühlung, aus dem Kasten herausgehoben, von der Niederspannungsseite gesehen. – Transformer with natural removed from its tank, seen from the L. T. side. – Transformateur á refroidissement naturel par l’air, retiré de sa cuve, vu du coté B. T.

7000 kVA, 30/10 kV Budapest

62. ábra. Az előbbi transzformátor forrasztás nélküli tekercsekből álló 10 kV-os gombolyítása. – 10 kV-ige Bewicklung bestehend aus ohne Lötung hergestellten Spulen des obigen Transformators. – 10 kV winding consisting of coils made without soldering, of the above transformer. – Enroulement 10 kV composé de bobines faites sans soudure du transformateurs cidessus.

63. ábra. Természetes léghűtésű transzformátor kazánból kiemelve, a nagyfeszültségű oldalról. – Transformator mit natürlicher Luftkühlung, aus dem Kasten herausgehoben, von der Hochspannungsseite gesehen. – Transformer with natural air-cooling, removed from its tank, seen from the H. T. side. – Transformateur á refroidissement naturel par l’air, retiré de sa cuve, vu du coté H. T.

6000 kVA, 60/6 kV Electrobel, Bruxelles

2000 kVA, 60/30 kV Pannonia Villamos Áramszolgáltató R. T., Veszprém. 64. ábra. Transzformátor belseje, a nagyfeszültségű oldalról. – Inneres eines Transformators, von der Hochspannungsseite gesehen. – Interior of a transformer, seen from the H. T. side. – Intérieur d’un transformateur vu du coté H. T.

200 kVA, 60/5 kV Egypt. 66. ábra. Transzformátor. – Transformator. – Transformer. – Transformateur.

2500 kVA, 60/20 kV Ljubljana. 65. ábra. Transzformátor. – Transformator. – Transformer. – Transformateur.

A Sufid birtokában lévő, általunk első ízben 1913-ban 32.000 kVA teljesítményre kiépített kraljeváci vízerőtelepnek 84.000 kVA-re való bővítése kapcsán az imént említett 42.000 kVA-es 80 kV-os transzformátorok kerültek felállításra. A transzformátorokon kívül a teljes bővítést, a vízturbinákat és a kapcsolóberendezést is beleértve, cégünk végezte. A kapcsolóberendezés különben külön említést érdemel, mert egyike a világ azon kapcsolóberendezéseinek, amelyben a generátorok aránylag alacsony feszültség (4 kV) miatt a legnagyobb rövidzárlati áramok (több, mint 100.000 amp.) lépnek fel. Mivel a vízerőtelep a vasúti, ill. hajóállomástól 30 kmnyire fekszik és csak nehezen járható szerpentinen közelíthető meg, a gépeket és transzformátorokat alkatrészeikre szétszedve kellett szállítanunk. Ez az oka, hogy a vasmagot különálló oszlop- és járomdarabokból állítottuk össze, sőt a transzformátor szekrényét is közepén osztva készítettük (58. ábra). Ezek a 42.000 és 45.000 kVA-es transzformátorok annak idején nálunk az első ilyen nagyságrendű, a bánhidaiak pedig az első 110 kV-os feszültségű egységek voltak. A felmerült összes feladatokat saját erőnkből, tisztára mérnöki karunk teremteni képes munkájára támaszkodva oldot-

34

tuk meg a nélkül, hogy a szállított transzformátorok – melyek hatásfokban is nemcsak elérték, de meg is haladták a szavatolt értékeket – üzemében azóta is a legkisebb zavar lett volna. A transzformátor ma kétségkívül az erősáramú berendezések egyik legüzembiztosabb elemének tekinthető. Ennek dacára és azokra a rendkívül súlyos következményekre való tekintettel, melyek egy menetzárlat és az ebből keletkező belső rövidzárlat folytán bekövetkezhetnek, igen gyakran kerülnek meghibásodás esetén automatikusan működésbe jövő védőberendezések alkalmazásra. A szükségletnek megfelelően különböző védőszerkezeteket fejlesztettek ki: mi legnagyobb teljesítményű transzformátor-egységeinket saját rendszerű menetzárlat-védelemmel látjuk el. Ez lényegileg a vasmag körül elhelyezett két-két, egymás ellen kapcsolt menetből áll, melyben menetzárlat

3400 kVA, 16/1 kV 68. ábra. Egyfázisú vonatfűtő transzformátor, villamos mozdonyba szerelhető kivitel, külső olajhűtéssel. – Einphasen ZugbeheitzungsTransformator für elektrische Lokomotiven, mit lisserer Ölkühlung. – Single-phase train heating transformer, for mounting in electric locomotive, with exterior oil cooling. – Transformateur monophasé pour chauffage de train, prévu pour montage dans locomotive électrique, avec refroidissement á huile extérieure.

3500 kVA S a n G i o r g i o D o r a 67. ábra. Kályhatranszformátor szekundér áram 75.000 amp. – Ofentransformator, Sekundärstrom 75.000 Amp. – Furnace transformer secondary current 75.000 Amps. – Transformateur pour four, courat secondaire 75.000 Amp.

35

esetén – a fellépő ampermenetek egyenlőtlensége miatt – feszültség jön létre, miáltal egy relais a transzformátort lekapcsolja. Meg kell azonban jegyeznünk, hogy a szóbanlévő védőberendezés, a próbateremben mesterségesen előidézett menetzárlatok eseteitől eltekintve, gyakorlatban még sohasem jöhetett működésbe, mivel transzformátoraink gondos kivitelük folytán, amint említettük, üzembehelyezésük óta a legkisebb zavar vagy hiba nélkül működnek. A felsorolt néhány nagyteljesítményű transzformátor az adott viszonyoknak megfelelően mesterséges, külső vízhűtéssel volt ellátva. Az általunk eddig gyártott legnagyobb teljesítményű (15.000 kVA), természetes léghűtésű transzformátorok egyikét az 59. ábrán mutatjuk be, megjegyezve, hogy szabadtéri kivitelben semmi akadálya sem volna annak, hogy ezeknél még sokkal nagyobb teljesítményű egységet is gyártsunk. Az említett nagy egységeken kívül a közép- és kisteljesítményű transzformátorok szerkezete és gyártása is a fokozott követelményeknek megfelelően, korszerűen fejlődött. Példaképpen a 60–72. ábráinkkal bemutatunk néhány, a legmodernebb irányú fejlődésnek megfelelő transzformátort. A transzformátorok különleges fajtáját a feszültség- és áramreduktorok képezik. Feszültségreduktoroknál a kis teljesítmény, a nagy feszültség és a fokozott biztonság iránti követelmény, áramreduktoroknál a nagy rövidzárlati áramok és a fokozott pontosság támasztottak új feladatokat.

100 kVA, 10/0·2 kV 69. ábra. Szabadtéri sorozat transzformátor. – SerienFreiluft-Transformator. – Out-door transformer of serial manufacture. – Transformateur d’extérieur, fabriqué en série.

100 kVA, 10/0·2 kV 70. ábra. Szabadtéri sorozat-transzformátor, belülről. – Serien-Freiluft-Transformator, Innenans. – Out-door transformer of serial manufacture, inner view. – Transformateur d’extérieur, fabriqué en série, vue intérieure.

Túl messzire vezetne, ha a reduktorok szerkezeti részeivel bővebben akarnánk foglalkozni, de a teljesség kedvéért mégis bemutatunk egy modern, háromfázisú, ötoszlopos, szabadtéri földzárlatjelző, 60 kV-os feszültségreduktort (73. ábra). Ennek tekercselése – mint általában minden nagy-feszültségű reduktorunké – saját rendszerű rétegzárlatbiztos kivitelben készült. A 74. ábránkon bemutatunk továbbá egy 30 kV-os, 250-szeres rövidzárlati áramra méretezett hurkos áramreduktort is. Amíg kisebb területet, pl. egy várost, vagy csak néhány községet egy közeli telep látott el villamos energiával, a feszültség szabályozása nem okozott különösebb nehézséget, mivel a fogyasztókig előálló feszültségesést nagyrészt ki lehetett egyenlíteni a telep generátorainak a terhelés mértékétől függő feszültségre való gerjesztésével.

50 kVA, 10/0·4 kV 71. ábra. Sorozat-transzformátor. – Serientransformator. – Transformer of serial manufacture. – Transformateur fabriqué en série.

36 kVA, 3/0·4 kV 72. ábra. Egyfázisú száraz transzformátor. – Einphasen Trockentransformator. – Single-phase dry transformer. – Transformateur á sec monophasé.

36

30 kV 74. ábra. Rétegzárlatbiztos hurkos áramreduktor. – Lagenschlusssicherer Schleifen-Stromwandler. – Layer short-circuit proof multiple conductor current transformer. – Transformateur d’intensité á plusieurs conducteurs, protégé contre les courts-circuits entre couches.

60 kV Egypt. 73. ábra. Háromfázisú feszültségreduktor szabadtéri felállításra. – Dreiphasen-Spannungsreduktor für Freiluftmontage. – Three-phase voltage transformer for out-door erection. – Réducteur de tension triphasé, pour montage en plain air.

A mai nagy méreteket öltött országos áramellátás mellett, amikor a fogyasztókhoz hosszú távvezetékeken át, különböző telepek által szolgáltatott, többszörösen transzformált energia jut, még az alkalmazott nagy átviteli feszültségek mellett is nagy feszültségváltozások jönnek létre. Ezeknek kiegyenlítése a generátorok gerjesztése által már lehetetlen, mert a feszültségszabályozás mértéke a fogyasztó helyétől függőleg igen nagy mértékben változik. Ilyen távvezetékrendszerek által táplált területeken, sőt már olyan nagy városok áramellátásánál is, melyeknél a villamos energia többszörös transzformálás után kerül a fogyasztóhoz, a feszültség helyenkénti szabályozása elkerülhetetlen. Miután az áramszolgáltatás az említett hálózatokban feszültségszabályozás nélkül egyáltalán nem volt megoldható, az egész világon megindult a feszültség-szabályozó szerkezetek rohamos kifejlesztése. Legelőször az ú. n. indukciós szabályozó, másnéven forgótranszformátor került használatba. A teljesítmények és feszültségek növekedésével azonban mindinkább kitünt, hogy az indukciós szabályozó – mely lényegében egy forgó mozgást nem végző széries-transzformátorként használt indukciós motorból áll – szerkezeténél fogva nem alkalmas nagy telepek feszültségének szabályozására, egyrészt, mert nagy feszültségre csak költség és hatásfok szempontjából kedvezőtlen segédtranszformátorokkal használható, másrészt, mert a nagy teljesítményű telepek rövidzárlati áramainak erőhatását nem tudja elviselni. A feszültségszabályozók – mint minden széries-transzformátor – rövidzárlati áramok tekintetében nagyon kedvezőtlenül vannak igény-

37

bevéve, mert a rajtuk átmenő energia, teljesítményüknek a sokszorosa. Az indukciós szabályozóknál mutatkozó nehézségek miatt tehát helyettük oly szerkezeteket kellett alkalmazni, melyeknél az említett nehézségek legyőzhetők. Így fejlődtek ki rövid idő alatt a különféle, megcsapolásátkapcsolóval ellátott szabályozó, transzformátor-rendszerek. Nagy- és középteljesítményeknél ma már csaknem kizárólag ezek kerülnek alkalmazásra.

20.000 kVA, 10 kV±8·58% MDVRT, Kőtér, Budapest. 75. ábra. Feszültségszabályozó transzformátor belső része. – Inneres eines Spannungsregler-Transformators. – Interior of a voltage regulating transformer. – Intérieur d’un transformateur régulateur de tension.

20.000 kVA, 10 kV ±8·58% MDVRT, Kőtér, Budapest. 76. ábra. Feszültségszabályozó transzformátorok elektromos távhajtással, természetes léghűtéssel. – SpannungsreglerTransformatoren mit elektrischem Fernantrieb, mit natürlicher Luftkühlung. – Voltage regulating transformers, with electric remote control, with natural air-cooling. – Transformateurs régulateurs de tension, avec commande á distance électrique, á refroidissement naturel par l’air.

2000 kVA, 30 kV ±8% Pannonia R. T., Veszprém. 77. ábra. Feszültségszabályozó belső része, elektromos távhajtással, szabadtéri felállításra. – Inneres eines Spannungsreglers mit elektrischem Fernantrieb, für Freiluft-Aufstellung. – Interior of voltage regulating transformer, with electric remote control, for out-door erection. – Intérieur d’un transformateur régulateur de tension avec commande á distance électrique, pour montage extérieur.

6000 kVA, 6 kV±6% Electrobel, Bruxelles. 78. ábra. Feszültségszab. transzformátor belső része, kézihajtásra. – Inneres eines Spannungsreglers f. Handantrieb. – Interior of voltage regulating transformer with hand drive. – Intérieur d’un transformateur régulateur de tension avec commande á main.

38

Megcsapolás-átkapcsolással szabályozó transzformátorok szerkesztésénél olyan nehézségek lépnek fel, melyek miatt ezekkel a normális transzformátorok üzembiztonságát nem lehet elérni. Ezek egyike az, hogy bármely megcsapolásra való kapcsolásnál se lépjen fel a primér és szekundér-tekercselésben olymérvű ampéremenetegyenlőtlenség, amely rövidzárlatoknál való fellépése esetén káros rövidzárlati erőket létesíthetne. A második az, hogy az átkapcsolásokat az üzemfeszültség alatt álló tekercselésen – az esetleg igen nagyfeszültségű oldalon – vagy pedig a nagy áramerősségű, kisfeszültségű oldalon kell elvégezni, ami szigetelés, vagy nagy áramoknál kontaktusok szempontjából, nehézségekkel jár. Transzformátorok szerkesztésénél is mindíg az üzembiztonságra helyeztük a legfőbb súlyt és ez késztetett bennünket arra, hogy oly feszültségszabályozó rendszert dolgozzunk ki, amely a következő, az üzembiztonság szempontjából rendkívül nagyfontosságú négy követelményt teljesíti: 1. A Ganz-Ratkovszky rendszerű szabályozó-transzformátor a főtranszformátortól elválasztva készül, miáltal a szabályozószerkezet esetleges meghibásodása, vagy a kapcsoló-kontaktusok revíziója (kontaktus-csere) esetén is a főtranszformátor mindíg üzemképes marad. 2. A szabályozó-transzformátornak nincsenek mozgó tekercsrendszerei, mint pl. az ú. n. tolótranszformátornak. 3. Az üzemfeszültség alatt álló tekercsrendszernek nincsenek megcsapolásai. 4. A feszültség-fokozat változtatásakor (szabályozáskor) az üzemfeszültség alatt álló tekercselésen semmiféle kapcsolás nem történik. A szabályozandó feszültségre kapcsolt tekercsek két (esetleg egybeépített) vasmagon vannak elhelyezve, melyekben a mágneses mező és ezáltal a tekercsekben fellépő feszültség segédtekercsek egymással való különböző összekapcsolása által, különbözőkép osztható meg. Így a szabályozás az üzemfeszültségre kapcsolt tekercsek megcsapolásainak átkapcsolása helyett segédtekercsek kapcsolásai által megy végbe. A segédtekercselés több, teljesen szimmetrikus tekercsből áll és feszültsége tetszés szerint választható, ami által az átkapcsoló szerkezetet nem az üzemfeszültségre, hanem egy tetszőleges feszültségre lehet méretezni. Kis teljesítményeknél a segédfeszültség pl. 400 Voltra választható, amely esetben a kapcsolás könnyen ellenőrizhető és hozzáférhető egyszerű kapcsolókkal vagy kontrollerekkel történhet. A 75–80. ábrák e rendszerünk szerint készült nehány kivitelt mutatnak. A 75. ábrán a Magyar Dunántúli Villamossági r. t.-nak szállított, a bánhidai 110 kV-os távvezetéknek a Budapest Székesfőváros Elektromos Művei kőtéri alállomásához való becsatlakozási helyén felállított három, egyenként 20.000 kVA, hétfokozatban ±8·58%-os szabályozó-transzformátorok egyikének belső része látható, a 76. ábra pedig e szabályozó-transzformátorokat a helyszínen szemlélteti. A legnagyobb, e rendszer szerint készített 45.000 kVA egységteljesítményű feszültségszabályozót Budapest Székesfőváros Elektromos Művei részére szállítottuk. A 77. ábra a Magyar Általános Kőszénbánya r. t. veszprémi 60/30 kV-os transzformátorállomásának kisebb teljesítményű (2000 kVA) 30 kV-os feszültségszabályozóját,

39

a 78. ábra pedig az Electrobel Bruxelles részére szállított 6000 kVA szabályozó-transzformátorok egyikét mutatja. Valamennyi említett szabályozó-transzformátor feszültség-fokozatának kapcsolása elektromos távműködtetésű. A 79. ábrán egy kisteljesítményű kézikontroller átkapcsolóval ellátott szabályozó-transzformátort mutatunk be, amely a kapcsolószerkezet egyszerű és alacsony feszültségre készült kivitele folytán, kisebb fogyasztóhelyek gazdaságos feszültség-szabályozását is lehetővé teszi.

450 kVA, 3 kV ±3% Baranyamegyei Vill. R. T. Mohács. 79. ábra. Feszültségszabályozó transzformátor kézihajtással. – Spannungsregler-Transformator, mit Handantrieb. – Voltage regulating transformer with hand drive. – Transformateur régulateur de tension, avec commande á main.

80. ábra. 1 kVA önműködő feszültségszabályozó beépített relével, 110 Volt, 12%-os szabályozásra, 5 fokozatban. – Selbsttatiger Spannungsregler, 1 kVA, mit eingebautem Relais, 110 Volt, für 12%-ige Regelung in 5 Stufen. – 1 K. V. A. automatic voltage regulator with combined relay, 110 Volts, for 12% regulation in 5 steps. –Régulateur de tension automatique de 1 kVA, avec relais monté dans le régulateur, 110 V, pour réglage de 12% en 5 degrés.

A feszültségszabályozó-transzformátorok jelentősége állandóan nő és rohamosan terjednek egyrészt a mind nagyobb méreteket öltő hálózati kooperációk, másrészt pedig a fogyasztók igényeinek növekedése folytán alkalmazott különböző érzékeny készülékek (rádió) stb. miatt. A cél tehát az, hogy a fogyasztási helyen 3–4%-nál nagyobb feszültségingadozás ne lépjen fel, ami egyben az izzólámpák élettartamát is lényegesen meghosszabbítja. Ez a feladat azonban az elosztóvezeték, illetve kábelhálózat költségeinek a gazdaságosság határán túlmenő megnövelése nélkül általában csak fogyasztóhelyenként, vagy legfeljebb kisebb csoportonként felállított feszültségszabályozókkal oldható meg. Minthogy ezek részére természetesen nem állhat kezelőszemélyzet rendelkezésre, a feszültségszabályozó-berendezéseket önműködővé kell tenni. Az említett célra szolgáló kis-teljesítményű automatikus feszültségszabályozó rendszerek most vannak kifejlődőben. E munkában cégünk ismét a legelsők között található, amennyiben kifejlesztett a Ganz-Ratkovszky-féle rendszer alapján egy olyan önműködő feszültségszabályozót (80. ábra), mely szerint a legmesszebbmenő követelményeknek (hatásfokérzékenység stb.) megfelelve, még a legkisebb egységek is (0·5–50 kVA és feljebb) oly gazdaságosan készíthetők, hogy a fogyasztónál való általános alkalmazásuk

lehetővé válik. Ennekfolytán a feszültségszabályozás problémája általánosságban teljesen megoldottnak tekinthető. A kis automatikus feszültségszabályozó általános alkalmazásával a fogyasztónál a feszültséget a mindenkori terheléstől és más fogyasztótól függetlenül állandó értéken lehet tartani, ami viszont az elosztóvezeték, ill. kábelhálózat jelentékeny túlterhelését teszi lehetővé. Ezáltal úgy a fogyasztónak a feszültség állandósága által, mint az áramszolgáltatónak új fogyasztók bekapcsolásának és új fogyasztási ágak (villamos főzés, fűtés) általános bevezetésének lehetősége által, a helyi feszültségszabályozás igen nagy előnyöket biztosít. A háború után bekövetkezett rendkívül súlyos gazdasági viszonyok folytán hazai iparunk a külföldi, nagy ipari országok vállalataival szemben igen nehéz helyzetbe került; ennek dacára nemcsak megtartottuk, de fokozni is tudtuk teljesítőképességünket. Azóta 500.000 kVA-nél nagyobb összteljesítményű transzformátor és közel 250.000 kVA turbogenerátor is volt egyidejűleg munkában műhelyeinkben, szabályozó-transzformátor rendszerünkből pedig rövid idő alatt csaknem 200.000 kVA összteljesítményt szállítottunk, akár egységteljesítmény, akár szerkezeti megoldás tekintetében nem egyszer úttörő munkát végezve.

Az elmondottak csak rövid összefoglalását képezik a transzformátorgyártás 50 éves történetének és nem volt célunk annak építéséről, valamint alkalmazási területeiről részletekbe menő képet nyujtani. Csupán azt kívántuk kimutatni, hogy Zipernowsky, Déri és Bláthy találmánya, melynek alapján az 1885. évi budapesti Országos Kiállítás első szerény világítási berendezése készült, ma, 50 év fejlődése után is, alapját képezi a legnagyobb méretű, akár 1000 kilométerekre terjedő energiaátviteli berendezéseknek. A „ma” kultúráját az elektrotechnika jellemzi; ez tette lehetővé, hogy hajtóerőt, világosságot avagy hőt nagy távolságokra gazdaságosan átvigyünk és tetszés szerint elosszunk. Az a körülmény, hogy minden kilowattóra, mely ma bármilyen formában a fogyasztóhoz jut, legalább két, de sokszor még sokkal több transzformátoron is átmegy, bizonyítja Zipernowsky, Déri és Bláthy alkotásának jelentőségét. Bár nem vagyunk képesek a jövő műszaki fejlődésének

mérvét előrelátni, bízvást állíthatjuk, hogy ritkán volt és talán alig lesz a technika fejlődésében még egy találmány oly nagyjelentőségű, létünk minden területére kiható, mint a transzformátorrendszer megalkotása, mert ez képezi alapját a jelen „villamossági korszak” műszaki alkotásai túlnyomó részének. A Ganz-gyár dicsősége pedig nemcsak az, hogy egy félévszázad előtt e jelentőségteljes találmány bölcsőjéül szolgált, hanem az is, hogy e vállalat kötelékében fejtettek ki úttörő, kutató munkásságot oly férfiak, mint Bláthy Ottó Titusz és néhai Kandó Kálmán. Míg ez utóbbi múlhatatlan érdemeit az egyik legnagyobb villamos energiát fogyasztó területen, a villamos vontatás terén szerezte, addig Bláthy Ottó Titusz főműve nemcsak a transzformátorrendszer világjelentőségű feltalálása, hanem mindazoknak, e rendszer alkalmazásával szorosan összefüggő berendezéseknek megalkotása volt, melyek az erőgéptől és az áramfejlesztőgéptől kezdve, egészen a kisfogyasztó lakásában lévő wattóraszámlálóig terjednek.

40