GANZ · G A N Z ·
-FÉLE VILLAMOSSÁGI RÉSZVÉNYTÁRSASÁG
A TRANSZFORMÁTOR NEGYVENÉVES TÖRTÉNETE 1885–1925
BU DA P E S T ——
· G A N Z ·
——
· G A N Z ·
——
· G A N Z ·
——
· G A N Z ·
A VILLAMOS TRANSZFORMÁTOR NEGYVENÉVES TÖRTÉNETE 1885–1925.
——
· G A N Z ·
——
· G A N Z ·
A technika fejlődésének egyetemes történetét eddig senki meg nem írta, pedig ez az emberiség fejlődésének igazi tükre. A világtörténet a múltban főként nagy csaták évszámainak megörökítésére, uralkodók, hadvezérek neveinek feljegyzésére szorítkozott és csak az újabb történetírás kezdte keresni az események közötti szoros összefüggést, amellyel mint láncszemek kapcsolódnak egybe és az okokat szigorú kényszerűséggel követik az okozatok. Ha a dolgok igazi mélyére nézünk, látjuk, hogy az egyes népek érvényesülése szoros kapcsolatban állott technikai fejlődésük fokával. A jobb és tökéletesebb fegyverek, hajók és szállítási eszközök döntötték el a nagy mérkőzéseket általában és adták meg a nagy hadvezéreknek a lehetőséget, hogy beírják nevöket a halhatatlanság évkönyvébe, de azok, akik az eszközöket készítették az eredmények kivívására, örökre feledésbe merültek. Az emberi fantázia általában csak meglévő elemek kombinációjára szorítkozik. Ki volt mégis az, aki először ismerte fel a forgó mozgást, a tengelyt és a kereket, holott az organizmusoknál forgó mozgás nem létezik, ki tudná azt megmondani, de hogy minden technikai fejlődés legfontosabb alapja a forgókerék, az bizonyos. Lehet, hogy a véletlen vezette erre rá az embert. Talán játszó gyermekek, akik csigaházat, vagy diót átfúrva zsinegen húztak a porban. Hány évezrednek kellett elmúlnia, míg a primitív szekérből a villamos mozdony fejlődött! De a lassan induló fejlődést szédületes iram váltotta fel a mult század folyamán, és hogy a jelen század vége hová vezeti az embert merész útján, mikor az elemeket mesteri kézzel állítja szolgálatába, beláthatatlan. Ami tegnap még lehetetlennek látszott, az holnap már túlhaladott és közismert. Nem primitív empiria, hanem magasnívójú tudományos munka, ezer és ezer kiváló elme fáradhatatlan együttműkö——
· G A N Z · dése emelték és emelik technikai tudásunk épületét magasra, egyik követ téve a másikra, egyik eredményből levezetve a másikat, fejlesztve és tökéletesítve. Mikor a villamos erősáramú technika alkotásait megszokottsággal szemléljük, természetesnek tartjuk a jó, egyenletes és gazdaságos világítást, a villamos vasutakat, munkaátvitelt és a villamos áram számtalan alkalmazását, alig tudjuk elhinni, hogy ötven év előtt ezekből a csodákból, miket ma megszokott életszükségletnek tekintünk, még semmi sem volt meg. Mennyi tudás, munka és fáradság kellett minden kis lépéshez a fejlődés ezen útján, és ha az eredmények aránylag rövid idő alatt mutatkoztak is, az nem kisebbítheti azt a gigászi munkát, amit ki kellett fejteni. Ez a kis füzet ezen fejlődés történetének egy kis fejezetét van hivatva ismertetni, amelyik elválhatatlanul egybekapcsolódik a Ganzgyár történetével és amelyik az erősáramú technika fejlődésének egyik mérföldkövét jelenti. A Ganz-gyár 1878-ban kezdett foglalkozni villamos gépek és készülékek gyártásával. Ebben az évben alapította meg a villamos osztályt a Ganz-gyár nagyemlékű vezérigazgatója, Mechwart András. Az erősáramú elektrotechnika csecsemőéveit élte akkor és igazán Mechwart nagy előrelátása kellett ahhoz, hogy megérezze, hogy az akkor még csak szerény próbálkozásokból álló vállalkozás óriási ipar kezdete és hivatott arra, hogy rövid pár év alatt behálózza az egész földtekét, vékony vezetékeken a lóerők százezreit szállítva tova. A természetadta vízerők és a bányák szénkincséből nyert erő oda vihető jelentékeny veszteség nélkül a fogyasztóhoz. Az első évek munkája nehéz volt és az anyagi siker csak mint távoli reménység csillant meg akkor. Mechwart erős akarata és törhetetlen bizakodása kellett hozzá, hogy a Ganz-gyár villamos osztálya kifejlődhessék, megerősödhessék és így bölcsője lehessen a modern erősáramú elektrotechnika egyik legfontosabb találmányának. Ez a villamos transzformátor és annak párhuzamos kapcsolása. Most negyven éve annak, hogy a Ganz-gyár ezen találmányokkal a nyilvánosság előtt megjelent és ezért a folyó évnek (1925) a transzformátor történetében különös jelentősége van. ——
· G A N Z · Három kiváló magyar mérnök nevével kapcsolatos a transzformátor története, akiknek sikerült a párhuzamosan kapcsolt zárt mágneses körű transzformátorok segélyével olyan váltakozó áramú elosztórendszert alkotni, amely ma kizárólag és általánosan használatos és így a modern technika egyik legfontosabb alapköve. Zipernowsky, Déri és Bláthy ez a trió, akiknek neve az egész világon
Mechwart András.
olyan ismert, mint ahogy az általuk feltalált és kifejlesztett áram-elosztórendszer mindenütt elterjedt. Sokan fáradoztak abban az időben és még azután is az elektromosság ökonomikus szétosztásának kérdésén, de a gyakorlat csak a párhuzamosan kapcsolt transzformátoros elosztórendszert igazolta. A feladat, amit meg kellett oldani, a következő volt. Szétosztani az elektromosságot jó hatásfokkal egymástól kisebb-nagyobb távolságra fekvő fogyasztók között olyan módon, hogy az egyes fogyasz——
· G A N Z · tóknál rendelkezésre álló áram kapocsfeszültsége gyakorlatilag állandó maradjon, tekintet nélkül arra, hogy az egyes fogyasztók milyen mértékben veszik azt igénybe. Ezt csak olyan rendszer oldhatta meg tökéletesen, ahol a fogyasztók egymáshoz párhuzamosan vannak kapcsolva és gondoskodni kellett
Bláthy
Zipernowsky
Déri
arról is, hogy a fogyasztóhoz minél kisebb veszteséggel érkezzék meg az elektromos energia, mert ez esetben elegendő az áramfejlesztő-telep kapcsain szabályozni a feszültséget. Egyirányú árammal történő közvetlen elosztás párhuzamosan kapcsolt fogyasztók részére kis távolságokra igen jónak bizonyult, de már pár száz méteren túl a vezetékek méretei és így azok költségei is túlságosan nagyok lettek. A használati feszültség értékét azonban ——
· G A N Z · lényegesen emelni nem lehetett, miért is ezen rendszer alkalmazási köre még többvezetékes megoldás esetén is igen korlátolt. A vegyes rendszerek, amelyeknél a nagy távolságra való átvitel nagyfeszültségű váltakozó-(forgó)-árammal, míg a helyi elosztás egyirányú árammal történik, túlságosan komplikáltak, üzemben nem gazdaságosak és a kitűzött célt mindennek dacára sem oldják meg. Csakis nagyfeszültségű váltakozóáram alkalmazása vezethetett célhoz, mely statikus transzformátorok segélyével, jó hatásfokkal bármely tetszőleges feszültségre transzformálható. A transzformátor elve ismert volt, sőt történt is próbálkozás, hogy seriesbe kapcsolt transzformátorokkal teremtsenek egy áramelosztó rendszert (Gaulard és Gibbs kísérletei, 1883–1884. Az 1884-i turini kiállításon ki is volt egy ilyen telep állítva). Ez a rendszer azonban nem bizonyult életképesnek, mert a seriesbe kapcsolt egységek révén a szabályozás nem volt megfelelő és az egyes fogyasztók ki- és bekapcsolása a feszültség-elosztást nagyon zavarta, annál is inkább, mivel az alkalmazott transzformátorok igen tökéletlen szerkezetűek voltak. Az 1885. év május 1-én megnyitott budapesti országos kiállításon a Ganz-gyár egy új rendszerrel lépett a nyilvánosság elé, melyet a gyár kiváló mérnökei, Zipernowsky, Déri és Bláthy találtak fel és dolgoztak ki. Az új rendszer mint bevégzett, kész alkotás mutatkozott be a technikai világnak és az egész kiállítás területén mintegy 1000 izzólámpát tartott működésben, érthető feltűnést keltve mindenfelé. A technikai és kereskedelmi érdekeltek nagy tömege állandó tanulmány tárgyává tette az új találmányt a kiállítás megnyitásától egészen annak bezárásáig. Csaknem az egész elektromos ipar az egyirányú áramrendszert szolgálta akkor. Az elektrotechnika első használható gépei, a váltakozóáramú gépek, háttérbe szorultak az egyenáramú gépekkel szemben és általában minden problémát ezekkel akartak megoldani. Csak a Ganz-gyár tartott ki a váltakozóáram mellett, mely Zipernowsky, Déri és Bláthy találmánya által alkalmassá vált az elektromosság nagy távolságra való átvitelére és ökonomikus szétosztására. ——
· G A N Z · Érdekesen jellemzi az akkori idők felfogását egy jeles elektrotechnikus könyvében*, amelyben a következőket írja: „Ha a szakemberek nem lettek volna abban az időben vaksággal megverve, akkor a váltakozóáramnak már attól az időponttól kellett volna győzelmi útját kezdeni; annyira fel volt azonban mindenki esküdve az egyenáramnak, hogy minden eszközzel küzdöttek az új rendszer ellen”. Nagyon érdekes követni az akkori műszaki folyóiratokban azt a heves polémiát, amely a rendszer körül kifejlődött. A szabadalmat ennek dacára a feltalálók a legtöbb államban megszerezték. A szabadalom körül több nagy pör származott, amelyekben az elektromos ipar legkiválóbb szakértői mérkőztek egymással és amelyeket a Ganz-gyár heves küzdelem után megnyert. A vélemények nagyon különbözőek voltak, de az idő és a gyakorlat azóta ítéltek, igazolva, hogy ez a rendszer tökéletes és egyetlen megoldása az áramelosztás problémájának. Az azóta elmult 40 év fényes bizonysága ennek, mert a Zipernowsky, Déri és Bláthy-féle párhuzamosan kapcsolt transzformátoros rendszer ma az egyedüli és kizárólagos megoldás elektromos energiának nagy távolságra való szétosztására. Az egész elektromos ipar ma ezen rendszert használja. Mióta a szabadalmak érvénye lejárt, nincs ok többé arra, hogy egyes cégek üzletpolitikai okokból kevésbbé előnyös áramelosztó rendszereket propagáljanak. Számos más rendszer szerint épült telep tért és tér át napjainkban utólag, nagy költséggel, a parallel kapcsolt transzformátoros váltakozóáramú rendszerre. Ezen rendszer ma már annyira közismert alapköve az erősáramú technikának, hogy alig tudjuk elképzelni, hogy volt idő, mikor ezen rendszer ismeretlen volt. Zipernowsky, Déri és Bláthy az 1884. év vége felé alkották meg az új rendszert és az erre vonatkozó szabadalmak 1885. év elejéről valók. Két külön szabadalom volt, az egyik a transzformátorok párhuzamos kapcsolására, a másik magára a transzformátor lényegére vonatkozott. Az első kelte 1885. január 2., a másik pár héttel később, február hónapban kelt. Dr Voigt: „Nachdenkliches und Heiteres aus den ersten Jahren der Elektrotechnik”.
——
· G A N Z · A transzformátor elnevezést is először nevezett feltalálók használták és ők alkalmazták a transzformátort először helyes és célszerű módon, úgy hogy a primär nagy feszültséget minden egyes transzformátorhoz vezetve, azt a használati feszültségre alakították át. Ezzel fölfedezve a transzformátor igazi értelmét és célját, máris el-
3. ábra. A transzformátor német szabadalmi okiratának rajzmelléklete (1885) (Facsimile).
jutottak oda, hogy az egyes egymással párhuzamosan kapcsolt transzformátorok, vagyis az egyes fogyasztócsoportok, egymástól függetlennekké váltak, illetőleg egymásra közvetlenül nem hatottak. Előttük ismeretes volt már a Ruhmkorff-készülék, mely szaggatott egyirányúáramot nagyfeszültségű váltakozóáramra alakít át, de ez nem volt transzformátor a mai értelemben és Gaulard és Gibbs seriesbe kapcsolt indukció-készülékei, melyek áttétele l:1 volt, szin——
· G A N Z · tén nem voltak a mai értelemben használt transzformátorok, úgy hogy kétségtelenül megállapítható, hogy a mai transzformátor feltalálói Zipernowsky, Déri és Bláthy. A rendszer használhatóvá tételéhez szükséges volt olyan transzformátor szerkesztése, melynek áttétele üresjárás és megterhelt állapotban praktikusan ugyanaz, azaz változatlan, illetőleg melynek feszültségesése (dropja) csekély, mert csak így lehetséges a feszültség-szabályozás egyszerű módja, hogy a primär feszültséget állandóan tartva, állandó feszültséget nyerünk a transzformátorok secundär kapcsain.
4. ábra.
Magtranszformátor.
A zárt mágneseskörű transzformátor feltalálásával sikerült nevezett feltalálóknak ezen kérdést tökéletesen megoldani. Az előttük alkalmazott transzformátorok kivétel nélkül nyitott mágneses körrel birtak, úgy hogy a mágneses erővonalak útja csak részben haladt vastesten keresztül, míg útjuk további része a levegőn keresztül vezetett. Ennek következménye nagy szórás, igen nagy mágnesező áram, nagy veszteségek, nagy fáziseltolás és feszültségesés voltak, amely hátrányokat egyedül csak megfelelően méretezett zárt mágneses kör alkalmazásával lehetett kiküszöbölni. — 10 —
· G A N Z · A zárt mágneskör fogalma (pólus-nélküli mágneskör) ismeretes volt Faraday kísérleteiből, de az ő indukció-készüléke nem volt transzformátor abban az értelemben, ahogyan ma használjuk. Ezen indukció-készülék tömör vasgyűrű volt, primär és secundär tekerccsel. A primer tekercsbe időszakosan bevezetett egyirányúáram be- és
5. ábra
.
Az „E” transzformátor vázlata.
kikapcsolása a secundär tekercsben pillanatnyi áramokat indukált. Ez a készülék nem volt alkalmas váltakozóáramok transzformálására. A vasmagot osztani kellett, hogy a Foucault-áramok okozta veszteségek ne legyenek nagyok, anélkül azonban, hogy a mágneses erővonalak zárt útja ezáltal befolyásoltatnék. A mágneses erővonalak útját képező vastest és az áramvezető tekercsek helyes méretezésének felismerése és a felismert elvek helyes alkalmazása éppen úgy szükségesek voltak a siker eléréséhez, mint magának a rendszernek feltalálása, és kétségtelen, hogyha a — 11 —
· G A N Z · feltalálók nem lettek volna teoretikus képzettségű gyakorlati mérnökök, aligha jutottak volna olyan gyorsan a tökéletes megoldáshoz. Az általuk szerkesztett és a Ganz-gyár által gyártott első transzformátorok lényegileg alig különböznek a modern transzformátoroktól, úgy hogy még most is üzemben vannak olyan Ganz-féle transzformátorok, melyek a transzformátorok legelső idejéből valók és már 35 éve teljesítenek szolgálatot. Az újabban alkalmazásba került csekély veszteségű (ötvözött) vaslemezekkel készült kisveszteségű
6. ábra.
Az „E” transzformátor.
transzformátorok elterjedésével természetesen ezek is ilyenek által lesznek helyettesítve. A Ganz-gyár által forgalombahozott gépek és szerkezetek kezdettől fogva magukon viselték az alkotó mérnök munkájának nyomát, eltérőleg sok más vállalat gépeitől, melyek nem vérbeli mérnökök kezéből kerültek ki és vagy empirikus mechanikusok, vagy fizikusok laboratoriumi készülékei voltak. A szövegbe nyomtatott 3. képet a transzformátor 1885 elejéről való német szabadalmi okiratából vettük (D. R. P. No. 40414) és 1–8. ábráján a különböző kiviteli formákat tünteti fel, melyek az irodalomban mint köpeny-(Mantel-) és mag-(Kern-)transzformátor ismeretesek. — 12 —
· G A N Z · A 4. kép a Ganz-féle magtranszformátor első gyakorlati alakját mutatja be. A vasszalagokból készült zárt magra van gombolyítva a gondosan szigetelt primär és secundär tekercs. A transzformátor maga két vaslemezből készült gyűrű közé van szerelve. A fejlődésnek egy további fokozatát mutatja az ugynevezett „E” transzformátor, mely még ma is igen számos példányban van üzem-
7. ábra. Transzformátorállomás „E” transzformátorokkal Rómában (1891).
ben különböző telepeken. A transzformátor vázlatos metszetrajzát az 5. kép mutatja, míg a 6. képen a kész „E” transzformátort látjuk. Ezen rendkívül konstruktív szerkezetet az jellemzi, hogy ös�szeszerelése és szétszerelése igen könnyű és gyorsan elvégezhető. A lemeztest két E alakú részből áll, melyek csiszolt felülettel csatlakoznak egymáshoz és köpenyszerűen övezik az egymás mellett elhelyezett primär és secundär tekercset. Az egyik E lemezcsoport eltávolítása után a tekercsek közvetlenül hozzáférhetők. A secundär tekercs két részre van osztva és a két secundär tekercs között foglal helyet a primär tekercs, miáltal a transzformátor szórási viszonyai igen kedvezőek. Ezen transzformátor ugyancsak két kerek vaslemez közé volt erősítve, mint az előbb ismertetett gyűrűs transzformátor, — 13 —
· G A N Z · miáltal egyrészt a transzformátor-tekercsek tökéletes védelme éretett el, másrészt pedig a transzformátorok könnyen szállíthatók. Az első villamos telep, mely ezen rendszer szerint készült, Luzernben épült és a Schweizer-Hof szálloda (Gebrüder Troller) világítására szolgált. A központi telep 3 darab, egyenként 100 lóerős
8. ábra.
Üdvözlő sürgöny Pouchainhoz Rómába. (A szöveg fordítása.* )
víziturbinával hajtott áramfejlesztő gépből állott. A termelt áramot 7 km. távolságról vezették a felhasználás helyére. Az új áramelosztó rendszer szerint épült első nagy városi telep a római volt és itt létesült az első nagy munkaátvitel is (Tivoli Róma), úgy hogy a római telepek fejlődése a villamos transzfor*) Mi, Nagybritannia elektromérnökei, üdvözletünket küldjük Olaszország elektromérnökeinek a tivoli nagyszerű mű befejezése alkalmából és minden sikert kívánunk nekik. Kelvin, Ayrton, Preece, Crooks, Swan, Spagnoletti, Crompton, Kapp, Webber, Hugues, Perry, Forbes, Silvanus, Thompson.
— 14 —
· G A N Z ·
9. ábra.
— 15 —
Az első tivoli telep látképe kívülről.
· G A N Z · mátor alkalmazásának történetével a legszorosabb kapcsolatban áll. Róma városát a „Societá Anglo-Romana per l’illuminazione di Roma” világította, mégpedig kezdetben gázzal. A társulat széles látókörű vezetője, Carlo Pouchain már az elektromos világítás gyermekéveiben felismerte annak nagy jelentőségét és a társulat műszaki igazgatóját, Guglielmo Mengarini professzort tanulmányútra küldötte,
10. ábra.
Az első tivoli telep belülről.
hogy megállapítsák, hogy Róma elektromos világítására melyik rendszert fogadják el. Mengarini professzor közvetlenül pár nappal az 1885. évi országos kiállítás bezárása előtt érkezett Budapestre és azonnal felismerte a Ganz-gyár rendszerének korszakalkotó voltát. Az ő tanácsára fogadta el az „Anglo-Romana” ezt a rendszert és így jelentékeny mértékben hozzájárult az új rendszer gyors érvényesüléséhez, ezért a villamos transzformátor történetét nem lehet úgy megírni, hogy Pouchaint és Mengarinit ne említsük. — 16 —
· G A N Z · A római első telep, mely gőzgépekkel dolgozott, már a következő évben, 1886-ban elkészült és megkezdte működését. Az áramfejlesztő generátorok forgórésze közvetlenül volt a gőzgépek tengelyére ékelve és egyúttal lendítőkerékül is szolgált. Érdekesnek tartjuk megemlíteni, hogy ezen ma általánosan elterjedt építési módot a Ganz-gyár akkori nagynevű vezérigazgatója, Mechwart
11. ábra.
A második tivoli telep.
iniciálta és már 1883-ban a wieni kiállításon állított ki a Ganz-gyár olyan villamos áramfejlesztő gépet, mely a hajtó gőzgéppel ily módon volt kombinálva. Az első római telep volt kezdete annak az évtizedes baráti együttműködésnek, mely ennek nyomán a Ganz-gyár és az „AngloRomana” közt kifejlődött és amelynek folyamán a Ganz-gyár egymásután helyezte üzembe 1892-ben az első, 1898-ban a második tivoli, 1905-ben a subiacoi, 1910-ben az arci, 1914-ben a castel— 17 —
· G A N Z · madamai vízerőtelepeket és két gőzturbógenerátort 1911-ben és 1923-ban Róma város elektromos árammal való ellátására, melyek – a legelső kivételével – ma is üzemben vannak, hirdetve a magyar ipar versenyképességét és a magyar mérnökök kiválóságát. A sorozatot az a három darab, egyenként 12,500 kVA-es gőzturbógene-
12. ábra.
A subiacoi telep.
rátor zárja be, amelyeket az „Anglo-Romana” közvetlenül ezen füzet közzététele előtt rendelt meg vállalatunknál. Az első tivoli telepről külön kell, hogy megemlékezzünk. Ez volt ugyanis az első ilyen nagyszabású munkaátvitel Európában. 1890ben nyert engedélyt külön királyi dekrétummal az Anglo-Romana, hogy 2000 lóerő teljesítményt Tivoliból Rómába vigyen át. Ezen királyi dekrétum az első ilyen természetű okmány, amely az elektromosság fejlesztését és átvitelét közhasznú dolognak jelentvén ki, — 18 —
· G A N Z · mindazokat a privilégiumokat biztosítja a műnek, amik csak közüzemnek járnak. A vízerőtelep Maecenas villája romjai tövében épült és 50 méter esés mellett másodpercenként 4 m3 vízmennyiség kihasználásra létesült. Nemcsak az olasz műszaki világ, de egész Európa elektrotechnikusai nagy érdeklődéssel kísérték ezt az akkor páratlanul nagyszabású elektromos művet. Érdekes bizonyítéka ennek a nagy érdek-
13. ábra.
A wieni telep.
lődésnek az a távirat, amelyet azon kor legnevezetesebb angol tudósai és elektrotechnikusai intéztek Pouchainhoz akkor, amikor a mű 1892-ben megindult, szerencsét kívánva a sikerhez. Az érdekes sürgöny másolatát a 8. ábra mutatja be. Ezen rendkívül érdekes telepet a 9. ábra mutatja be kívülről, míg belsejét a 10. ábra tünteti fel. Érdekes megemlíteni, hogy ez volt az első hydroelektromos telep, amely precize működő sebességszabályozókkal volt felszerelve. A 11. ábra a tivoli második telep — 19 —
· G A N Z · 7 gépegységét mutatja be. Ezen telep 1898-ban jött üzembe. Az alkalmazott generátorok teljesítménye egyenként 3000 kilovoltampére. Ma, mikor 50-60,000 lóerő teljesítményű gépek már nem tartoznak a ritkaságok közé, természetesen ezen teljesítmények csekélyeknek látszanak, de nem szabad elfelejteni, hogy a fejlődés nem ugrás-
14. ábra.
A montevideoi telep.
szerű, hanem folytonos és ezen generátorok akkor a legnagyobbak voltak Európában, amit az elektromos ipar addig produkált. Bemutatjuk a római telepek közül még a subiacoi telepet, a 12. ábrán, amely arról nevezetes, hogy generátorai közvetlenül 30,000 voltos áram előállítására készültek és 1905 óta zavartalanul vannak üzemben. Ámbár ma, mikor a nagy villamos munkaátvitelek feszültsége 100-200,000 voltot is elér, az ilyen nagyfeszültségű (30,000 voltos) generátorok jelentősége már nem olyan nagy, mint a mult— 20 —
· G A N Z · ban, mégis megemlítendőnek tartjuk, hogy ilyen nagy feszültségre a Ganz-gyáron kívül egyetlen egy gyár sem készített generátorokat. A római első teleppel csaknem egyidejüleg és azt követőleg elektromos városi és ipari telepek csaknem végtelen sora következett. Az új rendszer meghódította a világot. Olaszországban Rómával egyidejüleg, részben valamivel később számos telepet épített a Ganz-
15. ábra.
Ventilátorokkal hűtött transzformátorok.
gyár a parallel kapcsolt váltakozóáramú transzformátoros rendszer szerint, amelyek közül csak Torino, Bagni di Lucca, Treviso, Terni, Palermo, Livorno, Tagliacozzo, Pordenone, Bassano, Siracusa, Cuneo, Alzano, Venezia, Intra, Salo, Gardone, Ancona és Narnit említjük mint elsőket itt fel. Ezen városok első villamos telepei közül ma már egy sincs üzemben, de ezekből fejlődtek azok a nagy telepek, amelyek Olaszországot az elektromos energiatermelés tekintetében Európa legelső államává teszik. — 21 —
· G A N Z · Az olasz telepekkel egyidejűleg a telepek hosszú sorát építette a Ganz-gyár más országokban is. Mint elsőket felemlítjük Karlsbadot, Marienbadot, Wient és Budapestet. A wieni telep, amely az Internationale Elektrizitats-Gesellschaft tulajdona volt, gyors fejlődése folytán egyidőben Európa egyik legnagyobb telepe volt. Ezen telep egy részét a 13. ábra mutatja be.
16. ábra.
Az „Anglo-Romana” részére készült 21,000 kVA-es vízhűtésű olajtranszformátor (1913).
De nem állott meg az új rendszer Európában, hanem átterjedt az oceánokon keresztül is. A Ganz-gyár ott is számos telepet épített ezen rendszer szerint, amelyek közül, mint nevezetesebbeket, Délamerikában Montevideot, Buenos-Airest, S. Nicolast, Mercedest és Sao-Paulot, Ausztráliában pedig Melbournet említjük meg. A 14. ábra a montevideoi telepet mutatja be. — 22 —
· G A N Z · A Ganz-gyár rendszerét számos gyár vette át és a Ganz-gyár műszaki adatai és rajzai alapján dolgoztak. Ezek voltak: Németországban a Helios-gyár Kölnben, Schwarzkopf Berlinben, Franciaországban Schneider & Cie Creusotban, Spanyolországban Planas Flaquer Geronaban.
17. ábra.
Az „Anglo-Romana” részére készült vízhűtésű olajtranszformátor szekrényéből kiemelve.
A Ganz-gyár állandóan úttörő munkát végzett és kiváló mérnökei számos olyan megoldást és találmányt létesítettek, amelyek azóta széles körben elterjedtek. Az elektromos energia mérésére Bláthy által 1889-ben szerkesztett indukciós wattóraszámláló legelső ilyen készülék volt és minden ma használatban lévő váltakozóáramú — 23 —
· G A N Z · számláló alapját képezte, melytől az újabb szerkezetek is csak an�nyiban térnek el, hogy kisebb súllyal és lehető kis önfogyasztással készülnek. Nem lesz érdektelen felemlíteni, hogy az első időből (1889) származó Bláthy-féle számlálókból még mindig találhatók egyesek üzemben és pontosságuk ma sem esik kifogás alá.
18. ábra. 11,000 kVA-es olajcirkulációs transzformátor (Üszög).
A többfázisú váltakozóáramok (forgóáram) bevezetése után (frankfurti nemzetközi elektromos kiállítás, 1891) a transzformátor alkalmazásának még nagyobb tere nyílt, mert a háromfázisú indukciósmótor megszületése után az elektromos munkaátvitel bevonult az ipar minden ágába és egyre nagyobb és nagyobb teljesítményű és feszültségű telepeket kezdtek építeni. A gőzturbina feltalálása és fejlődése révén az elektrotechnika olyan hajtógéphez jutott, amely jó hatásfok és nagy üzembiztonság — 24 —
· G A N Z · mellett olyan nagy egységek építését tette lehetővé, amiről a dugattyús gőzgépek fénykorában gondolni alig lehetett. Ezzel párhuzamosan fejlődtek a víziturbinák is. A transzformátor, amely hivatva van a termelt energia feszültségét a szükség szerint fel- vagy letranszformálni, a telepek teljesítményének és terjedelmének megnövekedése következtében szintén fejlődött és az emelkedő követelmények mindig újabb és újabb szerkezeteket teremtettek. A kisebb teljesítményű transzformátoroknál teljesen elegendő volt
19. ábra. A Ganz-gyárban készült tízezredik transzformátor (1899).
a környező levegőre bízni a transzformátorban meleggé alakuló energiaveszteségek elvitelét. A teljesítmények növekedése következtében azonban ez az egyszerű megoldás már szükségképen olyan nagy méretekre vezet, hogy gondoskodni kellett a hűtés intenzívebbé tételéről. Ezt azáltal érték el, hogy fokozott légújulást létesítettek, illetőleg ventilátorok segélyével állandó mozgásban tartották a hűtő levegőt, ami által a felületek hőátadása lényegesen volt fokozható. — 25 —
· G A N Z · A 15. kép ventilátorok által hűtött transzformátorokat tüntet fel. Ugyancsak ventilált transzformátort mutat be a 19. kép, mely a Ganz-gyárban készült 10,000-ik transzformátort ábrázolja (1899). Sokkal célravezetőbbnek mutatkozott azonban a meleg átvitelére levegő helyett folyadékot, nevezetesen olajat alkalmazni, aminek a
20. ábra. Egyfázisú vízhűtésű olajtranszformátor elektrothermikus üzem részére, 2500 kVA, 15000/50 volt (Almissa).
meleg-elvezetés intenzívebbé tételén kívül az is a rendeltetése, hogy a transzformátortól port és piszkot, de főképen a nedvességet távoltartsa, ami által lehetségessé vált transzformátorok felállítása nedves környezetben is, mint pl. bányák stb. Az olajba merített transzformátorok szigetelése is lényegesen jobb, mint a száraz transzformátoroké, nemcsak azért, mivel a ned— 26 —
· G A N Z · vesség, por és piszok kizárása folytán egyik fő hibaforrás ki van küszöbölve, hanem azért is, mert az elektrostatikus erővonalak köréből a levegő kizáratott, ami az olaj előnyösebb dielektromos tulajdonsága folytán az elektrostatikus mezők előnyösebb eloszlását eredményezi és a szigetelőanyagok dekompoziciójától nem kell tartani,
21. ábra.
A 20. ábrán látható olajtranszformátor szekrényéből kiemelve.
ami levegőben bizonyos elektromosmező-intenzitáson túl ozonizáció folytán elkerülhetetlenül bekövetkezik. Az olajtranszformátorok alkalmazása a feszültségek igen nagy mértékű emelését is lehetségessé tette, úgy hogy ma már Amerikában pl. több 220,000 voltos telep is van üzemben, amely feszültség túllépése is kétségtelenül csak idő kérdése. — 27 —
· G A N Z · Az olajtranszformátor időleges túlterhelése is lényegesen nagyobb lehet, mint a száraz transzformátoré, mert a benne lévő olajmennyiség hőkapacitása igen jelentékeny. A transzformátorok teljesítményének emelése folytán, hogy azok méretei és így előállítási költségük ne emelkedjék túlságosan, az
22. ábra.
Ventilátorokkal hűtött egyfázisú transzformátor karbid-gyártáshoz (Dicsőszentmárton).
olajtranszformátorok természetes hűtése helyett itt is mesterséges hűtőberendezéseket kezdtek alkalmazni. Első időben a transzformátor olajba merített csőrendszerben cirkuláló víz segélyével vezették el a meleget. Újabban általános lett nagy transzformátor-egységek olaját oly módon hűteni, hogy azt cirkuláltatják megfelelő csőrendszeren át, melynek külső felületét vízzel hűtik. — 28 —
· G A N Z · A hűtésnek ez a módja akár egyik, akár másik úton igen egyszerűen oldható meg; sokkal nehezebb feladatot ró a szerkesztő mérnökre a melegátadás célszerű berendezése a transzformátor-szerkezet és az olaj közt. A Ganz-gyár állandóan megtartotta vezető pozicióját a transz-
23. ábra. A 22. ábrán látható egyfázisú transzformátor belseje.
formátorok építése terén mind a mai napig és az igazi nagy transzformátor kiképzésében is úttörő volt. Klasszikus példái a nagy transzformátoroknak azok a nagy háromfázisú olajtranszformátorok, amelyeket a Ganz-gyár jeles műszaki tanácsosa, Bláthy szerkesztett 1911-ben és 1913-ban az „Anglo-Romana” részére; az előbbiek Róma, az utóbbiak a terni-római munkaátvitel céljaira szolgáltak. — 29 —
· G A N Z · Hasonló transzformátorok készültek egyidejüleg az almissai telep részére. A Ganz-féle villamossági r.-t. 9 ilyen nagy transzformátort készített a fenti telepek részére, melyek legtöbbjének állandó maximális teljesítőképessége egyenként 21,000 kVA és teljes súlyuk olajjal 38,000 kg volt.
24. ábra.
Ganz-gyári próbatermi transzformátor, 250,000 volt (1911).
Ezen transzformátorok egyikét mutatja be a 16. kép kívülről, míg a belső szerkezet a 17. képen látható. Ezen transzformátorok szerkesztésük idejében a legnagyobb teljesítményű transzformátorok voltak, amelyeket az elektromos ipar azideig produkált. Egyikük az 1911. évi turini nemzetközi kiállításon ki volt állítva és nagy teljesítménye, aránylag kis méretei és csekély súlyával általános feltűnést keltett. — 30 —
· G A N Z · A transzformátorban magában meleggé alakuló veszteségek elvezetése rendkívül gyorsan és aránylag csekély hőmérsékletkülönbségek mellett történik, mert a tekercsek igen számos részre tagoltak és az egyes részek közt igen intenzív az olajcirkuláció. Azonkívül a vasmagban is hűtőcsatornák vannak, amelyekben ugyancsak olaj cirkulál. A tekercsek az esetleges rövidzárlatok deformáló erői ellen számos csavarból álló feszítőszerkezettel vannak ellátva, melyek
25. ábra.
Modern, léghűtéses transzformátor gurítható állványon.
felül és alul egy-egy felmetszett fémgyűrű segélyével szorítják össze az egyes tekercsoszlopokat. Az egyes tekercscsoportok egymásközti távolsága megfelelő szigetelőanyagból készült distanz-darabok által biztosíttatik. Az olaj hűtésére a transzformátor felső részén számos bordával ellátott hűtőcső merül az olajba. A hűtőcsövekben víz cirkulál. A transzformátorszerkezet a hűtőcsövekkel együtt a transzformátorszekrény fedelére van erősítve, úgy hogy az egész egyszerre — 31 —
· G A N Z · emelhető ki az olajból, anélkül, hogy a kivezető kapcsok és a tekercsek közötti összeköttetéseket oldani kellene. Ezen transzformátorok úgy a vasmag, mint a tekercsek elrendezése és szerkezete tekintetében a nagy transzformátorok klasszikus
26. ábra.
Modern, léghűtéses transzformátor keretállványon.
típusát mutatják, amelyeknél tökéletesebb megoldást az elektrotechnikai ipar mai napig sem produkált. A 18. kép külső olajcirkulációs transzformátort ábrázol. A fényképen bemutatott transzformátor normális teljesítménye 11,000 kVA. A transzformátort a pécsi szénbánya részére szállította a Ganz-gyár. Az elektrothermikus üzemek kifejlődése a transzformátorok egy speciális típusát fejlesztette ki, mivel az elektrothermikus kemencék — 32 —
· G A N Z · céljaira aránylag csekély feszültség mellett igen nagy áramerősségek szükségesek. Ezen nagy áramerősségek vezetése nagyobb távolságokra nem lehetséges, miértis a nagyfeszültségű áramot egészen a kemencéig vezetjük és csak közvetlenül a kemence mellett transzformáljuk le a kívánt feszültségre.
27. ábra.
Kocsira szerelt szállítható olajtranszformátor olajkapcsolóval és biztosítókkal.
A Ganz-gyár igen számos ilyen telepet rendezett be Európa legnagyobb karbidgyárai részére, sok nagyteljesítményű ilyen transzformátort is gyártott, melyek között számos 50,000-60,000 ampéreig terjedő áramerősséggel dolgozik. A 20. és 21. képen bemutatott ilyen transzformátorok az almissai telep részére készültek, egyfázisú kályhákhoz, teljesítményük 2500 kVA, 15,000 volt primär és 50 volt secundär feszültség mellett. — 33 —
· G A N Z · A transzformátor szerkezete (köpenytranszformátor) igen jól látható a képeken. Igen érdekes a secundär-tekercsek szerkezete, melyek egyetlen menetből állanak és pedig 6 ilyen tekercs van egymással párhuzamosan kapcsolva. A transzformátor: olajtranszformátor vízhűtéssel.
28. ábra.
Szabadban, oszlopokra szerelhető olajtranszformátor.
Érdekes a 22. és 23. képen bemutatott egyfázisú transzformátor, mely forcirozott (ventilátoros) léghűtéssel bír. Három-három ilyen transzformátor együttesen táplál egy-egy háromfázisú karbidkályhát. A hármas csoport teljesítménye 9000 kVA. Feszültségáttétele: 5000: 100–120 volt. Ezen transzformátorokat a dicsőszentmártoni karbidgyár részére szállítottuk. — 34 —
· G A N Z · A 24. képen feltüntetett transzformátor 1911-ben gyárunk részére készült próbatranszformátor, melynek segélyével 250,000 volt feszültség állítható elő. A nagy transzformátorok mellett a kis transzformátorok és speciális transzformátorok legkülönbözőbb típusai fejlődtek ki az
29. ábra.
Hegesztő transzformátor.
idők folyamán. Ezek közül csak pár érdekesebb típust akarunk itt röviden ismertetni és képekben bemutatni. A 25. és 26. kép a modern léghűtéses száraz transzformátorok jellegzetes típusait mutatja be. Az első kisebb transzformátor ma is gurítható állvánnyal készül. A 27. kép kocsira szerelt transzportábilis olajtranszformátort mutat be. Ilyenek főként mezőgazdasági telepeken használatosak, pl. cséplőgarnitúrákkal kapcsolatban. — 35 —
· G A N Z · A 28. képen az úgynevezett oszlop-olajtranszformátort mutatjuk be. Ezen transzformátorok aránylag kis teljesítményekre (5–50 kVA) készülnek és szabadban állíthatók fel, minden külön védőházikó nélkül, egyszerűen oszlop tetejére szerelve. Kisebb hálózatok transzformátorállomásai ilyen transzformátorokkal rendkívül egyszerűen készülnek. A túlterhelések elleni védelmet biztosító olvadóbiztosítók
30. ábra.
Olajtranszformátor-műhely.
magában a transzformátorban vannak elhelyezve és alulról megfelelő szigetelt rúd segélyével veszély nélkül, könnyen kicserélhetők. A 29. képen bemutatott transzformátor, hegesztő transzformátor, amilyenek gyárunkban nagy mennyiségben vannak használatban. Az általunk gyártott elektromos gépek tekercselései nagy részben ezen transzformátorok segélyével hegesztve készülnek, forrasztások teljes mellőzésével. — 36 —
· G A N Z · Az egyes rézvezetők ilyen módon oly tökéletesen hegeszthetők össze, hogy azok teljesen homogén egészet képeznek és a hegesztési hely szilárdsági tekintetben és vezetőképesség tekintetében a tekercselés egyéb helyeivel teljesen egyenértékű. Könnyűszerrel tudunk ezen eljárással tömör vezetőket kábelekkel is összehegeszteni, ami által gépeinket olyan kombinált tekercselé-
31. ábra.
Száraztranszformátor-műhely.
sekkel látjuk el, melyekben a scin-effektus és egyéb, a hornyokban előforduló mágnes-mezőszórás következtében fellépő veszteségek a minimumra redukálhatók. A 30. és 31. kép gyárunk transzformátorműhelyét mutatja be, mégpedig az első az olaj-, a második a száraz transzformátor gyártását. A 32. kép budapesti gyárunk teljes látképét tünteti fel, ahol maximumban mintegy 3000 munkást és több mint 500 tisztviselőt foglalkoztatunk. — 37 —
· G A N Z · Nem lehet azonban célja ezen kis füzetnek, hogy a transzformátorok minden lehetséges alkalmazási körére kiterjedjen és ezért csak egypár speciális esetre tértünk ki. A villamos transzformátor ma az erősáramú elektromos ipar egyik legfontosabb készüléke, amely számtalan példányban van képviselve a legkisebbtől a legnagyobb teljesítményig, a legkülönbözőbb
32. ábra.
A gyár látképe.
feszültségekkel és számtalan különféle célt szolgál, de mind, kivétel nélkül, a Zipernowsky, Déri és Bláthy-féle transzformátor leszármazottja. Az elmúlt 40 éves periódus fényes bizonysága annak, hogy Zipernowsky, Déri és Bláthy technikai felfedezése az elektromos ipar kifejlődésére óriási jelentőségű volt és a Ganz-gyárnak is örök dicsőségére válik, hogy ezen rendszer kifejlődése vállalatunk kebelé-
— 38 —
· G A N Z · ből indult ki és sokban hozzájárult ahhoz, hogy a Ganz-gyár ma az elektromos gyárak legelsői közt foglal helyet és mindenhol ismert, ahol az elektrotechnika tért foglal.
1885–1925.
— 39 —
· G A N Z ·
Elektronikus formában (pdf) újra kiadta: http://www.GANZdata.hu ©2012 — 40ver—1.0
· G A N Z ·
— 41 —
· G A N Z ·
— 42 —
· G A N Z ·
— 43 —
· G A N Z ·
— 44 —
