Hangfrekvenciás központi vezérlés (HFKV) - röviden
A villamos energiatermelők (erőművek) és elosztók (áramszolgáltatók) jelentős mértékben ki vannak szolgáltatva a fogyasztás véletlenszerű változásainak. Ezek a fogyasztásváltozások (ingadozások) a termelés és fogyasztás folyamatos utánszabályozását igénylik mind az erőművek, mind a szolgáltatók részéről az energetikai egyensúly fenntartása, illetve az energiavásárlások és energiaexportok optimalizálása érdekében.
A fogyasztás oldali (terhelés oldali) szabályozás egyik általánosan elterjedt módszere, hogy bizonyos villamos energia fogyasztókat valamilyen előzetesen meghatározott menetrend szerint központilag távirányítással ki-, illetve bekapcsolnak. Ezt a módszert a köznyelv „éjszakai áram”-ként emlegeti, de ennél a felhasználási módnál sokkal több lehetőséget is nyújt. A kapcsolásokat a szolgáltatók központilag, túlnyomó részt a villamos hálózatra adott, az 50Hz-es hálózati alapfrekvenciánál nagyobb, egyébként pedig a hangfrekvenciás tartományba eső frekvenciájú kapcsoló jellel végzik, amelyet az egyes fogyasztási helyeken felszerelt vevőegységek érzékelnek, és ennek megfelelően beavatkozásokat hajtanak végre. A szolgáltatók az ún. „vezérelt” energiafogyasztás igénybevételét díjkedvezménnyel ösztönzik. A hangfrekvenciás központi vezérlés (HFKV) rendszer lényege tehát az, hogy a különböző helyeken és céllal felszerelt vevőkészülékekkel egy központi helyről (automatikusan vagy kézi beavatkozással) vezérlési műveleteket (ki-be kapcsolásokat) lehessen végrehajtani. A HFKV adó és a fogyasztóknál elhelyezett HFKV vevők közötti kommunikáció az adott hangfrekvencián előállított, speciális jelsorozatok (ún. „táviratok”) kiküldésével történik, a táviratok címzettjei pedig végrehajtják a megfelelő kapcsolásokat. A vezérelt fogyasztók sokfélék lehetnek: jelemzően hőtárolós kályhák, bojlerek, illetve a közvilágítási rendszerek tartoznak ide, de példásul ily módon vezérelhetők a fogyasztásmérők tarifaváltásai is. A központilag vezérelt ki- és bekapcsolás eredményeként mérsékelhetők a fogyasztási csúcsidőszakok ill. jobban kihasználhatóvá válnak a völgyidőszakok (terhelési görbe kiegyenlítése).
HFKV zárókör alapok 2016. 05.17
1/5
Hangfrekvenciás szűrők szerepe Az elektromos elosztó hálózaton minden áramszolgáltató törvényileg szabályozott kötelessége, hogy biztosítsa hálózatán a hengfrekvenciás kapcsoló jel megfelelő jelszintjét, hiszen ennek hiányában ún. kapcsolási hazárdok léphetnek fel.
A HFKV jelszint nagyságát hálózatán minden szolgáltató redszeresen mérésekkel ellenőrzi, a jelszint nagysága jellemzően a névleges hálózati feszültség 1..4 %-a.
A Hangfrekvenciás Központi Vezérlés (HFKV) megfelelő jelszintjét biztosító hálózati elemek a következők:
Hangfrekvenciás adó Csatoló egység Hangfrekvenciás vevőkészülékek Szűrők a hangfrekvenciás jelterjedés megakadályozására Vezérlő számítógépek
Összefoglalónk további részében – az általános ismeretanyagot jelentősen leszűkítve - csupán a hangfrekvenciás szűrők, illetve konkrét esetben az ún. hangfrekvenciás zárókörök szerepére és működésére összpontosítunk.
Hangfrekvenciás záróköröket a villamos elosztó hálózaton terjedő HFKV jelszint nagyságának megóvása, illetve a hálózatra kapcsolt kiserőművek hálózati visszahatásaként jelentkező, zavaró, közbenső harmonikusok által okozott kapcsolási hazárdok megakadályozása céljából alkalmazunk. Előbbi jellemzően a forgógépes kiserőművek, utóbbi pedig jelllemzően az inverteres áramátalakítóval felszerelt kiserőművek hálózatra kapcsolódása esetén fordul elő.
A HFKV záróköröknek sokfajta kialakítása lehet. Megvalósíthatók közép- illetve kisfeszültségű oldalon is.
HFKV zárókör alapok 2016. 05.17
2/5
HFKV zárókörök működése Általános tapasztalat tehát, hogy a hálózatra kapcsolt kiserőművek forgógépei a hagfrekvenciás jelszint jelentős csökkenését okozzák. A jelenség főként a forgógépek tekercselésének – névleges teljesítménytől függő nagyságú, azonban mindenképpen kis érékű – impedanciájával magyarázható, amely a hálózaton terjedő hangfrekvenciás jel szempontjából söntként viselkedik. A jelenség kiküszöbölésére az a megoldás terjedt el, hogy generátor áramkörébe egy olyan hálózati elemet építenek be, amely az adott HFKV frekvencián - szűrőként funkcionálva – kvázi megnöveli a kiserőmű villamos forgógépének impedanciáját, és ezáltal megakadályozza a HFKV jelszint káros mértékű csökkenését. A jelszint csökkenésének várható mértéke az alkalmazott generátor impedancia értékeinek és a hálózati jellemzők ismeretében előzetesen számítható, illetve a jelszint nagysága utólag méréssel ellenőrizhető.
A HFKV zárókör beépítésének szükségessége két kritérium alapján döntendő el:
Mindenkor biztosítani kell a hálózaton a HFKV jelszint minimális értékét, illetve HFKV jelszint csökkenése - a generátor hálózatra kapcsolódását követően – nem haladhat meg egy előírt nagyságot
Bármely kritérium nem teljesülése egy HFKV aktív vagy passzív zárókör beépítését teszi szükségessé.
Általános tapasztalat, hogy az áramszolgáltatók a kiserőművek csatlakozási terveinek elfogadása során – gyakorlatilag minden esetben – eleve előírják a HFKV zárókörök utólagos beépíthetőségének lehetőségét. Ennek az az oka, hogy egyrészt nagyon gyakran az előzetes mérések és számítások alapján még nem dönthető el egyértelműen a HFKV zárókör szükségessége, csak a létesítési fázist követő mérések során derül ki a tényszerű HFKV jelszint, illetve másrészt számolni kell azzal, hogy az adott ellátási körzetben esetleg újabb forgógépes kiserőművek lépnek később üzembe, amelyek a már üzemelővel együtt, összességében a HFKV jelszint meg nem engedhető mértékű csökkenését okozzák. A vizsgálatok alapján a hálózati engedélyes törvény szerint a már régebben csatlakoztatott termelő egységek csatlakozási feltételeinek szigorítását is előírhatja, ennek teljesítését a kiserőmű üzemeltetője pedig - ugyancsak a törvényben foglaltak szerint - nem tagadhatja meg.
HFKV zárókör alapok 2016. 05.17
3/5
HFKV zárókörök alapadatai A HFKV zárókörök összefoglaló fő alapadatai (vázlatosan, a teljesség és a pontos meghatározás minden igénye nélkül):
zárókör névleges feszültsége (szigetelési szintje) a zárókör által a primer körön „elviselhető” névleges átmenő áram és teljesítmény zárókör rezonancia frekvenciája zárókör rezonancia frekvencián mért impedanciája a hálózaton mért HFKV jelszint jellemző maximális értéke és kitöltési tényezője zárókör speciális arányszámokkal jellemzett „jósági foka” névleges feszültségesés a zárókörön zárókör maximális disszipációja névleges átmenő terhelés, és a következő pontban korlátozott hálózati viszonyok mellett a zárókört üzemszerűen terhelő, de károsodást még nem okozó felharmonikus áramok feltételezett (maximális) értéke
Hangfrekvenciás zárókör beépítése Például a kazincbarcikai szennyvíztelepi kiserőmű esetében – a területileg illetékes áramszolgáltató állásfoglalása alapján - már eleve szükséges volt egy HFKV zárókör beépítése. A kivitelezés során - gazdaságossági okokból – egy nagyon jó ár/érték arányú, 0,4 kV-on csatlakozó, transzformátoros csatolású, passzív HFKV zárókör beépítését végeztük el.
HFKV zárókör alapok 2016. 05.17
4/5
A HFKV zárókör sematikus kapcsolási rajza – a teljesség igénye nélkül – a következő ábrán látható:
Hangfrekvenciás zárókörünk alapvetően egy hangolt L-C rezgőkör, amely a HFKV jel frekvenciáján rendelkezik a legnagyobb impedanciával. Működése során tehát az adott vezérlőfrekvencián kvázi megnöveli a generátor impedanciáját, ezzel csökkentve a HFKV jelszint gyengülésének mértékét. A rezonancia frekvencián mérhető impedancia előírt legkisebb értékét a területileg illetékes áramszolgáltató mérések és a kapcsolódó hálózatszámítások alapján határozza meg.
Rövid határidővel vállaljuk az egyedi gyártású, KÖF / KIF oldali hangfrekvenciás zárókörök beszerzését és beépítését. Email:
[email protected] Telefon: 30/378-5789
HFKV zárókör alapok 2016. 05.17
5/5
