Hatékony védelem elektromágneses zavarok ellen Az elektromágneses összeférhetőség (EMC) egyre inkább központi témává válik az elektromos és elektronikus készülékek és berendezések tervezésekor, üzemeltetésekor. Mindannyian tudnánk példát említeni arra az esetre, amikor készülékeinket - televíziónkat, rádiónkat vagy más szórakoztató-elektronikai berendezésünket — kapcsolási jelenségekből, gépek indításából vagy csupán jutásából származó elektromágneses zavarok érik. Ipari üzemek területén a jelenség még inkább veszélyezteti az érzékenyebb elektronikávalfelszerelt berendezéseket. Hogyan védekezhetünk az elektromágneses zajok ellen?
Digitális vagy analóg jelvezetékek árnyékolását annak egyik oldalán célszerű földelni. Analóg jelvezetékeknél, amelyek gyakran |iA nagyságrendű áramokat vezetnek, az árnyékolást a kapcsolószekrényben - egyoldali módon földelve - a gyűjtősínre vezetjük úgy, hogy az árnyékolást a jel vezetékek bekötési helyéig meghagyjuk (itt azonban újbóli földelést nem alkalmazunk). Digitális jelvezetékek árnyékolásának - az előbbi esettel ellentétben - a gyűjtősín-csatlakozási pontban kell végződnie. Kétoldali földelést olyan buszkábeleknél érdemes kialakítani, amelyek különböző perifériákat kötnek össze. A potenciálkiegyenlítésről azonban itt is gondoskodni kell. Az árnyékolás biztos és a lehető legnagyobb felületű csatlakoztatásához a Weidmüller fejlesztőmérnökei a címlapon bemutatott rögzítőkengyelt (KLBÜ) fejlesztették ki.
Az ipari vezérlőberendezések gyárlói ma már különböző óvintézkedéseket javasolnak a zavartalan működtetés érdekében. Ezek közé tartozik a mérő, vezérlő és szabályozó áramkörök vezetékeinek árnyékolása és az árnyékolás földelése. Ezzel a módszerrel a zajok igen nagy hatásfokkal, akár 80 dB-lcl is csillapíthatok.
A 2..20 mm-es kábelátmérőre alkalmazható öt különböző méretű kengyel könnyedén ráhelyezhető egy 10x3 mm-es gyűjtősínre, amely a készüléksor előtt helyezkedik el, és közös pontot képez az árnyékolások számára. A gyűjtősín rögzítéséről a tíz különféle változatban kifejlesztett síntartó gondoskodik, az alkalmazásokhoz optimalizálva a vezeték-hozzávezetést és a bekötött készülékek tehermentesítését.
Az árnyékolás földelésének két alapvető módja az egyoldali és a kétoldali földelés. Ezek kialakításakor azonban a földhurkok kialakulását mindenképpen meg kell akadályozni. Ennek egyik módja az összekapcsolt rendszerek közötti potenciálkiegyenlítés. melyet viszonylag nagy keresztmetszetű (min. 10 mnr), kis impedanciájú vezetékkel lehet megvalósítani. Ezt a módszert követik az erőművekben is, ahol többszáz mnr-es keresztmetszetű kábelek gondoskodnak a potenciálkiegyenlítésről. Ha az összekapcsolt rendszerek közös potenciálon vannak, akkor a jelvezetékek
árnyékolása mindkét oldalon földelhető.
Ha a potenciálkiegyenlítő vezeték nincs kiépítve, akkor - kompromisszumos megoldásként - csak egyoldali földelés alkalmazható. Jobb eredmény elérése érdekében az egyoldali földelés mellett a másik oldal árnyékolását egy kondenzátor (min. 600..1000V) vagy gáztöltésű cső (I50V, 5kA) közbeiktatásával célszerű leföldelni. Ez utóbbi esetben a megszólalási feszültség elérésekor a gáztöltésű cső az árnyékolás potenciálját közvetlenül leföldeli, lehetővé téve akár több kiloamper erősségű áram levezetését. A zavar megszűntével a gáztöltésű csőben kialszik az ív, és az eszköz újból működőképes. A Weidmüller cég ezen alkatrészek sorkapocsházban való elhelyezésére és így a szokványos tartósínre rögzítésére is nyújt megoldást (WPO 4).
A rögzítőkengyel gyűjtősínre helyezéséhez szerszám nem szükséges, az árnyékolt kábel csupaszításához a Weidmüller AM 25 kéziszerszáma nyújthat segítséget. Ezután a szorítókengyel sínre merőleges irányú lenyomásával a csupaszított kábel a kengyelben elhelyezhető és rögzíthető, ugyanígy természetesen ki is vezethető. Ezáltal létrejön a biztonságos kontaktus és a nagyfelületű földelés. A rendszer bővítése a későbbiek során könnyen megoldható. A kengyel rugalmas viselkedése következtében az árnyékolt vezeték „folyása" sem jelent problémát a használat során.
További információval rendelkezésére állunk. Tokár Péter okl. villamosmérnök
Villamos energia
A villamosenergia-igény és a GDP korrelációja Magyarországon Kerényi A. Ödön
Az összenergia-igényesség és a villamosenergia-igényesség alakulásának tendenciája. E témával 1979 óta foglalkozom, amikor a második olajválság. begyűrűzéséi Magyarországra a kormányzat is elismerte, és az addig kb. 8%/év villamosenergia-felhasználási ütemről az országos Tervhivatal a népgazdasági tervezést kb. a fele villamosenergia-igényű (4,5%/év) stratégiára mérsékelte. A primerenergia-szükséglet éves növekménye a villamos energiáénak kb. a felét érte el. Az MVMT Közlemények 1991/3. számához összefoglalói adtam az MVMT keretében akkor már 10 éve végzett tanulmányokról, amelyek Magyarország gazdasági fejlettségének és energia-felhasználásának nemzetközi összevetésével foglalkoztak. Ebben az ENSZ-évkönyvek és -tanulmányok, KSH-kiadványok, MVMT és egyéb villamos energetikai közlemények adatai alapján bemutattam 24 európai ország, továbbá az USA és Japán egy lakosra jutó nemzeti jövedelmének, ill. „bruttó hazai termék"-énck (GDP) növekedését, valamim a villamosenergia- és primercnergia-igénycsségének változását is (táblázatos és grafikus módon egyaránt). A diagramokból levonható legfőbb tanulság az volt, hogy Magyarország akkori — Összencrgia-igényessége 3—4-szer nagyobb, — villamosenergia-igényessége 2—3-szor nagyobb, mint a tőkés országoké. Ezt a megállapítást azután széles körben emlegették, de sokan azt a téves következtetést vonták le. hogy ez az energiagazdálkodás hibája, és tulajdonképpen új erőműveket nem is kellene a jövőben építeni, mivel a jövő gazdasági fejlesztését energiaracionalizálással is meg lehet oldani. Ez a nézet még ma is él egyes szélsőséges környezetvédőkben, holott a nemzetközi gyakorlat e/.t nem bizonyítja. A tévedés abban rejlik, hogy nem a felhasznált energia sok —hiszen az egy főre jutó energiafelhasználásban az utolsók vagyunk a vizsgált országok között —, hanem az energiaegységgel (kWh, MJ) termelt érték, ill. jövedelem kicsi hozzájuk képest. Ezt viszont az elavult technológiákkal termelt, gyengébb minőségű áruk piaci értékbe szabja meg. A szükséges műszaki fejlesztés, a technológia- és termékváltás azonban hosszú, költséges folyamat, amihez jelentős, elsősorban nyugati import berendezés és tőke kell. A feladat tehát nem csupán energiagazdálkodási, hanem a gazdaság valamennyi szektorát érintő fejlesztési koncepció, így a javulás nem várható varázsü-
Kerényi A. Ödön Állami-díjas, aranyi!iplomás gépészmérnök, a MEE ib. alelnöke Szakmai lektor: Réschl Pál okl. gépészmérnök
199S. 91. évfolyam 3. szám
tésre, hanem csak fokozatosan, tőkés hitelekkel és beruházók réven érhető el. Az 1989-ben bekövetkezett rendszerváltás ezen elmélet messzemenően igazolta, és bizonyította idézeti cikkem alaptczisét, miszerint Magyarország gazdasági felemelkedését, azaz a GDP gyarapodását a villamosenergia-felhasználás növekedése fogja jelezni. A korrelációs arányosságot, azaz rugalmasságot viszont a villamosenergia-igénycség várható alakulása szabja meg. A „villamosencrgia-igcnycsség" alatt a bruttó hazai termék, a GDP valuta egységének előállításához szükséges kWh, vagy MJ mennyiséget értjük. A valutát nemzeti, vagy USD, vagy ECU penzegységben számítjuk, tárgyévben folyó áron, trend számításoknál pedig változatlan áron. Nemzetközi összehasonlításokhoz általában az utóbbi kettőt használják az OECD-, az UNIPEDE- és EU-tanulmányokban. Az összehasonlításoknál —- ENSZ kezdeményezésre — kidolgozták a metodikái a vásárlóerőben kifejezett számításokra is. Világszinten USD-ban, Európában pedig ATS-ben végzett elemzéseket azonban néhány éve fedezet hiányában abbahagyták. Az OECD és az EU alkalmanként végez ilyen összehasonlítást is. A bázisévet a nemzetközi statisztikai megállapodások időszakonként rögzítik. Jelenleg a KSH által is alkalmazott bázisév az 1991.
A GDP számítás módja Magyarországon a jelenleg érvényes metodikát a KSH „Magyarország nemzeti számlái (1997)" című kiadványa tartalmazza. A módszer megfelel az OECD-, EU-előírásoknak. Rögzíti a fogalmakat és a számítás menetét. Az országos adatok cs az ágazatok GDP-számításának összefüggését az MVM volt közcélú villamosenergia-társaságainak GDP-hez történő hozzájárulásán keresztül mutatom be (/. táblázat) az 1994—95—96 évekre. A nettó árbevételből levonva az eladott anyagok és áruk értékét (ELÁBE), az alvállalkozók teljesítését, és hozzáadva a saját kisberuházások akiivált értékét, valamint a tcrmclőkészlet változását, kapjuk az összes „kibocsátást". A folyóáras adatok tartalmazzák az infláció mellett a reális villamosenergia-költségeken alapuló árképzés éves hatását is. Látható, hogy a közcélú villamos társaságok összevont mérleg szerinti „kibocsátása" mindössze kb. 2%-át képviseli Magyarország összes társadalmi termékének. Hbböl levonva a termelő felhasználás tételeit (tüzelőanyag, import villamoscncrgia-szaldó, üzemi vásárlás, egyéb anyagköltség és anyagjellegű szolgáltatások) kapjuk meg a „hozzáadott érték"-cl, azaz a „GDP- alapáron" fogalom számszerű adatait. Ha ehhez hozzávesszük a „termékadók egyenlege" összeget, előáll a bruttó hazui termék, azaz maga a GDP.
83
Villamos energia 1. táblázat. Kruttó és nettó hozzáadott érték, ill. a GDP alakulása a volt MVM-társaságcsoportnál és Magyarországon Mrd Ft-ban MVM-lársaságcsoport 1994. 1995. 1996. I. Kibocsátás Villamoseiiergia-árbevétel 133,3 177,4 224,2 Hőenergia-árbevétel 16,6 18,1 19,9 Egyéb tevékenység árbevétele 14,4 16,3 17,8 164,3 Nettó árbevétel 211,9 262,0 Le: HLABE -7,4 -10,5 -8,3 -1,6 Alvállalkozók -2,0 -3,4 10,6 Aktivált saját teljesítmény érték 11,4 12,3 Saját lenn. készlet áll. változás 5,6 0,8 5T5 I. Kibocsátás összesen 171,4 2] 6,4 263,4 (Társaduimi lennék) II. Terme)öfelhasználás Tüzelőanyag költség 61,9 57,3 86,6 Import villamos energia 4,5 10,0 8,2 Üzemi vásárlás 0,3 0,7 0,7 Egyéb anyag költse j; 3,0 12,2 0,2 Anyaakültséí' összesen 69,7 95,7 80,2 13,8 27,6 Anyagjellegű szolgáltatás 23,3 Egyéb költségek 9,3 11.5 14,9 92,9 II. Termelííf'elhaszn. összesen 115,1 138,3 III. Hozzáadott érték (I.—II.) 78,5 101,3 125,1 IV. Termekadók és támogatások egyenlege V. liruttó hazai termék í i D P 78,5 101,3 125,1 {III. + IV.) 31,4 52,5 Értékcsökkenés 40,6 Nettó hozzáadott érték 47,1 61.0 72,6 * KSH; Magyarország nemzeti számlái, 1994—1995 (1997)
Magyarország Í995.
10556,0
5882,6 4673,4 888,6 5562,0
Az országos adatok, még csak 1995-rc állnak a— KSH által felülvizsgált módon — rendelkezésre. Eszerint Magyarország 5 562 milliárd Ft GDP-je 888,6 milliárd Ft termékadó és illeték egyenleget tartalmaz. A GDP-hez a közcélú villamos művek 1995-ben 101,3 milliárd Ft-tal járulnak hozzá (1,8%), tennékadójuk eredőben a visszatérítések miatt közel kiegyenlítődik, ezért nincs feltüntetve. Ismeretes, hogy a GDP a korábban használt nemzeti jövedelem fogalomtól elsősorban az értékcsökkenés beszámításával különbözik. Ha az értékcsökkenést nem a reálisan felniért állóeszközérték után számítják, csökken a termék ára, tehát csökken maga a GDP is. Erre a problémára a hazai energiaigényesség tárgyalásánál külön visszatérek. Az országos GDP-adatok kiszámításánál a KSH elsősorban az APEH adatgyűjtésére támaszkodik; a termelőágazatok mérlegadatai mellett az állami költségvetési szervek, a nonprofit intézmények és a háztartások adóbevallását is figyelembe veszi, természetesen a saját adatgyűjtésén kívül. A 2. táblázat a GDP, a bruttó villamosenergia-fogyasztás és a villamosenergia-igényesség alakulását mutatja be Magyarországon 1970 és 1996 között. A bruttó villamosenergia-fogyasztás a régebben használt Összes villamosenergia-felhasználásnál az crőművi Önfogyasztással csökkentett mennyiséggel kisebb, de jobban kapcsolódik a GDP-elŐállításhoz, mivel a hálózati veszteség mellett a fogyasztók által ténylegesen elfogyasztott villamos energia mennyiséget tartalmazza. A bázisnak választott 1991. évben a GDP folyóáron természetesen azonos a változatlan árral, a többi évben pedig a KSH által megállapított volumen-indexszel van abszolút értékben is kiszámítva. 84
2. táblázat. A bruttó hazai termék (GDP), a bruttó villamosenergia-fogyasztás és a villamosenergia-igényesség változása Magyarországon 1970—1996 Ev
1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 Í993 1994 1995 1996
Országos bitó Bttó hazai termék változása Vi llamosenerg ia-igényesvillaség mosenergia-fogyasztás Index 1960. 1991. GWh 1991. 1991 1970. 1991. % év év = é v - 1 0 0 % év év év 100% 100% (Millió Ft) kWh/eFt 100% 100% (1) (2) 62,5 1 560 2KH 10,59 16 521 100,0(1 168.0 100,0 76,0 17 852 108,06 179,0 66,5 1 662 450 10,74 101,4 77,1 19 063 115,39 190,0 70,6 l 764 612 10,80 102,0 77,5 20 536 124,30 203,0 75,5 I 885 349 10,89 102.9 78,2 79,9 1 996 798 10,93 103,2 78,4 21 821 132,08 215,0 84,8 2 117 534 10,75 22 762 137,78 228.0 101,5 77,1 87,7 2 191 834 11,08 24 290 147,02 236.0 104,7 79,5 94,4 2 359 008 10,97 25 889 156,70 254,0 103,6 78,8 98.5 2 461 169 11,39 107.6 81.8 28 044 169,75 265,0 28 742 173,97 273.0 101,5 2 535 469 11,34 106,7 81,1 109,1 82,9 29 298 177,34 273.(1 101,5 2 535 469 11,56 109,7 83,3 30 301 183,41 281,0 104,5 2 609 768 11,61 110,8 84,2 31 480 190,55 289,0 107,4 2 684 068 11,73 32 704 197,95 291,0 108.2 2 702 642 12,10 114,3 86.8 116,8 88,7 34 343 207,87 299,0 111,2 2 776 942 12,37 35 360 214,03 298,0 110,8 2 767 655 12,78 120,7 91,7 92,8 36 236 219,33 302,0 112,3 2 804 804 12,92 122,1 92,8 122,1 37 827 228,96 315,0 117,1 2 925 541 12,93 122.5 93,1 37 954 229,73 315,0 117,1 2 925 541 12,97 122.1 92,8 38 065 230,4(1 317,0 117.8 2 944 116 12,93 123,1 93,5 37 046 224,24 306,0 113,8 2 841 954 13,04 131,6 100,0 34 816 210,74 269,(1 100,0 2 498 319 13,94 97,0 2 424 020 13,44 127,(1 96,5 32 586 197,24 261,0 96,3 2 405 445 13,65 128,9 97,9 32 828 1 98.70 259,0 99,3 2 479 744 13,31 125,7 95,5 32 993 199,70 267,0 126,3 96,0 33 668 203,79 271,0 100,7 2 516 894 13,38 128,6 97.7 34 554 2(0,15 273,0 101,5 2 535 469 13,63
A villamosenergia-igényesség rovat ezek alapján tünteti fel, hogy ezer Ft GDP előállításához 1991 -es változatlan áron hány kWh volt szükséges. Ehhez 1991-ben kerekítve 14 kWhs 1970-ben pedig ennek 76%-a kellett, majd 1996-ig a villamosenergia-igényesség némileg csökkent az energiaigényes ágazatok részleges leállítása miatt (pl. az alumínium-, vaskohászat, nehézvegyipar).
60
i 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1995
Ev
/. ábra.. A bruttó hazai (ennek (GDP), a bruttó villamosenergia-fogyasztás és a villamosenergia-igényesség változása Magyarországon 1970-1996. Jelmagyarázat: 1 Bruttó hazai termék; 2 Villamosenergia-igényesség
ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia Jól érzékelhető, hogy a rendszerváltásig a GDP 1991-es változatlan áron 1970-től folyamatosan növekszik, majd az 1989. évi 118%-os csúcs után visszaesik 1991-ben 100%, majd 1992-ben 96,5%, értékre és 1996-ban 97,7%-ot ér el. A villamosenergia-igényesség változása a távlati tervezéshez rendkívül fontos mutató, mivel a termelési szerkezet átalakulásai jelzi. Konkrét értékeinek megállapításához ismerni kellene az egyes nemzetgazdasági ágazatok pontos terveit, a várhatóan alkalmazásra kerülő korszerű technológiákat, ami a centrális tervgazdaságban alkalmazott szintetikus ágazati tervezésnél sem volt megbízhatóan számítható, így a sokéves tényszámok extrapolálása és azok becsült javulása alapján lehet csak makroökonómiai szinten a várható távlati villamosenergia-igényt a GDP előirányzott fejlődéséhez igazodva tervezni.
A villamosenergia-fogyasztás és a GDP makroökonómiai szintű korrelációja A bevezetőben idézett tanulmányokban bizonyítottam, hogy GDP változása makroökonómiai szinten a nemzetközi tapasztalat szerint, legjobban a villamosenergia-fogyasztással van korrelációban. Sokan a primerenergia-felhasználáshoz kapcsolják, ami elavult nézet. Jól megvilágítja ezt a 2. ábra. amely 1970-től bemutalja a bruttó villamosenergia-fogyasztás, a GDP cs a primerenergia-felhasználás évenkénti %-os változását 1996-ig. Látható, hogy a görbék közül a GDP-t elsősorban a villamosenergia-fogyasztással összefüggésben indokolt fejlődésében vizsgálni, csupán a primer energiával való kapcsolás téves következtetésekre vezethet. Ugyanis a GDP-löbblcthcz mindenképpen löbblct villamos energia kell, amihez időben kell erőmüvek létesítéséről gondoskodni. Ehhez ma alaperőmö cselében típustól függően, az elhatározástól számítva 8—10 esztendő szükséges. A primer energia beszerzése viszont a világpiacon rövid idő alatt megoldható piaci feladat. Egy-egy ország gazdasági fejlettsége az 1% GDP-hez szükséges villamosenergia-löbblethcz eltérő %-ot igényel. Ezt nevezzük rugalmasságnak, ami viszont az energiaigényességtől függ. A 2. ábrához tartozó táblázatban feltüntettük az 1970— 1996 teljes időszaka mellett a három görbe évi átlagos %-os változásait, külön az emelkedő, külön a csökkenő, majd az újra növekvő szakaszokra is. Látható, hogy a maximum eléréséig a villamos energia évi 4,5%, a GDP 3,4%, a primer energia 2,3% állagos növekményt mutat A teljes időtartam alatt ugyanezek a mutatók 2,89%, 1,88% és 0,63%. A rugalmasságot kiszámítva azt kapjuk, hogy Magyarországon 1% GDP-hez 1,53% villamoscncrgia-töhbletre és 0,3% primer energiára van szükség. A három utolsó év emelkedő szakaszában vizsgálva, a közel stagnáló villamosencrgia-igényesség mellett kedvezőbb mutatókat kapunk, hiszen 1% GDP-hez kb. ugyanennyi villamosenergia-löbblct kellelt. Ez az instabil szakasz azonban nem megbízható, mivel a gazdaság visszaesésénél a kisebb kihasználású üzemekben a GDP jobban csökkent, mint a villamosenergiafelhasználás, minthogy arra üresjáratban is szükség volt. A távlati tervekhez tehát reálisabb a 1% GDP-hez 1,5% villamosenergia-igény tervezése, hogy a felfutás villamosenergia-igénye korlátozások nélkül biztonságosan kielégíthető legyen. A piacgazdaságban a fogyasztói korlátozás elkerülése még fokozottabb jelentőségű, mint a tervgazdaságban volt, mivel a 199S. 91. évfolyam 3. szám
300 7.
200
100
I I I 1 I i--t - t — I — I — i — I — I — I — h 1970 1972 1974 1976 1978 1980 198? 1984 1966 1988 1990 1992 1994 1996
Év
2. ábra.. Magyarország halmozailan primerenergia-felhasználása, a bruttó villamosenergia-fogyasztás és a GDP alakulása 1970-1996-ig. Jelmagyarázat: 1 Bruitó villamosenergia-fogyasztás; 2 GDP%; 3 Bruttó energiafelhasználás; 1970 = 100% Az éviétagos növekmény, %
;•. •n'nni.meník
ewg 1 Biuitó wlamosenergia-fogyaszlás 1998-ig 4.5=4 2 Bruttó hazai leírnék (GDP) 1989-ig 3.4% 3 összes (primer) energiafehasználás 1987-ig 2.3%
W%
Az időszak végén (1996^)
1.32 1 0.6B
2.89% 1.88% 0.63%
Rugalmassá)
1993-1996
villamos W%yGDP vllamos eneroia enerqia 1.53 1 0.3
1 0.6S 022
: 7 1.75 0.69
GDP 0,97 1 0.39
fogyasztók a korlátozás kárát és az elmaradt hasznot egyaránt követelhetik peres úton az ÁSZ-októl, azok pedig a szállító MVM Ri.-től, ha a szerződött villamosenergia-mennyiséget és -teljesítményt számukra nem tudják biztosítani VER-szintű teljesítmény hiány miatt.
Nemzetközi állásfoglalások A távlati energiatervezési stratégiák, továbbá a nemzetközi szervezetek által készített tanulmányok is, így pl. az UNIPEDE jelentése az „UNIPEDE adatok és prognózisok a GDP és a villamos energia kapcsolatáról" az előzőekben össze foglaltakat messzemenően alátámasztják. Az UNIPEDE PANORÁMA 1997 tanulmányában kidolgozta az EUR 17 tagország adatszolgáltatása alapján a bruttó hazai termék (GDP) és a villamosenergia-igény korrelációszámításához szükséges mutatókat 1980—1990 évekre a tényszámok felhasználásával és az CENTREL kWh/USO 2.0 (HU-PL*SK'CZ) 1990—2010 időszakGDP '85 ra, az előzetes terv15 számok alapján. Az 1,6 EUR 17 országok jel1 NORDIC zésben a NORDELw (Fl'NO'SE) országok mellett már X2 % Ausztria és Sváje is ~] szerepel. A zárójeles to számok pedig vissza0.8 j^ menőlegesen is tartalEUR-H 0.6 mazzák a volt NDK (EU-12*AT»CH) adatait is, beolvasztva W Némclország adataiba. 0,2 Az EUR 21 jelzés a \ 4 CENTREL ország<% gal kibővült adatokat 1980 1990 2010 1980 1990 2010 1990 1990 2010 is tartalmazza. 3. ábra. A GDP villainosenergia-igényessége Európában A 3. táblázat és áb(kWh/USD, 1985 GDP, 1980/1990/2010) ra bemutatja a tanulForrás: UNIPEDE/ECOSTAT. EURPROG mány készítésében Rcpon 1996 (Ref. 5)
0
85
Villamos energia 3. táblázat. E ner giaigény-irán yzatok Néhány energia- és gazdasági mutató Európában 1980—2010 között (UNIPEDE PANORÁMA 1997 tanulmány) 1980
1990
Bruttó hazai termék (milliárd ECU 1990) EUR 17 (4214) (5283) 5413 ebből: EU 15 (4014) (5034) 5164 CENTREL 131 122 EUR 21 (•1145) (5404) 5534 Lakosság (ezer) EUR 17 (349 251) (359 363) 375 474 ebből: EU 15 (338 774) (348 317) 364 428 CENTREL 61 730 64 221 EUU21 (410 981) (423 584) 439 695 (Mtoe) Összes primerenergiafelhasználás EUR 17 (1237) (1340) 1429 ebből: EU 15 (1180) (1273) 1361 CENTREL 208 [85 EUR 21 (1445) (1525) 1614 (TWh) Villamosenergiaigény 2197 EUR 17 (1605) (2108) 2041 ebből: EU 15 (1483) (1952) 243 CENTREL 209 2440 (1814) (2351) EUR 21 Pri merenergia-igé(kgoe/ECU 1990) nyesség EUR 17 (0,294) (0,254) 0,264 ebből: EU 15 (0,294) (0,253) 0,264 CENTREL 1,588 1,518 (0,333) (0,282) EUR 21 0,292
201019 80-49 90— 1990 2010 átíagos növekmény/év % 8455 (2,3) 2,3 8105 (2,3) 2,3 192 -0,7 2,3 8647 (2,2) 2,3 % 394 526 (0,3) 0,2 382 255 (0,3) 0,2 66 006 0,4 0,1 460 532 (0,3) 0,2 % 1688 1608 225 1913
(0,8) (0,8) -1,2 (0,5) %
0,8 0,8 1,0 0,9
3029 2848 334 3363
(2,8)
1,6
0,200 0,198 1,169 0,221
-1,4 (1,4) -1.4 -1,3 (1.5) -1,4 -0,5
(£8) 1,7 1,5 1,6 (2,6) 1,6 %
(L6) (kWh/ECU 1990) Villamosenergia-igényesseg EUR 17 (0,381) (0,399) 0,406 0,358 ebből: EU 15 (0,370) (0,388) 0,395 0,351 CENTREL 1,591 1,990 1,740 EUR 21 (0,417) (0,435) 0,441 0.389 (toe/p.c.) Pri merenergia-felh;isználás/lakos EUIÍ 17 (3,541) (3,729) 3,805 4,279 ebből: EU 15 (3,484) (3,654) 3,735 4,207 CENTREL 3,376 2,881 3,406 EUR 21 (3,516) (3,600) 3,670 4,154 (kWh/p.c.) Egy lakosra jutó villamosenergia-igény 5851 7677 EUR 17 (4595) (5866) 5601 7451 ebből: EU 15 (4378) (5604) 3777 5067 CENTREL (3382) 5548 7303 EUR 21 (4413) (5549) Az egy főre jutó GDP (ECU 1990/p.c.) EUR 17 (12 065) (14 700) 14 415 21 431 ebből: EU 15 (11 847) (14 451) 14 169 21 203 CENTREL (2125) 1899 2912 EUR 21 (10 572) (12 759) 12 587 18 777 Jelmagyarázni: () adat NDK nélkül Forrás: UNIPEDE; Beruházás és Tervezés 1996.
% (0,5) (0,5) 2,3 (0,4)
-0,6 -0,6 -0,7 -0,6 %
(0,5) (0,5) -1,6 (0,2)
0,6 0,6 0,8 0,6 %
(2,5) (2,5) 1,1 (2,3)
1,4 1,4 1,5 1,4 %
(2,0) (2,0) -Ll (1,9)
2,0 2,0 2,2 2,0
részt vett európai országok néhány energia- és gazdasági mutatójának alakulását 1980—1990 között a tényszámok alapján, valamint azok 2010-ig becsült távlati fejlődését. 86
A legfőbb érdekesség az a tény, hogy a CENTREL-országoknak a fejletlen ipari technológiák miatt 1 USD GDP előállításához átlagosan kb. ötször annyi villamos energia, ill. primer energia kellett 1980—1990 között, mint a nyugatiaknak. A nyugati országokban az 1979. évi második olajválság után bevezetett korszerűsítések hatására az alapenergia-hordozó felhasználása 1983-ig rohamosan csökkent, ezután pedig lényegesen kisebb ütemben kezdett ismét emelkedni, mint a villamosenergia-szükséglet. Ennek magyarázata az, hogy az alkalmazott új villamos technológiák hatásfoka lényegesen jobb lett, és még a villamosenergia-előállítás hatásfokát is beszámítva javult az credo energiahatékonyság. A villamosenergia-igényességben mutatkozó eltérések azonban feltűnőbbek. Az észak-európai (NORDIC) országok villamosenergia-igényessége a vízerőhasznosítás nagy részaránya miatt magas, a CENTREL-országoknál viszont az elavult ipari technológiák miatt rosszabb, és kb. négyszer nagyobb még 2010-ben is, mint az EU 14 országoké. A CENTREL-tervek ugyanis a jövőt tekintve sem túl optimisták, mivel az elavult ipari technológiák korszerűsítése nagyon beruházásigényes és még hosszabb távon is lassú folyamat. Az EUR 17 országok és a CENTREL-lel együttes EUR 21 mutatói rendkívül hasznos információt adnak számunkra is a távlati tervezéshez. Az „összes primerenergia-felhasználás", „a villamosenergia-igény", „a primer- és a villamosenergiaigénye sség" „ ECU-ban számolt értékeiből az egy lakosra számított mutatók igen tanulságosan feltárják a CENTREL-orszagok lemaradását, és ösztönzést adnak a nyugati példák alapján a gazdaság fejlesztési feladatainak következetes megvalósításához. A 3. ábra szemléletesen mutatja, milyen erőfeszítéseket kell lenniük a CENTREL-országoknak, hogy a villamosencrgiaigényesség csökkentésével a tervezett gazdasági növekedéshez kevesebb villamosenergia-mennyiségre, és így kevesebb új erőművi kapacitásra legyen szükségük. Ne tévessze meg az olvasót az a tény, hogy az ábra szerint az EU 12 tagországoknak, Ausztriával és Svájccal bővített EU 14-nek 0,4 kWh kell csupán egységnyi, 1990-es USD GDP előállításához, ugyanakkor a NORDIC-országok (Finnország, Norvégia és Svédország) 1,1—1,2—1,1 kWh/USD mutatókat érnek el az 1980—1990— 2010 évekre. Ennek oka — a korszerű gazdasági szerkezet ellenére — ezen országoknak a primercnergia-mérleg szerkezeteiben rejlik. A NORDIC-országokban ugyanis a vízerőműben termelt villamosenergia-mennyiség, azaz a primer villamos energia a 80..95%-ot is eléri az EU 12 átlagban 20% alatti részarányával szemben, tehál indokolt a nagyobb érték. A CENTREL-országokban viszont valóban a korszerűtlen termelési módok miatt kell 1990-ben 1,8 kWh, és még 2010-ben is 1,6 kWh 1 USD GDPkihozatalához. Az OECD-, UNIPEDE-adatokból készült 4. ábra grafikusan mutatja be, hogy 1973—2000 között az európai országokhan hogyan alakul a villamosenergia-igény, a GDP és a primerenergia-felhasználás. Jól látható, hogy az 1973. és 1979. évi olajárrobbanások után milyen hatékony intézkedések történtek a primerenergia-felhasználás csökkentésére, ugyanakkor a villamosenergia-igény tovább növekedett a GDP-vel együtt. Ez is egyértelműen igazolja azt a tézist, hogy a villamosenergia-igény és a GDP korrelációja megbízható tájékozódást ad egy-egy ország, vagy régió hosszú távú ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia gazdasági fejlesztéséhez szükséges villamosenergia-mennyiség tervezéséhez. Most térek vissza ismét az 1. táblázathoz, amely a volt MVMT közcélú villamosenergia-társaságok összevont mérlegének GDP hozzájárulását mutatja be. A táblázat a társaságcsoport összesített és a főbb halmozódásokat kiszűrő eredményki7A 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 9B Év mutatása alapján ké4. ábra.. Az európai országokban a primer- szült, tehát nagyobb voenergia-felhasználás, a villamosenergia-igény lumenre és kevesebb ésaGDP alakulása (1973-1993/2000) egységre terjed ki, mint Jclmaxyarázal: 1 Villamosenergia-igény; 2 GDP (változatlan áron); a számviteli törvény 3 Primerenergia-felhasználás szerint készített konszoForrás: OECD. UNIPEDEECOSTAT, lidált MVM Rt. mérleg. EURPRÜG 1996
A hozzáadott értékben az értékcsökkenés a nemzetközi gyakorlat szerinti állóeszköz adatokhoz képest az MVMT 1990-ben újra értékelt vagyona alapján van számítva, tehát nem tükrözi, hogy az infláció miatt az utánpótlási költség a szükségesnek csupán kb. 33%-át képes fedezni. A reálértékben számított GDP-ben tehát az értékcsökkenés a volt MVM közcélú villamosenergia-társaságoknál kb. a megadott érték háromszorosa lenne, így 1995-ben 80 Mrd Ft-tal több, azaz a GDP 182 Mrd Ft, 1996-ban pedig az értékcsökkenés 105 Mrd Ft-tal több, így a GDP 230 Mrd Ft lett volna. Természetesen ez a villamosenergia-átlagárak emelését is jelentené, de az a tény, hogy az OECD-adatok szerint az európai országok villamosenergia-átlagárának szintén csak 35...40%-át érik el a magyar átlagárak 1995-ben, elengedhetetlen, hogy az EU-hoz való csatlakozásig a kiegyenlítés felé közeledjünk. Az új erőművek beruházási költségei és a hosszú távú szerződések várható árai ezt a tendenciát sajnos megerősítik. Mivel az árszintben mutatkozó lemaradást elsősorban a lakossági villamosenergia-árak viszonyított alacsony volta okozza, érhető, hogy a kormány ezt a folyamatot lassítani igyekszik mindaddig, amíg a gazdasági növekedés a lakossági jövedelmek növelését is lehetővé teszi.
ENERGOWELLE®
1998. 91. évfolyam 3. szám
87
Hírek A MEE Esztergomi Szervezet 1997. november 19-Í vezetőségi ülésén köszöntötte a 90. születésnapját ünneplő Rábai László vasdiplomás gépészmérnököt. Az esztergomi Technika Házában tartott ünnepségén részt vett Dr. Könözsi László, a város polgármestere, Lernyei Péter, a MEE ügyvezető igazgatója és Németh János, a MTESZ helyi elnöke. Az ünnepeltet — az ÉDÁSZ Esztergomi Üzletigazgatósága nyugalmazott főmérnökéi — Balázs Szilárd, a helyi szervezet elnöke köszöntötte. Rábai László végig kitűnő eredménnyel végezte el a Királyi József Nádor Műszaki Egyetemet. Tanulmányai befejeztével a Hungária Villamossági Rt. Esztergomi Üzemfőmérnökségén dolgozott, majd az államosítást követően az Állami Villamosenergia Szolgáltató Nemzeti Vállalat Esztergomi Üzletigazgatósága főmérnökének nevezték ki. Nyugdíjazásáig, 1968ig mint főmérnök dolgozott a — később ÉDASZ-nak nevezett — cégnél. 1963 — megalakulása — óta elnöke. Ül. tiszteletbeli elnöke a MEE Esztergomi Szervezetnek. Ama is fiatalos, jókedvű — városszerte köztiszteletben álló — ünnepelt meghatódva mondott köszönetet a jókívánságokért, a kitüntetésekért Mi is — az Egyesület tagjai, elnöksége nevében — további jó egészséget kívánunk. MEE Esztergomi Szervezet ISO 9001 a Csepeli TVanszformátorgyárban. A Csepeli Transzformátorgyár mindig kiemelten kezelte a gyárat elhagyó termékek megfelelőségét, a transzformátorok üzembiztonságát, a vevők igényeinek kielégítését. Az egész gyártásra, sőt a gyártmánytervezésre, beszerzésre, értékesítésre kiterjedő minőségbiztosítási rendszer kialakításának szükségessége, az ISO 9001 szabványnak való megfelelés igénye már viszonylag régen felmerült a vállalatnál. A rendszerépítést a vevők ilyen irányú egyre fokozódó igényén túlmenően a Siemens követelményeknek való megfelelési igényünk indította el. Az 1997 novemberi előaudit után 1997. december 17—18án a Csepeli Transzformátorgyár Rt. eredményesen túljutott a tanúsító auditon. ATÜV Rheinland Euroqua 1998. január 22-én adta át az erről szóló oklevelet. A TÜV CERT oklevéllel még kézzelfoghatóbbá kívánjuk tenni vevőink, felhasználóink számára, hogy a Csepelen gyártott transzformátorokra bizalommal tekinthetnek, a gyárból kikerülő termékek egyenletes minőségét a tanúsított rendszer folyamatosan felügyelt működtetése biztosítja. (Az Igazgatóság közleménye alapján)
Közlemény a Paksi Atomerőmű Rt. és a Vegyépszer Rt szerződéskötéséről a Kiégett Kazetták Átmeneti Tárolójának építéséről. A Vegyépszer Rt. folytatja a Paksi Atomerőmű elhasznált fűtőanyag kötegeinek tárolására szolgáló létesítmény, a Kiégett Kazetták Átmeneti Tárolójának (KKÁT) építését Pakson. 1997 elejére sikeresen befejeződött a fogadó épület és az egyenként 450 kiégett kazetta 50 éves tárolására alkalmas első három kamramodul megépítése. Idén január végén a Paksi Atomerőmű Rt. és a Vegyépszer Rt. képviselői aláírták a munkálatok folytatására, az újabb négykamrás modulra vonatkozó szerződést. SK
A szerződés szerint a Vegyépszer Rt. feladata a tervezés mellett a komplett kivitelezés (építési szerelési munkák). A projekt műszaki főtervezője az angliai székhelyű GEC Alsthom, a generál tervező az ETV-Erőterv Rt. A Vegyépszer Rt. több alvállalkozó és beszállító bevonásával tesz eleget szerződéses kötelezettségeinek. A munkálatok valamennyi részvevője a hatóság által minősített cég, vagyis az atomerőművekben való munkavégzés minden szigorú követelményének megfelel. A munkálatok befejezési határideje 1999. október 31., a Vegyépszer Rt. szerződéses összege pedig 781 millió forint, amit a Központi Nukleáris Pénzügyi Alapból finanszíroznak.
Jelentős új üzemi MEE szervezet alakult 1998.0l.22-én. Az Asean Brown Boveri, ABB fennállásnak 10 eves évfordulójának időpontjában, a vállalat magyarországi munkatársainak jelentős része elhatározta a nemzetközi jelentőségű MEE helyi szervezetének alapítását. Az ABB, mint nemzetközi, a viliamoscncrgia minden területével foglalkozó vállalat jelentős szerepet tölthet be az Egyesület minden szakosztályának és területének munkájában, ugyanakkor az ABB, az Egyesület tevékenységén keresztül ismertebbé leheti tevékenységét, termek struktúráját, valamint fejlesztési elképzeléseit. Ezzel is hozzájárulva az BB jelszavának megvalósításához: "minden országban, ahol az ABB jelen van, otthon vagyunk,,. A szervezet első lépésében mintegy 30 fős létszámmal alakult az ABB Energir Kft. munkatársaiból, de várható az ABB többi vállalataiból, a tagság jelentős növekedése. A helyi szervezet megválasztotta elnökének Hegedűs Péteri, a magyarországi ABB elnök-vezérigazgatóját, titkárának Dr. Csipke Györgyöt. Zarnóczki László A Kisfeszültségű Készülékek Munkabizottság két érdekes témával kezdte az évet. Január 15-én Lontay Ervin Pál "A villamosenergia-termelés különleges módjai,, címmel tartott nagy érdeklődést kiváltott előadást. Főbb gondolatai: A világ energiahelyzete újabb források feltárását és alkalmazását követeli meg. Az 1973. évi árrobbanás szükségessé teszi a nap-, geotermikus, ár-apály-, valamint szél energia-források részletes mennyiségi és minőségi feltárását. Úgy tűnik, hogy a világ energiaválságát a termonukleáris energiatermelés oldja majd meg. Február 4-én a Munkabizottság az Érintésvédelmi Munkabizottságot látta vendégül a Ganz Kapesoló- és Készülékgyártó Kft.-ben. Az együttes ülés jó példa arra a törekvésre, hogy a különböző szakmai közösségek keressék meg tevékenységük és érdeklődési körük kapcsolódási portjait. Kritikai megjegyzéseket is tartalmazó előadásában Kádár Aba az áram-védőkapcsolók cs kismegszakítók szabványosításának helyzetét ismertette, részletesen kitérve a kidolgozás alatt álló új lEC-szabványok előírásainak tervezett változásaira. A hibaáram-ézékenység áramnem szerinti megkülönböztetésen alapuló előírások bevezetése körül a mértékadó külföldi szakmai körökben ma még vita folyik. A magyar álláspont az, hogy ha az IEC-szabványt a CENELEC átveszi, a hazai szabványosítás az európai normákat fogja honosítani. Lieli György titkár ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia
Változások a magyar villamosenergia-iparban ahogyan egy mérnökirodában látjuk Zarándy Pál
A magyar villamosenergia-ipar mélyreható változásokon ment és megy ál. A cikk kísérletet lesz arra, hogy a jelenkor fejleményeit elhelyezze a változások egy nagyobb időléptékű skáláján, továbbá, hogy rámutasson néhány nemzetközi összefüggésre. A/. így felvázolt képet összefüggésbe hozza az iparág beszállítóit cs a mérnöki szolgáltatásokat érintő változásokkal.
Az iparág változásainak fontosabb fázisai A magyar villamosenergia-iparág előtt álló legnagyobb feladat a második világháború után műszaki, gazdasági értelemben az újjáépítés, majd az egyesített rendszer létrehozása volt. Az ország iparosodása, az egész nemzetgazdaság erőltetett, extenzív fejlesztései következtében egyre nőtt a villamos energia iránti igény. Épültek az erőművek és a hálózat, az iparág is egy extenzív, a kereslet növekedése által vezérelt fejlesztési szakaszban volt. Az extenzív szakasz végét talán az ország teljes villamosításának elérésénél (faluvillamosítási program) jelölhetjük ki. Az extenzív szakaszra jellemző volt, hogy az iparág teljesítményeit mind a politika, mind a gazdaság és a lakosság igényelte, és az erőforrásokat többé-kevésbé biztosította is hozzá (beruházási források, szakemberképzés). Ezt a fejlődési szakaszt a nemzetközi képbe helyezve megállapítható, hogy az európai környezet sok hasonlóságot mutatott. A háború utáni időszak uz újjáépítés, majd az extenzív növekedés időszaka volt az országok gazdasági, ipari fejlődését tekintve általában, és az energetikát tekintve különösen. A nyilvánvaló eltérések a politikai-gazdasági modellek különbözőségéből adódnak: a nyugati országokban politikai demokrácia és piacgazdaság alakult ki, nálunk egypártrendszer és tervutasítás. Ezek a különbségek meghatározták a nagy infrastrukturális rendszerek, így az energiaipar területén érvényesülő döntési mechanizmusokat, de magát a technikai fejlődést — ebben az időszakban •— kevésbé. Megjegyzendő, hogy a távközlési és energetikai infrastruktúrákat illetően az extenzív időszakban több — egyébként a piacgazdasági modell szerint működő — országban az állami, iparági (cs beszállítói) struktúrák összefonódtak, cs működésmódjuk távol esett a fogyasztási javakra jellemző vcrscnymodelltől. Az extenzív időszakra jellemző fázisokat követően Magyarországon egy telítődesi folyamat kezdődött. Erősödött az igény Zarándy Pál okl. villamosmérnök, az ETV-ERŐTERV ügyvezető vezérigazgatója, a MEE lagja Szakmai leklor !)r. Varjú György egyetemi tanár A cikk a MEE 1997. évi debreceni Vándorgyűlésen elhangzói! előadás szerkeszted vúllozalu
1998. 9]. évfolyam 3. szám
a műszaki hatékonyság iránt, és meg kellett küzdeni a beruházási forrásokért. Az egyes megoldások mellett szóló érvelés ebben az időszakban is műszaki meggondolásokon alapult, különféle gazdasági modelleken alapuló alátámasztó számításokkal, a tervgazdaságra jellemző művi közgazdasági környezetben. Műszakilag új tartalomként jelent meg — a primer berendezések hatékonyságjavítása mellett — az üzemirányítás magasabb szintjének a gondolata, a számítógépes telemechanika. A tclílődési fázis ugyancsak megfigyelhető a nyugat-európai országokban. Ez az az időszak, amikor az ottani áramszolgáltatőt figyelmüket a berendezések jó minőségének, az ellátás (sokszor túlméretezett) biztonságának, az üzemvitel korszerűsítésének szentelték. A rendszerek közötti különbségek a nyugati áramszolgáltatók nagyobb gazdagságából és a szélesebb piaci kínálatból (nálunk importkorlátozás és pénzszűke, elsősorban devizaszűke volt) adódnak. Mind a két gazdasági rendszerben működő iparági vállalatokra jellemző azonban ebben a telítési időszakban, hogy a saját maguk elé állított műszaki és gazdasági követelményeknek kívántak megfelelni. A következő — napjainkban is tartó — időszakot Magyarországon úgy jellemezhetnék, hogy a társadalom (a politika, a közvélemény) teljesen természetesnek veszi a villamos energia rendelkezésre állását, és emellett gyökeresen új igényeket fogalmaz meg a környezetvédelemmel, a birtokvédelemmel, a jogszerűséggel kapcsolatban. Ezen szempontok alapján egyes csoportok konfrontálódnak is az iparággal. További fejlemény, hogy a biztonságosan, jól és lehetőleg a társadalmi konfliktusoktól mentesen, úgyszólván észrevétlenül működő iparág vállalatai mint cégek legyenek üzemgazdasági értelemben is hatékonyak. (Alacsony energiaárak mellett az egyéb iparágakhoz hasonlóan finanszírozható, és mégis nyereséget termelő cégek.) Napjaink egyik koncepciója, hogy c hatékonysági elvárást versenyfeltételek mellett kell bizonyítani. Az európai országok legtöbbjében az új társadalmi elvárások határozott megjelenése nem sokkal előzte meg a hazait, némi időkülönbség a politikai rendszerek nyitottságából adódik. (Nálunk a társadalmi igények artikulált megjelenítésére csak közvetlenül a rendszerváltást megelőzően és azt követően kerülhetett sor.) A fentieket összefoglalva úgy látom, hogy a magyar villamosenergia-iparnak a háború utáni időszaktól napjainkig való változásait leíró fejlődésvonal igen hasonló az európai környezethez. A változásokat feltehetőleg az iparosodott társadalmak melyen haló alapvető társadalmi, közgazdasági és technológiai folyamatai határozták meg.
89
Villamos energia Hasonló megállapítások tehetők az iparág működését .szolgáló szervezeti formákra is. A vonal itt a közvetlen állami (párt) irányításon, a tervutasításon alapuló rendszerből, az egyre decentralizáltabban működő vállalati döntési modelleken át a diverzifikált tulajdonosi struktúráig, és az attól független állami regulációig vezet. Ha eltekintünk az állami beavatkozás konkrét formáitól (Magyarországon az időszak kezdetén pártállam, tervutasítás), sok nyugati országban felvázolható hasonló fejlődésvonal. A tulajdonosi diverzifikációval (privatizáció külföldi tőkéve!) a legfőbb európai országot megelőztük (az élen járás minden kockázatával és sok fájdalmával együtt). Úgy látszik azonban, hogy a tőke, a technológia, az energia és a kockázatok áramlása a nemzeti határokon keresztül megállíthatatlan, de kontrollálandó folyamatok. Ha ez igaz, akkor az energetika nemzeti jellegéi, a stratégiai érdekeket ennek alapján kell megfogalmazni.
A beszállítói környezet változásai Az áttekintett időszak nagy részében Magyarországon tervgazdasági rendszer volt, amit a verseny hiánya, az államilag fenntartott monopolhelyzetek jellemeztek. A tervutasításos rendszer az extenzív időszakban látványos eredményeket is produkált, de semmiképpen nem szolgálta az erőforrások ésszerű felhasználását. Az iparág műszaki-gazdasági életének szereplői belterjes, egymásra utalt viszonyban voltak, ami lehetőségei adott mind a tulajdonosi-üzemeltető, mind a gyártó-kivitelező és tervezői oldalon magas színvonalú műszaki tapasztalatok felhalmozására, de nem tette lehetővé az eredmények, a döntések hatásának versenyalapon való megmérését. • A műszakiak által kívánatosnak tartott megoldásokat korlátozták az importlehetőségek, ennek ellenére a rendszer technikai színvonala nem maradt el lényegesen az európai átlagtól. A magyar politikai-gazdasági környezet jellegzetessége volt a viszonylagos nyitottsága a többi szocialista országhoz képest, ezért a közeledés a piacgazdaságok gyakorlatához hamarabb megkezdődött, korábban megjelentek bizonyos versenyelemek. Az iparágon belül ez például abban mutatkozott, hogy a vállalati önállóságot kihasználva a beruházók — sokszor a központi irányelvek ellenében is — megpróbáltak versenyhelyzetet, vagy szimulált versenyhelyzetet teremteni egyes beszerzések esetében. Mindebben gyökeres változást hozott a rendszerváltás, az import-liberalizáció és a devizakorlátok eltűnése. A külföldi, jó technikai színvonalat képviselő és hatékony marketinggel rendelkező beszállítók rácsaptak az új lehetőségekre éhes hazai megrendelőkre. A magyar beszállítók legtöbbje — éppen részben korábbi védettségének eredményeként — nem volt felkészülve a versenyre, az iparág beszállítóinak összetétele gyökeresen megváltozott. Némileg átrendeződött a kivitelezői, szerelői, tervezői szolgáltatók köre, ahol is a helyi ismeretekből és a nyugatinál alacsonyahh bérezésű élőmunkákból eredő előnyöket a hazai résztvevők versenykörülmények között is ki tudtak használni. A gyors változások úgy következtek be, hogy sok esetben hiányozlak a versenyt szabályozó törvényi és etikai korlátok. Ez a helyzet azonban a törvénykezési gyakorlat eredményeként és a felelős tulajdonosi szemlélet megjelenésével minden oldalon idővel rendeződni fog: Magyarország mind az iparági
90
megrendelők, mind a beszállítók szempontjából nyitott versenypiacként működik.
Tervezői, mérnöki tevékenységek Az áttekintés tárgyát képező időszak nagy részében, de különösen az elején a tervező, mérnöki tevékenység hajtóereje az új műszaki létesítmény létrehozása volt végrehajtandó és vonzó feladatként. Mind a megrendelő (beruházó, üzemeltető), mind a tervező törekedtek a magas műszaki színvonalra, amit az importlehetőségek és a beszállítói verseny hiánya korlátoztak. A telítődési és beruházási forrásos időszakban a mérnöki tevékenység sajátos eleme volt a diverzifikált döntési rendszerben való közreműködés (állami, tröszti, vállalati szintek és érdekek). Jellemzője volt ennek az időszaknak, hogy a tervezési szolgáltatás szerződés szerinti megrendelője, és az igazi döntést meghozó szervezet nem mindig estek egybe: marketingelméletekben szereplő „vevőt" nehéz volt azonosítani. A nyitott, piacgazdasági viszonyok között a beruházási, beszerzési és finanszírozási modellek sokfélesége lehetséges, egy-egy fejlesztési projektnek sok a szereplője, és a piaci verseny új típusú mérnöki szolgáltatásokat igényel. Ebben a helyzetben a mérnöki szolgáltatás „vevője" mindig azonosítható, nagyobb feladat a szolgáltatás tárgyát úgy meghatározni, hogy az a vevő tényleges igényeit fedje le. Példaként: egy bankkorzorcium által finanszírozott, és egy fejlesztő társaság által, kulcsrakész vállalkozás formájában megvalósított fejlesztés esetében a jellegzetes mérnöki szolgáltatások, kapcsolódások: — műszaki tanácsadás és due diligence a bankok részére; — „vevő mérnöke" (kiírások, koncepcionális és engedélyezési tervek, tanulmányok) a fejlesztő társaság oldalán; — műszaki tervezés, műszaki vezetés, engedélyeztetések stb. a fővállalkozói oldalon; — műszaki és részlettervezés az egyes részrendszerek szállítóinak oldalán. Új tartalmakat és kapcsolódásokat hoznak a mérnöki munkába a differenciálódó társadalmi igények és a társadalmi konfliktusok veszélye. A mérnökiroda egyes szolgáltatásaival az iparág vállalati és az érintett társadalmi csoportok közti kommunikáció részesévé válhat (közösségi elfogadtatás, környezetvédelmi hatástanulmányok elfogadtatása). A mérnöki munka eredménye már nem a „jó", esetleg „gazdaságos" műszaki megoldás, hanem a társadalom által elfogadott megoldás.
A mérnöki munka új tartalmi elemei Az előzőekből következik, hogy a tervezőintézeti mérnöki munka tartalmilag sokat gazdagodott az elmúlt évtizedek alatt (még ha az alkotások mennyisége jelentősen csökkent is az extenzív időszakhoz képest). • Folyamatosan jelennek meg az új technológiák és a technológiai területek közti ismeretek. • A fejlesztési döntések alapja sokszor nem a technológia, hanem a vállalati (gazdasági) stratégia. ' A fejlesztések megvalósíthatósága attól függ, hogy a műszaki megoldást összhangba tudjuk-e hozni a lehetséges finanszírozási és beszerzési modellel. ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia • Nem elegendő, ha a mérnök a műszaki objektumban gondolkodik, elemeznie kell a létesítés és az élettartam során felmerülő kockázatokat és ezek költségkihatásait is. • A mérnöknek rendelkeznie kel! a versenyeztetéshez szükséges eszköztárral (kiírások, értékelés az ár-, értékviszonyok alapján). • A szolgáltatások köre ki kell, hogy terjedjen a műéletciklusának egészére (üzemeltetés, karbantartás, élettartam-meghosszabbítás, elbontás). • További kihívást jelent az iparág és a társadalom közti párbeszédben való részvétel.
Mi várható? Jelen cikk nem vállalkozik az iparág jövőjének, lehetséges jövőképeinek felvázolására. Enélkül is rögzíthetjük azonban, hogy az iparág részére dolgozó mérnököknek — saját stratégiájuk kialakításakor — számolniuk kell a következőkkel: • Lesznek fejlesztések (beruházások), de czckcl a források szűkössége alapján fogják optimálni (korlátozni), vezérelv lesz acegszintfi gazdálkodás. A műszaki öncelúság. aprcsztízsjclícg eltűnik. • A verseny egyre keményebb, de — remélhetőleg — etikusabb lesz. • A külföldi tulajdonosok a mérnöki munkával is takarékoskodnak, szineríga és támogatás címszavak alatt igyekeznek kész megoldásokat, eljárásokat behozni. • A (mérnöki) piáénak egyre több szereplője lesz, akik versenytársak (és persze lehetséges szövetségesek is). • A szerződéses gyakorlat kiteljesedik és kiegészül egyes, eddig kevésbé fontosnak tartott elemekkel, amit a tervezői felelősség pontosítása (korlátozása), biztosítási ügyek, alkalmazott jog, minőségtanúsítás, összeférhetetlenség stb. Úgy gondolom, hogy a hazai mérnökök, mérnökirodák nem riadhatnak vissza az élesedő versenytől. Ki kell küzdenünk. hogy egyenlő esélyeket kapjunk a startvonalaknál, és természetcsen fel kell készülnünk arra, hogy az új igényeknek megfelelő, kompetens, magas szintű szolgáltatásokat nyújtsunk. Biztos versenyelőnyt jeleni a külföldiek szemében is, ha bizonyítani tudjuk elkötelezettségünket a magyar fogyasztó, mint végső felhasználó iránt, akiből végső soron az iparág — a tulajdonosi formától függetlenül — meg kell, hogy éljen. A (íép- és Készülék Szakosztály a Magyar Elektrotechnikai Egyesület 100 éves fennállásának méltó megünneplésére tervezett centenáriumi kiadvány létrehozásaban aktívan részt kíván venni. Különösen azért tartjuk ezt szakmai és erkölcsi kötelességünknek, mert jól ismén lény. hogy a magyar elektrotechnika fejlődése a gépes és készülékes szakmával kezdődött és a többi szakterület kibontakozásának alapjául szolgált. Hzúlon felhívással fordulunk az IB-bcn. a munkabizottságokban, az üzemi szervezetekben dolgozó és egyéni tagjainkhoz, hogy munkahelyük vagy annak jogelődje által készített gyártönéneti, jubileumi kiadványokat, megjelenésre érdemesített dokumentumokat gyűjtsék össze. A kiadvány részanyagának összeállításával Dr. Horváth Sándor ural bíztuk meg. (Címe: 1117 Budapest, Irinyi János u. 40/c Tel.: 165-4203). Kérjük, hogy az említett anyagokat részérc 1998. március 15-ig juttassák cl. Bízunk abban, hogy szakterületünk fellelhetö dokumentumainak feldolgozása méltóképpen járul hozzá a magyar elektrotechnika centenáriumi tiszteletadásához. Gép- és Készülék Szakosztály 1998. 91. évfolyam 3. szám
01
Villamos energia
Zárlatkorlátozási módszerek hatása a zárlati áramok eloszlására hurkolt, nagyfeszültségű hálózaton I. rész Bertalan Attila, Valkai László Bevezetés
zárlati viszonyok teljes körű vizsgálata is. A vizsgálatsorozatban külön csoportot alkotott az a rész, amely a hálózaton kialakuló zárlati áramok korlátozására alkalmazott különböző módszerek hatékonyságára vonatkozott.
A Budapesti Elektromos Művek Részvénytársaság (ELMŰ Rt.) 120 kV feszültségű főelosztó-hálózatán — mint minden más hurkolt hálózaton — a hctáplálások és a hálózat hurkoltságának növekedése miatt növekedik az állomási gyűjtősíneken a zárlati 1. Az összehasonlító elemzések alapjai teljesítmény. Ugyanakkor a kialakuló zárlati áramok értéke természetesen nem haladhatja meg az alállomási elemek, Hálózati alapok a vizsgálathoz kapcsolókészülékek mértékadó zárlati áramát. A zárlati áramok elemzésének alapjául a teljes magyar 400, 220 és 120 kV feszültségű hálózati rendszer közel 600 csomóponttal Az ellentétes hatások közötti összhang megteremtésérc töbh leképezett modelljén végzett zárlatszámítások szolgáltak. A lehetőség van. Az egyik a mértékadó zárlati értékek növelése (például P i l i s v ö r ö s vá r 18,7 kA értékről 25, 30 kA-rc vagy még nagyobbra). Ez a nagyobb teljesítményű kapcsolókészülékek mellett új (megerősített) alállomási elemek alkalmazását is jelenti, jelentős beruházási vonzattal. Egy másik lehetőség a zárlati áramok nagyságának korlátozása. Erre megoldás a hurkollság területi csökkentése sugarasítással, körzetesítéssel. Hátránya, hogy a zárlati viszonyok javulásával egyidejűleg romolhatnak az üzemlartási, üzemviteli körülmények. Egy további megoldás lehel olyan elemek telepítése, amelyek zárlatkorlátozó hatást fejtenek ki (pl. csillagponti vagy soros fojFelsőbabád tok stb.). © alaphálózati transzformátor állomás Korábbi cikkek bő terjedeOo föelosztóhálózati csomóponti Hl. alállomás lemben foglalkoztak a nagyfeerömüvi (120 kV) betáplálás szültségű hálózatok [ IJ zárlati /. ábra. A vizsgált hálózat gráf alapú vázlata teljesítményével, az ELMŰ Rt. zárlatkorlátozási módok hatásosságának elemzése azonban a főelosztó-hálózatán alkalmazható zárlatcsökkentési módszerek teljes hálózati modellnek az ELMŰ Rt. főelosztó-hálózatát elméleti [2] és gyakorlati [3] kérdéseivel is. reprezentáló több, mint 100 csomópontos részhalmazára korláA Budapesti Elektromos Müvek Rt. 120 kV-os főclosztóhátozódott (/. ábra). A cikkben ismertetett hálózati modell lózatának adaptív terve (1995-2015) készítésekor megtörtént a tartalmazza a fejlesztési tervekben előirányzott bővítéseket is. A kapcsolókészülékre alapkövetelmény, hogy a megnövekeBertalan Altilel okl. erősáramú villamosmérnök, hálózatszámítási szakmérnök: dett zárlati áramokat feltétel nélkül meg tudják szakítani, ValkíU Liístió okl. erősáramú villamosmérnök, villamosmérnöki szervezői továbbá az összes hálózati elem viselje el a fellépő zárlati áram szakmérnök; ELMÜ Rt. Fejlesztési Főosztály, a MEE tagjai Szakmai lektor: Dl Benkó Imre egyetemi tanár termikus és dinamikus hatását. 92
ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia Hatásvizsgálat, ellenőrzés Az elemzésre kijelölt hálózatrészen, az ELMŰ Rt. 120 kV-os főelosztó-hálózatán létre kell hozni egy bázisnak tekinthető kapcsolási állapotot, amelynek eredményei alkotják az alapértékek halmazát. Fontos, hogy ezek számításakor a hatásvizsgálatok során szerepet játszó egyik elem se legyen bekapcsolt helyzetben. Az így körülhatárolt bázison vizsgálni lehet a különféle zárlatkorlátozó hálózati elemek be-, ül. kikapcsolásának hatását. Az értékelhetőség érdekében a bázishálózat alapállapota a teljesen hurkolt (zárlati korlátozástól mentes) kapcsolási állapot. Ezt az alapsorozatot célszerű volt kiegészíteni egy kontrollsorozattal: — a levonható következtetések pontosítása; — az érvényesülési leltételek megalkotása; — a kísérletek reprodukálhatóságának ellenőrzése érdekében. A kontrollsorozat alapjaként a hálózati modell egy kapcsolási mutánsa szerepelt. Ez a teljesen hurkolt hálózatból tisztán üzemviteli módszerekkel (sínbontás, vezetékek át-, esetleg kikapcsolása) létrehozott, és az ELMŰ Rt. főelosztó-hálózalára kiterjedő, korlátozottan hurkolt állapot (2. ábra).
2. ábra. A vizsgák hálózat mutáns változatának részlete
A hurkoltság mérséklésének természetes velejárója az egyes alállomásokban kialakuló zárlatok értekenek, összességében a hálózat zárlali szintjének csökkenése. Az elemzések alapadatai Az alállomások jellemző zárlali értékeit (3F, FN) egy számítógépes, szimulációs, hálózatszámító programrendszer eredményei szolgáltatták. Az így nyert nagy adattömeg lehetőséget adott a függvényvizsgálati elemzésekre. Az elemzések a zárlatkorlátozást megelőzően és azt követően kialakuló, alállomási gyűjtősínek jellemző zárlati áramai eloszlásfüggvényének vizsgálatára, a sűrűségfüggvények értékelésére, valamint néhány — a zárlati áramokból képezhető — származtatott érték meghatározására terjedtek ki. 1998. 91. évfolyam 2. szám
a. b. c. d.
c.
«.;
3. ábra. A zárlatkorlátozási módok sémái
2. A zárlatkorlátozó elemek és alkalmazásuk Az egyértelmű következtetések érdekében a következőkben részletezett zárlatkorlátozó módszerek alkalmazása, egy kivételtől eltekintve, önállóan történt. Akülönfélc korlátozási módok (vizsgálati esetek) és jellemzőik összefoglalása következik. — A-jelű vizsgálat: 8 ohm értékű soros fojtó, a vizsgálati feltételezések szerint a 400/120 kV, a 220/120 kV feszültségű, alaphálózati transzformátorok szekunder oldalán, 120 kV feszültségszinten beépítve (3a ábra); — B-jelű vizsgálat: 8 ohm értékű soros fojtó, a vizsgált részhalmazt (az ELMŰ Rt. l'őcloszlóhálózatát) tápláló, jelentős termelési kapacitású (Smin - 70 MVA), 120 kV feszültségű erőművi blokk kooperációs kábelére telepítve (3b ábra); — C-jelű vizsgálat: a 400/120 kV esetén 12 ohm, a 220/120 kV esetén 16 ohm értékű fojtó bekapcsolása az alaphálózati, nagy transzformátorok csillagpontjába, a földzárlati áramok értékének korlátozására (3c ábra); — D-jelű vizsgálat: a jelentős termelési kapacitású erőművek (mint a korábbi /í-jcíűnél) létesítésekor, a generátorok blokktranszformátorai csillagpontjába telepített fojtok bekapcsolásának — a vizsgálatba bevont, mindegyik erőműre kiterjedő — együttes hatásvizsgálata (3dábm)\ — E-jelű vizsgálat: a főelosztó-hálózati alállomások 120/20 kV és 120/10 kV feszültségű transzformátorai valós vagy csillagpontképző transzformátoron keresztül létrehozott csillagpontjának szigetelése a teljes hálózat földeltségi szintjének lazítása (módosítása) miatt (3e ábra); a hatásos földelés megtartása (kezelhetőség, védelmek stb.) érdekében az alkalmazás nem teljes körű; nincs lazítás azokban az állomásokban, ahol a következők közül bármely eset előfordul: - van alaphálózati nagy-/nagyfcszültségű transzformáció; - van jelentős termelési értékű erőművi betáplálás (5n,in = 70 MVA); - van többirányú, nem elhanyagolható számú, szabadvezeték-kapcsolat (nagy csomópont). — F-jelű vizsgálat: az egyetlen kombinált módszer, a C-jelű és £-jelű vizsgálat együttes alkalmazása, vagyis csillagpontlazítás fojtóval a 93
Villamos energia nagy-/nagyfeszültségű, ill. elszigeteléssel a főelosztóhálózati, 120 kV/középfeszültségű transzformátoroknál, az ott leírtaknak megfelelően. A jellemzett 10 20 30 40 50 60 80 90 100 4. ábra. Inverz eloszlásfüggvény vizsgálatok elkészültek mindkét hálózati állapotra vonatkozóan, tehát a „bázis" megnevezésű teljesen hurkoltra, valamint a „mutáns" elnevezésű korlátozottan hurkoltra is.
10
20
30
40
3F értékeknél. A mutáns változatnál ugyanez több, mint 70%. Itt a 3F és FN értékek viszonyában a változás a kis zárlati áramok tartományába esik (20 kA alatt). Megfigyelhető a zárlatkorlátozó elemek hatása mind a bázis, mind a mutáns hálózaton (5a-c, ill. 6a-c ábrák). Az FN zárlatokra mindegyik módosító elem hatással van, de annak mértéke különböző. A 3F zárlatokat természetesen nem befolyásolják a csillagpontkezelési módszerek. Agrafikonokon látható, hogy vannak összességében jelentős zárlati szint csökkenést okozó zárlatkorlátozási beavatkozások, de van olyan módszer is, amelynek összhatása kismértékű. Ez — többek között — a módszerből fakadó, lokális hatásmechanizmus következménye. A zárlati áramok értékeiből további függvények alkothatók, ezekről a II. részben írunk.
50
60
70
80
90
100
10
b
20
30
40
50
60
70
80
90
100
c
5. ábra. A bázis változat inverz eloszlásfüggvényei IzLkAj
l2[kA]
mutáns- 3F -32,73 kA
00
mutins FN -32,59 kA AjeL(mu>-3F-29.63 kA
50
BjeL (mu>3F-31,96 kA
40
60
FN -32,59 kA A jel. dm>-FN-30.21kA BjeL(r IU)- FN .31,67 kA
50
Cjel.írou)- FN -32,22 kA
lz[kA] 60
mutáns- FN -32,59 kA Dje!(inu)-FN -31,98 kA E jel.(mu)- FN -31,37 kA FjeUmu)-FN -30.52 kA
40
10
30
Alált.
20
[%]
10
20 10
10
20
30
40
50
60
70
80
90
a
100
0 10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
b 6. ábra. A mutáns változat inverz eloszlásfüggvényei
3. Az adathalmaz feldolgozása Az alállomási gyűjtŐsínck zárlati áramai függvényvizsgálati szempontokból is csoportosíthatók. Első összehasonlításként elkészült a bázis és a mutáns hálózati állapot zárlati áramainak inverz eloszlásfüggvénye (4. ábra). Inverz a függvény, mert benne a zárlati áramok értékei a függő, míg az állomások mennyiségi adatai a független változó. így a függvény a gyűjtősíneken fellépő zárlati értékeket mutatja az alállomások százalékában. Leolvasható továbbá a mutáns változat zárlati szintjének általános csökkenése a bázishoz viszonyítva. Ugyenezekből a görbékből látható a 3F és FN értékek egymáshoz viszonyított szintje is. A bázisváltozatnál az FN zárlati értékek az állomások több, mint 55%-ában nagyobbak a 94
Irodalom [1] [2]
[3]
L4J
[5]
Dr. Benkó, I.—Gönczi, P—Kámán, J.—Szécsényí, L: Az FN zárlati áramok korlátozása a hazai 120 kV-os és nagyobb feszültségű hálózaton Elektrotechnika 75. évf. 11. szám (401—408. old), Budapest, 1982. Dr. Mihúlkovics, T.—Németh, /.: Zárlati áramok csökkentésének lehetősége soros fojtótekercsek alkalmazásával az ELMŰ Rt. 120 kV-os főelosztóhálózatán I. rész. Elektrotechnika 88. évf. 12. szám (613—615. old.), Budapest, 1995. Dr. Mihálkovics, T.—Németh,,!.: Zárlali áramok csökkentésének lehetősége soros fojtótekercsek alkalmazásával az ELMŰ Rt. 120 kV-os főelosztóhálózatán II. rész Elektrotechnika 89. évf. 1. szám (10—13. old.), Budapest, 1996. A Budapesti Elektromos Művek alap- és íöelosztóhálózatának adaptív terve 1990—2010, Budapest, 1990. szeptember (kész.: dr. Benko, K.—Bertalan, A.—Dadányi, M.—Gurszky, Z.—KoXán, L.—Olasz., F.—Sulyok, Z.—Tari, G.—Várbíró L.). A Budapesti Elektromos Művek Rt. 120 kV-os főelosztóhálózatának adaptív terve 1995—2015, Budapest, 1996. (kézirat).
ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia
Tendenciák az energiarendszerek automatizálásában és irányításában Dr. Kiss László
Bevezetés A Power System Automation and Control (Energiarendszer automatizálása és irányítása) rövidített elnevezésű, kétévenként sorrakerülő nemzetközi konferenciákból a tizediket rendezték ineg 1997. október 1—3. között Blcd-ben. Az előadásokra a következő szekciókban került sor. I. Meghívott előadók általános előadásai II. Új technológiák az energiarendszer irányításában III. Mesterséges intelligencia az energiarendszeri irányítástechnikában I. IV. Karbantartás, továbbfejlesztés és beruházások az irány ítóközponti EMS (folyamatirányítás) területén V. Elosztórendszeri automatizálás VI. Mesterséges intelligencia az energiarendszeri irányítástechnikában II. VII. Új módszerek az üzemviteli analízisben és a tervezésben VIII. Az energiaipari újrastrukturálás IX. Alállomási automatizálás és vezérlés A konferencia előadásainak teljes szövegeit az 111 tartalmazza, amelyekből részletesebb információt kérésre szívesen adok. E cikkben csak a következő három fontosabb tématerület egy-két dolgozatának összefoglalását kísérelhettem meg: — Az energiarendszerek újrastrukturálásának hatása az energiarendszer irányítására — Mesterséges intelligencia az energiarendszeri irányítástechnikában — Alállomási automatizálás és vezérlés Az előző három tématerület összefoglalásánál nem mindig voltak követhetők a római számmal jelzett szekciók, a felsorolt szekcióhatárok „átlépése" volt szükséges. Jelentőségénél fogva negyedik fejezetként a PSAC '97 konferenciához csatlakozó alállomási látogatásról (Maribor) számolok be.
1. Az energiarendszer újrastrukturálásának hatása az energiarendszer irányítására Az újrastrukturálás tendenciája jelenleg az egész világon érvényesül. Az első szakasz általában az a lebontás vagy szétbontás (unbundling), amely során a termelés (erőművek), szállítás (nagyfeszültségű hálózaton) és elosztás (áramszolgáltatás) külön-külön szervezetbe kerül [2]. De a lebontás fogalomkörébe tartozik a szervezetek további osztódása is. különösen a termelés területen. Végül a termelő és elosztó szervezetek, ill. egyes fogyasztók között közvetlen kereskedelmi kapcsolatok és ezeket lebonyolító szervezetek jöhetnek létre. Ilyen pl. a „FüggetDi: Kiss László okl. villamosmérnök, okl. folyamatszabályozási szakmérnök, a MEE Automatizálási és Számítástechnikai Szakosztály alelnöke Szakmai lektor Dr. Temztyúnstky Tibor, a műszaki tudomány doktora
1998. 91. évfolyam 3. szám
1
len rendszeroperátor ' az „Indcpendent System Operator" (ISO) amely műszaki-kereskedelmi jellegű szervezetet jelent. Jelenleg még vita van azon, hogy az ISO az alapjában műszaki, a jelenlegi teherelosztói munkát is végezze, vagy pedig azzal párhuzamosan alapjában véve csak gazdasági formában, tőzsde jelleggel valósuljon meg. (Az előbbire USA-ban Kaliforniában, az utóbbira Európában a skandináv energiarendszeri kooperáció keretében van példa). Az újrastrukturálás fogalomkörébe tartozik a dereguláció is. Ez az egységes, általában állami irányítás alatt létező szabályozás megszűnését és egyúttal a piaci viszonyok megjelenését jelenti. Természetesen az új struktúrák mellett is a szükséges szövetségi, ill. állami, az előzőnél jóval kisebb méretű szabályozás. Az egész újrastrukturálási folyamatot alapvetően befolyásolja a tulajdon formája, hiszen általában a villamos energiarendszerek, ill. azok jelentős szervezetei a kiinduló állapotban állami vagy egyéb közhasznú tulajdonban vannak, és általában cél a lehetséges legnagyobb mértékű privatizáció. (E sorok írója a fejezetben addig leírtak jelentős részével és a céllal ugyan nem ért egyet, de az újrastrukturálási tendencia jelenleg érvényesül). A PSAC '97 előadói közül A. Debs (USA) a [3j-ban az „Információs rendszerek a villamosenergia-szolgáltatók mint tanuló szervezetek részére" című anyagában az újrastrukturálás hajtóerőinek a következőket tartja: — A beruházások kockázatának újraelosztását, mivel a közhasznú szektor (pl. nemzetgazdaság) és a fogyasztók nem akarják a fizikai és financiális bizonytalanságukból származó teljes kockázatot vállalni — Annak szükségessége, hogy a privát szektor megfelelő profit reményében mind a termelő, mind a szállító és elosztási tevékenységbe elfogadható kockázattal beruházhasson — A szabadpiaci mechanizmus használata a villamosenergiatermelésben — A hivatalos (állami) területek által szabályozott követelmények konformok legyenek más ipari és kereskedelmi ágazatokéval Az energiarendszer összefüggő jellege miatt a restruklurált rendszernél is szükséges a folyamatos koordináció, a (3] azt az USA-ban bevezetett fogalommal, az „Indcpendent System Operator"-ral, az ISO-val látja megoldhatónak. A. Debs az újrastruklurálódási folyamatot egy termelő (crőmüvi) társaság és az ISO szempontjából vizsgálta meg. A tanulási szervezet (Learning Organization = LO) az USA-ban kidolgozott szervezési modell. A [3]-ban ezt ajánlja a szerző az átalakulási folyamatban résztvevő cégeknek. A. Debs felhívja a figyelmet arra, hogy az eddig monopolhelyzetben levő energiarendszeri vállalatokhoz képest — a sok különböző kategóriákba sorolható cég miatt — az információs rendszer is jóval bonyolultabbá válik, ami a „tanuló szervezeteknél" méginkább szükségessé
95
Villamos energia teszi a szervezett — és számítógépes szimulátorokat is felhasználó — képzést. E. Handschin-nak és szerzőtársainak az „Objektumorientált módszereknek és technikáknak a nyitott (szabad) hozzáférésű rendszerekre alkalmazott irányítóközponti (ISO és/vagy teher1 elosztó) alkalmazásáról ' szóló anyaga [4] a jövőre nézve, —-véleményem szerint — alapvető jelentőségű lehet. A szabad hozzáférés az újrastrukturálódás egyik fontos célja, lényege az, hogy a termelő és az elosztó közvetlen kereskedelmei folytathat a szállító átviteli hálózatán keresztül, aki csak műszaki akadály esetén akadályozhatja meg azt. Az átviteli hálózatot figyelő irányítóközpontoknak a hálózatról és az azon folyó eseményekről, tevékenységekről gyors és lehetőleg egységes áttekintést biztosítja a [4] szerint az általános objektumorientált megközelítés. Ez a megközelítés az adatbázisok fejlesztésén kívül a hálózati modellre és az energiarendszer analízisét elősegítő eljárásokra, módszerekre egyaránt kiterjed. A meghívott előadok közül J. Toyoda „Intelligens műszaki fejlesztés az energiarendszer deregulációja után" című előadásában |5] a versenyhelyzet következtében alapvető változást lát a rendszerek üzemeltetési filozófiájában. Szerinte az eddigi operátorbarál (irányítóközponti szemléletű) megközelítést a fogyasztóorientált megközelítés fogja felváltani. A „független" irányítóközpont, az ISO tekintetében azt olyan üzembiztonsági koordinátornak tartja, amelynek egy szervezeten belül mind a gazdasági, mind a műszaki rendszerrel egyaránt, azokat egyensúlyban tartva kell foglalkoznia. Érdekes volt, hogy J. Toyoda professzor a vitában feltett kérdésekre azt válaszolta: Japánon belül az újrastrukturálódási folyamat ugyan megkezdődött, de véleménye szerint az a 2000 utáni években fejeződik csak be. A további, hasonló dolgozatokról folytatott vita alapján pedig az szűrhető le, hogy az újrastruklurálődás várható gazdasági előnye mellett, az üzembiztonság csökkenéséből, a bürokrácia növekedéséből olyan hátrányok is származhatnak, amelyeknek gazdasági kihatását eddig még igazán sehol sem mérték fel.
2. Mesterséges intelligencia felhasználása az energiarendszeri irányítástechnikában APSAC '97 konferencián a mesterséges intelligencia (Artifícial Intelligence = AI) fogalmába tartozó eljárások közül a szakértőrendszerek (Expert System), a fuzzy logika (Fuzzy Logic) és a neurális hálózatok (Artificial Neural Network = ANN) alkalmazása került a konferencián előtérbe. Az elvek leírása a matematikai és műszaki irodalom, a gyakorlati felhasználás leírása pedig az Elektrotechnika előző számaiban laláiható meg, pl. a |6j-ban. ./. Toyoda a már említett előadásában [51 kitért a mesterséges intelligenciának (AI) Japánban történő felhasználásra is, ami — ismereteim szerint — elterjedtebb a nyugati rendszereknél tapasztal laktól. Az l5]-ben az Al-nek a dereguláció utáni szerepéről is van szó, különösen a független irányítóközpont (ISO) munkájában várható a nagymértékű felhasználása. A Ljubljanai Műszaki Egyetemen működő F. Gubina és A. Gubina többéves fejlesztési munka eredményeiről számolt be 17|. "A szekunder feszültségszabályozáshoz használt alternatív eljárás: megoldás helyi ANN szabályzókkal,, című munkájukban leírják a neurális hálózatok elvein kigondolt feszültség- és m ed dőteljcsítmény-szabályzók működéséhez szükséges algoritmust. Ezt összehasonlították a hagyományos megoldással úgy, hogy egy tesztrendszeren szimulálták mindkét eljárást. A
96
többféle szempontból végzett értékelés szerint az ANN megközelítés eredményesebbnek mutatkozik. Ugyancsak a Ljubljanai Műszaki Egyetem és a szlovén energiaipar együttműködésének eredménye a [8], "A Soca folyó kaszkád vízerőműrendszeréhez kidolgozott energiagazdálkodási csomag fejlett programozása,,, amelyhez R. Goiob irányításával különféle típusú (dinamikus és statikus) neurális hálózatokat is felhasználtak. A mesterséges intelligencia egyik elterjedt használata az üzemzavaros helyzetek okának megtalálása. J. Stenzel és K. Zimmer az "Energiarendszer zárlati analízise a neurális hálózatok felhasználásával, összehasonlítva azt a szabálybázisú szakértőrendszerek felhasználásával,, című [8] dolgozatban foglalkoznak e problémával. A neurális hálózattal történt megoldás ugyan háromszor gyorsabbnak mutatkozott, de végül is — kétféle eljárás hátrányainak kiküszöbölése céljából —• a szerzők kombinálták a két eljárást. A mesterséges intelligenciát felhasználó dolgozatok előadásait nem követte olyan élénk vita, mint az újrastruklurálási témát. Mégis a viszonylag sok előadásból és a hozzászólásokból következően, ezek az emberi gondolkodásmódhoz legközelebb eső eljárások, ha viszonylag lassan is, de egyre jobban használatba kerülnek.
3. Alállomási automatizálás és vezérlés E tématerület elnevezése alapjában véve az alállomásokban számítástechnika segítségével végbemenő, a különféle mérő-, jelző-, vezérlő- és védelmi köröket egyre-jobban egységesítő folyamatra utal. Ez az automatizálás azonban sok esetben összeesik egyes alállomási készülékek távműködtetésének, vagy a komplett alállomási távkezelésnek bevezetésével, i 11. jelentős átalakításával is. A távműködtetés, ill. távkezelés viszont része az irányítóközponti automatizálásnak (EMS/SCADA), ezért is sok összefüggő probléma van az alállomási és irányítóközponti automatizálásban. J. Simunic és társai a Rijekai Egyetem részéről az "Objektumorientált megközelítés az alállomási irányítástechnika analíziséhez,, című dolgozatukban [9] az irányítóközponti automatizálásban egyre jobban terjedő szemlélet bevezetéséi javasolják (ld. [12]-t is). Az objektumorientált eljárással készülő közös felépítésű adatbázisok révén remélhetőleg a jövőben ajelcnlcg legmunkaigényesebb automatizálási folyamatot jelentősen lehet egyszerűsíteni. K. Hackl a nehezen fordítható című [10]-ben (talán SINAUT Spectrum adatáruház) a Siemens AG. Austria "szoftverháza,, törekvéseit foglalta össze. Az "adatáruház,,-ban mindazok az adatbázisok helyet találnak, amelyek energiatermelést, -szállítást és -elosztást irányító központokban — vagyis teherelosztókban, ill. független operátori (ISO) helyeken szükségesek. Ezek az adatbázisok azonban eleve az irányított alállomások, erőművek "felől,, épülnek fel, így az alállomási és irányílóközponti automatizálás adatbázis-összhangja biztosítható.
4. A Maribor 400/110 kV-os alállomás meglátogatása A Maribor 400/110 kV-os alállomás Szlovénia egyik legfontosabb, nagykiterjedésű nemzetközi létesítménye, hiszen osztrák és — közvetve -— horvát 400 kV-os távvezetékek végpontja, egyúttal a Szlovénián átmenő 400 kV-os gerincvezetékek kiindulópontja. A szlovén Krsko atomerőmű (654 MW) 400 kV-on szintén idekapcsolódik a Horvátországból jövő vezetéken keresztül. Szlovénia nagy hőerőműve (Sostanj,
ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia 755 MW) és a Dráva kaszkád-vízerőművei (528 MW) is Maribor közeléből szorosan kapcsolódnak ide. A Maribor alállomás automatizálását az ABB „Intelligens alállomási automatizálási rendszerével" oldották meg [11]. Ennek lényege, hogy bár a számítógépes feldolgozó fproccszszor) egységekben a főbb funkciócsoportok még különválnak (így pl. a mérés-jelzés, vezérlés, retes/.clés, védelem), de ezeknek különféle "busz„-okkal történő összekapcsolása révén közös kezelői felület és megjelenítési rendszer jött létre. Az alállomás megszakítói, gyűjtősín szakaszol ói és szabályozható transzformátorai távvezéreltek a szlovén nemzeti teherelosztóból, ill. a körzeti irányítóközponlból, amely egyúttal tartalék távműködtetési hely is. Az alállomásban az egész körzet kezelő nélküli alállomásaihoz "kiszálló repülőbrigád,,-ból egy főnek kell mindig Mariborban maradnia.
Összefoglalás A PSAC '97 konferenciáról az előzőekben — csak kivonatosan —-elmondottak is bizonyítják, hogy a szlovén rendezőknek sikerült színvonalas, a fejlődés főbb irányait is felmutató nemzetközi konferenciát szervezniük a villamos energiarendszerek automatizálása és irányítása területén. A PSAC '97 fő szervezője az Univcrsily of Ljubljana volt, de a konferencián tapasztallak szerint tevékeny reszt vállalt az Universily of Maribor, a SLOKO CIGRE, a Slovenian IEEE Section és a Slovenian Electrical Society is. A szlovén szervezőknek a helyszínen elmondott köszöneten kívül szeretném megköszönni a MEE és az MVM Rt. támogatását. Irodalom [ IJ
[2]
|3]
[4]
[5] [6]
[7J
|8]
10 n Enternational Conference on Power System Automation and Control, PSAC'97 Bled, Stovenia 1—3. October 1997 Kiadó: University of Ljubljana, 1997. Di: Benkól., Dr. KissL., Dr. TersziyánszkyT.: A teherelosztók új feladatai a szétbontott villamosenergia-rendszerekben. Elektrotechnika, 1996. június. A. Debs: Information System for the Electric Ulility as a Learning Organizalion. Megjelent: [ IJ-ben. E. Handscfán és mások: Object-Oriented Based Mclhods anci Techniques in Control Centres applied to Open Acees Schemes. Megjeleni: (l]-ben. T. Toyoda: Intelligence Enginecring afterDeregulation in Power Systems. Megjelent: [i]-ben. Dr. Kiss /..: A villamosenergia-rendszer operatív irányításában használható számítógépes szakért őre nciszerek fejlődéséről. Elektrotechnika, 1993. június. A. Gubimt, F. Gubitui: Alternative Approach to Seeondary Voltage Control: a solulion with loeal ANN Controllers. Megjeleni: (l]-ben. ,/. Stenzel, K. Zittuner: Fault Analysis in Power Systems using Anifieal Neural Networks ineomparison with a Rule-Based Expert System Environment.
Megjelent (!]-bert. [9] J. Simunic, '/- Duravic, (.!. Gudac: Oliject-oriented approaeh to analysis in power substaüon control. Megjelent | l]-bcn. [10] K. W(iC)t/;SlNAUTSpectruinDataWarehause Megjelent | H-ben. [111 J. Podlipnik, D. Lepsina, A. Majaen, J. Zekonjsek. B. Bjorldund: Application on a modern Control and Prolection Sy.stcm in an existing VHV substntion.
Megjelent: }l]-ben. [12] R Kacejko, P. Miller: Possible Oevelopment of EMS Software due lo Application of übjecl Orienlec! Approach. Megjelent: | IJ-ben.
1998. 91. évfolyam 3. szám
97
Világítástechnika
Rendezőpályaudvarokon végzett vizuális funkcióanalízis eredményei a nemzetközi előírások tükrében Déri Tamás, N. Vidovszky Ágnes dr. Bevezetés Lcgújabbkori Európához kapcsolódó törekvésünk egyik sarkalatos fellétele a környezetvédelmi szemlelet megerősödése. Nem véletlen lehat, hogy a nyugat-európai országokhoz hasonlóan a nagy, ill. nehéz járművek forgalmát korlátozni tervezik hazánkban is. Ez automatikusan a vasútra fogja terelni a közúti teherszállítás jelentős részét. A vasút reneszánsza magával vonja valamennyi szakterületen — így a világítástechnikában is — a műszaki paraméterek felülvizsgálatát és a modern követelményekhez való igazítását. Ez adta az indíttatást, hogy az Amszterdamban megrendezett VIII. LUX-EUROPA konferencián nemzetközi szinten ismét vasút világításról tartsunk előadási, amelyben a vasút életében a/, egyik legmeghatározóbb, és kívülállók számára a legkevésbé ismert területnek, a rendezőpályaudvaroknak a világítási kérdéseivel foglalkoztunk.
A rendezőpályaudvarok funkciói Ahhoz, hogy e téma sokrétűségét megértsük, néhány gondolattal rá kell világítani a rendez.őpályaudvarok feladatára, vasútnál betöltött szerepére. A rendezőpályaudvar feladata a vonatok fogadása, a különböző rendeltetésű kocsiküldemények irányok szerinti gyűjtése és szétosztása, az új szerelvények összeállítása é.s indítása. E sokrétű munka fénytechnikai szempontból is sokféle igényt jelent. A rendezőpályaudvari munkákat a vasutak igyekeznek gépesíteni, automatizálni, de ennek ellenére vannak olyan feladatok, amelyeknél még hosszú távon sem váltható ki az élőmunka. Agurítódombos rendezőpálvaudvarok sematikus felépítéséi az I. ábra mutatja. Ebben az elkülöníthető technológiai területek: — a fogadóvágány-csoport (A-B), — a gurítódomb (B-H) és — az indítóvágányok (H-L). A felsorolt technológiai területek a látási igények alapján további részekre oszthatók. A fogadóvágány-csoporton belül például: felírószakasz, és a szétválasztás műveleti területe: a leakaszt ópadka.
Déri Tamás főtanácsos, MÁV Rí. Távközlő-, Erősáramú- és Biztosítóberendezési S/.akigazgalóság, ;i MEElagja N. Vidovszky Ágnes dr. főmenüik. Közlekedési Főfelügyelet Vasúti Felügyelet, a MEE tagja A VIII. LUX-EUROPA konferencián 1997. 05. 13-án elhangzott előadás alapján
98
D E F /. ábra. A reiule/.őpályaudvar sematikus vázlata Jelmagyarázat: A-lí Fogadó vágány ok; B—H Gurftódomb; li-C Felírószakasz; C-D Leakaszt ópadka; !•'-!•' Gurít ás vezető; I'-H Vágányfékek; F-G Előfékezés; G-H Cclfékezés; HL Indító- és rendező- vágány csoport; H-J Irány vágány; J-K Összekötő vágány; K-I. Fmomremlező-vágány; I.-M Indílóvágány
Technológiai szempontból a rendezés történhet síkban, vagy gurítódomb segítségével. Utóbbinál a gurítódomb tetejéig a kocsiknak olyan helyzeti energiára kell szert tenniük, hogy a legkedvezőtlenebb cselben is elérjék az irányvágányon kijelölt helyüket. A kedvezőbb helyre történő gurítás eseten pedig a felgyorsult kocsikat meg kell fogni úgy, hogy ne okozzanak ütközéses balesetet, de elérjék kijelölt helyüket. Többlet energiájukat ebben az esetben tehát fel kell emészteni. E célra szolgálnak a vágányfékek (I. ábra F-H szakasz). A fékezés több lépcsőben történik. Végül irány rendező vágányokon előszóra fő irányok szerint válogatják szél a kocsikat pl. keleti vagy nyugati országrész, majd finomabb rendezéssel a keleti irányon belül Debrecen vagy Záhony. Az indítóvágányok feladata az indításra való előkészítés, pl. összekapcsolás, fékpróba.
Látási igény és vizuális funkcióanalízis Megvilágítás Az egyes területek látási igénye is jelentősen különböző, ráadásul attól függően változik, hogy az adott rendezőpályaudvarnak milyen fokú a gépesítése, ill. az automatizáltsága. A látási feladatok a látási igények szerint csoportosíthatók: — nagy látási igényű feladatok, pl.: kocsifelírás, szétakasztás; — mérsékelt látási igényű feladatok, pl.: fékezés, rendezés; — kis látási igényű feladatok, pl.: indítás, ellenőrzés (ez utóbbinál a gépesített, automatizált pályaudvarok ellenőrzési feladataira gondoltunk). A továbbiakban a szakirodalomban megjeleni cikkek és a hozzáférhető nemzeti, nemzetközi előírásokat vetettük össze hazai tapasztalatainkkal, előírásainkkal. A vizsgált megvilágítás értékeket az /. táblázatban foglaltuk össze. Ennek első és legszembetűnőbb eredménye az volt, hogy a német szabvány, a DIN a teljes terület egyetlen világítási számadattal jellemzi. Ezen tovább kutattunk, és az így szerzett információink szerint ELEKTROTECHNIKA
Világítástechnika
Előírt megvilágítási értékek rendező-pályaudvarokon. A különböző előírások összehasonlítása
'Ev;
"EI,/E V ;
kitérőkörzet
í
Ev=; 4EU+ A jelöletlen éntékek Eh horizontális megvilágítást jelentenek;
a Német Vasút (DB) a német szabványnál (DIN) nemcsak szigorúbb, hanem összetettebb követeimenyeket is támaszt. Hasonlóan érdekes, hogy az IES nem különbözteti meg az időközi és cél fékezés látási igényét, pontosabban fogalmazva a célfékezésre utaló adatot nem találtunk. Érdekes megfigyelni továbbá, hogy több előírás (pl. CÍE, ÖBB) a vágányok kapcsolatát jelentő ún. ki térő körzetre más előírást ad meg, mint a kvázi egyenes vágányok térségére, sőt a kitérőkörzetekel is megkülönbözteti elhelyezkedésük szerint. Talán figyelmet és magyarázatot érdemel még a táblázat hazai előírásainál megjelenő szokatlanul nagy 100 lx-os érték is. Ezt a leakasztás feladatához írja elő a MÁV Rt. A lcakaszlás azt jelenti, hogy az eddig szerelvényként együtt közlekedő kocsikat a további útirányoknak megfelelően szét kell választani. Ez fokozottan balesetveszélyes tevékenység, ráadásul ennek kiváltása egyelőre nem várható, mert ehhez gyakorlatilag egész Európában egyidőben kellene a középütközőket felszerelni valamennyi teherkocsira. A Icakaszlási művelet lényege az, hogy a kocsik összeköttetéséi jelentő csavarkapcsot, amelyet már korábban a felírás során meglazítottak, egyetlen mozdulattal szél kell választani, miközben a kocsisor lassú, egyenletes mozgással halad. A látási feladat a munkavégzés területén mindig azonos, mondhatnánk statikus, de a látási feladat helye változó, azaz e szempontból dinamikus. A munkavégzés körülményeinek elemzése, a vi/.uális funkcióanalízis e területen is meggyőzően bizonyította számunkra, hogy nem elég „a luxokban gondolkodás". A világítás egyéb paramétereinek olykor nagyobb a jelentősége. Egyéb fénytechnikai paraméterek A leahisztópadka vizuális funkcióanalízisc során az ámyckosság került a középpontba. Az állandó mozgásban lévő kocsisor 1998. 91. évfolyam 3. szám
S
1. táblázat
Árnyékmentesen; 6Kitérílőkörzet; 7Vágánylérség; ^Gurítódomb felőli
állandóan változó árnyékokat jelent a munkavégzés területén. Ennek kapcsán a magyar vasútvilágítási szabvány a vasúti területeket árnyekhatási kategóriákba sorolja. Ezek közül a legszigorúbb előírás az AJ kategória, ahol a nézési irányból árnyék nem eshet a munkaterületre. Ide tartozik a leakasztó padka. E feltétel teljesíthető például egy folyamatos fénycsősor felszerelésével. Ennek megvalósítása az egyik nagy rendezőpályaudvarunknál további, ergonómiailag is kedvező változásokat eredményezett. A lámpatesteket ugyanis legegyszerűbben egy perontető szerkezetére lehetett felszerelni, amely az esőtől, hótól védte az ott dolgozókat. A perontető később oldalfalat is kapott, s így a szélhatás is jelentősen csökkent (2. ábra).
ábra. Lcakaszlópadka világítása
99
Világítástechnika A$£-
5. ábra. A megvilágításuk értelmezése Eh horizontális megvilágítás; £v+ vertikális merőleges megvilágítás; Ev= vertikális párhuzamos megvilágítás 3. ábra. Gépi fékezés területe
Az árnyékhatás mellett afényiránynak is nagyobb jelentősége van itt, mint más szabadtéri berendezéseknél. Akár egy külön lanulmányban is foglalkozhatnánk a vágányfékek területének világításával, ám ezt most mellőzzük, s csak rövid összefoglalásra vállalkozunk. Tehát a vágányfekek területe az, ahol a legjobban lehet gépesíteni, ahol az egyik legbalesetveszélyesebb élőmunkát lehet kiváltani. Hazai tapasztalataink szerint a gépesített és kézi fékezés nem annyira az igényelt megvilágítás nagyságában, mint inkább az egyéb fénytechnikai paraméterekben különböznek egymástól. Különösen a fényirány és árnyékosság lényeges ezen a területen. Ha ugyanis a fékezés gépi úton történik, akkor a vágányfék kezelőjének a kocsik oldalfalai kell látnia (.í. ábra), míg a kézi fékezésnél a kocsik homlokfalát figyeli a dolgozó (4. ábra). Mindkét esetben a vertikális összetevő a mértékadó. A Magyar Államvasutak szabványa az előbbieknek megfelelően a vertikális megvilágítást két csoportra osztja: vertikális párhuzamos megvilágítás és vertikális merőleges megvilágítás. A vertikális párhuzamos világítás értelmezésével a svájci és német vasutaknál, míg a vertikális merőleges világítással hazai előírásainkon kívül csak a svájciaknál találkoztunk. A kétféle vertikális világítás érlelme/,ésél a 5. ábra mulatja.
Ha a fckc/.cs teljesen automatikusan történik, azaz a célfékezés is gépesített, akkor a világítás funkciója változik meg. Ebben az esetben ugyanis csak ellenőrzésre van szükség, hogy nem borult-e ki egy kocsi. Ez esetben horizontális megvilágítást kell biztosítani lehetőleg úgy, hogy az irányító helyiségből a fékezés teljes területe megfigyelhető legyen.
Összehasonlítások, azonosságok és különbözőségek A táblázat 2...10 Ix értékei ellenére sem mutatnak érdemi eltérést a különböző vasúti előírások, hiszen az emberi szem adaptációs képessége kiváló. Nagyságrendi különbség található a „lcakasztópadka" sorában, ahol az IES 200 Ix-ot ad meg. A CIE 50 lx-ot, míg az európai vasutak — a MÁV Rt. kivételével — 5...20 Ix közötti értékekkel dolgoznak. Véleményünk szerint c rövid vágányszakaszon érdemes a dolgozó biztonsága érdekében nagyobb megvilágítást biztosítani. Káprázási problémákkal pedig nem kell számolni, hiszen a dolgozó c jól megvilágított területet munkavégzés közben nem hagyja el, a kisebb megvilágítású területeken dolgozók pedig térben messzebb helyezkednek el. Agurítódomb többi területén: — a fogadó- és indító vágány oknál, — az irány vágányok területén, — a gurításvezetőnél és — a vágányfekek térségében inkább a hasonlatosságok a mérvadók a vasúttársaságok és a különböző .szabványok előírásaiban. Erre mutat példát a vágányfékek területe, ahol az ÖBB és SNCB adatai megegyeznek (10 Ix), s ettől gyakorlatilag nem tér el az SBB 8 Ix-os előírása sem.
Következtetések és javaslatok
4. ábra. Kézi fékezés területe
100
A bevezetőben említett nemzetközi szabványosítási igény kielégítése során a hangsúlyt elsősorban a megvilágításon túlmutató egyéb paraméterek meghatározására kellene helyezni. Erre — úgy véljük — nincs jobb alkalom, mint a most tervben lévő közös európai ház létrehozásakor. A közös előírások megfogalmazásakor a vizuális funkcióanalízisen alapuló meggondolásunk szerint foglalkozni kellene a szkotopos ésfotopvs látás problematikájával. ELEKTROTECHNIKA
Világítástechnika Vasúti szabadiéri munkahelyek területének mintegy 60%-án szkotopoSra adaptált állapotú a dolgozók szeme. Ennek figyelembevétele esetén érdemes elgondolkodni azon, hogy az előírások fotopos értékre vonatkoznak, a mérőműszerek V (X) illesztésfíek, az eszközoldalt jelentő fényforrások fényárama fotopos, a „felhasználó" a dolgozó szeme azonban szkoloposra, esetleg mezoposra adaptált állapotú. A feltett kérdésekre a jövő fog válaszolni, de a kérdések megfogalmazása számunkra azt jelenti, hogy több irányba is érdemes lenne elindulni: egyrészt a közös európai szabályozás, másrészt a fényforrásfejlesztés terén. Vizsgálataink végkövetkeztetése: nem elegendő csak megvilágítás-centrikusán gondolkodni, a komfortos látáshoz az egyenletesség, fényirány, árnyékosság és káprázáskorlátozás együttes szabályozása szükséges. E munkához pedig elengedhetetlen az együttgondolkodás Kelet és Nyugat, Észak és Dél között. A VI. LUX-EUROPA konferencián tartott előadásunk zárógondolatát a budapesti Nyugati pályaudvar várójának feliratából vettük. E ritkán
1998. 91. évfolyam 3. szám
aktualitását vesztő gondolatnak MOST, ITT, NAPJAINKBAN és HOLNAPJAINKBAN különös jelentősége van. így jelmondatunk változatlan: VIRIBUS UNITIS Irodalom [11 Dr. Klaus-Dieter Frahner—Dr. Ze Li-Thomas Richters; Verhessemny der Beleuchtungssituationaiif Rangierbahnhötcn. Licht 3-4/1996. p. 80. [2] T. Déri—Á. N. Viduvszky: Bahnbdcuchtung. Wirtschuftlichkeit, Rekonstruktion. VI. LUX-EUROPA 2. kötet p. 873. (Budapest) [3] T. Déri—A.N. Vidovszky: Ergebnisse der viKiiclicn Funktionsanalyse in Rangierbahnhöfen un Spiegel intemationaler Vorschriften. VIII. LUXEUROPA p. 842. (Amszterdam) [4] CIE/ISO Standard for Lighting uf Exteriőr Work Arcas 4. Applicatiun Tables(Final)Draft6.1. 1995.Sepl.p. 14. [5] DIN 5035 Teil 2. Belem: htung mii kiinstlichem Lichl. Richlwerte fiir Arbeitsslallén in Innenrá'umcn und Freien [6] MÁVSZ 2923-1:1995 Vasiíti szabadtéri világítás. Általános követelmények [7] MÁVSZ 2923-2:1995 Vasúli szabadtéri világítás. A világítástechnikai jellemzők előírt énekei, ellenőrzése és minősítése [8] MÁV-M1 2923-3:1996 Műszaki irányelv a vasúti szabadtéri világítási berendezések tervezéséhez
101
Hírek
Avatóünnepség Szegeden
A FŐSZER-Elektroprofil Kft. felavatta új üzemépületét Szegeden, a Római körúton. A bensőséges ünnepségen T. Asztalos Ildikó, az Ipari, Kereskedelmi és Idegenforgalmi Minisztérium politikai államtitkára mondott megnyitó beszédet. Elismeréssel szólt arról, hogy a nagyvárosban egyre több olyan eredményesen gazdálkodó vállalkozás működik, amelyik a hosszú évek munkáival megtermelt nyereséget fordítja újabb beruházásra. A FŐSZER-Elektroprofil Kft. elegáns és korszerű üzemé-
Kérdőíves adat- és véleményfelmérés a Magyar Mérnöki Kamara Hő- és Villamosenergetikai Tagozatában
ségeknek neveztük el. A főtevékenységeken kívül a beruházás, vezetés, kutatás, oktatás és üzemeltetés rendelkezik még jelentős hányaddal. Megjegyezzük, hogy a főtevékenységek egyszavas kódolása valószínűen sok átfedést okozott. Kevés kivételtől eltekintve (5%) mindenki megjelölt legalább 1 főtevékenységet. Feltűnő, hogy az oktatás és kutatás mellett gyakorlatilag valamennyi válaszban megjelent valamelyik főtevékenység, ami nyilvánvaló következménye a jelenlegi hazai oktatás alacsony illetményszínvonalának. Úgy látszik, hogy a kamarai munkát a tervezésre, tanácsadásra, szakértésre, továbbá — a jövő érdekeit szem előtt tartva — az oktatásra és kutatásra kell összpontosítani. — Igen érdekesek a tagság kamarával szembeni elvárásai. Összesen 13 elvárás javaslaiol fogalmaztunk meg, amelyeknek fontosság szerinti sorolását kértük a tagoktól. Lehetőséget adtunk továbbá önállóan megfogalmazott elvárások közlésére is. Mivel nem mindenki végezte el a sorolást mind a 13 lehetőségre, két kiértékelő módszert alkalmaztunk: — a súlyozott támogatás meghatározását, és — a szavazatok összetételének vizsgálatát. Megállapítható volt, hogy a legfontosabbnak tartott elvárás a kamarával szemben a csoportos érdekvédelem {mindkét értékelésnél ez a legjobb). A többi elvárás esetében nagy a kiegyenlítettség, ami azt mutatja, hogy nincs egységes álláspont, nagy az egyes tagok közötti véleménykülönbség. A mérnöki diploma külföldi elismertetésére és a kamara ellenőrzőszankcionáló funkcióira nincs jelentős igény. Az értékelés jelzi, hogy a tagságnak rendkívül heterogén elvárásai vannak a kamarával szemben. Ez arra figyelmeztet, hogy nincs elég világos cél kitűzve a tagság elé. A kamara létérdekének tűnik e helyzet megváltoztatása, tehát az elnökségi munkát erre kell összpontosítani. Homola Viktor
A Tagozat Elnökségének határozata alapján 1997-ben kérdőíves felmérést végeztünk a tagozati tagok között. A névtelen felmérés célkitűzése a tagság felmérése és a kamarával szembeni elvárásának megismerése volt. Összesen 172 kérdőívet bocsátottunk ki, amelyekből 63 érkezett vissza, tehát a jegyzett tagság 37%-a válaszolt. A postán lebonyolított lakossági közvéleménykutatásoknál — a tapasztalatok szerint — ez viszonylag magas érték, hár ennél többre számítottunk. A visszaküldött kérdőívek kiértékelésével a következőkben ismertetendő megállapításokat tettük. — A tagság jelentős része, majdnem 2/3-a, a kamarai élettel kapcsolatban inaktív, vagy legalább is érdektelen, ezert lényeges, hogy olyan tapasztalatai legyenek a jövőben, amelyek meggyőzik a kamara hasznos és szükséges voltáról. — A tagság képzettségére — azaz a diplomájára — vonatkozó kérdések eredményei: gépészmérnök 34%, villamosmérnök 25%, gépész- és villamosmérnök 3%, gépészmérnök és egyéb 17%, villamosmérnök és egyéb 16%, egyéb 5%. Látható, hogy a Hő- és Villamosenergetikai Tagozatban közel azonos arányban vannak a gépészek és a villamosok. Az egyéb alapképzettségűek száma nem jelentős. A tagság mintegy 1/3-ának második diplomája is van. Úgy véljük, hogy a tagság jól reprezentálja a teljes mérnöktársadalmat. — A tagság életkorára a mérnöki gyakorlatra vonatkozó kérdés alapján lehet választ kapni: 10 év alatt 10%, 10—14 év 8%, 15—19 év 11 %, 20—24 év 7%, 25—29 év 19%, 30—34 év 15%, 35—39 év 8%, 40—44 év 11 %, 44 év felett 11%. Jól látliató, hogy viszonylag nagy anyugdíj ások száma (lényegében a 35—40 gyakorlati év felettiek), és kevesen vannak a fiatalok (15 gyakorlati év alattiak). A társadalom életfájához hasonlítva nyugtalanító a kép. Mindez annak a következménye hogy a kamara nem tudott eddig a fiatalok számára vonzó kamarai tevékenységi területet felmutatni, következésképpen nem is lepnek be a kamarába, Törekedni kell a fiatalításra. — A 63 tag 92 tevékenységi formál jelöli meg, ami azt jelenti, hogy sok a mellékfoglalkozás, ill. a nyugdíj melletti munkavégzés. A számokat elemezve: alkalmazott 50%, egyéni vállalkozó 11%, nyugdíjas kiegészítő tevékenység 29%, önálló mérnök 22%, tulajdonos 24%, egyéb tevékenységi forma 5%. — A tagok által deklarált mérnöki tevékenységeket vizsgálva megállapítható, hogy a szakértés mellett a tervezést és a tanácsadást jelölték meg a legtöbben. A válaszokat elemezve kitűnt, hogy e három tevékenység valamelyike gyakorlatilag valamennyi tagnál megjelenik (csupán 5% nem tartozik ide), ezért ezeket főtevékeny-
102
pületében egy helyen található a tervező- és a termelőegység, valamint a partnerek fogadására szolgáló bemuíalóterem.
A MEE Világítástechnikai Társaság 1998. január 27-én rendezte ez évi első cégbemutatóját a budapesti Nyugati Pályaudvar Királyi Várójában „HOLUX" és a belsó'téri világítás,, címmel. A kb. 90 fős hallgatóságot Déri Tamás üdvözölte a Társaság elnöksége nevében. Bevezetőjében elmondta, hogy az idén 5 éves HOLUX VILÁGÍTÁSTECHNIKA tevékenységi körei a professzionális színvonalú belső- és szabadtéri világítástechnikai termékek forgalmazása, világítástechnikai fővállalkozás és szakmai tanácsadás. A HOLUX Kft. nyolc vezető európai, ill. világcéget képvisel kizárólagos joggal hazánkban, amelyek közül három — a belső téri világításban érdekelt: RIDI, SBP és ZONCA — cég termékeit ismerelésére kerül sor. Hosó János, a HOLUX Kft. tulajdonos igazgatója előadását három gondolat köré építette. — A „liazai kínálatbővítés tudatos külföldi partnerválasztással" témakörben kifejtette, hogy nem kívánnak a hazai gyártóknak konku-
ELEKTROTECHNIKA
Hírek
renciát teremleni, czcrt az olyan termékek esetében, ahol a megfelelő ipari háttér és technikai felkészültség megvan, olt munkájuk során preferálják az EMIKA és a COMPASS beltéri lámpatesteit. Külföldi partnereik termékeit a hazai ipar teljesítőképességét meghaladó kihívások esetén alkalmazzák. — „A legkorszerűbb ismeretek alkalmazása" igen fontos szempont tevékenységük során. Ismertette partnereik által használt új anyagokat, technológiákat cs eszközöket. Szólt az energiatakarékos fényforrásokról, a vesztcsegszegény előtétekről, a LUXCONTROL digitális tény szabályozásban rejlő energiamegtakarítási és vezérlési lehetőségekről. Bemutatta a MIKRO tükröket, a korszerű színes galván technológiák cs az anyagában színezett üvegek előnyeit, valamint kitéri a kínálatukban szereplő lámpatestek építészeti illeszkedésére is. Bemutatta cs a megjelenteknek felajánlotta, a — hazai piacon talán leglátványosabb megjelenítést és megbízható modellezést adó — számítógépes R1DÍ-SBP-H0LUX magyar nyelvű programjukat. —„A kihíváshoz illő megjelenés" gondolatkörben számítógépes vetítési technikával mutatta be a RIDI, SBP és ZONCA gépek termékeit és alkalmazásuk rcfcrcnciapéldáít az ipari, sport, közösségi, irodai, kiegészítő és exkluzív terekben. Ezeket a következőkben részletezzük. Az ipari és a sportvilágítás lámpatestei közül érdemes kiemelni az LF lípusjclűckct, amelyek IP65 védettségű, síküvcglappal lezárt, -40 °C-ig alkalmazható fénycsöves lámpatestek, továbbá a BOX LÁMA csarnok világító lámpatestcsaládot, amely nemcsak IP 65, hanem IP 33 védettségű, sőt kettős szigetelésű kivitelben is kapható. Az űn labdavédett fénycsöves lámpatestek között vannak tenisz- és futball-labdavédettek is.
A közösségi terek lámpatestei közé tartozik a bevásárlócsarnokokban, raktárakban, iskolatcrmckbcn kiválóan alkalmazható LINIA lámpatestcsalád. Ennek lineáris tartószerkezete nemcsak mechanikai, hanem villamos kapcsolatot is létesít a rászerelt lámpatestek részére. A berlini Schönefeld repülőiéren 3500 m LINIA rendszert szereltek fel.
1998. 91. évfolyam 3. szám
Az irodavilágítás bemutatott lámpatestei mennyezetre, álmennyezetbe szerelhetők, függeszthetők, valamint a fali- és az állólámpák voltak. Egyre inkább terjed a direkt-indirekt világítási rendszer, amit jól tükröz az ABS és az ABI típusjelű lámpatcstcsalád. Ezt fejlesztették tovább az IDA lámpatestben, amelynek kialakításával három világítási kapcsolás valósítható meg: csak direkt, csak indirekt, ill. mindkettő együtt. A kiegészítő világítás a sorozatban kirakatokba, lépcsőházakba, folyosókra, fürdőszobákba szerelhető lámpatestek szerepeltek. A CRICKET típusjelűt a CORVIN mozi zsibongójának a padlójába süllyesztették. Az UWF típusú 12 V-os lámpatest vízben is használható, pl. úszómedence falába süllyesztve. Az exkluzív helyeken, pl. szállodákban, éttermekben, színházakban, előadótermekben használható csillárok, fali-, asztali-, álló- és függőlámpák sora volt látható a vetítővásznon. Az előadás befejezéseként Hosó János igazgató felhívta a szakemberek figyelmét, hogy partnereik jobb kiszolgálása érdekében továbbra is ingyenes szaktanácsadással, 48 órán belüli ajánlatadással (világítástechnikai számítások, anyagjegyzék és árajánlat) állnak a partnereik rendelkezésére. Az előadással egy időben nyitották meg Budapest VII., Kertész utca 42-^14. alatt az átépített HOLUX FÉNYSTÚDIÓ-t, ahol a bemutatott termékek megtekinthetők, ill. megvásárolhatók. Zárszavában a cégbemutató levezető elnöke külön kiemelte a számítógépes videovetítést, annak újdonság jellegét és igen magas színvonalát, amely Hajdúk István főmérnök munkája volt. Dr. Vetési Emil Ezúton mondunk köszönetet — az Egyesület elnöksége és teljes tagsága nevében — az MVM Rt. MEE szervezetének, amiért hozzájárultak az Elektrotechnika első száma faximile kiadásához és annak jubileumi számunkban való közzétételéhez Szerkesztőség
103
Villamos gépek
Száraztranszformátor üresjárási áramának megszakítása különböző ívoltó rendszerű megszakítókkal — II. rész Berki Lajos, Szabó Zoltán, Tóth Tibor 3. Vizsgálati eredmények A Tr2 transzformátor állandósult üresjárási árama a névleges áram 1,4%-a, a legnagyobb pillanatértéke 2.5 A volt. Ezért nem lehet meglepő, hogy mindhárom megszakító minden egyes megszakítása során áramlevágások voltak megfigyelhetők. E sommás megállapításon túlmenően az egyes megszakít ólípusok viselkedésében sajátos különbözőségek mutatkoztak.
így a valamelyik fázisban fellépő legelső áram levágás cs az utolsó megszakítás pillanata (/i-gycl és /.vmal jelölve a 6a., 7a. és 8. ábrákon) által határolt időszakasz hossz az A-jelű megszakító esetében 286 (is cs 704 \m, a fí-jclű megszakító cselében 772 |is és 2,84 ms, a C-jclű megszakító esetében pedig 509 [is és 877 [is közölt változóit. A vákuum (C-jclű) megszakító esetében ehhez meg hozzá kell lenni, hogy ennek az időtartamnak jelentős részében sorozatos újragyulladások voltak megfigyelhetők, és ezért az első és utolsó, végső megszakítás közötti időtartam szűkebb tartományban, 0 és 575 |is közöli változott. Az alsó határértéket az okozta, hogy a 15 próba során 2 esetben a három fázisban egyidejű megszakítás történt (lásd például: 8. ábra). A6. és 7. ábrán ábrázolt görbék kirajzoltalása ún. M'm./Max, grafikus üzemmódban történt. Ha viszonylag lassúbb időbeli lefolyású jelre nagyfrekvenciás összelevők szuperponálódnak, amelyeknek ábrázolására nem áll rendelkezésre megfelelő számú képpont, akkor ebben a grafikus ábrázolási módban a
d, ábra. A 0-jeIfi megszakító terhelésoldali csatlakozóin az egyik próba során meri fázis és tok! közötti feszültségek különböző időléptékben ábrázolva Jelmigynrittat: A fázis-terhelés: Max.! .622 kV. Min. -5,015 kV; B fázis-terhelés: Max. -1.552 kV, Min. -12.610 kV: C fázis-terhelés: Max. 8,791 kV. Min. -6.802 kV.
Berki Ltljos okl. villamosmérnök, a PA Rt. Villamos Főmérnökség EKO technológiai mérnöke. S:xibó Zoltán okl. villamosmérnök, a VEIK1-VHBP Nagyteljesítményű Laboratórium ny, vezetője, Tóth Tibnrók). villaniosinérnök. a VE1KI-VNL Kf(. Nagyteljesítményű Laboratórium munkatársa, a MEE tagjai Szakma! lektor: Dr, Kiss LászJfi, a műszaki tudomány doktora Az I. ívsz az 1998/2. számban jelent meg. A fejezet- és ábraszámozás folyamatos. Szabó Zoltán úrtól és a t. Olvasóktól a téves fényképközlésért elnézést kér a szerkesztőség
1998. 91. évfolyam 3. szám
7. ábra. Az A-jelű megszakító lerhelésoldali csatlakozóin az egyik próba során mért fázis és főid közölt feszültségek különböző időléptékben ábrázolv; Jelmagyarázat: A fázis-terhelés: Max. 5,034 kV. Min. -1,063 kV; B fázis-terhelés: Max. 19.432 kV, Min. -3,700 kV; C fázis-terhelés: Max. 5.012 kV, Min. -5,788 kV.
107
Villamos gépek
33.6
5SO
93.O
34.O
3J-O
30-0
3».«
& ábra. A C-jelCí megszakító terhelésoldali csatlakozóin az egyik próba során mért fázis és föld közötti feszültségek. Egyidejű meg szakítás a három fázisban Jelmagyartfait; A fázis-terhelés: Max. 11.113 kV, Min.-2.424 kV; lí fázis-terhelés: Max. 2,804 kV. Min. -6.484 kV; C fázis-terhelés: Max. 4.774 kV. Min. -3.779 kV;
nagyfrekvenciás szakaszon kettős görbe, a helyi maximum és minimum értekek burkológörbéje kerül kirajzolásra. A vákuummegszakítóra jellemző ismétlődő újragyulladások következményeképpen a terhelésoldali feszültségek időbeli alakulása Min/Max grafikus módban ábrázolva azonban szinte áttekinthetetlenné válik. Ezért a 8. ábra görbéit „Average" grafikus üzemmódban rajzoltattuk. Ebben a grafikus üzemmódban a kiértékelést végző szoftver automatikusan több mérési pont átlagát veszi és ezeket rajzoltatja ki. A program egyébként mindig a kurzorok által kijelölt időszakban fellépő tényleges
maximumokat és minimumokat énekeli ki — és ezeket írja ki — a választott grafikus megjelenítési módtól függetlenül. A terhelési oldalon kialakult fázis és föld közötti túlfeszültségeket illetően megállapítható volt, hogy az A-jelű megszakító esetében a végrehajtott próbák 52%-ában az elsőnek megszakító fázisban, 48%-ában pedig a másodiknak megszakító fázisban alakult ki a legnagyobb túlfeszültség. Ezek többsége ún. elfojtást csúcsként (suppression peak), kisebb részük pedig a terhelési oldalon fázis és föld között visszatérő feszültség (VSF) csúcsértékeként alakult ki. (Ezek értelmezését illetően csak utalunk a [2] szakirodalomra). Az abszolút maximumot az egyik próba során a másodiknak megszakító fázisban kialakuló VSF csúcsértéke szolgáltatta (ld. 7. ábra). Értékelhető újragyulladás az J4-jelű megszakító próbái során nem volt tapasztalható, bár két esetben kis amplitúdójú, újragyulladás-szcrű jelenség volt megfigyelhető. így például a 7. ábra görbéin az elsőnek megszakító fázisban újragyulladásra utaló feszültségugrás látható, ami azonban nehezen különböztethető meg a megszakítás előtt a másodiknak megszakító fázisban látható 33,5 kHz frekvenciájú lengéstől, amely az áramlevágást eredményező áram-instabilitási lengés következtében lépett fel. Hasonló felszültségugrás figyelhető meg a 9. ábrán, amelyik a B jelű megszakító egyik próbája során a terhelési oldalon mért fázis és föld között feszültséget mutatja. Itt az elsőnek megszakító C fázisban tulajdonképpen ismételt újragyulladás figyelhető meg. A második újragyulladás alkalmával kialakuló ún. második parallel lengés [2] frekvenciája 36,4 kHz. Hasonló frekvenciák értékelhetők ki a 6. ábra fes/.üllséggörbéiből is, ahol az elsőként és a másodiknak megszakító fázisban
m
9. ábra. A Ii-jclü megszakító terhelésoldali csatlakozóin az egyik próba során mért fázis és föld küzötli feszültségek különböző időléptékben ábrázolva Jelmagyarázat: A fázis-terhelés: Max. 3,990 kV. Min. -2.498 kV; B fázis-terhelés: Max. -2,486 kV, Min. -6,96 kV; C fázis-terhelés: Max. 9.368 kV. Min. -6,544 kV.
[OS
10. ábra. Transzformátor üresjárási áram megszakítása a /í-jelű megszakítóval. C fázisban szikraköz megszólalás u) A megszakító terhelésoldali csatlakozóin mért fázis és föld közolti feszültségek alakulása b) A C fázisban mért jellemzők alakulása más időléptékben ábrázolva Jelmagyarázat: A fázis-terhelés: Max. 8,465 kV, Min. -6,358 kV; B fázis terhelés: Max. 3,779 kV, Min. -4.913 kV; C fázis-terhelés: Max. 1,233 kV. Min. -17,165 kV; í/t-s... C fázis-táplálás; VK\ ••• C fázis-terhelés; lc ... C fázis-áram
ELEKTROTECHNIKA
Villamos gépek is újragyulladás figyelhető meg. A fi-jelű megszakító próbái során 4 megszakítás során tapasztaltunk újragyulladást. Az újragyulladások során kialakuló második parallel lengések frekvenciája 36,3 és 37,1 kHz között változott. Ezeket az értékeket összehasonlítva a két SFe gáz oltóközegű megszakító vizsgálatai során tapasztalt áram instabilitási lengések 30,0 és 36.9 kHz között változó frekvenciájával, megerősítést nyer a szakirodalomban [3] is leírt megállapítás, hogy a két lengés frekvenciája azonos nagyságrendű. Meg kell azonban jegyezni, hogy áram instabilitásra utaló lengéseket a vákuummegszakítóval végzett vizsgálatok során nem tapasztaltunk. A /i-jclü megszakító esefében a végrehajtott próbák 13%ban az elsőnek megszakító fázisban (újragyulladáskor), 87%ában a másodiknak megszakító fázisban alakult ki a legnagyobb fázis és föld között túlfeszültség. Az utóbbiak, egy kivételtől eltekintve, elfojtani csúcsként (suppression pcak) fejlődtek ki. ezek egyike {10. ábra) szolgáltatta az abszolút maximumot. A 10. ábrán megfigyelhető, hogy a kialakuló túlfeszültség halasára a C fázisban a terhelési oldalon beiktatott s/.ikraköz megszólalt. A mért túlfeszültség és a beállított megszólalási érték összehasonlítása bizonyítja a feszültségmérés megbízhatóságát. Érdemes megfigyelni a közölt diagramokon: az utolsó megszakítás pillanatában a tcrhclésoldali kapacitások földhöz kcpcsl különböző értékre vannak feltöltve. Alapoldalról leválasztott terhelési kör immáron csak a földkapacitásokon kercszlül kapcsolódik a földhöz. A kapacitásokon jelenlevő töltések
31 O
SÍ.O
23.O
24.O
2S-O
26.O
/ /. ábra. Transzformátor iiresjárási áram megszakítás az /1-jclö megszakítóval a) A megszakító icrhelésoldali csatlakozóin mert fázis és föld közölii feszültségek alakulása h) Terhelésoldali fázisok között feszültségek időbeli lefolyása Jelmagyarázta: A fázis-terhelés: Max. 2,685 kV, Min. -17,153 kV; li fázis -terhelés: Max. 4,973 kV, Min. -8,632 kV; C fázis-terhelés: Max. 1,830 kV, Min. -6,743 kV: U\B - Max. 2,579 kV, Min. -13,026 kV: C/BC ... Max. 8,891 kV, Min. -8,274 kV; UCA ... Max. 18,558 kV, Min. -5,455 kV
1998. 91. évfolyam 3. szám
átlagolódnak, a leválasztott áramkör és a föld között Uo feszültséget idézvén elő. Az egyes fázisok és föld között fellépő tranziens feszültségek erre az í/o feszültségre szuperponálódnak. amely csak nagyon lassan tűnik el (Id. 11. ábra). Az í/o feszültség legnagyobb értéke a vizsgált SF6 gáz oltóközegű megszakítók esetében túllépte a fázisfcszüllscg csúcsértékét (az A-jelű megszakító esetében 6,5 kV, a /í-jelű megszakító esetében 6,2 kV volt), a vákuummegszakító (C-jclű) esetében, nyilvánvalóan a sorozatos újragyulladások következményeként, ennél jelentősen kisebb volt (max. 4,1 kV). A vákuum megszakítóval (C-jclu) végrehajtott próbák 53%ában a terhelcsoldali legnagyobb fázis és föld közötti túlfeszültség az elsőnek megszakító fázisban, 40%-ában a másodiknak megszakító fázisban, és 7%-ában az utolsónak megszakító fázisban lépett fel. Az esetek majdnem felében a legnagyobb tcrhclésoldali túlfeszültség a fázisok és a föld között visszatérő feszültség csúcsértékeként, az esetek harmadában pedig clfojtási csúcsként (suppression pcak) alakult ki. Egy esetben az újragyulladás kezdeti feszültsége, kél esetben ún. indukált feszüliségcsúcs szolgáltatta a legnagyobb túlfeszültséget. Az utóbbiakra példaként bemutatjuk a legnagyobb fázis és föld közötti túlfeszültséget okozó megszakítás diagramját a 12. ábrán. Megfigyelhető, hogy 29,5 ms közelében mindhárom fázis megszakítása lényegében megtörtént, amikor az A fázisban újragyulladás következett be. A meredek fcszüllscgváltozás a terhelcsoldali kapacitások töltéscinek nagyfrekvenciájú lengését idézte elő. A nagyfrekvenciájú túlfeszültségek szuperponálódtak a B és C fázis Icrhelésoldali lengéseire, de nem idéztek elő újragyulladást ezen fázisokban. A B fázisban kialakult feszüliségcsúcs szolgáltatta a vákuummegszakílóval előidézett legnagyobb fázis és föld közötti túlfeszültséget a terhelési oldalon. Hasonló jelenség figyelhető meg a 13. és 14. ábrák diagramjain is. Ebben az esetben is mindhárom fázisban megtörtént már a megszakítás, amikor az A fázisban újragyulladás következett be. A másik két fázisra áttételeződő feszültségtranziensek hatására ezekben is újragyulladás következett be, majd a három fázis egyidejűleg, véglegesen megszakított. Az 14. ábrán jól látható, hogy a végleges megszakítást megelőzően az újragyulladás is egyidejűleg következett be a három fázisban. Fontosnak tartjuk megjegyezni, hogy bár a vákuum megszakító mindig sorozatos újragyulladások után szakított meg, az SFÖ oltóközegű /í-jelű megszakító próbái során tapasztalt 36,3...37,l kHz frekvenciájú második parallel lengések egyetlen esetben sem alakultak ki. Ez feltehetőleg azzal magyarázható, hogy a vákuummegszakítóban kialakult átütési csatornák az első parallel lengések után nem rendelkeztek a második parallel lengés kialakulásához elegendően nagy vezetőképességgel. A terhelési oldalon mért legnagyobb fázis és föld közötti túlfeszültséget az üzemi fázisfcszültscg csúcsértékéhez viszonyítva ez az arány az A-jelű megszakító esetében 3,62-re, a /i-jelű megszakító esetében 3,24-rc, a C-jcIG megszakító esetében pedig 2,46-ra adódott. Az A~ és /i-jelű megszakítók cselében a legnagyobb fázis és föld közötti túlfeszültséget a terhelési oldal erősen csillapított, aperiodikus visszatérő feszültségének csúcsértéke szolgáltatta. Ennek megfelelően a fcszültségváltozás legnagyobb kezdeti meredeksége az áramlevágás következtében kialakuló túlfeszültségek esetében nem lépte túl a 0,16 kV/[is értékel. A /í-jelű megszakító cselében tapasztalt újragyulladások során kialakult fcszültséglcngcsek átlagos meredeksége azonban ennél lényegesen nagyobb volt, maximum 0,94 kV/|is értéket ért cl. De a csúcstól csúcsig mért legnagyobb feszül tségugrás nagysága az üzemi fázis feszültség csúcsértékének csak 2,2-szcrcsc volt.
109
Villamos gépek A lerhelésoldali fázis cs föld közölii túlfeszültség legnagyobb éríéke :i vákuummegszakító esetében mindig sorozatos újragyulladás után alakult ki, két esetben indukált feszültségcsúcsként, míg az összes többi esetben az időben sokkal kevésbe meredek lefolyású terhelésoldali visszatérő feszültség szolgáltatta a maximumot. Bár az abszolút maximum lényegesen elmarad az SFÖ oltóközegű megszakítók által előidézett legnagyobb túlfeszültségekhez képest, különösen figyelemreméltóak az újragyulladások során tapasztalt meredek — cs esetenként nagy, a fázis és föld között kialakult legnagyobb túlfeszültségnél is nagyobb — feszültségugrások. A feszültségugrások kiértékelhető legnagyobb átlagos meredeksége 17,3 kV/jas volt, ami nagyságrendekkel nagyobb, mint az. SFY, oltóközegű megszakítók esetében tapasztalt legnagyobb meredekség. Az újragyulladások során fellépő meredek feszültségváltozások természetesen nemcsak a fázisok és a föld között lépnek fel, de megjelennek a fázisok között is (Id. 14.-/5. ábra), ami a transzformátor menetszigetelcsenek igénybevétele szempontjából figyelemreméltó.
•
S8-? 58 8 3B.« 2Q.O 29 1 H1.3 2« 3 3v d)
4
M
fi j o
&
2? j „ ,
12. ábra. Transzformátor üresjárási áram megszakítása a C-jelű megszakítóval a) Terhelésoldali fázis és föld közötti feszültségek időbeni lefolyása b-c-d) Az egyes fázisok és föld közötti feszültségek nyújtott időléptékben külön kirajzolva Jelmagyarázat: A fázis-terhelés; Max. 6,451 kV, Min. -8,446 kV; lí fázis-terhelés: Max. 477,375 V, Min. -13,207 kV; C fázis-terhelés: Max. 7.936 kV. Min. -1,074 kV Megjegyvh: a: ni dlagrtim görbéinek tírafefliása „Avurage™ xntjiha iizemnukllmn történt, ezért at Afiaii i\jrtigyul)ailása nyomán fellép/l msxfrtkwneiájú auptrponáh lengéseket o plolttr khlmltja.
10
13. ábra. Transzformátor üresjárási árain megszakítása a C-jelü megszakítóval a-b-c) Terhelésoldali fázis és föld közötti feszültségek időbeli lefolyása
ELEKTROTECHNIKA
Villamos gépek 4. Következtetések A valóságos üzemi viszonyok között elvégzett vizsgálatok azt igazolták, hogy az üresenjáró száraztranszformálor állandósult mágnesező áramát — amint az várható volt — mind a három különböző ívoltó rendszerű megszakító áram levágással szakította meg, de az áramlevágások és újragyulladások következtében a terhelési oldalon, külön túlfeszültség-korlátozók igénybevétele nélkül kialakult fázis és föld között túlfeszültségek nem tekinthetők veszélyes mértékűnek. A [4] szerint még az SF(, oltóközegű megszakítók által előidézett nagyobb amplitúdójú túlfeszültségek is a száraztranszformátorok esetében elvárható nagyságrendeken belül vannak. Külön megfontolás tárgyát képezik a vákuum megszakító működése során, az ismétlődő újragyulladások alkalmával tapasztalai meredek feszültségváltozások. Megfelelő adatok és lapasztalatok hiányában a megengedhető úU/dl értekét illetően csak becslésre hagyatkozhatunk. Az | 5 | szerinti gondolatmenetei követve induljunk ki abból, hogy a transzformátor szigetelése megfelel az 1,2 kV/50 [is-os szabványos teljes hullámmal végzett szabványos lökőíeszültség-próba követelményeinek. Ebből kiindulva egy megengedhető óU/dt érték határozható meg, ha az 1,2 kV/50 [is-os lökőhullámot redukált csúcsértékkel vesszük számításba. Számoljunk például a szabványos lökŐpróba-fcs/.ültség csúcsértékének (U w ) 65%-ávaI. A választás óvatossága azzal indokolható, hogy meg kívánjuk akadályozni a szigetelés gyorsuló Öregedését túl gyakori kapcsolások esetében. Az űjragyulladásokat követő feszüftségváltozás megengedhető átlagos meredeksége a szabványos lökőhullám homlokának a csúcsérték 30 és 9()'/( -a közli szakaszának átlagos meredekségéből határozható meg, ezen a szakaszon belül ugyanis az emelkedés közelítőleg lineáris. Ha feltételezzük, hogy a transzformátor névleges lökőpróba-feszüllsége a |6J szabvány V. Táblázata szerinti kisebb értékkel (40 kV) egyenlő, akkor a feszültségváltozás mciíennedhető átlagos meredeksége:
32.2
32 4
32.6
32.8
33.O
33.2
S3.4
33 4.
33.6
34.O
34 2
3O A
34 6
14. ábra. Transzformátor ürcsjárási áram megszakítása a C-jelfi megszakítóval a) A 13. ábra szerinli megszakítás során mén pólusfesziillségek /;) Terliclésoldali vonali fcs/.iillscgck
Sm. = °'6*°-TJ!W = 0.54*40 = 21,6 kV/US
1,2/ 1,6/ Ha az így kapott értéket összehasonlítjuk a terhelésoldali túlfeszültségek görbéiből kiértékelt fázis és fold közötti feszültségugrások max. 17.3 kV/(ls és a fázisok közötti feszültségugrások max. 9.0 kV/jis körüli átlagos meredekségével megállapítható, hogy a vákuummegszakító ismétlődő újragyulladásai során tapasztalt feszüllségváltozások sebessége a becsléssel megállapított megengedhető érték alatt maradt. Irodalom 111 IEC Publication 56 (4lh Edilion, 1987): High-vollage alternating-currenl
circuii-breaken; |2] .V. Bernerydei al — (C1GRE WG 13.02): Intenupiion of small inductive cuircnis. Chapters 1 and 2: „Iniicxluction, Definiiions and Physical Phenomena al inierniplion of small inductive cunenls." Eleclra No. 72. 1980, p. 73-103. [3] S. Iteimrydel al — (C1GRE WG 13.02): lnlerruplion of small induclivc cunv:iils. Chapter 5: „Swiching of tinloaded Iransformers. Pait 1: Basic llieory and single phase iransfonner ínierruplion. Eleclra No. 133, 1990. p. 78-107. |4] .V. Berneryd ct al — (CIGRE WG 13.02): lnterruption of small induclive currents. Chapler 5: "Swilching of unloaded transfonners. pari 2: Threephase transformer intenuption, reignition, phenomena, lest rcsults and conclusiotis,,. Eleclra No. 134, 1991, p. 23-45. [5] S. A. Mtimix: Consideralions on the specificalion of circuil-breakers inlendcd (n inlermpl small induclive current. Eleclra No. 147, 1993, p. 45-69. |6] IEC Publication 726 (lst Edilion, 1982): Dry-lype power iransformers.
1998. 91. évfolyam 3. szám
15, ábra. Transzformátor üresjárási árain megszakítása a C-jelű megszakítóval a) Terhelésoldali Fázis és föld közötti feszültségek időbeni lefolyása b) Terhelésoldali fázisok közötti feszültségek időbeni lefolyása Jebnufivardzai: A fázis-terhelés: Max. 10.590 kV, Min. 74,422 V; B fázis-terhelés: Max. 7,697 kV, Min. -9,567 kV; C fázis-terhelés: Max. 2,068 kV. Min. -7,439 kV
III
Teljesítményelektronika
Hibrid villamos autók Dr. Kurutz Károly
Bevezetés Villamos autók tekintetében a jövő év világszerte nagy fordulópontot jelent. 1998-ban lép ugyanis életbe az ún. Kalifornia-törvény első szakasza, amelynek értelmében ebben az államban minden eladott új gépkocsi 2%-ának légszennyezés-mentesnek kell lennie. 2001-re ennek az aránynak 5%-ra kell nőnie, majd 2003-ra cl kell érnie a 10%-ot. Ez a törvény nagy kihívást jelent nem csak az amerikai autógyáraknak, hanem világszerte az exportban érdekelt minden autógyártó ipari nagyhatalomnak, így Japán, Franciaország és Németország is nagy fejlesztésekbe kezdett. Az utóbbiak egy most megjelent energetikai szakcikkben [1] már a lemaradásukról írnak annak ellenére, hogy 1996 júliusában tartották Rügcn szigetén a villamos autók nagy terepbemutatóját, amelyen azonban mindössze 7 egyedi gyártású — vagyis villamossá átalakított — német gépkocsi jelent meg. A villamos autók — vagy hivatalos nevükön a villamos hajlású közúti járművek — már az elmúlt századforduló előtt, gyakorlatilag a belsőégésű motoros autókkal egyidőben megjelentek az utakon, hiszen hajtómotorként készen állt a trakcíós célokra kiválóan alkalmas soros gerjesztésű egyenáramú motor, és az ólomakkumulátor mint energiatároló sem volt jelentősen nagyobb fajlagos tömegű, mint a mostani — 100 évvel későbbi — típus. További előnyt jelentett még, hogy akkoriban üzemanyagtöltő-hálózatról még nem is beszélhettünk, az nem is volt mérhető a maihoz, igaz a villamosítás is kezdetlegesebb volt. Azóta a villamos autók a versenyben rendkívüli mértékben lemaradlak annak ellenére, hogy a teljesítményelektronika megjelenésével a villamos hajtás szerepe minden területen előtérbe került.
A villamos hajtás Az 1900-as évek elején — a főként teherszállításra alkalmas — villamos gépjárművek táplálására kizárólag ólomakkumulátorokat alkalmaztak. A soros gerjesztésű egyenáramú motorok indítására a telepeket párhuzamosan, majd sorba kapcsolták, és előtétellenállások beiktatásával érték el a fokozatosságot. Már az 1970-es évek elején az egyre nagyobb teljesítmények irányába tért nyerő félvezetőkutatás hatására megjelentek az első 100 A, 500 V nagyságrendű tirisztorok, és ezek segítségével megalkották az első egyenáramú szaggatókat (choppereket). Ez a fejlődés lehetővé tette egyrészt a motorok közel Dr. Kurutz Károly okl. villamosmérnök, egyetemi tanár, BME Közlekedcsvilkimossági Tanszék, a MEE tagja. Szakmai Icklor: l)i: Frank Tibor
1998. 91. évfolyam 3. szám
veszteségmentes indítását, másrészt lehetőséget nyitott a viszszatáplálásos fékezésre is. Ehhez — trakciós célokra — szabályozott külső gerjesztésű hajtásokat hoztak létre, amelyek alkalmasak voltak mozgó alkatrészek nélküli gyors motor-generátorüzemi átkapcsolásokra, ill. fokozatmentes áramkorlátozott szabályozásokra. Úgy tűnt, hogy ezzel a módszerrel versenyképessé válik a villamos autó — különösen az 1-2 személyes kiskocsik és a teherszállítók — városi közlekedés céljára. A nagysebességű kapcsolótirisztorok és a nagyteljesítményű tranzisztorok újabb térhódításával az 1980-as évek elején lehetővé vált az egyenáramú villamos gépek felcserélése, mivel ezek kommutátoraival nehézségek mutatkoztak. A háromfázisú inverterek technikájának fejlődésével először a kalickás aszinkron, majd a permanens mágneses forgórészű szinkrongépek kerültek előtérbe, mivel ezek karbantartása gyakorlatilag nem jelentett gondot. Ezzel voltaképpen eljutottunk a villamos autók fejlődésének mai szakaszához. Az inverterek megjelenésével lehetőség mutatkozott az ún. fedélzeti áramellátás mozgó alkatrészek nélküli megoldására is. Ezalatt a járművilágítás, és a kényelmi berendezések általában 12 V-os feszültségszintű hálózatára gondolunk, amely természetesen külön kis akkumulátorról üzemeltethető, de DC/DC inverteren át a hajtás céljaira szolgáló nagy telepről kapja táplálását. Ugyancsak a teljesítményelektronika nyújtott lehetőséget az energiaellátására is. Az akkumulátorok töltésére otthoni garázshasználatra egyfázisú töltők épültek a gépkocsikba, munkahelyi töltésre nagyobb teljesítményű 3 fázisú gyorstöltők is szolgálhatnak, újabban pedig egyre terjednek a fotovillamos töltők, és egyedi szélerőművek, mivel ezek energiafelhasználása elvileg ingyenes. Irodalmi adatok szerint külföldön városi töltőoszlopokhoz kapcsolt bértaxik beállítását tervezik — néhány nagyvállalat és cég finanszírozásával — közös használatra a város területén belül,
A villamos energiatárolás A villamos hajtású gépkocsik lemaradásnak jelenleg már egyedüli okát az energiatárolás mindmáig gyakorlatilag megoldatlan voltában látjuk, és ezt nemcsak a villamos járművek esetében, hanem a technika minden területéről elmondhatjuk. Még a mai korszerűnek nevezett korunkban is az erőművek energiájának tárolására a nukleáris és a fosszilis anyagok elégetése mellett csak a víz — mint könnyen szállítható tömeg — energiájának felszivattyúzása és visszafolyatása révén, mintegy összesen 50%-os hatásfokkal való hasznosítására van ésszerű lehetőség. Ugyanakkor közismert az atomhulladékok tárolásának egyre növekvő gondja, és a fosszilis anyagok
13
Teljesítményelektronika elégetéséből származó ugyancsak világviszonylatban jelentkező környezetkárosító hatás is. Főként éppen a villamos autók fejlesztésének hatására indult meg a kutatómunka, elsősorban az akkumulátorok fajlagos tárolóképességének és többi paramétereinek javítására. Ennek problémának a megoldása igen nagy jelentőségű, legalább olyan horderejű lenne, mint a félvezetőtechnikáé a 20. század második felében, hiszen ha a folyékony hajtóanyag fajlagos lárolóképcsségét tartállyal együtt az autókban használt starter akkumulátorokéhoz hasonlítjuk, az olajszármazékoké kereken százszor nagyobb. Vagyis gyakorlatilag 1 liter benzinnek motorban való elégetésekor ugyanakkora hajtócnergiát nyerhetünk —- a belsőégésű motor 35%-os hatásfokát is beleszámítva —, mint amekkorát 100 kg tömegű ólomakkumulátorban tudunk tárolni. Hangsúlyozzuk, hogy ez az arány csak tájékoztató jellegű, és az újabb kutatási eredmények már valamivel kedvezőbb viszonyokat mutatnak, de a nagyságrendek sajnos változatlanok. Ennek következtében erőművi energiatárolás céljára az akkumulátor szóba sem jöhet. Számszerű adatokkal a hivatkozott szakirodalmakban |2, 3, 4[ találkozhatunk, de tájékoztató jelleggel az /. táblázatban is megemlítünk néhányat. /. táblázat. Különböző akkumulátortípusok műszaki összehasonlítása
az árut szállító villamos targoncák látványa napjainkban máiteljesen megszokott. Figyelembe véve viszont, hogy a gépjárművek útvonala csak részben halad át sűrűn lakott városrészeken, a korszerű környezetvédelem előírásai szerint ki lehetne jelölni olyan városrészeket — és erre van már példa is —, amelyeken csak zérus emissziójú villamos autók hajthatnak át, és a belsőégésű motoros járműveket kerülő útvonalakra kényszerítenénk. Ez viszont azt jelentene, hogy az ilyen városrészben lakó gépkocsitulajdonosok nem használhatnák hagyományos autójukat, és azok az üzletek, amelyek ilyen körzetben vannak, nem kaphatnának a megszokott módon áruellátást. Az ilyen jellegű problémák megoldására szolgái a hibrid villamos autó, amely akkumul át orról és belsőégésű motorról egyaránt képes járni. Minden gépkocsitulajdonos tudja ugyanis, hogy minden belsőégésű motornak van egy olyan optimális fordulatszám-tartománya, amelynél a jármű a legnyugodtabban jár, és legkisebb a fogyasztása is, vagyis minimális a környezetszennyezése. Világszerte megindultak tehát a kutatások hibrid villamos autók kifejlesztésére, amelyekben van villamos hajtómotor és belsőégésű motor-generátor gépcsoport, valamint folyékony üzemanyagtartály és akkumulátor egyaránt. A két motor járhat egyszerre és külön-külön is, vagyis kizárólag villamos hajtással átmehet a belvároson, együttes — soros — üzemben pedig a külvároson és az országutakon járhat. Az ilyen gépjárműveket soros hibrideknek nevezzük. A jármű várakozása esetén természetesen az akkumulátorok tölthetők a generátorról, vagy ha arra lehetőség adódik, a villamos hálózatról is.
/. ábra. Soros hibrid autó
Ciklusszám alatt az akkumulátor teljes feltöltéseinek és kisütéseinek számát értjük, a jósági mutató pedig arra ad felvilágosítást, hogy azonos tömegű akkumulátorral mekkora halótáv érhető el azonos üzemviszonyok között. Itt kell megjegyezni, hogy a németek által kísérleti viszonyok között működő nátrium-kén (Na-S) akkumulátor üzemi hőmérséklete 350—370 °C körüli érték, ami azt jelenti, hogy üzembe helyezés előtt erre a hőmérsékletre kell előmelegíteni, majd üzem közben a telep vesztesége ezt a hőmérsékletet tartja kellő hőszigetelés mellett. Erről számol be részletesen a már említett [4] cikk. A táblázat utolsó oszlopában feltüntetett Li-FeSi, ill. a Lilhium-polimer cellák egyelőre még csak kísérleti állapotban vannak.
Az energiaellátás Marad tehát a villamos autó gyakorlatilag egyetlen problémája az energiatárolás, amely a sok könyezetvédelmi szempont mellett, ha nem is gátolja, de mindenképpen lassítja annak elterjedését. Az akkumulátorok ellen szól még az az érv is, hogy a bennük tárolt energiát is villamos erőmű állítja elő, ami szintén környezetszennyező, bár nem a sűrűn lakott városok levegőjét rontja közvetlenül, hanem azon kívül, emberi településektől távolabb. További környezetszennyező szempont az elhasznált akkumulátorok regenerálásakor keletkező hulladék feldolgozása. Apályaudvarokon és üzemi gyártócsarnokokban 14
Az /. ábrán egy ilyen soros hibrid elvi vázlatát mutatjuk be. Ennek a megoldásnak az a hátránya, hogy a gépek teljesítményét négyszeresen kell beépíteni a járműbe, mégpedig a villamos motorba, az akkumulátorba, a töltő generátorba és a belsőégésű motorba. (Az üzemanyagtartály tömege elhanyagolható).
2. ábra. A párhuzamos hibrid uuló
Az IEEE Spectrum 1995. júliusi száma [5] emellett a párhuzamos hibrid villamos autó elvi ábráját is közli, amely a 2. ábra szerint lehetőséget ad az előbbi üzemmódokon kívül a villamos és a belsőégésű motor együttes — vagyis párhuzamos — üzemére is két tengelykapcsolón és a hajtóművön keresztül. Ezáltal azonos hajtóteljesítmény elérésére csak fele akkora gépekre és akkumulátorra van szükség, hiszen a kritikus esetekben, pl. emelkedőben mindkét motor együttesen hajthatja az ilymódon is kisebb Önsúlyú járművet. A 3. ábra ugyanebből a cikkből a csupán villamos, a csak belsőégésű motoros és a ELEKTROTECHNIKA
Teljesítményelektronika hibrid jármű eseteire mutatja a belsőégésű motor teljesítményét a zérus emisszióval megtehető hatótávolság függvényében. A szélső esetek mellett szimbolikusan a csupán kisegítő villamos, ill. a csak halótávnövelő belsőégésű motoros hajtás eseteit is feltüntettük. A hibrid megoldás előnyeiről leg3. ábra. Hagyományos—hibrid—villamos autó C inkább meggyőző összehasonlítása j diagramokat a 4. ábrán mutatjuk be. Itt egy 3500 kg össztömegű, 40 kW teljesítményű, villamos motorral hajtott, 36 cellájú, 34 kWh tárolóképességű akkumulátorral ellátott soros hibrid villamos autó hatótávolságának növekedését mutatjuk be folytonos vonallal arra az esetre, ha a motor-generátor gépcsoport telje2 A sítményét növeljük. Germátor leljesitmény, (Látható, hogy a 4, ábra. Soros hibrid autó hatótávolsága a 40 kW-os motort generátor teljesítményének függvényében csak az akkumulátorról hajtva 100 km tehető meg. Ha viszont egy 3 kW-os gépcsoport is táplálja eközben az akkumulátort, akkor a hatótávolság — vagy akciórádiusz — megduplázódik.) A diagramon látható meg, hogy mi történik akkor, ha a cellák számát 30, 24, ill. 18 db-ra csökkentjük. Ekkor ugyanis egyrészt a gépcsoport nélküli halótávolság csökken, másrészt ugyanakkora út megtételéhez nagyobb teljesítményű gépcsoportot kell alkalmazni. Külön vizsgálatot jelent a villamos autó fékezési energiájának visszanyerése. Több cikk számol be az ilyen kísérletek eredményéről is, amelynek alapján átlagosan ez az energia általában nem éri el a 8...20%-ot. Kísérletek folynak a fékezési energia lendkerékben való tárolására is oly módon, hogy az maga a villamos hajtómotor forgórészével azonos tengelyen legyen. Egy másik cikk [6] érdekes térbeli ábrát mutat be a 3 komponens — úgymint a belsőégésű motor-generátor, a villamos hajtás és az akkumulátor teljesítőképessége — között (5. ábra). Eszerint a csupán villamos hajtás esetén ebből két komponensre van szükség, csak belsőégésű motor hajtás esetén csak egyre (mert az üzemanyagtartály tömege elhanyagolható a motoréhoz és az akkumulátoréhoz képest), soros hibrid 1998. 91. évfolyam 3. szám
Villamos autó A
Belsőégésű motor 5. ábra. Különböző gépjárműhajtások összehasonlítása
megoldás esetén elvileg nincs szükség akkumulátorra, ezért ismét csak kettőre, a párhuzamos hibrid megoldás esetén viszont mindhárom komponensre szükség van, de csak csökkentett mértékben, és ez jelenti az optimális viszonyokat. A villamos autók előállításának költsége természetesen nagyobb, mint a hagyományos gépjárműveké. A kaliforniai fejlesztés koncepciója szerint ezeket a költségeket a hagyományos belsőégésű motoros gépkocsik árából kell majd fedezni. Ezt a tendenciát remélhetőleg a többi amerikai állam is követni fogja, sőt a környezetszennyezés és a melegházhatás csökkentése érdekében európai-, sőt világviszonylatban is bevezetésre ajánlják a többi államnak.
Villamos közúti tömegközlekedés Az autóbuszos tömegközlekedés villamosítása érdekében már évtizedek óta folynak kísérletek. Az első trolibuszok mintegy száz éve megjelentek. A felsővezetékhez kötött trolibusz, és az attól elválni képes villamos autóbusz, az ún. duobusz fejlesztésével is több országban foglalkoznak. Ennek a megoldásnak az előnye abban nyilvánul meg, hogy a lakótelepek mellett futó felsővezetékekről egy-egy hurok megtételével lehet a házak között — környezetszennyezés nélkül — az utasszállítást felsővezeték nélkül is megoldani. A megoldás előnye továbbá, hogy teljesen emissziómentesen a felsővezetékről való táplálás nemcsak a jármű hajtására, hanem a telepek feltöltésére is szolgálhat. Ilyen duobuszok áramszedőinek a felső vezetékről való leválasztására és automatikus visszahelyezésére szolgáló berendezést már 15 évvel ezelőtt az NSZK-ban fejlesztettek ki. Tisztán akkumulátoros hajtású autóbusz ésszerű méretek mellett csupán 2-3 óra hosszat képes üzemelni [7]. Ennek racionalizálása céljából már közel 20 éve folynak kísérletek az NSZK-ban olyan megoldásra, ahol az akkumulátortelepek az autóbusz utánfutóján helyezkednek el, és az automatikus gyorstöltőállomásokon a szükséges időközökben cserélik ki. Ez a meglehetősen költséges megoldás azonban — érthető okok miatt — nem igen terjed. Marad tehát itt is a hibrid megoldás, amely ugyan némileg környezetszennyező, de mégis racionális keretek között oldja meg a problémát. A már idézett IEEE lap harmadik cikke [8] a ltS
Teljesítményelektronika General Electric hibrid villamos tranzit autóbuszának fejlesztéséről számol be. Ajármíí soros hibrid kapcsolásban működik, a próbautat New York állam Schenectady városában tettek meg.
A hazai eredményekről Az első világháborút követő években a Magyar Királyi Posta előbb egy német gyártású csomagszállító villamos autót rendelt, majd saját fejlesztésben megoldotta a/.ok hazai gyártását és üzemeltetését is úgy, hogy 1926-ban már 12 villamos csomagszállító autó rótta 20 km/h sebességet alig meghaladóan Budapest belső kerületeit, 8 m űrtartalmú, 2,5 l hasznos terhel szállító fakarosszériájával. Érdemes megjegyezni, hogy a Trianon miatti gazdasági nehézségekkel küszködő ország postája elsősorban gazdasági szempontból döntött a villamos csomagszállítás mellett, hiszen a gyakori megállások miatt a viszonylag kis sebesség tökéletesen megfelelt a követelményeknek. Akkor a villamos hajtás üzemköltsége 45%-kal volt olcsóbb az Ottó-, és 14%-kal a dízelmotorénál. Az évek folyamán a villamos járművek száma 34-re növekedett, az 1940-es évek elején már 1 tonnás, 4 m hasznos űrtartalmű kivitelben is forgalomba kerültek, és az Egressy úti postai járműtelepen gondoskodtak az akkumulátorok töltéséről és az autók karbantartásáról. A járművek 14 LE teljesítményű soros gerjesztésű egyenáramú motorokkal voltak ellátva, és a korabeli tudósítás szerint 80 kWh villamos energiát fogyasztottak 100 km-en. A kocsik hatósugara 60 km volt, és kizárólag belvárosi közlekedésben használták. Némelyek ezek közül átvészelték Budapest ostromát is. Az 1970-es évek kezdetén hazai viszonylatban ugyancsak a posta kezdeményezésére készült el a Villamosipari Kutató Intézetben 10 db villamos teherszállító jármű, NDK gyártmányú Barkas típusú kisteherautó átalakításával, a teljesítményelektronika eszközeinek felhasználásával, fél tonna hasznos teher szállítására [9]. A hazai elektrobusz és a duobusz ugyancsak a VKI-ben készült egy-egy kísérleti kivitelben az OMFB támogatásával. Az 1980-as évek végén a „Puli" Jármű- és Gépgyártó Kft. új villamos kisautósorozatot fejlesztctelt ki Hódmezővásárhelyen. Az évi 200...300 darabszámra tervezett sorozat több kivitelben készült. Elsősorban kétszemélyes városi közlekedésre alkalmas megoldásban, de készült belőle kisteherautó, pólókocsi, sőt halottaskocsi is lemelői használatra. A kisautók max. sebessége 65 km/h, halótávolságuk 70... 100 km volt városi, Hl. országúti használatban. A soros egyenáramú motorok 7,4 kW-osak, 60 V/145 A, 4000/min fordulatszám paraméterekkel. A járművekben 10 db 6 V, 240 Ah kapacitású akkumulátor szolgált a hajtás céljaira, a fedélzeti üzem ellátását egy 12 V/44 Ah akkumulátor látta el. Ezt a járműtípust a hazai és külföldi kiállításokon is többszörösen publikálták, de mivel a kaliforniai esettől eltérően nem kapott központi anyagi támogatást, a gyártást néhány év múlva a gyár kénytelen volt beszüntetni.
járműveknek egyedüli kimeríthetetlen energiaforrása a Nap. A napenergia hasznosítása révén ma már rendeznek villamos autó versenyeket is. A fotóvillamos elemeket kézi kalkulátorainkban lassan megszokottnak tekintjük. Ezek hatásfoka sajnos ma még 10% körüli, 16%-os csúcselemekről a szaklapokban olvashatunk. Reméljük, hogy a jövő évezred —- de talán már a következő évszázad is — a környezetbarát cnergiaálalakítók százada lesz. Más választása nem marad az emberiségnek, hacsak nem akarja saját környezetét is tönkrelenni. Takarékoskodjunk és használjuk a hibridmcgoldásokal a közlekedésben is! Irodalom: „líiigen war kein Praxistest", Inlerview mii Ulricli Wagner, München. Energicwissenschaftliche Tagesfragen. 47. Jg. (1997) Heft 6. [2] A környezetkímélő villamos hajtású gépkocsik jelenlegi alkalmazása és jövője a közlekedésben. OMIKK Környezetvédelmi füzetek 1955/15. [3] Bruckner, W., Hellriegel, E, Schaefer, H etc: Elektro-Stra[lenfahrzeuge — eine Technik für umweltschonende Mobilitát. Encrgievvissenschaftliclie Tagesfragen, 44. Jg. (1992) Heft 6. [4] Angloher, .!., Geiger B.: Elektro-PKW mii Hochtemperalur-Bal (érien. Eine energetische Analysc. Encrgiewissenschaftliche Tagesfragen. 47. Jg. (1997)Het"tó. [5] Wouk. V: Hybrids: Then and now. IEEE Spectrum 1995. July. [6] Bates, B, (Ford Motor Co.): Getting a Ford HEV on the Koad. IEEE Spectrum 1995. July. [7] Hörömpöly, l, Kitrutz. K.: Különleges autómotorok. 7. fejezet. Villamos hajtású gépjárművek. Műszaki Könyvkiadó. 1981. [8] Kiiig, R. D., Haefner, K. B., Salasoo, L. & Koegel, R. A. (General Electric Co.): Hybrid Electric Transit Bus, Pollittes less, conserves Fuel. IEEE Spectrum 1995. July. [9] Villamosipari Kutató Intézet Közleményei, Budapest. Í979. 6. kötet. [10] DK Bencze János: Szabálytalan gondolatok a villamos hajtású autóról. Elektrotechnika 1996. április 191—195. o. [1]
Összefoglalás A fosszilis energiahordozók árának növekedése, és ezzel együtt előfordulásuk világméretű csökkenése előbb-utóbb rákényszeríti az emberiséget a villamos autók használatára. Az űrkutatásban való alkalmazásukról nap mint nap hallunk, ezeknek a In
ELEKTROTECHNIKA
Szabványosítás
Az elektrotechnika területeit érintő, 1997. IV. negyedévben közzétett magyar szabványok jegyzéke Összeállította: Littvay Alajos (MSZT) Jelmagyarázat MSZ EN... Európai szabványt szöveghűen bevezető magyar szabvány jelzete; MSZ IEC... IEC szabványt szöveghűen bevezető magyar szabvány jelzete; idt (az angol identical szó rövidítése) a szerkezet és a műszaki lartalom teljes azonosságának a jele; eqv (az angol equivalent szó rövidítése) a szerkezet és a műszaki tartalom jelentéktelen műszaki eltérések melletti megegyezőségénekjele. Jóváhagyó közieményes bevezetéssel: európai vagy nemzetközi szabvány angol nyelvű változatának magyar eímoldallal történő bevezetése MSZ 15985:1997 120 kV feszültségű szabadvezetékek és gyűjtősínek relévédclmi és automatikarendszere — Az MSZ-09-00.0228:1988 helyett — A szabvány a I2Ü kV-os névleges feszültségű szabadvezetékek és gyűjtősínek zárlatvédelmeinek és üzemzavari automatikainak rendszerére, a 120 kV-os megszakítóberagadási védelemre, azok létesítésére és a velük szemben támasztott követelményekre ad előírásokat. E szabvány csak újonnan létesítendő. Hl. felújításra kerülő berendezésekre vonatkozik. MSZ EN 60947-2:1997 Kisfeszültségű kapesoló- és vezérlőkészülékek. 2. rész: Megszakítók (IEC 947-2:1995) — Az MSZ EN 60947-2:1994 helyeit — (idt EN 60947-2:1996. idt IEC 947-2:1995) E szabvány olyan megszakítókra érvényes, amelyek főérintkezőit 1000 V váltakozó feszültséget vagy 1500 V egycnfeszültségel meg nem haladó névleges feszültségű áramkörökhöz való csatlakozására használják. E szabvány a biztosítóval egybeépített megszakítókra vonatkozó kiegészítő követelményeket is tartalmazza, és vonatkozik bármely névleges áramú és szerkezeti kialakítású, valamint javasolt alkalmazású megszakítókra. Azokra a megszakítókra vonatkozó követelményeket, amelyek szivárgóáram-védelemre is szolgálnak, a B melléklet; az elektronikus táláramvédelemmel rendelkező megszakítók kiegészítő követelményei az F melléklet; az IT hálózati rendszerekhez szolgáló megszakítók kiegészítő követelményei a H melléklel tartalmazza. Közvetlen motorvédő kapcsolókként használt megszakítókra kiegészítő követelményeket — a kisfeszültségű kontaktotokra és a motorvédő kapcsolókra alkalmazható — IEC 947-4-1 adja meg. Épületekben és hasonló alkalmazásokban a villamos berendezés védelmére szolgáló, és szakképzetlen személyek által való használatra tervezett megszakítókra vonatkozó követelményeket az TEC 898; berendezések (például villamos készülékek) számára szolgáló megszakítókra követelményeket az IEC 934 tartalmaz. Egyes sajátos alkalmazásokra (például: vontatás, hengerművek, vízijármövek céljára) különleges vagy kiegészítő előírások lehetnek szükségesek. Szakmai Icklor: Somaijai Lajos okl. villamosmérnök
998. 91. évfolyam 3. szám
MSZ EN 60947-4-1.1992/A1:1997 Kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőkészülékek. 4. rész: Kontaklorok és motorvédő kapcsolók. Első főfejezet: Elektromechanikus kontaktorok és motorvédő kapcsolók (IEC 947-4-1:1990/A l: 1994) — Az MSZ EN 60947-4-1:1993 módosítása — (idt EN 60947-4-1:1992/A1:1995, idt IEC 947-4-1 Amend. 1:1994) MSZ EN 60998-2-4:1997 Csatlakozóelemek kisfeszültségű áramkörök számára, háztartási és hasonló célokra. 2—4. rész: Egyedi követelmények rácsavarásos csatlakozóelemekre (IEC 998-2-4:1993) — Az MSZ-05-45.1614:1985 helyett — (idl EN 60998-2-4:1993, idt IEC 998-2-4:1993) E szabvány két vagy több, előkészítés nélküli, az IEC 228-nak megfelelő merev és/vagy hajlékony, 0,5 mm2-től 16 mnr-ig (bezárólag) terjedő keresztmetszetű rézvezetők csatlakoztatására szolgáló, ráesavarásos csatlakozóelemekre vonatkozik. A csatlakoztatott vezetők összkeresztmetszete a 35 mm~-t nem haladhatja meg. E szabvány hatálya olyan, legfeljebb 1000 V váltakozó feszültségű és 1500 V egyenfeszültségű, kisfeszültségű áramkörökre terjed ki, amelyeknél a villamos energiát háztartási és hasonló célokra alkalmazzák. E szabványt az 1. résszel együtt kell használni. E szabvány olyan TOCD-kre vonatkozik, amelyeket elsősorban kézzel történő alkalmazásra terveztek. {TOCD — twisl-on connecting device — a ráesavarásos csatlakozóelem rövidített megnevezése.) Egyes TOCD-k azonban, például nagy keresztmetszetek esetén, szükségessé tehetik az adott TOCD-ra tervezett szerszám alkalmazását. MSZ EN 61543:1997 Háztartási és hasonló jellegű, érintésvédelmi célú áram-védőkészülékek. Elektromágneses összeférhetőség (IEC 1543:1995) (idt EN 61543:1995, cqv IEC 1543:1995) Ez a nemzetközi szabvány az. elektromágneses összeférhetőség (EMC) biztosítására irányul, az, áram-védőkapcsolást (maradékáram-védelmet) ellátó olyan készülékeknél, amelyek névleges feszültsége a 440 V váltakozó feszültséget nem haladja meg, és amelyek elsősorban áramütés elleni célra szolgálnak. Olyan környezeti feltételekre vonatkozik, amelyek a kisfeszültségű közüzemi vagy hasonló hálózatokhoz csatlakoztatott létesítményekben lépnek fel. Az EMC biztosításához irányelvként szolgálhat biztonsági célra szolgáló egyéb termékeknél is, vagy elektronikus áramköröket tartalmazó termékeknél, és amelyeknél az üzemeltetés folytonosságának magas szintje követelmény. Termékszabványokban nem szereplő EMC vizsgálati követelmények esetében erre a termékcsoport-szabványra célszerű hivatkozni. MSZ EN 60335-2-42:1997 Háztartási és hasonló jellegű villamoskészülékek biztonsága. 2. rész: Nagykonyhai villamos légkavarásos sütők, gőzzel főző szekrények és gőzkavarásos sütők egyedi előírásai (IEC 335-2-42:1994) — Az MSZ IEC 335-2-42:1993 és az MSZ IEC 335-2-46:1993 helyett — (idt EN 60335-2-42:1995, idt IEC 335-2-46:1993)
17
Szabványosítás E szabvány a nagykonyhai (nem háztartási felhasználásra szánt) villamos légkavarásos sütőkre, gőzzel főző szekrényekre, gőzkavarásos sütőkre, és az ilyen célokra szolgáló gőzgenerátorokra vonatkozik, amelyek névleges feszültsége fázis és nulla közé kapcsolt egyfázisú készülékeknél 250 V-nál, egyéb készülékeknél 480 V-náí nem nagyobb. Az egyéb energiát használó készülékek villamos részei is e szabvány hatálya alá tartoznak. Az ésszerűség határáig e szabvány figyelembe veszi az ilyen készülékek által okozott szokásos veszélyeket. Nem vonatkozik e szabvány: — az olyan készülékekre, amelyekben a sütési-főzési folyamat nem csak gőzzel való közvetlen érintkezés, hanem az élelmiszereknek részleges vagy teljes folyadékba merülése útján megy végbe; — a kifejezetten ipari célokra tervezett készülékekre; — az olyan készülékekre, amelyeket különleges környezetben használnak, például olyan helyen, ahol a légkör korróziót idéz elő vagy robbanásveszélyes (por, gőz vagy gáz); — a folyamatos üzemű, nagy mennyiségű élelmiszer előállítására alkalmas készülékekre; — mikrohullámú sütőkre; — az elektródfűtésű készülékekre. MSZEN 60730-2-1:1997 Automatikus villamos szabályozó- és vezérlőkészülékek, háztartási és hasonló jellegű alkalmazásra. 2. rész: Háztartási villamos készülékekhez szánt villamos szabályozó- és vezérlőkészülékek egyedi követelményei (IEC 730-2-1:1989, módosítva) (idt EN 60730-2-1:1997, eqv IEC 730-2:1989) E szabvány az olyan automatikus villamos szabályozó- és vezérlőkészülékekre (röviden: SZV-készülékekre) vonatkozik, amelyeket az EN 60335-1 és annak 2. részeinek hatálya alá tartozó villamos berendezésekben vagy azokhoz kapcsolódva alkalmaznak, ha csak mást nem ír elő a vonatkozó EN 60730 2. rész. E szabvány vonatkozik a belső biztonsági jellemzőkre, az üzemi értekekre, az üzemidőkre és a működési sorozatokra, ahol ezek a berendezés biztonságával kapcsolatosak, valamint azoknak az automatikus SZV-készülékeknek a vizsgálatára, amelyeket háztartási- vagy hasonló berendezésekben vagy ilyenekkel kapcsolatban alkalmaznak. Érvényes azokra az automatikus villamos SZV-készülékekre, amelyeket mechanikusan vagy villamosán működtetnek, és olyan jellemzőket, mint a hőmérséklet, a nyomás, az időtartam, a nedvesség, a fény, az elektrosztatikus hatások, az átfolyás vagy folyadékszint, az áram, a feszültség, vagy a gyorsulás stb. érzékelnek vagy ilyeneket szabályoznak, ill. vezérelnek. Hatályos azokra az indító jelfogókra is, amelyeket különleges SZV-készülékként terveztek, motorok indító tekercsének a kapcsolására. Az ilyen SZV-készülék a motorba beépíthető vagy attól külön szerelhető fel. E szabvány azon kézi működtetésű SZV-készülékekre vonatkozik, amelyek az automatikus SZV-készülékkel villamosán és/vagy mechanikusan egy egységet képeznek. Az olyan kézi működtetésű kapcsolókra, amelyek nem részei az automatikus SZV-készüléknek, a követelményeket az IEC 328 tartalmazza. Ez a szabvány azokra az SZV-készülékekre vonatkozik, amelynek névleges feszültsége legfeljebb 660 V, és névleges árama legfeljebb 63 A; továbbá érvényes az elektronikus építőelemeket tartalmazó SZV-készülékekre is. Ez a szabvány nem veszi figyelembe az SZV-készülék automatikus üzemének megszólalási értékét, ha ez a megszólalási érték az SZV-kcszüléknek a berendezésbe való beépítési módjától függ. Ha a megszólalási értéknek a felhasználó vagy a környezet biztonsága szempontjából különös jelentősége van, akkor ezt az értéket a 118
háztartási berendezés vonatkozó szabványa, vagy a gyártó adja meg. MSZEN 60730-2-3:1997 Automatikus villamos szabályozó- és vezérlőkészülékek háztartási és hasonló jellegű alkalmazásra. 2. rész: Fénycsőelőtétek hővédelmi eszközeinek egyedi követelményei (IEC 730-2-3:1990, módosítva) (idt EN 60730-2-3:1991, eqv IEC 730-2-3:1990) E szabvány az EN 60920 hatálya alá tartozó fénycsőelőtétekhez alkalmazott hővédelmi eszközökre vonatkozik. Az e szabvány szerinti hővédelmi eszközök különböző gázkisülésű lámpák előtétéihez alkalmazhatók. E szabvány a saját biztonsági jellemzőkre, az üzemidőkre, a működési értékekre és a működési sorozatokra vonatkozik, ahol ezek a berendezés biztonságával kapcsolatosak, valamint azoknak a hővédelmi eszközöknek vizsgálatára, amelyeket fénycsőelőtétek tú (melegedéstől való védelmére alkalmaznak. A szabvány azokra az előtét-hővédelmi eszközökre vonatkozik, amelyeknek névleges feszültsége — váltakozó áram esetén — 600 V, 50 Hz-en vagy 60 Hz-en. E szabvány nem vonatkozik az előtétek más védelmi célokat szolgáló eszközeire, és a kézi működtetésű lekapcsolóeszkózökre. E szabvány nem veszi figyelembe az SZV-készülék automatikus üzemének megszólalási értékeit, ha az ilyen megszólalási érték az SZV-készüléknek a berendezésbe való beépítésének a módjától függ. MSZEN 60071-1:1997 Szigeteléskoordináció. 1. rész: Fogalommeghatározások, elvek, szabályok (IEC 71-1:1993) — Az MSZ 9250-1:1980 helyett — (idt EN 60071-1:1995) MSZ IEC 50(603): Í997* Nemzetközi elektrotechnikai szótár. 603. kötet: A villamos energia termelése, átvitele és elosztása. Energiarendszer tervezése és irányítása (idt IEC 50(603): 1986) "MSZEN60865-1:1997 Zárlati áramok. Hatásszámítások. 1. rész: Fogalommeghatározások és számítási módszerek (IEC 865-1:1993) (idt EN 60865-1:1993) *MSZ IEC 909:1997 Zárlati áramok számítása háromfázisú váltakozó áramú rendszerekben (idt IEC 909:1988) *MSZ IEC 909-1:1997 Zárlati áramok számítása háromfázisú váltakozó áramú rendszerekben. 1. rész: Tényezők a zárlati áramok IEC 909 szerinti számításához, háromfázisú váltakozó áramú rendszerekben (idt IEC 090-1:1991) *MSZEN 60061-:! 997 Lámpafejek és lámpafoglalatok, valamint a csereszabatosságukat és biztonságukat ellenőrző idomszerek. 1. rész: Lámpafejek (idt EN 60061-1:1993 + Al:1995 + A2:1995 + A3:1995 + +A4:1996 + A5:1996 + A6:1995) *MSZEN 60061-2:1997 Lámpafejek és lámpafoglalatok, valamint a csereszabatosságukat és biztonságukat ellenőrző idomszerek. 2. rész: Lámpafoglalatok (idt EN 60061-2:1993 + Al:1995, + A2:I995 + A3:1995 + +A4:1996 + A5:1996 + A6:1996) *MSZÉN 60061-3:1997 Lámpafejek és lámpafoglalatok, valamint a csereszabatosságukat és biztonságukat ellenőrző idomszerek. 3. rész: Idomszerek (idt EN 60061-3:1993 + Al:1995 + A2:1995 + A3:1995 + +A4:1996 + A5:1996 + A6:1996) ELEKTROTECHNIKA
Szabványosítás *MSZEN 60061-4:1997 Lámpalejek és lámpafoglalatok, valamint a csereszabatosságukat és biztonságukat ellenőrző idomszerek. 4. rész: Útmutató és általános irányelvek (idt EN 60061 -4:1992 + A1:1995 + A2:1995 + A3:1995) *MSZEN 60238:1997 Edison-menetes lámpafoglalatok (idt EN 60238:1996) *MSZEN 60360:1997 A lámpafcj melegedésének szabványos mérési módszere (idt EN 603360:1989 + A1: 1994) *MSZEN 60400:1997 Fénycső foglalatok és gyújtó foglalatok (idt EN 60400:1996) *MSZEN60064:1997 Izzólámpák általános világítási célra. Működési követelmények (idt EN 60064:1995) *MSZEN 60357:1997 Halogén izzólámpák (gépjárműlámpák kivételével) (idt EN 600357:1988 + A4:1991 + A5:1993 + A6:1994 + +A7:1994 + A8:1995 + A9:1996 *MSZEN 60432-1:1997 Villamos izzólámpák biztonsági követelményei. 1. rész: Volfrámszálas izzólámpák háztartási és hasonló általános világítási célra (idt EN 60432-1:1994)
*MSZEN60432-2:1997
Villamos izzólámpák biztonsági követelményei. 2. rész: Volfrámszálas halogén izzólámpák háztartási és hasonló általános világítási célra (idt EN 60432-2:1994 + A1:1996) *MSZEN 60081:1997 Fénycsövek általános világítási célra (idt EN 60081:1989 + A3:1993 + A4:1994 + A5:1995) *MSZEN 60155:1997 Fénycsőgyújtók — Az MSZ EN 60155:1993 helyett — (idt EN 60155:1995 + Al:1995) *M$ZEN60188:1997 Nagynyomású higany lámpák (idt (EN 60188:1988 + A1:1990 + A5:1993) *MSZEN 60192:1997 Kisnyomású nátriumlámpák (idt EN 60192:1993 + A4:1995+A5:1995) *MSZEN60662:1997 Nagynyomású nátriumlámpák (idt EN 60662:1993 + A4:I994, + A5:1994 + A6:1994 + +A7:I995) *MSZEN 61167:1997 Fémhalogénlámpák (idt EN 61167:1994 + A1:1995) MSZ EN 61195:1997 Kcttejíí fénycsövek. Biztonsági követelmények (idt EN 61195:1994) *MSZEN 61199:1997 Egyfcjű fénycsövek. Biztonsági követelmények (idt EN 61199:1994)
"Jóváhagyó küzleményes bevezetéssel U> szabvány csak angol nyelven jelenik meg)
1998. 91. évfolyam 3. szám
119
Technikatörténet
Visszaemlékezés a hazai villamosenergia-gazdálkodás kezdetére Túrán György
A második világháború előtt nem voll szervezett, intézményes energiagazdálkodás, energiatakarékosságra irányított törekvés hazánkban. Századunk harmincas éveiben — a magángazdálkodás viszonyai között magától érthetődő módon — természetesen csak egyéni, helyi kezdeményezések történtek ebben az irányban a villamosenergia-gazdálkodás terén is, annak ellenére, hogy akkor is — és még ma is — az áramszolgáltatónak az az érdeke, hogy minél több villamos energiát tudjon értékesíteni. A hosszabb távra gondolkodó magánvállalatok azonban — éppen a profit növelése érdekében — nagy gondot fordítottak a fogyasztóik tájékoztatására az energiamegtakarítási lehetőségek tekintetében, hiszen az ésszerű takarékosság végeredményben — a komfort igények fokozódása következtében — mégis csak abszolút értékben az energiafogyasztás növekedését fogja eredményezni. E mellett a villamos energia ésszerű, gazdaságosabb felhasználását célzó, bemutatókkal egyhekütöü propaganda „átcsábítja" a fogyasztókat más, pl. a gázenergia felhasználókat a villamos energiával való sütés-főzésre. A háború után az RVKVSZ Villamos Trösztnél volt alkalmam betekintést nyerni az otl folytatott energiagazdálkodási munkába. Zipernowsky Ferenc műszaki igazgató figyelme elsősorban a világítás terén kínálkozó energiamegtakarítási lehetőségekre irányult. Az izzólámpás világítás területén — az Egyesült Izzóval, Aschnerékkal együttműködve — ösztönözték a nagyobb fényhasznosítású izzókkal kapcsolatos kutatásokat. Megszületett először a duplaspirál-, majd a kripton töltésű izzólámpa, a korábbiakhoz képest 2O...3O%-kal növelve a fényhasznosításl. Az új izzókhoz Zipernowsky mind jobb hatásfokú lámpatesteket tervezett. Az Egyesült Izzó Eötvös utcai Világítástechnikai Állomásán az energiatakarékos világítás megvalósításának lehetőségeiről tartott előadássorozatban már beszámolhattunk a gázkisüléses fényforrások hazai gyártásának megindulásáról. Ugrásszerű eredmények a „tömegszerű" gyártás megindulása után születtek. Kezdetben a fénycsöveket csak a könnyűipari üzemekben, fonodákban, szövödékben, később már a háztartásokban is kezdték alkalmazni. Az idegenkedést, és az ellenszenvet eleinte a fénycsövek „hideg" színe okozta. Akkoriban, Í84H táján a „mindenható" Gazdasági Főtanács — élén Vas Zoltánnal — irányította a műszaki-gazdasági életünket. Villamos energetikai kérdésekben egy szűkkörű szakértő testületre támaszkodott, amelynek tagjai Endrényi Sándor, az EGART igazgatója, Gábor Endre, a Nehézipari Minisztérium osztályvezetője, Kaiser József, a HÁTERV főmérnöke és Havas Túrán György gyémántdiplomás villamosmérnök Szakmai lektor: Árvav Ltíszló
120
Béla, a háború utáni magyar faluvillamosítás vezető személyisége voltak. Magyarországon a német érdekeltségű EGART (Energiagazdálkodási Rt.) — amelyet természetesen államosítottak — irányítása alá tartozott az energiagazdálkodás valamennyi területe: a korábbi kazánbiztosi testület tagjaiból alakult a kazánbiztosi főosztály. A kalorikus főosztályhoz tartozott a gáz-, és olajcnergia, míg villamos főosztály kettő volt: erőművi cs fogyasztói. Ez utóbbi vezetését szerény személyemre bízták. Az EGART műszaki állománya a magánmemöki kar legkiválóbb személyiségeiből állott össze, őket a kalorikus és villamos képzettség legmagasabb szintjével rendelkező Endrényi Sándor igazgató válogatta össze. Tapasztalatai alapján teljes szabadságot biztosított munkatársainak energiagazdálkodási elgondolásaik megvalósításában. Hogy milyen eredménnyel, erről csak annyit, hogy Dr. Heller László és Dr. Forgó László is ezidőtájt az EGART munkatársai voltak, Dr. Heller László műszaki igazgatói minőségben. Hálás vagyok a sorsnak, hogy két évig vele dolgozhattam. Tőle tanultuk — többek között —a hőszivattyú óriási energiagazdálkodási jelentőségét, átvéve az idevonatkozó elgondolásokat, amelyeket azonban — sajnos —hazánkban mind a mai napig nem sikerült meghonosítani. Ez a jól összeszokott csapat a személyi kultusz éveinek roppant nyomása alatt összeomlott, az EGART-ot hatalmi szóval felszámolták. Az EGART dolgozói részben az Ipari Villanyszerelő Vállalathoz, részben az ÉVITERV-hez és a HATERV-hez kerültek. {Endrényi Sándor a Műszaki Egyetem kalorikus tanszékén professzor lett.) Az ötvenes évek derekán az országos kooperációi létrehozó körzeti áram szol gátatok az ipar újraindítása kapcsán a fogyasztók időben rendszertelenül jelentkező teljesítményigényét sem tudták zavar nélkül kielégíteni. Felismerve a villamosenergia-ellátás biztonságának fontosságát, az Iparigazgatóság által 1954-ben létrehozott NIM Országos Villamoscnergia Felügyelet (OVILLEF) első igazgatójának — Vas Zoltán javaslatára — Havas Bélát nevezték ki. 0 a bürokrácia útvesztőit megkerülve, gyors, határozott intézkedéseivel jelentősen hozzájárult az ország mindennapi eletét, az ipari termelést bénító kényszerű cncrgiakorlátozások, az egész országrészeket sötétbe borító lekapcsolások megszüntetéséhez. Az OVILLEF az Elektromos Művek Váci úti székházának Dráva utcai oldalán kezdte meg működését. Kezdetben csak öten voltunk. Itt és ekkor kezdte meg Havas Béla a hazai villamosteljesítmény-gazdálkodásnak az EGART-nál Szepesi Endre által már megindított, de a vállalat megszűnésével abbamaradt újraszervezését. Én két vonalon lehettem a segítségére: egyrészt azokkal a teljesítménygazdálkodási tapasztalatokkal, amelyeket a Szepesivel való együttműködés során ELEKTROTECHNIKA
Technikatörténet szereztem az ipari üzemek terhelési csúcsainak csökkentése során, másrészt pedig meggyőztem őt — és ez nem volt nehéz —arról, hogy a hatásos teljesítmény mellett a meddő teljesítménnyel is kell — országos szinten — gazdálkodni. Ezekben a „legendás" időkben Havas Béla által kidolgozott rendszer szerint, minden 50 kW-nál nagyobb teljesítményt lekötő fogyasztó számára — az iparággal való egyeztetés után —meghatározott nappali- és csúcsidei teljesítmény vételezést, ún. „menetrendet" engedélyezett az OVILLEF. Ennek szigorú betartását — főleg a kezdeti időkben — a helyszínen ellenőrizni kelleti, még pedig szúrópróbaszerűen. Az üzemek ugyanis — nyilván termelési érdekeik védelmében — igyekeztek kijátszani az akkoriban katasztrofális leljcsítmcnyhclyzet feloldására egyedül alkalmas teljesítménygazdálkodási rendelkezéseket. Minisztertanácsi felhatalmazás alapján, hatósági jogkörrel felruházott operatív ellenőrző csoportok jöttek létre az OVILLEFncl. Ezeknek a „rajtaütéseknek" aztán híre ment, a teljesítménygazdálkodási fegyelem kezdett megszilárdulni. így hamar megszűntek a kényszerű — a lakosság hangulatát is rontó — lekapcsolások, aminek politikai jelentősege sem volt elhangyagolható. Visszatérve a fázisjavításra, elsősorban a fogyasztói fázisjavítással kellett kezdenünk, hiszen amcddőenergia-gazdálkodás eredményei a forrásoktól való „villamos távolsággal7' növeks/.enek. A legnagyobb meddőfogyasztók — az aszinkronmotorok, az ívkemencék, a fénycsövek induktív előtétéi stb. — az iparban találhatók. Mivel ekkor — az 1950-es években — fázisjavító kondenzátorok a szükséges mennyiségben nem állótlak rendelkezésre, ki kellett dolgozni a „természetes fázisjavítás" módszereit, azaz a felesleges meddőfogyasztás eszköz nélküli korlátozását. Ismert, hogy az aszinkronmotorok üresjárásban is a teljes meddőigényük 40...70%-át felveszik, ezért fejlesztettük ki az üresjáráskorlátozó automatikát. Hasonló célt szolgált az az ugyancsak az OVILLEF kezdeményezésére kifejlesztett megoldás, amely az általában háromszög-kapcsolásban üzemelő motort 35...40% alatti terheléskor csillagba kapcsolja vissza. Ezekkel az intézkedésekkel azonban nem csak meddő teljesítményt, hanem wattos (hatásos) teljesítményt, ill. energiát is megtakarítunk! Ám mindezzel a teljesítménytényezőt — átlagosan — csak cos fi = 0,75-rc tudjuk javítani, amely még messze van az optimális, 0,98 feletti értéktől. Ezért volt szükséges megszerveznünk a kondenzátoros fázisjavítást, miáltal az egész energiapályát — a termelés helyétől a fogyasztóig — mentesítjük a meddőáram szállításától, ill. az általa okozott veszteségtől. E kitűzött cél eléréséhez három dologra volt szükség: — A kondenzátorgyártás megszervezésére. — Megfelelő központi hitelkeretet kellett biztosítani a fázisjavítás tervezésére, a kondenzátorok megvásárlására, ill. beépí-
1998. 91. évfolyam 3. szám
tésük költségeinek fedezésére, mivel a fogyasztók anyagilag nem voltak érdekeltek a fázisjavításban. — Sürgősségi sorrendet kellett megállapítanunk az országos hálózat mindenkori helyzetétől függően. Központi hitelkeretből kezdtük meg a kondenzátorgyártást. Az új bázist az akkor kizárólag hadiipari termeléssel foglalkozó Mechanikai Műveknél teremtettük meg. Itt egy teljesen elkülönített üzemrészben — részben a Beloiannisz gyártól átvett szakértők (Ludányi József és csapata) segítségével — az akkori viszonyokhoz mérten — korszerűnek mondható kondenzátorgyárat sikerült létrehozni. Mivel a későbbiekben a kondenzátorgyártás ütemét úgy kívántuk szabályozni, hogy a legyártott mennyiség az előirányzott országos teljesítménytényező-javulás ütemének megfeleljen, a fogyasztókat is érdekeltté kellett tenni a fázisjavításban. Az OVILLEF-nél kidolgoztunk a meddővel kapcsolatos tarifa1 rendeletet. Ennek lényege, hogy bevezettük a „felármentes' teljesítmény tényező-határ fogalmát. Ez alatt progresszíven emelkedő felárat kell fizetni a fogyasztónak az elhasznál! meddő energiáért, míg e határ felett az egész energiaszámlára vonatkozó százalékos visszatérítésben részesült. Természetesen a meddő energia mérési feltételeit is meg kellett oldani. A meddőfogyasztás-mérőket a GANZ Árammérőgyár készítette. Az üzemekben a fázisjavításhoz szükséges előzetes mérésekhez az OVILLEF mérnökei fejlesztették ki az akkor egész Európában egyedülálló vezetékbontás-nélküli méréstechnikát, ami 1955-től lehetővé tette az üzemmenet megzavarása nélkül a vizsgálatok elvégzését. Amint már szót ejtettünk róla, fokozatosan fejlesztettük fel a meddőfogyasztás-mérők gyártásával együtt a meddő-árszabást is, amikor is a teljesítménytényező felárammentes határértékét — amely alatt büntető felárat kellett fizetni — a mindenkor rendelkezésre álló kondenzátormennyiséghez igazítottuk. A kezdeti 0,75-ből így lett a mai 0,9-es cos fi határ! A nagyfogyasztók elterjedésével szükségessé vált azok hálózati visszahatásának vizsgálata, elemzése is. Arvay László irányításával az OVILLEF 1965-ben megkezdte a nagyteljesítményű egyenirányítók vizsgálatát. A VEIKI-fcjlesztette fojtok, valamint MM-kondenzátorok felhasználásával elkészültek az alumíniumkohók kompenzálására a több Mvar-os szűrő-fázisjavító berendezések, amelyek az üzemek 1991, ill. 1992-ben történt leállásáig kifogástalanul üzemeltek. E visszaemlékezés megírására az a körülmény késztetett, hogy — 86 evesen — immár én vagyok az egyetlen élő személy, aki a hazai intézményes energiagazdálkodás megteremtésének kezdeti évtizedeiben részt vettem. így módomban volt közelről, munkatársként részt vennem abban az úttörő munkában, amely Endrényi Sándor és Havas Béla nevéhez fűződik.
121
Elektrosztatika és környezetvédelem
Elektrosztatika és környezetvédelem Akadémiai doktori disszertáció ismertetése
A Magyar Tudományos Akadémián 1996. november 28-án tartották Berta István, a Budapesti Műszaki Egyetem egyetemi tanára, a Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Tanszék vezetője akadémiai doktori értekezésének nyilvános vitáját. Az elektrosztatika, az elektrotechnikával foglalkozó tudományterület legrégebbi ága, az ókori görög kultúra egyik fontos tanítása. Ezt követően évszázadokon át az elektrosztatika a királyi és főúri udvarokban bemutatott játékos kísérleteket jelentette. A rohamos fejlődés a XVIII. században indult meg, és a XIX. század közepére ki is alakult az egységes elektrosztatikai-elektrotechnikai tudományterület. A XIX. század második felében az elektrodinamika indult meg hódító útjára. Szerte a világon megjelentek a generátorok, a villamos motorok, a transzformátorok, majd villanytelepek, világítási hálózatok és villamos vasutak épültek. A „papíruszdarabkákat magához vonzó borostyánkő titka" már senkit sem érdekelt. Az elektrosztatika megmaradt a fizikaórák játékos kísérleteinek szintjén, és az elektrotechnikával foglalkozó tankönyvek bevezető fejezeteként. A XX. század elején váratlan fordulat következett be: a nagyipari fejlődés, a tömegtermelés egyik kísérőjelenségeként újra megjelent az elektrosztatika a világ színpadán. Az ipari folyamatok sebességének rohamos növekedése, az egyre „tisztább" anyagok egyre nagyobb mennyiségének mozgatása és tárolása, műanyagok elterjedése meglepő jelenségeket okozott. Sorozatos tüzek és robbanások léptek fel a szigctelőfclületek, a szigetelőfolyadékok és a porok elektrosztatikus feltöltődése, és a töltések kisülése miatt anélkül, hogy bármilyen hagyományos gyújtóforrás jelen lett volna. Már a század első éveitől kezdve a termékek összetapadása, porosodása számtalan technológiai problémát okozott a papíriparban, a textiliparban és a műanyagiparban. Az 50-es évek ipari fellendülését követően minden évtized hozott valami újat az ipari elektrosztatikus veszélyek területén. A 60-as évek vegén óriás tartályhajók sorozatos robbanása, a 70-es években pedig a rendkívül nagy károkat okozó silórobbanások váltottak ki pánikot a szakemberek körében. A 80-as évek a mikroelektronika és a számítástechnika területén jelentkező elektrosztatikus veszélyek jegyében teltek. A 90-cs évektől az egyre bonyolultabbá váló számítástechnikai, informatikai rendszerek megbízható működése érdekében már az elektromágneses környezetvédelem eszközeit kell használnunk. Az elektrosztatikus veszélyek megjelenése mellett a XX. század első évtizedeiben megszületett az a felismerés is, hogy a feltöltött anyagok között fellépő elektrosztatikus vonzás és taszítás az ipari technológiai folyamatokban tudatosan is felhasználható. Űj technológiák, új iparágak fejlődtek ki az elmúlt 122
évtizedek során. Ma már elképzelhetetlen az életünk elektrosztatikus fénymásolás, nyomtatás elektrosztatikus porleválasztás, szeparálás vagy elektrosztatikus festék- és porszórás, permetezés nélkül.
A szerző eredményei az ipari elektrosztatika területén Az ipari elektrosztatika két részre osztható: az elektrosztatikus veszélyekkel és azok csökkentésével foglalkozó ún. passzív elektrosztatikára, és az elektrosztatika ipari alkalmazásait összefogó ún. aktív elektrosztatikára. A problémát tágabb értelemben vizsgálva mindkét terület szorosan kapcsolódik a környezetvédelem kérdéseihez. Apasszív elektrosztatika, az ún. elektromágneses környezetvédelem egyik fejezete. Nem vitás ugyanis, hogy környezetünket nem csupán a levegő, a vizek vagy a talaj szennyezésével károsíthatjuk, hanem elektromágneses erőterekkel is. Ami az aktív elektrosztatika területét illeti. ezek kivétel nélkül környezetkímélő, környezetvédő technológiák. Alkalmazásuk, esetenként még az anyag- és energiatakarékos hatások miatt is, a korszerű környezetvédelem fontos eszköze. Az aktív elektrosztatika legfontosabbnak ítélt kéréseivel a szerző az 1987-ben megírt kandidátusi értekezésében foglalkozott. Megállapította, hogy az ipari elektrosztatikában olyan berendezések nagyipari termelése folyik, amelyek működését csak részben ismerjük. Az alapelvek, a tervezést segítő elméletek több mint öt évtizede jóformán változatlanok. Ugyanakkor a berendezések széles körű elterjedése, és a velük szemben támasztott követelmények növekedése miatt egyre sürgetőbben jelentkezik az igény a téves elképzelések korrigálására, és az általánosnak hitt megállapítások érvényességi határainak tisztázására. Az elmúlt évekhen jónéhány részletkérdésben mutatkozott előrehaladás, de az átfogó elméleti és kísérleti megalapozás még ma is hiányzik. Enélkül pedig jelentős továbblépés, a berendezések jövőbeli gyártása és további fejlesztése nem képzelhetőéi. A doktori tézisek összefoglalója a passzív elektrosztatika kiemelten fontosnak tartott kérdéseivel foglalkozik. Áttekinti a szerzőnek az elektrosztatikus kisülések veszélyességére, és a veszélyességet befolyásoló tényezőkre vonatkozó mintegy 20 éves munkásságál. Az első téziscsoport a feltöltött szigetelőfeELEKTROTECHNIKA
Elektrosztatika és környezetvédelem lületekrői kiinduló elektrosztatikus kisülések energiájának modellezésévei foglalkozik. Ezen a területen különös jelentősége van az új technológiák következtében fellépő új típusú kisülések vizsgálatának' A második téziscsoport bemutatja az elektrosztatikus feltöltődés elleni védekezés legalapvetőbb módszerét, az antisztatizálást. Új koncepciót fogalmaz meg a műanyagok fejlesztésére, amely azon túl, hogy átfogó és végleges megoldási nyújt az elektrosztatikus feltöltődések káros vagy zavaró hatásai ellen, visszatérést is jelent az eredeti, természetes emberi környezethez. A legfontosabb feladat az új, antisztatikus tulajdonságú műanyagok fejlesztése és széles körű elterjesztése. A harmadik téziscsoport — az elmúlt néhány év kutatási eredményei alapján — egy speciális részterülettel, a műanyagok egészségügyi, orvosi alkalmazásával foglalkozik. Új fogalmat, az elektrosztatikai sterilitás fogalmát vezeti be. Bizonyítja, hogy a felhasználás során nem maradhatnak sterilek azok a tárgyak, amelyek elektrosztatikusán fel vannak töltve. Ezen a területen a közvetlen jövő egyrészt a feltöltött tárgyak helyi és időleges töltésmentcsítésére szolgáló eszközök alkalmazása, másrészt pedig antisztatikus alap- és csomagolóanyagok kifejlesztése.
A műszaki alkotások és a tudományos eredmények hasznosítása A szerző az elektrosztatikus feltöltődés veszélyességét különféle, konkrét ipari technológiák és rendszerek ellenőrzésével vizsgálta az elmúlt mintegy 20 év során. A 70-es évek elején a benzinkutaknál előforduló sorozatos tűzesetek kivizsgálásától és megszüntetésétől a sor a 90-es évek elején kialakult újabb tűzesetek elemzéséig és kiküszöböléséig terjed. Ez utóbbi eredmények azonnal bekerültek az európai szabványba is. A szerző a kialakuló elektrosztatikus veszélyekkel, az optimális védekezési módok kialakításával, a veszélyek megszüntetésével foglalkozott a legkülönbözőbb iparágakban. Az elektrosztatikus feltöltődések, az elektrosztatikus eredetű szikrakisülések okozta technológiai problémák, illetve azok gyakorlati megszüntetése főként a 80-as évek elejétől kiemelten fontos terület. Aszerző antisztatikus munkahelyeket, antisztatikus zónákat tervezett és épített az elektronikai iparban, illetve a rendkívül érzékeny elektronikus eszközöket és beren-
dezéseket felhasználó különféle iparágakban. Az ESD védelem kiterjesztése révén komplex túlfeszültség-védelmi megoldásokat hozott létre fontos épületek és épületegyüttesek informatikai rendszercinek védelmére. Agyakorlati védekezés céljára a GRABOPLAST és a MÜKI szakembereivel közösen antisztatikus anyagokat fejlesztettek ki. A tűzveszélyes folyadékok tárolására szolgáló földalatti fémtartályok korrózióvédelmére kidolgozott antisztatikus műgyantabcvonattal ellátott tartályok ma is biztonságosan üzemelnek szerte az országban. Az antisztatikus anyagok és késztermékek laboratóriumi és helyszíni vizsgálatára kifejlesztett mérési módszereket a gyártók és a felhasználók egyaránt alkalmazzák. Az elektrosztatikai sterilitás gyakorlati megvalósítására mind a steril csomagolóanyagok gyártóival, mind pedig az implantátumok gyártóival folynak a tárgyalások itthon és külföldön.
A szerző hazai és nemzetközi tevékenysége A szerző a 70-es évek elején egy olyan tématerületre került, amely világszerte felfutóban volt, és akkor indult Magyarországon. Azonnal bekapcsolódott a téma első hazai szabványainak előkészítésébe is. A jelenleg is hatályos magyar szabványok tervezetét készítette, és e szabványok korszerűsítésében a mai napig is részt vesz. A téma első hazai szakkönyvének és az első angol nyelvű kézikönyvének társszerzője. Az ipari elektrosztatika legjelentősebb nemzetközi folyóiratában, az Elsevier kiadásában megjelenő Journal of Electrostatics folyóiratban rendszeresen publikál, és rendszeresen kap felkérést szakmai cikkek bírálatára is. Rendszeres résztvevője, szerzője, meghívott előadója, szekcióelnöke a téma legfontosabb konferenciasorozatainak, amelyeket a következő szervezetek gondoznak: az European Federation of Chemical Engineering (EFCE), az Institutc of Physics London (IOP), az International Conferences on Electrostatic Precipitation (ICESP), International Conference on Lightning Protection (ICLP) és az Eleclrostatic Society of America (ESA). Több hazai konferencia mellett szervezője volt az EFCE 1989-es, az ICLP 1993-as és az ICESP 1996-os budapesti konferenciájának. Rendszeres kutatási kapcsolatban áll európai és tengerentúli oktatókkal és kutatókkal, előadói és Ph. D. bírálói felkéréseket kap német, angol, svéd, japán, amerikai és kanadai egyetemektől és kutató intézetektől. Az EFCE európai munkabizottságnak titkára, az ICESP igazgatótanácsának, az amerikai és a japán elektrosztatikai egyesületeknek tagja, és több európai szabványbizottság meghívott szakértője. Az ipari elektrosztatikát a szerző a 70-es évek elejétől oktatja a Budapesti Műszaki Egyetemen. A vonatkozó graduális és postgraduális magyar és angol nyelvű tantárgyak kidolgozása mellett az elmúlt több mint 20 év során több mint 60 díjnyertes Tudományos Diákkörös hallgatót, több mint 40 diplomázó hallgatót és mintegy 10 nappali szakmérnök-, illetve Ph. D. hallgatót vezetett. Rendszeresen tart szakmérnöki és mérnöktovábbképző tanfolyamokat. Ma az ipari elektrosztatikával Magyarországon foglalkozó szinte valamennyi szakember a tanítványa volt.
1998. 91. évfolyam 3. szám
123
Összefoglaló
Summary
Kerényi A. Ödön: A villamosenergia-igény és a GDP korrelációja Magyarországon A villamosenergia-igények távlati tervezése a villamosenergia-rendszerek egyik legfontosabb problémája. A piacgazdaságban az ágazati tervezés helyett makroökonómiai összefüggések alapján történik az igénybecslés, amit szintetikus elemekkel támasztanak alá. A szerző két évtizede foglalkozik világgyakorlati tapasztalatok alapján a villamosenergiaigény-becslés módszereivel. ENSZ, WEC, OECD, UN1PEDE tanulmányok alapján bizonyítja, hogy egy országban a hosszú távú GDP fejlődése lineáris korrelációban áll a villamosenergia-igény növekedésével és az országos technológia fejlettségétől függő energiaigényesség szabja meg a függvények meredekségét. A primer energia felhasználásra azonban ez a tézis nem áll fenn. A téma rendkívüli aktualitását indokolja az, hogy több közgazdász alábecsüli hazánk villamosenergiaigény növekedését, és emiatt fennáll a veszély, hogy a VER tervezett erőművi teljesítménybővítése a szükségesnél kisebb lesz, ami a biztonságot csökkenti és fogyasztói korlátozásokat is okozhat.
A. Ö. Kerényi: Electric Power Demand and GDP Correlation in Hungary The planning of perspective electric power demands is one of the main problems of electric power systems. The author proves — based on UN, WEC, OECD, UNIPEDE report — that in the countries the long run GDP development is in linear correlation with the electric power demand increase. The slope of the functíons are determined by the power demand which is the function of the state of the national technological development of the referred country. This thesis is not valid for the prime energy consummption. Several economists undervalue the increase of electric demand Ín Hungary, therefore there is a risk that the future power plánt capacity increase contemplated by VER will be less, than the needed. This may result in power supply safety decrease and consumer power restríctions.
Zarándy Pál: Változások a magyar villamosenergia-iparban — ahogyan egy mérnökirodában látjuk A magyar villamosenergia-ipar mélyreható változásokon ment és megy át. A cikk kísérletet tesz arra, hogy a jelenkor fejleményeit elhelyezze a változások egy nagyobb időléptékű skáláján, továbbá, hogy rámutasson néhány nemzetközi összefüggésre. Az így felvázolt képet Összefüggésbe hozza az iparág beszállítóit és a mérnöki szolgáltatásokat érintő változásokkal.
P. Zarándy: Changes Ín the Hungárián Electric Power Industry — Seen From an Engineering Office The Hungárián Electric Power Industry has gone and still goes through radical changes. The paper tries to place the present developments intő the scope of changes having larger time scale and points at somé international relations. The outlined picture is brought intő connection with the changes experienced by the goods suppliers of the power industry and by the engineering firms.
Bertatan Attila, Valkaí László: Zárlatkorlátozási módszerek hatása a zárlati áramok eloszlására hurkolt, nagyfeszültségű hálózaton I. rész Tervezési feladat részekét elkészült egy 120 kV feszültségű, 100 csomópontos hálózat teljes zárlati vizsgálata. Célszerű volt annak további elemzése, hogy a különböző zárlatkorlátozó hálózati beavatkozások hol és mekkora változást képesek előállítani. A cikk felvázolja a vizsgálathoz modellezett hálózati alapokat, a zárlatkorlátozási módokat. Részletesen ismerteti a zárlati adatok alapján elkészített függvényeket, azok különböző értelmezési meggondolásait.
A. Bertalan, L Valkai: The Effects of Short Circuit Limiting Methods Produced on the Distribution of Short Circuit Currents in Mashed High Voltage Network. Part I. As part of a planning assignement the complete short circuit study of a 100 node point 120 kV network was finished. It was necessary to analyse further the possible magnitude and locationof changes brought about by thevaríous network short circuit limiting interventions. The paper outlines the modelled network base data observed in the study, the short circuit limiting methods. It reviews ín details the prepared functions based upon the short circuit data and their different interpretations and condiserations.
Déri Tamás, Némethné VidovszkyÁgnes dr: Rendezőpályaudvarokon végzett vizuális funkcióanalízis eredményei a nemzetközi előírások tükrében Az egységesülő Európában mind biztonsági, mind környezetvédelmi szempontok miatt növekszik a vasúti fuvarozás jelentősége. Ez indokolja, hogy a legnagyobb szabadtéri munkahelynek minősülő vasúti rendezőpályaudvarok világításával megújulóan foglalkozzunk. A cikk vizsgálja az emberi szem adaptációs állapotától függő láthatósági viszonyokat, érintve a nem fotopos látás problémáit is. Bemutatja néhány — a vizuális funkcióanalízis alapján megvalósított — világítási berendezést. Egybeveti az eredményeket az irodalmi adatokkal és nemzetközi ajánlásokkal. Összefoglalja a Magyarországon végzett vizuális funkcióanalzízis eredményeit.
T. Déri, Mrs. A. Dr. N. Vidovszky: The Results of Visual Function Analysis Ín Marshalling Yards Compared with the International Regulations In an integrating Europethe importanceof the railwaytransport is ever growing for safety and environmental reasons. Therefore we deal again with the lighting of marshalling yards that are the biggest exteriőr workplaces. This article examines the visual conditions depending on state ofadaptation of the humán eyes, including the problems of non photopic vision as well. Somé lighting equipment are introduced made by the helpof visual analysis. The article compares the results with data of literature and international recommendations, and summarises the results of functional analysis made Ín Hungary.
Berki Lajos, Szabó Zoltán, Tóth Tibor: Száraztranszformátor üresjárást áramának megszakítása különböző ívoltó rendszerű megszakítókkal — II. rész A Paksi Automerőmű egyik 6 kV-os elosztójában összehasonlító vizsgálatok lefolytatására került sor annak megállapítása céljából, hogy az erőművi alkalmazás szempontjából szóbajöhető korszerű SFe és vákuum oltóközegű megszakítók milyen túlfeszültséget ébresztenek a 6,3/0,4 kV-os száraztranszformátor üresjárási áramának megszakításakor. Az összehasonlítás három különböző megszakító vizsgálati eredményeinek felhasználásával készült.
L Berki, Z. Szabó, T Tóth: Interruption of the Magnetizing Current of an Unloaded Dry-Type Power Transformer by Circuit-Breakers with Different Arc Quenching Systems. Part II. Comparativetestwereperformed ina 6 kV distribution unitof the Paks Atomic Power Station to determine the overvoltages induced upon interruption of the magnetizing current of an unloaded 6,3/0,4 kV dry-type power transformer by modern SF& and vacuum circuit-breakers, that can be considered for use in the power plánt. The comparison was made on the basis of data obtained during the tests with three different types of circuit-breakers.
Dr. Kurutz Károly: Hibrid villamos autók A már 1900-ban létező villamos autók alapvetően azért nem tudtak széles kórben elterjedni, mert az ehhez szükséges villamos energia tárolása mind ez ideig versenyképtelen. A napjainkban egyre tűrhetetlenebbé váló városi környezetszennyezés irányítotteu-yilágszerte a figyelmet újból az alternatív megoldások felé. /£
Dr. K. Kurutz: Hybrid Electric Cars The electric cars existing already in 1900, could not universally spread fundamentally because the necessary electric power storage was uncompetitive up till now. Nowadays the more and more untolerable city environment pollution turnéd the worldwide attention to the alternative solutions.
ff
124
ELEKTROTECHNIKA
Fény a legszebb formájában 1998. március 20-án megnyitja kapuit a „Fény Galéria", ahová tiszteletiéi meghívunk minden tervezőt, belsőépítészt, kivitele /.öl és valamennyi kereskedelmi partnerünket, h6gy tárlatvezetéseink során megismerkedjenek egyedülállóan széles, szinte minden igényre megoldást kínáló választékunkkal, amely a világítástechnika élvonalát reprezentálja.
»
