ELEKTROTECHNIKA
A Magyar Elektrotechnikai Egyesület Hivatalos lapja • Alapította Zipernowsky Károly 1908-ban
95. ÉVFOLYAM
2 0 0 2 NOVEMBER
Mi-Fogyasztásmérő szekrények IP 54-65
VT-VARITEC elosztók 160A-ig, IP 41
MC-MODITEC elosztók 630A-ig, IP 55
Kisfeszültségű Mi-Elosztók 630A-ig, IP 54/65
villamos elosztó
KV-KiseIUsztók, 3-54 osztásegység, IP 41-65
DK-Kábelösszekötö dobozok, IP 54-56
rendszerek
Hensel Hungária Villamossági Kft 1211 Budapest, Gyepsor u. í. Tel.: 278-1080 Fax: 278-1082 eMail:
[email protected] http://www. hensel.hu ISO$0
Icktrofcm
1031 Budapest. flozgonyl Piroska U. 16/8 Tel. / Fca: 3Ó/1588-6065
Alapítva: 1989-ben cgj.: 01-09-673573 lítók: a korábbi Ganz Villamossági Művek szakent ENYSÉG: ERŐSÁRAMÚ KÉSZÜLÉKEK J ANTARTÁSA, MŰSZAKI VIZSGÁLAT, ^ Vállaljuk: 120 kV-os megszakítók karbantartás át i_> szakaszolók kar ha OTKF 4001-120/1 000 STHF 120/1250 . ;. SOHK HPGE 12-16 l i )I,5 diagnosztika: olajvi/sgájuiok. iiinit-ncii ellenállás mérése transzformátorok karbantartása kívánságra felújított cserepólusokal biztosítunk k^pcrácife partner bevonásával IS havi garancia vállalásul! , Megvételre ajánlunk: - OTKF megszakítóhoz alsó-felső felújított érintkezőket o mérőváltók karbantartása: oía -felújított megszakító iióhiíokai 12 havi ,llaTarin;í\;il AOK-123 vákuumozás -ACS-123.FFOK-123 hiteles/tett mérőváltókat FFOK-123 nitrogérartiMfikfa - töinítésganutűiát OTKF meBs/akítóhii/ gáíkromatoaráíi ?olaivksgá!ai 1
;
[email protected] mobil: 30-944-42-^
OBO
BETTERMANN
Rapid 45
mindent tudó parapet csatorna
Fedéiszélesség 45 mm ites es
csere egyszerűen
=> Nagyfokú rugalmasság => Sokoldalú felhasználás => Esztétikus kivitel
HALOGÉNMENTES KIVITELBEN IS!
OBO BETTERMANN Hungary Kft. 2347 Bugyi, Alsóráda 2. Tel.: 29/349-000 Fax: 29/349-100 E-mail:
[email protected] www.obo.hu
ELEKTROTECHNIKA
A MAGYAR ELEKTROTECHNIKAI EGYESÜLET HIVATALOS LAPJA ALAPÍTOTTA ZIPERNOWSKY KÁROLY 1908-BAN Organ of the Hungárián Electrotechnical Association • Organ des Ungarischen Elektrotechnischen Vereins
Tartalom Dr. Nagy István: Kaotikus állapot néhány jellemzője
320
Hetzmann Albert: A Paksi Atomerőmű folyamatirányító rendszereinek korszerűsítése
323
Dr. Bánhegyi György: Termoelektromos anyagok és alkalmazásaik 1 .rész. Fizikai és anyagszerkezeti alapok
327
Deme László, Dr. Horváth József: A Budavári Palota új díszvilágítása
331
Schwarcz Péter: "Fehér fény" a közvilágításban
339
KerényiA. Ödön: Statisztikai fogalmak - Magyarország villamosenergia-ellátásának legfőbb statisztikai adatairól
343
Melléklet: Villamosenergia-minőség - Alkalmazási segédlet. III. rész (Magyar Rézpiaci Központ) Orlay Imre: A villamosenergia-szolgáltatás minősége Dr. Dán András: Kisfrekvenciás vezetett hálózati zavarforrások azonosítása HÍREK, SZEMLE • Az elektrotechnika területeit érintő, 2002. II. negyedévben közzétett magyar szabványok jegyzéke (Littvay Alajos) • Idegen nyelvű magyar szabványok (Kádár Aba) • A feltaláló emberközelben (Sitkéi Gyula) • Perneczky Géza (1899-1987) visszaemlékezései. 1. rész • Új vasútvonal Köln és Frankfurt között (H.I.)
Szerkesztőbizottság: Dr. Szentirmai László elnök Tagok: Dr. Benkó Balázs, Dr. Berta István, Dr. Bognár Sándor, Dr. Boross Norbert, Byff Miklós, Gvurkó István, Hatvani György, Dr. Horváth József, Dr. Horváth Tibor, Dr. Jeszenszky Sándor, Dr. Kársai Károly, Kovács Ferenc, KÖmíves István, Dr. Krótner Islván, Dr. Lantos Tibor, Dr. Madarász György, id. Nagy Géza, Orlay Imre, Schachinger Tamás, Tari Gábor, Dr. Tersztyánszky Tibor, Tringer Ágoston Szerkesztőség és kiadó: 1055 Budapes! V.. Kossuth Lajos tér 6-8. Telefon: 353-0117 és 353-1108. Telefax: 353-4069. E-mail:
[email protected] htlp/www.mee.hu Kiadja és terjeszti a Magyar Elektrotechnikai Egyesület - Felelős kiadó: Lernyei Péter Főszerkesztő: Dr. Kádár Péter - Főszerkesztő-helyettes: Dr. Vetési Emil - Reklámmenedzser: Dr. Friedrich Márta - Szerkesztőségi titkár: Szilágyi Zsuzsa A Méréstechnikai, Automatizálási és Informatikai Tudományos Egyesület (MATF,) képviselője a Szerkesztőségben; Dr. Vajk István Rovatszerkesztők; Byff Miklós (Villamos fogyasztóberendezések) - Farkas András (Automatizálás és számítástechnika) - Sitkéi Gyula (Technikatörténet) Pintér Árpád (Világítástechnika) - ifj. Rieger Vilmos (Egyesületi élet) - Dr. Mihálkovics Tibor (Villamos energia) - Tóth Elemér (Villamos gépek) - Somorjai Lajos (Szabványosítás) - Hauser Imre (Szemle) Előfizethető: a Magyar Elektrotechnikai Egyesületnél. Előfizetési díj egész évre: 420(1 Ft + ÁFA, egy szám ára: 350 Ft + ÁFA. Egyes lapok korlátozott számban a kiadóban beszerezhetők: 1055 Budapest V., Kossuth Lajos tér 6-8. Telefon: 353-0117 és 353-1108 Telefax: 353-4069 Hirdetésfelvétel: a kiadóban - Nyomda: Csathó és Társa Nyomdaipari Kft. Csathó Emil ügyvezető igazgató -Index: 25 205 -HU ISSN 0367-0708 Kéziratokat nem örzünk meg és nem küldünk vissza. A szerkesztőség a hirdetések és a PR-cikkek tartalmáért felelősséget nem vállal.
A PRO RENOVANDA CULTURA HUNGÁRIÁÉ ALAPÍTVÁNY TÁMOGATÁSÁVAL
2002. 95. évfolyam 11. szám
317
Összefoglalás
Contents Dr. l. Nagy: Somé Characteristics of the Chaotic State
320
A. Hetzmann: The Modernization of the Process Control Systems of the Paks Nuclear Power Plánt
323
Dr. Gy. Bánhegyi: Thermo-electric Materials and Their Applications. Part I. Physical and Matéria! Structural Bases
327
L. Deme, Dr. J. Horváth: The New Parade Illumination of the Buda Castle Palace
331
P. Schwarcz: The "White Light" in the Public Illumination
339
A. Ö. Herényi: Statistical Concepts-Remarks About the Main Statistical Data of the Hungárián Electric Power Supply
343
Appendix: Electrical Energy Qualíty - Application Guide Part III. (Hungárián Cooper Markel Center) I. Orlay: The Quality of Electric Power Supply Dr. A. Dán: The Identification of Low Frequency Conducted Network Disturbance Sources
• The List of Hungárián Standards Published in the 2-nd Quarter of 2002, Referring the Fields of Electrical Engineering (A. Littvay)
• The Inventor in Intímate Closeness (Gy. Sitkéi)
Kerényi A. Ödön: Statisztikai fogalmak - Magyarország villamosenergia-ellátásának legfőbb statisztikai adatairól A szerző hasznosan alkalmazható fogalmakat és adatokat állított össze az ország villamosenergia-ellátásának statisztikájáról.
• Reminiscences ofGéza Perneczky (1899-1987).Part I. • New Railway Line Between Cologne and Frankfurt (l.H.)
Inhalt 320
A. Hetzmann: Modernisierung der Prozessregler-Systeme im
323
Dr. Gy. Bánhegyi: Thermoelektrische Matériáién und ihre Anwendungen, 1. TeiI, Physikalische und material-
327
strukturelle Grundlagen L. Deme, Dr. J. Horváth: Neue Festbeleuchtung des Königtichen Burgpalastes P. Schwarcz: "Weisses Licht" in der Strassenbeleuchtung
331 339
A. Ö. Kerényi: Statistische Begriffe - wichtigste statistische Daten bei der Versorgung mit elektrischer Energie in Ungarn Beilage: Elektroenergie - Qualitat - Anwendungsratgeber 3. Teil (Ungarische Kupferzentrale) I. Orlay: Qualitat der Elektrocnergie-Dienstleistungen Dr. A. Dán: Identifizierung von geleiteten Nicderfrequenz-Netz-StÖrungsquellen NACHRICHTEN, RUNDSCHAU • Ungarisches Normenverzeichnis Gebiet Elektrotechnik veröffentlicht im 2. Quartal 2002 (A. Littvay) • Fremdsprachige ungarische Normen (A. Kádár) • Hautnah zum Erfinder (Gy. Sitkéi) • Géza Perneczky (1899-1987). Erinnerungen 1. Teil • Neue Eisenbahntrasse zwischen Köln und Frankfurt (l.H.)
318
Dr. Bánhegyi György: Termoelektromos anyagok és alkalmazásaik l.rész. Fizikai és anyagszerkezeti alapok A termoelektromos jelenségek feltárása és hasznosítása már hosszú múltra tekint vissza. A termoelektromos generátorok és Peltier hűtőegységek közvetlenül és környezetbarát módon alakítják át a hőáramot villamos árammá és fordítva. Miért nem hasznosítják őket sokkal szélesebb körben? Ennek két oka van: a hatásfok, amely kisebb a hőerőgépeknél is, és a viszonylag drága anyagok, technológiák.
Schwarcz Péter: "Fehér fény" a közvilágításban A szerző elméletileg és gyakorlatilag megalapozza következtetését:"... további kísérletek szükségesek. Addig is bátran használható fehér fény a közvilágításban." Indoklás: összehasonlítva a nátriumlámpás berendezéssel"... a fehér fény esetén a látási komfort biztosan jobb".
• Foreign Language Hungárián Standards (A. Kádár)
Atomkraftwerk Paks
Hetzmann Albert: A Paksi Atomerőmű folyamatirányító rendszereinek korszerűsítése A szerző bemutatja a Paksi Atomerőmű folyamatirányító rendszereinek korszerűsítési koncepcióját a legfontosabb kérdések és válaszok segítségével. A 3 fő kérdés: Miért? - Mit? - Hogyan?
Deme László, Dr. Horváth József: A Budavári Palota új díszvilágítása A szerzők bemutatják az alkotás folyamatát 1999-től kezdődően: koncepcióalkotás - komputeres vizualizáció - kiviteli tervek - kivitelezés. Az ünnepélyes átadás 2001. július 20-án volt. Három adat: 929 db lámpatest, 197,5 kVAbeépített teljesítmény, 3 millió DM.
NEWS, REVIEW
Dr. I. Nagy: Einíge Charakteristika des chaotischen Zustandes
Dr. Nagy István: Kaotikus állapot néhány jellemzője A szerző egy-hat cikkből álló-sorozat negyedik tagját közli. A teljes anyagot az 1999. évi akadémia székfoglaló előadása tartalmazza.
343
Summary Dr. 1. Nagy: Somé Characteristics of the Chaotic State The author discloses the fourth part of his artiele series consisting of six parts. The complete matériái is contained in his Academic Inaugural Lecture. A. Hetzmann: The Modernization of the Process Control Systems of the Paks Nuclear Power Plánt The author introduccs the modernization concept of the process control systems at the Paks Nuclear Power Plánt by means of the most important questions and answers. The three main questions: Why, What, How? Dr. Gy. Bánhegyi: Thermo-electric Materials and Their Applications. Part I. Physical and Matéria) Structural Bases The thermo-electric generators and Peltier Cooling units dírectly and environment friendly transform the heat flux intő electric current there and back. Why are they not utilized by much more on a broader scale? The reasons for it are the following: They have low efficiency, lower than the heat engines, their matériái and technoiogical costs are comparatively high. L. Deme, Dr. J. Horváth: The New Parade Illumination of the Buda Castle Palace The authors introduce course of creation beginning from 1999: The concept forming, computer visualization, working plans, execution. The fcstal transfer was made on the 20-th of July, 2001. Three data: 929 pieces of lamp holders, 197,5 kVA built-in power, 3 millión DM. P. Schwarcz: The "White Light" in the Public Illumination The author establishes his conclusion based upon theoretical and practical fats: Further tests are required. Untill this the white light may be used without fear in public illumination. Reason for the judgement: Compared with the sodium lamp equipment,"... in case of white light the visual comfort is no doubt better." A. Ö. Kerényi: Statistical Concepts-Remarks About the Main Statistical Data of the Hungárián Electric Power Supply The author compiled usefully adaptable concept and data from the statistics of the Hungárián Electric Power Supply.
ELEKTROTECHNIKA
Zusammenfassung
CD katalógusunkat!
Dr. I. Nagy: Einige Charakteristika des chaotischen Zustandes Der Autor veroffentlichl den 4. Teil seiner sechsteiligen Artikelseric. Das gesamte Werk ist in der 1999-cr Antrittsvorlesung der Akademie der Wissenschaften enlhalten.
Föidelési ellen állásmérő lakatfogó
A. Hetvnann: Modernisierung der Prozessregler-Systeme im Atomkraftwerk Paks Mit Hilíe der wichtigsten Fragcn und Antworten prasentiert der Autor das Modernisierungskonzcpt der Prozessregler-Systeme des AKW Paks. 3 Hauptfragen: Warum? - Was? - Wie?
Szonda használata nélküli mérés Szivárgó áramok mérése, Beállítható érték hang és fényjelzés riasztás, , Pofanyíiás 32 mm
Dr. Gy. Bánhegyi: Thermoclektrische Matériáién und ihre Anwendungen, 1. Teil, Physikalische und matcrialstruktureüe Grundlagen Die Erschliessung und Nulzung der thermo elektrischen Phanomene blickt schon auf eine lange Vergangenheit z.urück. Thermoelektrische Generátorén und Pcltiers Kühlclemente formen direkt und auf umweltfreundlichem Wcg Wiirmcstrom in elektrischen Strom um und umgekehrt. Warum werden dicse Phanomene nicht auf vicl breíterem Spektrum vcrwendet? Grund: Der Wirkungsgrand, der auch bei kleineren Warmekraftmaschincn geringer ist sowie die verhaltnismüssig hohen Matériái - und Tcchnologiekosten. L. Deme, Dr. J. Horváth: Neue Festbeleuchtung des Königlichen Burgpalastes Die Autoren prasentieren den Entstehungsprozess ab 1999: Konzeptionserstellung - Computervisualisicrung - Ausführungsplan - Durchführung. Die feierliche Übergabe fand am 20. Juli 2001 statt. Drei Datcn: 929 Lampenkorper, 197,5 kVA cingebaute Leistung, 3 Millioncn DM. P. Schwarcz: "Weisses Licht" in der Strassenbeleuchtung Theoretisch und praktisch begründet der Autor seine Schlussfolgerungen: "... weiterc Versuche sind erforderlich. Bis dahin ist ruhig weisses Licht Ín der Strassenbeleuchtung vcrwendbar". Begründung: Verleichbar mit den Natrium-Dampfentíadungslampen-Einrichtunges" ...ist weissem Licht der Schvermögcn-Komforl bestimmt besser." A. Ö. Kerényi: Statistischc Begriffe - wichtigste statistische Daten bei der Versorgung mit elektrischer Energie in Ungarn Nützlich zusammen gcstcllt sind vom Autor Bcgrilíc und Daten aus der Landcsslatislik bei der Versorgung mit elektrischer Energie.
Távadók GPT735
Átütés és szigetelésvizsgáló ívdetektálás. Folytonosság mérés, Nagyméretű kijelző, & memória
Életvédelmi műszerek magyar nyelvű jegyzőkönyvkészítő szoftverrel Hexagon 340
Digitális TRMSD multiméter
3 5/6 digites LCD kijelzés AC/DC áram és feszültség mérése, Ellenállás-, frekvencia-, kapacitás-, ..hőmérséklet-mérés, RS232 interfész, opció; szoftver*
Tápegységek Válassza a jövő termékeit már ma ... és a legkedvezőbb áront
Gewiss termékek széles kínálata Kínálatunkból kiemelten a következőket ajánljuk figyelmükbe: V« Háztartási falikapcsolók, -csatlakozók ; • Elosztó dobozok • Ipari csatlakozók -"• Kábelkötegek
Információ, rendelés:
Értékesítés:
Szerelési anyag és Kisfeszültségű
Elektro Áruház, Kistarcsa, Raktár krt. 3. Teh: (28) 470-888 Fax: (28) 470-005 Műszaki Áruház, Győr, Damjanich n. 23. Tel./fax: (96) 311-535, (96) 311-600
1072 Budapest, Király u. 57. Tel/fax: (1)342-2100
2002. 95. évfolyam 11. szám
9032
Készülékvizsgáló
Elektromos ^épek, berendezések, kapcsolószekrények, műszerek EN 60204/DtN VDE 0113 szerinti típusjóváhagyáshoz, mérési jegyzőkönyvek készítéséhez.
Légsebességmérők Egyéb gyártmányok: Átütésvizsgálók, szigetelésvizsgálók, földelési eílenáílásmérők, hurokellenállás mérők, spektrum analizátorok, tápegységek, távadók, áramváltók, hőmérsékletmérők, dekádok, káfoeihossz-rnérők, lakatfogók különféfe mérésekre, generátorok, frekvenciamérők
RAPAS Kft. 1184 BUDAPEST, ÜlLŐi ÚT 315.
f Tel: 06-1-294-2900 fax:294-5837 E-maií:rapas@axeíero.hu, Internet: www.rapas.hu
319
Automatizálás és számítástechnika
Kaotikus állapot néhány jellemzője Dr. Nagy István az MTA r. tagja, a MEE tagja 1. Bevezetés A cikk egyrészt folytatása a korábban már megjelent három cikknek [1,2,3], másrészt egy összesen hat cikkből álló sorozat negyedik tagja. A témaválasztásában a rendező elv a teljesítményelektronikai alkalmazhatóság volt, ami azonban nem korlátozza a leírtak érvényét a teljesítményelektronika területére. A cikksorozat fő célja a változó struktúrájú, szakaszosan lineáris, nemlineáris dinamikus rendszerek korszerű vizsgálati módszereinek és lehetséges állapotainak bemutatása. A sorozat tárgyalja az esetlegesen nagy számú egyensúlyi állapot fajtáit, stabilitási vizsgálatukat, valamint a kváziperiodikus, szubharmonikus és kaotikus állapotokat. A megelőző harmadik cikk a káoszelmélet alapjairól szólt. A jelen cikk a kaotikus állapot számos jellemzője közül kettőt, a Ljupanov exponenst és a fraktál dimenziót ragad ki és tárgyal. Szól ezen kívül még az ún. „árnyék lemma"-ról is.
attraktorra. Indítsunk el az attraktorról és tőle do < e kis távolságban fekvő másik pontból a / = 0 időpontban két trajektóriát. A trajektóriák egymástól való távolsága kielégíti a d(t)=dQe''
(4.1)
egyenletet, ahol a ^paraméter a trajektóriákhoz tartozó úgynevezett Ljapunov-exponens. (Képletekben, ábrákban az első szám a cikksorozat cikkeinek a sorszáma.) Az attraktoron továbbhaladva és az eljárást megismételve további Mértékek számíthatók. Ezek átlaga adja a X átlag Ljapunov-exponenst. Ha X és X pozitív, az egymástól kis távolságban az attraktorróí, illetve környezetéből indított trajektóriák egymástól mért távolsága exponenciálisan nő. Ilyenkor azt mondjuk, hogy a rendszer kaotikus állapotban van.
2. Kaotikus állapotot jellemző mennyiségek Felvetődik a kérdés, hogy miként lehet megállapítani, mennyiségileg jellemezni a kaotikus állapotot. A mennyiségi jellemzők több okból lehetnek fontosak: segíthetnek elkülöníteni a rendszer zajos viselkedését a kaotikustól. Segítségükkel a rendszereket osztályokba sorolhatjuk. Változásuk a rendszer dinamikus viselkedésének módosulására utalhat. Léteznek mennyiségi jellemzők. Ezeket két csoportba lehet sorolni. Az egyik csoportba tartozók az állapottértrajektóriák időbeli változását jellemzik. A másik csoportba tartozók a trajektóriák geometriai tulajdonságát vizsgálják. A mennyiségi jellemzők közül gyakran használt a Ljapunov-exponens, a fraktáldimenzió és a Kolmogorov-entrópia. Az első csoportból a Ljapunov-exponensről, a másodikból a fraktáldimenzióról szólunk. Ismét utalunk arra, hogy a jelen cikk disszipatív rendszerekre korlátozódik. Ezek trajektóriái a kezdeti tranziens lezajlását követően attraktorra vagy kaotikus állapotban különös attraktorra kerülnek. A nem disszipatív vagy más néven konzervatív, Hamilton típusú rendszereknek nincs attraktora. Ez azonban nem jelenti azt, hogy e rendszerek nem juthatnak kaotikus állapotba. A Hamilton típusú rendszereket két osztályba - az úgynevezett integrálható és a nem integrálható osztályba - sorolják, amelyek közül az utóbbiakban kaotikus állapot lehetséges [3].
4.1. ábra.f{x) függvény fixpontjai
Egydimenziós állapottérben az attraktorok fixpontok és nyeregpontok lehetnek (Isd. az [1] cikk Fixpontok című pontját). A példaképpen a 4.1. ábrában felrajzolt/^ nemlineáris függvénynek*], * 2 , Xj, és x4 négy gyöke, az x = f(x) állapotegyenletnek négy kitüntetett pontja van. Ezek közül X] és x4 csomópont, x2 fókusz- és x^ nyeregpont. Azf(x) függvényt a fenti négy pont közvetlen környezetében Taylor-sorba fejtve a Ax =
df(x) dt
Ax = X.Ax
(4.2)
linearizált állapotegyenletet kapjuk, ahol XK a &-adik ponthoz tartozó Ljapunov-exponens, A* = x -xk. A Taylor-sor második és nagyobb fokszámú tagjait elhanyagoltuk. A.Y() < e kis változás esetén Ax - eh'Ax
(4.3)
Disszipatív rendszerekben a trajektóriák a tranziens folyamat lezajlását követően mindig eljutnak a kezdeti feltételhez tartozó
időfüggvény adódik. Xi és x4 esetében X{ és X4 negatív, x2 esetében X2 pozitív, míg x$ esetében X3 = 0. A A, Ljapunov-exponens pozitív értéke itt természetesen nem jelenti azt, hogy a rendszer kaotikus, csupán arra utal, hogy a fixpont labilis. (Megjegyzés: a két egymáshoz közeli pontnak, amelyekből a trajektóriákat indítjuk nem kell feltétlenül az attraktoron lenniük, csupán ahhoz közel kell elhelyezkedniük.)
Dr. Nagy István, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék, 1111 Budapest, Budafoki út 8. F. II. Mf. tel.: 463-f 1 -65, fax: 463-31-63, e-mail:
[email protected]. MTA Számítástechnikai és Automatizálási Kutató Intézete (SZTAKI)
A cikksorozat anyaga a szerző 1999. március 24-én megtartott Akadémiai székfoglaló előadása kapcsán hangzott el. Az 1. rész lapunk 2000/12., a 2. rész 2001/12., a 3. rész 2002/6. számában jelent meg. Képletekben, ábrákban az első szám a cikksorozat cikkeinek sorszáma.
2.1 Ljapunov-exponens
320
ELEKTROTECHNIKA
Automatizálás és számítástechnika Stage
0
Number
2°
o f segmenís
3. Fraktáldimenzió [4, 5, 6]
1
12
21
22
4
23
8
4.2, ábra. Cantor set - Cantor-halmaz. Fraktálalakzat fraktáldimenziója 0,63
Stage
0
1
2
A dimenzió fogalmat részben gemetriai alakzatok jellemzésérc használjuk. A pont, a vonal vagy zárt görbe, a felület és a térfogat dimenziója rendre 0,1,2 és 3 egész szám. A dimenzió fogalmat átvitt értelemben az állapottér jellemzésére is használjuk, és azt mondjuk, hogy az állapottér D dimenziója a rendszer állapotának leírásához szükséges állapotváltozók minimális számával egyenlő. Ismeretes, hogy disszipatív rendszerek esetében valamely D dimenziójú azonos attraktor bázison belüli „térfogat"-ban található kezdeti feltételekből induló trajektóriák a megfelelő attraktorra érnek (Isd. az [1] cikk Előzmények című pontját), amely lehet egy (D- í) dimenziójú „felület" vagy egy alacsonyabb dimenziójú alakzat. Ezt úgy is ki szokták fejezni, hogy a D dimenziójú „térfogat" zérus térfogatra zsugorodik, az attraktor térfogata az állapottérben zérus kell-hogy legyen. Az attraktor Poincaré-metszetének dimenziója az attraktorénál még eggyel kisebb. Meglepetésként hatott, amikor kiderült, hogy léteznek olyan geometriai alakzatok, amelyek dimenziója nem egész szám. Ezeket Mandelbrot után (\ 982) fraktáloknak nevezik, annak megfelelően, hogy dimenziójuk tört szám. Számos definíció létezik a fraktáldimenzióra. Ezek általában eltérő számszerű eredményt adnak. E helyen ezek közül csak egyről, az úgynevezett Db box számláló dimenzióról szólunk, amelyet először Kolmogorov alkalmazott [8]. Eszerint Dh-x a kérdéses geometriai alakzatra úgy kell meghatározni, hogy azt b oldalhosszúságú és n számú boxszal maradéktalanul lefedjük, majd képezzük b -» 0 határátmenettel a Dh = -lim
Number of segments
1
4! 4
(4.4)
42
hányadost.
16
Ha e definíciót példaképpen a kétdimenziós térben helyet foglaló pontra alkalmazzuk, akkor a box egy b oldalhosszúságú egyetlen négyzet. A (4.4) egyenlet, mint ahogy vártuk, Db-Q értéket ad. Ha a geometriai alakzat / hosszúságú vonal, akkor n-\/b számú boxra van szükségünk, s így
4.3. ábra. Koch-gÖrbe. Fraktálalakzat fraktáldimenziója 1,26
Ahhoz, hogy a rendszer kaotikus állapotba kerülhessen, legalább három dimenzióra, állapotváltozóra van szükség. Az egymáshoz igen közeli két pontból indított két trajektória most akkor távolodik exponenciálisan egymástól, ha az egyik (vagy a pontok közelsége miatt, ami ugyanaz) vagy a másik indítási ponthoz tartozó Jakobi-mátrix három sajátértéke, vagyis Ljapunov-exponcnse közül az egyik pozitív. Ugyanis bizonyított, hogy a három Ljapunovexponens közül az egyik szükségszerűen zérus [7]. E szabály alól az egyedüli kivétel a fixpont. Az átlagos Ljapunov-exponens zérus értéke azt jelenti, hogy a hozzárendelt exponenciális tag a két közeli pontból indított trajektóriára sem közelítő fvonzó), sem távolodó (taszító) hatást nem gyakorol. Az is bizonyított, hogy disszipatív rendszer esetében az indítási pontot körülvevő, e sugarú gömb köbtartalma csökken, ami csak úgy lehetséges, ha legalább az egyik átlagos Ljapunov-exponens negatív. Ezek szerint kaotikus esetben a három átlagos Ljapunov-exponens közül az egyik zérus, a másik negatív, és csak a harmadik pozitív. Háromnál nagyobb dimenziós állapottér esetén az átlagos Ljapunov-cxponensek között több mint egy is felvehet pozitív erteket. Ha az átlagos Ljapunov-exponensek közül a zérus érték mellett a maradék kettő negatív, illetve csak az egyik negatív a másik zérus, akkor a rendszer határciklusban, illetve kváziperiodikus állapotban van.
2002. 95. évfolyam 11. szám
log/í
n - li
1,
\ogb
(4.5)
vagyis Db-TC a várt 1 érték adódik. A továbbiakban alkalmazzuk a (4.5)-ben definiált Dh dimenziót két olyan geometriai alakzatra, amelyekre nem egész szám adódik. Az első a híres,,Cantor set" = Cantor-halmaz legyen, amelyet F fokozatokban építünk ki. A 0. fokozatban egy egységnyi hosszú vonaíszegmcnsből indulunk ki (4.2. ábra). Az í. fokozatban elhagyjuk a vonal középső 1/3-át. A két maradék szegmens hossza egyenként 1/3. A 2. fokozatban ismét elhagyjuk a szegmensek középső 1 /3-át. Összesen 22 = 4 szegmens marad, s mindegyik hossza egyenként (1/3)2 = 1/9-ed. Az F. fokozatban ismét elhagyjuk a maradék szegmensek középső I /3-át. Összesen 21' szegmenst kapunk, egyenként(l/3) hosszban./ 7 —> cccsetbenjutunkelaCantor-halmazhoz. Határozzuk meg ennek az alakzatnak a Db dimenzióját, b - (1/3) oldalhosszúságú és minimálisan 2F számú boxra van szükségünk.
Iog2' f *>log(i/3)
Db = -lim
-hm^.0,63...
(4.6)
321
Automatizálás és számítástechnika A Cantor-halmaz Dh dimenziója 0 és 1 közé cső nem egész szám. Úgy szokták mondani, hogy a Cantor-halmaz több, mint pontok összessége, de kevesebb, mint egy vonal, egy fraktál alakzat. Második példánkat, a svéd matematikusról elnevezett Koch-görbét az egynél nagyobb, Dh dimenziójú geometriai alakzatok közül választottuk. Ez egy folytonos, végtelen hosszú és sehol sem differenciálható görbe. Most is egy egységnyi hosszúságú egyenes vonalból indulunk ki (4.3. ábra). Az 1. fokozatban töröljük a középső 1/3 hosszúságú szegmenst, és helyébe egyenként 1/3 hosszú sátrat iktatunk. A 2. fokozatban mind a négy 1/3 hosszú szegmens középső egyharmad része helyébe egyenként (1/3) oldalhosszúságú sátrat helyezünk. Az F. szakaszban 4 F szegmensünk lesz, egyenként (l/3) r oldalhosszal. A görbét teljesen lefedő boxok minimális száma 4', oldalhosszuk b=(l/3) f . A Koch-görbe dimenziója D, = - l
Iog4'
(4.7)
log 3
Érdekességképpen megemlítjük, hogy ha egyenlő oldalú háromszögből indulunk ki, és a háromszög mindegyik oldalára egy Koch-görbét építünk ki, akkor egy véges területet bezáró, végtelen hosszú kerületű geometriai alakzathoz, az úgynevezett Koch-hópehelyhez jutunk. A fraktáldimenzió a káoszclmclctben fundamentális szerepet tölt be. Ugyanis a különös attraktorokfraktálgeometriai alakzatok vagy megfordítva, ha egy attraktor fraktáldimenziójú, akkor a rendszer kaotikus állapotban van. 4.1. táblázat. Euklideszi és fraktáldimenziók Euklideszi dimenzió Pont Görbe Felület Tér Hipertér
0 1 2 3 n=4,5
Fraktá dimenz Cantor-halmaz Koch-görbe Spierpinski-szönyeg A kvadratikus iterátor különös attraktora
0,63.. 1,26.. 1,89.. 0,5388
A 4. l. táblázat az euklideszi és a fraktáldimcnziókat szemlélteti. itt a (3.3) egyenlettel leírt kvadratikus iterátorra megadott fraktáldimenzió az a-Svi =3,5699... úgynevezett Feigenbaum-értékhez tartozik, amelytől a kaotikus tartomány kezdődik (3.3. ábra).
4. Árnyék (shadowing) Iemma [5] Korábban már hangsúlyoztuk a kaotikus rendszerek egyik alapvető tulajdonságát, rendkívüli érzékenységüket a kezdeti feltételekre. Jogos a kérdés: érdemes-e a kaotikus rendszerek tulajdonságait számítógépen, numerikus eszközökkel vizsgálni, hiszen a számítás során, a számítás véges pontossága miatt óhatatlanul felhalmozódó és exponenciálisan növekvő hibák miatt a számított trajektória végül is messze jár majd a pontos trajcktóriától. A választ az „árnyék" Iemma adja meg a kérdésre. Induljon az x, illetve y pontokkal jellemzett két trajektória az állapottér xo, illetve y()=xo+eo pontjából (4.4. ábra). Legyenek a pontos, illetve számított trajektória valamely időpontsorozathoz tartozó pontjai x0, xh x2...xk illetve .yo=-*o+£o, y\ ~ x i+ Bi» >'2 - x2+E2,...yk = =XA+£É. Kaotikus rendszerekben az lel hibák exponenciálisan nőnek. A kapcsolatai ésy* között k növekedésével megszakad, a számított y trajektória a pontos x trajektóriától messze jár (4,4,a ábra). Van azonban az „árnyék" Iemma szerint egy z.o kezdeti pont az xö kezdeti pont e0 sugarú környezetében, amelyből induló pontos trajektória z.k pontjai mind azy k pontok s(, sugarú környezetében maradnak (4.4.b ábra).
5. Összefoglalás A cikkben először a kaotikus állapotot jellemző mennyiségek közül a Ljapunov-exponenssel foglalkoztunk. Megmutattuk a fraktál geometria és ezen belül a fraktáldimenzió kapcsolatát a kaotikus rendszert jellemző bifurkációs diagrammal. Az „Árnyék" íemma segítségével látható be, hogy az exponenciálisan növekvő számítási hiba ellenére a bifurkációs diagram jól jellemzi a rendszert.
6. Köszönetnyilvánítás Köszönettel tartozom Sütő Zoltán volt és Dranga Oktávián, Hamar János jelenlegi doktoranduszaimnak és Zabán Károly kollégámnak, akik a cikksorozat elkészítésében különböző módon segítségemre voltak. Köszönetemet kell kifejeznem az OTKA (T029026) és a Magyar Tudományos Akadémia Támogatott Kutatóhelyek Irodájának támogatásáért. Irodalomjegyzék [1] LNagy: "Nemlineáris teljesítményelektronikai rendszerek dinamikája," Elektrotechnika. 93. évf. 12. szám, 2000. [2]
/. Nagy: "Változó struktúrájú, szakaszosan lineáris nemlineáris rendszerek," Elektrotechnika. 94. évf. 12. szám, 2001.
[3] /. Nagy: „Káoszclmclet a teljesítmény elektronika szemszögéből" Elektrotechnika 95. évf., 6. szám, 2002. 4.4. ábra. Árnyék (shadowing) iemma
322
A további irodalomjegyzéket lásd [3]!
ELEKTROTECHNIKA
Automatizálás és számítástechnika
A Paksi Atomerőmű folyamatirányító rendszereinek korszerűsítése Hetzmann Albert Bevezetés Az atomerőművekben alkalmazott irányítástechnika alapvető feladata a technológia által meghatározott funkcionális követelmények, és a különlegesen magas szintű megbízhatósági elvárások teljesítése. Közismert tény, hogy a termelő berendezések és a kapcsolt irányító rendszerek rendelkezésre állása, megbízhatósága közvetlen hatással van a gazdaságos energiatermelésre, és a nukleáris biztonság megvalósulásának színvonalára. Az üzemeltetés szempontjából kitüntetett fontossággal bírnak a biztonsági automatikák, a folyamatirányító és a folyamatellenőrző rendszerek. A Paksi Atomerőmű folyamatirányító rendszereinek korszerűsítését a koncepció kialakítása során, és az óta is sok esetben feltett legfontosabb kérdések, és az ezekre adható válaszok segítségével szeretném bemutatni. A három fő kérdés Miért?, Mit?, Hogyan! taglalását az eredmények összefoglalása követi.
Megállapítható, hogy az eredeti szállítású készüléktechnikára kevéssé jellemző a megbízhatósági és minőségi követelmény lépcsőző ttsege. - Sajátosan hierarchikus rendszer A tervezése során alkalmazott klasszikus biztonsági követelményekből és az OPV82 szovjet előírásokból eredően három hierarchiaszintre tagolt irányítástechnikai rendszer valósult meg: - biztonsági és biztonsággal kapcsolatos rendszerek - normál üzemi irányítástechnika - információs, monitoring és diagnosztikai rendszerek A különböző intézetek által fejlesztett, gyártott eltérő redundanciastruktúrájú, számos alrendszerből felépülő biztonsági irányítástechnika (RTV, NER, RTK, RVR, SZBV, LIP-automatika) blokkvázlatát az 1. ábra szemlélteti.
1. MIÉRT? A működő atomerőmű modernizálási törekvéseit a konvencionális ipari, gazdasági alkalmazásokkal összehasonlítva megállapítható, hogy a felújítások motivációja szempontjából a műszaki biztonság fenntartása és javítása nagyobb jelentőséget kap. Amiért kérdésre adható válaszok többsége három témakörbe csoportosítható: - Az eredeti folyamatirányító rendszerjellemzői - A biztonsági követelmények szigorítása - A gazdasági hatékonyság javítása 1.1 Az eredeti folyamatirányító rendszerek jellemzői Az erőmű irányítástechnikai berendezéseit és készülékeit nagyobbrészt az 1970-es években tervezték és a 80-as években gyártották. A reaktorblokkok technológiai és folyamatirányító rendszerei koncepcionális és biztonsági követelmények szempontjából azonosak. A magyar fél kezdeményezésére azonban 3-4. sz. blokkon beépített irányítástechnikai készülékek gyártói, szállítói köre megváltozott. Egyrészt ezért, másrészt a létesítés során végrehajtott egyéb módosítások következtében a megvalósult állapot berendezésszinten jelentős eltéréseket mutat. A paksi atomerőmű eredeti tervei szerint létesített VVER 440/213 blokkjainak folyamatirányítási rendszereit az alábbiak jellemzik; - Az irányítástechnikai funkciók osztott és heterogén megvalósítása Általánosan jellemző a kisbonyolultságú eszköz készlet, az alacsonyszintű készülék- és funkció- integráltság. Az elektromechanikus megjelenítő, határértékkepző eszközök, relés védelmi és vezérlő rendszerek, valamint DTL, TTL logikák alkalmazása elterjedt.
Az energetikai reaktorblokkok hagyományos felépítésű vezénylőkkel, eredetileg szerény számítástechnikai támogatással létesültek. A blokk operatív irányítását további irányító helyek (Közösüzemi-, Dozimetriai-, Vízüzemi-, Tartalék vezénylő-) és nagyszámú nem operatív és helyszíni műszer- és irányító- tábla szolgálja. Az eredeti irányítástechnika alapvető jellemzője a kiterjedt, bonyolult kábelhálózat, a relatíve alacsony bonyolultságú készülékek sokfélesége és igen száma.
Hetzmann Albert okl. villamosmérnök, üzemviteli igazgató, Paksi Atomerőmű Rt., a MATE tagja,
[email protected] Szakmai lektor; Dr. Vajk István egyetemi tanár, a MATE tagja
A magyar gyártóktól származó berendezések terjedelme jelentősen növekedett a 3. és 4. sz. blokkok esetében. A folyamatellenőrző-számítógépek, adatgyűjtők, segédépületi folyamatirányító rend-
2002. 95. évfolyam i 1. szám
liccsbzetes hdfcfe Ftogrania
S(WXY)
Érz&étk (WXY iendsa»ek)
/. ábra. Az eredeti biztonsági irányítástechnika blokkvázlata
Eredeti megoldásban a működest kiváltó események detektálása az autonóm alrendszereken belül önállóan (háromszoros független érzékelés), a megfelelő megbízhatósága erdekében összességében pedig igen magas 15-szörös input redundanciával valósult meg.
323
Automatizálás és számítástechnika szer a 0,4 kV-os elosztó- és vezérlőberendezések, mérőköri elemek, (érzékelők, távadók) jelentős része hazai cégek termékei. 1.2. A biztonsági követelmények szigorodása Az erőmű a '80-as és a '90-es években számos, a korábbiakhoz képest szigorúbb, nemzetközi (NAÜ 50SG D3) és nemzeti biztonsági előírás alkalmazásával szembesült. Az ÁGNES (Advanced, General and New Evaluation of Safety) projekt keretében megtörtént a Paksi Atomerőmű technológiai rendszereinek átfogó biztonsági elemzése. A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség megbízása alapján a nyugati normák figyelembevételével elvégezték a VVER-440 típusú (213 modell) nyomottvizes reaktorblokk biztonságtechnikai értékelését. E tanulmányokban az irányítástechnikai rendszerekre irányulóan számos észrevétel fogalmazódott meg. A vizsgálatok és az üzemeltetői tapasztalatok értékelése konkrét módon hozzájárult a "miért" kérdéskörön túl a "mit" kérdések tisztázásához. A lényegesebb műszaki biztonsági követelmény csoportok összefoglalását a következő felsorolás tartalmazza: - Nemzetközi és nemzeti előírások szigorodása - Kiinduló eseményhalmaz teljessé tétele - Az egyszeres meghibásodás kritériumának teljesítése - A működés megbízhatóságának növelése - A téves működés gyakoriságának csökkentése - Funkcionális alkalmasság javítása - Minősített készüléktechnika alkalmazása - Indítási és üzem közbeni tesztelhetőség - A földrengés-állósági követelmények kielégítése - Automatizáltság színvonalának fokozása - Ember-gép kapcsolat fejlesztése - Magasabb szintű önellenőrzés és diagnosztikai szolgáltatások - Eredeti tervből hiányzó funkciók pótlása - Fogyatékosasan, hiányosan megvalósított funkciók módosítása, kiegészítése - Üzemeltetést, operátort támogató funkciók megvalósítása
Ez utóbbi sajátosság következménye, hogy a fontosabb irányítástechnikai funkciók felújítására az erőmű élettartama során több alkalommal is sor kerül Az előzőekben említett "biztonság - rendelkezésre állás" dilemma valójában több okból nem létezik. A nukleáris biztonság elsődlegessége nem vonható kétségbe, továbbá a műszaki- biztonság és a berendezések magas színvonalú rendelkezésre állása nem konkurens elvárástjelent, hanem szerencsés módon, együttesen megvalósítható. A készülék, berendezésjcllcgű és rendszerszintű korszerűsítések, beavatkozások fontosabb jellemzői: Készülék, berendezés kiváltások
A rendszerszintű korszerűsítések
Szerény ráfordítás, gyors eredmény
Jelentős fejlesztési forrásigény
Alacsony mérnöki-tervezői munkaigény
Műszak i -tu dományo s megalapozás
Normál üzemmenetet, karbantartást nem befolyásolja
Átfogó mérnöki tervezői munka
A megbízhatóság (kis mértékben) javítható
Rt. közgyűlés kompetenciába tartozó döntések
Üzemviteli dokumentáció (KU, TU) változtatási hatása minimális
Projektalapítás és -működtetés
Engedélyezés átalakításszinten
Nemzetközi szállítói verseny Kiterjedt engedélyezési eljárás A blokk állásidő befolyásolása Jelentős hatás a műszaki biztonsági színvonalra
1.3. A gazdasági hatékonyságjavítása A gazdaságosabb üzemeltetés és karbantartás feltételeinek biztosításával kapcsolatos elsődleges elvárás az üzemeltetési karbantartási ráfordítások csökkentése, ezen belül: -
Ajavítási, karbantartási idők optimalizálása. A megbízható tartalékalkatrész-ellátás biztosítása Allapotfüggő megbízhatóság orientált karbantartás alkalmazása A fizikai, erkölcsi öregedés kezelése
2. MIT? A felújítások, korszerűsítések tartalmi, terjedelmi prioritásainak kijelölését célszerűen meg kell, hogy előzze az úgynevezett célkitűzés vizsgálat, amelynek témakörei: A rekonstrukció előkészítő fázisában elvégzendő egyik célkitűzés-vizsgálat a biztonságot, megbízhatóságot javító és a rendelkezésre állást, gazdaságosságot fokozó beavatkozások összevetése. Ugyancsak elemző- értékelő munkát igényel a készülékszintű korszerűsítések a rendszerszintű rekonstrukció, ül. az új rendszerek létesítési terjedelmének meghatározása. A "mit" kérdés esetünkben látszólag egy kettős dilemma komplexumottakar, mindamellett, hogy az irányít§ berendezések amortizációs sebessége jelentősen felülmúlja a technológiai eszközökét. 324
A blokkok élettartama során műszaki-biztonsági és/vagy gazdasági indokoltsággal megvalósítandó különböző szintű beavatkozások terjedelmének, tartalmának, időzítésének meghatározásához a technológiai ismereteken túlmenően az üzemviteli karbantartási tapasztalatok magas szintű hasznosítása is szükséges. Mindezekből következik, hogy a felújítások terjedelme a technológiai funkciók műszaki- biztonsági elemzése és gazdasági értékelése alapján határozható meg. A beavatkozás berendezés- vagy a rendszerszinten történő megvalósítás kérdésének megválaszolása átvezet a "hogyan" kérdéskörbe.
3. HOGYAN ? A felújítási, rekonstrukciós tevékenységek előkészítésére, végrehajtására is alkalmazhatóak a minőségbiztosítással kapcsolatos nemzetközi szabványok, ajánlások (ISO 9001). Az Rt. rendelkezik a megfelelő követelményrendszerekkel, amelyek a meghatározó munkafolyamatok minőségbiztosítását is szabályozzák. A korszerűsítési intézkedések megvalósítása a műszaki, biztonsági, engedélyezési, gazdasági, létesítési jellemzőik alapján megvalósítási kategóriákba sorolhatók: - Egyszerű készülékkiváltások, berendezésfelújítások ELEKTROTECHNIKA
Automatizálás és számítástechnika - Komplex átalakítások, funkcióváltozások, - bővítések - Átfogó rendszerszintű korszerűsítések, rekonstrukciók Az első kategóriába tartozó egyszerű, kisebb jelentőségű korszerűsítések a karbantartási - átalakítási munkafolyamatba ágyazottan valósulnak meg. A nagyobb jelentőségű, komplex korszerűsítés előkészítése, tervezése és megvalósítása általában "egyedi kezelést", tehát projektszervezet létrehozását igényli. A létesítményszintű engedélyezési eljáráshoz kötött, rendszerszintű korszerűsítési feladatok végrehajtása önálló projektek keretében történik. A gazdaságos, hatékony megvalósításon túlmenően a vonatkozó tervezési, engedélyezési, létesítési és rendszcralkalmasság-igazolási (V&V) követelmények teljesítése is a projekt felelőségi körébe tartozik. A biztonsági irányítástechnika rekonstrukció a reaktorvédelmi rendszerek kiváltása, feladatterve előirányozta valamennyi fontosabb műszaki-biztonsági és gazdasági követelmény megvalósítását. A "hogyan" illusztrálására a reaktorvédelmi re nd szerre kon strukció dokumentációstruktúráját (2. ábra) és élctciklus-modelljét (3. ábra) mutatom be.
Eredmények Az üzembe helyezés során és az üzemeltetés kezdeti időszakában megvalósított korszerűsítések. Az 1. sz. blokk üzembe helyezése számos készülék- és rendszertechnikai fogyatékosságról, illetve gyenge pontról rántotta le a leplet. A blokk-számítógepek megjelenítő állomásainak (ORION) kiváltása megfelelő grafikai és dinamikai képességű kijelző eszközzel, és az alapvető üzemeltetői igényeket kielégítő felhasználói SW fejlesztése már a rendszerek telepítésével egyidejűleg megkezdődött. Ezen nehézségek megoldására tett lépések által jutott cl a magyar fél végül is oda, hogy kezdeményezze a szállítás megosztási szerződés módosítását, amelynek eredményeként jelentősen módosult a 3. és 4. sz. blokkokon a magyar beszállítási terjedelem. A létesítés során megvalósuló rendszerszintű kiváltást eredményezett a TPA-11 -440 folyamatszámítógépek, AFRT adatgyűjtők, MA megjelenítő állomások, és a SAM-PLV vezérlő- és automatika-rendszcrek beépítése. Az üzembe helyezett blokkokon - elsősorban szovjet szállítású berendezésein - már az üzemeltetés első éveiben megkezdődött a folyamatirányító rendszerek lépcsőzetes modernizálása. A 4. ábra szemlélteti a készülékcserékkel végrehajtott felújítások ütemességet.
0 líivadók —IB™—dp láva dók
2. ábra. A reaktorvédelmi rendszerrekonstrukció dokumenlációstruktúrája
előírások, a mc}t.il:ip»/i'i f.ij'is eicdményet. ajánlatok Llökts/itt's
követeimen1
(l.fSát)
Szu fher köveid llrTT ,•
követelmények ?/]
1
Számítógép hardver
Hagyományos I&C terve/és
S7O fivér
ezes
1
Hagy. l&C gyártás.
?/Ü
S/i llver
gyirtis
2/6
olis
7/9 Tervezés és gyanas (1. fázis)
Helyszíni szerelés
y\
Kivilcle/.és (3- lázis) Idcnitcs. ii/gmbo helyezés
3^
Czemelletés
3, ábra. A reaktorvédelmi rendszer rekonstrukció életciklus-modellje
2002. 95. évfolyam 11. szám
hé képzők —M—egyéb
4. ábra. Irányítástechnikai készülékcserék végrehajtásának ütemezése
Az erőműben az elmúlt 10 év során megvalósított rendszer- és készülékszintű korszerűsítések: - Reaktor in-core monitoring rendszerek - Blokkszámítógép rendszerek - Turbó-generátor teljesítményszabályozó rendszer - Biztonsági energiaellátás (dízel gépcsoportok) vezérlő rendszere - Tűzjelző és oltásvezérlő rendszerek - Folyamatos analitikai mérőrendszer - Reaktorvédelmi rendszer (RVR) Távadók jelátalakítók, érzékelők kiváltása - Kijelző, regisztráló, határérték-kapcsoló egysegek kiváltása - Egyéb irányítástechnikai átalakítások - Szabályozórúd hclyzetjelzés kiváltása - GF szivárgás ellenőrzés megvalósítása Egységes rendszerszintű korszerűsítések közül-mi vei jelentőség és komplexitás szempontjából kiemelkedik a reaktorvédelmi rendszer-rekonstrukció, - jclzcslogika ("sötét" blokkvezénylő) megvalósítása A következőkben az. erőmű eddigi legjelentősebb irányítástechnikai korszerűsítésének sajátosságait kívánom bemutatni. Az új védelmi rendszer architektúra nem csak a technológia váltás következtében nem követi az eredeti rendszer felépítését. Az eredeti rendszer technológiai funkciók szerint tagolt, több egymástól független alrendszerből állt. A részlegesen következetlen struk-
325
Automatizálás és számítástechnika
f
'i
i
ECCS.^X
J
5. ábra. Üj reaktorvédelmi rendszer architektúrája
túra, a szovjet biztonsági normák fejlődésével, V VER 440 blokk típus generáció váltásával és a tervezők korlátozott lehetőségcinek eredményeként alakult ki. A rekonstruált rendszer architektúrájának kialakítását a következő szempontok befolyásolták, Ül. határozták meg: - Az irányítási feladat, megvalósítandó technológiai funkciók - A determinisztikus és a valószínűségi megbízhatósági követelmények teljesítése - Környezeti adottságok és követelmények - Korszerű, de már referenciával rendelkező eszközkészlet - Élenjáró szállítói megoldások -
Eredeti -VVER specifikus- műszaki megoldások alkalmazása Az új reaktorvédelmi rendszer felépítését az 5. ábra szemlélteti.
Az. előzőekben felsorolt szempontok szerint felépített védelmi rendszer legfontosabb jellemzői a szigorúbb biztonsági követelmények (1.2. fejezet) teljesítésén túlmenően a következőkben foglalhatók össze: - Integrált rendszer - Egységes, aktív redundancia alkalmazása - Funkcionális diverzitás alkalmazása - Keresztkapcsolat létesítése a redundáns keszletek között - Analóg szavazó algoritmus alkalmazása A biztonsági IT rekonstrukció szerencsés módon biztosította a korszerű készülék és rendszertechnikai környezetet a felülvizsgált eredeti funkcionalitás, és a pótlólagosan implementált új technológiai biztonsági funkciók (pl.: primer nyomás-korlátozás, fecd &
326
bleed zónahűtes, GF csőtörés) magasabb megbízhatósági szinten való megvalósításához Befejezésül szeretném megemlíteni, hogy a folyamatirányítási rendszerek korszerűsítése jelentős hatással bír mind az operatív, mind az elemző üzemvitelre, továbbá kihatással van az üzcmközbeni hibaelhárítás folyamatára és az üzemzavar elhárítás módjára is. A normál üzemmenet során hasznosuló rendszersajátosságok, szolgáltatások: - Ember-gép kapcsolat színvonala - Funkciókcpcsség ellenőrzés módja és mélysége - Kritikus Biztonsági Funkció Monitorozása (KBFM) - On line archív szolgáltatások Az üzemzavar-kezelés, -értékelés és -elhárítás során érvényesíthető rendszerszolgáltatások: - Blokkszintű áttekintés - Nem a biztonság irányába ható beavatkozások tiltása - Allapotoricntált üzemzavar-kezelés - Funkció teljesül és ellenőrzés és értékelés Az előzőekben vázlatosan ismertetett eredmények eléréséhez a projektben közreműködőkön túlmenően jelentős mértékben hozzájárultak a PA Rt. műszaki-tudományos partnerei. A feladatok megoldásában részt vállalóknak ezúton is szeretném a köszönetemet és elismerésemet kifejezésre juttatni.
ELEKTROTECHNIKA
Villamos gépek
Termoelektromos anyagok és alkalmazásaik 1. rész. Fizikai és anyagszerkezeti alapok Dr. Bánhegyi György Bevezetés Aeikkben ismertetésre kerülő termoelektromos jelenségek [1,2] feltárása és hasznosítása már hosszú múltra tekint vissza. Az ezeken alapuló termoelektromos generátorok és Peltier hűtőegységek közvetlenül és környezetbarát módon alakítják át a hőáramot villamos árammá és fordítva. Nem véletlen tehát, hogy a környezetvédelem és energiatakarékosság iránt érzékeny korunkban ismét a műszaki fejlesztések homlokterébe kerültek. Ezen erőfeszítések célja a termoelektromos eszközökben rejlő lehetőségek mind teljesebb kiaknázása. A termoelektromos jelenségek igen egyszerűen írhatók le. A termofeszültség, vagy Seebeck effektus abban áll, hogy ha két különböző fémből (vagy felvezetőből) álló áramkör egyik érintkezési pontját a másikhoz képest fel melegítjük, vagy lehűtjük, az egyik vezetőt pedig kettévágjuk, és azonos hőmérsékleten tartjuk, annak sarkai között feszültség alakul ki, amely függ a két fém minőségétől, az érintkezési helyek hőmérsékletétől, de független a felületek nagyságától, vagy a forrasztó fém minőségétől. A Seebeck együttható (a, amelyet mV/K egységben szoktak megadni) azt mutatja meg, hogy 1°C hőmérséklet-különbség hatására mekkora feszültség alakul ki. Ezen a jelenségen alapulnak a termoelektromos generátorok, amelyek segítségével egy hőáram közvetlenül villamos árammá alakítható. A Seebeck effektus fordítottja a Peltier effektus, amikor is áram halad át két különböző vezető (vagy félvezető) érintkezési vagy forrasztási helyén, és az áram irányától függően felmelegedés vagy lehűlés következik be. Ez azonban csak jelenségi szintű leírás. Ennél sokkal pontosabb, az esetleges mágneses tér jelenlétét is figyelembevevő, az anyagszerkezethez kötődő leírás található pl. a [3] 4. fejezetében. Felmerül a kérdés, hogy ha a jelenségek ilyen egyszerűek, miért nem hasznosítják őket sokkal szélesebb körben. Két lényeges probléma van: az egyik a hatásfok, amely kisebb a hőerőgépekénél is, a másik a viszonylag drága anyagok és technológiák problémája. HixezetD
sateztrátun (Al,Q, ATN,
elektrócT
tertrrjelektroras anyag
/. ábra. A termoelektromos generátorok (Seebeck modul) és hú'tőegységek {Peltier modul) elvi felépítése Dr. Bánhegyi György okl. vegyész, e-mail:
[email protected] Szakmai leklorok: Dr. Schiller Róbert c. egyelemi tanár, a kémiai tudomány doktora, KFKI Atomenergia Kutatóintézet Dr. Zelenyánszki Endre okl. fizikus, főkonstruktőr, VISOLA Villamos Szigeteléstechnikai Kft. c-mail: zeleíijaxelcro.hu
2002. 95. évfolyam 11. szám
Ami a konstrukciót illeti, a termoelektromos generátor és a Peltier hűtőegység felépítése lényegében hasonló (1. ábra): két, jó hővezető képességű szubsztrátum réteg között párhuzamosan elrendezett, p és n típusú félvezető elemek helyezkednek cl, amelyeket - megfelelően kialakított fon asztott clektródhálózat segítségével - sorba kapcsolnak. A Seebeck modul (termoelektromos generátor) esetében állandó hofluxus van a modul két széle között és a termoelektromos feszültséget hasznosítják. A Peltier modul esetében egyenáramot vezetnek át a rendszeren, amelynek hatására hőmérséklet-különbség alakul ki a modul két oldala között. A fontosabb gyakorlati alkalmazások közül megemlíthetjük - a Peltier modulok esetében - az integrált áramkörök hűtését, vagy a lézerdiódák hőmérséklet-szabályozását, - termoelektromos generátornál pedig a hulladékhő hasznosítást, vagy a termoelektromos érzékelők alkalmazását. Kis tiltott sávszélességű félvezetők és termoelektromos alkalmazásaik A hatásfokon belül az anyagtulajdonságokat leíró legfontosabb jellemző az ún. termo-elektromos jósági tényező (Z, l/K egységben), amelyet a következőképpen definiálunk [3]:
Z=
(1)
ahol ex az alkalmazott anyag Seebeck tényezője, s a villamos vezetőképesség, K a hővezető képesség. A hővezető képesség két tényezőből áll: az elektron-hővezető képességből (Ke), amely (fémekben) arányos a villamos vezetőképességgel, és az ún. rács-hő vezetőképességből (KJ), amely a rácsrezgések kvantált egységeivel (fononok) írható le [41. Látható, hogy olyan anyagra lenne szükség, amely minél nagyobb Seebeck tényezővel, minél nagyobb villamos vezetőképességgel, és egyidejűleg minél kisebb hővezető képességgel rendelkezik. A fémek jó villamos vezetők, de Seebeck tényezőjük kicsi, és hővezetésük is nagy. A hagyományos félvezetők Seebeck tényezője igen nagy is lehet, de villamos vezetőképességük kicsi. Ha megvizsgáljuk az cr, 1/K, a és Z értékeket a töltéshordozó-koncentráció (n) függvényében a szigetelőkre jellemző 10 2i és a fémekre jellemző 1029 l/m3 értékek között azt tapasztaljuk, hogy /; növelésével a2 és 1/K csökken, c pedig nő, ezért Z maximumot mutat a 10 24 -10 25 l/m érték környékén. Ez főként erősen szennyezett félvezetők esetében fordul elő, ahol a szennyezés megnöveli a villamos vezetőképességet (és ezzel valamelyest csökkenti a Seebeck tényezőt is), de csökken a hővezető képesség is, vagyis kialakul Z optimális értéke [3]. Annak érdekében, hogy a hővezető képesség minél kisebb legyen, nagy atomtömegű (nagy rendszámú) anyagokat célszerű választani, amelyek olvadáspontja viszonylag kicsiní, rácsrezgéseik intenzívek, amin az elektronok szóródhatnak. Ez magyarázza, hogy a legtöbb termoelektromos anyag alkotóelemei (Bi-Sb ötvözet, Bi2Tei, PbTc stb.) miért találhatók a periódusos rendszer alsó részén. Különböző okokból a legalkalmasabb anyagok az ún. keskeny tiltott sávú félvezetők közül kerülnek ki [3], amelyek sok tekintetben
327
Villamos gépek különböznek az elektronikában megismert tipikus felvezetőktől (Si, Ge). Az ún. keskeny tiltott sávú félvezetők tiltott sávjának szélessége (többé-kevésbé önkényes döntés alapján) a termikus energia (kBT) értékének 0-10-szerese. Ha a sávszélesség ennél nagyobb, túl kicsi lesz a vezetési sávba gerjesztett töltéshordozók száma. Termoelcktromos alkalmazásokban a sávszélesség nem lehet kisebb 1 -2 kBT-nél sem, mert akkor nagyon lecsökken a Seebeck együttható. Az ebbe a csoportba tartozó félvezetők többsége nem olyan nagytisztaságú anyag, mint pl. amit a szilícium, germánium, vagy a vegyület-félvezetők (GaAs, ínP stb.) esetében megszoktunk. A keskeny tiltott sávszélességű félvezetők többsége olyan vegyület-felvezető, ahol a sávparaméterek széles tartományban változtathatók az elegykristályok összetételének változtatásával. Mivel az ide tartozó vegyületek egy jó része nem sztöchiometrikus (több-kevesebb eltérést mutatnak a kémiai szerkezet alapján várható összetételtől), a rácsszerkezet különféle hibákat tartalmaz, amelyek mennyisége függ nemcsak a komponensek relatív mennyiségétől, hanem a benne levő kisebbségi szennyezőktől, a hőkezeléstől (temperálás), vagy az alkalmazott előállítási technológiától. A hibahely-szerkezet és a kis tiltott sávszélesség miatt, pl. a villamos vezetőképesség a hőmérséklet függvényében elég bonyolultan alakulhat, a szennyezesi és saját vezetés nem különül cl olyan egyszerű és jól látható módon, mint a széles tiltott sávszélességű félvezetők esetében. Mindenesetre tény, hogy a legtöbb anyag Z-értéke a hőmérséklet függvényében maximumot mutat, ezért minden egyes anyagtípus egy adott hőmérséklet-tartományban használható optimálisan (ld. a 2. ábrát).
Z m a x .T szorzat (a legnagyobb jósági tényező és az abszolút hőmérséklet szorzata) 1 körüli értéket ad. A továbbiakban példaként egy speciális anyagcsalád, a szobahőmérséklet környékén alkalmazott bizmut-tellurid és rokon vegyületeinek tulajdonságaival foglakozunk,
A 2B 3 típusú felvezetők kristályszerkezete és fizikai tulajdonságai (A Bi-Sb-Te-Se rendszer) A szobahőmérséklet környékén működő Seebeck- és Peltier moV dulok többségében p- és n-vezetésű A 2B '3 típusú felvezetőket használnak, ahol A lehet a periódusos rendszer V. oszlopából származó Bi (bizmut) vagy Sb (antimon), B pedig a periódusos rendszer VI. oszlopából (kalkogenidek) származó Te (tellur) vagy Se (szelén). A/j-típusú vegyületek rendszerint a Bio.5Sb1.5Te3 összetétel környékén vannak, az /í-típusúak pedig a Bi2Te2.7Seo.3 összetétel 2.0
N
200
400
600
1000
800
Hőmérséklet
1200 1400
(K)
3. ábra. Az A\B V i (A-Bi, Sb; B-Te,Se) vegyület-félvezetők rácsszerkezetének sematikus ábrázolása környékén, és mindkét esetben speciális szennyezőket is szoktak alkalmazni. A kérdéses vegyületek mindegyike egy érdekes, erősen anizotrop, romboéderes rétegrács szerkezetben kristályosodik, amelynek sematikus szerkezetét a 3. ábra mutatja. A trigonális vagy hexagonális elemi cella adatait néhány Av2BV!j típusú félvezetőre az 1. táblázatban foglaltuk össze [5].
10'
töltéshordozó koncentráció (l/m3) szigetelő félvezető fém
/. táblázat. Néhány A VzBvl3 típusú félvezető kristálytani adatai, olvadáspontja és sűrűsége. A felsorolt kristályok mind a trigonális R 3m tércsoportba tartoznak [51 (ld. a 4. ábrát!)
2. ábra. Különféle termoelektromos anyagok jósági tényezőjének (Z) hőmérsékletfüggése (sematikus)
Vegyület
Ez a hőmérséklet-tartomány bizonyos mertekig "hangolható" a szennyezők révén, vagy a vegyület-félvezető összetételének változtatásával. A kriogén hőmérséklet tartományban (100 K körül) elsősorban Bi-Sb ötvözeteket, szobahőmérséklet környéken főként bizmut-telluridot és más rokon kalkogenid-félvezetőket, nagyobb hőmérsékleten pedig PbTc, majd SiGc alapú rendszereket használnak. (A különleges, fejlesztés alatt álló anyag-rend szerekre a cikk második részében utalunk majd). A2. ábrán az is látható, hogy a maximális Z értékek különböző anyagoknál úgy alakulnak, hogy a
Sb2Te3
328
Az elemi cella paraméterei
Olvadáspont
Sűrűség
Á(10l0m) egységben
(°C)
(20 °C-on, g/cm3)
a= 4,26
622
6,57
585
7,82
706
7,40
c=30,46 Bi 2 Te 3
a=4,38 c=3Ü,49
Bi 2 Se 3
a=4,14 c=28,64
A szerkezetre az a jellemző, hogy a fémes és nemfémes atomok rétegekbe szerveződnek oly módon, hogy mindegyik atomnak háELEKTROTECHNIKA
Villamos gépek rom legközelebbi szomszédja van. A rétegek szerveződésében jellegzetes ötös egységek (kvintettek) alakulnak ki, amelyből három van egy elemi cellában, és amelyet az alábbiakban mutatunk be a BiiTe.i példáján: (l)
(2)
(n
ÍO
(2)
(l)
...Te -Bi-Te -Bi-Te ...Te -Bi-Te -Bi-Te ..., ahol jól látható módon két, különböző helyzetű nemfém atom (Te) (l) <2) található. A Te és a Bi atomok, valamint a Te és Bi atomok közötti kötés erős, vegyes, különböző mértékben ionos és kovalens fl) (2) kötés alakul ki (a Te -Bi kötés inkább kovalens, a Tc -Bi inkább c ) ionos), de a két Tc ' réteg között csak gyenge, másodlagos, van der Waals kötések lépnek fel, ami messzemenő következményekkel jár a kristályok mechanikai és egyéb fizikai tulajdonságaira nézve. A kvintettek egymáshoz képest viszonylag könnyen elcsúsznak (hasonlóan az ugyancsak réteges szerkezetű grafithoz), az egykristályok könnyen hasadnak, és a hasadási síkok mindig a c kristálytani tengelyre merőlegesek lesznek. Természetesen nemcsak a mechanikai tulajdonságok mutatnak erős irányfüggést az egykristályokban, hanem a villamos és hővezető képesség is. A villamos vezetőképesség, a jósági tényező, de a kristálynövekedési sebesség is a rácssíkok irányában nagyobb, mint arra merőlegesen. A Seebeck tényező anizotrópiája jóval kisebb mértékű. Egykristályok esetében a legjobb termoelektromos értékeket éppen a növesztés irányában kaphatjuk, polikristályos minták esetében viszont az anizotrópia mértéke attól függ, hogy mennyire orientáltak az egyes krisztallitok. Jó minőségű egykristályokat lehet növeszteni a felvezető technikában jó! ismert Czochralski módszerrel (forgatott kristálynövesztés olvadékból), vagy orientált oligo-kristályos mintákat Bridgman módszerrel (ugyancsak olvadékból, vertikális vagy horizontális hőmérséklet-gradienssel). Az utóbbi esetben is lehet találni viszonylag nagy, jó minőségű kristály-részeket, ahol egykristályra jellemző értékeket mérhetünk. Sok esetben polikristályos mintákból zóna-olvasztással állítanak elő jó minőségű, orientált oligo-kristályos mintákat. A preparatív módszerekről igen jó összefoglalást ad a [3] irodalom. A BiiTe^ és az SbiTci bináris rendszerek, valamint a BixSb2-xTe;i terner rendszerek közös tulajdonsága, hogy sztöchiometrikus olvadékból kristályosítva a sztöchiometrikustól enyhén eltérő összetételű kristály keletkezik, amelyben a fémes komponens (Bi,Sb) kis fölöslegben van a nemfémes elemhez (Te) képest. Ez azzal jár, hogy bizonyos mennyiségű Bi vagy Sb a Te atomok helyére kerül (úgynevezett anti-strukturális hibák és elektron-hiányok, "lyukak" jönnek létre), ami azt eredményezi, hogy az ilyen nem-sztöchiometrikus kristályok maguktól p-vezetők lesznek. Annyira így van ez, hogy adalék nélkül a BixSb2-xTe3 rendszerek /^-vezetése túl nagy, amit rendszerint úgy kompenzálnak, hogy kristályosítás során feleslegben alkalmazzák a tellurt (1-3 tömeg%), A feleslegben levő tcllur természetesen csak kis mennyiségben oldódik be a majdnem sztöchiometrikus olvadékba (ún. d-fázis), efölött külön fázisként kikristályosodik (eutektikum formájában), de ez a beoldódott mennyiség is elegendő ahhoz, hogy visszaszorítsa az anti-strukturális hibák koncentrációját és beállítsa a kívánatos vezetőképességet. A fentiek fényében azonban érthető, hogy egy felesleges Te-t tartalmazó Bi^Sb^xTe.i kristály vezetőképessége nemcsak az Összetételtől, hanem a kristályosítás körülményeitől és a hőkezelés mértekétől is függeni fog. n-típusú BÍ2Te3 félvezetőket úgy állítanak elő, hogy a Te egy részét az elektroncgatívabb Sc-re cserélik ki, és ezen felül még további donorokat (rendszerint nchézfém-haiogenideket, pl. SW3, Hg2Cl2,
2002. 95. évfolyam 11. szám
CdCh stb.) adnak a rendszerhez [7j. A fentieken kívül számos egyéb szennyező atomot kipróbáltak, amelyek között aszerint kell különbséget tenni, hogy villamos szempontból inaktívak vagy aktívak [7,8]. Az elektro-inaktív szennyezők töltésszempontból megegyeznek a fémes vagy nemfémes komponenssel (pl. In atom Bi helyett vagy Se atom Te helyett), a rác s-h övezetest csökkentik és megnövelik a tiltott sávszélességet, de a villamos vezetést csak kevéssé befolyásolják. Az elektro-aktív szennyezők (pl. halogenidck, Cd, Pb, Ge) esetében mindig töltött hibahelyek alakulnak ki, amelyek akceptor- vagy donor-hatást fejtenek ki, erősen befolyásolják a villamos vezetést. Minél nagyobb a szennyező atom elektro-ncgativitás különbsége attól, amelyet helyettesít, annál kisebb lesz az anti-strukturális hibahely képződés valószínűsége. Arra is oda kell figyelni, hogy a szennyező atomok más hatást fognak kiváltani, ha koncentrációjuk összemérhető az anti-strukturális hibák "természetes" koncentrációjával, és mást, hogyha nagyobb koncentrációban vannak jelen. Arra is ügyelni kell, hogy a szennyezőket lehetőleg csak olyan mennyiségben vigyük be, hogy azok ne váljanak ki külön fázisként. Ideális esetben a szennyezett rendszerek fizikai paraméterei nem "öregszenek". Néhány, gyakorlatban is használt összetételt mutat a 2. táblázat. 2. táblázat. Néhány, gyakorlatban is kipróbált termoelektromos kalkogenid félvezető-összetétel f31 Ötvözet
Z(xlO' 3 l/K)
n-típus Bi 2 Te 3 + Cul
2.6
(Bi2Tc.í)75(Bi2Se.1)25
2.7
(Bi2Te3)9o(Sb2Te3)5(Sb2Se3)5 + S b b
3.2
p-típus BÍ2TC3 + Bi fölösleg
2.2
(Bi2Te3)25(Sb2Te;07.s + 4%Te + 0.5% Se
3.58
(Bi2Te3)75(Sb2Te3)2o(Sb2Se3)s + Bi fölösleg
2.8
(BÍ2Te3)72(Sb2Tc3)25(Sb2Se.l).1 + Te fölösleg
3.4
[0001] irány
4. ábra. Néhány ötvözött BbTe_v,Ses rendszer egykristályos mintáinak hajlítószüárdsága a szennyező-tartalom függvényében (erőhatás a rácssíkokra merőlegesen), a | 9 | hivatkozás adatai alapján. A jelöléseket illetően íd. a 3. táblázatot!
329
Villamos gépek 3. táblázat. Néhány ötvözött BÍ2Te.i.xSes rendszer egykristályos mintáinak hajlítószilárdsága a szcnnyczötartalom függvényében (erőhatás a rácssíkokra merőlegesen) [9J
Hajlító szilárdság, MPa
Hajlító szilárdság, MPa
Adalék, mol%
No. I.
No. 3.
M,-Bi?Se^ 0* 2.0* 4.0* 5.0*
10 25 40 44
46 47 50 52
6.0*
47
M^CdTe 0.5* 1.0* 2.0* 3.0* No. 4.
8.0' 10.0' 20.0** No. 2.
51 53 48
M-rY?Tei 0.5* 1.0* 3.0* No. 5.
91 48 52
Adalék, mol%
M2-Sb?Sei
1.0*
2.0*
70 80
3.0*
84
0.1
0.2* No. 6. M3-In,Te1 0.2 0.5 1 2 5
58 78
53
91 54 51 71
ahol M 1 : Bi 2 Te 3 ; M 2 : Bi 2 Te 188 Seo.ia; M 3 : BHTe^Se,,.,^; M 4 ; Bi 2 Te 2 4 Se<, 6 .
* Czochralski módszer (egykristály), * Bridgman módszer (orientált polikristályos anyag).
A,szennyezés vagy ötvözés természetesen befolyásolja nemcsak a villamos paramétereket, hanem a mechanikai jellemzőket is. A 4. ábrán és a 3. táblázatban láthatjuk néhány ötvözött és szennyezett egykristály minta hajlítószilárdságát az összetétel függvényében (az erőhatás a rácssíkokra merőleges irányból jön). A leglágyabb a tiszta bizmut-tcllurid, a bizmut-szclcniddel való ötvözés növeli a szilárdságot, a szennyezők pedig további, bonyolult függvény szerinti módosulást okoznak. A mechanikai jellemzők fontos szerepet játszanak a feldolgozásban és a gyakorlati alkalmazásokban, amely a következő rész tárgya lesz. Irodalom: [1] [2J [3] [41 [5] [6J [7] [8]
330
Budó Á.: Kísérleti fizika II., Tankönyvkiadó, Budapest 1972 (I21-I25o.) Simányi K.: Elektronfizika (4. kiadás), Tankönyvkiadó, Budapest, 1981,(578-583o.) D.R. Lovett: Semimclals and Narrow Bandgap Scmiconductors, (Applied Physics Scries, 10. kötet, szerk. H.J. Goldsmid), Pion Limited, London 1977 Ch. Kittel: Bevezetés a szilárdtest-fizikába (2. kiadás), Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1981 K. Steeker, M. Stordeur, H.T. lumghammer: Verbindungshalbleitcr, Akademische Verlagsescllschaft, Leipzig 1986, Szerk. K. Unger, H.G. Schneidcr, 7. fejezet Korzhuev, M. A.; Svechnikova, T. E.: Fiz. Khim. Obrab. Mater., (6), 72-6,(1993) Clüzhevskaya, S. N.; Slielitnova, L. E.: Inorg. Mater. (Transl. of Neorg. Mater.), 31(9), 1083-95, (1995) J. Navratil, Z. Stary, T. Plehacek, J. Horak, P. Lostak: Scicntific papers of the University of Pardubice, Ser A Faculty of Technology, Vol. 2., 223-265, (1996)
Egyesületi élet Diplomaterv- és szakdolgozat-pályázat AMEE Elektrotechnikai Alapítvány által kiírt pályázatokra 9 diplomaterv és 15 szakdolgozat érkezett be. A díjbizottság tagjai áttekintették a pályamunkákat és meghozták döntésüket az alábbiak szerint: Diplomaterv kategória: I. helyezett Szabó Gábor (BME Villamosművek Tanszék) "Vezérelhető szelektív merőegység tervezése 1 kábclimpedancia mérő berendezéshez ' II. helyezett Lamár Krisztián (BME Villamosgépek és Hajtások Tanszék) "Szenzormentes szinkronmotoros hajtás DSPirányítócgysége" III. helyezett Lévai /?ÍÍ/ÍO_(BME Villamosművek Tanszék) "Erősáramú kábelek terhelhetősége, túltcrhelhctőségc" Szakdolgozat kategória: I. helyezett BedŐPéter (BMF Kandó, Mikroelektronikai és Technológia Intézet) "Műszer kifejlesztése reflexiós tényező irányfüggésének vizsgálatára" II. helyezett Perényi Szabolcs (BMF Kandó, Automatika Intézet) "Bochringcr PNE 480-as CNC eszterga PLC programjának elkészítése" III. helyezett Mihalik Gáspár (BMF Kandó, Mikroelektronikai és Technológia Intézet) "Adott lámpatestek számított és mért fcnycrősség-doszlási görbéinek Összehasonlítása" A díjak átadására a MEE 49. Vándorgyűlés és Kiállítás alkalmával Sopronban, a Liszt Ferenc Konferencia és Kulturális Központban 2002. szeptember 25-én délután került sor. Mindkét kategória 3-3 helyezettjét a Magyar Elektrotechnikai Egyesület Elektrotechnikai Alapítványa a szeptember 24-27. közötti Vándorgyűlés teljes programjára meghívta. A díjazottak a díjátvételt követően a helyszínen egyenként 3-5 percben ismertethették pályamunkájukat. A bizottság külön elismerését fejezte ki Lamár Krisztiánnak a bíráló bizottsághoz benyújtott komplett pályázati anyagáért.
Hírek Hírek a VEÖ Journal 2002. augusztusi számából 1. A VEÖ (Osztrák Villamosművek Szövetsége) június 17-cn új elnököt választott Dr. Michael Pistaitet; a Vcrbund igazgatója személyében. Új alelnökök: Dr. Rudolf Gntber, az EVN (Alsó-Ausztriai Aramszolgáltató) vezérigazgatója és Dr. Herbert Hötilingei; a TIWAG AG. (Tiroli Vízerőmű Társaság) elnöke. 2. A TIWAG AG. 2003 őszén helyezi üzembe Ausztria legnagyobb biomassza-erőművét 28 MW hő- és 6,5 MW villamos teljesítménnyel Kufsteinben. 3. Az EVN 2002 októberében ad energiát 5700 háztartásnak az új, 1,8 MW teljesítményű szélerőmü-parkjából, amelyet Ncusiedl-ben épített. 4. Az EURELECTRIC (Európai Villamosipari Szövetség) Ham Haider-t, az osztrák Verbund vezetőjét választotta elnökének június 23-án. (L.P.V.)
ELEKTROTECHNIKA
Világítástechnika
A Budavári Palota űj díszvilágítása Deme László, Dr. Horváth József 1. A Budavári Palota városképi szerepe A Duna egyik gyöngyszeme Budapest. A magyar főváros ezt az elismerést részben pazar földrajzi fekvésének, részben pedig hatásos Duna-parti epületeinek köszönheti. Budapest szinte egyedüli dunai városként teljesen a Dunára épült, két egyenrangú városrész fogja közre a folyót, amely Budapest főútját képezi, míg a bal parti Pest kényelmesen terpeszkedik el a síkságon, addig a jobb parti Buda kénytelen domboldalakra települni. A budai hegyek némelyike közvetlenül a folyónál kezdődik, így szinte abból nó' ki. Ilyen a Várhegy is. A 1,5 km hosszú és néhány száz méter széles Várhegyre a magyar királyok már a XIII. században várat építettek. A századok során a Várat folyamatosan bővítették, átépítették, a harcok során lerombolták, majd újraépítettek. Mai formájában részben megmaradt középkori várfalak, lépcsők, tornyok, rondellák, kapuk, bástyák részben pedig az 1800-as évek vegén, illetve a múltszázad derekán kialakított királyi lakhelyül szolgáló, majd múzeumokat magába foglaló epületekből áll. A Budavári palotacgyüttes ma a budapesti dunai panoráma egyik legfontosabb meghatározó eleme, városképi és kulturális szempontból is. A Várpalota nappali városképi súlya miatt a város éjszakai panorámájában is méltóképpen kell megjelennie. A Várhegy mellett a közelben lévő másik domb tetején épült Citadella, illetve a Duna túlsó partján található meghatározó nagy epületek, pl. a Parlament, és a Bazilika, illetve a Lánchíd képeznek hierarchikus városképi egységeket. A Parlament, a Bazilika és a Budavári Palota hatalmas kupolái mintegy háromszög sarkain elhelyezkedve a legfontosabb városképi hangsúlyokat alkotják. Mindezek közül a Budavári Palotának elsődleges, uralkodó szerepe van, így a világítással ezt a jelentőséget kellett biztosítani az esti városképben.
2. A Budavári Palota előző világításai A Palotát már a díszvilágítás hőskorában, 1935-ben megvilágították. A világítás a kupolát és a kupola alatti protikuszt érintette a Duna felől. 1970-ben készült új díszvilágítás, amely az épületegyüttes nagyobb részét igyekezett megmutatni a dunai panoráma felől. A palota-szárnyakon kívül a várfalak világítására is sor került. Ez a világítási berendezés kizárólag halogén izzólámpás és normál izzólámpás lámpatestekből állt. A modern nagynyomású gázkisüléses fényforrások megjelenése forradalmasította a díszvilágítást is, ezek a berendezésekben is fokozatosan teret nyertek. A Budavári Palota díszvilágítását 1989-ben átépítették. A régi lámpahelyeket felhasználva, a kupola fémhalogénlámpás, a palotaépületek nátriumlámpás világítást kaptak. A tetőzet, a teraszvilágítások továbbra is normál izzólámpások maradtak. Deme László okl. villamos üzemmérnök, a LISYS Fényrendszer Rl. műszaki igazgatója, a MEE tagja Dr. Horváth József okl. villamosmérnök, oki. fényforrástechnológiai szakmérnök, a LISYS Fényrendszer Rt. elnöke, a MEE tagja Szakmai lektor: Kosztolicz István, a MEE tagja
2002. 95. évfolyam 11. szám
Sajnos az idő vasfoga és a vandálok buzgalma tönkretette ezt a világítást, 1999-ben ezelőtt megkezdődött a munka új díszvilágítás készítésére.
3. Az új világítás főbb művészeti és technikai megfontolásai A 2001 nyarán üzembe helyezett új díszvilágítás a Vár minden oldalát és epületemet érinti, azaz egész együttes teljes bemutatását tűzi ki célul. A világítási koncepciót az épületegyüttes városképi panorámában betöltött szerepe, a korábbi tradicionálisnak számító világítás eredményei, valamint az építészeti tulajdonságok figyelembevételével alakítottuk ki. A távoli nézőpontokból is jól látható homlokzatokat és a kupolát egyenletes megvilágítást adó fényárral, illetve súrolóvilágítással emeltük ki. A világítás színét alapvetően meleg sárga fényűre választottuk, Ez jórészt nagynyomású nátriumlámpás, vagy normál izzólámpás lámpatesteket jelentett. Ugyanakkor az egyenletesen megvilágított nagy felületek monotonitását elkerülendő az épületek ezen részein található tagoltságot adó elemeket (pl. balusztrádok, balkonok) magára az épületre szerelt világítási egységekkel megvilágítottuk, ezzel dinamizmust és változatosságot adva. A közelről látható épületrészeket, elsősorban a belső udvarokat, erősen dinamikus világítással mutattuk be. Ezeknek a részleteknek az esetében a különböző megvilágítási szintek alkalmazásával, változó színű sárga és fehér fényű helyi fények telepítésével, továbbá gazdag fény-árnyék játék eredményeképpen dinamikus hatású, romantikus benyomás volt elérhető. Köztudottan kiemelt szerepe van az esti budapesti panorámában a Lánchíd díszvilágításának. A Lánchíd füzérvilágítása, habár a kis teljesítményű 7 W kompakt fénycsöves lámpatestekből áll, ezek nagy mennyisége miatt igen erős világítást alkot. Ebből adódóan a lánchídi díszvilágítás könnyen elnyom a környezetében mindent. Ezért a Budavári Palota megvilágítási szintjét erősségét a Lánchíd megvilágításához kellett arányosítani. Mindezen célok elérésére előzetes komputeres vizualizációkat készítettünk a végleges fényhatás megítéléséhez. A komputer grafikákkal felvázolt esti látványokat különböző világítási megoldásokkal, optimális íámpatcstclhclyczéssel, újszerű, az egyes világítási céloknak leginkább megfelelő lámpatestekkel, az ideális teljesítmények megválasztásával, ezek egyensúlyba helyezésével értük el. A világítótestek optikai megfelelősége mellett ügyeltünk a fokozott IP védettségre, a minőségi garanciákra, a környezetbe illő esztétikai megjelenésre. Követelmény volt a tartószerkezetek speciális, az adotttörténelmi környezethez illő stílusú esztétikai kialakítása is, amelyektől még színvonalasabbá vált a berendezés.
331
Világítástechnika 4. A megvalósult berendezés rövid ismertetése A Palota fókuszpontja a kupola. Bármcrró'l is érkezik a látogató, már messziről láthatja. Épp ezért, erőteljesen és egyenletesen meg kell világítani. E célból a környező palota-épületek tetejére 400 W, a távolabbi épületekre, illetve a Duna felőli mellvédfalra 1000 W nátriumlámpás forgásszimmetrikus, keskenyen sugárzó fényvetőket szereltünk. Azavaró kápráztatás megakadályozására fényterelő rácsokat szereltünk, és a fényvetőket környezethez igazodó, stílusosan kialakított falikaron helyeztük el. A kupoladob világítását körben, a tetőzeten elhelyezett, szélesen sugárzó lámpatestek alkotják. Az cíhelyezhetőségi távolság függvényében 100, 150 vagy 250 W nátriumlámpás szélesen sugárzó lámpatesteket szereltünk fel. A palotaépületek külső homlokzati derítését túlnyomórészt a mellvédfalra szerelt közepesen és szélcsen sugárzó 400 W nátriumlámpás fényvetők adják, vagy egyedileg kialakított oszlopoeskákra szereltük fel a fényvetőket, és ugyancsak fényterelő ráccsal láttuk el őket, A kupolával szomszédos épületeket manzárd jellegű tetőzet fedi. Ugyanilyen kialakítású az épületsor végeit lezáró saroktetőzet. A középső három épülten terasz, loggia és árkád egyaránt megtalálható. A kupola alatti középső homlokzati traktust timpanon díszíti. A felsorolt építészeti érdekességeket helyi fényekkel erősítettük meg. A manzárd jellegű tetőzetek ablakközeit 70 W nátriumlámpás, aszimmetrikus optikával szerelt fényvetőkkel emeltük ki. Ugyanezeket a fényvetőket, ugyanilyen teljesítménnyel, de szélesen sugárzó szimmetrikus tükörrel szerelve, alkalmaztuk a teraszok hátsó falainak egyenletes derítéséhez. A középső épületrész teraszvilágítása mellett ugyanezek a lámpatestek a tető vonalban hózódó ballusztereket is megvilágítják. A loggiák oszlopfői mögött mindenütt egy-egy szélesen sugárzó ugyancsak 70 W fényvető található, ezek az oszlopcsarnokok falát derítik. A timpanont az alsó párkányon végigvitt igen kis keresztmetszetű, vonalas kialakítású lámpatestekkel emeltük ki. E lámpatestek méterenként 17 db 8,5 W, 26 V-ról működő xenon töltésű normálizzólámpát tartalmaznak. Teljesítményük tehát 144,5 W/m. A várfalak világítása többféle módszer ötvözeteként készült. Miután az előző világítást földön elhelyezett lámpatestek adták, amelyekhez a vandálok túl könnyen hozzáfértek, először ezek az egységek pusztultak el. Most követelményként fogalmaztuk meg, hogy a legvédtelenebb, külső várfalakat csak oszlopokról lehet megvilágítani. Erre a világítási feladatra egy oszloplámpatest-családot alakítottunk ki. A régi stílusú kandelábereken elhelyezett olyan-közvilágítást szolgáló-lámpatesteket alkalmaztunk, melyekben integrálták a homlokzatvilágító fényvetőket is. A kombináció lényege az, hogy a közvilágítási funkció további megtartása mellett a lámpatest felső részébe kis méretű díszvilágítási fényvetőt helyeztünk el, amely beállítható, és teljesítménye 70-150 W, fényforrása pedig nátrium- vagy fémhalogénlámpa. A komolyabb világítási kihívást a Palota legnagyobb épületének díszvilágítása jelentette. A közel hatvan méter magas hatalmas épülettömböt részben a 250 W nátriumlámpás szélesen, vagy közepes szélességben sugárzó lámpatestekkel részben az épülettől 40 m-re telepített, 1000 W és 400 W nátriumlámpás fényvetővel világítottuk meg. Minden fényvetőre fényterelő rácsot szereltettünk, elkerülve ezzel a gépjárművezetők kápráztatását. 332
Az épület további részeit a szokásos metodikával világítottuk. Vagyis a manzárd jellegű tetők, a terasz, a loggia és az árkádok láttatásához 70 W aszimmetrikus és szimmetrikus fényeloszlású lámpatesteket építettünk be. A Palota belső udvarait igen dinamikus a fény-árnyék játékot, romantikus hatásokat preferáló módon világítottuk meg. Ennek eszköze, hogy magára a megvilágítandó felületre, szereltük a világító egységeket. A földszinti ablak és ajtóosztásokban egy-egy 70 W nátriumlámpás, közepesen szélcsen sugárzó lámpatestet süllyesztettünk a járószintbe. Az alsó szint világításának cclja egy ritmikus, fölfelé kicsit szétnyíló, de teljesen össze nem érő, feljebb fokozatosan elhaló, de a szemöldökpárkány vonalát egyenletesen meghúzó melcgsárga színű fenynyalábsor produkálása volt. A szemöldökpárkány felett minden "vakoszlop" elé egy-egy keskenyen sugárzó, forgásszimmetrikus jellegű, 70 W fcmhalogénlámpás fényvetőt szereltünk. E lámpatestek segítségével az oszlopok vonalát fehér fénnyel jelöltük ki. A főpárkány feletti ballusztcrckct a párkány fölé szerelt vonalas jellegű, törpefeszültségű 8,5 W-os xenon töltésű normál izzólámpás lámpatestekkel emeltük ki. A középső traktus tetővilágítása a többi manzárd jellegű tetővilágításhoz hasonlóan 70 W, nátriumlámpás, aszimmetrikus lámpatesttel készült. Ugyanilyen lámpatesteket szereltünk fel a terasz két oldalán, a főpárkány vonala feletti ablakközök megvilágítására. A teraszok hátfalát nem világítottuk, ellenben az itt álló szobrokat, a plasztikusság kedvéért két oldalról, majd 1 m kinyúlású karokról szélesen sugárzó, 70 W fcmhalogénlámpás lámpatestekkel emeltük ki. A loggiák a szokásos - felül elhelyezett lámpatestek segítségéve! kialakított - háttervilágítást kapták. így az oszlopcsarnokok oszlopainak szilucttkcpét élvezhetjük. A belső udvarokat több dombormű, szobor díszíti. A Mátyás király kútja világítását szolgáló lámpatestek IP 68 vcdettségűek. 300 W PAR lámpát foglalnak magukban, és víz alatt vannak elhelyezve. A Savoyai szobor HPS 150 W-os süllyesztett lámpatestekkel van megvilágítva. A turulmadár szobrának hangulatos világítását szintén nátriumlámpákkal értük el.
5. A díszvilágítás adatai A világítást összesen 929 db lámpatest alkotja. Ez természetesen nem fenyforrásmennyiséget jelent, hiszen a ballusztervilágító lámpatestek több fényforrást tartalmaznak. Az összes felszerelt fényforrás: 7055 db. A legkisebb fényforrástcljesítmény 8,5 W, a legnagyobb 1 kW. A beépített teljesítmény 197,5 kVA. A berendezés négy transzformátorállomásról üzemel. Ezt nem a nagy teljesítmény indokolja, hanem a létesítmény mérete. így is nagyon hosszú kábelszakaszok alakultak ki. A tervezés 1999-ben egy tanulmányterv megfogalmazásával kezdődött. A kiviteli terv 2000 tavaszán készült el. A kivitelezés szeptemberben kezdődött, és az ünnepélyes átadásra 2001. július 20-án került sor. A beruházás értéke kicsit meghaladja a 3 millió DM-t. Végezetül kívánjuk, hogy Önök közül minél többen - nemcsak a mellékelt fényképeken, hanem a helyszínen is - élvezhessék a Budavári Palota díszvilágításának elbűvölő látványát. ELEKTROTECHNIKA
Világítástechnika
A Budavári Palota esti képe a dunai panorámában
A Budavári palota nappali képe a Duna felől
A Budavári Palota díszvilágításának komputeres vizualizációja
A Budavári Palota megvalósult díszvilágításának képe
A Budavári Palota díszvilágítása a Lánchíddal és a Citadellával
2002. 95. évfolyam 11. szám
333
Világítástechnika
A Hunyadi udvar nappali képe
A Hunyadi udvar díszvilágításának komputeres vizualizációja
Oroszlános udvar megvalósult díszvilágítása
A Savoyai szobor díszvilágítása
A Turulmadár díszvilágítása
334
A Mátyás király szoborcsoport díszvilágítása
ELEKTROTECHNIKA
• •: • ; : • ' - ' !
Educatton and Cullure HUNGÁRIÁN COPPER PROMOTION LENTRE
Leonardo da Vinci
Villamosenergia-minőség - Alkalmazási segédlet Harmonikusok Források és hatások Az Útmutató jelen fejezete a harmonikus áramok eredetével és a villamos hálózatra gyakorolt hatásával foglalkozik. A csökkentési módszerekkel a "Harmoni5. harmonikus (50%) kus hatások csökkentése" című fejezet foglalkozik. Az alapharmonikus frekvencia egészszámű többszöröseit harmonikus frekvenciának nevezik, pl. ha az alapharmonikus 50 Hz, a harmadik harmonikus frekvencia 150 Hz, az ötödik harmonikus pedig 250 Hz. Az 3.harmonikus (70%) J. ábra egy aiapharmonikus, egy harmadik és egy ötödik harmonikus szinuszhullámot mutat. A 2. ábra az alapharmonikushoz adott 70% harmadik /. ábra. Alapbanmonikus, harmadik és 50% ötödik harmonikust tartalmazó eredó' görbét és ötödik harmonikus szinuszhullámok mutatja. Meg kell jegyezni, hogy a tényleges torzított áramjelalakok a példánál általában sokkal több harmonikus komponenst tartalmaznak, amelyek kezdő fázisa is igen eltérő lehet. Világos, hogy ez a jelalak nem frekvenciás szinuszhullám, ezért a hagyományos multiméter - ami az átlagot méri és effektív értékre van kalibrálva - pontatlan eredményt fog adni. Figyeljük meg, hogy a görbének alapharmonikus-periodusonként kettő helyett hat nullátmenete van, tehát minden olyan berendezés, amelyik referenciaként használja a nullátmenetel, hibásan fog működni. A jel alapharmonikustól eltérő frekvenciájú összetevőket tartalmaz, 2. ábra. Torzított áram-időTúggvény ezért ennek megfeleló'en kell kezelni. Amikor a villamos létesítményekben keletkezett harmonikusokról beszélünk, mindig harmonikus áramokra gondolunk, mert a harmonikusok áramként keletkeznek, és a bajok többségét ezek az áramok okozzák. A harmonikus áram spektrumának ismerete nélkül nem lehet semmilyen használható következtetésre jutni, mégis általában a teljes harmonikustorzulás értékei vannak előírva. A harmonikusok áramoknak az elosztóhálózatban való terjedése a gyú'jtősineken feszültség- harmonikusok kialakulását okozza. Nagyon fontos, hogy a feszültség és az áram értékeit is mérjék, és hogy az előírásokban egyértelműen legyen megadva, hogy azok feszültségre vagy áramra vonatkoznak. Hagyományosan az áramtorzítás-mérések I-vel (pl. 35% THDI), a feszültségmérések U-val (pl. 4% THDU) vannak jelölve. A villamosenergia-rendszerben a harmonikus áramok régóta jelen vannak. A gerjesztett vasmagos berendezések harmonikusain kívül kezdetben a különböző célú ipari alkalmazású higanygőz áramirányítók harmonikus áramai voltak a dominánsak. Napjainkban a harmonikusokat termelő berendezések típusa és száma meredeken nő, és ez a növekedés csak fokozódni fog a jövőben, így a tervezőknek körültekintően kell foglalkozni a harmonikusokkal és káros hatásaikkal. Jelen fejezetben tárgyaljuk a harmonikusforrásokat, a harmonikusok keletkezésének körülményeit, a harmonikusok hatását a villamosenergia-rendszerre és annak egyes elemeire, végül rövid áttekintést adunk a harmonikus hatások csökkentési lehetőségeiről.
A harmonikusokat termelő berendezések típusai A nemlineáris terhelések harmonikus áramokat keltenek. Fő típusai: Egyfázisú terhelések, mint • kapcsolóüzemű tápegységek (KÜT),
3,1
,•!!;«{>!•.](!
oKz jBk HUNUARIAN t OPPKR PROMOTION CENTRE
Educatton and Culture
Leonardo da Vinci
• elektronikus működtetésű fénycsövek, • kis teljesítményű szünetmentes tápegységek. Háromfázisú terhelések, mint • változtatható fordulatszámú hajtások, • nagy teljesítményű szünetmentes tápegységek.
Egyfázisú terhelések Kapcsolóüzemű tápegységek (KÜT)
tudó (%}
A modern elektronikus berendezések többségében kapcsolóüzemű tápegységeket (KÜT) alkalmaznak. Ezek abban különböznek a hagyományos tápegységektől, hogy a bemeneti illesztő transzformátor és egyenirányító helyett közvetlen bemenetű szabályozatlan vagy szabályozott egyenirányító csatlakozik a hálózatra, amely egy kondenzátort tölt. Erről a terhelés által igényelt íOOegyenfeszültséget, illetve egyenáramot egy nagyfrek80 venciás inverter állítja elő. A megoldás előnye - a berendezésgyártók számára - az, hogy a tápegység mére60 üt « re te, ára és súlya jelentősen csökkent, és a tápegységek 1 5 c S O n szinte tetszőleges kimeneti jelalakkal készíthetők. A ra S. hátrány - mindenki másnak - az, hogy a tápegység a 20 hálózatból nem folytonos áramot vesz fel, hanem 1 1 áramimpulzusokat, amelyek nagy harmadik, ötödik és Harmonikus rendszám nagyobb rendszámú harmonikus összetevőket tartal3. ábra. Számítógép-lápegység áramának jellemző maznak. Egy jellemző spektrumot mutat a 3. ábra. A harmonikus spektruma hálózat felé folyó nagyfrekvenciás összetevőket általában egy egyszerű bemeneti szűrővel csökkentik, amely a fázis és nullavezető, valamint a föld közé van kötve, de ez nem hat a kisebb frekvenciájú harmonikus áramokra, amelyek a hálózat felé záródnak. Az említett szűrők föld felé záródó szivárgó áramainak hatását az Útmutató 6. fejezete tárgyalja.
<1
11
I 1
Az egyfázisú, kis teljesítményű szünetmentes tápegységek hálózati visszahatás tekintetében nagyon hasonlítanak a kapcsolóüzemű tápegységekhez. Nagy teljesítményű egységeknél új irányzatként jelentkezik az ún. javított teljesítménytényezőjű bemenet. A cél az, hogy a tápegység a hálózat felől ohmos terhelésnek látszódjon, vagyis felvett árama szinuszos és a tápfeszültséggel fázisban legyen. Ez megoldható például úgy, hogy a nagyfrekvenciás háromszög alakú bemenő áramot szűrővel szinuszosítják. Ez a többletszolgáltatás azonban az olcsó kereskedelmi és ipari alkalmazásoknál még nem terjedt el, ezért érdemes megvizsgálni, hogy milyen problémákat okoz e technológiák széles körű alkalmazása. Fénycsó'előtétek Jobb hatásfokuk következtében az elektronikus fénycső előtétek az elmúlt években igen népszerűek lettek. Általában csak egy kicsit jobb a hatásfokuk, mint a legjobb mágneses előtéteknek. Valójában ez az előny inkább annak tulajdonítható, hogy a fénycsőnek sokkal jobb a hatásfoka nagyfrekvenciájú táplálás esetén, semmint magának az elektronikus előtétnek. A fő előnyük az, hogy a fényáram állandósága hosszabb élettartamra \ biztosítható az áram visszacsatol ás révén - ez a gyakor: lat viszont csökkenti a teljes élettartamra vonatkozó hatásfokot. Nagy hátrányuk azonban, hogy tápáramuk harmonikust tartalmaz. Nagyobb teljesítménytarto51 mányban léteznek ún. fázisjavított típusok, amelyek kisebb harmonikus problémát okoznak, de ezek dráO "ra E "R gábbak. A kisebb egységek általában fázisjavítás nélS-S ! kül készülnek. r A kompakt fénycsövek a volfrámszálas izzók kiváltáHarmonikus rendszám sára készülnek. A csatlakozóban elhelyezett kisméretű 4. ábra. Kompakt fénycső áramának jellegzetes elektronikus előtét a 8 mm átmérőjű fénycsövet szabá-
i|
II
harmonikus-spektruma
J
í'i
H U N G Á R I Á N COPPER PROMOTION CENTRE
Uegyen
A fázis
Education and Culture
Leonardo da Vinci lyozza. A 11 W-os kompakt fénycső a 60 W-os izzószálas lámpával azonos fényáramú, és várható élettartama 8000 óra. A 4. ábra az áram spektrumát mutatja. Ezeket a fénycsöveket széles körben használják az izzószálas lámpák kiváltására háztartásokban és szállodákban is, ahol már több ízben jelentkezett emiatt harmonikus probléma.
Háromfázisú terhelések 5. ábra. Háromfázisú vagy hatütemű hídkapcsolás
| S 40 o 15
ÉS
l i 9
11
• . 13
15
17
Harmonikus rendszám
19
6. ábra. Hatütemű hídkapcsolás áramának jellegzetes harmonikus-spektruma
A Y
7. ábra. 12 ütemű hídkapcsolás
Alap 100% 40
2E 2 « o ra
20
•
•
I
1
9 11 13 15 17 Harmonikus rendszám
19
8. ábra. 12 ütemű hídkapcsolás áramának jellegzetes harmonikus-spektruma
21
Változtatható fordulatszámú szabályozók, UPS berendezések és egyenirányítók általában háromfázisú hídkapcsoláson alapulnak, amelyet hatütemű' hídkapcsolásként is ismernek, mert egy periódus alatt hat hullám (fél periódusonként fázisonként egy) képződik az egyenáramú kimeneten. A háromfázisú hídkapcsolás által keltett ún. jellemző harmonikus rendszámok h=6n±l (ahol n minden természetes szám). Az egyes rendszámokhoz tartozó harmonikus áramok amplitúdója az alapharmonikus áram és a rendszám hányadosa, ha a kommutáció pillanatszerű és az egyenáram sima (pl. az ötödik harmonikus amplitúdója 20%). Az 5. ábra a háromfázisú híd főáramkör kapcsolási vázlatát, a 6. ábra tipikus áramspektrumát mutatja. A harmonikus áramok nagysága jelentősen csökkenthető, ha két azonos teljesítményű, az egyenáramú oldalon párhuzamosan vagy sorba kapcsolt háromfázisú hidat egymással 30 villamos fokkal eltolt csillag-, illetve delta tekercsről táplálunk, ami hálózati visszahatás . szempontjából elvileg egyenértékű egy 12 ütemű hídkapcsolással (ld. a 7. és a 8. ábrát). Ily módon elméletileg kioltódnak a 6k±l rendszámú áramok (ahol k minden páratlan szám), a gyakorlat azonban azt mutatja, hogy a csökkenés mértéke az illesztés sikerességétől függően 20-50%-os. Az ütemszám növelésével tovább csökkenthető a harmonikusáram-torzítás, de ez az eljárás költségessége miatt csak nagy teljesítményű és közép- vagy nagyfeszültségre csatlakozó berendezések esetében jöhet szóba. Végeredményben az ütemszám növelésével a harmonikus áram torzulása csökken, és a megmaradó nagyobb rendszámú harmonikusuk szűrése egyszerűbb. A berendezésgyártók gyakran alkalmaznak harmonikusáram-csökkentőmódszert, valamilyen szűrést vagy előtét fojtót, ez azonban nem jelenti azt, hogy a teljes létesítmény megfelel a szabványelőírásoknak. Ennek biztosítására a létesítmény valamennyi berendezését felül kell vizsgálni.
Elméleti alapok a harmonikusok keletkezése Az icjeális energiarendszer feszültség- és áramjelalakjai tiszta alapharmonikus frekvenciájú szinusz-
Education and Cufture H U N G Á R I Á N COPPER PROMOTION CENTRE
Leonardo da Vinci
hullámok. A gyakorlatban nemszinuszos áramok is keletkeznek, amikor a terhelés árama nem lineárisan függ a tápfeszültségtol. Ellenállást, induktivitást és kapacitást tartalmazó lineáris áramkör árama adott frekvencián arányosan változik a ráadott feszültséggel, ezért, ha a feszültség szinuszos, az áram is az lesz, ahogy azt a 9. ábra mutatja. Megjegyezzük, hogy ha a terhelés reaktív elemet is tartalmaz, akkor a feszültség- és az áramjelek között fáziseltolás van. Ez a fázistényező csökkenthető, de az áramkör akkor is lineáris marad. A
9. ábra. Lineáris terhelés áramalakjp
10. ábra kondenzátort töltő teljes hullámú egyenirányító esetére mutatja a helyzetet, ami megfelel a kapcsolóüzemű tápegység bemenő fokozatának. Az áram csak akkor folyik, amikor a tápfeszültség pillanatértéke nagyobb a kondenzátor feszültségénél, vagyis a tápfeszültség csúcsértéke közelében, amint a terhelési jelleggörbe mutatja. A valóságban a terhelés karakterisztikája (és ennek következtében a terhelés árama is) sokkal összetettebb annál, mint amit a szemléltető példa mutat; tartalmazhat aszimmetriát és hiszterézist; valamint a töréspontok és meredekségek függhetnek a feszültségtől és a terheló'áramtól.
10. ábra. Nemlineáris terhelés áramalakja
Hálózati impedancia
ÍD Táphálózat
Létesítmény
//. ábra. Nemlineáris terhelés helyettesítő kapcsolása
Bármely periodikus jelalak felbontható az alapharmonikusának megfelelő szinuszhullámra és végtelen sok, ugyancsak szinuszos felharmonikus összetevőre, így például a 10. ábrán látható torzított áram megadható alapharmonikusával, és ennek százalékában kifejezhető második, harmadik stb. harmonikusával, legalább a harmincadik felharmonikusig van értékelhető amlitudójú összetevő. Ha a jel oly módon szimmetrikus, hogy a pozitív és negatív félhullámok megegyeznek, a jel nem tartalmaz páros rendszámú harmonikusukat. A páros rendszámú harmonikusok jelenleg ritkán jelentkeznek, régebben azonban gyakori volt, mivel az egyutas egyenirányítást széles körűen alkalmazták. A nemlineáris terhelés helyettesítő kapcsolását mutatja a 77. ábra. Harmonikusonként modellezhető áramge-
nerátorral és vele párhuzamosan kapcsolt impedanciával. Az alapharmonikus feszültségforrás nem tartalmaz felharmonikust, ezért harmonikus frekvenciákon rövidzár. A táphálózat impedanciája frekvenciafüggő. A nemlineáris tehelés által keltett harmonikus áramok - pontosabban szólva a terhelés által alapharmonikusból felharmonikusra átalakított áramok - a hálózati impedanciákon keresztül kényszerülnek záródni. Ennek következtében harmonikus feszültségesések keletkeznek a hálózat elemein, és a harmonikus feszültségek megjelennek az egész létesítmény minden elemén. A harmonikusforrások néha úgy látszanak, mintha feszültséggenerátorok lennének; ha ez igaz lenne, akkor a táphálózat impedanciájának nem lenne hatása a rajta kialakult feszültségtorzulásra. A valóságban a létrejövő feszültségtorzulás (korlátozott mértékig) arányos a táphálózat impedanciájával, ami bizonyítja, hogy áramgenerátor jellegű a harmonikusforrás. A táphálózat impedanciája általában nagyon kicsi, ezért kicsi lesz a harmonikus áram okozta feszültségtorzulás is, sokszor olyan kicsi, hogy elvész a háttérzajban. Ez félrevezető lehet, mert azt a látszatot kelti, hogy nincs harmonikus probléma, noha valójában nagyok a harmonikus áramok. A probléma ahhoz hasonlítható,
Education and Culture H U N G Á R I Á N COPPER PROMOT1ON CENTRfc
Leonardo da Vinci
amikor földben folyó köráramot feszültségméréssel szeretnénk megtalálni. Amikor harmonikusra gyanakszunk, vagy bizonyítani próbáljuk, hogy nincs, áramot kell mérni.
Harmonikusok által okozott problémák A harmonikusok a táphálózatban és a létesítményen belül egyaránt problémát okoznak. A hatások és kiküszöbölésük nagyon változó, külön kell őket választani; a megoldások, amelyek alkalmasak a létesítményen belül a harmonikus hatások csökkentésére, nem feltétlenül csökkentik a táphálózaton okozott torzítást, és fordítva.
Harmonikus problémák a létesítményen belül A harmonikusok számos mindennapi területen okoznak problémát: Harmonikus áramok által okozott problémák: • nullavezetők túlterhelése, • transzformátorok túlmelegedése, • megszakítók téves kikapcsolása, • fázisjavító kondenzátorok túlterhelése, • skin hatás. Harmonikus feszültségek által okozott problémák: • feszültségtorzulás, • indukciós motorok veszteségének növekedése • nullátmenet-bizonytalanság. • A táphálózatba folyó harmonikus áramok által okozott problémák. Az alábbiakban röviden érintjük valamennyi említett kérdést. Harmonikus áramok által okozott problémák Nullavezetők túlmelegedése Háromfázisú rendszerekben a fázisfeszültségek időfüggvényei egymáshoz képest 120°-kal vannak eltolva úgy, hogy ha a fázisok terhelése azonos, a három fázis áramának összege, amely a csillagponton keresztül a B fázis
C fázis
A fázis 3. harmonikus
B fázis 3. harmonikus '^^ C fázis 3. harmonikus p 120 240 I 3. harmonikus áram a nuilavezetőben
12. ábra. Harmadik harmonikus áramok összegződése a nullavezetőben
Education and Culture H U N G Á R I Á N COPPER PROMOTION CENTRE
Leonardo da Vinci
nullavezetőbe folyik, minden pillanatban nulla. Ha a terhelések aszimmetrikusak, csak a szimmetrián felüli áram folyik a nullavezetőben. Régebben a tervezők (a szabványügyi hatóságok jóváhagyásával) kihasználták ezt a tényt, és a nullavezető keresztmetszetét a fázisvezető keresztmetszetének felére választották. Azonban bár az alapharmonikus áramok szimmetria esetén a nullavezetőben valóban kioltják egymást, a harmonikus okkal nem ez a helyzet - azok az áramok, Harmadik harmonikus % amelyek frekvenciája az alapharmonikus háromszoros 13. ábra. Kábel visszaminősítése hárommal osztható harmonikusokra frekvenciájának egész számú számú többszörösei, a nullavezetőben összeadódnak. A 12. ábra ezt a hatást mutatja. A diagram tetején a fázisáramok alapharmonikusai 120°-kal eltolva követik egymást. A harmadik harmonikus áramok az egyes fázisokban azonosak, mivel háromszoros a frekvenciájuk, és így periódusidejük harmada az alapharmonikusénak, amely pontosan megegyezik a fázisok közötti időtolással. Az ábra alján a nullavezetőben folyó, harmadik harmonikus áram látható. Ebben az esetben a fázisokban folyó 70% harmadik harmonikus áram hatására a nullavezető árama 210% lesz. Irodaházakban végzett esettanulmányok szerint a nullavezető árama a fázisvezetők áramának 150-210%-a, míg keresztmetszete gyakran fele a fázisvezető keresztmetszetének) A tervezők különbözőképpen kezelik ezt a problémát. Az egyerű kábelek esetén a legegyszerűbb megoldás dupla keresztmetszetű nullavezető beépítése vagy két külön vezetővel, vagy egy nagyobb keresztmetszetűvel. Többerű kábelek esetén a megoldás nem ilyen egyszerű. A többerű kábelek névleges áramának meghatározásakor (például az IEC 60364-5-523 52. táblázatában és a BS 7671 4. függelékében) feltételezik a szimmetrikus terhelést, és hogy a nullavezetőn nem folyik áram, azaz a négy ér közül csak háromban folyik áram és keletkezik hő. Mivel a kábel terhelhetősége csak attól függ, hogy mennyi hőt tud leadni a maximális megengedett hőmérsékleten, a harmadik harmonikus árammal terhelt kábelek terhelhetőségét csökkenteni kell. Példáinkban a kábel öt egységnyi áramot vezet - hármat a fázisvezetőkben, kettőt a nullavezetőben -, de csak három egységre van méretezve. így a normál terhelhetőségének körülbelül 60%-ára vissza kell minősíleni. Az IEC 60364-5-523 C tájékoztató kiegészítése a harmadik harmonikus áramok nagyságának függvényében visszaminősítési tényezők sorozatát javasolja. A 13. ábra e módszer alapján meghatározott, az IEC 60364-5-523 C kiegészítés szerinti visszaminősítési tényezőt mutatja a harmadik harmonikus tartalom függvényében. Jelenleg folynak a tárgyalások a szabályozásról és valószínű, hogy a közeljövőben új követelményeket és irányelveket fognak bevezetni a nemzeti vezetékszabványokban. Transzformátorok ttílmelegedése A harmonikusuk a transzformátorokra két módon hatnak. Az egyik hatás az örvényáramveszteség, ami a harmonikus rendszám négyzetével növekszik, és normális körülmények között a teljes terhelésnél fellépő veszteség 10%-a körüli érték. A gyakorlatban egy IT berendezéseket is tápláló transzformátornak teljes terhelésnél kétszer akkora a vesztesége, mint egy azonosan terhelt csak lineáris terhelésűnek. Ez a többletvcszteség sokkal nagyobb üzemi hőmérsékletet és rövidebb élettartamot okoz. Valójában ilyen körülmények között az élettartam a szokásos 40 évről úgy 40 napra csökken! Szerencsére csak néhány transzformátor üzemel teljes terheléssel, de ezt a hatást tervezéskor figyelembe kell venni. A másik hatás a hárommal osztható szimmetrikus harmonikusokkal kapcsolatos. A delta tekercsben ezek az áramok egymással fázisban vannak, így a delta tekercselésben körbe folynak. A delta tekercsből nem lépnek ki a hálózat felé, így a delta tekercs elérésű transzformátorok leválasztó transzformátorként működnek. Megjegyezzük, hogy a többi harmonikus keresztülfolyik a transzformátorokon. A transzformátor méretezésekor a deltában folyó áramot is figyelembe kell venni. A transzformátoroknak harmonikus áramok jelenlétekor történő méretezésével jelen Útmutató egy későbbi fejezete részletesen foglalkozik.
.i ', i " . ; !
Education and Cutture HUNOARiAN COPPÍfR PROMOTION CENTRE
Megszakítók téves kikapcsolása
Hálózati impedancia
' 3rd + ' 5 * + ' 7ih
, . l v~)
Fázisjavító | kondenzátor I
Táphálózat
1 Létesítmény
14. ábra. Nemlineáris terhelés és fázisjavító kondenzátor együttes modellje
Táphálózat Impedancláj - Tápfeszültség
\j
Tápfeszültség jelalak
A terhelésre jutó feszültség
Lineáris terhelés
(Nemlineáris \ terhelés
Lineáris terhelés Nemlineáris árama terhelés árama
15. ábra. Nemlineáris terhelés által okozott feszültségtorzulás
Tápfeszültség jelalak
Leonardo da Vinci
A lineáris terhelésre Lineáris A nemlineáris terhelésre Nemlineáris jutó tsszürtség terhelés árama jutó t « í u l l t * j lechele* áram
16. ábra. Lineáris és nemlineáris terhelések szétválasztása
Aram-védő kapcsolást alkalmazó kismegszakítók a fázis és a nullavezető áramainak összegét képezik, és ha az eredmény meghaladja a beállított értéket, leválasztják a terhelést a hálózatról. Téves kikapcsolást okozhatnak a harmonikusok két okból is. Először is: mivel ezek elektromechanikus eszközök, a nagyobb frekvenciájú összetevőket nem pontosan mérik, és ez hibás kapcsoláshoz vezet. Másodszor: a harmonikusukat termelő berendezések kapcsolási tüskéket is keltenek, amelyeket a berendezés hálózati csatlakozásánál szűrni kell. Az erre a célra használt szűrők kondenzátort tartalmaznak, amely a fázis-föld és a nullavezető-föld közé van kötve és ezért a föld felé folyik némi áram. Ezt a szivárgó áramot a szabványok szűrőnként 3,5 mA-ben korlátozzák, és általában ennél sokkal kisebb értékű, de ha sok berendezés van egy áramkörre kapcsolva, a szivárgó áram elég nagy lehet ahhoz, hogy az áram-védőkapcsolót működtesse. A helyzet könnyen megoldható, ha több áramkört alkalmazunk, amelyek így kisebb terheléseket táplálnak. Az Útmutató egy későbbi fejezete a nagy szivárgó áram kérdését részletesen tárgyalja. A kismegszakítók téves kapcsolását gyakran okozza az a körülmény, hogy a harmonikusok jelenléte miatt az áramkör árama nagyobb, mint a számítások vagy egyszerű mérés alapján feltételezett. A legtöbb egyszerű kézi műszer nem a valódi effektív értéket méri, és torzított, nem szinuszos áram esetén a ténylegesnél akár 40%-kal kisebb értéket mutat. A valódi effektív érték mérését részletesen a 3.2.2 fejezet tárgyalja.
Fázisjavító kondenzátorok túlterhelése A fázisjavító kondenzátorok telepítésének célja, hogy az induktív terhelések - mint például egy aszinkronmotor - induktív meddőteljesítményét kompenzálja, és a hálózat felé eredőben közel ohmos terhelést jelentsen. A 14. ábra a fázisjavító kondenzátor és a nemlineáris terhelés együttes egyszerűsített helyettesítő áramkörét mutatja. A fázisjavító kondenzátor impedanciája a frekvencia növekedésével csökken, míg a táphálózati impedancia általában induktív, és a frekvenciával növekszik. így párhuzamos rezonancia alakul ki a kondenzátor és a táphálózat között, amelynek következtében a kondenzátoron nagy harmonikus áramok folynak, és ha csak nem úgy tervezték, hogy ezt kibírja, meghibásodhat a túlterheléstől. Ez a rezonancia általában a 100-550 Hz-es tartományba esik. A rezonancia következtében a táphálózat felé is nagyob lesz a harmonikus áram. A rezonancia elkerülhető, ha a fázisjavító kondenzátorral sorbakötünk egy fojtótekercset úgy, hogy eredőjük már éppen induktív legyen a legkisebb domináns harmonikus rendszámon. Ez a megoldás a hálózat felé és a kondenzátorokba folyó harmonikus áramot is csökkenti. Problémát okozhat a fojtó mérete, különösen, ha kis rendszámú harmonikus a domináns. Szkinhatás A váltakozó áram a vezető külső felülete közelében igyekszik folyni. Ezt a jelenséget, amely növekvő frekvenciáknál egyre hangsúlyozottabban jelentkezik, szkinhatásnak nevezzük. 50 Hz-nél általában elhanyagoljuk, mivel alapharmonikuson kis hatású, de 5. harmonikustól felfelé egyre jelentősebb, mert többletvesztesé-
Education and Culture H U N G Á R I Á N COPPER
PROMOTION
CENTRE
,
LÖOIiarClO
,
03
,
. ,.
VlPICI
get okoz. Ahol harmonikus áramok vannak, a tervezőknek figyelembe kell venni a szkinhatást, és megfelelő mértékben vissza kell minősíteni a kábelek terhelhetőségét. Többerű kábel vagy lemezeit sín használata csökkenti ezt a problémát. Figyelni kell továbbá arra, hogy a gyűjtősinek rezgésre történő méretezésekor a harmonikus frekvenciákat is figyelembe kell venni. Ezen kérdésekre vonatkozó tervezési útmutatást ad a CDA 22. kiadványa: "Réz gyűjtősínek". Harmonikus feszültségek által okozott problémák A harmonikus áramok a táphálózat impedanciáján átfolyva az eredetileg szinuszos feszültséget eltorzítják. Az impedancia két részre osztható; a belső kábelezés impedanciája a csatlakozási pontig, és a csatlakozási ponttól a tápoldal felé mért impedancia, például a helyi táptranszformátor impedanciája. A nemlineáris terhelés torz terhelő árama torz feszültségesést okoz a kábelimpedancián. Erről a torz feszültséghullámról van tápláva a többi terhelés, amelyek ugyanerre az áramkörre csatlakoznak, és harmonikus áram folyik rajtuk akkor is, ha lineáris terhelések. A megoldás a szétválasztott áramkörök alkalmazása: a nemlineáris terheléseket el kell különíteni a harmonikusokra érzékeny terhelésektől, ahogy a 16. ábra mutatja. Itt elkülönített áramkörök táplálják a csatlakozási ponttól a lineáris és nemlineáris terheléseket, ezért a nemlineáris terhelések által a csatlakozási pontig okozott feszültségtorzulást nem érzékelik a lineáris terhelések. A harmonikus feszültségtorzulás nagyságának számításakor figyelembe kell venni, hogy ha a terhelést hálózati hiba esetén szünetmentes táp- vagy vészgenerátor táplálja, akkor a táphálózati impedancia és vele együtt a feszültségtorzulás is sokkal nagyobb lehet. A helyi transzformátorokat úgy kell megválasztani, hogy kis kimenő impedanciájúak legyenek, és kellő tartalékuk legyen a többletveszteségekre, más szavakkal megfelelően túl kell méretezni a transzformátort. Itt jegyezzük meg, hogy nem megfelelő, ha a transzformátorterhelhetőség növelése kényszerhűtéssel érhető el - az ilyen berendezés nagyobb belső hőmérséklettel üzemel, és ezért csökken az élettartama. Kényszerhűtést csak szükségállapotra szabad fenntartani, és soha nem szabad a normál üzemet erre alapozni. Aszinkronmotorok A harmonikus feszültségtorzulás a transzformátoroknál leírtakhoz hasonlóan a motorokban is megnöveli az örvényáram-veszteségeket. Ezekhez a veszteségekhez azonban az állórészben létrejövő harmonikus mezők következtében, amelyek a forgórészt különböző sebességgel előre vagy hátra akarják forgatni, további veszteségek adódnak. A forgórészben indukált nagyfrekvenciás áramok újabb veszteségeket okoznak. Ahol harmonikus feszültségtorzulásra lehet számítani, ott a többíetveszteségek figyelembevételével a motorok névleges teljesítményét mindig vissza kell minősíteni. Nullátmenet bizonytalanság Az elektronikus szabályozók sok esetben a tápfeszültség nullátmenetét érzékelik azért, hogy meg tudják határozni a terhelés bekapcsolásának optimális időpontját. Ennek az az oka, hogy a különböző terheléseket a tápfeszültség megfelelő fázishelyzetében kapcsolva minimalizálható a bekapcsolási tranziens, így kisebb lesz az elektromágneses kölcsönhatás és a félvezető kapcsolóelemek igénybevétele. Ha a tápfeszültség harmonikusukat vagy tranzienseket tartalmaz, a nullátmenet körül a feszültség meredekebb és nehezebben felismerhető lesz, így nagyobb a hibás működés valószínűsége. Gyakorlati esetekben félperiódusonként löbb nullátmenet is lehetséges. Harmonikus problémák a tápoldalon Ha harmonikus áram terheli a táphálózatot, ez harmonikus feszültségesést okoz, amely a táphálózatnak a csatlakozási ponton mért impedanciájával és a harmonikus árammal arányos. Mivel a táphálózat rendszerint induktív jellegű, impedanciája a frekvencia növekedésével nő. Természetesen a csatlakozási pont feszültsége az egyéb fogyasztók harmonikus áramai és a transzformátorok saját torzítása miatt is torzul, és minden egyes fogyasztó hozzájárul ehhez a torzuláshoz.
I Educaton and C d W e H U N G Á R I Á N CX3PPER PROMOTION CENTRE
Leonardo da Vinci
A fogyasztók nyilván nem növelhetik a hálózat szennyezettségét a többi fogyasztó rovására, ezért a legtöbb ország villamosenergia-iparában olyan szabályozást vezettek be, amely korlátozza a betáplálható harmonikus áram nagyságát. Ezek az előírások nagyrészt az 1975-ben életbe lépett angol G5/3 szabványon alapulnak. A hálózattorzulási irányelvek az MSZ EN 50160:2001 szabványban vannak megadva, a fogyasztói készülékekre termékszabványok vonatkoznak, a létesítményeket illetően a határértékek megadása országonként eltérő lehet. Erről később még szó lesz jelen Útmutatóban, Harmonikusok csökkentésének módszerei A harmonikusok csökkentésére alkalmas módszerek az Útmutató későbbi fejezeteiben kerülnek részletes ismertetésre. Ez a fejezet csak egy általános rövid áttekintést ad. A csökkentési módszerek három nagy csoportba sorolhatók: passzív szűrés, leválasztó- és harmonikus csökken to-transzformátorok alkalmazása, valamint aktív szűrés. Mindegyik változatnak van előnye és hátránya, tehát nincs egyetlen legjobb megoldás. Nagyon könnyen lehet sok pénzt kiadni alkalmatlan és hatástalan megoldásokra; célravezető az, ha először egy alapos tanulmány készül - az erre alkalmas eszközöket az Útmutatóban később tárgyaljuk. Passzív szűrők impedanciája Párhuzamos szűrő ő (sávátervsztő)
1\
S
JJ_
Q: Hu
Supply
Létesítmény
17.ábra. Párhuzamos passzív harmonikus szűrő
IS.ábra. Soros és párhuzamos passzív szűrök
Táphálózat
19.ábra. Csillag-delta leválasztó transzformátor
A passzív párhuzamos (sáváteresztő) szűrők lényegében kis impedanciájú ágat képeznek a harmonikus áramok számára, amelyek a mögöttes hálózattal párhuzamosan vannak kapcsolva, ezért a harmonikus áramok nagy része a szűrőn és nem a hálózaton keresztül záródik (17. ábra). Az igényektől függően a szűrőt tervezhetjük egyetlen harmonikusra, vagy szélessávúnak. Néha szükséges lehet sokkal összetettebb szűrő beépítése, amely a harmonikus frekvenciákon megnöveli a soros impedanciát, és így tovább csökkenti a hálózat felé folyó harmonikus áramot, ahogy azt a 18. ábra mutatja. A fázisvezetőben vagy a nullavezetőben elhelyezett egyszerű soros sávzáró szűrő alkalmazása némely esetben előnyös lehet. A soros sávzáró szűrő nem söntutat képez, hanem meggátolja a harmonikus áramoknak a hálózat felé folyását. Ezért nagy harmonikus feszültség esik rajta. Ez a harmonikus feszültség megjelenik a szűrőnek a terhelés felőli oldalán. Mivel így ez a feszültség nagyon torzított, nem felel meg a szabványnak, amelyre a berendezések tervezve és garantálva voltak. A berendezések egy része kevésbé érzékeny az ilyen nagy torzításra, mások meg nagyon érzékenyek. A soros szűrő némely esetben indokolt lehet, de körültekintően kell alkalmazni; nem tekinthető általános megoldásnak.
Leválasztó transzformátor Ahogy korábban említettük, a hárommal osztható szimmetrikus harmonikusok a transzformátorok delta tekercsében körbe folynak. Ez a kérdés a transzformátorgyártók és -tervezők problémája - a többletterhelést figyelembe kell venni -, ugyanakkor előnyös a rendszer tervezői számára, mert leválasztja a hárommal osztható harmonikusukat a táphálózatról (19.ábra). Ugyanez a hatás elérhető földelt csillagpontú zegzug tekercselésű transzformátorral is. Ezeket az eszközöket célszerű a harmonikus forráshoz villamosán közel telepíteni.
"!,.•!«.;:•
Educaton and Cutture HUNGÁRIÁN COPPfcK PROMOTION CENTRE
Leonardo da Vinci
Aktív szűrők Az eddig említett megoldások csak adott harmonikus rendszámokra alkalmazhatók; a leválasztó transzformátor csak a hárommal osztható szimmetrikus harmonikusokra, a passzív szűrők csak a tervezett hangolt frekvenciákra. Egyes létesítményekben a harmonikusok Alapharmoníkus áram Tarhalő áram rendszáma nehezen tervezhető. Számos IT berendezést tartalmazó létesítménynél a berendezések összetétele Táphálózat impedanciája t t t és elhelyezése állandóan változik, a harmonikus tartalom is változó. Ilyen esetben az aktív harmonikus szűrő (vagy röviden: aktív szűrő) az alkalmas megoldás. Amint a 20. ábrán látható, az aktív szűrő sönt elem. A terhelő áram harmonikus tartalmát mérő áramváltóról vezérelt áramgenerátor ellenfázisban injektálja a terheLétesítmény Táphálózat lő áram harmonikus tartalmát a hálózati csatlakozási 2O.ábra. Aktív harmonikus szűrő pontba. Mivel a terhelés harmonikus áramát az aktív szűrő lényegében elnyeli, ideális esetben a hálózat és a terhelés között már csak alapharmonikus áram folyik. A gyakorlatban a terhelő áram harmonikus tartalmának mintegy 90%-a kiszűrhető ilyen módon, ennek követekeztében az okozott feszültségtorzulás is ilyen arányban csökken.
Összefoglalás A napjainkban készülő villamos berendezések többségében van kapcsolóüzemű tápegység, vagy ezek a berendezések valamilyen módon szabályozható teljesítményűek, ezért nemlineáris terhelések. Lineáris terhelés típus ma már kevés van, leggyakoribbak a fényerőszabályozó nélküli izzólámpák, szabályozatlan melegvíztárolók és villamos fűtések. Az Útmutató további fejezeteiben ismertetésre kerül a készülékekre vonatkozó szabvány, amely nem lett eléggé szigorú ahhoz, hogy az elektronikus eszközök, mint pl. a számítógepek által okozott harmonikus torzításra ténylegesen hasson. Ez az a készüléktípus, amelyik jelenleg a harmonikus problémák többségét okozza az iparban, a kereskedelemben és a kommunális hálózatokban részben azért, mert sok ilyen berendezés van, részben azért, mert az általuk keltett harmonikusok - köztük a hárommal osztható - sok problémát okoznak. Szigorú - az előírások betartását kötelező mérésekkel ellenőrző - szabványok bevezetése nélkül bizonyosra vehető, hogy a hálózatok harmonikusszennyezettsége az egyre nagyobb számban telepített nemlineáris terhelések miatt tovább nő. Ez a kérdés lényegében olyan üzleti kockázati befektetés, amelyet körültekintő tervezéssel, megfelelő minőségű villamos berendezésekkel, és helyes szereléssel lehet és kell kezelni.
Magyar Rézpiaci Központ H-1053 Budapest Képíró u. 9. Tel.: (+36 1)266 48 10 Fax: (+36 1)266 48 04 E-mail:
[email protected]
www.lpqi.org
HUNGÁRIÁN COPPER PROMOTION CENTRE
A villamosenergia-szolgáltatás minősége Orlay Imre - ÉMÁSZ Rt. (A MEE 49. Vándorgyűlésén elhangzott előadás kivonata)
Bevezetés A villamos energia mint termék, illetve a villamosenergia-szolgáltatás minősége egyre több figyelmet kap világszerte. Ebben nagy szerepe van a liberalizált energiapiac nyitásának. A szolgáltatás minősége alatt a legfontosabbak a hálózati berendezések üzembiztonsága, a villamosenergia-szolgáltatás folyamatossága, a feszültség minőségi követelményei. Az előadás ez utóbbi kérdéskörrel foglalkozik. A feszültség minősége egyre fontosabb a fogyasztó számára, hiszen a villamos energia az élet valamennyi területén kiemelt szerepet kap, kiszolgáltatottabbak vagyunk a berendezéseink működésének. Ugyanakkor a fogyasztói készülékek területén olyan fejlődés ment végbe, amely visszahat a feszültség minőségérc, a többi fogyasztó ellátására. Anemlincáris terhelések növekedése feszültségváltozásokat, a visszahatások energiaveszteséget és -zavarokat okoznak a fogyasztóknál. A komplex automatizálás, vezérlés, szabályozás, az informatika széles körű térhódítása a feszültségfolytonosság szigorodását, minőségibb feszültségjellemzó'ket igényelnek. A termékgyártók, szolgáltatók és fogyasztók felelőssege közös ebben a kérdésben.
Milyen legyen a minőség, kell-e a villamosenergia-ellátás minőségét mérni? A "Die Welt" című újság 1999 novemberi számában "A minőségi villamos energia többe kerülhet" címmel cikk jelent meg. Néhány gondolat a cikkből: - a német háztartások és vállalkozások a jövőben választhatnak a megbízható és kevésbé megbízható villamosenergia-ellátás között; - az egyszerű fogyasztók pénzt takaríthatnak meg, ha a jelenlegi energiaellátás szigorú paramétereiből készek engedni; - a feszültségingadozásoktól, a kimaradási kockázatoktól mentes villamos energia drágább lehet.
Hogyan történik a szabályozás Európában? Európában a feszültségminőségi jellemzőket az MSZ EN 50160 szabvány határozza meg, ezek: - közcélú villamos hálózatok feszültségjellemzői - hullámforma - frekvencia - feszültségértékek - a három fázis szimmetriája - határértékek és vizsgálati módszerek meghatározása - alsó és felső határértékek, amelyeket a megfigyelési idő 95%-ában nem szabad túllépni - véletlenszerű események, mint a feszültségletörés és a túlfeszültség jellemzése - feszültség letörések és a -kimaradások mint egyedi események. Az IEC 61000/EN 61000 szabványsorozat az elektromágneses összeférhetőség kérdését szabályozza.
Mi a helyzet Magyarországon? Az új Villamos Energia Törvény 10. §-ból adódó kötelezettsége a Magyar Energia Hivatalnak, hogy a szolgáltatás minőségérc, minimális szintjére, mérési és adatszolgáltatási rendszerére előírásokat dolgozzon ki, a szolgáltatási színvonal magtartását, javítását
tarifálisan (bonus-, malus-rendszer) ösztönözze. A Hivatal a szabályzatban megfogalmazott minőségi paramétereket a megfelelés, vagy a meg nem felelés kritériumaként kívánja használni a jövőben. Magyarországon figyelembe kell venni a jelenlegi kiindulási állapotot (a jelenlegi ár egy szolgáltatási színvonalat takar, így eltérő szolgáltatási színvonal nehezen képzelhető el), valamint az európai szabványoknak megfelelő harmonizációt. Ezzel szemben a Hivatal helyenként a szabványokban (MSZ-EN 50160) rögzített (EU norma) kompatibilitási szinteket szigorítani akarja. Ugyanakkor meg kell említeni, hogy nem lehet cél egy olyan szabályozás, amely a villamos energia árának emelését vonná maga után. A szabályozásnak úgy kell az összeférhetőségi szinteket meghatározni, hogy a szolgáltató hálózatára kapcsolt berendezések nagy valószínűséggel hibátlanul működjenek, valamint hogy a szolgáltató hálózata az előírt kereteken belül működjön. Néhány fontosabb kiinduló megállapítás: - a jellemzőket kvázi stacioner állapotra, normál üzemre kell meghatározni - a paraméterek meghatározásánál figyelembe kell venni az európai előírásokat - a paramétereket a fogyasztói csatlakozási pontokon kell értelmezni - a csatlakozási pontokon a hálózati feszültség paramétereinek betartása (betartatása) a szolgáltató kötelezettsége - a szabályozás jelenleg nem foglalkozik a mágneses és villamos tér problémákkal. A feszültség minőségi és összeférhetőségi szintjei, amelyek egyhetes mérési adatainak bármely napi 10 percre átlagolt értékei a fogyasztók 95%-nál nem lehetnek rosszabbak: Tartós eltérés a névleges értéktől: a fázisfeszültség effektív érték eltérése a névleges értéktől +10/-8% lehet, de egyetlen 10 percben sem lehet nagyobb mint + 10/-15%. - Rövid idejű feszültségnövekedés: a feszültség naponta néhányszor túllépheti az UL. +15%-ot, de nem haladhatja meg az Uc + 20%-ot. - Tápfeszültség-letörés (>1 sec): mértéke a 0,1...0,9 Uc tartományban nem lehet több, mint 200 db évente. - GVA, LVA működés, rövid idejű tápfeszültség-kimaradás (>3 perc): egy fogyasztóra kábelhálózaton niax. 10 db, szabadvezetékes hálózaton max. 200 db évente. - Kapcsolási túlfeszültség: kisfeszültségű hálózaton a kapcsolási túlfeszültség nem haladhatja meg a 2,5 kV-ot. - Hálózati tápfeszültség-aszimmetria: nem lehet nagyobb a negatív sorrendű feszültség-összetevő a pozitív sorrendű 2%-ánál (max. 3%, ha a fogyasztók nagyobb része egy, ill. kétfázisú). Feszültség felharmonikus-tartalom: a teljes felharmonikus-torzítás a 40-es rendszámig nem lehet több 8%-nál. - Villogás, flikker. kis és középfeszültségen a (P sl ) max. 1,0, míg a Pu max. 0,8 értékű lehet. - Hálózati jelfeszültség-tartalom: a jel szintje nem lehet nagyobb mint 0,02 U n .
Következtetés A harmonizálás a liberalizált piac fontos követelménye, nem a szabvány színvonala a szolgáltatás minősége, elvárt színvonala. Összetett követelmények, valószínűségi szemlélet, amelyet megoldani a piaci szereplőknek csak közösen lehet. Olyan paraméterek megfogalmazása a cél, amelyre az mondható, hogy 2002-ben a szint elvárható a fogyasztók részéről.
Kisfrekvenciás vezetett hálózati zavarforrások azonosítása Dr. Dán András - BME Villamosművek Tanszék (A MEE 49. Vándorgyűlésén elhangzott előadás kivonata)
Bevezetés A hálózati engedélyes feladata a fogyasztók számára biztosítani, hogy a szabványban megadott zavarszint összeférhetó'ségi értéket ne haladja meg. Ehhez azonban meg kell határozni az egy-egy nemlineáris fogyasztó számára megengedett zavarértekeket, amit ellenőrizni is tudni kell. A továbbiakban a harmonikus és a villogás (flikker) zavarforrás méréssel történő meghatározását ismertetjük.
Harmonikusforrások és azonosításuk (monoparaméter-változások módszere) Ismeretes, hogy a harmonikus zavarforrás áramgenerátor jellegű, ugyanakkor a szabvány csak a feszültségtorzulásra ad értéket. Egy zavarforrás (vagy egy alállomásban egy kitáplálási irány) által okozott feszültség-zavarszint csak akkor határozható meg egyértelműen, ha ismerjük a zavarforrás által keltett harmonikus áramokat, és a mögöttes hálózat harmonikus mérésponti impedanciáját. A hálózatra több nemlineáris fogyasztó csatlakozik, és a különböző feszültségszintek feszültségtorzulása is megjelenik másik feszültségszinteken. Az egyes fogyasztók által okozott feszültségtorzulások vektoriálisan összegződnek. így előfordulhat az a látszatra ellentmondásos eset is, hogy egy új nemlineáris fogyasztó csatlakozása csökkenti az eredő feszültségtorzulást. A hálózati engedélyeseknek ebben a kaotikus helyzetben meg kell adniuk az egy nemlineáris fogyasztó által hozzáadott harmonikus feszültség torzulás megengedhető értékét, és ezt ellenőrizni is kell tudniuk. (Itt nem a kisfeszültségű kommunális fogyasztókra kell gondolni.) Általános esetben a fogyasztói csoport (vagy leágazás) tartalmaz lineáris és nemlineáris fogyasztókat, amelyek az un. háttérzajjal terhelt torzított feszültségre csatlakoznak, amihez a nemlineáris fogyasztók hozzáteszik a saját torzítást. A lineáris fogyasztók a torzított feszültségről az impedanciájuknak megfelelő mértékben torzított áramot vesznek fel. A módszert egy alállomás esetére mutatjuk be, ahonnan több kitáplálási vonal van ellátva. A kérdés, hogy melyik vonal milyen mértékben vesz reszt az alállomás gyűjtősínfeszültségének torzításában . Ha ezt ismerjük, számítható a fölérendelt hálózatról áttranszformált torzítás mértéke is. A módszer lényege az, hogy az alállomás valamennyi leágazásának és betápjának áramait, és a gyűjtősín feszültségét egyidejűleg kell mérni, célszerűen háromfázisúlag. A mérést olyan rövid átlagolási idővel kell végezni, hogy a gyors változások hatása követhető legyen (például 8 periódusból képzett átlag). Feltételezzük, hogy általános esetben minden kitáplálási irányban van lineáris fogyasztó, amely harmonikus szempontból passzív, és nemlineáris fogyasztó, amely aktív elem. Feltételezzük továbbá, hogy a mérés folyamán van legalább egy pillanat, amikor terhelés-változás csak egy leágazásban történik (legalábbis egy leágazás terhelésváltozása domináns a többihez képest). Ekkor a változás előtti és utáni állapotok alapján a kitüntetett leágazásra megvizsgáljuk az lh = f(I,) függvénykapcsolatot. Ha van ilyen kapcsolat, akkor a leágazás aktív. Ekkor számítjuk a változás két végértékéből a gyűjtősín harmonikus feszültségtorzulás-vektorát (DUh), és ezt elosztjuk a leágazás harmonikus áramváltozás vektorával (DIh). Az eredmény a mögöttes hálózat harmonikus impedanciája (Thevenin impedancia). Egy-egy leágazás passzív (lineáris) harmonikus impedanciáját azokból a változásokból számítjuk, amikor a leágazás alaphar-
monikus árama változatlan, ugyanakkor a gyííjtősín harmonikus feszültsége megváltozik. A megváltozás előtti és utáni harmonikus feszültség-értékek különbségét kell elosztani a leágazás harmonikus áramainak különbségével, ami a gyűjtősín x-edik leágazás lineáris terheléseinek eredő harmonikus mérésponti impedanciája a h-ik rendszámon. Ezek után már számítható a leágazás által a gyűjtősínbe injektált harmonikus áram, és az általa okozott feszültségtorzulás, amely az alapharmonikus áram függvénye: Ahol az ax felső index az x-edik leágazás aktív, a px felső index a passzív, x a teljes mért /i-adik harmonikus árama. Ha ismert a hálózat harmonikus Thevenin impedanciája, a leágazás passzív harmonikus impedanciája és áramfüggése, akkor minden mért harmonikus feszültség- és áram-értékpárhoz számítható a leágazás passzív és aktív harmonikus árama is, és az aktív harmonikus áram által okozott feszültségtorzulás is. Ez az ismertetett harmonikusforrás-identifikációs eljárást "monoparaméter változások" módszerének nevezzük, mivel az eljárás lényege, hogy meg kell találni azokat a domináns változásokat, amiket csak egy paraméter megváltozása okoz.
Villogás (flikker) zavarforrás azonosítása (áramból flikkermeghatározás módszere) Villogás (vagy angol nevén: flikker) a gyors feszültscgváltozás okozta fényáramingadozási jelenség. Mérésére az UEI-IEC flickermérő szolgál (MSZ EN 61000-4-15). A flikkermérő a feszültség méréséből állapítja meg, hogy a flikker értéke meghaladja-e a megengedett szintet. A problémát az okozza, hogy ha a hálózatra egy villamosán közeli csatlakozási pontba több -villogást okozó-fogyasztó csatlakozik, a feszültség mérése alapján nem lehet megállapítani, hogy ki milyen mértékben járul hozzá az "eredményhez". Mivel a fogyasztó villogást okozó "magatartását" a fogyasztói áram jellemzi, a megoldás kézenfekvő. A fogyasztói áram méréséből kell meghatározni a fogyasztó által okozott villogást a csatlakozási ponton. A fogyasztói áram méréséből elő kell állítani azt a feszültségváltozást, amit a fogyasztó okozna, ha a szinuszos tápfeszültségre csatlakozna, amelynek belső impedanciája a csatlakozási pont zárlati teljesítményének megfelelő. Mivel a villogást a feszültség gyors változása okozza, elegendő az áramváltozás által a mögöttes hálózati impedancián okozott feszültségesés pillanatértckeket számítani, és a Thevenin generátor feszültségének pillanatértékéhez előjelhelyesen hozzáadni. Az ily módon számított digitálisan rendelkezésre álló feszültséget a digitális flikkermérő algoritmusa szerint kell kiértékelni, és az eredmény az a villogás érték, amit egyedül a vizsgált fogyasztó okozna a csatlakozási pontban. A pontos számításhoz a mögöttes hálózati impedancia valós és képzetes részét is ismerni kell. Ha nem áll rendelkezésre a mögöttes impedancia (zárlati teljesítmény) pontos értéke, akkor is jól alkalmazható a módszer, ugyanis ha ugyanakkora zárlati teljesítményre számítjuk az azonos pontra csatlakozó kérdéses fogyasztók által okozott villogásértékeket, az egyes leágazások áramaiból számított villogásértékek egymáshoz viszonyított aránya pontos lesz, és később, a tényleges zárlati teljesítmények ismeretében az egyes villogásértékek pontosíthatók. A hálózat üresjárási feszültsége két módon állapítható meg: vagy mérhető a feszültség nulla terhelésnél, vagy ha nincs nulla teljesítményű állapot, akkor az átvitt teljesítmény és a mögöttes hálózat impedanciájának ismeretében számítható az adott munkapontban az üresjárási feszültség.
PR cikk
SIMATIC biztonsági vezérlők A Siemens SIMAT1C termékcsalád az automatizálási és folyamatirányítási megoldások bő választékát kínálja a legkülönbözőbb jellegű és méretű ipari berendezések számára. A növekvő mértékben automatizált ipari üzemekben a zavartalan működés érdekében kiemelt fontosságú az alkalmazott irányítástechnikai rendszerek megbízhatósága, rendelkezésre állása. Az emberek, gépek és a környezet biztonsága pedig megkívánja a hibatűrő (íail-safe) rendszerek alkalmazását. A felső teljesítménykategóriát képviselő SIMATIC S7-400 PLC családban a szokásos vezérlési és folyamatirányítási feladatokra szolgáló standard konfigurációk mellett mind a nagy rendelkezésre állású változatok (S7-400H), mind a biztonsági vezérlők (S7-400F és S7-400FH) megtalálhatók. A SIMATIC S7-400H nagy megbízhatóságú vezérlők fő jellemzői: -
-
-
A CPU-redundancia két, szinkron működésű processzorral; normál üzemben mind a kettő aktív, így meghibásodás esetén azonnali áttérés lehetséges. Két teljesítményfokozat: - CPU414-4H 2x384 kByte, - CPU 417-4H 2x2 Mbyte (2x8 Mbyte-ig bővíthető) program-, ill. adatterülettel, 256 kByte...64 Mbyte RAM vagy FEPROM modulokkal, 2 integrált PROFIBUS DP porttal. Többféle I/O redundancia-kialakítás: - teljes redundancia, centrális vagy decentrális (PROFIBUS DP buszon csatlakozó) elrendezéssel, - egyszeres I/O, redundáns csatlakozással a PROFIBUS DP buszon keresztül, - redundancia nélküli egyoldalas I/O Redundáns kommunikáció egyszeres vagy redundáns rendszerbuszon (pl. Ethernet).
Alkalmazási területek: - Energiatermelés és -elosztás - Vegyipar Olajipar - Csővezetékek, hálózatok - Közlekedés, szállítás (p. alagutak, repülőterek, hajók...) - Kohászat, acélipar - Stb. A SIMATIC S7-400F/FH biztonsági vezérlők fő jellemzői: -
1 CPU-s kialakítás, a CPU 414-4H vagy a CPU 417-4H processzorok felhasználásával. - 2 CPU-s kialakítás (a 400H és a 400F kombinációja). - TÜV jóváhagyással rendelkező biztonsági program és biztonsági funkcióS7-300F standard és blokkok. biztonsági I/O modulokkal -
I/O egység: ET200M, F (biztonsági) digitális be- és kimeneti, és analóg bemeneti modulokkal; a modulok belső redundanciával, kiterjedt diagnosztika funkciókkal rendelkeznek; az ET200M PROFIBUS DP buszon keresztül csatlakozik a CPU-hoz.
-
A standard STEP7 programot kiegészítő fejlesztő eszközök:
-
CFC a biztonsági funkcióblokkok grafikus tervezésére,
-
Paraméterező szoftver a biztonsági periféria modulok számára.
-
Az S7-400F/FH rendszer a biztonsági funkciók mellett normál feladatokat is végezhet, így az F l/O-kon kívül standard be- és kimeneti modulok is szerepelhetnek a konfigurációban.
-
Teljesíti az IEC 61508 szerinti SIL1... SIL3 biztonsági szintek, ill. az EN 954-1 szerinti 2.. .4 kategóriák követelményeit.
2002. 95. évfolyam 11. szám
Alkalmazási területek: - Tüzeléstechnika - Olaj- és gázipar - Vegyipar (ESD rendszerek) - Személy- és anyagszállító berendezések - Stb. A SiMATIC S7-400F és S7-400FH rendszer rendelkezik a szükséges TÜV minősítés mellett az MBF-TMB Felügyelet engedélyével. Újdonság: S7-300F, az elosztott biztonság A magasabb teljesítménykövetelményeket is kielégítő S7-400F/FH választéknak a kisebb feladatok megvalósítását is gazdaságosan lehetővé tevő bővítésére fejlesztették ki az S7-300F biztonsági vezérlőt. Az S7-300F központi egysége a CPU 315F-2DP, amely az S7-300 sorozat 315-2DP processzorának biztonsági mechanizmusokkal kiegészített operációs rendszerű változata. A biztonsági programok ez által lehetséges futtatása mellett normál alkalmazások programjai is működhetnek ugyanabban a központi egységben. A bemeneti-kimeneti jelek csatlakoztatására az S7-400F/FH családnál már említett ET200M I/O egységek mellett a biztonsági modulokkal és funkciókkal rendelkező ET200S decentrális perifériaegység is alkalmazható. Az ET200S alkalmazásának előnyei: -
A biztonsági áramkörök egyszerűbb huzalozása az integrált biztonsági áramköri megoldások révén, pl. integrált redundancia. - Biztonsági és standard kommunikáció ugyanazon a PROFIBUS DP buszon (PROFIsafe). - Optimális konfiguráció, kis csatornaszámú modulok alkalmazásával. - Biztonsági és normál modulok azonos egységben is elhelyezhetők. - Integrált motorindító és motorvédő modulok, 7,5 kW teljesítményig. - Bővített diagnosztikai szolgáltatások. - Az alapvetően standard elemválaszték mellett kevés fajta speciális (biztonsági) komponens. Az S7-300F, a PROFIBUS DP busz, valamint az ET200M és ET200S perifériaegységek decentrális alkalmazásával a mindenkori feladathoz optimálisan illeszkedő konfigurációjú és topológiájú megoldás alakítható ki. Az S7-300F is megfelel az IEC 61508 szerinti SIL1.. .SIL3 biztonsági szintek, ill. az EN 954-1 szerinti 2...4 kategóriák követelményeinek. A már meglévő TÜV engedély alapján az új S7-300F biztonsági vezérlő magyarországi engedélyeztetése folyamatban van.
A http://www.siemens.com/simatic és a http://www.siemens.hu internetlapokról kiindulva részletes információk találhatók a cikkben ismertetett rendszerekről, és az ipari automatizálást szolgáló más Siemens termékekről. ET20QM standard i/Q modulokkal
Kezelópanel
ULUi ET2GQM biztonsági 1/0 modulokkái
MII HU HU •
•
•
!
-
.
.
.
Fénylüggöny ET200S standard és biztonsági I/O modulokkal és motorindítúkkal
Lézerszkenner
335
jr
•
Ezentúl elég csupán négyévenként cserélni a közvilágítási fényforrásokat. A csúcsminőségű és rendkívül tartós 4Y* jelű nátriumlámpáknak és fénycsöveknek köszönhetően a karbantartás költségei akár 25%-kal is csökkenhetnek. Az OSRAM-mal Ön biztosan jó úton halad: www.osram.hu
SEE THE WORLD IN A NEW L1GHT
OSRAM
Világítástechnika
„Fehér fény" a közvilágításban Schwarcz Péter Bevezetés A tudomány és technika fejlődése új megvilágításba helyezi azokat az elveket, amelyeken a közvilágítás jelenlegi tervezési gyakorlata alapul. A látásfiziológiai kutatások egyre több új információt kínálnak a látási teljesítmény változásáról közvilágítási körülmények között. A fényforrások technológiai fejlődése réven a fényforrások skálája szélesedik, és egyre nagyobb eséllyel veszik fel a versenyt az általánosan használt nagynyomású nátriumlámpákkal mind gazdasági, mind üzemeltetési szempontból. A közvilágítási berendezések megítélésében (elsősorban a városközpontokban) a szigorúan vett szabványossági előírások betartása mellett előtérbe kerülnek a barátságos megjelenés, jó színvisszaadás, az esztétikai élmény, a környezethez való jobb illeszkedés igényei is. Mindez arra ösztönöz, hogy áttekintsük a "fehér fény" szerepét a közvilágításban. A fehér fény kifejezés idézőjelcs említése magyarázatra szorul. Itt, és a cikk további részében ez a fogalom inkább a sárga fényű nátriumlámpáktól való megkülönböztetést jelöl, mintsem tudományosan pontos defi níciót. Arra utal, hogy vannak (cs a jövőben még számosabban lehetnek) olyan fényforrások, amelyek sugárzási spektruma különbözik a nátriumlámpákétól. Érdemes körüljárni, hogy vajon az eddigi közvilágítási tervezési gyakorlat megfelelően írja-e le ezek hatását.
Milyen elven alapul a mai gyakorlat? A közvilágítás tervezésének egyik bemenő adata a fényforrás fényárama. Ezt az adatot a fényforrásgyártók - a kialakult konvenciók szerint - a világosra adaptált szem esetére adják meg, azaz laboratóriumban, műszerek által mert sugárzási teljesítményt hullámhosszonkent a V(X) görbe szerint súlyozzák és összegzik. Tehát, amikor a közvilágítást tervező mérnök ezt a fényáramot számításaiban használja, akkor feltételezi, hogy a szem világosra adaptált, azaz az átlagos fcnysú'rűség 3 cd/m" felett van. A közvilágítási szabvány - útosztálytól függően - 0,3 cd/m és 2 ed/m" közötti értéket követel meg, tehát a szem adaptációs szintje rendszerint alacsonyabb, mint 3 cd/m2, különösen az M3-M5 útosztályokban. Másrészről, a V(A.) görbe csak kis (2°-os) látószög esetén érvényes. Ugyanakkor a közvilágításban jellemző néhány látási feladat - különösen kisebb sebességeknél, azaz jellemzően alacsonyabb útosztályoknál - nem korlátozódik a 2"-os szögre.
Látási teljesítmény kutatása a mezopos (szürkületi) tartományban Az ilyen irányú kutatásokon jelenleg három jelentősebb csoport dolgozik: az USA-ban, Japánban és az Európai Unión belül, amelyben közre működnek a Veszprémi Egyetem kutatói is. Eredményeik szerint az adaptációs szint és a látási szög mellett az alakfelismerésSchwarcz Pérer, a Tungsram-Schréder Világítási Berendezések Rt. műszaki igazgatója, a MEE tagja, a CEN világítási munkabizottsági tagja, a CIE több munkabizottságának tagja, egy munkabizottságának elnöke, 359-6078 Szakmai lektor: Dr. llorválh József, a MEE tagja
2002. 95. évfolyam 11. szám
Fényhasznos itás, lm/W -Nagynyom, na. Fém halogén izzólámpa Higanylámpa -Xenon lámpa -Kisnyom, na. F40.fénycső -F32, fénycső 5500 K kénlámpa 0,1
0.01
0,001
Fénysürúség, cd/m 2
/. ábra: Néhány fényforrás fényhasznosítása az adaptációs fénysürüseg függvényében Forrás: Dr. Schamla János előadása a kalocsai Közvilágítási Ankéton
hez szükséges reakcióidő is hatással van a közvilágítási látási teljesítményre, de további kritériumok is várhatóak. Noha a kutatások meg korántsem tekinthetők lezártnak, annyi bizonyosra vehető, hogy ezek eredményeként a fényforrások-közvilágítási körülmények között ervénycs-fényhasznosítása változni fog. A változás irányát illusztrálja az /. ábra, ami a fényforrások fényhasznosítását mutatja az adaptációs fénysűrú'ség függvényében, a rcakcióidő-mcrésen alapuló mezopos láthatósági függvénnyel számolt fényhasznosítás esetében. A közvilágítási szakember figyelmét különösen a 0,3 cd/m2 és 1 cd/m2 közötti (jellemzően) mezopos tartomány köti le. Megfigyelhető, hogy a rövidebb hullámhossztartományban erősebben sugárzó fényforrások fény hasznosítása az adaptációs szint csökkenésével nő, a hosszab hullámhossztartományban erősebben sugárzó fényforrásoké (mint a nátriumlámpák) csökken. Érdemes kihangsúlyozni, hogy a hagyományosan legjobb fényhasznosításúnak tekintett kisnyomású nátriumlámpa 200 lm/W körüli fényhasznosítása a 0,3 cd/m2-es adaptációs szintnél (M5-ös útosztály) 135 im/W-ra csökken, és a fémhalogénlámpa (hagyományosan 100 lm/W alatti) fényhasznosítása erre a szintre nő. Azt is érdemes hangsúlyozni, hogy nem a fényforrások által, a látható tartományban kisugárzott energia változik, hanem a szem érzékenységét mutató értékelési súlyok mások, mint az eddig megszokott V(A.). Természetesen az értékelési súlyok változása hatással lehet a fényforrásfejlesztésre is. A fényforrások spektrális eloszlása úgy módosítható, hogy minél nagyobb része arra a hullámhossztartományra essen, ahol a szem érzékenysége közvilágítási körülmenyek között a legnagyobb, ezzel mintegy közvilágítási körülményekre optimalizálva a fényforrás spektrális eloszlását.
Fényforrások és lámpatestek fejlődése A közelmúltban egy sor új fényforrás került a piacra, ami lehetőséget ad a fehér fény közvilágításban történő, eddiginél szélesebb körű alkalmazására. A Világítástechnikai Társaság Közvilágítási Ankétjának 2002. évi, kalocsai ülésén elhangzott előadás szerkesztett, és a Világítástechnikai Évkönyv közlésének részben módosított változata
337
Világítástechnika
Kompakt fénycsövek A magyar közvilágításban több százezer 36 W-os kompakt fénycső üzemel, kedvező tapasztalatok mellett. A fényforrás által biztosított 3 kim körüli egységfényáram korlátozza ezek felhasználhatóságát az M6 és M5 útosztályokra. A méltatlanul mellőzött 55 W-os típus mellett megjelentek a 42, 57 és 80 W-os kivitelek is, amelyek magasabb világítási igények kielégítésére is alkalmasak. Természetesen nem szabad elfelejteni, hogy a kompakt fénycsövek többségének fényárama hideg külső hőmérsékleten radikálisan csökken. E hátrány kiküszöbölése leggazdaságosabban a forráshoz és a lámpatesthez méretezett eszközzel, a fényáram-stabilizáló sapkával oldható meg. Az egyéb megoldások (speciális fényforrás vagy előtét) nem terjedtek el a magasabb áruk miatt.
Fémhalogénlámpák Az eddig széles körben forgalmazott típusok ára, élettartama és a működéssel kapcsolatos korlátozások (mint égetési helyzet, színeltolódás) korlátozták ezek alkalmazását közvilágításban. Az utóbbi időben - először egy, majd később több vezető gyártó cég - kínálatában megjelentek a kompakt, kerámia kisülőcsöves fémhalogénlámpák. Ezek élettartama hosszabb, a színeltolódás jelentősen csökkent, és - a versenynek, illetve a növekvő eladásoknak köszönhetően - áruk is várhatóan mérséklődik. A világító felület radikális csökkenését mutatja 2. ábra, ahol fényforrások mindegyike 150 W-os, jobboldalon látható a kompakt fémhalogénlámpa. Ha a tükröt ez utóbbi fényforrásra méretezték, akkor a pontszerű fényfor-
2. ábra. A 151) W-os íénytorráok méretes cikke né se (a jobb oldalon a kompakt fémhaiogénlámpa)
3. ábra. A kompakt fémhalogénlámpához alkalmas mikroreflektor (fiR)
338
4. ábra: Pininfarina által tervezett lámpatest, benne a mikroreflektorral
rás fénye könnyebben irányítható az útra, ezáltal a lámpatesttel együtt mért hatásfok tovább növelhető. A fény irányítására szolgáló optikai egység mérete is jelentősen csökkenthető, amelyet a mikroreflektor (uR®) elnevezés is jelez (3. ábra). A formatervezők fantáziája még szabadabban szárnyalhat, és eddig nem látott megoldásokban ölthet testet, mint például a Pininfarina stúdió formaterve a 4. ábrán.
Mintaberendezések tapasztalatai Az elméleti kutatások biztató eredményei arra sarkalták a berendezésgyártókat és a felhasználókat, hogy a fehér fény kedvező hatását a gyakorlatban is kipróbálják. A tcsztbcrcndczésck megépítése után összegyűjtötték és kiértékelték a felhasználók reakcióit. A közvélemény kutatással kiértékelt mintaberendezések megepítői elsősorban lakóterületek kis forgalmú, és ennek megfelelően alacsony világítási szinttel rendelkező utcáira koncentráltak. Ennek egyik oka, hogy az elméleti eredmények alapján itt dominánsabb lehet a fehér fény hatása, másrészről itt könnyebb volt elvégezni a közvélemény-kutatásokat is.
5. ábra: Akisnyomású nátriumlámpás (régi) berendezés
6. ábra. A fémhalogénlámpás (új) berendezés Forrás: Northampton City Council
ELEKTROTECHNIKA
Világítástechnika Northampton (kisnyomású nátriumlámpa cseréje kompakt fémhalogénlámpára) A kisnyomású nátriumlámpás berendezés képe az 5. ábrán, a fémhalogénlámpásé a 6. ábrán látható. Talán sokunk számára meglepő, hogy kisnyomású nátriumlámpát használnak lakóterületi világításra, de Nagy-Britanniában ez elterjedt gyakorlat volt a 80-as évek elejéig. Itt kell megjegyezni, hogy a képek torzíthatnak, és a legjobb szándék ellenére torzítanak is. Nyilván más benyomást szerez a szemlélő a helyszínen, mást, ha kémia úton előállított fotót néz, és megint mást, ha elektronikus médián (katódsugárcsöves, LCD monitoron vagy kivetítőn nézi a képet). Ezért a mellékelt képek csak illusztrációnak tekinthetők. A közvélemény-kutatásban ott lakó "laikusok" vettek részt, tehát ők saját szemükkel (és agyukkal) ítéltek. A felmérés előtt nem tudtak a berendezések műszaki paramétereiről, így például mérhető megvilágítási szintről sem. A felmérés két eredményre jutott: 1.
A megkérdezettek 100%-a az új berendezést világosabbnak találta, mint az előzőt. Ne feledjük, hogy egyrészt laikusokat kérdeztek, akiknek nem volt világítástechnikai képzettségük, másrészt a kisnyomású nátriumlámpához hasonlított bármilyen változtatás szubjektív megítélése a jobb színhatások miatt is kedvezőbb. Valójában, az új berendezés által szolgáltatott átlagos megvilágítás - V(^)-val korrigált műszerrel mérve - némileg kisebb volt, mint a bontott berendezésé.
A megkérdezettek 80%-a jobb felismerhetőségről számolt be. Itt megint nem szabad tudományos kísérletekben szereplő szabványos akadályokra gondolni. A megkérdezettek a közlekedési szituáció és szomszédaik felismerhetőségéről nyilatkoztak. Az alkalmazott lámpatestek fényeloszlása meglehetősen különböző volt, tekintettel a két fényforrás eltérő méretére, tehát az eredményben szerepet játszhatott a fényeloszlás változása is, a fény színe mellett. 2.
DEVON (nagynyomású nátriumlámpa cseréje kompakt fémhalogén lámpára) Ez a kísérlet két részletében különbözött az előzőtől: - Csak fényforrást és működtető szerelvényeket cseréltek, lámpatestet nem. Ennek következtében a fényeloszlás csak kis mértekben változott
- 70 W-os csőburás nagynyomású nátriumlámpát cseréltek 35 W-os kompakt, kerámia kisülőcsöves fémhalogén-lámpára. Ez magával hozta a megvilágítási szint lényeges csökkenését. Míg az előző berendezés 2,5 lx-ot adott a legsötétebb ponton, addig az új csak 1 lx-ot. A benyomást a 7. ábra (nátrium) és a H. ábra (fémhalogén) szemlélteti. A közvélemény-kutatások a fémhalogénlámpás berendezés előnyét mutatták a "nátriumossal" szemben, ami igen kiemelkedő teljesítmény, ha tekintetbe vesszük az alacsonyabb megvilágítási szintet is.
Hogyan számszerűsíthetők az eredmények? Annak ellenére, hogy sem a tudományos, sem a terepkísérletek nem zárultak le. többen kísértést éreznek arra, hogy az eredményeket minél cló'bb használják a mindennapos méretezés során. Fényáramszorzók A fényforrás-katalógusokban található fényáram a világosra adaptált szem esetén érvényes V(^) függvény által korrigáitan jelenik meg. Mivel a közvilágítási szituációban a szem tipikusan nem világosra adaptált állapotban van, így az egyes spektrumok hatása különbözik attól, amit a V(k) függvény feltételez. A fényáramszorzókon alapuló teéretezés szerint az egyes fényforrások "közvilágításban hasznos fényárama" eltér a katalógusban megadottól aszerint, hogy milyen a tényleges spektrumuk. Ez a megközelítés feltételezi, hogy a nagynyomású nátriumlámpa fényárama nem változik az adaptációs fénysűrűség függvényében (szorzója mindig 1), és ehhez hasonlítja többi fényforrás hasznosságát alacsonyabb adaptációs szinteknél. (7. táblázat). Például, ha a világítás átlagosan 1 cd/nr fénysűrűséget hoz létre, akkor a fémhalogén lámpa katalógusban található fényáramat 1,35-tel kell szorozni, és ezt kell használni a méretezés során. /. táblázat. Egy javaslat "íenyáramszorzók" használatára IMIWIIIIII HHMBHMjj
•
'
•
: Fémhalogéii :
2,25
2,11
Nagynyomás ú nátrium
1,00
1,00
Kisnyomású nátrium
0.47
0,51
1,8 1,0 "\ 0
1.3 5 1,0 0 0,8
1.1 3 1.0 0 0,9 5
"•
0 1,0 0 10 0
Természetesen ez egy leegyszerűsített megközelítés és jól szemlélteti szem érzékenységváltozási tendenciáját a mezopos tartományban, mégis megengedhető néhány megjegyzés: - A nagynyomású nátriumlámpa fényárama változatlan, amit az elméleti kutatások nem támasztanak alá. (lásd 1. ábra).
7. ábra. A nagynyomású nátriumiámpás (regi) berendezés
8. ábra. A fémhalogénlámpás (új) berendezés
Forrás: Northampton City Council
2002. 95. évfolyam 11. szám
- A fémhalogénlámpák spektruma nem állandó, típus függvényében is változhat, így a szorzószámok csak "ökölszabályként" lehetnek érvényesek. - Figyelemre méltó, hogy 0,1 cd/m" (közvilágításban 1-2 lx-nak megfelelő') adaptációs szint mellett a fémhalogénlámpa fényhasznosítása majdnem kétszerese a nagynyomású nátriumlámpáénak, ami elég jó egyezést mutat az 1. ábrán látható eredményekkel. 339
Világítástechnika Készülő új szabványok Egy másik megközelítést mutat a készülő, új európai közvilágítási szabvány (forrás: prEN 13201-l)egyik fejezete,ami azt mondja ki, hogy "az S (gyalogos) útosztály szerint tervezett berendezések világítási osztálya egy szinttel csökkenthető, ha fehér fényű fényforrást alkalmaznak". A jobb megértés kedvéért az S osztály szerint javasolt szinteket a 2. táblázat mutatja. Ennek következménye, hogy a világítási szint körülbelül 50%-kal csökkenthető fehér fény eseten a látási komfort romlása nélkül. Ki kell hangsúlyozni, hogy ez a szabványtervezet még munkabizottsági fázisban van, nincs jóváhagyva.
Erain
15 10 7,5
5 3
1,5
Összefoglalás A jelenlegi méretezési gyakorlat világosra adaptált szemre érvényes adatokon alapszik. Mind az elméleti kutatások, mind a terepkísérletek azt mutatják, hogy ez a megközelítés a közvilágítás által biztosított mezopos tartományban korrekcióra szorul. A hatás számszerűsítéséhez, és ajavaslatok igazolásához további kísérletek szükségesek. Addig is bátran használható fehér fény a közvilágításban, mert a jelenlegi méretezési módszerek által azonosnak ítélt fehér fényű és nátriumlámpás világítási berendezések közül a fehér fény esetén a látási komfort biztosan jobb. A magyar világítástechnikusoknak sem az elméleti kutatásokban, sem a gyakorlati alkalmazásban nincs szégyenkeznivalója, mindkét területen élen járnak!
„A HARMADIK ÉVEZRED KIHÍVÁSAI AZ ELEKTROTECHNIKÁBAN" Magyar Elektrotechnikai Egyesület 49. Vándorgyűlés - Konferencia és Kiállítás Liszt Ferenc Konferencia Központ Sopron, 2002. szeptember 25-27. Mottó: "A mérnök környezete - a környezet mérnöke" Egyesületünk az ÉDÁSZ Rt. támogatásával ez évben 49. alkalommal rendezte meg az elektrotechnikai és energetikai szakemberek egyik legnagyobb létszámú hazai rendezvényét 500 fő résztvevővel és 37 kiállító céggel. A plenáris ülésen 9, míg szekció üléseken 61 előadás hangzott el. Az előadások főbb témakörei: EU-csatlakozás folyamata, hazai nagyvállalatok szerepe, műszaki diploma esélyei a nagyvilágban, mérnökök lehetőségei a változó piaci környezetben, liberalizált energiapiac és jogszabályi környezete, munkaeró'piac ösztönző tényezői, liberalizáció - versenyképesség - szolgáltatás, fogyasztói igények és a hálózatfejlesztés, informatikai környezet, hardveres szoftver-biztonság, korszerű vállalatirányítási rendszerek, humán környezet és önmenedzselés, energiagazdálkodás és mérési környezet, gép- és készülékgyártás legújabb eredményei, diagnosztika, műszaki technológiai környezet, élet az erőtérben, fogyasztói berendezések, környezetvédelem szolgálata, a szolgáltatás minősége, világított környezetünk, előadási technikák a kommunikációban. A rendezvény előadói a GM, MVM Rt. MAVIR Rt., MEH, áramszolgáltatók, nagyfogyasztók, tervezők, gyártó és szerelő cégek, egyetemi, továbbá Németországból, Franciaországból, Romániából érkezett szakemberek voltak. A Vándorgyűlésen adták át az Egyesület Elektrotechnikai Alapítványának Diplomaterv- Szakdolgozat-Pályázat díjait.
Sajtóközlemény IP-telefont telepít a Synergon a DÉMÁSZ-nak Budapest, 2002. szeptember 3.: A Synergon Informatika Rt. és a Délmagyarországi Áramszolgáltató Részvénytársaság (DÉMÁSZ Rt.) szerződést kötött a szolgáltató hagyományos telefonalközponti hálózatának fejlesztésérc. A rekonstrukcióra szoruló telefonhálózat és a közelmúlt gerinchálózati fejlesztései lehetővé tették, hogy DEM ASZ megnövekedett informatikai igényeit a Synergon korszerű IP-telefonmegoIdással elégítse ki. A teljes integrált hang-adathálózatot a DÉMÁSZ Rt. telephelyein 4 ütemben valósítja meg a Synergon, a rendszer 2003. július 1-jétŐl fog működni teljes kiépítésben. A projekt megvalósítása révén a DÉMÁSZ rendelkezik majd a legfejlettebb IP-telefon rendszerrel, ugyanis mérete meghaladja a Magyarországon eddig installált rendszereket együttesen. A projekt értéke meghaladja a 250 millió forintot. Molnár Zsolt kommunikációs igazgató Synergon Informatika Rt. Telefon: 399-5635, fax: 399-5599
340
Egyesületi élet
Hírek Vezetékes liberalizáció: kihasználatlan lehetőségek? 1,3 millió telefon-előfizető várja a kedvezőbb ajánlatot A vezetékes telefonszolgáltatók a távolsági hívásirányokban jellemzően azon háztartásoknak ajánlják a szolgáltató-váltást, ahol a belföldi távolsági, nemzetközi és mobil hívásforgalom összege meghaladja az 1500 Ft-ot. A BellRescarch most publikált hatáselemző tanulmánya szerint jelenleg is mintegy 1,3 millió lakossági telefon előfizető [a vezetékes telefonnal rendelkezők 45%-af várja az alternatívok versenyképes ajánlatait, igaz közülük csak minden második rendelkezik a kritikus, 1500 forintot meghaladó nem helyi irányú havi hívásforgalommai. Ugyanakkor a részleges szolgáltató-váltás iránt érdeklődő háztartások legnagyobb LDV forgalommal jellemezhető 25%-a adja az összes LDV költés mintegy 60%-át; azaz a verseny igen erőteljesen koncentrált piacokért folyik. A teljes sajtóanyag az alábbi linkről tölthető le: http://www.bcllrcsearch.com/depo/ Iiberalizacio2002 020905 s.doc
ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia
Statisztikai fogalmak- Magyarország villamosenergiaellátásának legfőbb statisztikai adatairól Kerényi A. Ödön Kereken fél évszázada foglalkozom a villamosenergia-ipar statisztikájának szerkesztésével, amely alapja volt az MVM Tröszt tervkészítésének, de egyúttal nélkülözhetetlen eleme az ország gazdasági terveinek is. Ismeretes, hogy egy szén- vagy olajtüzelésű erőmű létesítése az elhatározástól a megvalósításig 8-10 évet is igényel, ezért legalább 10-15 éves tervidőszakra kell az energetikai terveket készíteni. Ezen belül a középtávú és az éves tervek annak időszerű pontosításai. A legfontosabb adat mindig a fogyasztók kielégítendő villamosenergia-igénye. A távlati tervekben ez általában az előző évek fejlődési trendszámain alapuló előbecslés, de rövidebb időszakra már konkrét gazdasági alapadat, amin már a pénzügyi terv is alapul. Az országos villamosenergia-fogyasztás éves növekedése elsősorban az ország gazdasági fejlettségétől függ. A nemzetközi statisztikák és távlati becslések készítésénél, az országok gazdasági színvonalát ezért az egy lakosra jutó bruttó hazai tennék (GDP) és az egy lakosra jutó villamosenergia-fogyasztás fajlagos mutatóival jellemzik és hasonlítják össze. A statisztikában a villamosenergia-fogyasztásnak azonban több, eltérő tartalmú fogalma is használatos, ezért az összehasonlításoknál mindig meg kell adni azok pontos megnevezését, mivel a jelentős számszerű eltérések téves következtetésekre vezethetnek. Cikkem egyik célja éppen e fogalmak magyarázata és értelmezése a 2001. év országos villamosenergia-statisztikai adatainak bemutatásával. A fogyasztók biztonságos villamosenergia-ellátásához nem elegendő az energia mennyiségének (kWh) az ismerete, hanem tudni kell, hogy a fogyasztók azt milyen teljesítménnyel (kW) és időbeosztásban kívánják igénybe venni. A villamosenergia-rendszer erőműveinek szükséges teljesítőképességet és a villamos hálózatokat ugyanis csak ennek alapján lehet megtervezni. A villamos energia termelése, átvitele, elosztása fizikai törvények szerint működik, ezért óhatatlan, hogy ezt a tényt a liberalizált árampiac szervezői és szabályzat készítői feltétlenül figyelembe vegyek. A GDP és a villamosenergia-igény éves növekedési mérteke között szoros összefüggés (korreláció) mutatható ki. Sokkal nagyobb, mint a GDP és a primerenergia-hordozók változási ütemei között. E növekedési ütemek egymáshoz viszonyított arányát (%/%) nevezik rugalmassági mutatónak. Ez az egyik legfontosabb makroökonómiai mutató, amely jellemzi a nemzetgazdaság színvonalát és annak változásait. A fejlett technológiákkal rendelkező országokban 1 USD értékű GDP előállításához-a jobb energetikai hatásfok miatt - kevesebb energia szükséges, tehát az energiaigényesség (k\Vh/USD) kisebb. Az országos mutatóban nyilván tükröződik az is, hogy nagy vagy kicsi az energiaigényes ágazatok részaránya. A világpiaci munkamegosztás, a globalizáció teszi lehetővé, hogy az energiaigényes iparágak a nagyobb profit érdekében egyre inkább az olcsó primer energiát használó erőművekkel rendelkező országokban helyezkednek cl.
Kerényi A.Ödön Állami-díjas, gyémánt diplomás gépészmérnök, a MEE tb. alelnöke, e-mail:
[email protected] Szakmai lektor: Dr. Tombor Antal, a MAVIR Rt. elnök-vezérigazgatója, a MEE tagja
2002. 95. évfolyam 11. szám
Az energiaigényesség reciprokja az energiahatékonyság, amely azt mutatja, hogy hány USD GDP termelhető ki egységnyi (kWh vagy GJ) energiából. Téves tehát az a szemlélet, ami többször megjelent a médiákban, hogy az energiaágazatokat hibáztatták az ország nagy energiaigényességéért, holott a feldolgozó iparágak által előállított termék értéke kicsi. Jellemző példaként emlegetik, hogy egy Trabant "gépkocsi" előállításához közel annyi energia kellett, mint egy Mercedes "autó"-hoz., ugyanakkor az ára annak tizedét sem érte cl. A hazánkban a rendszerváltás óta az iparban bekövetkezett szerkezeti változások, a kohászat, a bányászat visszafejlesztése, az új autógyárak telepítése, az elektronikai iparágak termelési részarányának nagymértékű növekedése alapvetően csökkentettek hazánk energiaigényességét. Ennek köszönhető, hogy míg a korábbi I % GDP éves növekmenyez 1,5% bruttó villamosenergia-fogyasztási többlet kellett, addig ez a 1,5 rugalmassági mutató az utolsó tíz év átlagában közel ötödére, 0,33-ra esett vissza. Ez a változás viszont azt jelenti, hogy pl. az évi 5% GDP-növekmény eléréséhez legalább évi 1,5% villamoscncrgia-fogyasztási többlet kielégítését kell a forrás oldalról az energetika fejlesztéséért felelős szerveknek biztosítani. Az új villamosenergia-törvény (VET) szerint ez 2002.01.01. óta már nem az MVM RT., hanem a Gazdasági és Közlekedési Minisztérium (GKM) és a hozzá csatolt Magyar Villamosenergia-ipari Rendszerirányító (MAVIR Rt.) feladata. A fentiekkel csupán a villamosenergia-statisztika kiemelt szerepét kívántam érzékeltetni a nemzetgazdasági tervezésben. Ha a termelő ágazatok nem kapnák meg a termékeik előállításához szükséges villamos energiát, akkor a termelési értékükben 25-50-szer nagyobb kiesés következne be, mint ami a meg nem kapott villamos energia költsége lett volna. Ugyanis ennek költsége az ipar átlagában mindössze 4-2% között van Az MVM Rt. 1963. évi megalakulása óta maga készítette és adta ki a villamosenergia-ipari statisztikai évkönyveket (VÉSTEK). Az iparág privatizációja után megváltozott tulajdonosi szerkezet, és az iparág átszervezése miatt indokoltnak látszott, hogy ezt a feladatot a Magyar Energia Hivatal (MEH) vegye át. Ezért 1999-től kezdődően az évkönyveket már a MEH adja ki. Az Évkönyv év végi megjelenése előtt az MVM Rt. minden év közepéig kiadta a villamosenergia-rendszer műszaki és legfőbb gazdasági adatait tartalmazó statisztikai füzetét, mint az MVM KÖZLEMÉNYEI 3. számát - magyar és ango] nyelven is. Ezen kiadvány idén is megjelenik, jelen cikk szerzőjének szerkesztésében. Az alább közölt ábrák ebből átvéve nyújtanak tájékoztatást, hogy az Elektrotechnika olvasóinak szélesebb, szakértői körében hívjam fel a figyelmet a 2001. év legfőbb adataival néhány, a villamos energetikát érintő főbb statisztikai alapfogalomra, amelyeket sajnos néha a szakkörök sem helyesen idéznek. Az /. ábra bemutatja hazánk teljes villamosencrgia-mérlegét a forrásoktól a fogyasztói csoportokig bezárólag, amelyek megfelelnek KSH ágazati osztályozási rendszerének. A Sankcy-diagram jól érzékelteti a mérleg lépcsőit, amely az országos összes felhaszná341
Villamos energia ábra. Magyarország villamosenergia-termelése és -felhasználása
lástól kiindulva levezeti a villamosenergia-rendszer erőművei és import forrásai mellett, a nem kooperáló erőművekből ellátott fogyasztók adatait. Bemutatja a közcélú és a saját célra termelő erőművek főbb csoportjait, azok Önfogyasztását és a közcélú hálózatba betáplált energia mennyisegeket. A rendelkezésre álló mennyiségből jelentős a hálózati veszteség. Az áramszolgáltatók által az egyes nemzetgazdasági ágazatoknak értékesített villamos energia mellett, jól látszik, hogy ma már gyakorlatilag csak a feldolgozóiparban jelentősebb a saját erőműből származó energia.
A termelés és fogyasztás folyamatábrája 2001 -ben
import
Atomerőmű 13 291
A diagramban szereplő statisztikai fogalmak tartalmát az alábbiakban sorolom fel, - ORSZÁGOS ÖSSZES VILLAMOSENERGIA-FELHASZNÁLÁS a hazai villamos erőművek bruttó termelés és az export-import szaldó összege. Az ország primerenergia-mérlegébcn c mennyiség szolgáltatásához szükséges primer energia szerepel. - ORSZÁGOS BRUTTÓ VILLAMOSENERGIA-FOGYASZTÁS az összes felhasználásnak az erőművek önfogyasztásával csökkentett mennyisége. ORSZÁGOS NETTÓ VILLAMOSENERGIA-FOGYASZTÁS a bruttó fogyasztásnak a hálózati veszteséggel csökkentett mennyisége. Nevezik végső fogyasztásnak is, mivel ez a fogyasztók valódi igénye. Az erőművek önfogyasztása és a hálózati veszteség a villamos energia szolgáltatás technológiájához tartozó tényezők.
Országos mérleg: összes felhasználás: 39 588 GWh Országos bruttó fogyasztás: 36 872 GWh Villamos energia rendszer (VER) (elhasználás 39 413 GWh Közcélú erőmüvek nettó termelése: 33 032 GWhÖnf.
Ebből VER-éríékesítésre átvett összes viílamos energia 5fl 4?5 GWh
'
A<
: Mező- Erdő- gazet. \* Halászat
Feldolgoz; Ipar j i 0 58.4
Vili. e.-, hő-, g á z - és vízellátás
Szöliáshely. szolgait vendéglátás
EigyCb közösségi szolgáltatás Szállítás, posta' hírközlés
Egyéb fogyasztás y Ai'E"ig3;aa>an a íéicéiü víiamos
srepeí TV','8: s/rí
fa ersisgus primer esBr-jarnéitej "E" kategór-a ÖSSMS wllaniosínergis-fogyasitás melleit iartaiirazzs a ha ázal veszteségei éa SÍ erőmüvek Mogyawiásá is Az erőműveket a nemzetközi energetikai • a fefeorcWitel növelt mennyiség 9 067 GWh A halózaS veszteség ártaimazza az siavstv-p .,-:ck sd>.v •• • T css-'ie a a 'íihasínáisér :s statisztikák (ENSZ, OECD, EUROSTAT, ^ i l w m ! awineK ^'rritiies^ id-131= ézza a gázmotcras-erűcnűveK termeiését is agázmclíWK erőmüvet; sajSíéiú íslfias^wls ) va-i tólwits^-e mivel a nevezeti enMreknekirsegnixs portos ágazat bontása EURELECTRIC stb.) előírásai szerint két főcsoportra osztjuk: /. ábra. Magyarország villamosenergia-termelése és -felhasználása J Ö É Ú ERŐMŰ Ő Ű a lakosság, az ipar, a KÖZCÉLÚ mezőgazdaság, a közlekedés, a különféle intézmények és szerműveket értik VER alatt. Műszaki felügyeletét és közvetlen irányívek villamosenergia-igényének kielégítését, valamint a közvitását 2001 végéig a Magyar Villamos Művek Rt., illetve az Orszálágítás ellátását szolgálja. Minősítését a Magyar Energia Hivagos Villamos Teherelosztó (OVT) látta el. Az OVT alakult át Matal (MEH) engedélye szabja meg. A KSH besorolása: " E " gazdagyar Villamosenergia-ipari Rt. (MAVIR Rt.) néven MVM Rt. lesági ág, 4010, villamosenergia-termelés és -elosztás szakágazaányvállalatává. Majd 2002-től az új villamosenergia-törvény (VET) ta alapján önálló társaságként a Gazdasági és Közlekedési Minisztéri2. SAJÁT CÉLRA TERMELŐ ERŐMŰ elsősorban a fogyasztó um (GKM) közvetlen felügyelete mellett, mint független rendszersaját villamosenergia-igényének kielégítését szolgálja. Ezek irányító működik. zöme együttműködő tagjává válik a villamosenergia-rendszernek azáltal, hogy felesleges termelését átadja a helyi államszolA termelési és felhasználási fogalmak analóg képezhetők, mint az gáltatónak. Az átadáshoz viszont csatlakozni kell az elosztóháországosak: lózathoz, és az erőművet szinkron üzemben kapcsolni kell a vil- VER ÖSSZES FELHASZNÁLÁSA a bruttó termelés és az imlamosenergia-rendszerhez. A minősítését a MEH engedélye portszaldó összege. szabja meg. A KSH besorolása a fogyasztó gazdasági ágától VER BRUTTÓ FOGYASZTÁSA az erőművek önfogyasztása függ (pl. D feldolgozóipar, G kereskedelem, O közösségi szolnélküli mennyiség. gáltatás, K-Q egyéb). A kisebbik hányaduk önállóan látja el üze- VER NETTÓ FOGYASZTÁSA a hálózati veszteség nélküli fomeltetőjük fogyasztását, függetlenül a VER-től. gyasztás. A magyar VILLAMOSENERGIA-RENDSZER (VER) a szinkronüzemben együttműködő közcélú és saját célra termelő erőmű- VER ÉRTÉKESÍTÉSRE RENDELKEZÉSRE ÁLLÓ villamos vek, a legnagyobb (750, 400, 220 kV), a nagy- (120 kV), a középenergia mennyisége a közcélú erőművekből kiadott, az import(30,20,10 kV), és kisfeszültségű (< 1 kV) villamos hálózat és a hozszaldóból és az együttműködő saját célra termelő erőművektől zájuk tartozó transzformátorállomások összessége. Szűkebb érteátvett villamos energia összege. lemben az UCTE gyakorlatában a legnagyobb feszültségű hálózatot - HÁLÓZATI VESZTESÉG az értékcscsítésre rendelkezésre álló (alaphálózatot) és azon szinkron üzemben együtt működő nagyerőés az értékesített villamos energia különbsége. r
342
ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia A VER közcélú erőművei azon belül az MVM Rt. (szálfító), az áramszolgáltatói, és az elosztói engedélyesek viliamosenergia mérlege 2001-ben {GWh)
Közcélú erőmű rt-k és kft-k együtt í*
Budapesti
Dunamenti
Mátrai
Tiszai
Bakonyi
Pécsi
+Borsod
Q
0 936
1
Onlogyasítás
~+
Q
99
"•214
837
5 332
Q 5 318
5 546
Vértesi
Paksi
Power Gen
EMA Power
tKomló
Q 3 456
Q
Q
~*256
Ö
Ö
689
1968
14126
-*117
-•200
~^835
381
0
•bánya felhasználás
EJorr.uvekböl kiadott
r. ertekesl'.es ^ 5 ; oknak
266
Értékesítés MVM Rt-nek
571
4 73-1
3 200
4—
5332
572
288
2
4-
4 519
3 200 :i
DÉDÁSZ
268
7
545
1768
, 13
291
6
«-
-
*—
1762
,
13 291
= Őssz« beszsnés;
M
ÉMÁSZ
DÉMÁSZ
ELMŰ
TITÁSZ
510 GWh ASÜ-ok víiariisa ai MVM RL4ÖI: J A S Z wómüvítoöi Üv«lkozvttlwi vásáflás kcicilú wwnúcöl
*i M u s m á l i i *;.; . •*.*•-
34 222 GWh
77-15
749 GWh
31
605 GWh
92
4281
5349
3963
3263
1
6
1
711
35
121
0
66
222 GWh
6
3
35 798 GWh
7 874
4 320
4 166 GWn
799
559
36 5S12 555
9620
290 '
30
5
142
3 994
4 045
10 052
470
1310
472
11,6% Értékesítés fogyasztónak
17
•17
7092
3 744
kSi- ASi kOifltli Mékísiléi soUójí 31 S32 GWh
r
-46 4911
4
2
41
3 52G
3 577
8 783
i
2. ábra. A magyar villamosenergia-rendszer sínmérlege 2001 -ben
- FÚTŐERÓMÚ villamos energiát és hőt is értékesít. Korszerű technológiával a hőt a villamos energiával kapcsoltan termeli. Elsősorban a fogyasztói hőigények kielégítésére szolgál. Egyaránt lehet közcélú vagy saját célra termelő minősítésű. - FUTÓMŰ csak kazánokból áll, tehát nincs villamosenergia-termelő berendezése. A villamosenergia-rendszerek nemzetközi együttműködésének alapfogalmai a következők: - VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK EGYESÜLÉSE (VÉRE) műszakilag az egyedi villamosenergia-rendszerek szinkronüzemű összekapcsolása és együttműködése. Ilyenek pl. az UCTE (európai országok), a NORDEL (skandináv országok), az UKTSOA (Egyesült Királyság), a volt CDU VÉRE (KGST országok) tagrendszereinck egyesülései. A VÉRE jogilag a tag VER-ek nemzetközi szerződcsen alapuló társaság, amely szükségből több önálló szinkron zónát is tartalmazhat. Ilyen jelenleg az UCTE VÉRE balkáni része, amelynek tagjai a háború után, átmenetileg műszakilag önálló régióban működnek együtt. Egy nagy ország VER-c több zónából is állhat, amelyeket a zóna átviteli hálózatának rendszerirányítója szabályoz (angol rövidítésben TSO: Transmission System Operator). Ilyen például német VER több zónája. Az UCTE felé őket azonban szövetségük, a VDN (Verband der Nctzbctrcibcr) képviseli, amely a német közcélú villamosenergia-ipar szövetségi társaságának, a DVG-nek (Deutsche Verbundgesellschaft) a központi teherelosztója. Az VÉRE irányítástechnikai okokból a szinkron régiókon belül is alcsoportokra oszolhat. Ilyen pl. az UCTE északi, déli része, az ibériai félsziget spanyol-portugál VER, vagy a CDU VERE-ből kivált CENTREL-tagok, vagy próbaüzemi célból szinkron-
2002. 95. évfolyam 11. szám
üzemben kapcsolódó tagjelöltek és társult tagok (pl. a román és bulgár VER). A VERE-ek közötti villamoscncrgia-csere az aszinkronüzem miatt csak nagyfeszültségű, egyenáramú átvitellel (egyenáramú távvezeték, tengeralatti kábel, áramátalakító állomás: egyenáramú betét) történhet. - ETSO (Europcan Transmission System Operators) az Európai Átviteli Rendszerirányítók szövetsége az Európai Gazdasági Közösség által alapított európai szinkron- és aszinkronüzemben összekapcsolt VERE-eknek a liberalizált árampiacon történő együttműködésének koordinálására alakult. Vezető szerve az UCTE. Aközölt fogalmak segítséget adhatnak a villamos energetikai cikkekben és jelentésekben gyakran szereplő fogalmak értelmezéséhez és azok helyes használatához. A múlt évi villamosenergia-statisztika ábrái közül meg egyet mutatok be a lap olvasóinak, amely közhasznú adatként szolgál eligazodni a magyar VER együttműködő erőművei és hálózati társaságainak 2001. évi működéséről. A 2. ábra bemutatja a 2001. esztendőre a villamosenergia-rendszer társaságok szerint bontott alaphálózati sínmérlegét. Jól látható a termelés megoszlása a nagy erőművek között, az importszaldó, az MVM Rt. beszerzése és értékesítése az alaphálózatról. Az áramszolgáltatók az MVM Rt.-n kívül közvetlenül is vásárolnak energiát a nagy erőművektől, a kooperáló saját célra termelő erőművektől és saját Kft-jüktől is. AzÁSZ-ok mellett elosztói engedélye van már az új csepeli erőműnek is. Az ÁSZ-ok közötti átadás ezt is figyelembe véve válik nullszaldóssá. A hálózati veszteség összesítve és a hálózati társaságok között bontottan is megjelenik Bízom abban, hogy az ismertetett statisztikai adatok és fogalmak hasznos tájékoztatásul szolgálnak a lap olvasói számára. 343
Technikatörténet
Emlékezzünk régmúltról, régiekről... Perneczky Géza (1899-1987) gyémántdiplomás gépészmérnök visszaemlékezései 1. rész Hazánkban a kis falvak villamosítása, az ún. "faluvillamosítás" csak nagy késéssel indulhatott meg. E késés okát könnyen megértjük, ha nyomon követjük kezdettől fogva a villamosítás körülményeinek alakulását. A villamosítás bevezetése érdekében annak idején nem kellett propagandát kifejteni. Mikor a Ganz és Társa Vasöntöde és Gépgyár Rt. 1893-ban Budapestet villamosította, mindenki személyesen meggyőződhetett a villamosenergia-átvitel és a villamosvilágítás előnyeiről. Különösen meggyőző volt a villamosvilágítás kényelmes kezelhetősége az addig alkalmazott petróleum lámpák vagy az itt-ott megjelenő acetilénnel, majd világító gázzal táplált fényforrásokkal szemben. Nem csoda tehát, hogy Budapest után igen rövid idő alatt sor került a vidéki városok, majd sok nagyközség villamosítására. Ez a folyamat az első világháború ideje alatt kissé lelassult, de azért az 1920-as évek elejére csaknem minden olyan település villamos energiát kapott, amelynek villamosítása a tőkés beruházók szempontjából gazdaságosan, vagyis megfelelő nyereséggel megoldható volt. A villamosítás e kezdeti időszakára jellemző volt, hogy az akkori szegényes viszonyok között kevés fogyasztó jelentkezett és számuk az idő múlásával is csak nehezen szaporodott. Ekkoriban még motorikus fogyasztó alig akadt, a háztartási gépek és készülékek bevezetése is vontatottan haladt. Ilyen körülmények között a kisebb községek villamosítása alig jöhetett számításba. Nagy akadályt jelentett, hogy a villamosítási munkákat nem szabályozták, egységes irányelvek a vonatkozó jogszabályok csak általánosságban intézkedtek, épületek, valamint egyenáramú és váltakozó áramú berendezések vonatkozásában, s ez utóbbiaknál egy fázissal és három fázissal, illetve 42,48 és 50 Hz periódussal. A vezetékrendszerek készülhettek a nullapont kivezetésével vagy anélkül, eltérő feszültségekkel. Minthogy minden változatnak volt valami előnye a többiekkel szemben, mindenki a saját választása mellett esküdött, így az egységesítés csak lassan, fokozatosan mehetett végbe. Az első időkben a kimazsolázott közületek mindegyike a kiválasztott rendszerének megfelelő külön áramfejlesztő telep létesítését kívánta meg. Ilyen terhet kisszámú fogyasztó mellett a kisközségek nem vállalhattak. Sok vita után az 1920-as évek elejére tisztázódott a helyzet és kimondták, hogy az 50 periódusú, három fázisú váltakozó áramú rendszeré a jövő: a lakosság ellátására 380/220 voltos hálózatot kell építeni. A távvezetékeknél alkalmazandó feszültségre vonatkozóan egységes felfogás azonban még ekkor sem alakult ki. A rendcsinálásban nagy szerepe volt DK Szilas Oszkár 1920-ban megjelent "Elektromos berendezések szerelése és biztonsága" című könyvének, amelyet az 1913 óta hivatalosan működő szabványbizottság jegyzőjeként a bizottság megbízásából írt. Dr. Szilas szigorúan megrostálta a fejlődés folyamán kialakult szabályokat és szabványokat, és csak az állandónak mutatkozókat tartotta meg, ezeket megfelelő magyarázatokkal látta el. E könyv a vezetékek elektromos számítására, valamint a szabadvezetékek szilárdsági méretezésére is részletes útmutatást adott. A fejlődés szempontjából e könyv hatása felért az 1934-ben hatályba lépett első energiatörvénnyel. A villamosítás kezdeti időszakában a munkákat főként a Ganz gyár és a hozzá hasonló nagy villamossági vállalatok végezték sokszor olyan áron is, hogy a koncesszió megszerzésével az üzemvitel344
re is vállalkoztak abban a reményben, hogy a közületek, vagy valamilyen e célra alakuló társaság a koncesszió visszaváltásával átveszi az üzemeltetés gondját. Ez az állapot az 1920-as évek elején amikor már úgy tűnt, hogy minden gazdaságosan villamosítható település megkapta a maga villamosbcrendezését - megváltozott, egyre több kisebb, sokszor egyéni vállalat keletkezett, amelyek fürgeségükkel és új utak felismerésével - amelyről később szólunk megkezdték a "faluvillamosítást". Ez az időszak azonban már egybeesik az én munkába lépésem idejével, ezért a fejlődés ezen új szakaszát saját életutam megrajzolásán keresztül fogom ismertetni. 1923 novemberében mint szigorló gépészmérnök a Műegyetem rajztermében dolgoztam, amikor arra figyeltem fel, hogy egy idegen egyén vállalkozót keres sürgős rajzok elkészítésére. Megtudtam, hogy versenytárgyaláshoz szükséges villamos installációs tervrajzok elkészítéséről van szó. Vállaltam a munkát és adott vázlatrajzok alapján a tervrajzokat néhány nap alatt elkészítettem. Ekkor váratlan esemény történt. Az alkalmi munka megbízói: Wiesner Félix és Lázár Miklós mérnökök - a Technolawis néven működő vállalat társtulajdonosai - állandó alkalmazásra tettek ajánlatot, ha vállalom, hogy a villamos installációs tervekkel és költségszámításokkal foglalkozó irodájukban végzendő munkák mellett szükség szerint fizikai munkát is végzek a villamos kapcsolótáblák és szerelvények gyártásával, továbbá villamos gépek és készülékek javításával foglalkozó műhelyükben. Természetes, hogy mindenre boldogan vállalkoztam, hiszen ezzel megoldódott az oklevél megszerzése után esedékes munkahely keresés gondja. A Technolawis által felajánlott munkahelyet 1923. december l-jén foglaltaméi, s munkám mellett nagy ambícióval kezdtem tanulmányozni a vonatkozó magyar és német szakirodalmat. Időközben 1924. október 20-án megkaptam gépészmérnöki oklevelemet is. Amikor már úgy éreztem, hogy mindent tudok, amit a Technolawis irodájában és műhelyében meg lehetett tanulni, arra gondoltam, jó volna a villamos telepek és a velük kapcsolatos szabadvezetékek építésében is jártasságot szerezni, s ez biztosítaná, hogy véglegesen a villamosiparban dolgozhassak. A körülmények szerencsés alakulása úgy hozta, hogy kívánságom hamarosan teljesülhetett, mert 1925. február 15-énaz Agrolux Községeket és Mezőgazdaságokat Villamosító Rt. szolgálatába állhattam. Ez a vállalat ezidőtájt volt felfutóban. Az irodai munkák irányítását Dömök István gépészmérnök gyakorolta, akit az iparágban kifejtett tevékenysége révén mindenki ismert, és aki jóval később, az államosítások után alapított HATERV tanulmányi osztályán tevékenykedett. Az Agroluxnál jobb iskolát tehát keresve sem találhattam volna. Dömök főmérnök irányítása mellett pár hónap alatt megfelelő anyagismeretre tettem szert. Elfogadható jártasságot szereztem a tervezői és költségszámítási munkában, s kezembe kerültek azok a német szakmunkák is, amelyekben hasznos tanácsokat találtam az építés egyes munkafázisainál alkalmazandó technológiákra is. Hamarosan elérkezett az az idő is, amikor tapasztalat nélküli, de némi tudással bedobtak a mélyvízbe. A vállalat ugyanis rendelést kapott a Szeghalmi Villamosművek Rt.-tői a Békés megyei Szeghalom és Füzesgyarmat nagyközségek villamosítására. Minthogy építéssel foglalkozó szakemberük mindegyike - régebbi rendeléseken dolgozott, a vállalat - bizonyára kényszer hatására - engem bízott ELEKTROTECHNIKA
Technikatörténet meg a villamosítási munka helyszíni levezetésével. Az Agrolux Rt. igazgatója ügyes szervezői tevékenységének volt köszönhető a rendelés létrejötte, mert előre látható volt, hogy a létesítmény - legalábbis a kezdeti időkben - nem lesz jövedelmező beruházás. Hogy ennek ellenére mégis sikerült beruházó részvénytársaságot Összehozni, nézetem szerint annak tudható be, hogy Szeghalmon több közepbirtokos, Füzesgyarmaton pedig két nagybirtokos (gróf Blankenstein Pál és Farkas György) volt érdekelve, és ez erősebb volt, mint a jövedelmezőség kérdése. Ajövedelmezőséggel a létesítés után 10 évvel is baj volt, amit igazol a villamosmű 1935. október 7-én kelt, hozzám intézett és véletlenül megőrzött levele, amelyben "az üzem gazdaságosabb kihasználása érdekében" szakértői felülvizsgálatra kértek fel. Minthogy elérhető közelségben megfelelő teljesítményű energiaforrás nem volt, a két község áramellátására Szeghalmon villamos erőmű épült. A háromfázisú, 50 periódusú, 3000 voltos generátort dízelmotor hajtotta meg. A két nagyközségben és a füzesgyarmati két nagybirtokos uradalmában felállított transzformátorállomásokhoz 3000 voltos távvezeték épült. A kisfeszültségű elosztóhálózat 380/220 volttal üzemelt. A létesítmények árajánlatában a távvezetékek és az elosztóhálózatok tervei a pesti központban mindig térképek alapján készültek, hogy a várható költségekről jó megközelítést kaphassanak. A tényleges kiviteli terveket helyszíni kitűzéssel az építésvezetőnek kellett elkészíteni, és az így kiadódó tényszámok voltak az árajánlatban feltüntetett egységárakkal elszámolhatók. A villamosítás e korai időszakában az épületek installációs berendezésének készítésérc vállalkozó kisiparos alig volt található, ezért a potenciális fogyasztók felkutatását és berendezésük elkészítését is nekünk kellett vállalnunk. Ekkor tűnt ki, hogy milyen jó iskola volt számomra a Technolawis-nál eltöltött idő, ahol nemcsak az installációs szerelési anyagokat és szabványokat ismertem meg, hanem az installációs berendezések tervezésében, költségvetésének összeállításában, só't kétkezi kivitelezésében is nagy jártasságot szereztem. Nagy hasznát vettem a Technolawis műhelyében szerzett tapasztalatoknak is, mert a faoszlopos transzformátorállomások vasszerkezetének, kapcsolótáblájának elkészítésében és a szabadvezetékek ácsolt faoszlopainak vasszerkezetekkel való felöltöztetéséhez olyan műhelyt állíthattam fel, ahol a Pesten beszerezhetőnél jóval olcsóbb, és a helyi adottságokhoz igazodó vasszerkezeteket tudtunk előállítani. A szerelőket hívásunkra esetenként a pesti központ küldte. Ők nem voltak a vállalatnál állandó alkalmazásban, de behívás esetén szívcsen jöttek vidékre dolgozni, mert az órabéres fizetés mellett kiküldetési pótlékot is kaptak. Ácsot, lakatost és segédmunkásokat a helyszínen én toboroztam, fizetésük megállapítása is az én dolgom volt. A Békés megyei építés befejezése után 1926 végéig még Szeghalmon maradtam, hogy az Agrolux Rt. képviseletében az üzem, azaz a viílanytelep és hálózat alkalmazottait munkakörükbe bevezessem.
A feltaláló emberközelben
A Ganz gyár villamos osztályának 19. századvégi történetét kutatva a technikatörténet fontos dokumentumai mellett Dr. Jeszenszky Sándor a Magyar Elektrotechnikai Múzeum igazgatója Bláthy Ottó Titusz, egy rövid levelére bukkant. A néhány soros írás nem egy találmány leírása, vagy a nagy magyar elektrotechnikus precíz számításainak egyike, csak magánlevél. Bláthyról tudjuk, hogy mérnöki munkája mellett az élet más területein is eredményesen működött: kiváló sakkozó volt, Vielzügige Schach-Aufgaben című könyve ma is a soklépéses sakkfeladvány-szerzés egyik alapműve. Memóriájáról, fejszámoló művészetéről legendák keringtek. Ő maga nem kevés iróniával jegyezte meg, hogy Ferenc József elsősorban kutyatenyészetét értékeli. Az automobil szerelmeseként és szenvedélyes autóvezetőként is számon tartották, aki, ha csak tehette, maga ült a volán mögé. Egy ilyen alkalommal történhetett meg az a kellemetlenség is, amelyet az Országos Levéltárban megtalált kis levél említ, s amelynek anyagi következményeit Bláthy mielőbb rendezni kívánta. Nem tudjuk, hogy a levél személy szerint kinek szólt, azt sem, hogy hol történt az esemény, de nem is ez a lényeg, Bláthy mint egy-
(SGy)
szerű, hétköznapi ember is kitűnően vizsgázott.
Budapest',1907 Junlu» 25,
Tls2telt Jegyző TJr ! Tagnap eete nagy vfc'rön automobillal keraoztül utazván
helyságttkfln.nam tudtam megakadá-
lyozni,hogy «gy csapat kaeeán/: mely egy szárat* Jfivö kocái á l t a l automobilom útjába t e r e l t e t t a k : / k a r a k t u l na haladjak .melyek kSsül valÍMlnüleg egynémely «1 1# p u s z t u l t . Miután «gy kocsimban lévő vendégemnek megígértem,hogy egy Sudspestra influlá TonathOB idejekorán a pályaudvarra Yissa«n, nem volt módomban mindjárt a holyazlntfn a t e t t kárt jóvátenni. Bátorkodom t.Címet t i s z t e l e t t e l arra kér nl.ezlvaskedjék velem a laoeífc
tulajdonosának ne-
véttva.lfunint az elgázolt kacsák azámát tudatni „hogy a tulajdonost megfelelő kárpotláaban részesíthessem. Szíves fáradozásáért köszb'netet előre mondvR.maradok
kiváló t l s s t e l a t t e l
'f^tóMu,
77
Biáthy 1907. jún. 25-én kelt levelének másolata
1927-ben az Agroíux Rt. "Pestvidcki" munkák keretében Gyömrő nagyközség villamosítására kapott megbízást. E munka építésvezetését rám osztotta a vállalat. Jtt a már meglévő nagyfeszültségű hálózathoz kellett csatlakozó távvezetéket építeni és a község kisfeszültségű hálózatán kívül gondoskodni kellett gróf Teleki Tibor kastélyának és uradalmának villamosításáról is. Információ: Perneczky Géza halálának 15. évfordulójára a hagyatéki kéziratot sajtó alá rendezte fia, Dr. Perneczky László, e-mail:pe
[email protected]
2002. 95. évfolyam 1 í. szám
Bláthy a nagy vörös automobilban a Zólyomi Vaslemezgyár udvarán, 1910-ben
345
Szabványosítás
Idegen nyelvű magyar szabványok Tisztelt Olvasók! Az Elektrotechnika 2002. áprilisi száma közölte a Magyar Mérnöki Kamarának a Mérnök Újság 2002. márciusi számában megjelent - e tárgyban kialakított - állásfoglalását. 2002. októberi számunkban folytattuk e tárggyal kapcsolatos vélemények közlését, és Somorjai Lajos rovatszerkesztőnk rövidített formában idézte DK Bíró Béla, az MSZT vezető jogtanácsosának véleményét, amely teljes terjedelemben a Mérnök Újság 2002. májusi számában jelent meg. A következő cikkben Kádár Aba kollégánk szintén e témában fejti ki a "magánvéleményét". • Szerkesztőség Mindenek előtt köszönetet mondok az Elektrotechnikának, hogy teret nyújtott az itt következő - bár közérdeklődésre is számot tartható, de mégis csak - magánvéleményem közlésének. Véleményem szerint - legalábbis az erősáramú szabványokra vonatkozóan - ez e kérdés vihar egy (méghozzá félig telt!) pohár vízben. Vitathatatlan, hogy a szöveg fordítása nélkül magyar szabvánnyá nyilvánított európai (CENELEC) szabványok alkalmazása vet fel problémákat, de az is tagadhatatlan, hogy ezekre megoldási módok is vannak. Hozzáállás kérdése, hogy ki domborítja ki a problémákat, és ki a megoldási módokat. Én a megoldási oldalon állok. Az erősáramú villamos szabványokat én - bár önkényesen, de hosszú tapasztalat során kialakult megfontolás alapján - lényegileg három csoportra osztom: vizsgálati, termék- és létesítési szabványokra (bár igaz az, hogy újabban a közös vizsgálati szabványok helyett egyre inkább az adott termékre vonatkozó szabvány tartalmazza a vizsgálatok lebonyolítását szabályozó előírásokat is). Igaz, hogy e három csoporton kívül vannak üzemeltetési és magatartási kérdéseket szabályozó villamos szabványok is, de ezek mind magyar nyelvűek. A vizsgálati szabványok (és a termékszabványok vizsgálati előírásai) alkalmazása során nem látok különösebb nehézségeket. Mindenki olyan szabvány alapján vizsgál, amilyen alkalmazásában a megrendelővel megállapodik. (Ezt karikírozva: akár egy visszavont mongol szabvány alapján is lehet vizsgálni.) A lényeg az, hogy a megrendelőt nem szabad becsapni: Ha a szerződésben a vizsgálóállomás csupán annyit mond, hogy a magyar szabványok alapján végzi a vizsgálatokat, akkor valóban a vizsgálat időpontjában érvényes szabványokat kell alkalmazni, függetlenül attól, hogy azok milyen nyelven hozzáférhetőek. Semmi akadálya sincs azonban annak, hogy korábbi magyar szabványt alkalmazzanak a vizsgálat során, de ez esetben közölni kell az alkalmazott szabványok teljes (évszámot is tartalmazó!) jelzetét. Az erősáramú villamos termék- és vizsgálati szabványok már a KGST szabványok átvételekor is az IEC szabványok alapján készültek (bár annak idején töröltük azokból az általunk nem teljesíthető, s az eredeti ÍEC szabványokban is többnyire csak ajánlott vagy preferálandó előírásokat). így biztonsági szempontból az 1990 után készült magyar szabványok alapján készült erősáramú villamos termékek biztosan, az 1970 és 1990 között szabványok alapján készültek nagy valószínűséggel megfelelnek a jelenlegi CENELEC szabványoknak is. Minőségi és egységességi szempontokból ez már nem ilyen egyértelmű, de ezek betartását az Európai Direktívák nem követelik meg (így ezekre akár a 346
CE jel alkalmazása is megengedhető lehet). Egy lényeges kivétel azonban van: az EMC (elektromágneses összeférhetőség) követelményei azokban (de az abban az időben kiadottlEC szabványokban sem!) nem szerepeltek. így az EMC vizsgálatánál bizony nélkülözhetetlen az új (és gyakran valóban egyelőre csak angol nyelven megjelent) szabványok (MSZ EN 61000 sorozat) ismerete. Ilyen vizsgálatokra azonban igen kevés vizsgálóállomás van (berendezéssel is!) felkészülve, s ezeknél az ehhez szükséges angol nyelvtudás is rendelkezésre áll. A termékszabványok alkalmazásánál a helyzet nagyban hasonlít a vizsgálati szabványoknál elmondottakhoz. Aki exportra gyárt, annak amúgy is az IEC vagy CENELEC szabványokra kell hivatkoznia, így az angol nyelvtudást akkor sem nélkülözhetné, ha ezeket a szabványokat nem minősítenék magyar szabványokká is. (Természetesen az ő számukra is nagyon előnyös lenne, ha ezek akár magyar szabvány, akár más hiteles fordítás formájában - rendelkezésükre állnának, de ez nem függ attól, hogy az alkalmazandó előírások magyar szabvánnyá vannak-e nyilvánítva vagy sem.) A kivételek ezen a területen is az EMC követelményeket tartalmazó szabványok. Ezeket a hazai szállításoknál is figyelembe kell venni. Nem tudom, vigasztaló-e az, hogy ez annyira új terület, hogy még csak most vannak kialakulóban a magyar szakkifejezések is, így ezen a téren jelenleg még az angol nyelvtudás semmiképpen nem nélkülözhető. Elvben a legnehezebb lenne a kérdés a létesítési szabványok terén. Ezeket nem néhány gyár fejlesztő mérnökei, hanem igen széles körű tervező és kivitelező gárda alkalmazza (így itt a nyelvtudás még évtizedekig nem lesz általános), viszont mind a 2/2002 (1.7.) FM rendelet, mind az új Villamosenergia Törvény (VET) alapján a GKM által most kiadás alatt álló Villamos Biztonsági Szabályzat (VBSz) előírja, hogy amennyiben a mértékadó magyar szabványoktól eltérő megoldásokat alkalmaznak, úgy az eltéréseket ki kell mutatni, és nyilatkozni kell arról, ki vállalja ezen eltérő megoldások biztonságosságáért a felelősséget. E kérdés súlyát ismerve azonban mind a Magyar Szabványügyi Testület (MSZT), mind Egyesületünk éberen őrködik a felett, hogy az erre a területre vonatkozó szabványok kivétel nélkül magyar nyelven jelenjenek meg. (Az MSZ 2364 magyarázatos kiadása előre láthatóan még az idén megjelenik.) Szükségesnek tartom újra felhívni a figyelmet arra, hogy 2002. január 1. óta a szabványok alkalmazása nem kötelező, s ez annyit jelent, hogy a mindenkor érvényes szabványok helyett akár a már visszavont szabványok előírásait, akár szakirodalmi megállapításokat is megengedett alkalmazni, ha azt az alkalmazók kellő biztonságúnak ítélik. Erre sok esetben szükség is lesz, mert a most átveendő európai szabványok nem egy részletkérdést egyelőre nyitva hagynak. Ezek részben új problémák (amire éppen ezért a korábbi magyar szabványokban sem található megoldás, így célszerűen a szakirodalomban megjelentekre érdemes támaszkodni), részben azonban a különböző iparilag fejlett országokban már különbözőképpen szabályozott megoldások, amiknek egységes módjában a nemzeti bizottságok nem tudtak megállapodni. Sok európai (és nemzetközi) szabványban számos helyen találkozhatunk ezért olyan szöveggel, hogy "megfontolás alatt". És e szövegek bizony nem egy-két hónapos, hanem gyakran egy-két évtizedes megfontolási időt jelentenek. ELEKTROTECHNIKA
Szabványosítás Agyakorlati szakembernek pedig az adott esetben döntenie kell, általában nem várhat évekig, sőt évtizedekig. Végül néhány szót a szabványok fordításáról. Ez nagyon nehéz feladat. Ennek végzéséhez gyakran még a nyelvtudásnál is nagyobb fontosabb a legszűkebb szakma alapos ismerete. A legszűkebb szakmában való jártasság viszont sok esetben azt jelenti, hogy a fordító nem ismeri az adott szabvány által érintett határterületek szabványos kifejezéseit (amik igen gyakran lényegesen eltérnek a "tükörfordítás"-tól). A saját tapasztalataimat említve, szinte minden erősáramú szabvány foglalkozik a villamos biztonságtechnika témakörével. Itt például az áram-védőkapcsoló helyett a fordítók (az angolból) maradékáram-kapcsolót, (a franciából) differenciál-kapcsolót, a (németből) hibaáram-kapcsolót (vagy éppen Fl-kapcsolót) fordítanak. Már pedig amennyire a szépirodalomban kifejezetten előnyös ugyanannak a fogalomnak változó kifejezésekkel való említése, a szabványelőírásoknál ez súlyos tévedésekhez vezethet (az eltérő kifejezésnél a szabványalkalmazók eltérő értelmezésre gondolnak). A védővezetőt (a PE jelölés alapjául szolgáló angol "protectiv earthed" kifejezésből) földelővezetőnek fordítják, akkor is, ha null ázó vezetőről van szó; s az magától értetődő, hogy aki nem ismeri a szabványos megkötéseket, az a fordítás során nem tud különbséget tenni a biztonsági és a védelmi törpefeszültség (SELV és PELV) között, hiszen csupán logikailag ez nem is választható szét. Igaz, hogy a szabványok fordítását a lektoron kívül szakbizottsági tárgyalás is ellenőrzi, de ilyen mennyiségű szabvány átvételénél ez gyakran elkerülhetetlenül formálissá válik. További nehézséget jelent az, hogy bár az európai szabványok az angol mellett francia és német nyelven is megjelennek (és mindhárom nyelvű kiadvány hivatalosnak tekintendő), a magyar szabványok általában kizárólag az angol nyelvű kiadványból készülnek (s a két másik nyelvű kiadvány hazánkban nem is mindig hozzáférhető). Való igaz, hogy általában az angol nyelvű változat az eredeti, s a két másik nyelvű ebből származó fordítás, de a műszaki életben éppen az angol nyelv a legkevésbé egyértelmű (nem csupán azért, mert minden angol szónak számos jelentése is van, de azért is, mert egy hosszú, összetett mondatban az angol nyelvű szövegből nem mindig egyértelmű, hogy az adott jelző vagy adott mellékmondat melyik főnevekre vonatkozik). S - mivel az átvett európai szabványok szövegéhez nem szabad magyarázatot fűzni - gyakran csak a másik nyelvre készült fordítás világítja meg a helyes értelmezést. Az erősen vitatható, hogy szükséges-e olyan szabvány lefordítása, amelynek részletei hazánkban csupán öt-hat szakértő munkáját érintik (nyilván ugyanennek az öt-hat szakértőnek a közreműködésére lenne szükség a szabvány fordításánál is). Véleményem szerint azonban arra föltétlenül szükség lenne, hogy legalább az egyes átvett (vagy eredeti hazai) szabványokban már előforduló magyar szakszavak egységesítése érdekében ezeket összegyűjtsék; s az IEC 50 sokkötetes meghatározás-kiadványban (az orosz, francia, német, spanyol, olasz, holland, svéd, portugál, lengyel, arab és japán kifejezésekhez hasonlóan) közöljék. Igaz, hogy rövid távon ez nagy munkát és költséget igényelne, amihez nehéz szponzort találni, de hosszú távon egy ilyen szakszótár megjelentetése talán még kifizetődő is lehetne. Ugyancsak szükség van az EMC szabványok eddig még le nem fordított részének mielőbbi magyar nyelvű kiadására is. Kádár Aba 2002. 95. évfolyam I I . szám
Hírek
Eltérő Internet-penetráció a közszférában A magyarországi költségvetési szférát vegyes internet-ellátottság jellemzi: a legmagasabb, 90% feletti internet-penetrációval az általános központi közigazgatási intézmények, a felsőfokú és középfokú oktatási intézmények, valamint a fekvőbeteg-ellátást végző kórházak jellemezhetők. A legelmaradottabbak közé, 50% alatti ellátottsággal az alapfokú oktatási intézmények, a szociális, járóbeteg-ellátást végző és egyéb egészségügyi intézmények sorolhatóak - derül ki a BellResearch és Thínk Consulting által készített Magyar Infokommunikációs Jelentésből. Az internet-penetráció a legszorosabb kapcsolatot az intézmények méretével mutatja, a foglalkoztatottak számával egyenes arányban nő: míg a 100 főnél nagyobb intézmények 90% feletti penetrációval jellemezhetők, a 10 főnél kisebb szervezeteknek csak kétötöde kapcsolódik a világhálóra. A teljes sajtóanyag az alábbi linkről tölthető le: http://www.ictreport.hu/newsattach/ ct2002_pressj)209l l_hun.doc Tisztelt Olvasók! Bakos Ferenc: Idegen szavak és kifejezések kéziszótára, Akadémia Kiadó, 2001. penetráció: behatolás, benyomulás, beszivárgás Szerkesztőség
SIEMENS
Hírek
A Siemens űj egyéni rekordja: 25 MVA teljesítményű száraztranszformátor Eddigi legnagyobb teljesítményű Geafol öntöttgyanta-szigeteiésű transzformátorát építette meg és szállította a Siemens Energiaátvitel és -elosztás (PTD) ágazata egy New York-i gázturbinás erőmű számára. Az 5,8 m hosszú, 3,6 m széles és - szállításkész állapotában -4,2 m magas, 45 tonna súlyú trafót a PTD kirchheim/teck-i (BadenWürttemberg) gyára állította elő. Szállítása a Bremerhaven-Newark tengeri szakasszal együtt 20 napot vett igénybe. A korábbi rekord ebben a típusban 22,8 MVA volt - ezt a berendezést 1998-ban egy kínai félvezetőgyár áramellátására szállította a Siemens. Siemens Apartman - Európa első "zsinórnélküli" lakása A Siemens Mobile Stockholmban kialakított egy olyan apartmant, amely a legmodernebb Siemens zsinórnélküli ("cordless") technológiával van felszerelve. A családi ház első látásra nem tűnik különlegesnek, azonban a lakásba lépve a zsinórnélküli kommunikáció legújabb vívmányai fogadják a látogatókat. Az ügyes kis dobozok bonyolult, de szellemes drótnélküli hálózatba vannak kapcsolva. így például a teraszon ülve notebook-on lehet nézni DVD-filmeket, amelyeket a belső szobában levő PC-re tettek fel. A hatszobás ház helyiségei tele vannak DVD-meghajtós PC-kkel és notebookokkal, MP3-játszókkal, digitális kamerákkal és drótnélküli telefonokkal. Ezek mindegyike kommunikál az összes többivel. A hálózatnak szélessávú Internet, ISDN és analóg hálózati csatlakozása is van, úgyhogy egy sor lehetséges kommunikációs forgatókönyvet be lehet mutatni. Például egyszerre nyolcan intern élezhetnek, miközben valaki városi vonalon telefonál, hat másik családtag pedig helyben hívhatja egymást. A hálózat magja a Siemens drótnélküli flotta új zászlóshajója, a Gigaset4975 voice&data. Abemutató célja annak érzékeltetése, hogy a 21. században a drótnélküli hálózatok lakásokban történő kiépítése ugyanolyan magától értetődő lehet, mint a 230 V-os energiahálózaté - kiküszöbölve ezzel a kábelrengetegeket.
347
Szabványosítás
Az elektrotechnika területeit érintő, 2002. II. negyedévben közzétett magyar szabványok jegyzéke ti kiértékelése. 31. főfejezet: A formatekercsek többi készülék esetén legfeljebb 480 V. E szabvizsgálati módszerei. A legfeljebb 50 MVA-es és vány hatálya alá tartozó készülékek: helyhez 15 kV-os gépekben használt szigetelési rendsze- kötött grillek, helyhez kötött sütőlapok, rek termikus kiértékelése és osztályozása (IEC pirolitikus öntisztító sütők, indukciós főzőfe34-18-31:1992) lületek, valamint a gőzös sütőknek és más, a villamostól eltérő energiával táplált készüléAz IEC 34-18-nak ez a főfejezete vizsgálati keknek a villamos része. módszereket ad a forgógépekben használt vagy használatra javasolt szigetelési rendszerek termikus kiértékelésére és osztályozására. MSZEN 60335-2-34:2000 Háztartási és hasonló jellegű villamos készülékek biztonsága. 2-34. MSZ EN 60895:1998 Vezetőképes ruházat ferész: Motorkompresszorok egyedi előírásai szültség alatti munkavégzéshez, legfeljebb (IEC 60335-2-34:1999) 800 kV névleges váltakozó feszültségig (IEC E szabvány tárgya az olyan zárt típusú (hermeti895:1987, módosítva) kus és fél-hermetikus) motorkompresszorok, A vezetőképes ruházat feladata az, hogy az valamint védő és szabályozórendszereik bizegyes darabjainak összeillesztésével a dolgotonsága (ha ilyennel rendelkeznek), amelyeket Az ezentúl megjelenő európai szabványokat az zót, esetleg az arc kivételével villamos szemolyan háztartási és hasonló rendeltetésű készüMSZT automatikusan bevezeti mint jegyzékes pontból összefüggően körülvegye. A dolgozó lékekben használnak, amelyek megfelelnek az jóváhagyó közleményes, angol nyelvű szabváarcát a ruházathoz villamosán csatlakoztatott adott készülékre vonatkozó szabályok előírásanyokat. Az így bevezetett nemzeti szabványok pajzzsal lehet védeni. Patentok, zipzárak, kapinak. A szabvány a rendeltetésszerű használatitt történő felsorolása e rovat helyhiánya miatt csok és szemek, vagy bármilyen más rögzítési ban feltételezhető legszigorúbb feltételek melnem lehetséges. Ezen szabványok mindig a eljárás alkalmazása során gondot kell fordítani lett, önállóan vizsgált olyan motorkompSzabványügyi Közlöny havonta megjelenő száarra, hogy a védőruházat villamos vezetőképesresszorokra érvényes, amelyek névleges femában, szürke alapon találhatók. sége ne romoljon. szültsége egyfázisú motorkompresszor esetén Az MSZT honlapjáról a "Jegyzékek" linkre katA (teljes) vezetőképes ruházatot ahhoz a felegfeljebb 250 V, egyéb motorkompresszor tintva, megtalálhatók az összes honosított eurószültség alatt álló vezetőhöz vagy vezető részesetén 480 V. pai szabványok jegyzékei, amelyeket rendszehez kell villamosán csatlakoztatni, amelyen a rcsen frissítünk. Fordításos bevezetésre akkor E szabvány nem hatálytalanítja azon szabvámunkavégzés folyik. kerül sor, ha annak költségeit az érdekelt felek nyok követelményeit, amelyek arra a készülékbiztosítják. re érvényesek, amelyekben a motorkompMSZ EN 60984:2002 Szigetelőanyaga karvédők resszort használják. Ha azonban az alkalmazott feszültség alatti munkavégzéshez (IEC 984:1990, motorkompresszor-típus megfelel e szabFordítással bevezetett szabványok módosítva) - Az MSZ EN 60984:1998 helyett ványnak, akkor lehetséges, hogy az adott készüMSZ EN 60034-18-1:1998 Villamos forgógé(idt EN 60984:1992; idt EN 60984:1992/ lékre érvényes szabványnak a motorkomppek. 18. rész: A szigetelési rendszerek gyakorla- Al 1:1998; eqv IEC 60984:1990, módosítva) resszorra vonatkozó vizsgálatait nem szükséges tikiértékelése. 1 .főfejezet: Általános irányelvek Ez a nemzetközi szabvány szigetelő karvédőkre elvégezni az adott készülékben, vagy összeállí(IEC 34-18-1:1992+1992. évi helyesbítés) vonatkozik, amelyeket a dolgozók feszültség tásban. Az IEC 34-18-nak ez a része az IEC 34-1 alkalalatt álló villamos vezetőkkel, készülékekkel mazási területe alá tartozó villamos forgógévagy áramkörökkel való véletlen érintkezése elMSZ EN 60335-2-36:2000 Háztartási és hasonpekben használt vagy használatra javasolt szileni védelemként alkalmazhatnak. A karvédőkló jellegű villamos készülékek biztonsága. 2-36. getelési rendszerek gyakorlati kiértékelésének nek öt, különböző villamos tulajdonságokkal rész: Nagykonyhai villamos tűzhelyek, sütők, módszereit és ezen szigetelési rendszerek osztárendelkező osztálya és a karvédőknek a követfőzőfelületek és főzőlapok egyedi előírásai (IEC lyozását írja le. A szabvány további főfejezetei kező öt, különböző tulajdonságú kategóriája 60335-2-36:2000) pedig a különböző típusú tekercselésekre kövan: saválló, olajálló, ózonálló, kombinált olajE szabvány tárgya a nem háztartási rendeltetézölnek részletes módszereket. és ózonálló, valamint különlegesen kis hőmérsű, olyan nagykonyhai tűzhelyek, sütők, főzőséklettel szemben ellenálló kategória. felületek és főzőlapok biztonsága, amelyek MSZ EN 60034-18-21:1998 Villamos forgógépek. 18. rész: A szigetelési rendszerek gyakorla- MSZ EN 60335-2-6:2000 Háztartási és hasonló névleges feszültsége az egyik fázis és a nullapont közé bekötött egyfázisú készülékek esetéti kiértékelése. 21. főfejezet: A huzaltekercsek jellegű villamos készülékek biztonsága. 2-6. vizsgálati módszerei. Termikus kiértékelés és rész: Helyhez kötött háztartási tűzhelyek, fŐzŐ- ben legfeljebb 250 V, a többi készülék esetén legfeljebb 480 V. osztályozás (IEC 34-18-21:1992) felületek, sütők és hasonló készülékek egyedi Az IEC 34-18 e főfejezete huzaltekercselésű előírásai (IEC 60335-2-6:1997+1998. évi heegyen- vagy váltakozó áramú, villamos forgóMSZ EN 60335-2-37:2000 Háztartási és hasonlyesbítés, módosítva) gépekben használt vagy használni tervezett sziló jellegű villamos készülékek biztonsága. 2-37. E szabvány tárgya a háztartási rendeltetésű getelési rendszerek termikus kiértékelésére és rész: Nagykonyhai villamos olajsütők egyedi olyan, helyhez kötött villamos tűzhelyek, főosztályozására közöl vizsgálati módszereket. előírásai (IEC 60335-2-37:2000) zó'feliiletek, sütők és hasonló készülékek bizE szabvány tárgya a nem háztartási rendeltetétonsága, amelyek névleges feszültsége az egyik sű, olyan nagykonyhai olajsütők biztonsága, fázis és a nullapont közé csatlakoztatott egyfáMSZ EN 60034-18-31:1998 Villamos forgógébeleértve a nyomás alatt működő készülékeket pek. 18. rész: A szigetelési rendszerek gyakorla- zisú készülékek esetében legfeljebb 250 V, a Jelmagyarázat: MSZ EN... Európai szabványt szöveghűen bevezető magyar szabvány jelzete. MSZ HD... Európai harmonizációs dokumentumot 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 tartalom teljes azonosságának a jele. Jóváhagyó közleményes bevezetés: Európai vagy nemzetközi szabvány angol nyelvű változatának bevezetése.
348
ELEKTROTECHNIKA
Szabványosítás sai, a mechanikai követelmények figyelembevéis - amelyek névleges feszültsége az egyik fázis telével (IEC 730-2-6:1991, módosítva) - Az és a nullapont közé bekötött egyfázisú készüléMSZ EN 60730-2-6:1998 és az MSZ EN kek esetében legfeljebb 250 V, a többi készülék 60730-2-6/A2:2000 helyett - (idt EN esetén legfeljebb 480 V. MSZEN 60335-2-38:2000 Háztartási és hason- 60730-2-6:1995; idt EN 60730-2-6: ló jellegű villamos készülékek biztonsága. 2-38. 1995/A1:I997; idt EN 60730-2-6:1995 /A2:1998, tartalmazza a 2001. márciusi helyesrész: Nagykonyhai villamos sütőlapok és konbítését is; eqv IEC 60730-2-6:1991) taktgrillek egyedi előírásai (IEC 60335-2-38: E szabvány az olyan, automatikus, villamos 2000) nyomásérzékelő szabályozó- és vezérlőkészüE szabvány tárgya a nem háztartási rendeltetélékekre (a továbbiakban röviden: SZV- készüsű, olyan nagykonyhai sütőlapok és kontaktlék) vonatkozik, amelyek legkisebb névleges grillek biztonsága, amelyek névleges feszülttúlnyomása -60 kPa, legnagyobb névleges túlsége az egyik fázis és a nullapont közé bekötött nyomása 4,2 Mpa; és amelyek olyan háztartási egyfázisú készülékek esetében legfeljebb és hasonló jellegű berendezésen, berendezés250 V, a többi készülék esetén legfeljebb 480 V. ben vagy berendezéssel kapcsolatban használaMSZEN 60335-2-47:2000 Háztartási és hason- tosak, amely villamos energiát, gázt, olajat, sziló jellegű villamos készülékek biztonsága. 2-47. lárd üzemanyagot, napenergiát stb. vagy ezek kombinációját használhatja fel, beleértve a fűrész: Nagykonyhai villamos főzőüstök egyedi tést, légkondicionálást és hasonló alkalmazásoelőírásai (IEC 60335-2-47:2000) kat. E szabvány vonatkozik a belső biztonsági E szabvány tárgya a nem háztartási rendeltetéjellemzőkre, a működési értékekre, és a műkösű, villamosán működtetett, olyan nagykonyhai dési sorozatokra, ahol ezek a berendezés védelfőzőüstök biztonsága, amelyek névleges femével kapcsolatosak, valamint azoknak az auszültsége az egyik fázis és a nullapont közé betomatikus SZV-készülékeknek a vizsgálatára, kötött egyfázisú készülékek esetében legfeljebb amelyek háztartási vagy hasonló jellegű beren250 V, a többi készülék esetén legfeljebb 480 V. dezésben, berendezésen vagy berendezéssel kapcsolatban használatosak. E szabvány azokra MSZEN'60335-2-86:200! Háztartási és hason- a mechanikus vagy villamos működtetésű, auló jellegű villamos készülékek biztonsága. 2-86. tomatikus, villamos SZV-készüíékekre vonatrész: Villamos halászati készülékek egyedi elő- kozik, amelyek nyomásra vagy vákuumra érzéírásai (IEC 60335-2-86:1998, módosítva) kenyek, illetve nyomást vagy vákuumot szabáE szabvány tárgya az olyan villamos halászati lyoznak. Ezek a nyomásérzékelő SZV- készülékészülékek biztonsága, amelyek a vizet villakek általában a berendezésre vagy berendezésmos vezetőként használják fel halak kifogása be vannak rá-, illetve beépítve, illetve a berenvagy a vízben élő bármilyen fajta állat számára dezésre vagy berendezésbe való rá-, illetve beakadály előállítása céljából. építésre vannak szánva. E szabvány a független A hordozható villamos halászati készülékek szerelésű SZV-készülékekre is vonatkozik. E névleges feszültsége legfeljebb 250 V, a helyszabvány azokra az SZV-készülékekre vonathez kötött hálózati csatlakozású villamos hakozik, amelyek névleges feszültsége legfeljebb lászati készülékek névleges feszültsége pedig 660 V és névleges árama legfeljebb 63 A. legfeljebb 1000 V.
sak, valamint azoknak az időkészüíékeknek a vizsgálatára, amelyek háztartási vagy hasonló jellegű berendezésben, berendezésen vagy berendezéssel kapcsolatban használatosak. E szabvány azokra az SZV-készülékekre vonatkozik, amelyek névleges feszültsége legfeljebb 660 V és névleges árama legfeljebb 63 A. MSZEN 60730-2-8:2002 Automatikus villamos szabályozó- és vezérlőkészülékek háztartási és hasonló jellegű alkalmazásra. 2. rész: Villamos működtetésű vízszelepek egyedi előírásai, beleértve a mechanikai követelményeket (IEC 730-2-8:1992, módosítva) - Az MSZ EN 60730-2-8:1998 helyett - (idt EN 60730-2-8: 1995; idt EN 60730-2-8:1995/ A1:1997; idt EN 60730-2-8:1995/A2:1997; tartalmazza a 2001. évi márciusi helyesbítést: eqv IEC 60730-2-8: 1992) E szabvány előírásokat tartalmaz a vízszelepek villamos jellemzőire és a szelepek olyan mechanikai jellemzőire, amelyek előirányzott működésüket befolyásolják. A szabvány vonatkozik a belső biztonsági jellemzőkre, az üzemi értékekre, és a működési sorozatokra, ahol ezek a berendezés védettségével kapcsolatosak, valamint azoknak az önműködő villamos SZV-készülékeknek a vizsgálatára, amelyek háztartási vagy hasonló jellegű berendezésben, berendezésen, vagy berendezéssel kapcsolatosan használatosak.
MSZ EN 50298:2000 Üres burkolatok kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezésekhez. Általános követelmények E szabvány tárgya az EN 60439 szabványsorozat alá tartozó kapcsoló- és vezérlőberendezések részeként alkalmazásra kerülő burkolatokra vonatkozó fogalommeghatározások, csoportosítások, jellemzők és vizsgálati követelmények megadása, amelyek névleges feszültsége 1000 Hz-et meg nem haladó frekvenciák esetén MSZEN60730-2-7:2002 Automatikus villamos legfeljebb 1000 V váltakozó feszültség vagy MSZ EN 61770:2002 Vízhálózatra csatlakozó 1500 V egyenfeszültség, és alkalmasak általávillamos készülékek. A vízvisszaszívás és a töm- szabályozó- és vezérlőkészülékek háztartási és nos célú használatra akár belső téren, akár szahasonló jellegű alkalmazásra. 1. rész: lőkészleiek meghibásodásának elkerülése (IEC badtéren. Ez a szabvány elsődlegesen kapcsolóIdőzítőkészülékek és kapcsolóórák egyedi elő61770:1998) - Az MSZ EN 50084:1994, az és vezérlőkészülék- alkatrészeknek a felhasznáírásai (IEC 730-2-7:1990, módosítva) Az MSZ EN 50084:1992/A1:2000 és az MSZ EN ló általi beépítésre szolgáló üres burkolatokra MSZ EN 60730-2-7:1998 helyett - (idt EN 61770:1999 helyett - (idt EN 61770:1999; idt vonatkozik, a burkolatgyártó szállításának 60730-2-7:1991; idt EN 60730-2-7: IEC 61770:1998) megfelelően. 1991/A1:I997; idt EN 60730-2-7: Ez a szabvány követelményeket ír elő a mosó1991/A11:1994; idt EN 60730-2-7:1991/ gépek, mosogatógépek és a kondenzációs típuA12:1993; tartalmazza a 2001. évi márciusi hesú forgódobos ruhaszárítók olyan csatlakoztatáMSZ EN 60439-1:2000 Kisfeszültségű kapcsolyesbítést; eqv IEC 60730-2-7:1990) sára, amelyben a víznyomás nem haladja meg ló- és vezérlőberendezések. 1. rész: Tipizált és az 1 MPa-t, a nem ivóvíznek a vízhálózatba törrészlegesen tipizált berendezések (IEC E szabvány általában azokra a háztartási és haténő visszaszívásának és a tömlőkészletek meg60439-1: 1999) sonló rendeltetésű időzítőkészülékekre és kaphibásodása miatti vízkiömlésnek a megakadácsolóórákra vonatkozik, amelyek villamossáEz a nemzetközi szabvány olyan kisfeszültségű lyozására. Ez a szabvány más készülékek csatgot, gázt, olajat, szilárd tüzelőanyagot, a nap kapcsoló- és vezérlőberendezésekre, tipizált belakoztatására is alkalmazható, amennyiben a termikus energiáját stb. vagy ezek kombinációrendezésekre (TTA) és részlegesen tipizált beját használhatják fel, beleértve a fűtést, légkonvonatkozó biztonsági szabvány erre hivatkozik, rendezésekre (PTTA) vonatkozik, amelyeknek dicionálást és hasonló alkalmazásokat. Nem bár módosítások szükségesek lehetnek. névleges feszültsége az 1000 V váltakozó fetartoznak ide azok az eszközök, amelyek csak szültséget legfeljebb 1000 Hz frekvencia mellett, vagy 1500 V egyenfeszültséget nem haladMSZEN60730-2-6:2002 Automatikus villamos jelzik az időt vagy az idő múlását. E szabvány ja meg. E szabvány vonatkozik vezérlő és/vagy szabályozó- és hasonló jellegű alkalmazásra. 2. vonatkozik a belső biztonsági jellemzőkre, a működési értékekre, és a működési sorozatokra, erőátviteli készülékeket tartalmazó olyan berész: Automatikus, villamos nyomásérzékelő rendezésekre is, amelyek nagyobb frekvenciászabályozó- és vezérlőkészülékek egyedi előírá- ahol ezek a berendezés védelmével kapcsolato-
2002. 95. évfolyam 11. szám
349
Szabványosítás júak. Ez esetben megfelelő kiegészítő előírásokat kell alkalmazni. E szabvány tárgya a fogalommeghatározások megadása, valamint a kisfeszültségű kapcsolóés vezérlőkészülékekre vonatkozó üzemi feltételek, szerkezeti előírások, műszaki jellemzők és vizsgálatok meghatározása. MSZ EN 60947-5-5:2000 Kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőkészülékek. 5-5, rész-' Vezérlő-áramköri készülékek és kapcsolóelemek. Villamos vészleállító készülék mechanikus reteszélőfunkcióval (IEC 60947-5-5:1997) E fofejezet részletes előírásokat ad a mechanikus reteszelőfunkcióval bíró vészleállító készülékek villamos és mechanikai kialakítására, valamint azok vizsgálatára. E szabvány azokra a villamos vezérlő-áramköri készülékekre alkalmazható, amelyeket vészleállító jelzés előállítására használnak. Az ilyen eszközök saját burkolattal lehetnek ellátva vagy gyártó útmutatásai szerint beszerelhetők lehetnek.
szabvány váltakozó áramú, 50 Hz-en vagy 60 Hz-en való működésre szolgáló, legfeljebb 440 V váltakozó feszültségű, legfeljebb 125 A névleges áramú és legfeljebb 25000 A névleges zárlati megszakítóképességű, háztartási és hasonló alkalmazású, a hálózati feszültségtől funkcionálisan független, beépített túláramvédclcmmcl rendelkező áram-védőkapcsolókra (RCBO-vcdőkapcsolókra) vonatkozik. MSZ EN 61347-1:2001 Lámpaműködtetésű eszközök. 1. rész: Általános és biztonsági követelmények (IEC 61347-1:2000)
Az IEC 61347 e része a legfeljebb 250 V feszültségű, egyenáramú, és/vagy a legfeljebb 1000 V feszültségű, 50 Hz vagy 60 Hz frekvenciájú váltakozó áramú táplálással használt lámpaműködtető eszközök általános és biztonsági követelményeit határozza meg. Azoknak a lámpáknak a működtető eszközeire is vonatkozik, amelyek még nincsenek szabványosítva. A lámpatestjellegű adapterekre vonatkozó köveMSZ EN 6108-2-1:2002 Áram-védőkapcsolók telményeket az IEC 60598 tartalmazza. E szabbeépített túláramvédelem nélkül, háztartási és ványban megadott követelményeken túlmenőhasonló célokra (RCCB-védőkapcsolók). 2-1. en a B melléklet azokat az általános és biztonsárész: Az, általános előírások alkalmazhatósága gi követelményeket határozza meg, amelyek a a hálózati feszültségtől funkcionálisan függet- termikusán védett lámpaműködtető eszközökre len RC CB-védőkapcsolókra (IEC alkalmazhatók. A C melléklet azokat az általá1008-2-1:1990) - Az MSZ EN 61008-2-1:1998 nos és biztonsági, kiegészítő követelményeket és az MSZ EN 61008-2-1:1994/A11:2000 hehatározza meg, amelyek a túlmelegedés elleni lyett - (idt EN 61008-2-1:1994; idt EN védőeszközzel ellátott elektronikus lámpamű61008-2-1:1994/ All:1998; tartalmazza az ködtető eszközökre vonatkoznak. 1999. márciusi helyesbítését; idt IEC 61008-2-1:1990) MSZEN61009-2-1:2002 Áram-védőkapcsolók Ez a 2-1. rész kiegészíti vagy módosítja az IEC beépített túláramvédelemmel, háztartási és ha1008-1 vonatkozó fejezeteit, hogy kiterjessze a sonló alkalmazásokra (RCBO-védőkapcsolók). szabvány alkalmazhatóságát a hálózati feszült2-1. rész: Az általános előírások alkalmazhatóségtől funkcionálisan független sága a hálózati feszültségtől funkcionálisan RCCB-védőkapcsolókra. Ez a szabvány váltafüggetlen RCBO-védőkapcsolókra (IEC kozó áramú, legfeljebb 440 V névleges feszült1009-2-1:1991)-AzMSZEN 61009-2-1:1998 ségű és legfeljebb 125 A névleges áramú, házés az MSZ EN 61009-2-1:1994/A 11:2000 hetartási és hasonló alkalmazású, a hálózati felyett - (idt EN 61009-2-1:1994; idt EN szültségtől funkcionálisan független, beépített 61009-2-1:1994/A 11:1998, tartalmazza a mótúláramvédelem nélkül RCCB-védőkapcsolókdosítás 1999. márciusi helyesbítését, idt IEC ra vonatkozik, amelyek elsősorban érintésvé61009-2-1:1991) delmi célra szolgálnak. Az IEC 1009 ezen része kiegészíti vagy módosítja az IEC 1009-1 vonatkozó fejezeteit, hogy MSZ EN 61009-2-1:2002 Árám-védőkapcsolók beépített túláramvé'delemmel, háztartási és ha- kiterjessze a szabvány alkalmazhatóságát a hásonló alkalmazásokra (RCBO-védőkapcsolók). lózati feszültségtől funkcionálisan független 2-1. rész: Az általános előírások alkalmazható- RCBO-védőkapcsolókra. Ez a szabvány váltakozó áramú, 50 Hz-en vagy 60 Hz-en való műsága a hálózati feszültségtől funkcionálisan ködésre szolgáló, legfeljebb 440 V váltakozó független RCBOvédőkapcsolókra (IEC feszültségű, legfeljebb 125 A névleges áramú és 1009-2-1:1991) - Az MSZ EN 6109-2-1:1998 legfeljebb 25000 A névleges zárlati és az MSZ EN 61009-2-1:1994/A 11:2000 hemegszakítóképcsségű, háztartási és hasonló allyett - (idt EN 61009-2-1:1994; idt EN kalmazású, a hálózati feszültségtől funkcionáli61009-2-1:1994/A 11:1998, tartalmazza a mósan független, beépített túláramvédelemmel dosítás 1999. márciusi helyesbítését; idt IEC rendelkező áram-védőkapcsol ókra (RCBO- vé61009-2-1:1991) dőkapcsolókra) vonatkozik. Az IEC 1009 ezen része kiegészíti vagy módosítja az IEC 1009-1 vonatkozó fejezeteit, hogy kiterjessze a szabvány alkalmazhatóságát a háMSZ EN 61347-1:2001 Lámpamííködtető eszlózati feszültségtől funkcionálisan független közök. 1. rész: Altalános és biztonsági követelRCBO-vcdőkapcsolókra. Ez a nemzetközi mények (IEC 61347-1:2000) 350
Az IEC 61347 e része a legfeljebb 250 V feszültségű, egyenáramú, és/vagy a legfeljebb 1000 V feszültségű, 50 Hz vagy 60 Hz frekvenciájú váltakozó áramú táplálással használt lámpaműködtető eszközök általános és biztonsági követelményeit határozza meg. Azoknak a lámpáknak a működtető eszközeire is vonatkozik, amelyek még nincsenek szabványosítva. A lámpatestjellegű adapterekre vonatkozó követelményeket az IEC 60598 tartalmazza. E szabványban megadott követelményeken túlmenően a B melléklet azokat az általános és biztonsági követelményeket határozza meg, amelyek a termikusán védett lámpaműködtető eszközökre alkalmazhatók. A C melléklet azokat az általános és biztonsági, kiegészítő követelményeket határozza meg, amelyek a túlmelegedés elleni védőeszközzel ellátott elektronikus lámpaműködtető eszközökre vonatkoznak. MSZ EN 61347-2-1:2001 Lámpaműködtető eszközök. 2-1. rész: Gyújtókészülékek egyedi követelményei (a parázsfény gyújtók kivételével) (\EC 6 \ 341-2-\:2000) Az IEC 61347 c része azoknak a legfeljebb 1000 V feszültségű, 50 Hz vagy 60 Hz frekvenciájú, váltakozó áramú táplálással működő, fénycsövek és más kisülőlámpák gyújtókészülékeinek (a parázs fénygy új toktól eltérő gyújtóknak és az impulzusgyújtóknak) az egyedi biztonsági követelményeit határozza meg, amelyek legfeljebb 100 kV gyújtófeszültséget állítanak elő és amelyeket az IEC 60081, IEC 60188, IEC 60192, IEC 60662, IEC 60901, IEC 61167, IEC 61195, IEC 61199, IEC 61347-2-8 és az IEC 61347-2-9 szerinti lámpákkal cs előtétekkel együtt használnak, amelyek nemzetközileg a legkeresettebbek. A működési követelményeket az IEC 60927 tartalmazza. MSZ EN 60110-1:2001 Indukciós fűtőberendezések nagy teljesítményű kondenzátorai. 1. rész: Általános előírások (IEC 60110-1:1998) Az IEC 60110 ezen részét azokra a belső téri kondenzátoregységekre és kondenzátortelepekre kell alkalmazni, amelyeket elsősorban az indukciós fűtési, olvasztási, keverési vagy az Öntési berendezések, telepítések teljesítménytényezőjének javítására kívánnak használni, továbbá a legfeljebb 50 kHz frekvenciatartományú és a legfeljebb 3,6 kV névleges feszültségű váltakozó áramú rendszerekben vezérelt vagy szabályozható hasonló alkalmazásoknál. Belső biztosítóclemckkel védett kondenzátorokra a kiegészítő követelményeket az IEC 60110-2 tartalmazza. A szabvány tárgya, hogy egységes szabályokat fogalmazzon meg a működőképesség követelményekre, a vizsgálatokra és a névleges jellemzőkre, továbbá hogy különleges biztonsági szabályokat fogalmazzon meg, valamint irányelveket adjon a telepítéshez és az üzemeltetéshez. Összeállította a Szabványügyi Közlöny számai alapján Littvay Alajos (MSZT)
ELEKTROTECHNIKA
Szemle
Új vasútvonal Köln és Frankfurt között A 177 km-es közvetlen összeköttetést adó vonalon az ICE (Intcr City Expressz) vonatok 300 km/h-s maximális sebességgel közlekedhetnek. Az utazási idő alig haladja meg az 1 órát. A villamos üzemű szerelvények a vasút saját 16 2/3 Hz-es hálózatáról üzemelnek, 15 kV-os feszültségről. Ezt az egész Németországra kiterjedő 110 kV-os vasúti hálózatról táplálják, amelynek csúcsigényeit az 50 Hz-es közhálózatról statikus áramátalakítók elégítik ki. Az új vasútvonalat próbaüzem után a nemzetközi menetrendváltási időpontban, 2002. december 15-én nyitják meg. Az új vonal a Rajna jobbpartján van és a lehető legnagyobb mértékben követi az A3-as autópályát. Összesen 47 km-en alagútban (30 alagút), és 6 km-en völgyhídon (18 völgyhíd) halad. A vonal majdnem teljes hosszában először alkalmaztak kavicságy nélküli szilárd alépítményt betonból. A vonalvezetés miatt 40 ezrelékes emelkedésű, ill. mindössze 3300 m sugarú szakaszokra is szükség volt, ezért teherforgalomra nem alkalmas, csak gyors személyforgalomra használható a pálya. További újdonság, hogy <\ felsővezeték lekapcsolására és leföldelésére önműködő automatikai alakítottak ki annak érdekében, hogy megtakarítsák a felsővezeték lekapcsolásának, ismételt bekapcsolás elleni biztosításának, a feszültségmentesség ellenőrzésének és leföldelésének kézzel történő elvégzéséhez szükséges időt, így valamely hiba esetén a személyzet gyorsabban végezheti el a hiba elhárítását. A vonal 40 ezrelékes emelkedői miatt csak a 3. generációs ICE-ek alkalmazhatók. Az ICE 3 szemben az ICE 1., ill. 2.-vel csak motorkocsikból áll. A tengelyek fele motoros hajtású, így a hajtóteljesítmény az egész szerelvényen egyenletesen oszlik meg. A420 tonnás szerelvény 16 hajtómotorja összesen 8000 kW teljesítményű, így a 19 kW/t-ás vontatási teljesítmény - amely az ICE I.
Jubileumi SCHRÉDER Világítástechnikai-díj 2002. A Tungsram-Schréder Világítási Berendezések Rt. néhány év kihagyás után ismét meghirdeti a hagyományos SCHRÉDER VILÁGÍTÁSTECHNIKAI-DÍJAT, - a cég 20 éves születésnapja kapcsán - annak JUBIILEUIVII változatát. A pályázat célja, hogy ösztönözze a tervezőket és a beruházókat praktikus, esztétikus, energiatakarékos és környezetbarát világítási megoldások készítésére, és ezáltal emelje a hazai műszaki kultúra általános színvonalát A pályázatot beruházók és tervezők, pénzügyi finanszírozók (pl. áramszolgáltatók) számára hirdetjük meg. A pályázó lehet egy-egy személy, természetes személyek csoportja, vagy szervezet. A pályázat három kategóriája: közvilágítás, díszvilágítás, sport-, tér- és ipari világítás.
2002. 95. évfolyam 11. szám
típusénak mintegy kétszerese - 300 kN indítási vonóerőt szolgáitat. Ez elegendő arra, hogy az ICE 3 a 40 ezrelékes emelkedésű pályaszakaszon történt esetleges megállás után is biztosan meginduljon. A biztonsági intézkedések is sok új elemet tartalmaznak. A jelenleg a 160 km/h-nál nagyobb sebességre alkalmas vonalakon bevált vonatbefolyásolási rendszert alkalmazzák itt is. Ennek szoftverét azonban a vonalon lévő erős lejtők miatt külön illeszteni kellett. A szoftverben az extrém esetekre is ki kellett alakítani a fékezési görbéket (pl. fékezés 350 km/h sebességről 40 ezrelékes lejtésű szakaszon). A fokozott biztonság érdekében a menekülés és mentés megkönnyítésére széles oldalutakat képeztek ki korláttal és akkumulátorról is táplálható szükségvilágítással. A tűzöl tó vezetékeket fixen beépítették. Az alagutakban 1000 méterenként vészkijáratokat alakítottak ki. így a menekülési út legfeljebb 500 m. A vészkijáratok a felszínen nem feltűnő házakban végződnek. Ezek kiépített úton könnyen elérhetők. "A jövő vasaljának képét mutatja már ez a vonal a 300 km/h-ás, menetrend szerinti sebességgel közlekedő ICE vonatokkal" - állapította meg Hartmut Mendorn vasúti vezető. VDE-dialog, 2002/július-augusztus (H.l) A Verebély László Alapítvány a 2000. évi SZJA 1%-ából befolyt támogatást az alábbiak szerint használta fel: Verebély díj: 174 000 Ft. Ösztöndíj a Verebély László SzKI diákjainak: 30 000 Ft. Külföldi partnereink vendéglátása: 50 000 Ft. Verebély László SzKI diákjainak úszásoktatására fenntartott összeg: Í30 000 Ft Ezúton is köszönjük mindenkinek a felajánlást! Az Alapítvány Kuratóriuma
A pályázatra olyan, 2000-2002. évben megvalósult berendezés tervezője, beruházója vagy pénzügyi finanszírozója jelentkezhet, ahol többségében Schréder lámpatesteket használtak és megjelenésében vagy az alkalmazott megoldásban újszerű, különleges elemet tartalmaz. A berendezés magas színvonalon elégítse ki a világítással szemben támasztott műszaki, gazdasági, környezetvédelmi és esztétikai komplex követelményrendszert, ami követendő példát mutathat a lámpatestek alkalmazásában. A pályázatokat 2003. február 28-ig a TXingsram-Schréder Rt. címére (1135 Budapest, Lehel u. 48.) kell elküldeni. A pályázatokat a Magyar Elektrotechnikai Egyesület Világítástechnikai Társaság tagjaiból felkérés alapján alakuló szakmai bizottság fogja elbírálni. A pályázat kategóriánkénti nyertesei jubileumi emlékplakettet kapnak. A 2. és a 3. helyezettek pénzjutalomban részesülnek, az 1. helyezettek külföldi kiránduláson vehetnek részt. Eredményhirdetés a 2003. évi (20. éves) jubileumi Tungsram-Schréder vevőtalálkozón lesz.
351
Hírek
Hírek
H t t VIDEONET 2001 KFT.
Elektromos szakkiállítás lesz decemberben, Párizsban Sajtótájékoztatót tartott a PROMOSALONS magyarországi képviselete az Astoria hotel különtermeben. A tájékoztató tárgya: az ELEC 2002. Szakkiállítás, amelyet december 9. és 13. között rendeznek meg Párizsban. Györki Ágnes kcpviscletvczetö a szakújságíróknak bemutatta Dávid Flandin marketing- és kommunikáció-igazgatót, aki sokoldalú információt adott a kétévenként megrendezett nemzetközi találkozóról. Szeptemberben már 27 ország mintegy 2000 cége jelentkezett kiállítóként, köztük első ízben India, Japán és Magyarország. Hazánkat a GANZ TNSTRUMENT képviseli. (2000-ben 14 000 látogatója volt a 2 több mint 100 000 m -es kiállításnak, amelyre az idén a MEE is szervez szakmai utazást.)
Elektronikai alkatrészek, OKW professzionális műszerdobozok.
Árlista az interneten: www.evolver-studios.com/videonet2001 Cím: Bp., Budaörsi út 4-18. Tel.: 466-9235, Fax: 279-1212
Akiállítás négy tématerülete: villamosság, automatizálás, klíma-és világítástechnika. Konferenciák is lesznek az ELEC-en, pl. az ipari ellenőrzés és folyamatirányítás, a minőség és a környezetvédelem témakörében. Első alkalommal rendezik a LIOHT PREMIERE konferenciát, amelyen az "éjszaki fények, új technológiák, életminőség, kommunikáció és építészet" tárgykörökben lesznek előadások. Az összefoglalók angol és német nyelven olvashatók a www.clec.fr web-oldalakon. "Trófeákat" is osztanak mint "a fénytervezés első európai díjai"-t a következő 3 kategóriában: Szabadtéri világítás, 2 díj:".. .épített környezetben" és "közösségi téren". Belső téri világítás, 2 díj: "kulturális11 és "közületi" területen Első alkotás díja "egy induló karrier elismerése"-ként. (A díjak egyenként 4000 eurósak.) További információk:
[email protected] és
[email protected] Dr, Vetési Emil
[email protected]
VILLAMOS MŰSZEREK
Multifunkciósjiálózatmérők Kis- és középfeszültségre Áramváltók Kompakt, biztonságos, hiteles, jutányos Alapválasztókból raktárról, gyorsan! 11 I
mmftm
Szigetelésvizsgálók,
"A jó kompakt fénycső tartós és takarékos" Ez a mottója a 2002. szeptember 19-20-i ELI kampány keretében megrendezésre került megyei koordinátor-felkészítő képzésnek, amelynek célja a lakossági kompakt fénycsövek elterjedését segítő "civil'1 aktivisták mindenre kiterjedő tájékoztatása volt. Az EGI székházban megtartott rendezvényt az E-misszió Egyesülettől Tömöri László, a tréning egyik szervezője nyitotta meg. Ezután Turda Elek, az Energia Gazdálkodási Intézettől és Cselószki Tamás programfelelős az E-misszió Egyesülettől tájékoztatta a résztvevőket a magyarországi programelemekről és a kompakt fénycsövek piacának hazai fejlődéséről. A továbbiakban a gyártók közül Juhász Mónika és Szakács Zoltán a Philips Lighting, Papp Ferenc a General Electric és Pintér Árpád az Osram Kft. képviseletében tartották meg előadásaikat, amelyekben a világítástechnikai alapfogalmakon kívül kitértek a kompakt fénycsövek fizikai működésére, az ebből eredő energiamegtakarítási lehetőségekre és a megtérülésre is. Az előadások lényeges részét képezték a gyártási technológiák, és a szorosan hozzájuk kapcsolódó környezetvédelmi kérdések is (Hulladéktörvény stb.). A résztvevők egyöntetűen aggasztónak találták a "no name" kompakt fénycsövek jelenlétét a hazai piacon, mind műszaki, mind környezetvédelmi szempontból. Egyetértettek abban, hogy az ún. "olcsó" kompakt fénycsövek nem megfelelő minőségének "köszönhető", a - sajnálatos módon velük egy kalap alá vett - minőségi termékek kárára is történő kedvezőtlen megítélést csak a lakosság megfelelő tájékoztatásával lehet megváltoztatni. A tréning befejező részében a szervezéssel kapcsolatos tennivalókról, a médiamunkákról (Konkam Stúdió) esett szó, majd a szervezők értékelték az elhangzottakat.
AUTOMATIKA
ÉVE-műszerek,'
Hitelesített Indukciós, továbbá elektronikus almérok
Analizátorok, érintésvédelmi műszerek hálózatok minőségének vizsgálatához. C*D Automatika Kft. 1191 Budapest, Földvári u. 2.
f.meter,
Adatlapok, árak, érdekességek!
(Pintér) APÍTVÁNY AZ IDŐS NYUGDÍJAS VILLAMOS SZAKEMBEREK MEGSEGÍTÉSÉÉRT" köszönetet mond Jani és Társa Bt. • OBO Bettermann Hungary Kft. • QualiConsult Bt. • Tungsram-Schréder Rt. Kiss László dr., Bp • Szabó Vajda István dr., Bp • Szalay Csaba, Bp
támogatóknak 2002 szeptember 15. és október 20. között beérkezett pénzadományaikért,
2001 évben adományozóink támogatásával havonta 35 rászorulón segíthettünk. Kérjük támogassák továbbra is alapítványunkat Számlaszám: POSTABANK 11991102-02181147 Köszönjük!
továbbá a POSTABANK Rt-nek és a Magyar Elektrotechnikai Egyesületnek a működési támogatásáért.
352
ELEKTROTECHNIKA
Trihal A tartós szárazság
Környezetvédelmi szempontból az olajszigetelésű transzformátorok népszerűsége egyre jobban csökken. Az Európai Közösség országaiban elfogadott rendelet - miszerint 2010-ig a transzformátorolajak PCD tartalmát 50 gr/torma alá kell szorítani -, valamint a megnövekedett személyi és vagyoni biztonsági követelmények, a száraz transzformátorok iránti kereslet növekedését eredményezik. A Schneider Electric Triha! típusú száraz transzformátora minden szempontból megfelel az új kihívásoknak. Az IEC és CENELEC megfelelőségen és az ISO 9001 és 14001 minősítésen túl a következő specialitásokkal rendelkezik: • Önkioltó műgyanta szigetelés • Igény szerinti közép- és kisfeszültségű szintek • Max. 15MVA teljesítmény • Csökkentett veszteség és zajszint • Kisebb mint 10 pC részleges kisülés • Flexibilis csatlakozás síncsatornához • Oszlopra szerelt megoldás, IP 33-as védettséggel... A legjobb bizonyíték a Trihal transzformátorok megfelelőségére Magyarországon az 1997 óta telepített több mint 200 db működő referencia. Válassza Ön is a minőséget és a biztonságot! ~~~^ telefon: 382-2600, fax: 382-2606 Schneider e-mail:
[email protected] 'evőszolgálat htl p:.Vww w. se h n ei de t-e lect tic.hu
Schneider Electric
SZÜNETMENTES ÁRAMELLÁTÁS Statikus és dinamikus rendszerek: • APOSTAR AR: 3 . . . 100 kVA • APOSTAR AS: 60 . . . 400 kVA • UNIBLOCK; 150 . . . 1670 kVA
IGBT bemenő fokozatú UPS! • Szinuszos bemenő áram! • CAN buszos vezérlés! • Cos fi = 0,97! Telj.: 60...200 kVA BALMEX KFT. Tel.: 222-1987
Fax: 221-7406
FUTOKABELEK
ipari és lakossági felhasználásra Rb-s környezetben Isi
információ: Veress Árpád Tel.i 431-9807, mobil: 30/9-660-223
MÁS MOST GONDOMON A FACYMEIMTESÍTtSRE.
Mile
Budapest Cím: Mádi u. 52. Tel.: 06/1-431-9800 Fta: 06/1 -431-9817 E-mail:
[email protected]
Dunaújváros Északi Ipari Park 06/25-503-260 06/25-503-271
[email protected]
Győr Miskolc ipari Park (Körisfa ti.) Fonoda u. 2. 06/96-513-220 06/46-506-222 06/96-513-229 06/46-506-223
[email protected] [email protected]
