Villamosenergia-minôség – Alkalmazási segédlet
Rugalmasság Modern irodaház rugalmas energiaellátása
4.5.1
Rugalmasság
Rugalmasság Modern irodaház rugalmas energiaellátása Hans De Keulenaer, European Copper Institute Prof Angelo Baggini, Universitá di Bergamo 2003. Június Magyar Rézpiaci Központ Hungarian Copper Promotion Centre (HCPC) A Magyar Rézpiaci Központ a réztermelôk és feldolgozók által támogatott non-profit szervezet, amelynek célja a réz és a rézötvözetek használatának, valamint helyes és hatékony alkalmazásának elôsegítése. A szolgáltatások, beleértve a mûszaki tanácsadást és információs adatközlést, mindazok rendelkezésére állnak, akik bármilyen vonatkozásban érdekeltek a réz felhasználásában. Az egyesülés összeköttetést teremt a kutatás és a felhasználó ipar között, és szoros kapcsolatot tart fenn a világ többi – a rézpiac fejlesztésén tevékenykedô – szervezetével. Európai Réz Intézet European Copper Institute (ECI) Az Európai Réz Intézet az ICA (International Copper Association) és az IWCC (International Wrought Copper Council) támogató tagjai által létrehozott szervezet. Tagjain keresztül az ECI a világ legnagyobb réztermelôi és Európa vezetô réztermék gyártói nevében dolgozik a réztermékek európai piacfejlesztésén. Az 1996 januárjában megalakult ECI-t tíz Rézpiac Fejlesztési Egyesület (CDA-k) hálózata támogatja a Benelux államokban, Franciaországban, Németországban, Görögországban, Magyarországon, Olaszországban, Lengyelországban, Skandináviában, Spanyolországban és az Egyesült Királyságban. Ezen tevékenység folytatása azon erôfeszítéseknek, amelyeket az 1959-ben alakult Copper Products Development Association (CPDA) és az 1961-ben alakult International Copper Research Association (INCRA) kezdeményezett. Figyelmeztetés A Magyar Rézpiaci Központ és az Európai Réz Intézet elhárítja a felelôsséget bármilyen közvetlen, közvetett, okozati, vagy véletlenszerû meghibásodásért, amely az ebben a kiadványban közölt információk felhasználásából, vagy az információk illetve a közölt adatok fel nem használhatóságából eredhetnek. Szerzôi jog©: European Copper Institute, Deutsches Kupferinstitut, Copper Development Association (CDA). Magyar fordítás: Magyar Rézpiaci Központ A kiadvány anyagának másolása, terjesztése engedélyezett, feltéve, hogy az teljes terjedelemben, a forrás megjelölésével történik.
Magyar Rézpiaci Központ H-1053 Budapest Képíró u. 9. Magyarország
European Copper Institute 168 Avenue de Tervueren B-1150 Brussels Belgium
Tel: Fax: E-mail: Web:
Tel: Fax: Email: Website:
(+36 1) 266 48 10 (+36 1) 266 48 04
[email protected] www.hcpcinfo.org
00 32 2 777 70 70 00 32 2 777 70 79
[email protected] www.eurocopper.org
Rugalmasság Modern irodaház rugalmas energiaellátása Bevezetés Jelen alkalmazási ismertetôben tervezési példát ismertetünk egy modern, IT berendezésekkel ellátott tízemeletes irodaház rugalmas és nagy megbízhatóságú energiaellátására. Az irodaházban mintegy 500 alkalmazott dolgozik, többségük IT berendezéseken. Az épület villamosenergia-ellátó rendszerének átalakítására, a villamos energia minôségének felmérését követôen két olyan megoldási változat javasolható, amelyek kellôen rugalmas és megbízható energiaellátást biztosítanak. A megoldásokra vonatkozó tervezett költségvetések összehasonlítását is ismertetjük.
A kiinduló helyzet ismertetése Az energiaellátási rendszer Az épületet 23 kV-os középfeszültségrôl táplálják két, egyenként 800 kVA-es, 23/0,4 kV áttételû transzformátoron keresztül (1. ábra). A 0,4 kV-os rendszer TN-S kialakítású.
KIF 400 V
KÖF 23 kV
A terhelések három csoportját különböztetjük meg a villamosenergia-szolgáltatás folyamatosságával szembeni igényeiknek megfelelôen: normál, megkülönböztetett és kitüntetett fogyasztók. A normál terhelések kisebb részét közvetlenül 0,4 kV-ról táplálják. A két kommunális csatlakozási pont (PCC) közös középfeszültségû betápról van ellátva, így nem függetlenek egymástól. A villamosenergia-ellátás folyamatosságát két UPS (80 kVA és 200 kVA), valamint egy motor-generátor egység (250 kVA) biztosítja az 1.ábrán látható egyvonalas ellátási rajz szerint. Meg kell jegyezni, hogy ilyen esetben a nullavezetôt csak egy helyen, a betáp transzformátoroknál kialakított földelô útnál szabad leföldelni, különben elvész a TN-S rendszer villamosenergia-minôség javító hatása.
Betáp
Betáp
TR1 800 kVA
TR2 800 kVA
D
250 kVA GS
400 V
LV
200 kVA
Normál fogyasztók
Normál fogyasztók
GS
Generátor
D
Motor
400 V
LV
80 kVA
Kitüntetett fogyasztók
Normál fogyasztók
A fenti primer diszpozíció a sugaras és sönt1 ellátás közötti kompromisszum. A UPS létesítmény fogyasztása és hálózata az 1. ábra A kiinduló állapot egyvonalas sémája adódó igények szerint változott, nélkülözve az átgondolt struktúrát. Ez természetes következménye az épület fennállása óta bekövetkezett villamosenergia-fogyasztási igények folytonos változásának. Emeletenként két elosztó van, amelyek mindegyikében van egy normál és egy kitüntetett fo1
Sönt séma: a felszálló vezetékrôl ágaznak le az emeleti elosztók amelyekrôl csatlakoznak a folyosók ellátásai. Sugaras séma: az emeletek az épület kisfeszültségû fôelosztójából vannak táplálva szintenként biztosított felszálló vezetékekkel.
1
Modern Irodaház rugalmas energiaellátása gyasztókat tápláló sínszakasz. A folyosók elosztói sugarasan tápláltak (2.ábra).
Vezetékek A háromfázisú ellátásra 4 erû rézkábelt alkalmaztak. A fázisvezetôk 35 mm2-nél nagyobb keresztmetszetûek, a nullavezetô keresztmetszete fele a fázisvezetôének.
Terhelés Az irodaépület tipikusnak tekinthetô névleges terhelése az alábbiak szerint csoportosítható:
A meglévô elosztó hálózat Sötét vonal: a normál fogyasztó táplálása Világos vonal: a kitüntetett fogyasztók táplálása
u
felvonók (kb. 80 kVA),
u
szolgáltatás (kb. 100 kVA),
u
légkondicionálás (kb. 600 kVA),
u
emeletenként világítás és dugalj csatlakozó (kb.35 kVA).
Villamosenergia-minôség A villamosenergia-minôséget az emeleti betáp kábelek feszültségeinek és áramainak mérésével ellenôriztük. A mért feszültségek és áramok jelalakjait és harmonikus tartalmát a 3–6. ábrák mutatják. A világítási fogyasztókat tápláló áramkörök fázisvezetôinek áramaiban igen nagy a harmonikus tartalom (fôként 3, 5. és 7. rendszám), a THD meghaladja a 75 %-ot, amint a 6. ábrán látható.
30
20
20
10
10
Áram (A)
Jelentôs mértékû a 3. harmonikus áram a világítási és a szolgáltatási fogyasztókat tápláló kábelek fázis és nullavezetôiben (4, 5. és 6. ábra). Némely nullavezetôben a harmonikus áram nagyobb, mint a fázisáram kétszerese.
30
Néhány esetben páros harmonikus is megfigyelhetô (kb. 30 % az 5. ábrán).
0
0
-10
-10
-20
-20
100%
A nullavezetô több helyen össze van kötve a védôfölddel, így a védôvezetôben nagy áram mérhetô, ami nem felel meg a TN-S követelményeknek.
50.4%
80%
A védôvezetôt a nullavezetôvel csak a betápnál szabad összeföldelni.
27.5%
60%
40%
20%
Események Az épületben sok, egyre növekvô számú meghibásodás, a kábelek túlmelegedése és váratlan védelmi mûködés fordul elô. Néhány megoldás nem felel meg a jelenlegi szabványnak. Még a szabványnak való teljes megfelelôség sem feltétlenül ele-
0% 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 H
3. ábra A fázisáram (L1) hullámalakja és spektruma az 1. és 2. felvonókat tápláló fôbetápon.
2
Modern Irodaház rugalmas energiaellátása 150
150
100
100
150
100
100
50
50
0
0
Áram (A)
50
-50
-50
-100
-100
-150
-150
-50
-50
-100
-100
100%
80%
80%
60%
60%
40%
40%
20%
13.9% 24.4%
100%
20%
0%
15.1%
0
0
27.6%
50
Áram (A)
150
0% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 H
1
4. ábra. A fázisáram (L1) hullámalakja és spektruma a 80 kVA-as szünetmentest tápláló betáp kábelen (egyterû irodák)
2
3
4
5
6 H
7
8
9
10
11
12
5. ábra A nullavezetô áramának hullámalakja és spektruma a 80 kVA-as szünetmentes terhelés oldalán (egyterû irodák)
gendô, hogy az épület energiaellátása tökéletes legyen EMC és villamosenergia-minôség szempontjából.
66.3%
100%
60%
A jelenlegi ellátás nem megfelelô. Az eredetileg elfogadott rugalmas tervezési elvek nem valósultak meg hatékonyan (több transzformátoros betáp, UPS és generátor).
40%
19.9%
Elemzés – kiinduló állapot
42.0%
80%
20%
0% 1
Az elosztó hálózat
2
3
4 5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 H
6. ábra. A fázisáram (L2) spektruma a földszinti elosztók tápkábelén (fôleg világítási fogyasztók)
Az elosztóhálózat valószínûleg a sok változtatásnak köszönhetôen nem kellôen átgondolt, felépítése több ponton támadható. Nem tekinthetô függetlennek a tartalékellátás, kevés a teljesítmény tartalék (1. ábra). A két betáp transzformátor nem független.
Kábel túlmelegedés A terhelés egy részét IT berendezések és energiatakarékos világítás teszi ki, amelyek áramában igen nagy a harmonikus tartalom. A fenti berendezéseket tápláló kábeleknél a nullavezetôk túlmelegedése (alulméretezett nullavezetô keresztmetszet miatt) és hibás védelmi mûködés tapasztalható.
3
Modern Irodaház rugalmas energiaellátása A vezetékek és a védelmek koordinációja Egyes vezetékek áram terhelhetôsége nincs összhangban a túláramvédelmükkel. A sok, azonos nyomvonalon futó kábel a többlet melegedés miatt csak növeli a problémát. Egy vezeték hiba elemzésekor kiderült, hogy a meghibásodás a kábeltörzs belsejében keletkezett túlmelegedésre vezethetô vissza. A nemzeti szabványelôírásokban megadott vezetékcsoport elrendezési elôírásokat felül kell vizsgálni.
Nullavezetô állapota A vizsgált típusú, több betáplálású TN-S földelésû rendszernél a nullavezetôt csak a betápnál kialakított földelônél szabad leföldelni. Biztosítani kell, hogy ne legyen több helyen földelve a nullavezetô, ugyanis az ilyen földelések a nullavezetô áramának egy részét elvezetik és megszûnik a TN-S rendszer elônye.
Tervezési lehetôségek Az irodaházban mûködô cég pénzügyi vonalon dolgozik, szükségesnek ítéli a létesítmény villamos hálózatának felújítását, mivel megbízható mûködése szempontjából alapvetô a jó színvonalú villamosenergia-minôség. A jelenlegi helyzet vizsgálata alapján a villamosenergia-ellátás felújítását két szinten kell elvégezni: u
a fôbetáp ésszerûsítése,
u
az emeleti installáció felújítása.
Terhelések osztályozása A fôbetáp ésszerûsítés legjobb megoldásának megtalálásához elôször a terheléseket kell ellátási igényük szerint osztályozni. A terhelések három csoportba lettek sorolva: u
normál,
u
megkülönböztetett,
u
kitüntetett.
A normál terhelések közé azok tartoznak, amelyek a mindennapos életben szükségesek, de kiesésük nem okozhatja személyes sérülés veszélyét, készülék meghibásodást, vagy az üzletmenet fennakadását. Egyszerû sugaras ellátást kapnak és viszonylag nagy lehet a kiesési idô (1.táblázat). A megkülönböztetett fogyasztók tartalék betáplálást igényelnek, ami például kettôs sugaras táplálással megoldható (2. táblázat). A kitüntetett fogyasztók folyamatos mûködése létfontosságú. A kiesés veszélyezteti a személyzet épségét, vagy az üzleti életben okoz nagy kárt. Az igényeket terhelésenként kell meghatározni. Végül is ezeket a fogyasztókat két külön gyûjtôsínrôl kell táplálni, amelyek között áttérési lehetôség van (3. táblázat).
A fôelosztó hálózat kialakítása A rendszer szûk keresztmetszetének megszüntetése érdekében át kell alakítani a meglévô hálózatot kettôs sugaras betáplálásra (7. ábra bal oldali része). A TR1 és TR2 transz formátorokat úgy kell megválasztani, hogy egy elvigye a teljes terhelést. Mivel a hálózat fogyasztóinak nagy része nemlineáris, a transzformátor terhelhetôség meghatározásánál figyelembe kell venni a nagy harmonikus tartalmat. Ezzel a témakörrel külön fejezet foglalkozik. A zárlati áram csökkentése miatt a rendszer alapállapotában csak az egyik fômegszakító van bekapcsolva, de rövid ideig megengedett a két fôtranszformátor párhuzamos üzeme.
4
Modern Irodaház rugalmas energiaellátása Normál fogyasztó meghatározása Az épület rendes üzemét biztosítja, de kiesése nem veszélyezteti a személyzet és a berendezések épségét: Általános szolgáltatások: pl. légkondicionálás (de nem a szervernél) Normál világítás Fûtés Dugaszoló aljzatok
A szükséges ellátás Normál sugaras hálózat Az ellátás visszatérésére egy ideig károsodás nélkül várhat A fogyasztók kikapcsolhatók
A beavatkozásig megengedett maximális idô Nincs ilyen korlát Az ellátás kimaradása viszonylag hosszú ideig elviselhetô
1.táblázat Normál fogyasztó típusok, elvárások az energiaellátással szemben.
Megkülönböztetett fogyasztó meghatározása A fogyasztó normális mûködése szükséges a személyzet és az ügyfelek kényelme és biztonsága, valamint a zavartalan üzletmenet szempontjából. Például: Lépcsôház, folyosó és mosdó világítás Pánik megelôzésére szolgáló minimális világítás Egyes helyiségek fûtése vagy légkondicionálása Liftek
A szükséges ellátás Tartalék Kettôs sugaras alaphálózat,amely biztosítja a felszálló kábelek funkcionális és fizikai függetlenségét. A két független felszálló kábel, generátorról vagy két független táppontról ellátva.
A beavatkozásig megengedett maximális idô Szabvány szerint, 20 s beavatkozási idô elfogadható hosszú kimaradások esetén. Dízel motor-generátoros tartalékellátások tipikus indítási ideje: 5, 10, 15s
A fogyasztók kikapcsolása nem fogadható el
UPS
2. táblázat Megkülönböztetett fogyasztó típusok, elvárások az energiaellátással szemben.
Kitüntetett fogyasztó meghatározása
A szükséges ellátás
Alapvetô szolgáltatások:
Biztonság
Vészvilágítás
Kettôs sugaras hálózat, független felszálló kábelekkel
Szerverek Távközlési hálózat Személyi kártya ellenôrzô rendszer Riasztó és biztonsági rendszerek Riasztó és biztonsági rendszerek
A beavatkozásig megengedett maximális idô Terhelés típusok: 15s-on belül beavatkozás kell
Legalább az egyik felszállónak nagy 0.15s kiesés megengedett megbízhatóságú betápja legyen Szünetmentes tápok alkalmazása Egyes terhelések saját szünetmentes ellátást igényelhetnek
folytonos ellátás kell
Zártláncú TV hálózat Egyes segédüzemi berendezések
3. táblázat Kitüntetett fogyasztó típusok, elvárások az energiaellátással szemben.
5
Modern Irodaház rugalmas energiaellátása A fûtés és légkondicionálás segédüzemek táplálására egy új 800kVA teljesítményû transzformátor lett beépítve (TR3) a két meglévô mellé. A normál fogyasztók közvetlenül vannak ellátva a gyûjtôsínrôl. A megkülönböztetett és kitüntetett fogyasztókat ettôl elkülöníthetô sínszakaszról tápláljuk.
A terhelés típusa
Részaránya
Normál
49%
Megkülönböztetett
13%
Kitüntetett
38%
4. táblázat Fogyasztói típusok
A megkülönböztetett és kitüntetett fogyasztókat két motor-generátor csoport táplálja, ha kiesik a hálózati betáplálás. A normál fogyasztókat a megszakító leválasztja a gyûjtôsínrôl, amikor a motor-generátor egység táplál.
Betáp
Normál fogyasztók
Megkülönb. fogyasztók
Kitüntetett fogyasztók
Kitüntetett fogyasztók
Megkülönb. fogyasztók
Normál fogyasztók
Légkondicionálás
Generátor
Motor
UPS
7. ábra Az új fôelosztó hálózati séma A táplálás kimaradásakor a kitüntetett fogyasztókat két szünetmentes tápegység (UPS) táplálja. A fô- és a tartalék hálózat TN-S rendszerû. A szünetmentes oldal lehet TN-S vagy szigetelt csillagpontú. A szigetelt csillagpont nagyon jó a folyamatos üzem szempontjából, de érintésvédelmi szempontból nem. Ahol mégis szigetelt csillagpontú kisfeszültségû rendszer üzemel, megfelelô intézkedésekkel kell biztosítani a véletlen érintés elleni védelmet. Amint látható, a 7.ábra szerinti hálózaton megszûnt a korábbi második kisfeszültségû csatlakozási pont. Minden emeletet két elosztó táplál, melyek mindegyike a fôelosztónál alkalmazott bontásnak megfelelôen három részre van bontva (normál, kedvezményezett és kitüntetett). A végfogyasztói elosztás lehet sugaras (8. ábra) vagy sönt (9. ábra) kialakítású.
6
Modern Irodaház rugalmas energiaellátása Az egyes emeletek ellátása lehet sönt vagy sugaras rendszerû. A sönt ellátás (közös felszálló valamennyi emeleten az azonos típusú fogyasztók ellátására) olcsó és rugalmas a terhelés növekedés szempontjából. Ugyanakkor azonban nagyon rossz a felszálló kábel hibája esetén, mivel a kábel meghibásodása valamennyi fogyasztót érinti. A sugaras táplálás (emeletenként és fogyasztói csoportonként külön betáplálás) biztosítja: u
a legkisebb kölcsönhatást a fogyasztók között és minimális feszültségesést,
u
hiba esetén csak a hibás kábelrôl ellátott fogyasztók esnek ki,
u
kisebb karbantartási igényt.
8. ábra Sugaras ellátás (10 emelet háromféle fogyasztóval = 30 felszálló kábel) Sötét vonal jelzi a normál fogyasztók ellátását Szürke vonal jelzi a megkülönböztetett fogyasztók ellátását Világos vonal jelzi a kitüntetett fogyasztók ellátását
Fentiek következtében a sugaras ellátás az ajánlott megoldás.
Vezetékek méretezése A rendszer betáp vezetékek méretezéséhez figyelembe vett teljesítményeket az 5. táblázat mutatja. A teljes beépített teljesítmény (2. és 3. oszlopok) szorozva van az egyidejûségi és kihasználási tényezôvel (4. és 5. oszlopok), ami a tényleges terhelést adja (6. és 7. oszlopok). A jövôben várható terhelés növekedés miatt a vezetékek kissé túl vannak méretezve (8. és 9. oszlopok), az erôátvitel 130%-kal, a világítás 115%-kal lett figyelembe véve.
9.ábra Fogyasztói típus szerint elosztott felszálló kábeles ellátás (háromféle fogyasztó = három felszálló kábel) Sötét vonal jelzi a normál fogyasztók ellátását Szürke vonal jelzi a megkülönböztetett fogyasztók ellátását Világos vonal jelzi a kitüntetett fogyasztók ellátását
A mért áram harmonikus tartalmára való tekintettel, az új vezetékek tervezésekor figyelembe vettük a vonatkozó szabvány ajánlásokat: u
a nullavezetô keresztmetszete legyen egyenlô a fázisvezetô keresztmetszettel
ahol a harmonikus tartalom indokolja, a kábel terhelhetôségét vissza kell minôsíteni Kiemelt figyelmet kell fordítani a nullavezetô és a fázisvezetô méretezésére, hogy elkerüljük a túlmelegedést és a kisautomaták, egyéb védelmek elkerülhetô, indokolatlan mûködését. A szünetmentes tápegységek, motor-generátorok alkalmazása nem hatékony, ha közben kiesik a betáp kábel. u
Költség elemzés A meglévô berendezés eszköz költségét két lehetséges tervezési változat költségeivel hasonlítjuk össze, amit a 6. táblázatban ismertetünk. Ezek a változatok a felszállók számában térnek el, ennek következtében a fôelosztók is eltérôek.
7
Modern Irodaház rugalmas energiaellátása
Beépített terhelés (kVA)
Kihasználási és egyidejûségi tényezôk
Erôátvitel (1)
Világítás (2)
Erôátvitel (3)
Világítás (4)
Erôátvitel (5)
Világítás (6)
Erôátvitel (7)
Világítás (8)
-2 szint
7
10
0.7
1
5
10
6.5
11.5
Fogyasztó
Teljesítmény igény (kVA)
Beépített teljesítmény (kVA)
-1 szint
114
15
0.7
1
80
15
104
17.25
Földszint
43
15
0.7
1
30
15
39
17.25
1.em.
50
17
0.7
1
35
17
45.5
19.55
2.em.
50
17
0.7
1
35
17
45.5
19.55
3.em.
50
17
0.7
1
35
17
45.5
19.55
4.em.
50
17
0.7
1
35
17
45.5
19.55
5.em.
50
17
0.7
1
35
17
45.5
19.55
6.em.
50
17
0.7
1
35
17
45.5
19.55
7.em.
50
17
0.7
1
35
17
45.5
19.55
8.em.
29
12
0.7
1
20
12
26
13.8
9.em.
3
2
0.7
1
2
2
2.6
2.3
Hôközpont
29
0
0.7
--
20
0
26
0
Légkondicionálás
843
0
0.7
--
590
0
767
0
Tárgyalók
14
5
0.7
1
10
5
13
5.75
Liftek
114
0
0.7
1
80
0
104
0
Összesen
1546
178
--
--
1082
178
1407
204.7
5. táblázat A primer ellátás kábel teljesítmények csúcs-névleges és tényleges adatai Az 1. változat sönt ellátási séma, a 2. változat egyszerû sugaras ellátás, amit új épületeknél célszerû alkalmazni, de felújításnál nagyon nehézkes.
A tervezett költségek összehasonlítása A bemutatott költségelemzéssel kapcsolatosan a következôket szükséges hangsúlyozni: u
valamennyi költségtervezési költségvetésben beállított érték,
u
a százalékos értékek a meglévô installáció tervezett költségére vannak vonatkoztatva,
u
a jobb megoldás miatti többletköltség kicsi, ha a tervezés kezdetekor választják,
u
a jobb mûszaki megoldás (2. változat) csak 3%-kal drágább a gyengébbnél, ha a tervezés kezdetekor ezt választják, de jelentôsen drágább lesz, ha csak késôbb, egy felújításnál lesz alkalmazva,
u
a költségek báziséve 2001,
a szünetmentes berendezés költsége csak a beszerzést és a telepítést tartalmazza, az üzembehelyezési költségeket külön kell figyelembe venni. Nehéz egy villamosenergia-minôség szempontjából jól tervezett rendszer átlagos költségét megbecsülni. Ugyanakkor figyelembe kell venni az alábbi szempontokat: u
u
a becsült költség tartalmazza azokat a többletköltségeket, amelyek azért jelentkeznek, mert az épület egy nagyváros központjában van,
u
a legfontosabb tennivaló a fôelosztó hálózat megfelelô átalakítása,
u
mûködô épület felszálló vezetékeinek kiváltása nagy körültekintést és felkészülést kíván.
Összefoglalás Ha a tervezési költségek kicsik, az nem biztos, hogy jó minôséget is biztosít. A villamosenergia-minôségi kívánalmakat kielégítô ellátás tervezett költsége általában több, de a berendezés mûködése során behozza a
8
Modern Irodaház rugalmas energiaellátása
Tétel
Meglévô (EUR)
1. változat (EUR)
2. változat (EUR)
Tervezett költség Fôelosztó
32 000
35 000
45 000
Felszállók
30 000
35 000
60 000
107 000
135 000
135 000
Generátorok
87 000
107 000
107 000
Szünetmentesek
55 000
105 000
105 000
Forgógépek
355 000
375 000
375 000
Világítás
500 000
525 000
525 000
1 166 000
1 317 000
1 352 000
151k (+13%)
186k (+16%)
422k (+36%)
543k (+46%)
Vízszintes elosztás
Teljes Különbség Meglévô átalakítása Többlet költség
6. táblázat Költségösszehasonlítás kezdeti többlet kiadásokat. A vizsgált esettanulmány bizonyítja, hogy egy, a villamosenergia-minôségi követelmények figyelembe vétele nélkül tervezett rendszer késôbbi áttervezése és átalakítása igen költséges. Az üzemeltetônek el kell tehát döntenie, hogy vállalja-e az átalakítási költséget, vagy inkább vállalja az egyre növekvô számú kiesések által okozott veszteségeket és kellemetlenségeket. A költség megtérülés vizsgálat azt mutatja, hogy érdemes már tervezéskor gondolni a rugalmas energiaellátásra. Az installációs költség 16%-os növekedése (az épület költségének kevesebb, mint 1%-a) biztosítja: u
az ellátás biztonságot (n+2),
u
az emeleti fogyasztók két elosztóból táplálásával azok kölcsönhatásának nagy mértékû csökkentését,
a jövôben növekvô terhelés rugalmas ellátását. A jobb megoldást biztosító 2. változat költségesnek látszik, bár a minden igényt kielégítô villamosenergiaellátás nem jelent az épület teljes költségének 1%-ánál nagyobb többletkiadást. Irodaházaknál, ahol az üzemelési költségek 7-8 év alatt elérik a beruházási költséget, a kezdeti többletköltség megtérül, ha a termelés heti 10 percnyi kiesésével számolunk az olcsó, de villamosenergia-minôségi szempontokat elhanyagoló installáció esetén (ami nem következik be a nagy biztonságú drágább rendszernél). Minden többlet már nyereség. u
A jelenlegi szabványok szerinti tervezési gyakorlat nem biztosítja, hogy a rendszer a villamosenergia-minôség, EMC szempontjából a legjobb legyen, ezért jobb megoldásokat kell alkalmazni. Az európai szabványosítás törekszik az új irányelvek minél gyorsabb bevezetésére, az ezeknek megfelelô szabvány kidolgozása folyamatban van.
Referenciák 1. P Chizzolini, P L Noferi: Ottimizzazione degli interventi sulla rete di distribuzione mirati al miglioramento della continuita’ del servizio elettrico. LXXXVII Riunione AEI, Firenze 1986. 2. T M Gruzs: ‘A survey of neutral currents in three-phase computer power systems’, IEEE Transaction on industry applications, vol. 26, n° 4 July/August 1990. 3. IEC 364-5-523 - Electrical installations of buildings - Part 5-52: Selection and erection of electrical equipment - Wiring systems.
9
Modern Irodaház rugalmas energiaellátása 4. A Baggini, A Bossi, ‘Componenti e carichi suscettibili ai disturbi’, Corso ‘Interazioni elettromagnetiche tra componenti e sistemi in ambito industriale: compatibilità elettromagnetica in bassa frequenza’ Dipartimento di Elettrotecnica del Politecnico di Milano, 21-25 febbraio 1994. 5. A Silvestri, F Tommazzolli, ‘Schemi per gli impianti di energia: semplicità, affidabilità, risparmio, ridondanza dove e come’, Corso ‘Il progetto degli impianti elettrici di energia. Le norme e la regola dell’arte’, Dipartimento di Ingegneria Elettrica dell’Università degli Studi di Pavia, AEI, CNR, Pavia, 10-13 giugno 1991.
10
Referencia és alapító partnerek European Copper Institute (ECI)
Engineering Consulting & Design (ECD)
Polish Copper Promotion Centre (PCPC)
Web: www.eurocopper.org
Web: www.ecd.it
Web: www.miedz.org.pl
Akademia Gorniczo-Hutnicza (AGH)
Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW)
Provinciale Industriele Hogeschool (PIH)
Web: www.agh.edu.pl
Web: www.htw-saarland.de
Web: www.pih.be
Centre d'Innovació Tecnològica en Convertidors Estàtics i Accionaments (CITCEA)
Istituto Italiano del Rame (IIR)
Università di Bergamo Web: www.unibg.it
Web: www.iir.it
Web: www-citcea.upc.es
Comitato Elettrotecnico Italiano (CEI)
International Union of Electrotechnology (UIE)
Web: www.ceiuni.it
Web: www.uie.org
Copper Benelux
ISR - Universidade de Coimbra
Web: www.copperbenelux.org
Web: www.uc.pt
University of Bath Web: www.bath.ac.uk
University of Manchester Institute of Science and Technology (UMIST) Web: www.umist.ac.uk
Copper Development Association (CDA UK)
Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven)
Web: www.cda.org.uk
Web: www.kuleuven.ac.be
Deutsches Kupferinstitut (DKI)
La Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (ETSII)
Web: www.kupferinstitut.de
Web: www.etsii.upm.es
Wroclaw University of Technology Web: www.pwr.wroc.pl
Szerkesztôbizottság David Chapman (Chief Editor)
CDA UK
[email protected]
Prof Angelo Baggini
Università di Bergamo
[email protected]
Dr Araceli Hernàndez Bayo
ETSII - Universidad Politécnica de Madrid
[email protected]
Prof Ronnie Belmans
UIE
[email protected]
Franco Bua
ECD
[email protected]
Prof Anibal de Almeida
ISR - Universidade de Coimbra
[email protected]
Hans De Keulenaer
ECI
[email protected]
Gregory Delaere
Lemcko
[email protected]
Prof Jan Desmet
Hogeschool West-Vlaanderen
[email protected]
Dipl-Ing Marcel Didden
KU Leuven
[email protected]
Dr Johan Driesen
KU Leuven
[email protected]
Stefan Fassbinder
DKI
[email protected]
Prof Zbigniew Hanzelka
Akademia Gorniczo-Hutnicza
[email protected]
Dr Antoni Klajn
Wroclaw University of Technology
[email protected]
Reiner Kreutzer
HTW
[email protected]
Prof Wolfgang Langguth
HTW
[email protected]
Jonathan Manson
Gorham & Partners Ltd
[email protected]
Prof Henryk Markiewicz
Wroclaw University of Technology
[email protected]
Carlo Masetti
CEI
[email protected]
Dr Jovica Milanovic
UMIST
[email protected]
Dr Miles Redfern
University of Bath
[email protected]
Andreas Sumper
CITCEA
[email protected]
Roman Targosz
PCPC
[email protected]
Hans De Keulenaer
European Copper Institute 168 Avenue de Tervueren B-1150 Brussels Belgium Tel: Fax: Email: Web:
00 32 2 777 70 70 00 32 2 777 70 79
[email protected] www.eurocopper.org
Prof Angelo Baggini
Università di Bergamo v.le Marconi 5 Dalmine 24044 Italy Tel: Fax: Email: Web:
Magyar Rézpiaci Központ H-1053 Budapest Képíró u. 9. Magyarország Tel: Fax: E-mail: Web:
(+36 1) 266 48 10 (+36 1) 266 48 04
[email protected] www.hcpcinfo.org
00 39 035 2052353 00 39 035 2052377
[email protected] www.unibg.it
European Copper Institute 168 Avenue de Tervueren B-1150 Brussels Belgium Tel: Fax: Email: Website:
00 32 2 777 70 70 00 32 2 777 70 79
[email protected] www.eurocopper.org
