Összefoglalás 362 ELEKTROTECHNIKA

Összefoglalás Vladimír Sokolovsky, Vidor Meerovich, Semperger Sándor, Vajda István: Magashőmérsékletű szupravezetés zárlati áramkorlátozók A szupravezetés eszközök ipari alkalmazási lehetőségeiről szóló sorozatunk harmadik részében a magashőmérsékletű szupravezetés zárlati áramkorlátozókat (MHS ZÁK) mutatjuk be. Erről a témáról, elsősorban a hazai kutatás-fejlesztés akkori eredményeiről, korábban ugyancsak az Elektrotechnika hasábjain számoltunk be. [1] Nemcsak a mi megítélésünk, hanem a témában világszerte elismert kutató, fejlesztő és ma már egyre több ipari szakember véleménye szerint is a magashőmé rsékletű szupravezetők egyik legperspektivikusabb alkalmazása az MHS ZÁK, melynek ipari bevezetését a közeljövőre valószínűsíthetjük. Bárki Kálmán: Vita az atomerőművekről 600 professzor memorandumot intézett a német kormányhoz, amelyben felsorakoztatták az atomerőművek üzemeltetése mellett az érveiket. Dr. Jermendy László: A koronasugárzás megfigyelésének ú] eszköze A nagyfeszültségű technika alapvető jelenségének a koronasugárzásnak a megfigyelése, az általa okozott számtalan hatásnak a nyomon követése különféle okok miatt igen lényeges. E jelenségek megfigyeléséhez speciális mérőeszközök, illetve mérési módszerek fejlődtek ki. Gyakran szabványosított eljárások kívánják meg a keletkező káros jellemzők számszerűsítését. Krómer István D. Se: A villamos energetika szerepe a globális fejlődés fenntarthatóságában Miközben a villamosenergia-ipar eddigi történelme legnagyobb átalakulását éli át a piacosításban élenjáró országokban, a második évezred küszöbén a világ fejlődése szempontjából nagy jelentőségű kihívással kell szembenéznie. A világ továbbnövekvő energiaigényéi oly módon kell kielégítenie, hogy a környezet terhelésének további növekedése esetére feltételezett környezeti katasztrófa elkerülhető legyen. Valaska László: ESCO típusú energiafelhasználás hatékonyság javító tevékenység (EHJT), annak előnyei, valamint hátrányai A cikk az ESCO illetve a harmadik feles finanszírozás előnyeit - hátrányait ismerteti. Hajdú György: A hőszivattyú- a jövő energiaforrása a nap és föld hőjéből A hőszivattyú felhasználásáról ad a cikk tájékoztatást. Gyurkó István: Hazai és nemzetközi tapasztalatok a kompozit szigetelők alkalmazásáról Hazai 120 kV-os hálózatokon a kompozit szigetelök egyre nagyobb fokú alkalmazását látjuk indokoltnak, hiszen nyilvánvalóvá vált, hogy mára igen magas színvonalat értek el mind tervezésükben mind a felhasznált anyagok viselkedésében, áruk alacsonyabb, s ezzel egyértelmű előnyöket mutatnak a hagyományos kerámia alapú társaikkal szemben. Dr. Fazekas András István: Áramtőzsdék a villamosenergia-piacon Jelen Összefoglaló a szervezett villamos energia versenypiac létrehozásával és működésével kapcsolatos eddigi külföldi tapasztalatokat szándékozik összegezni, bemutatva az egyes kérdések hátterében levő problémákat, összefüggéseket. A külföldi gyakorlat megismerése azért bír kiemelt jelentőséggel, mert most folyik a hazai villamosenergia-szektor működési modelljének az előkészítése. Bárki Kálmán: Tüzelöanyagcellák gázturbinával A tüzelőanyagcellás erőművek nagy jövő előtt állnak, ugyanis közvetlenül állítják elő a villamos energiát és nem károsítják a környezetet. A cikk röviden ismerteti az erőmű elvi felépítését. (Szemle) Reichardt Sándor A gibárti vízierömü története A közel 100 éve villamos-energiát termelő, eredeti állapotában ma ts megtekinthető vízerőmű fontos része nemzeti örökségünknek. Szakmai múltunk olyan hirdetője, melynek hosszú-távú fennmaradása és utódaink számára való megőrzése sürgető feladat. A szerző azt reméli, hogy a gibárti vízerőmű történetének hiteles leírásával és közreadásával hozzájárulhat annak mielőbbi műemlékké nyilvánításához. 2000 a Magyar Elektrotechnikai Egyesület centenáriumi éve A villamosítás évszázada - a Magyar Elektrotechnikai Egyesület évszázada

362

ELEKTROTECHNIKA

Villamos gépek és készülékek

Magashőmérsékletű szupravezetős zárlati áramkorlátozók Vladimír Sokolovsky, Víctor Meerovich, Semperger Sándor, Vajda István Előszó A szupravezetős eszközök ipari alkalmazási lehetőségeiről szóló sorozatunk harmadik részében a magashőmérsékletű szupravezetős zárlati áramkorlátozókat (MHS ZÁK) mutatjuk be. Erről a témáról, elsősorban a hazai kutatás-fej lesztés akkori eredményeiről, korábban, ugyancsak az Elektrotechnika hasábjain számoltunk be. [1] Nemcsak a mí megítélésünk, hanem a témában világszerte elismert kutató, fejlesztő és ma már egyre több ipari szakember véleménye szerint is a magashőmérsékletű szupravezetők egyik legperspektivikusabb alkalmazása az MHS ZÁK, melynek ipari bevezetését a közeljövőre valószínűsíthetjük. Jelen cikkünkben felidézzük és összefoglaljuk az MHS ZÁK működésének alapjait, főbb konstrukciós változatait, technikai és gazdasági előnyeit. Bemutatjuk a korábbi cikkünk megjelenése óta elért legújabb eredményeket mind külföldi, mind pedig hazai vonatkozásban. Alkalmazási példaként bemutatjuk az MHS ZAK egy lehetséges és előnyös telepítését a magyar energiarendszerben.

Bevezetés A villamos energiarendszerek fejlődése a zárlati teljesítmények folyamatos növekedésével jár együtt. A zárlati áramok növekedése az alábbi káros hatásokat eredményezi: 1 .Növekednek a készülékek és berendezések dinamikus igénybevételei; 2.Növekednekakészülékekés berendezések termikus igénybevételei; 3. A nagyobb zárlati áram meghaladhatja a megszakítók névleges teljesítményét. További káros effektus, hogy a nagy zárlati áramok károsan befolyásolják a generátorok és más villamos forgógépek párhuzamos üzemét, hálózati stabilitási problémákat okoznak. A zárlati áramok növekedésével szükségessé válik olyan új transzformátorok, generátorok, sínek, megszakítók telepítése, amelyek már figyelembe veszik a fenti káros hatásokat is. Mindezek következtében jelentős mértékben nő a készülékek és berendezések mérete, súlya és ára egyaránt. így például a zárlati áramok megkétszereződése a transzformátorok árának 50%-os, a megszakítók árának több mint 100%-os növekedésével jár együtt. Mindezek alapján érthető, hogy a zárlati áramok korlátozása a villamos energiarendszerek egyik lényeges problémája. A zárlatkorlátozás hagyományos megoldásainak és módszereinek alkalmazása növeli a költségeket, csökkenti az energiaellátás megbízhatóságát, csökkenti a rendszer dinamikus stabilitását, stb. tíj és vonzó korlátozási módszer a nagysebességű, nemlineáris karakterisztikájú korlátozók alkalmazása.

Az áramkorlátozó követelményei A zárlati áramok korlátozására alkalmas készülék alábbi alapvető követelményeknek kell megfeleljen: Korlátozza az első zárlati áramcsúcsot; Korlátozza az állandósult zárlati áramot; Korlátozza a zárlati áramok által okozott termikus igénybevételeket, A zárlat megszűnte után gyorsan térjen vissza az alapállapotba; Ne okozzon veszélyes túlfeszültségeket;

Vladimír Sokolovsky fizikus Viktor Meerovich fizikus Semperger Sándor okl. villamosmérnök Dr. Vajda Isrván okl. villamosmérnök, BMGE Villamosgépek és H...k Tanszék, MEE lagja

364

Ne befolyásolja a hálózat normális üzemét, az üzemi veszteség és az üzemi feszüitségesés minimális legyen; Ne zavarja a villamos gépek stabil párhuzamos üzemét. A korlátozó a védendő hálózattal sorba van kapcsolva, és a kialakuló zárlati áramot a kívánt szintre korlátozza. Az ideális korlátozó normális üzemviszonyok között zérus impedanciával rendelkezik, amely impedancia gyorsan (ugrásszerűen) nő meg a kívánt értékre az első zárlati áramcsűcs kialakulása előtt. A zárlati áram megszűnte (megszakítása) után a korlátozó rövid idő alatt képes visszatérni alapállapotába. A fenti követelmények teljesítésére alkalmas ígéretes alternatíva a szupravezetős zárlati áramkorlátozó (MHS ZÁK). A világon számos kutatóintézet, legújabban egyre több ipari cég fejleszt magashőmérsékletű szupravezetős (MHS) zárlati áramkorlátozókat. Ez a figyelemre méltó és jelentős érdeklődés egyfelől annak meggyőző fejlődésnek köszönhető, amely az MHS anyagok előállítási és gyártási technológiájában vég bement,, másfelől pedig azoknak a gazdasági előnyöknek, amelyek az MHS ZÁK alkalmazásával elérhetők. így például a Southern California Edison becslése szerint az MHS ZÁK alkalmazásával csupán a saját helyi hálózatán elérhető éves megtakarítás 7,5 millió dollárra becsülhető. Az Egyesült Államok teljes éves megtakarítása elérheti a 100 millió dollárt. Az említett cég előzetes számításai szerint húsz év távlatában az MHS ZÁK részesedése az USA piacán elérheti az 5 milliárd dollárt, világpiaci részesedése pedig a 20 milliárd dollárt. A Bob Lawrence & Associates, Inc. számításai szerint az MHS ZÁK a közeli jövőben megjelenik a piacon, és részesedése az erősáramú szupravezetős eszközök piacán 201 l-re eléri az 50%-ot. [2]

Az MHS ZÁK típusai A szupravezető áramkorlátozókat sok éve vizsgálják és fejlesztik. Az első szupravezetős áramkorlátozó terve 1937-bŐl származik. Az MHS ZÁK legjelentősebb és legjellemzőbb előnyei: Elhanyagolható hatás a hálózat normális üzeme alatt; Gyakorlatilag pillanatszerű korlátozó hatás; Érzékelő és beavatkozó szervek nélküli automatikus működés; Az MHS ZÁK alkalmazásával járó jelentős technikai és gazdasági előnyök miatt a világ számos erősáramú cége, valamint nagyszámú kutatóintézet foglalkozik különböző elveken alapuló MHS ZAK fejlesztésével. Kísérleti jelleggel és tesztelési céllal több MHS ZÁK üzemel a világon ipari körülmények között, általában alállomásokon telepítve. Kiemelkedő megvalósítás az ABB Corporate Research 1,2 MVA teljesítményű zárlati áramkorlátozója. [3] Az MHS ZÁKokat alapvetően két nagy csoportra vagy típusra oszthatjuk, úm. iT/iszt ív és induktív. Az áramkorlátozás a szupravezetőben lejátszódó szupravezető-normálvezető átmeneten alapszik, amit a kritikus érték fölé növekvő áram idéz elő. Maga a szupravezető eiem mind a rezisztív, mind pedig az induktív típusban hasonlóan viselkedik: a kritikusnál nagyobb értékre növekvő áram a szupravezető elemet a zérus ellenállású szupravezető állapotból véges ellenállású normálvezető állapotba billenti. A rezisztív MHS ZÁK nem más, mint a védendő hálózatba sorosan beiktatott szupravezető elem. Normál üzemviszonyok között a szupravezető elem szupravezető állapotban van, tehát ellenállása zérus. Az elem úgy van méretezve, hogy kritikus árama kisebb legyen, mint a zárlatok során kialakuló áramok adott küszöbértéke. Ennek következtében minden zárlat esetén a korlátozó elem szupravezető állapotból normál vezető állapotba megy át, ellenállása lényegében pillanatszerfíen véges értékre növekszik. E gyors és nagymértékű ellenállásváltozás következtében képes áramkorlátozó hatást kifejteni.

ELEKTROTECHNIKA

Villamos gépek és készülékek Az transzformátor típusú induktív MHS ZAK normál (réz) vezetőből készített primer tekercselése a védendő hálózattal sorba van kapcsolva. A szekunder "tekercs" általában egy vagy több MHS gyűrű vagy üreges henger. A jó csatolás érdekében a primer tekercset és a szekunder MHS gyűrű(ke)t közös vasmagon helyezik el. A vasmag lehet nyitott vagy zárt. A méretezés alapja ebben az esetben is az, hogy a szekunderMHS gyűrfí kritikus árama legyen kisebb, mint zárlatok során kialakuló áramok adott küszöbértékéhez tartozó szekunder áram. Normál üzemi állapotban a szupravezető gyűrű szupravezető állapotban van, aminek következtében a korlátozó úgy viselkedik, mint egy, a szekunder oldalán rövidrezárt transzformátor. A primer tekercs gerjesztését gyakorlatilag teljesen kiegyenlíti az MHS gyfírű(k) által létesített ellengerjesztés. AZÁK a hálózat felé a kis értékű, gyakorlatilag elhanyagolható szórási reaktanciáját mutatja. Zárlat során a szekunder MHS gyűrű - a rezisztív típusnál mondottakhoz hasonlóan - szupravezető állapotból normálvezető állapotba megy át, ellenállása véges értékre nő. Méretezéssel beállítható, hogy a véges ellenállás olyan nagy legyen, hogy a szekunder gyűrűben folyó áram^gyakorlatilag elhanyagolható legyen, így ebben az üzemállapotban a ZAK jó közelítéssel úgy viselkedik, mint egy üresen járó transzformátor, mely a hálózat felé jó közelítéssel a nagy értékű főmező reaktanciát mutatja, ezáltal a kialakuló zárlati áramot gyorsan és az előírt mértékben korlátozza. Hosszabb időn keresztül a kutatás elsősorban az induktív (transzformátoros) ZÁKra irányult. Fentebb már említettük, hogy a szekunder "tekercs" kialakítható úgy is, hogy több MHS gyűrűből illetve üreges hengerből álljon. A rezisztív típussal összehasonlítva az induktív ZÁK előnye, hogy nem igényel hosszú szupravezető huzalt, továbbá áramhozzávezetést a hideg zónába, és nincs szükség kontaktusok létrehozására a szupravezető kerámia és a normál vezető huzal között.

NjitotiMijHupn ttenlt»(

Zírt WRiagot (beiíiits

3.ábra Szupravezetős huzal és a huzal keresztmetszeti képe

Új lehetőséget kínál a nagyellenállású fémköpenybe ágyazott MHS huzalok (valójában: szalagok) megjelenése, Id. 3. ábra. Ezekkel a speciális huzalokkal elérhető, hogy amennyiben a megadott áram küszöbérték hatására a szupravezető erek normálvezető állapotba mennek át, aminek következtében az áram vezetését a söntként működő fémköpeny veszi át, a nagyellenállású fémköpeny a kialakuló zárlati áramot képes megfelelő mértékben korlátozni. E tulajdonság felhasználásával olyan szupravezetős transzformátorok és fojtok tervezhetők, amelyek tekercsvesztesége normál üzemi körülmények között gyakorlatilag elhanyagolható, zárlati körülmények között pedig automatikusan - érzékelő és beavatkozó szervek alkalmazása nélkül - és hatékonyan képesek a kialakuló zárlati áramokat korlátozni.

Uj fejlesztési eredmények külföldön Lábra Induktív típusú MHS ZÁK sematikus rajza

Ma már nagyon sokféle alternatíva létezik az induktív típus megoldásaira. A különbségek a primer és a szekunder tekercsek elrendezésében, valamint a mágneses kör kialakításában találhatók. A mágneses kör lehet nyitott vagy zárt. (1. ábra).

Lábra MHS vastagréteg film (külső átmérő=133mm, hosszúság=125mm)

Az MHS anyagok előállítási technológiájában az utóbbi években tapasztalt meggyőző fejlődés következtében lehetővé vált rezisztív típusú áramkorlátozók megvalósítása vékony- és vastagréteg technológiával (Id. 2. ábra), valamit tömbi szupravezető alkatrészek segítségével is.

2000. 93. évfolyam 10. szám

Az eddig elkészített legnagyobb MHS ZÁK a már említett háromfázisú, induktív típusú, Bi-2212 szupravezető gyűrűkből felépített 1,2 MVA névleges teljesítményű, 10,5 kV névleges feszültségű készülék, amelyet az ABB Corporate Research készített és tesztelt egy erőművi alállomáson Svájcban. A ZÁK a kialakuló 60 kA-es zárlati áramot 700 A-re korlátozza az első félperióduson belül és az állandósult zárlati áram pedig 250 A. A ZÁK normál működési állapotba való visszatérési ideje néhány másodpercet vesz igénybe. [3] Vékonyfilmekből készített (250 nm vastagságú) ybco (YBCO) alapú 20'20 cm2 méretű resisztív áramkorlátozót a Siemens Co 0,77 kV feszültségszintre. Tervezik egy 1 MVA-os és egy 30 MVA névleges teljesítményű háromfázisú ZÁK megvalósítását. A ZÁK fényképe a 4. ábrán látható. [4]

-í.íífcraMeander típusú rezisztív MHS ZÁK fényképe működés közben {folyékony nitrogénben) a., Normál működés, a szupravezetőben folyó áram a kritikus érték alatt van. b„ Zárlat közben a szupravezető átbillen normál állapotba, jól láthatók a forrás közben keletkező buborékok, c, Zárlat elmúltával a készülék visszatér eredeti állapotába.

365

Villamos gépek és készülékek Az amerikai Lockheed Martin cég egy különleges ZÁK-ot fejlesztett ki 3 kA-es zárlati áramra 2,4 kV feszültségszinten. A készülék Bi-2223 alapú, ezüstköpenybe ágyazott tekercsből áll. [5] A General Atomics 12,5 kV-os 1200 A-es névleges értékű szupravezetős zárlati áramkorlátozót helyezett üzembe vizsgálat céljából a norwalki Southem Califomia Edison cég alállomásában. A zárlatot egy MHS kontroller érzékeli, amely az áramot az MHS tekercsre kapcsolja át. A tekercs a zárlati áramot induktív terhelésként mindaddig magár veszi, míg a védelmi készülékeket a teljesítmény elektronika be nem kapcsolja. [6]

A következő táblázat (1. táblázat) jelentős MHS ZÁK programok Összefoglalását tartalmazza. [7, 8]

Új fejlesztési eredmények Magyarországon

A témába vágó legutóbbi közleményünk óta elért eredményeink közül kiemeljük a 12 kVA teljesítményű, 0,4 kV feszültségű, háromfázisú szinkron gépcsoport védelmére kifejlesztett MHS ZAK kísérleti modellt. A modell rajza és fényképe az 6. ábrán, a gépcsoport fényképe a 7. ábrán látható. A modell egyfázisú, a háromfázisú szupravezetŐs készülék kivitelezése folyamatban van. A ZAK alkalmas a gépcsoport túl áram védelmére, valamint hirtelen rövidzárlatok elleni védelmére, egyelőre egy fázisban. A kisméretű modelleken, valamint a prototípusokon végzett mérések azt igazolták, hogy az MHS ZÁK minden típusa megfelel a bevezetőben összefoglalt követelményeknek. A 8. ábrán példaképpen bemutatjuk a Ben Gurion Egyetemen tervezett és tesztelt I kV/25 A MHS ZÁK tipikus mérési eredményeit. Zárlat során a ZÁK impedanciája az első áramcsúcs kialakulása előtt megnövekszik, ezáltal képes a 620 A független zárlati áramértéket 260 A értékre korlátozni. Az állandósult korlátozott zárlati áram csúcsértéke 200 A.

S.ábra A General Atomics MHS áramkorlátozó tekercsének fényképe

Egy példát említünk az alacsonyhömérsékletű szupravezetŐs alkalmazás megvalósítására. Japánban a Toshiba és a TEPCO cég készít rezisztív ZÁK-ot. Ez a készülék alacsony váltakozóáramú veszteségű, alacsonyhőmérsékletű szupravezető NbTi és nagy ellenállású normál fém-köpenyes huzalból készült az 500 kV-os hálózatok számára. Ez a készülék 6,6 kV/2 kA-es rendszerben működött, zárt hűtőrendszerrel. Hasonló készüléket mutatott be a GEC Alsthom cég 36 kV/210 A-es névleges értékű kivitelben. 7.ábra SuperTech MHS ZÁK és a védett gépcsoport fényképe

OtB*,

V-

HMw ' — íi !IV]

. . . . . .

)"•"Sajt

H.

ta* M

UJA

CA

0.1

n. j ; i j

IBI

w

IJ

1.1

IIHMEI.' kUJU

•wrakw

..•.

Hj-STKJuthíc M i

IW

DM

U

liJUÍAj ««•«

TÖCO CSC

.,

,.-,

!

YKO

IU

K

IJOJ

II

•00

on

l»

I«J

Ha UH

14

itm

U H

KttKUtWIJU

!J

l»t

I k

2CQ0KOW40QO

u

itn

MM-"

' -jxmín

ÍJ

.m

01

lt»

VBCO AJBIMI

Megvalósítási példa magyar hálózaton

|MVA|

0J1

fanU Hal.

UK

IM

M.;:I>B«

InüU.

UM

U4.Í/I1U.

Kta Eta

TlMiiU

IJ U

no

l«t

U H

M

lr»

IW)

Uu

Paraméierek Névleces fcsiiillscp. kV Névleges áram, A Impedancia normál üzemviszonyok

Nyitott vasmaj? 11 600 0.11

Zárt vasmac 11 600 0.05

3 2 61 630 950 3000

3 2 30 750 1100 12000 75

ÍOY&.I.D

Akiiválási áram, kA Impedancia 7ÍT]2\ alatl, ÍJ i'romcr leketes mcnclsíánia Vasmag átmérője, mm MayaísáE. mm Tömej[, kR I^prés, mm

I.IMiUHWtfevii(lH>lmi*«Ltwi£MtiaUkjcUcmiAi

2. táblázat: Az MHS ZAK paraméterei

ó.dbra a) A SuperTech MHS ZÁK sematikus rajza b) A SuperTech MHS ZÁK fényképe

366

Az alábbi megvalósítási példa az MHS ZÁK lehetséges és előnyös telepítését illusztrálja a magyar energiarendszer egyik hálózatrészében. Az MHS ZÁK által kínált lényeges előnyök: a súly, a méret és a költségmegtakarítás, kisebb zárlati teljesítményű megszakítók alkalmazhatósága nagyobb zárlati teljesítményre, valamint a hálózat hatékonyabb topológiája. Az MHS ZÁK alkalmazásának legnagyobb előnye az utóbbi. Példa kedvééit tekintsük a 9. ábrán látható, a valóságban létező elosztó hálózatot, a feltüntetett topológiával és paraméterekkel. A két alállomás külön-külön lát el egy-egy kommunális és ipari hálózatot. A fogyasztói igények növekedése mind a kommunális, mind pedig az ipari hálózat bővítését tenné szükségessé. Alternatív megoldás a két hálózat összekapcsolása. A megoldás gondolatát az adja, hogy a fogyasztási csú-

ELEKTROTECHNIKA

Villamos gépek és készülékek Természetesen a ZÁKok költségei is igen fontosak, hiszen egy megvalósítási döntésnél mérlegelni kell a telepítési költségeket, az üzemi veszteségeket, az üzemi energiaköltségeket (hűtés) és a karbantartási szükségletet, költségeket és a biztonságot. Ezeket a szempontokat egybevetve megállapítható, hogy az MHS ZÁKok versenyképesek és a magashőmérsékletű szupravezetők a közeljövő első ipari célú alkalmazásai lehetnek.

U [V]. I [A]

Irodalom [1]

Idö.s S.ábra A korlátozott áram (folyamatos vonal) és a primer (ekercsen eső feszültség (szaggatott vonal) görbéi zárlat alatt. A mérési a Ben Gurion Egyetem (Izrael) I kV névleges feszültségű MHS ZÁKján végeztük. A pontozott vonal a független, korlátozó nélkül kialakuló zárlati áram görbéjének felel meg.

csök nem esnek egybe az időben: a kommunális hálózaton a csúcsok reggel és este jelentkeznek, míg az ipari hálózaton napközben. Ugyanakkor azonban a két hálózatrész összekapcsolásával a zárlati áramok 35,5 kA értékre nőnének, amely érték meghaladja a telepített megszakítók zárlatkorlátozó képességét, tehát az alállomások összekapcsolása maga után vonná a megszakítók és más készülékek cseréjének szükségességét. A probléma hatékonyan oldható meg MHS ZÁK alkalmazásával az ábrán látható módon: az MHS ZÁK a két alállomás gyűjtősínje közé van kapcsolva. A rendszer gyenge láncszeme a kommunális hálózat megszakítói, ezért a zárlati áramokat az összekötő ágban 5,5 kA értékre kell korlátozni. A vázolt probléma megoldására alkalmas két eltérő MHS ZAKot

120 kV-os alaphálózat

[S. Semperger, I. Városi, I. Vajda, "Szupravezetös zárlati áramkorlátozók", Elektrotechnika, pp. 131-134, 1999. [2] [L.R. Lawrence, Jr., C. Cox, D. Broman, "High temperature superconductivity: the products and their bencfits", Oak Ridge National Laboratory, Sub/4500006921, 2000. [3] [W. Paul, M. Lakner, et al., 'Test of 1.2 MVA high-Tc superconducting fault current limiter", Supercon. Sci. Technoi, vol. 10, pp. 914-918, 1997. [4] [B. Gromoll, G. Ries, et al., "Resistive fault currenl limiters with YBCO films: 100 kVA functional model", IEEE Trans. Appt. Supercond., vol. 9, no. 2, pp. 656-659, June 1999. [5 ][H. Boenig, D. Paice, "Fault current limiter using a superconducting coil", IEEE Trans. Magnetics, vol. 19, no. 3, pp. 1051,1983. [6] [E.M. Leung, H. Boenig, B. Burley, et al., "Design and development of a 15 kV, 20 kA HTS fault current limiter", IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 10, no. 1, pp. 985, March 2000. [7] [E.M. Leung, "Superconducting Fault current limiters", IEEE Power Engineering Review, pp. 15-18, August 2000. [8] [E.M. Leung "Surge protection for power grids", IEEE Speclrum, pp. 26-30, July 1997. [9] [V. Meerovich, V. Sokolovsky, S. Goren et al., "Application of inductive HTSC current limiters in distribution networks", Inst. Phzs. Conf. Ser. No. 158, vol. 2, pp. 1227-1230, 1997. [10] [V. Sokolovsky, V. Meerovich, I. Vajda, et al., "Operation of an HTS fault current limiter in an asymetric three phase system", Inst. Phys. Conf. Ser. No. 167, pp. 963-966, 1999.

t„-12t)0 A 11 kV-os tob zat

^ I n -3x400 A

l n -4\5U0 A

Ipari hálózat

ZÁK

EGY SZÁLLÍTÓTÓL!

Azárhtíáiam 14,í kA

A zárlati áram 21 kA

—Í^A-

VUICRT

IPARI és HÁZTARTÁSI kategóriájú Raychem önszabályozó fűtőkábelek

Kommunális hálózat

- Q 0 ~ Tranrcformátor

Megszakító

Fagyvédelemre, höntartásra, temperálásra: Ereszcsalo mákhoz tevezetőcsövekhez

Melegvízhez

C'övezí'iékeUu-:

9.ábra A vizsgált hálózatrész kapcsolása

terveztünk, az 3. ábrán látható variánsoknak megfelelően. Az MHS ZÁKok paramétereit a 2. táblázatban foglaltuk össze. Az adatokból megállapítható, hogy a ZÁK megépíthető 700 mm átmérőjű MHS gyűrűkből, amelyek súlya többszörösen kisebb, mint a transzformátor súlya. [9] A fenti vizsgálat egy átfogó megvalósítási tanulmány részét képezi, melyben gazdaságossági elemzési is végeztünk, erről a közeljövőben megjelenő dolgozatban kívánunk beszámolni. így például egy választott zárlatkorlátozó fojtó és egy tervezett MHS ZÁK összehasonlítása alapján 30 éves időtartamra kiszámított költségek alapján elérhető megtakarítás mintegy 40%.

Következtetés Az MHS ZÁK prototípusainak vizsgálatai 10 kV hálózatokon eredményesen zárultak és bebizonyították, hogy megfelelnek a technikai követelményeknek. A gyors működés következtében hatékonyan képesek korlátozni az első zárlati áramcsúcsot és elegendően gyorsan képesek az alapállapotba visszatérni. [10]

2000. 93. évfolyam 10. szám

Tárolótartályhoz FiítöalaJ-vezetékhez

Lépcsőkhöz, járdákhoz lejárókhoz, iehajiókhoz

Forgalmazás és információ:

VILLERT Rt. Szerelési anyag és Kisfeszültségű készülék Üzletág és Szakholt 1072 Budapest. Király u. 57. Td./F.ix. 342-2100 (6 vonal]

367

Szemle

Viták az atomerőművek megszüntetéséről

Az atomenergiát a Föld lakossága sajnos a Japánra ledobott két atombomba, majd a hidegháború felszíni és földalatti atomrobbantások hírein keresztül ismerte meg. Mindezek a közvéleményben félelmet és negatív megítélést váltottak ki. Az atomenergia békés felhasználásáról több nemzetközi konferencián tárgyaltak. Ezeken egyértelműen megerősítették, hogy az atomenergia békés felhasználásának van jövője. Előfeltétel azonban az atomerőművek biztonságos, balesetmentes működtetése, a radioaktív hulladékok védelme és biztonságos tárolók kialakítása. Az atomenergia békés célú felhasználásához szorosan kapcsolódó problémák megoldásában kiemelt szerepe van a nemzetközi együttműködésnek. Az atomenergia jövőjét meghatározó kérdések nemzetközi megvitatására 1999. őszén az Amerikai Energiaügyi Minisztérium Denverben nemzetközi konferenciát szervezett. Ezen a konferencián elhangzott, hogy az atomenergia jövőjét meghatározó problémák megoldásával lehet a Föld lakóinak életét biztonságosabbá és elfogadhatóbbá tenni. Megfogalmazódott továbbá az a követelmény is, hogy az atomenergiára vonatkozó döntések meghozatalában a szakemberek és a tudósok szava legyen a döntő, ne pedig a politikusoké. Ez utóbbi fényében érdemes figyelemmel kísérni a Németországban zajló vitákat. A német kormány az atomenergiából való kiszállást törvényileg szándékozik szabályozni, bár ezidcig az érdekelt erőművekkel és áramszolgáltatókkal nem sikerült megegyezésre jutnia. Nyilvánvalóan a kormányzat nehezen talál jogilag is biztos utat a kártalanítás nélküli kérdésekre, az üzemeltetők akarata ellenére. A zöld koalíciós partner 25 évben korlátozná az atomerőművek működési idejét, továbbá egyes atomerőművek üzemeltetéséhez hozzájárulna, ha időközben néhány erőművet leállítanának. Az EnBW, RWE, VEBA és VIAG vezetői ezt a javaslatot elutasítják, ragaszkodnak a 35 éves kifutási időhöz. 1999. szeptember 29-én 600 professzor követelte a kormányzathoz eljuttatott memorandumban az atomenergia nagyon komoly újraértékelését, a hetvenes és nyolcvanas évekből származó párthatározatoknak a mai jogosultság felülvizsgálata nélküli végrehajtása helyett. A memorandum tíz pontban sorakoztatja fel érveit az atomenergia megszüntetése ellen. Első sorban említi a biztonságtechnika fejlődése mellett a környezeti problémákat és a német ipar technológiai előnyének, exportképességének megtartását. A hetvenes és nyolcvanas években az atomenergia elfogadásának válsága a politika területére is átcsapott. A tudomány és az ipar az elutasítás ellenére hatalmas erőfeszítéseket tett a nukleáris biztonságtechnikajavítása érdekében. Az utóbbi tíz évben milliárdos beruházásokkal a német atomerőművek a világ élvonalába tartoznak. A klíma problémák sem hanyagolhatok el. Németország vállalta, hogy 2010-re a környezetet károsító gázok kibocsátását 21%-kaf mérsékli. Az atomenergiáról való lemondás jelentősen kiélezi a gázkibocsátás csökkentés követelményeit. Ameddig az atomerőművek alternatívája csak a gáz vagy szenes erőművekként áll rendelkezésre, az atomenergiából való kilépés megoldhatatlan problémák elé állítja Németországot. A világban azonban továbbra is létesítenek atomerőműveket. A kilépés a német vállalatok export esélyeit is veszélyezteti. A német technológia, különösképpen a biztonságtechnika elveszti nemcsak a piacot, hanem a befolyását is a további fejlesztések területén.

368

Az atomenergia Németországban, mindenek előtt az ipar számára fontos támpont. A nemet villamos energia kapacitás egy harmadának kiesését takarékossággal kompenzálni lehetetlen, ezért csak két alternatíva lehetséges: újabb hagyományos erőművek létesítése, amely nagyobb környezeti megterheléssel vagy magasabb energia költséggel párosul, továbbá az energia import. Mindkét esetben Németország ipari bázisa meggyengül és iparágak külföldi további kitelepülése is várható. Időközben az EU piac a Kelet-Európai bővítéssel még növekedni fog, a kieső atomenergiát belföldön áram-importtal fedezni nem lehet. A különböző energia-rendszerek környezeti hatásának vizsgálata egyértelműen kimutatta, hogy az atomenergia kisebb terhelést jelent a környezetben mint bármilyen más szokásos energia-termelési folyamat. Az atomenergia kiváltására számbavehető megújuló energiaforrások területén jelentős, hosszú távú kutatások szükségesek, mert jelenleg a berendezések még nem piacérettek. Az atomenergia kiiktatására akkor érdemes intézkedést hozni, ha a megújuló energiaforrások felhasználásának esélyei megnövekednek. A memorandum szerint a koalíciós szerződésben lefektetett szándék, hogy az atomenergia felhasználás megszüntetését visszafordíthatatlanná teszik, a legnagyobb mértékben nem demokratikus, ráadásul logikátlan. Egy ilyen évtizedekre elhúzódó fejlesztés esetén a jövő generációnak a saját döntési lehetőséget tudatosan nyitva kell hagyni, mindenek előtt a technikai tudomány fenntartása és továbbfejlesztése által. A jelenleg működő atomerőművek évtizedes továbbüzemel tetése, a leállás vezénylése, a keletkező radioaktív hulladék kezelése felelősséggel csak jól képzett szakszemélyzettel végezhető el. Ezek képzése a nukleáris tudományra és kutatásra hárul, a felkészítés fenntartható minőségű oktatását Németországban biztosítani kell. A tudósok kijelentik, hogy az energiapolitika egyszerűsítése egy technológiából való "kilépés"-re, szegénységi bizonyítvány. A technológiai váltás akkor teljesen normális, ha egy jobb alternatíva áll rendelkezésre. Aki az atomenergiából "ki akar lépni", egy megvalósítható, jobb energiapolitikát kell javasolnia és ehhez a demokráciában szükséges támogatást is meg kell szereznie. Előbb az újról és körülményeiről való döntés vezet a meglévők pótlásához. A professzorok memorandumával összecseng a VDI állásfoglalása is. Az 1999. szeptember 28-i VDI állásfoglalás kinyilvánítja, hogy "a német klíma- és környezetvédelmi célok az atomenergia megszüntetésével összefüggésben nem elérhetők". A VDI emellett rámutat arra, hogy az energia rendelkezésre állás minden formája ár és egyéb problémákkal bír: "A fosszilis tüzelőanyagoknál az emisszió, a tartalékok kimerülése és közben a maradandó beavatkozás a természetbe, az atomenergiánál a sugárzásveszély és a megújuló energiáknál a berendezés létesítésekor a nagy tőke és anyagráfordítás jelentkezik." A memorandumot aláíró tudósok dialógust ajánlanak a kormányzatnak. Tudásukkal hozzá akarnak járulni a jövőképes energiapolitika kifejlesztéséhez, amely a gazdasági, környezetvédelmi és szociális célokat egyforma mértékben fogja számításba venni és az országot előbbre vinni, továbbá mint a tudományban és a technikában vezető ország erőit értelmesen használja fel. (Stromthemen November 99. Nr65 száma alapján „Memorandum gegen Austieg) Bárki Kálmán

ELEKTROTECHNIKA

Hírek

A koronasugárzás megfigyelésének űj eszköze Dr. Jermendy László

A nagyfeszültségű technika alapvető jelenségének a koronasugárzásnak a megfigyelése, az általa okozott számtalan hatásnak a nyomon követése különféle okok miatt igen lényeges. A nagyfeszültségű laboratóriumi méréseknél szinte elkerülhetetlen, hogy a szigetelők, berendezések, vezetéksodronyok környezetében kialakuló elektromágneses erőtér számított, vagy gyakorlati tapasztalatokon alapuló elrendezéseinél a ténylegesen fellépő kritikus helyeket meghatározzák, ahol a sugárzási gócok megjelennek. A legismertebb kedvezőtlen hatások a szigetelőket roncsoló részívek, a korona nagyfrekvenciás zavarai, a fellépő veszteségek, a hallható zajok, a keletkező bomlástermékek. Emellett a koronasugárzás megjelenéséhez és kialvásához tartozó feszültségértékek segítséget nyújtanak a diagnosztizáláshoz is. E jelenségek megfigyeléséhez speciális mérőeszközök, illetve mérési módszerek fejlődtek ki. Gyakran szabványosított eljárások kívánják meg a keletkező káros jellemzők számszerűsítését. Ily módon a sugárzott zavarok esetében rádiózavar feszültség meghatározása, magasabb frekvenciáknál a televízió sávjába cső hasonló paraméterek meghatározása, a kritikus pontokon fellépő korona vagy kapacitív kisülés jellemzői szolgálnak tájékoztatásul. Amennyiben a fellépő hallható zajok is kellemetlenséget jelenthetnek akusztikai mérések egészítik ki a kepet. A távvezetéki sodronyok kialakítását, a kötegvezetők elrendezését, felületi minőségük mértékét jellemzi a fentieken túl a koronaveszteség értéke. A szerel vény fejlesztések kritikus pontja, hogy a névleges feszültség felett is bizonyos tartományban még ne lépjen fel korona. Aküszöb-kial vasi jellemzők adják meg azt a biztonságot, amin belül még nem kell számítani a korona megjelenésére. A fent említett paraméterek általánosságban jellemzik nagyfeszültségű szempontból az egyes távvezetéki részegységeket, vagy berendezéseket. A fejlesztés elengedhetetlen része, hogy a sugárzás keletkezésének helyét és intenzitását be lehessen határolni. Erre a célra, gyakorlatilag csak laboratóriumi felhasználásra korábban kifejlesztettek egy fénysokszorozőt, amit teljes sötétség esetén lehet használni. Ez a maradék fenyerősítő lehetővé teszi, hogy normál fényképészeti úton rögzíteni lehessen egészen kis sugárzásokat is. Hátránya a vizsgáló berendezésnek, hogy a sugárzási hely meghatározása, és fényképen rögzítése további eljárásokat igényel, illetve a berendezés infravörös érzékenysége sok elővigyázatosságot kíván használat közben. Elvileg üzemkozbeni használati céllal indult egy Lascr-Doppler vibrometer fejlesztésére japán próbálkozás, ami visszacsatolás révén a mozgó távvezetéki szigetelőre irányított sugarat rögzíti a megfigyelési ponton és az információt hordozó visszavert sugár demodulálásával a sugárzás miatt keletkező vibrációt hivatott rögzíteni. A berendezés bonyolultsága és a kiértékelés bizonytalansága miatt nem terjedt cl ez a módszer. A másik lehetőség korona hőhatását kihasználó thermovíziós megfigyelés nagy távolságból szintén értékelhetetlen képet ad. Az utóbbi időben hírek érkeztek arról, hogy több fejlesztési fázis után olyan koronasugárzás detektáló készüléket fejlesztettek ki, ami a koronajclenség nappali fényben való megfigyelését is lehetővé teszi. A berendezés működési elve szerint a koronának a látható fény frekvenciatartományába eső spektruma jellemző az ionizált gázra. Levegőben, ami lényegében nitrogén gáz, a látható spektrum gya-

Dr. habit Jermendy László okl. villamosmérnök, VEIKI-VNI, Kft., MEE tagja

2000. 93. évfolyam 10. szám

korlatilag az ultraibolya tartományba, azaz 280-400 nm közé esik. Azonban az energia kisebbik hányada a 280 mm alá jut. Ez a hullámhosszúság már a napfény láthatatlan része. Ezt a tartományt használja a berendezés a korona detektálására.

J.fotó: A korona detektálása nappali fényben.

A berendezés egy bonyolult lencse és szűrőrendszeren át vetíti az ultraibolya fényt két optoelektromos, egy fekete-fehér és egy színes kamerára. A fekete-fehér kamerát használják a korona detektálására a látható fény tartományán kívüli spektrumában, a jel erősítése a detektorra érkezés előtt történik. A keletkező kétdimenziós képet ezután rávetítik a másik úton érkező színes képre és az összemásolt két kép adja a kamera kimenő képét. Ezt a képet a keresőben azonos idejűleg lehet látni. Aképct videorekorder, vagy komputer rögzítheti a későbbi kiértékelés céljából. A nagyfeszültségű berendezések korona szempontjából való megfigyelését ez a berendezés lényegesen megkönnyíti. Segítséget nyújt

2.foió: Sugárzó helyek rögzítése a 4(X) kV-os kompo/it szigetelőlánc alján nappali megvilágítás mclictt

369

Hírek a szigetelési problémák azonosításában, villamosán nagy igénybevételű helyek meghatározásában, rádiózavarási problémák feltérképezésében, laza szerelvények kimutatásában, törött sodrony elemi szálak, hibás ívvédő szerelvények kritikus helyének rögzítésében, a szigetelőkön átívelési helyek, szennyezési problémák és egyéb koronajelenségek behatárolásában. Mivel a berendezés mozgóképet ad a korona fluktuálásának mértéke is követhető. 5 pC nagyságú kisülés már láthatóvá válik a keresőben. A nappali fény melletti alkalmazás kifejezetten megkönnyíti vagy talán jobban mondva egyszerűen lehetővé teszi az üzemközbeni alállomási vagy vezetékmenti alkalmazást. Egyéb berendezéseknél megkönnyíti a képalkotást.

HOFEKA Elektromos Ipari és Kereskedelmi Kft.

3. fotó: Korona a szerelvények széleinél alállomáson rögzítve.

Mindezek az előnyök jelentették azt a többletet, ami miatt a közelmúltban az OM Kutatás- Fejlesztési Helyettes Államtitkárság támogatásával létrejött a Villamos Nagylaboratóriumok Kft. és a Dél-Afrikai Eskom áramszolgáltató között egy államközi szerződésen alapuló tudományos és technológiai (TcT) együttműködés a nagyfeszültségű távvezetéki szigetelők diagnosztizálási módszerei további lehetséges eljárásainak kidolgozására. A távvezetéki szigetelő diagnosztika hazai lehetőségei mellett elérhető legfrissebb eredményekről a Jermendy, L., Fogarasi , L: Detection of Insulator Ageing, IEEE Budapest PowerTech, Budapest, Aug 29-Sept. 2.1999. p 1-6. közlemény számolt be. Ismerteti az üveg és porcelánszigetelőknél alkalmazható diagnosztikai módszerek lényegileg laboratóriumi eredményekre alapozott, az öregedés szempontjából jellemző paramétereit. Továbblépés igénye két irányban fogalmazódott meg. Egyrészt a kompozit szigetelők elhasználódásának műszeres kimutatása, másreszt a veszélyessé váló szigetelők hálózaton való előzetes szelektálásának szükségessége merült fel. Az első irány megvalósításához az Eskom hálózatához való hozzáférés igen fontos, hiszen ott a 132-765 kV-os feszültség szintén a közel 27000 km hosszú hálózaton nagyrészt kompozit és ebből adódóan régóta, különféle évjáratú és eltérő technológiával készült szigetelőt alkalmaznak. Az üzemközbeni hibafcltárás, a legjellemzőbbnek ítélhető koronasugárzást okozó helyek nappali behatárolását, a további vizsgálatot igénylő szigetelők kiszűrését teszi lehetővé. Ezen kétoldalú együttműködés első fázisa azzal kecsegtet, hogy lényeges előrelépés történhet a helyszíni távvezetéki diagnosztika területén. A viszonylag drága készüléktől minden bizonnyal minőségi ugrás várható a koronasugárzás detektálása területén. A mellékelt képek jelzik, hogy az egyszerű alkalmazású koronavizsgáló készülék (l.fotó) a nappali fényben is jól detektálja a 400 kV-os szigetelőlánc alján a kompozit szigetelőn kialakuló sugárzó helyeket (2,fotó), illetve a szerelvények éles széleinél fellépő koronát a távvezetékoszlopon a viszonylag nagy távolság ellenére Ís.(3 .fotó)

370

Statikus és dinamikus rendszerek 1 Gazdaságos APOSTAR AR: 3...60 kVA ^

Igényes APOSTAR AS: 80...400 kVA

1

Professzionális UNIBLOCK: 150...1670 kVA Képviselet: ******* Kft. 1106 Budapest, Juhász u. 25-27. Tel./Fax: 222-1987

ELEKTROTECHNIKA

Villamos energia

A villamos energetika szerepe a globális fejlődés fenntarthatóságában Krómer István D. Se.

Miközben a villamosenergia-ipar eddigi történelme legnagyobb átalakulását éli át a piacosításában élenjáró országokban, a második évezred küszöbén a világ fejlődése szempontjából nagyjelentőségű kihívással kell szembenéznie. A világ továbbnövekvő energiaigényét oly módon kell kielégítenie, hogy a környezet terhelésének további növekedése esetére feltételezett környezeti katasztrófa elkerülhető legyen. A fejlődés alakulását az energetika piacosítása alapvetően befolyásolni fogja, mivel a környezetet kevésbé terhelő technológiák bevezetése csak megfelelő versenyképesség esetén lesz lehetséges. A technológiai fejlesztéseknek azonban nemcsak a költségek csökkentését kell biztosítani, de hozzá kell járulniuk a lakosság helyes energiatudatának kialakulásához is.

2. A környezetterhelés növekedésének megállítása Szakértői vélemények szerint az üvegházhatású gázok közül a legkomolyabb hatást (az összes hatás mintegy 2/3-át) a széndioxid koncentráció növekedése jelenti, amely a jövő században elérheti az iparosítás előtti szint kétszeresét is, ami a jelenlegi szintnél 50%-kal lesz magasabb. Ha a CO2 kibocsátást befolyásoló tényezőket - a Kaya azonosság segítségével - megjelenítjük, akkor érdekes betekintést kapunk az energetika széndioxid kibocsátásának lehetséges fejlődési tendenciáiba.

N

1. Energiaigények növekedése A jövőbeli energiafogyasztásra vonatkozó prognózisok az alapfeltételezésekben mutatkozó különbségek miatt nagyon eltérő következtetésekre jutnak. Különbségek vannak a gazdasági növekedés, a technológiai fejlődés, a gáz és kőolaj rendelkezésre állása és nem utolsó sorban a nemzetközi együttműködés lehetőségei tekintetében különösen a környezetvédelem területén. A világ energiafogyasztásának növekedése 1985 és 1998 között évente átlagban csak 1,5% volt, köszönhetően a korábbi keleti blokk országaiban tapasztalt nagymértékű visszaesésnek. Enélkül közel 2,5% lett volna az éves növekedés üteme. Míg a világ népességének 24%-át kitevő fejlett ipari országok a kelet-európai és a volt szovjet államokkal együtt a teljes fogyasztás 70%-át jelentették, addig a világ népességének 76%-ára csak az energiafogyasztás 30%-a jutott. Előrejelzések szerint 2020-ig az évi növekedés átlaga 2,1% körül várható. A fejlődő országokban nagyobb (3,6%), a fejlett országokban pedig kisebb (1,1%) lesz a növekedés. 1997-ben a teljes primer energia felhasználás 37%-át fordították villamosenergia-termelésre. Ez 17,5%-ban nukleáris, 18,5%-ban víz- és 64%-ban hőerőművi termelést jelentett. A teljes szén fogyasztás 60%-át használták fel villamosenergia-termelésre. Ez a mennyiség abszolút és relatív értékben egyaránt egyenlőre évről-évre nő. 2020-ig a villamosenergia-fogyasztás várhatóan csaknem megkétszereződik évi átlagosan 2,5%-os növekedéssel. Ezt követően az évi növekedési ütem valószínűleg 2% alá csökken. így is 2050-ben a világ villamosenergia-fogyasztása a jelenlegi 3-4-szerese lesz. A számokból következik, hogy a villamosság részaránya a 21. században tovább nő. A növekedés a leggyorsabb a fejlődő országokban (4,4%), a leglassabb pedig várhatóan a volt szovjet államokban és Kelet-Európában lesz (1%). A növekedés egyik legsúlyosabb problémája az, hogy milyen módszerekkel lehet a vele együttjáró környezetterhelés növekedésének mértékét korlátozni. D. Se Krómer István okl. villamosmérnök, a műszaki tudomány doktora, MEE elnöke Az Induslria 2000 alkalmából rendezett MEE napon elhangzott előadás szerkesztett változata.

2000. 93. évfolyam 10. szám

C N GDP Qpr

GDP

Ö

a kibocsátás tömege, gC a népesség száma, fő bruttó hazai termék, USD primer energia felhasználás, MJ

Az összefüggés jobboldalának harmadik tagja a gazdaság energiaintenzitásának, negyedik tagja pedig az energetika szénintenzitásának felel meg. Ha a Kaya azonosság egyes komponenseinek hosszú távú változását vizsgáljuk, megállapítható, hogy a világ népessége az elmúlt 50 évben megkétszereződött és ugyanez várható a következő öt évtizedben is, ami körülbelül 10 milliárdos lakosságot fog eredményezni a Földön. Ez évi átlagos növekedési ütemben 1,3%-ot jelent. Közben a gazdaság energiaintenzitása, illetve az energetika szénintenzitása pedig évi 1,3, illetve 0,5 százalékkal csökken átlagban. Ezzel a globális széndioxid kibocsátás korábbi évi átlagos 1,7%-os növekedési üteme 0,8%-ra, mintegy a felére csökken. Hosszabb távon az energetika szén intenzitása csökkenésének évi mértékét azonban 1 %-ra kell növelni. Ez természetesen csak a villamosítás részarányának további növelésével biztosítható. A dekarbonizáció végleges célja egy villamos energia - hidrogén alapú energia szerkezet kialakítása (1. ábra). Mivel a fejlett országok erőfeszítései önmagukban nem túl sok eredményt hoznának, nemzetközi erőfeszítések kibontakozása van folyamatban. A szénintenzitás jóval a világ átlag (0,7 tC/tOe) felett van Kínában, Indiában és az USA-ban (0,9*1,1 tC/tOe), Franciaországban pedig jóval alatta (0,35 tC/tOe). A valóság egyelőre azt mutatja, hogy a CO2 kibocsátás gyakorlatilag mindenütt folyamatosan növekszik. De reménykeltő prognózisok is napvilágra kerültek már, amelyek a jövő század első felében nemcsak a növekedés lelassulását várják, de a csökkenés kezdetét is, és mindez nem terhelné nagyobb mértékben a gazdaságot, mint a világ GDP-jének 0,5 százaléka. Nem elhanyagolható, hogy a fejlődő országokban a háztartási és ipari energiafelhasználás területén jócskán nagyobb lehetőségek vannak a CO2 kibocsátás csökkentésére, mint a villamosenergia-termelésben.

371

Villamos energia felfutást, de különböző teljesítménynövelő megoldásokkal a meglévő berendezések esetében is versenyképes.

4. A villamos energetika fejlődési irányai

/. ábra: A primer energiafogyasztás hirdrogén/szén aránya.

3. A dereguláció hatása a villamos energetikai technológiákra A 80-as évek második felében kibontakozó technológiai fejlődés különösen a gázturbinák területén és a földgáz árának csökkenése megalapozta a piaci verseny bevezetésének lehetőségét, de igényét is egyben a villamos energetikában, ahol a hagyományos reguláció előnyei már kimerülőben voltak, és nem ösztönöztek továbbfejlődésre. Nem szabad elfelejteni, hogy a megbízható és teljes körű villamosenergia-ellátás kialakulásában nagyon lényeges szerepet játszott a reguláció, amelynek fő funkciói, mint a befektetések kockázatmentessége, a villamosenergia-rendszerek tervszerű kiépítése, vagy teljes területi kiterjedésének biztosítása mára elvesztették jelentőségüket. A továbbiakban a piacon elérhető ár fogja alapvetően meghatározni a szereplők magatartását. Szemben a jól tervezhető vertikálisan integrált villamosenergia-rendszerekkel, a dereguláció eredményeként a korábbi rendszer részekre tagozódik és az új egységeknek önálló érdekeik vannak és ezek a továbbfejlődés során egyértelmű kifejezést nyernek. Annak érdekében, hogy a piaci motiváció ne vezessen megengedhetetlen torzulásokhoz, állami intézkedésekkel szükséges továbbra is megfelelő piackonform részszabályozásokat létrehozni (pl. nukleáris biztonság, grid code). A piaci körülmények között az atomerőművek is kényszerülnek alacsony költséggel üzemelni, ugyanakkor a biztonság nem csökkenhet. A rendszer biztonságos működéséhez megfelelő tartalékképzés, szabályzási teljesítmény, meddőszolgáltatás, újraindítás rendelkezésre állása szükséges. A befektetőket úgy kell motiválni, hogy részt vegyenek ezekben a rendszerszintű szolgáltatásoknak a biztosításában is. A piaci verseny megnyitása változásokat indukál az erőművi technológiák területén is. A korábban alapterhelésre tervezett blokkokat az üzleti célok elérése érdekében célszerű lehet gyorsan le és felterhelhetővé átalakítani. Természetesen ez negatív következményként a berendezések gyorsabb elhasználódását is jelenteni fogja és növeli a karbantartási költségeket. A beavatkozás két szintet érinthet. Egyrészt meg kell valósítani a szükséges informatikai fejlesztéseket az erőművek üzleti/kereskedelmi működésének biztosításához. Másrészt pedig a technológiai folyamatok automatizálását tovább kell fejleszteni, csökkentve a kezelői beavatkozások szükségességét. A magasabb szintű automatizálás a berendezések gyorsabb elhasználódását is mérsékelni tudja, ami az üzleti esélyeket is javítja és jelentősen hozzájárulhat a környezetvédelmi követelmények kielégítéséhez. Acsúcsigények azonnali (spot) piaci magas árfekvése következtében az erőművek csúcsteljesítményének növelése alapvető üzleti érdekké vált. Ez nemcsak a csúcs gázturbinák piacán jelent jelentős

372

A környezeti problémák megoldására éppen maga a villamos energetika a legalkalmasabb, mivel viszonylag rugalmasan biztosítja egy általánosan használható energiahordozó és a természetben található különböző primer energiaforrások felhasználása között a megfelelő arányok kialakítását. Az elkövetkezendő évtizedekben a megépítendő erőművek technológiájának biztosítani kell az átmenetet egy széntől kisebb mértékben függő energia háztartásba. Rövid távon a CO2 kibocsátás csökkentése érdekében a hangsúly a földgáz használatának előretörésére tevődik át, ez azonban hátráltathatja más alacsony vagy nulla széntartalmú technológiák fejlődését. 2010-ig közel 1000 GW új erőművi teljesítmény üzembe helyezésére lehet számítani, amelynek 1/3-a gáztüzelésű, mintegy negyede széntüzelésű hőerőmű, egy ötöde vízerőmű, közel 10%-a atomerőmű és 5%-a olajtüzelésű erőmű lesz, a fennmaradó részt egyre nagyobb mértékben megújuló energiaforrásokból kell fedezni. Nagyobb előrehaladás várható a szél, a biomassza és a geotermikus energia hasznosítása területén. Az új létesítmények földrajzi eloszlása érdekes képet fog mutatni. Ázsiában több mint fele épül az új erőműveknek, míg Észak-Amerikában és egész Európában együttesen alig az egy negyede, Latin-Amerikában és a Karibi térségben mintegy 10%-a, a Közd-Keleten ennél alig valamivel kevesebb, míg Oroszországban és a többi szovjet utódállamban összesen csak 3%-a. U-JmiüirdlM

mttíikttt

1990

2020

2050

2. ábra: Prognózis a világ primer energiafogyasztásának összetételire (WEC/IIASA közepes növekedési szeenárió).

Mivel a közeljövőben nem számíthatunk a megújuló energiaforrások és az atomenergia térhódításának rohamos növekedésére (2. ábra), így a szén intenzitás csökkenésében a fosszilis tüzelőanyagok jobb hatásfokú felhasználásának is lényeges szerep jut. A fejlődés hajtóerőit és az általuk meghatározott fejlesztési igényeket és feladatokat a 3. ábrán foglaltuk össze. A fejlődés hajtóerői napjainkban elsősorban a költségek csökkentését és a piaci alkalmazkodó képesség növelését állítják előtérbe. Ezért nagy jelentősége van a hatásfok és a teljesítmény növelésnek, az élettartam meghosszabbításnak és nem utolsósorban az üzemeltetési és karbantartási költségek radikális csökkentésének. A globális környezeti problémák helyes megítélése érdekében tovább kell folytatni a környezeti bizonytalanságok tisztázására irányuló kutatásokat és a lakosság számára olyan képet kell kiELEKTROTECHNIKA

Villamos energia senyelőny megtartása érdekében nagy fejlesztési erőfeszítések történnek a hatásfok javítása érdekében elsősorban a kombinált ciklus alkalmazásával. A továbbfejlesztési lehetőségeket a 4. ábrán mutatjuk be. Ezektől azt várják, hogy néhány éven belül a 60%-os hatásfok is meghaladható lesz. A terjedő decentralizált, helyi energiatermelés kedvezőtlen környezeti hatását a jelenlegi technológiák továbbfejlesztésével kell megelőzni. Az erőművi technológiák fejlesztése mellett a meglévő hálózatok jobb kihasználása, a szállítási problémák megoldási lehetőségeinek bővítése érdekében a flexibilis váltakozó áramú rendszerek (FACTS) fejlesztése továbbra is kiemelt feladat és újból előtérbe került az elosztott energiatermeléssel kapcsolatban a nagyfeszültségű egyenáramú átvitel kiterjedtebb alkalmazása. A legfontosabb erőművi technológiák műszaki és gazdasági fejlődési tendenciáit az I. táblázatban foglaltuk össze. Itlltmrf*

OSIOOO-V

Síi .t JCÍ Ruaitua 1. tKkvaeU f ánm4yúj(daín L Hlfuix* uaniital htftttnm U Eanulius iddtwtfe 1

VtócVOtffrjkoaí Ér iniavC4cImi ouUly

Vwu&oiA tutivHiyak

OS2000-E

OS200I-V

OSJ001-H

OS 2001 S

OS 2P0I-E

OS1001-R

250 V-

+00/230 VJOHl MM A ÍMI6J0A

406710 V50 Hl «0A

400/250 V10 Hz IMA

3J0V-

2)0 V-

ISIM )i

likA ll MtA

lObA ll 20 KA

e

JO H l 200 A

IMA

10 M

lOkA ll

li 30 tA

wiwMMkirn L

HM

JOOA nuUOA IDU ll

0 OA 6kA ll

IP«le(le!jet>blPS1 1.

MSZEN6O4»-]:1MJ MSZ IEC J2« ITOO wvlMii • bMplitu mrtfi. •Muirtutk kítEOlekck icrmtUitóvinyii Vilim™ vizigálm* a e l í n MSZ IS13-I ]9«l - I M ( I W I )

/. tói/áiű/.-Villamosenergia-lcrmelö berendezések fejlődési trendje*. 3. ábra: A fejlődés hajlőerői, fejlesztési igények és feladatok.

alakítani, amely lehetővé teszi a rendelkezésre álló erőforrások teljes körű hasznosítását. Az az egyszerűsítő feltételezés, hogy az energiatakarékosság és a megújuló energiaforrások fokozottabb hasznosítása biztosítani tudja a fejlődés fenntarthatóságát és a környezeti problémák megoldását az elkövetkezendő néhány évtizedben, nem reális. Valamennyi primer energiaforrás felhasználására szükség lesz. Itt jegyzendő meg, hogy az elmúlt negyedszázadban az atomerőművek 2 milliárd tonna CO2 kibocsátástól kímélték meg a Földet. A kockázatok csökkentése és az erőforrások legjobb felhasználása érdekében az energia-gazdaság-környezet trilemma megoldásához a megoldások portfoliója szükséges. Ezért a fejlesztési feladatok is rendkívül széleskörűek és nagyon sok szénbázisú technológiát is magukba foglalnak. Kiemelt célkitűzés, hogy a szénbázisú technológiák a tüzelőanyag hasznosítás és a költségek tekintetében versenyképesek legyenek. A környezetvédelmi követelményeket kielégítő szénbázisú erőműveknek a szabályzó erőművek között várhatóan továbbra is jelentős szerepük lesz. A földgázbázisű erőművek területén mutatkozó óriási konjunkturális lehetőségek kihasználása és a ver-

4. ábra: CCGT hatásfok növelés.

2000. 93. évfolyam 10. szám

A táblázatban átlagos nagyságú berendezésekről adunk tájékoztatást, ami természetesen azt jelenti, hogy ezeknél nagyobb, hatékonyabb, a fejlesztés csúcsait jellemző megoldások is lesznek. Látható, hogy a széntüzelésű és a gázturbinás erőműveknél a hatásfok növelését a beruházási költségek emelkedésével lehet csak biztosítani. Ugyanakkor valamennyi fosszilis tüzelőanyag bázisú erőmű esetében csökkenni fognak az üzemeltetési és karbantartási költségek. A versenyképes alaperőművi ár az új évezred első évtizede végére 2 dollár cent/kWh körül várható. Az atomerőművek fejlesztése egyebek között az egyszerűsített passzív biztonságú rendszerek, kisebb egység teljesítmények és a moduláris hélium hűtésű reaktor irányában, egyrészt azt szolgálja, hogy az atomenergetika visszanyerje a közvélemény bizalmát, másrészt, hogy az eddigieknél szélesebb körű alkalmazást nyerhessen például helyi kapcsolt energiatermelést végző erőművekben is. A fejlesztés eredményeként lényegesen csökkenteni lehet majd a beruházási költségeket és az üzemeltetési és karbantartási költségek területén is várható megtakarítás. Ajövő hidrogénbázisú energetikájára történő átmenetben nagy reményeket fűznek a tüzelőanyag cellák alkalmazásának. Gázturbinával kombinálva a tüzelőanyag cellákat 70%-nál nagyobb erőművi hatásfokot is elérhetőnek tartanak. A tüzelőanyag cellák alkalmazásával kapcsolatosan jelenleg fennálló problémák: nagy gyártási költség és rövid üzemidő a jelenleg folyó K+F erőfeszítések fényében valószínűleg már a közeljövőben enyhülni fognak. A fajlagos költségek a jelenlegiek nagyjából felére: 400^00 $/kW-ra csökkenthetőnek, az élettartam pedig erőművi berendezések esetén 40.000 órára növelhetőnek látszik. Nem kisebbek a fejlesztési feladatok a költségek és a hatékonysági jellemzők szempontjából a megújuló energiaforrások esetében sem. Mai ismereteink szerint a széndioxid emisszió növekedésének megállítása és a csökkenés kezdete csak a nukleáris és a megújuló energiaforrások egyenként legalább 15-20%-os részaránya esetén biztosítható. Mint azt a fenti áttekintés is tükrözi, a villamos energetika alapvető technológiáiban radikális változások viszonylag hosszú idő alatt alakulhatnak ki, hiszen számolni kell azzal, hogy a már üzemelő létesítmények élettartama hosszú és a műszaki fejlesztés újabb eredményeinek alkalmazása felújításuk során megteremtheti a versenyképes továbbüzemeltctés feltételeit.

373

Villamos energia

ESCO típusú energiafelhasználás hatékonyság javító tevékenység (EHJT), annak előnyei, valamint hátrányai Valaska László a.) Magyarországon 1989. évben Ecocenter International nemzetközi cég jött létre, az energiafelhasználás hatékonyság javításának céljából. A cég Miskolcon az ÉMÁSZ kezdeményezésére alakult. Tagjai: - USA Balacinwyd - ÉMÁSZ Vállalat - VEIKI Kutató Intézet - GTCKFT. b.) 1998-ban az Ontario Hidro Rt. valamint a magyar Villamos Művek között megállapodás született, a Magyarországnak készítendő DSM program és betanításának céljából. Feladatok voltak; - a DSM program kidolgozása, Magyarországra; - az energiahatékonyság- javító tevékenység eredményeinek publikálása; - számítástechnikai rendszerek kidolgozása a magyarországi áramszolgáltató vállalatok számára. c.) 1991. HESCO San Francisco-i cég munkálatokat kezdett Magyarországon az energiahatékonysági potenciál felmérésével kapcsolatosan. A cég mögött 4 bank és 6 technológiai cég, valamint 4 nemzetközi biztosító társaság állt, akik 1992. előtt, mintegy 2600 projektet valósítottak meg Észak-Amerikában, az Egyesült Allamokban, Kanadában, valamint az Egyesült Királyságban. A vizsgálatok alapvető csoportjai: - hány % összenergia takarítható meg különféle energia-felhasználói szektorban; - a befektetés megtérülés ideje hány évre tehető; - az energiahatékonyság javító tevékenység piaca hány évre szólhat Magyarországon; - az állam és intézményeinek magatartása e területen; - magyarországi oktatási intézmények programjának kibővítése, új tanszékek létrehozása (EHJT). A magyar állam szerepe kell, hogy növekedjen e területen, hiszen a jelenleginél Ft-ban mérve 1 nagyságrenddel nagyobb beruházás az, amely a hatékony energiafelhasználásnál már nemzetgazdasági szinten észrevehető. 25 évvel ezelőtt az USA-ban kidolgozták a harmadik feles finanszírozást, vagy ESCO néven ismert programot, annak alapelveit, és számítástechnikai szoftver- hardver rendszerét, a tőkének e területen történő működtetési lehetőségeit és a különféle biztonságos befektetés alapelveit. Akkoriban több nagy amerikai cég 2-3 ezer projekt megvalósításáról (1992) tanúskodhatott. A közköltségen fenntartott intézményrendszer az egész világon relatíve alulfinanszírozott. Az Valaska László Qk\. villamosmérnök, az ÉMÁSZ nyugalmazott vezérigazgatója, a MEE tagja Szakmai lektor: Halász Ferenc okl. villamos mérnök, a Magyar Energia Hivatal az ETE és MEE tagja

374

USA-ban az ottani körülményekhez képest, nálunk pedig a nemzetgazdaság teherviselő képessége alacsony volta miatt. Ezért oly gyorsan nyert teret a nyugati világban az ESCO típusú harmadik feles (TPF) finanszírozás. A fent nevezett intézmények általában nem hitelképesek, és az energiafelhasználás-javító tevékenységhez szükséges beruházási összeg töredék részével rendelkeznek. A rendszer lényege, hogy az energiafelhasználó és az energiaszolgáltató közé beépül egy harmadik cég, az ESCO, aki a következőket vállalja: 1.) Modern tudományos műszaki ismereteket közvetít; 2.) Az energiahatékonyság-javító tevékenységben gyakorlata van, ezt átadja; 3.) Szakértő gárdája részt vesz az energiafelhasználó átvilágításában és az energiafelhasználás hatékonyságának növelése tervezésében; 4.) A hitelt az ESCO veszi fel, finanszírozza, vállalja a rizikót; 5.) Kiváló szervizt biztosít, és a megállapodásnak megfelelően segíti az energiafelhasználót és közvetíti az időközben felmerült műszaki-technikai eredmények további bevezetésének lehetőségét. 6.) Ha szükséges az üzemeltetésben is partner. A beruházás ellentételezése az ESCO részére az energiafelhasználónál megtakarított energia költsége, amely sok esetben egyéb (pl. munkabér, lekötött teljesítmény) többlet megtakarítással jár, s mely lehet több, kevesebb vagy ugyanannyi a szerződés lejártáig, mint a megtakarításból adódó költség, természetesen az előzetesen megkötött szerződésnek megfelelően. Ezeket jogilag rögzíteni kell, de nagyon fontos, hogy az energiafelhasználónak nem kell hitelt felvennie. Az ESCO rendszerű beruházásoknál meg kell teremteni az előnyök és hátrányok egyensúlyát, hiszen az energiafelhasználónak az volna előnyös, ha saját pénzével, tőkéjével tudna finanszírozni. Nem venne fel banki hitelt, vagy nem venne részt különféle állami támogatású programokban. Az alábbiakban néhány gondolatban bemutatjuk, hogy az ESCO, illetve harmadik feles finanszírozás kinek mit hoz, mivel kecsegteti és mivel szomorítja el. A Az energiafelhasználó cégeknél: 1.) Előnyök: - Viszonylag könnyű eszközökkel az ESCO-n keresztül jelentős tőkéhez jut, az energiafelhasználónak rizikója nincs, a legmodernebb technológiát fogja megkapni az ESCO-tól; - Az ESCO-val kötött megállapodás értelmében, hosszútávon az energiafelhasználás javulásával szembesülhet és erre garancia az ESCO-nak nagyon pontos, alapos számítási technológiája, az előkészítés során; - Egy épületfelügyeleti rendszeren keresztül a nap minden percében láthatja saját energiafelhasználását, a különféle lehetőELEKTROTECHNIKA

Villamos energia ségeket és a további intézkedések szükségességét. Mivel a fent nevezett intézmények általában nem szakmai cégek, ezért ha szükséges, és ha megállapodnak, akkor az ESCO szakszerű üzemeltetést, vagy szolgáltatás bármilyen területen biztosít; - Ha különleges igények merülnek fel ezen hosszú távú szerződés keretében, akkor az ESCO ebben nagyon könnyen partner tud lenni, segítségére van a cégnek; - A közköltségen fenntartott intézmények nehéz helyzetben vannak és lesznek, gazdálkodásuk rendkívül szoros. A modernizáció további lehetőséget biztosít saját feladataik elvégzéséhez, a költségek csökkentéséhez, és a gazálkodás modernizálásához; - A felszabadított energiakapacitások értékesítése további bevételekhez juttathatja az energiafelhasználót. Kedvező szerződés-módosításokat eszközölhet.

vel, hitelt felvéve bonyolíthatja le a beruházásait. Általában a nagy ESCO-k 1-2 nagy bankkal szerződnek; - Hosszú távra biztosítja különféle szerződések segítségével létét, és az energiafelhasználóknál lévő bentléte újabb fontos információt ad a várható tevékenységre és az együttműködésre. A konstrukció hasonló a lízingeléshez, ezért egy idő után a javaktól megszabadul, ennek összes konzekvenciáit az energiafelhasználó veszi át, és ha a megállapodásban kikötik, akkor további vizsgálatok elvégzésére, javaslattételre és új megállapodásra is lehetőség van. - Az ESCO több biztosító társaságnál (hazai és külföldi) szerződést köthet, mely az ESCO rendszerű finanszírozás stabilitását növelheti, esetleges kockázatait csökkentheti. - Az ESCO óriási előnyben van a saját termékeivel azon technológiai beszállító cégekkel szemben, akik csupán eladni óhajtanak, de finanszírozni nem.

2.) Hátrányok: Általában már az első tárgyalásnál felmerülnek a következő gondolatok: - Drágának tekinthető az ESCO féle beruházás, mert nyilvánvaló, hogy ez esetben a harmadik félnek összes költségeit és bizonyos hasznát meg kell fizetni, a kamatok kamatjával; - Úgy érzi az energiafelhasználó, hogy különféle területeken kényszerpályán van, nem tud mindig saját maga beavatkozni, no de hát nem is kell, hiszen az egész energiafelhasználás rendszerét egy műszaki és számítástechnikai elven felépített koncepció alapján üzemeltetik. Félnek a hosszú távú megállapodástól, és az időközben bekövetkezhető állami intézkedésektől; - Az energiafelhasználó úgy érzi, hogy az ESCO cég belelát kártyáiba, olyan információ kerül ki a cégtől, amelyek nem kívánatosak. Természetesen ez szabályozható, ugyanakkor olyan új információkat is kaphat az ESCO-tól, amelyet saját maga, saját szakember-gárdájával megszerezni képtelen; - Úgy érzi, hogy ez egy lízinghez hasonló konstrukció és az első tárgyalásokon felmerül a szerződés lefutása után való, az energiahatékonyság-javító tevékenység által létrehozott új eszközök tulajdonlási joga. Ez nem gond, mert a projekt szerződésben mindig meg kell állapodni, hogy ez hogyan következik be, és általában ezen vagyontárgyakat 100 Ft-os eszmei értéken szokták átadni.

2.) Hátrányok: - A rizikót kizárólagosan az ESCO vállalja - Az energiafelhasználó cég gazdálkodásának alakulása esetenként gondot okozhat, ezért ezen témákat csokorba kötve, szerződésben kell rögzíteni. Gondolok itt vis maior, az adók nem fizetése, a támogatások elmaradása , természeti csapások, stb; - Mivel az ESCO a bankszférával csak szoros együttműködésben tud tevékenykedni, tevékenységét banki kontroll nélkül aligha tudja megtenni. A banki részvényes és rendszeresen megvizsgálja tőkéjének sorsát, a visszatérülést és még sok minden mást; - Az ESCO hátránya lehet még, de előnye is, hogy egy különleges szektort vizsgál, finanszíroz, ami saját maga, egy több lábon állást is jelent. Ettől nem kell félni, mert 30 évre jó piaca van, ha korrekt szerződéseket kötnek, és az elszámolás mindkét fél számára a megállapodásnak megfelelő, pontos, precíz.

B Az ESCO a harmadik feles finanszírozást lebonyolító cég esete 1.) Előnyök: - Az ESCO beépítheti a beruházás megvalósítása során saját vagy partnerágai termékeit, az energiahatékonyság területén szükséges ismereteit pénzzé teszi, a kapcsolódó nem profiljához tartozó tevékenységet alvállalkozónak kiadhatja, mely után további eredményt számolhat el és egy különösen érdekes pénzügyileg fontos új energia ellátási szférát alakíthat ki magának, mely Magyarországon legalább 20-30 évre biztosít részére piacot, munkát; - A finanszírozás területén az ESCO megalakításánál már gondoltak arra, hogy a részvénytársaság tulajdonosai között, egy-vagy két bank, szerepeljen. így az ESCO mely jelentős háttértőkével rendelkezik, hitelképes részvényesei segítségé2000. 93. évfolyam 10. szám

C A banki szféra szintén előnyökkel és hátrányokkal tudja lebonyolítani a fenti akciókkal. 1. Előnyök: - Abanknak hosszú távon óriás piacbővülést jelenthet, az eddig fel nem tárt, a bankok részére a piac potenciálisan mintegy 2400 milliárd Ft; - Az ESCO cég, melynek jelentős háttér tőkéje van, a szerződésnek megfelelően a törlesztést rendezi, függetlenül az energiafelhasználótól, amelynek esetenként gondjai lehetnek; - A banki kockázat lényegesen kisebb más tőkekihelyezésnél. Az ESCO rendszerű finanszírozásnál közép- és hosszú távú tőkekihelyezésről beszélünk, és a tőkekihelyezés alkalmával a bank megtalálhatja gyakorlatilag azon berendezéseket, azon eszközöket, melyek alkalom adtán fedezetet, biztosítékot jelenthet. - A bank számára nyilvánvaló, hogy az energiamegtakarításból származó ellentételezés kiszámításánál, a növekvő energiaárak további lehetőséget biztosítanak; 2. Hátrányok: - A bankok számára nagy valószínűségben minden nagyobb beruházásnál, ahazai tőkén kívül a külföldi tőkének abevonása, illetve annak szükségessége is felmerül; 375

Villamos energia - A hazai piacon ezen jelentősebb beruházáshoz szükséges tőke nem mindig, és nem minden banknál áll rendelkezésre. A nyugat európai ESCO-k 3-4 banki háttérrel rendelkeznek; - Természetesen az előnyök mellett jelentős kockázata is lehet a banki szférának, mely összetevődik a pénzpiaci kockázatból, de más előre nem látható gondok és problémák okozta jelenségekből. Ha bank és az ESCO hosszú távon jól együttműködik akkor, a hátrányok redukálhatok. - A bank igényelheti, hogy az ESCO cég mely hazai és külföldi biztosító cégnél kössön megfelelő biztosítást a egyes projektekre. A fentiekből látható, hogy a harmadik feles finanszírozás az energiahatékonysági projektek finanszírozásának egyfajta kényszer megoldása, melyet még kiválóan működő óriás cégek is alkalmaznak, saját energiahatékonysági problémájuk javításánál, és a felhalmozott tőkét pedig új piacok nyitására fektetik be. Várható eredmények egy hosszú távú energiahatékonyságjavító program realizálása után: - Csökkenti a szociális feszültségeket, redukálja a drága importot; - Javítja a piacgazdaság működését és munkahelyeket teremt, a munkaerő igényes tevékenység támogatásával; - Növeli a hazai munkaerő versenyképességét, és észrevehetően növeli a foglalkoztatottságot, vállalkozásösztönző; - Csökkenti az ország importfüggőségét, energiaimportját, ezáltal javítja a külkereskedelmi mérleget; - Hozzájárul a gazdaság korszerűsítéséhez és kikényszeríti a műszaki fejlesztést; - Az által, hogy az energiatakarékossági beruházások 25%-os ÁFA-ja egy-egy projekt elején azonnal jelentkezik, míg az energiamegtakarítás 12%-os ÁFA-jának elmaradása időben később lép fel, a két hatás jelen értéke egyértelműen pozitív, a központi költségvetés számára; - Javítja a vállalkozások helyzetét.

Az állam szükséges és lehetséges szerepe az energiafelhasználás hatékonyságát javító tevékenység (EHJT) területén. Az Európai Uniós tagországok mind az energiatakarékosság, mind az energiahatékonyság területén, a megújuló energiák hasznosítása szférájában jelentős elhatározásokat, lépéseket, tettek és eredményeket értek el az elmúlt évtizedben. A széndioxid kibocsátás redukálása fontos célok közé tartozik. A régi kis erőművek felújítása, a szél- a napenergia hasznosítása terjed, melyet kormányszinten támogatnak. Kiemelkedő tevékenységet folytatott e területen Ausztria, ezen belül is Felső-Ausztria, ahol az Energiatakarékossági Szövetség létrehozása, az Energiatakarékossági Világkongresszus megszervezése, az Energiatakarékossági Vásárok rendezése egyedül álló. Ezen túl Hollandia, Németország, Norvégia, Finnország, Dánia tevékenysége példamutatónak mondható. Magyarország jelentős lemaradást mutathat fel, hiszen a fajlagos energiafelhasználás az Európai Uniós országokhoz képest kétszer, háromszor, de vannak területek ahol a nyolcszor magasabb értéket 376

üti meg. E területen jelentős feladata van a politikai, állami vezetésnek, szakmai társadalomnak és minden magyar állampolgárnak. Az állam szerepvállalása szükséges, elengedhetetlen, hiszen a folyamatok befolyásolása leginkább ez irányból hatékony és hasznos. Az állam szerepének különféle területei. a.) Az állam közvetett befolyásolása az energiahatékonyságra: - A törvényalkotás területe Már többször előkerült, de reméljük meg fog valósulni a kormány energiapolitikai elképzelései között egy átfogó szabályozás, illetve a szabályozást meghatározó törvény, amely keretében lehetőség volna az energiatakarékosság törvényszintű, jogi szabályozásának megalkotására, kialakítására; - Az energiahatékonysági politikai dokumentum kiadása rendívül fontos. Meg lehet tekinteni a nyugati országok ilyen irányú tevékenységét. Az ausztriai wels-i vásáron megtalálhatók, az ún. különféle fehér könyvek, vagy a bécsi UTEC ABSORGE , melyek mind Ausztriára, mind a Szövetség tartományaira külön-külön rögzítik az energiahatékonysággal kapcsolatos elvárásokat, terveket és eszközrendszert. Az EU csatlakozás érdekében szükséges volna mielőbb megalkotni, kiadni, publikálni a Magyar Fehérkönyvet. - A gazdaságpolitika: Az energiahatékonyságjavítása fontos eszköze a gazdasági növekedés folyamatos biztosításának, az ehhez kapcsolódó versenyképes gazdasági struktúrának. Az államnak különféle közvetett gazdasági szabályzók alkalmazásával, olyan közgazdasági szférát célszerű teremteni, amelyben a kevésbé energia és anyagigényes ágazatok kapnak elsőbbséget, és ezzel a nagy energia igényességű és környezetszennyező alapanyaggyártó ágazatok fejlődése redukálódik. A kormánynak fontos szerepe van a piac megteremtésében, a piacbővülés foglalkoztatást biztosít és oly piacok létrehozása fontos, jelentős, ahol az energia igényesség alacsony, ez sokoldalúan elősegíti a nemzetgazdaság fejlődését; - Az állam jelenlegi energetikai hivatali szervezetének további fejlesztése, bővítése, hatáskörökkel való ellátása. Tudni való: 10 évvel ezelőtt az ország energetikai szakgárdája leépítésre került. Ez meg is látszik a közköltségen fenntartott intézmények energiafelhasználásának hatékonyságán, és az üzemeknél is. Csodálkozni kell, hogy 10 év után e területre kellő hangsúlyt az állam nem helyezett. Az energetikával foglalkozók száma alacsony, apparátusának szervezettsége pedig fejletlennek mondható, ugyanakkor megállapítható az is, hogy az energiahatékonysággal foglalkozó állami apparátus a feladatok töredék részét végezheti el, természetesen nem a saját hibájából. Azl992-ben létrehozott EU Energiai Központ tevékenysége nem sugárzódott ki az egész országra, nem lehetett látni, mint szomszédos országainknál, jelentős befolyást gyakorolt volna az energiahatékonyság növelésére, illetve a lakosság informálására; - Az energiahatékonyság, az energiatakarékosság kívánalmainak érvényesítése a különféle közbeszerzésnél. Műszaki szabványok és szabályzatok kiadásával annak segítségével és a betartása megkövetelésével az állam pozitív irányba terelhetné mind az építkezés, mind a közlekedés energiatakarékossági ökológiai problémáit. A 2399/1995 (XII.12.), valamint az 1107/1999. (X. 8.) kormányhatározat cselekvési ELEKTROTECHNIKA

Villamos energia programot fogalmazott meg, mely cselekvési program a különféle szabványokat, illetve azoknak felülvizsgálatát valamint konkrét programokat kívánt elindítani. A nemzetközi együttműködés jobb lehetőségeinek kihasználása nagyon fontos, hiszen a külföldről érkező pénzügyi lehetőségek fogadása, hatékony felhasználása, a különféle szervezeti háttér biztosítása elengedhetetlen. Nem lehet megengedni, hogy a külföldről megajánlott támogatást adminisztrációs okokból kifolyólag más szomszédos ország kapja meg helyettünk. Fontos és előkelő helyen szerepel a nyugati világban a fogyasztói oldalnak a befolyásolása, az un. DSM rendszer. A DSM valamikori bevezetését a politika támogatta, kötelezővé tették az áramszolgáltatóknak az ezzel való foglalkozást, és a költségeikbe beépíthették az így keletkező többlet kiadást. Ezen a téren is előbbre kell lépni. Az energetikai és ökológiai tudat fejlesztése, hiszen a kettő nem választható el egymástól. A magyar energiafogyasztók magatartása azért olyan amilyen mert alul, vagy egyáltalán nincsenek informálva. Nincs arra lehetőség, hogy megismerjék azon eljárásokat, lehetőségeket, folyamatokat, mely he-

lyes alkalmazásával jelentős költségeket tudna megtakarítani. A MTESZ Borsod Megyei Szervezete az 1995. decemberi kormányprogram megalkotása után elsőnek kezdeményezte, hogy a MTESZ Szövetségi Tanácsa építse be programjába a lakosság energiatakarékossági tanácsadás rendszerét. Gyakorlatilag a szükséges eszközök biztosítása nem történt meg, azonban több állami pályázat elnyerésére sor került. Ennek a hálózatnak az erősítése elengedhetetlen, ezt mutatják a nyugati példák. b.) Az állam elengedhetetlen szerepe a támogatások eszközeinek létrehozása területén, hiszen a következők mind állami kompetenciát bizonyítanak. - Energiatakarékossági Alap létrehozása, (nem kell messze menni, Ausztriában nagyon jól működik). - Különféle adótámogatások, ÁFA visszaigénylés, és egyebek - Ajeíenlegi, meglévő alapoknál az energiahatékonysági támogatás, további fejlesztése vagy vámkedvezmények energiatakarékos termékekre, és szigorítások más egyebekre.

Dr. Benkó Imre

a műszaki tudomány kandidátusa, c. egyetemi tanár (1926-2000) A hazai villamosenergia-ipar egyik legkiválóbb, közmegbecsülésnek örvendő személyisége, Dr. Benkó Imre 74 éves korában elhunyt. AMEE 2000. Évi jubileumi vándorgyűlésén, nagy figyelemmel kísért felszólalása közben vesztette el eszméletét és sajnos többet nem tért magához. Rosszulléte a nemzetközi kitekintésű, a hazai energetika iránt mélyen elkötelezett, független és bölcs szakértőnek a magyar villamosenergia-rendszer piacosítását illető mondanivalóját szakította félbe. Dr. Benkó Imre 1949-ben szerzett villamos tagozatú gépészmérnöki oklevelet a Budapesti Műszaki Egyetemen. 1961-ben lett a műszaki tudományok kandidátusa, 1962-ben műszaki doktor, majd a későbbiekben c. Egyetemi tanárrá nevezték ki. Pályáját a Nehézipari Központban kezdte. 1950-ben az ERŐTERV-be került, ahol kezdetben tervezőmérnökként, 1959-től a II. Erőmű Tervezési Főosztály Villamos Osztályának vezetőjeként dolgozott, 1965-ben pedig kinevezték a Villamos Műszaki Főosztály vezetőjévé. Ezt a munkakört töltötte be egészen 1990-ig, nyugállományba vonulásáig. 1990-től független műszaki tanácsadóként tevékenykedett. Ebben az időszakban elsősorban a hazai alap- és főelosztó hálózat tervezésében, valamint a villamos hálózat üzemirányítási rendszerének korszerűsítésében vett részt. Megalapozója volt a hazai szekunder tartalék kapacitás megvalósítás koncepciójának, valamint a villamosenergia piac liberalizációjával kapcsolatban jelentős nemzetközi elemző' tevékenységet végzett. Az ERŐTERV-ben végzett munkája mellett dolgozott a VILLENKÍ-ben és a Budapesti Műszaki Egyetem Villamosművek Tanszékén. Tagja volt az MTA Elektrotechnikai

2000. 93. évfolyam 10. szám

Bizottságának, részt vett a TMB Energetikai Szakbizottságának munkájában, a Magyar Elektrotechnikai Egyesület főtitkárhelyettese, majd az Etikai Bizottság elnöke, 1991-től IEEE tag volt. Állami díjjal, Zielinski Szilárd díjjal és számos szakmai és egyesületi kitüntetéssel ismerték el eredményeit. 1972-ben Elektrotechnika, 1988-ban Bláthy, 1991 -ben Verebély díjat kapott. Jelentős szerepe volt a villamos alaphálózat számítógépes tervezési módszere kifejlesztésében , a400kV-os feszültségszinthazai bevezetésében és alkalmazásában, valamint a 750 kV-os átvitel hazai szakaszának megvalósításához szükséges fejlesztésekben. Külön ki kell emelni a hazai villamosenergia-rendszer korszerű, számítógépes üzemirányításának kialakításában és megvalósításában elért rendkívül jelentős eredményeit. Elévülhetetlen érdemeket szerzett a hazai villamosmérnök képzés területén a villamosenergia-rendszerek tervezése egyetemi oktatásának bevezetésével. Tudományos munkája eredményeként mintegy 70 magyar és angol nyelvű publikációja jelent meg. Azon kevesek közé tartozott, akik magas szintű elméleti tudásukat a gyakorlatban ténylegesen felmerülő problémák megoldására használhatták, jelentősen elősegítve ezzel a hazai villamosenergia-ipar sikeres fejlődését. Kitűnő munkatárs, vezető', ember és szakember volt, sokat tanultunk tőle. Fiatal mérnökök sorát bátorította és támogatta szakmai egyéniségük kibontakozásában. Jó volt vele együtt dolgozni, nagyra becsültük értékes emberi tulajdonságait és magas szaktudását. Hirtelen távozása nagy fájdalmat okozott. Emlékét megőrizzük. Zarándy Pál

377

Villamos energia

A hőszivattyú - a jövő energiaforrása a nap és föld hőjéből Hajdú György

A Föld élővilágát egy rendkívüli hőegyensúly hozta létre, mely a Nap sugárzásából, valamint a Föld belső hőjéből és a Világűr dermesztőhidegének kölcsönhatásából alakult ki. Az ehhez tartozó globális energiaszintet helyileg befolyásolja a Föld forgás-tengelye, az Óceánok meleget tároló és a sarkok, gleccserek hideget tároló hatása. A viszonylag állandó éghajlat tette lehetővé a magasabb rendű" élet kialakulását. A földi energia mai szintje évmilliárdok alatt alakult ki. Óriási anyag és energiaforgalom mellett került dinamikusan kiegyensúlyozott állapotba. Azonban ez az egyensúly igen kényes. A geológia és a biológia tanúsítja, hogy egy-egy helyi katasztrófa, vulkán kitörés vagy meteor becsapódás hosszú időre felborította ezt az egyensúlyt, fajok, kultúrák pusztultak el és évezredek kellettek hozzá, hogy az egyensúly újra helyreálljon. A földi hőforgalom egyik fontos eleme a széndioxid. Ez szükséges a növényvilág felépítéséhez, a légkörben jelenlévő része pedig vékony takaróként segít tartalékolni a földre jutó napenergiát, az éjszakai kisugárzás visszatartásával. Évezredekig az emberiség hőigényét a fa és más növényi anyagok eltüzelésével elégítette ki. Az ezek elégésénél felszabaduló széndioxid a fejlődő növényzetbe beépült, így az egyensúlyban nem történt változás. Az ipari forradalommal az emberi társadalom arra a veszélyes útra lépett, mely a Föld dinamikus energia egyensúlyának megsérüléséhez vezet. A veszélyt a fosszilis energiahordozók, a szén, az olaj, a földgáz egyre növekvő elégetése okozza. Ezek elégetésénél a hő keletkezése során káros anyagok kerülnek a légkörbe. AFöld hőegyensúlyára ezek közül a széndioxid az egyik legveszélyesebb. A megsokszorozódott széndioxid kibocsátás miatt a "hővédő takaró" megvastagszik és a szükségesnél jobban visszatartja a Nap hőjét, hasonlóan az üvegházakhoz. Sok mérési adat bizonyítja, hogy a légkör és ennek folytán az óceánok felmelegedése megindult. A felmelegedés folytán növekszik a légkör és a tengerek mozgási energiája. Bizonyítják ezt az egyre gyakoribbá és erősebbé, pusztítóbbá váló orkánok, zivatarok, árvizek. 1850 óta mérik az Alpok gleccsereinek visszahúzódását, fogyását, melyet szintén a légkör felmelegedése okoz. Az ipari forradalom kezdetétől rohamosan növekvő szénfogyasztás olyan tömegű CO2-t bocsát ki, melyet az egyre fogyatkozó növényzet már nem tud feldolgozni és növeli az üvegházhatást. 1850-óta a légkör CO2 tartalma 290-300 ppm-röl 370-380 ppm-re növekedett. Azóta a Föld légkörének hőmérséklete 0,9 °C-vel emelkedett. A riasztó, hogy ebből 0,7 C az utolsó 30 évben állt elő és a változást leíró grafikon exponenciális emelkedést mutat. A szkeptikusok szerint csupán egy periodikus felmelegedésnek vagyunk résztvevői, amilyenek kb. 10 000 évenként követik a lehűléseket. Ennek ellentmond, hogy a geológiai vizsgálatok tanúsága sze-

Hajdú György okl. gépészmérnök, ügyvezető igazgató, Hexaplan Kft.

378

rint a felmelegedés, ül. lehűlés üteme kb. 1000 évenként volt 1 °C, tízszer lassúbb, mint a most mért. A legutóbbi hidegcsúcs 18 000 éve volt és kb 8000 évig tartott, míg a földi középhőmérséklet 50C-t emelkedve bekövetkezett a meleg időszak. Ekkor az óceánok szintje 100-120 m-rel volt magasabb a jelenleginél. Az ismétlődő periódusok üteme szerint jelenleg egy lassú lehűlésnek kellene kezdődnie. Ezzel szemben az emberi beavatkozás miatt módosult a globális ütem. Fennáll a veszélye a tengeráramlatok irányváltoztatásának. A Golf áramlat ad lehetőséget Skandináviának, a Brit szigeteknek a mérsékelt égövi civilizációra, szemben a velük egy szélességi fokon fekvő Alaszkával, Észak-Kanadával. Tudósok szerint reális a veszélye a Golf és más áramlatok útvonala módosulásának. A változásnak vannak már igen durva jelei. A Déli Sarkról olyan jégtömegek váltak le, amelyek miatt a hajózási térképeket módosítani kell. Műholdak figyelik a az egyre magasabbra sodródó, több tízezer négyzetkilométeres jéghegyek útját, hogy ne veszélyeztessék a hajózási útvonalakat. Ha a tovább növekvő energia éhséget, növekvő fűtési és hűtési igényeket, a szaporodó gépkocsikat a jövőben is a mai ütemű fosszilis energia felhasználással elégítjük ki, akkor történelmileg rövid időszak alatt, (valószínűleg még ebben az évszázadban) katasztrófa elé kell néznünk. Al Gore, az USA alelnöke (és lehet, hogy még ebben az évben elnöke) a következőket írta a fosszilis anyagok növekvő felhasználásáról: "Ma már tudjuk, hogy halmozódó globális környezeti hatásuk halálos veszélyt jelent minden nemzet biztonságára, halálosabbat, mint amilyet bármilyen hadászati ellenfél jelenthet, amellyel valaha is találkoztunk. " Mit ért ezalatt? Az emberiség szegényebb fele a tengerpartok 50 km-es körzetében él. Gondoljunk Nyugat- és Kelet Indiára, a Kínai Alföldre, a Közel-Keletre, a Missisipi, az Amazonas, a Rio de la Plata, a Nílus, az Eufrates, a Rajna és sok más folyó torkolatvidékére. A tengerek szintjének néhány méteres emelkedése többszáz-milliós tömegeket mozgatna meg, olyan népvándorlást, az ezzel járó nemzetiségi, vallási konfliktusokat, háborúkat gerjesztve, amilyenekhez képest a népvándorlás, vagy a XX. század világháborúi gyermekjátékok voltak. Ez a veszély sajnos egyre reálisabb lesz. A fosszilis energiahordozók felhasználásának egyik határa a kimeri thetőségük, amire sokszor gondoltunk, a másik a légkör CO2 terhelhetősége, amit eddig nem igen vettünk figyelembe. Korábban azt hitték, hogy az előbbi rejti a nagyobb veszélyt. De mindig fedeznek fel új olaj- és gázlelőhelyeket, a szénkincs pedig kifogyhatatlannak tűnik. Be kell látnunk, hogy a másik a veszélyesebb, a közelebbi. Kétségtelen, hogy az emberi civilizációt pusztulással fenyegető felmelegedés megindult, üteme gyorsul. Az emberiség néhány százalékát kitevő gazdag társadalmak vezetői elszánták magukat a fosszilis energia felhasználás csökkentésére. De a nagy többséget kitevő fejlődő és fejletlen népeket nem lehet - és ELEKTROTECHNIKA

Villamos energia nem is szabad - visszatartani attól, hogy kövessék a kulturális és civilizációs fejlődés útját, az azzal járó növekvő energiafelhasználást. Milyen kiutat kell találni? Van-e egyáltalán kiút? Hiszen ép az energiatermelő és szolgáltató multinacionális trösztök, gáz-és olajtermelő országok érdeke a fosszilis tüzelőanyagok minél nagyobb forgalma és az ebből fakadó profit. Biztos, hogy ez a megoldás még több akadállyal fog találkozni, mint az ózonréteget veszélyeztető freonok használatának korlátozása, ami a nemzetközi szerződések ellenérc sok tekintetben még ma is írott malaszt maradt. De erre az Cítra rá kell térnünk, még hozzá minél előbb, mielőtt a változások öngerjesztővé, vissza nem fordíthatókká válnak.

Két olyan környezetbarát technikai megoldás van jelenleg, melyek a fosszilis forrásoknál olcsóbban termelnek hőt és megtérülési idejük sem túl hosszú. Ezek a napelemek és a hőszivattyúk. Elektromos energiát nem lehet velük termelni, de a fűtéshez és vízmelegítéshez használt fosszilis energiahordozók kiváltására alkalmasak. Amint az alanti ábrán látható, a háztartások és ugyanígy a közületek energia fogyasztásának nagyobb részét fűtésre és vízmelegítésre használják, tehát nagy a jelentősége a ma ehhez használt fosszilis energiahordozók kiváltásának.

A megoldás kétségtelenül a CO2 kibocsátás csökkentése. Ennek egyik módja a legnagyobb kibocsátók, az erőművek, a háztartások, a közlekedés, az ipar energiafogyasztásának csökkentése anélkül, hogy le kellene mondani az eddig megszokott kényelemről és biztosítani lehessen a fejlődő népek növekvő energiaigényét. Vegyük sorba. Az erőműveket eddig lakott területektől távolra építették, hogy az égéstermékek ne veszélyeztessék a lakott környezetet. Elégették úgy a fosszilis energiahordozót a villamos áram termeléséhez, hogy maximum 40% hasznosult, a többi a légkörbe vagy közeli folyóba került. A környezetvédelmi intézkedések újabban kötelezik az erőműveket, különösen újak építésénél, hogy a füstgázból mossák ki a pernyét, kormot, savakat, mentesítve ettől a környezetet. De a hőveszteség és vele a nagymennyiségű CO2 továbbra is terheli a légkort, növeli az üvegház hatást. A távfűtés térhódításával azok az erőművek, melyek fogyasztók közelében épültek, legalább a fűtési időszakban hasznosítani tudták a hőt és csökkent a veszteségük. Egyre több erőművet építenek eleve ilyen kettőscélú hasznosításra és ezzel jelentősen csökkentik a fosszilis energia felhasználását és a környezet hőterhelését, mivel az általuk ellátott fogyasztók már nem használnak a fűtésre és vízmelegítésre más energiát. Sok hagyományos erőmű azonban nincs fogyasztói környezetben és ezek még évtizedekig fogják hulladék hőjükkel terhelni a környezetet. Hacsak nem találnak valami olyan megoldást, hogy ezt a hőt nagy távolságra is érdemes legyen szállítani. A vízierőművek tisztán, káros hatások nélkül termelnek elektromos energiát, de csak ott, ahol építésük, üzemük nem károsítja más formában a környezetet. Vízierőművekre vannak nagyon jó és nagyon rossz példák. Tervezésük mindenképen nagy figyelmet és szélesebb környezeti vizsgálatot igényel. Hála a nagy távolságra kis veszteséggel szállítható elektromos energiának, lakott vidékektől távol még sok lehetőség van új, hatalmas vízierőművek kiépítésére.

/. ábra

A napelem nagy előnye, hogy felépítése után gyakorlatilag költségmentesen állít elő hőt. Hátránya, hogy borús időben csökken a teljesítménye, éjszaka nem termel hőt. Fűtésre csak második energiaforrásként használható. Felépítése helyigényes, költséges, emiatt csak kisebb teljesítményre - háztartási méretekben - alkalmazhatók. 1 m2 napelem teljesítménye max.. 800 W, borús időben ennek töredéke. Egy 12 lakásos társasház fűtési és vízmelegítési hőigénye 50-100 kW, ehhez a tetőzet déli és keleti oldalát kell lefedni napelemekkel. Ez kb. a felső határa éghajlatunk alatt a napelemek hasznosíthatóságának. A rohamosan növekvő városok egyre magasabb lakóházai számára ez nem megoldás. De terjed a családi házaknál és különösen a melegebb éghajlat alatt, ahol a hosszabb napos idő és a kisebb fűtési igény növeli a használhatóságát. Legelőnyösebb ott, pl. a Balaton vagy a Velencei tó mellett, ahol csak nyáron szükséges a melegvíz előállítása.

Külső levegő vagyvfz

Hasonló a helyzet az atomerőművekkel. Emisszió kibocsátásuk nincs, nem növelik az üvegház hatást. Az üzemükhöz szükséges hasadóanyag szinte végtelen mennyiségben rendelkezésre áll. Néhány súlyos baleset megriasztotta a közvéleményt, az utolsó évtizedben ennek következtében megtorpant elterjedésük. Rövid ideje ismét megindult több kontinensen atomerőművek építése. Ennél az energiaforrásnál fokozottan áll, hogy lakott terület közelében nem fognak a közeli évtizedekben ilyet építeni, viszont a villamos energia tőlük is szállítható. Vannak nagy reményekkel kecsegtető új megoldások, mint a szélerőművek, a napsugárzás közvetlen átalakítása elektromos energiává, a tengerek ár-apály energiájának kihasználása, a termikus nukleáris energia, melynél nem kell katasztrófával számolni. Ezek azonban annyira a kutatás állapotában vannak, olyan költségesek, oly hosszú a beruházás megtérülési ideje, hogy csak gazdag államok jelentékeny állami támogatásával lehet létesítésüket elősegíteni.

2000. 93. évfolyam 10. szám

Krfdguít íevegő vagy vír 2. ábra

379

Villamos energia 200 m2-es családiház fűtési költsége és kútvizes hőszivattyús fűtéssel 10 évi megtakarítás Egységnyi

Fűtőanyag

Egység

tüzelőolaj fűtőolaj extrakönnyű

liter

152,00

kWó 9,22

kg

97,50

Tüzelési hatásfok

Eves költség

0,70

Ft/kWó 23,55

635 885

11,00

0,70

12,66

341 883

33,00 125,44

9,03 12.80

0,70

5,22

140 959

12,25

330 750

12,80

kg

160,00 20,00

0,80 0,80

5,58

0,60

15,63 5,97

421 875 161 290

6,61

178 583

20,83

562 500

Ft

földgáz

m3

PB gáz tartályos

kg

PB gáz palackos magyar szén

kg

Ft

importszén villamos fűtés

kg

30,00

fi.'JSi

kWó

20,00

1,00

0,65 0.96

éjszakai áram távfűtés (gázzal)

kWÓ

10,08 1 000,00

1,00 9,03

0,96 0,74

10,50

283 500

Ft/m3/év

9,60

259,200

hőszivattyú kútvízből

kWó

20,00

1,00

4,00

5,00

135 000

hőszivattyú levegőből

kWó

20,00

1,00

3,00

6,67

180 000

2. sz. táblázat

A hőszivattyúk hátránya a napelemekkel szemben, hogy meghajtó energiát igényelnek. Ez az esetek túlnyomó részében elektromos energia, a hőszivattyú kompresszorával egybeépített villamos motor, melynek energiája is hővé átalakulva hasznosul a hőszivattyús folyamatban. Korábban gyakori volt a gáz- vagy dízelmotorral meghajtott hőszivattyú, de az olaj és gáz drágulása, a robbanó motor magasabb előállítási költsége és az egyszerűbb üzemű villanymotorral szembeni hátrányai miatt az érdeklődés iránta csökkent és egyre kevesebb gyár állítja elő. A hőszivattyú olyan nagyteljesítményű klímígép, melyet elsősorban fűtésre használnak, de egy átkapcsolással hűtött vizet vagy levegőt tud keringetni a fűtési rendszerben. (2. ábra) Felépítése egyszerű. Két hőcserélőt egy körvezeték köt össze. Egy kompresszor a csővezetékben olyan munkaközeget keringet, melynek igen alacsony a forráspontja, csak nagy nyomás alatt cseppfolyósodik. A hideg oldali hőcserélő előtt a folyékony halmazállapotban lévő munkaközeg nyomását egy nyomáscsökkentő szelep leejti kb. 5 bar-ra. Ekkor a munkaközeg hevesen lepárolog, kb. 0°C-ra lehűl és a párolgáshoz szükséges hőt a hőcserélő másik oldalán ázfolyó környezeti közegből (vízből, levegőből, termálvíz hulladékból, szennyvízből, stb.) vonj a el, annak lehűtésével. A kb. 5°C-re felmelegedett munkaközeget a kompresszor elszívja, besűríti 15-25 bar nyomásra, melytől a lecsapódó munkaközeg felmelegszik 40-60°C-ra. A lecsapódásnál felszabadul az a hő, melyet a környezetből elvont, megnövelve a kompresszorba betáplált és hővé átalakult energiával. Mindezt az energiát a másik hőcserélőn áthaladva átadja a fűtési redszerben keringő fűtőközegnek. A hőszivattyú előnye, hogy kicsi a helyigénye, nagy teljesítményekre is alkalmas és önállóan képes nagyobb igények teljes ellátására, hidegebb vidéken is. Beruházási költsége nem magas, a világpiaci energiaárakkal szemben csupán 2 - 5 év a megtérülési ideje. Elterjedése az olajár-robbanások után rohamossá vált, majd ennek elmúltával lelassult, az utolsó 6 éve az olaj és gáz árának emelkedése miatt ismét felgyorsulóban van. A 3. ábra mutatja Svájcban és Németországban az évenkénti új beépítések darabszámát. 1999 májusában Berlinben tartották a Nemzetközi Energia Ügynökség szervezésében a VI. Hőszivattyús Világkonferenciát. 9 millió hőszivattyú üzemel a Föld országaiban. Üzemük már 6%-kal

380

csökkenti a CO2 kibocsátást. Élenjár az USA és Japán, ahol évente 1 1 millió hőszivattyút gyártanak. De Európában is mindinkább teret nyer, különösen azokban az államokban, melyek importálni kénytelenek a fosszilis energiahordozókat és államilag preferálják a környezetbarát hőtermelést. A hőszivattyú nem különbözik lényegesen a klímagéptől vagy hűtőgéptől Akkor nevezzük hőszivattyúnak, ha elsősorban fűtésre használják és csak másodsorban hűtésre. Sokan vitatják, hogy besorolható-e a megújuló energiaforrások közé. Ez a nézet uralkodik kormányzati hivatalainkban is. Fűtési hősavattyúk telepítése 1978-1998

• Siájc • Német O

L&

3. ábra

Az l.sz táblázat mutatja 100 kW hőtartalmű fosszilis energiával előállítható villamos, Hl. hőenergia mennyiségét, a veszteséget és a környezet hőtartalmából hasznosított részt, kWó-ban. Az utolsó oszlopon látható, hogy a fosszilis energiahordozó elégetéséből hány % energiát nyerhetünk. A hőszivattyú hatékonysága, - még ha figyelembe vesszük a meghajtó elektromos energia előállításánál keletkező veszteséget is - magasan felülmúlja még a korszerű kombinált ciklusú villamos erőműét vagy kondenzációs gázkazánét is. Az észszerű megoldás a jövőre nézve kínálkozik. A fosszilis energiahordozókkal üzemeltessünk kombinált ciklusú erőműveket fo-

ELEKTROTECHNIKA

Villamos energia gyasztó helyek közelében. Hazánkban már több ilyen üzemel, legutóbb a Csepeli Erőmű rekonstrukciója történt ily módon. A termelt hővel elláthatók nagyfogyasztók, távfűtött lakótelepek. A villamos energiával pedig a kombinál t-távfütéssel gazdaságosan el nem látható fogyasztók egyedi és telepi, lakótelepi hőszivattyús fűtése oldható meg. A nálunk fejlettebb országokban erre sok példa adódik. Stockholmban egy 260 MW teljesítményű hőszivattyús távfűtő telep a tenger vízéből nyeri a hőt. Egy 150 MW teljesítményű pedig a városi szennyvíztisztító elfolyó vízének lehűtésével dolgozik. Ha nem is ekkora mértékben, de nálunk is vannak eredményes telepítések. AHarkányi Gyógyfürdő elfolyó vízéből nyeri energiájának 5/6-od részét két 1100 kW-os hőszivattyú, mely a fürdő közelében lévő nagyfogyasztók fűtését végzi. Eredetileg 4 egységet terveztek, erre elegendő az elfolyó víz hőtartalma, de lobby érdekek a befejezést egyelőre meghiúsították. A Szekszárdi Húskombinátban egy 500 kW höteljesítményű hőszivattyú a 22°C-os üzemi szennyvízből nyeri az energiát és a 14°C hőfokú ivóvizet 45°C-ra előmelegíti a kazántápvíz készítéséhez. A Fővárosi Vízművek Halásztelki kúttelepén 1984 óta egy 450 2 m -es épületet fűtenek az ivóvízből nyert energiával. A lehűtött ivóvíz visszakerül a hálózatba, ahol útja során a földhő visszamelegíti. Hazánk területén rengeteg hévíz-kút felhasználás után 30-35°C-kal elfolyó vízéből 5 - 6-os hatékonysággal lehet fűtésre felhasználható hőt termelni. De a Kárpát-medence alján fekvő országunkban talajvíz szinte mindenütt található Ebből 4-es hatékonysággal üzemeltethető a hőszivattyú. A magyar műszaki élet egyik nagy tudósa, Dr Heller László professzor - aki 1948-ban doktori disszertációját a hőszivattyúról készítette - már az ötvenes években javasolta a Parlament fűtését és hűtését hőszivattyú segítségével a Duna vizéből. ADuna és más folyóink vízének hőtartalma a hazai igényekhez képest végtelen. A legkisebb Duna-vízhozamból 2°C kinyerésével 7 500 MW hőenergia nyerhető. Az Északpesti Szennyvíztisztító elfolyó vízéből kb. 100 MW hő lenne hőszivattyúval kinyerhető a környéken lévő fogyasztók számára. A fosszilis energia több mint felét ma olyan igényre fordítják, amely napenergiával, bioenergiával, hőszivattyúval kiváltható. Az osztrák kormány a fosszilis energia import csökkentés érdekében támogatja a megújuló energiaforrásokat. 10 évvel ezelőtt kormányprogramba iktatták ezek preferálását. A támogatás több oldalú. Alacsony kamatú, hosszú lejáratú hitelek, adóalap csökkentés, kedvezményes áramtarifa. Ennek eredménye, hogy ma már 1000 MW hőENERGIA HASZNOSÍTÁS

szivattyú és 300 MW napenergia kapacitás működik Ausztriában j e lentősen csökkent az olajimport és a kibocsátott emisszió. Az EU országaiban kormányrendelet írja elő az áramszolgáltatóknak a kedvezményes tarifa nyújtását hőszivattyús fogyasztók számára. Nálunk az energiaárak jelentősen eltérnek tényleges értéküktől. A földgázé 25-30%-a, a tüzelőolajé kétszerese a valóságosnak.. A földgáz esetében ez pazarló használathoz vezet, dezorientálja a fogyasztókat. Igen hasonló a helyzet, mint volt az ivóvíznél. A korábbi kormányok "szociális" indokból mesterségesen alacsony szinten tartották az ivóvíz árát. A tényleges előállítási költségnek kb. 20%-át fizették a fogyasztók, a többit az állam a termelőknek dotálta. Ennek eredménye a mértéktelen ivóvíz pazarlás volt. Az ipari és kertészeti üzemek leállították saját kútjaikat és ráálltak a városi ivóvízre. Ez lakósági vízhiány formájában jelentkezett. Óriási költségű beruházásokkal kellett a fogyasztás növekedésével versenyt futni. Pl. Budapest napi ivóvízfogyasztása a 80-as évekre elér3 te az 1 350 000 m -t. Ez több, mint kétszerese volt a hasonló lakósszámú és iparú Bécsnek, Milánónak vagy Nyugat-Berlinnek. Miután megszűnt az ivóvíz dotálása és a fogyasztói áraknak kellett a termelés költségeit fedezni, a budapesti ivóvízfogyasztás visszaesett 3 kevesebb, mint felére, napi 5 - 600 000 m -re. Ez a folyamat az egész országban hasonló volt. Ez fog a gáznál is történni. Előbb-utóbb kénytelenek leszünk a földgáznak az értékarányos árát bevezetni. Azonnal meg fog szűnni az igény az újabb gáz vezeték-fektetésre, több marad a szennyvíz hálózat lemaradásának behozására.. Ki fog alakulni lassan az egy vezetékes energiarendszer. A fogyasztó minden igényét az elektromos energia segítségével fogják kielégíteni. Természetesen ez gondot jelentene a gázszolgáltatóknak, mert mint ahogy a vízműveknél történt, kihasználatlanná válna a kapacitásuk, csökkenne a nyereségük, növekedne a nem fizetők száma. De a magasabb ár, szervezési intézkedésekkel kiegészítve, kárpótolná őket. Az alacsony jövedelmű fogyasztók számára súlyos problémát jelentene a földgáz árának világpiaci szintre emelése, de abból a kb. 100 milliárd egy részéből, amit a MOL évente ráfizet a ma már a fogyasztás 80%-át kitevő import-gázra, lehetne a rászorulókat támogatni. Az ország háztartásainak harmada még nincs vezetékes gázzal ellátva. Elektromos ellátás azonban mindenütt van. Ezeken a területeken és az új építkezőknek kellene az EU-hoz hasonlóan olyan kedvezményeket, hiteleket adni, hogy érdemes legyen hőszivattyúval kWÓ

Bevitt energia

energia veszteség

Villamos erőmű olajjal

100

65

0

35

Villamos erőmű gázzal

100

60

0

40

100

10

0

90

100 100

40 30

0

60

0

70

Gázkazán új

100

20

0

80

Gázkazán kondenzációs

10 60

15

Hőszivattyú levegő,talajhö

100 100

80

105 120

Hőszivattyú talajvízből

100

60

120

160

Hőszivattyú termál csurgalékból

100

60

160

200

Vili. erőmű gázzal, kombi ciklus

Olajkazán Gázkazán régi

Környezeti energia

Hasznos energia

/. sz- táblázat

2000. 93. évfolyam 10. szám

381

Villamos energia felváltani a drága PB gázt és olajat, a sok kézimunkával és szennyel járó, már nem is olyan olcsó szénfűtést. A 2, sz. táblázat mutatja a kü2 lönböző energiahordozókkal fűtött 200 m -es családi ház átlagos fűtési költségét Ez az áramszolgáltatók számára a piac növekedését hozza, nagyobb kapacitás kihasználást és nyereséget. De nékik kell elsősorban, - mint nyugati partnereik is teszik - a hőszivattyús üzemet kölcsönökkel, vásárlási támogatással és tarifakedvezménnyel elősegíteni. És nem utolsósorban, a széles közönség előtt ma még alig ismert hőszivattyús rendszerről a közönséget tájékoztatni. Ennek kezdeti lépései az ELMÜ, a DÉMÁSZ és DÉDÁSZ egyes kiadványaival megtörténtek. Szükség lenne a különböző érdeklődési körök számára szerkesztett tájékoztató anyagokra. Pl. a gimnáziumok fizika óráján vídeo-filmen mutatni be a hőszivattyú Fizikai törvényeit. Szakmai kiadványok az építészek, az épület gépészek, az önkormányzati hivatalok műszaki dolgozói, a hűtőgép szerelők, stb számára . Ekkor remélhető, hogy a most felnövő nemzedék már oly természetesnek fogja venni a hőszivattyú üzemét, mint egy svájci vagy kanadai szakember, akinek akkor kell magyarázkodnia, ha az új lakóházba nem hőszivattyús fűtést tervez. Sajnos hazánkban a kormányzati szervek sem ismerték fel még a hőszivattyú jelentőségét. Néhány évvel ezelőtt az EU-hoz csatlakoz-

Hírek A bénák ismét fognak járni, és a vakok látni Atudósok mindig megkísérelték az ember és gép kapcsolatának megteremtését. Az eredményhez vezető utat azonban a modern elektronika és számítógép-technika nyitotta meg. A bioelektronika hosszú ideig majdnem kizárólag arra fordított figyelmet, hogy a sérült embereken segítsen. Ma már az orvostudomány abban a helyzetben van, hogy számos testrészbe és szervezetbe, melyekben a funkció végzésében zavar keletkezett, implantációval korrigálja, pl. a szívbillentyűtől kezdve a mesterséges csípő és térdmozgatáson keresztül a beépített elektronikus fülig. A szívritmusszabályozó, (pacemaker) vezérli a gyenge szívműködést, a vizeletstimulátor a sérültnek lehetővé teszi a hólyag ürítését gombnyomásra, továbbá a kalciumfoszfátból előállított mesterséges csont behelyezését a megrongálódott csontvázba. Mikroelektronika és az idegek Különösen komplikált mesterséges rendszer beépítése az emberi testbe, ha ezt az idegrendszerrel kell összekötni, hogy a funkcióit teljesíteni tudja. A legnagyobb előrehaladást e téren a „Cohlea-implantáció" alkalmazása mutatja, amellyel már száz süketnek legalább hallásjavulást ajándékoztak. Néhányan az elektronikus rendszer beépítése után, amely a hallóideggel állt összeköttetésben, a szükséges tanulási fázis után ismét képesek voltak telefonálni. A megbénultak mozgását megvalósítani egy másfajta nagy bioelektronikai kihívás, amelyről már említésre méltó eredményekről jelentek meg tájékoztatások. Hasonlóan, mint Volta békájánál az idegeket a lábakban lehet elektro-

382

ni szándékozó országok számára lehetőség volt a hőszivattyú széleskörű ismertetése számára jelentős támogatást kapni. Az Energia Központ feladata volt ennek a megszerzése. Az erre kiirt pályázatot az EGI dolgozata nyerte el, mely azt bizonygatta, hogy hazánkban csak igen speciális esetekben gazdaságos a hőszivattyú, általában nem érdemes foglalkozni vele. Ez a vélemény az uralkodó ma is a hivatalos körökben. Az Energia Központ számos füzetben tájékoztatta a közönséget az energia-megtakarítás különböző lehetőségeiről. A megújuló energia forrásokat népszerűsítő füzetben hőszivattyúról a három mondatos tájékoztatás után következő értékelést adja: "Mivel általában villamos energia kell működtetéséhez, a hazai áramtarifa mellett nem nagyon gazdaságos - hacsak nem villamos fűtés helyett alkalmazzák. " így Magyarország nem is igényelte a széleskörű ismertetéshez kapható E.U. támogatást melyben a szomszédaink részesültek. Ennek eredménye képen szomszédaink alaposan megelőztek bennünket a hőszivattyús fűtés elterjesztése terén. A mérnöktársadalom, az áramszolgáltatók, az illetékes hatósági szervek összefogásával kimozdíthatjuk hazánkat a jelen elmaradt helyzetéből.. Ez csökkentené energia költségeinket javítaná városaink levegőjét, kevesebb gázt, olajat kellene importálnunk, egy lépéssel közelebb kerülnénk az Európai Unió elvárásaihoz.

mosan stimulálni, és így önkéntelen mozgásokat előidézni. A pulzusokat többnyire külső elektródák állítják elő, mivel a közvetlen összeköttetés az idegszövetek és a mikroelektronika között még mindig egy további megoldatlan probléma. A biológiai rendszer felismeri az anyag idegenszerűségét és többnyire kivetési reakcióval reagál. Ez lehet immunreakció, de véralvadás kiváltója is. További rizikó a lehetséges fertőzésveszély. Laboratóriumi kísérletek Laboratóriumban azonban a biológiai szövetek és az elektronika szimbiózisa jól funkcionál. Már a kilencvenes évek elején Péter Fromherz professzornak, a Max-Píanck kutatójának sikerült az idegsejteket tranzisztorral a mikrocsipre kötni, és elektromos jeleket cserélni. A Tokiói Egyetemen a kutatóknak sikerült szöcskék mozgási idegeit mikrocsippel összekötni, amelyeket a kicsiny állatok hátukon viseltek. Ennek a csípnek segítségével lehet a rovarokat egyidejűleg vezérelni: a helyes impulzussal tudták a szöcskéket például balra, vagy jobbra irányítani. 1999-ben John Chapin aSchool of Medicine in Philadelphia vezetője beszámolt patkányagyba ültetett elektródáról. Ez stimulálta a kísérleti állat érzőközpontját, ha egy meghatározott gombot előzőleg megnyomott. A patkányok ezen a módon valóban megjegyezték, hogy a gombot ismételten mindig meg kell nyomniuk. Érzékelő mikrocsip az agyban Gyakorlatilag kísérletképpen máris fognak az agyba mikrocsipet implantálni, hogy bizonyos betegségeknél segítséget adjanak. így a Parkinson kórban szenvedők agyába juttatott megfelelő jelek segítségével a reszketést el le-

het nyomni. Viszont az epilepsziásokat az agyba épített érzékelő időben figyelmezteti a fenyegető rohamra, vagy megfelelő elektromos impulzusok ezt meg is szüntetik. Németországban is implantáltak már ilyen epilepszia elleni mikrocsipeket. Látványosan is folynak kísérletek, amelynél a teljesen bénáknak a megértés ismételt lehetőségét kell visszajelezniük. Az Emory University-n Atlantában ilyen kísérletek folynak. Ott tudósok egy mikrocsipet összekapcsoltak a mozgató idegekkel. A mikrocsip betűkkel vezérli a számítógép monitor kurzorát. A páciens már nagyon rövid idő után abba a helyzetbe kerül, hogy ezt a kurzort egyedül saját gondolataival vezérelje és így kommunikáljon. Mesterséges retina A kutatók a bonni és tüblingeni egyetemen már a mesterséges retina fejlesztésén dolgoznak, amely a vakoknak a szeme világát visszaadja, feltételezve, hogy a látóideg érintetlen. Az USA-ban az elmúlt években a szembe implantált mikrocsip segítségével egy vaknak legalább egy óra hosszáig durva látáslehetőséget tudnak ajándékozni. Németországban jelenleg az első állatkísérletek folynak mesterséges szemmel. A szakértők arra a következtetésre jutottak, hogy előbb vagy utóbb az emberi test mindegyik része kipótolható technikai eszközökkel, kivéve az agyat. Ennek a rendkívül komplex szervezetnek a kiépítése, amely nekünk a gondolkodást, érzést és a tudást lehetővé teszi a legnagyobb víziónak inkább látszik, mint csaknem lehetetlennek. (VDE Dialóg Nr.3. Mai/Juni 2000. Lahme weden wieder gehen und Blinde wieder sehen cikk alapján) Bárki Kálmán

ELEKTROTECHNIKA

Villamos fogyasztóberenclezések

Az űj felvonó és mozgólépcső rendelet ismertetése, magyarázata Dési Albert A Kormány 113/1998. (VI. 10.) rendeletéi, a felvonók és a mozgólépcsők építésügyi hatósági engedélyezéséről, üzemeltetéséről, ellenőrzéséről és az ellenőrökről, már a megjelenést követő hetekben heves kritikák érték a felvonó társadalom részéről. Az eddigi, a volt KTM-nél (ma ez a szakmai rész az FVM Építési Hivatalaként működik tovább), a KHVM-nél és az akkori IKIM-nél (maGM-nél) lévő kötelező szabványok, valamint rendelkezések, előírások igen megnehezítették eddig mind az új felvonók és mozgólépcsők, de az épület rekonstrukciója során mind a lakóházi, mind a kommunális épületekben működő felvonók felújításai, azok tervszerű karbantartási munkáját. Az Építési Törvény megjelenítésével, annak 62.§ (1) bekezdésének k, pontja felhatalmazta a Kormányt, hogy a felvonók addig érvényben lévő szabályozásának korszerűsítésére alkosson új rendeletet úgy, hogy már az Európai Parlament és Tanács 95/16 EC 1995 számú irányelvében foglaltakat, azok legfontosabb előírásait is vegye figyelembe. Ezek alapján a rendeletalkotók kormányrendelet keretében igyekeztek a személy- és teherfelvonók igen széles palettáját az eddig KHVM külön előírásai szerint létesített mozgólépcsőkkel és mozgójárdákkal együtt egy rendeletben szabályozni. A szakma széles fóruma adott javaslatot, ötletet a kormányrendelet tartalmához, sokszor olyat is ami műszakilag indokolt volt, de nem egy ilyen szintű rendelet szabályozási körébe tartozott. Nagy viták után kompromisszumos megállapodás születeti arra, hogy a rendelet hatálya különleges kialakítású illetve különleges helyen létesített felvonókra ne vonatkozzon, vagyis ezen felvonók létesítését és üzembe állítását az egyedi vagy a speciális technológiákat megjelenítő rendelkezésben kell szabályozni. A Kormányrendelet rendezte az Építésügyi Minőségellenőrző és Innovációs Rt-nek (továbbiakban ÉMI-nek) azt az eddigi tradicionális "monopóliumát", miszerint csak az ÉM1 volt jogosult a felvonók kölelező műszaki biztonságtechnikai felülvizsgálatának elvégzésére. A rendelet különben csökkentette - két alkalommal - a felvonók évenkénti vizsgálatának számát, ezzel a szerződéses karbantartói "szemlék" elhagyásával a lakóközösségek pénzügyi terheinek enyhítésére is gondolt. A rendelet átmenetileg megoldotta a középfokú végzettségű un. "felügyelőknek" a helyzetét is. A Kormányrendelet megjelenését követően főleg a szakmai társadalom részben műszaki, jogalkotói észrevételekkel, részben azért mert egyes gyártók vagy kivitelezők parciális érdekei nem jelentek meg a jogszabályban igen nagy kritikai kereszttüzet kapott. Az érintett szaktárcák ezeket az észrevételeket összegyűjtötték, rendszerezték, s kellő számú, megalapozott indokok után kezdeményezték a Kormányrendelet módosítását, további korszerűsítését úgy, hogy az Európai Parlament és Tanács 95/16 EC 1995 számú irányelvében foglalt teljeskörű harmonizációs intézkedéseket a 2002-ig terjedő időszakban meg lehessen hozni. Mivel a 95/16 EC direktíva tárgykörét csak részlegesen fedi le a felvonók és mozgólépcsők építésügyi hatósági engedélyezéséről, üzemeltetéséről, ellenőrzéséről és az ellenőrökrőt szóló régi, illetve a korszerűsített rendelet, ezért a teljeskörű harmonizáció érdekében szükséges, hogy a felvonók biztonsági alkatrészének tervezésével, gyártásával, minősítésével kapcsolatos 95/216 jelű ajánlás is a végleges jogharmonizáció során beépítésre kerüljön, vagy külön előírásban jelenjen meg. A Kormány 173/1999. (X1I.6.) rendelete a felvonók és mozgólépcsők építésügyi hatósági engedélyezéséről, üzemeltetéséről, ellenőrzéséről és az ellenőrökről szóló 113/1998.(VI.8.) kormányrendeletmódosításáról, a már korábban említett műszaki és jogi észrevételek figyelembevételével készült. A kél rendelet közötti leglényegesebb változtatásokat a rendelet felépítését követve kiemeljük. Lényeges, hogy az 1 .§ (2) bekezdésében a rendelet hatálya alól kikerült a nukleáris létesítményekben lévő felvonó. A paragrafus (3) bekezdéssel bővült, mely szerint a közlekedési nyomvonal jellegű építmények (vasutak, repülőterek stb.) közbeiktatott vagy csatlakozó építményei, valamint nukleáris létesítményekkel összefüggő, de azok működéséhez csak közvelve szükséges építmények tekintetében a rájuk vonatkozó külön jogszabályokban foglalt kiegészítésekkel és eltérésekkel kell a rendelet hatályát alkalmazni. A 2.§ (a) bekezdésében a 35"-os meredekségi szög 15°-ra módosult. A paragrafus továbbá új bekezdéssel egészült ki mely alapján a rendeletet alkalmazni kell a felújított berendezésekre - a fabetétes vezetősínű berendezések kivételével - is melyek fő egységeit (meghajtógép, aknaajtó, fúlkeajló, vezérlés) két éven belül új egységre cserélték. A 3.§-ban a felvonók főbb adatainak felsorolásánál külön választásra kerültek a felvonók és a mozgólépcsők. Ebben a paragrafusban került meghatározásra az az Dési Albert okl. villamosmérnök, MEE tagja

2000. 93. évfolyam 10. szám

új elem, mely alapján ha új, felújított, vagy átalakítóit felvonót az építmény építésével, felújításával, helyreállításával egyidőben kívánnak létesíteni, akkor az 5. számú melléklet a, pontjában felsorolt tervek becsatolásával kell az építési engedélyt az építési hatóságtól megkérni. Az építési hatóság ezentúl az építési és használatbavételi engedélyt csak e melléklet szerint benyújtott és az 5.§ (2) bekezdés a. pontja szerint kijelölt szervezet kiadott alkalmassági nyilatkozat figyelembe vételével adhatja meg. A4.§ (2) bekezdés a. pontja is új előírást takar, azaz lOévnél nem régebbi, illetve felújított berendezés esetén egy, egyébként két alkalommal (félévenként) kell kijelölt szervezetnek - műszaki biztonságtechnikai felülvizsgálatot végezni az üzemeltető megbízása alapján. Új továbbá, hogy a karbantartás megfelelősségének műszaki biztonságtechnikai felülvizsgálatát kél alkalommal, félévenként felvonó- és mozgólépcső ellenőrrel kell elvégeztetni. A paragrafus újdonsága még, hogy ha MSZ EN ISO 9001 vagy MSZ EN ISO 9002 szerinti minőségbiztosítással rendelkezik a karbantartó szervezet, akkor a karbantartás megfelelősségének külön műszaki biztonságtechnikai felülvizsgálata nem szükséges, de az ebbe a körbe tartozó berendezéseket vagy annak változásait a karbantartó szervezetnek a nyilvántartást vezető szervezetnél be kell jelentenie. Az 5.§ (1) bekezdés kibővült a közlekedési szakképesítéssel, valamint a honvédelmi és katonai célú objektumokban történő ellenőrzés esetén az 1995. Évi CXXV. törvényben meghatározott nemzetbiztonsági minősítéssel kell rendelkezni. Ugyanez a paragrafus újdonságként szabályozza az ellenőri jogosultság visszavonásának lehetőségét, illetve az ezzel kapcsolatos fellebbezési lehetőséget. Újdonság továbbá, hogy a kijelölést kérő szervezetnek az eddig meghatározott feltételeken túlmenően a jövőben legalább 10 ellenőri jogosultsággal rendelkező természetes személyt kell alkalmaznia és vállalni kell az ellenőrök rendszeres, évenkénti szakmai továbbképzését. A 6.§ (3) bekezdésében a felvonó- és mozgólépcső szerelését, karbantartását végző személy szakma-végzettségi feltétele változott, Bekerült a felvonószerelő szakmunkás bizonyítvány meglétének lehetősége, illetve az ennél magasabb szakirányú képesítés is. A 7.§ (7) bekezdésénél a gépkönyvébe bejegyzésre jogosult eddigi személyek és hatóságok közé az ÉMI is bekerült. Újak ezenkívül a (4) bekezdés a, és b, pontja által előírt rendelkezések, melyek szerint a gépkönyvnek tartalmaznia kell a felvonó, illetőleg a mozgólépcső fő műszaki adatain túlmenően a főegységek megnevezését és jellemzőit is. A 8.§-ban az ÉMI-nek adott szolgáltatás ideje és az adatszolgáltatás tartalma változott. A9.§-ban az ÉMI tevékenysége lett pontosítva, azaz az ÉM1 a szakmai felügyeletet és ellenőrzést az FVM miniszter által - a gazdasági miniszterrel egyetértésben - megállapított külön ellenőrzési terv szerint látja el. A Kormányrendelet 10. és 1 l.§-aíban rendelkezik a mellékletek módosításáról, bővüléséről (5. melléklet), illetve az egyidejűleg hatályukat vesztő rendeletekről. 1999 decemberében a szabályozó hatóságok remélték, hogy az új "felvonó rendelet" legalább egy ideig betölti hivatását. Tévedtek, mert a felvonós társadalom hasonlít a többi műszaki, pl. az épületgépész (víz, gáz, fűtés, elektromos, csalorna) társadalomhoz, mivel az űj rendelet mindig további műszaki gondol, problémát vet fel, s általános érvényű receptet ma még a világon senkinek sem sikerült még rövid távra sem alkotni. Ezen már 1999 végén új és újabb szabályozási problémák merültek fel. Vannak un. speciális felvonók, melyeket sem a 21/1998. (IV. 17.) (KIM rendelet, sem a 39/1997. (XII. 19.) KTM-IKIM együttes rendelet hatálya alá besorolni egy az egyben nem lehetséges. Ilyen pl.: - lépcsőkövetö (lépcsőjáró) berendezés, a kerekes székkel közlekedő mozgáskorlátozott személyek szállítására, - függőleges síkban mozgó emelőberendezés (emelőlap), kerekes székkel közlekedő mozgáskorlátozott személyek szállítására, - magánépítményekben (nem közforgalmú épületben) korlátozott feltételek között használható, személyszállításra alkalmas emelőberendezés, az un. "Home Lift", - stb. Minda technika, mind az Európához csatlakozás előfeltételeinek széles körűés sürgető teljesítése megköveteli ezek és az ezt követő, ma még talán nem is ismert, a felvonók szerepére, szükségességére, létjogosultságára vonatkozó műszaki és jogi előfeltételekre az odafigyelést, azok kezelését és a szakma kívánalmainak megnyugtató teljesítését.

383

Villamos energia

Hazai és nemzetközi tapasztalatok a kompozit szigetelők alkalmazásáról. Gyurkó István

Előzmények

ECR glass reinlörced

Szakmai körökben jól ismert ökölszabály: a távvezetékek költségének mintegy 5 %-a adódik a szigetelő láncokból, amelyek azonban az összes meghibásodások számának mintegy 80 %-áért felelősek. Természetesen ezek a számok nem általánosak, és ilyen formában bennük foglaltatik, hogy a távvezeték teljes élettartama és a szigetelők élettartama megegyezik, azaz a szigetelők nem lesznek lecserélve az élettartam során. Továbbá ezek a számok csak létesítési költségre vonatkoznak, amennyiben azonban a szennyezettség miatt a szigetelők időszakos tisztításának szükségessége is felmerül, akkor ez további karbantartási költéget eredményez. Ajelzett számok jól mutatják azt a tényt, hogy viszonylag alacsony költséghányaduk ellenére kellően nagy figyelmet és gondot kell kiválasztásukra, kezelésükre fordítani. Kell ezt tennünk különös tekintettel a villamosenergia szolgáltatás minőségi követelményeinek a liberalizálódó villamosenergia piac bevezetésével biztosan várható jelentős emelkedésére.

WtíziAálló llvcgsííl

A kompozit szigetelők kifejlesztése Az elmúlt évtizedig a hagyományos kerámia alapú (porcelán, üveg) szigetelők domináltak a világon mindenütt, így hazánkban is. A hatvanas években az USA-ban elkezdődött a kompozit szigetelők gyártása és beépítése, mára ott a 66 - 230 kV között felhasznált szigetelők szinte kizárólag ebből a fajtából kerülnek ki. Ennek oka elsősorban a kompozit szigetelők kis súlyukból adódó könnyű kezelhetősége, szállíthatósága, szerelhetősége (mintegy 90 %-os súlycsökkenés a porcelánhoz képest), a hagyományos fajtáknál rövidebb beépítési hossza, valamint igen nagyfokú vandalizmus - állósága, ami egyben a kivitelezés közben egyszerűbb kezelhetőséget is jelent, továbbá kifejezetten jó szennyezésállósága, amellyel a karbantartási költséget jelentő tisztítás teljesen elhagyható. A kezdeti időben a következő problémák jelentkeztek: erózió, amely átütésekhez vezetett, repedések a polimer burkolaton, amelyek a szennyeződést növelték, a belső rúd és a műanyag ház közötti kapcsolat esetenként nem kielégítő volta, amely ismét átütést eredményez, a víz és a szennyeződés behatolt a műanyag ház belsejébe, segítve ezzel a villamos tulajdonságok romlását. Agyártók és kísérleti intézetek folyamatos munkája eredményeként a piacon a második generációs termékek általánossá váltak, de mára megjelentek a legmodernebb harmadik generációs darabok is, kiküszöbölve a fenti problémákat. Mint minden terméknél, a kompozit szigetelő minőségénél is a három legmeghatározóbb tényező: - az anyag minősége - a kiváló tervezés - az előző kettőből egységet alkotó gyártási technológia

Kompozit szigetelő anyaga A kompozit szigetelő lelke, meghatározó eleme a kölőanyagba ágyazott üvegszálas rúd, amely a meghatározó szigetelő rész, és egyben a mechanikai teherviselő. A szokásos üvegszál anyagok az „E", majd napjainkra az ECR (Elcctro Corrosion Resistance )üveg. A kötőanyag lehet epoxi, vagy vinylestcr (előbbi jobb de drágább). Az 1. ábrán látható annak a kísérletnek az eredménye, amely a különböző üvegszálból készített rúddal végzett korrózió állóság vizsgálat eredményét mutatja.

Gyurkó htvún okl. villamosmérnök, az ÉMÁSZ Rt. Osztályvezetője, a MEE tagja Szakmai lektor: Bertalan Attila okl. villamosmérnök, MEE tagja

384

FRP rod: villamosán •fittM tpaú Kid E-glass mnforced FRP rod: alacsony alkáli elem i.ir-.ili ii. Üvegszál crfísltésfi epoii nid

/. ábra Minták a 96 órás 1 normál sűrűségű salétromsavban végzett korróziós hatásteszt után

A csupasz rúd, amelyhez a kovácsolt vas vagy horganyzott acél végszerelvények csatlakoznak önmagukban nem elegendőek, szükség van egy külső, a környezeti hatásoktól óvó köpenyre. Ez különböző műanyagokból (EPDM, szilikon gumi) készülhet, különböző tehnológiákkal. A szilikon gumi fontos tulajdonsága, mint organikus vegyület, a felszínére lerakodó szennyeződést a belsejéből kiváló kis molekuláknak a felszínre juttatásával betakarja, azt hidrofóbbá teszi. A második ábrán láthatók a töltött és a töltetlen szilikon és az EPDM erózió - állóságának különbségei.

1.6

f 1.1 •1 4

I

l«

S °8

c 0.6

I

!

1u 0.2°4 ~jO.16|).27|_ 0 Unfflled SIR

1 jo.»

1.62

11•

• 1.03 • |90" |3O*

Ili ül —i—™

Fiiled SIR

EPDM

Unfillai SIR: Töltetlen snlikongurai Filled SIR: Töltött szilikongumi EPEIM: Etfii le n-lfopilén-Dicn-Monomer Erosion rale (gftg-erodenl): Erózió mdrlíke (K/IÍK-CJIKUÍIÓ anyagi

2. éhra Szigetelő-anyagok eróziós mértéke két különböző beesési szög esetén

A szigetelő tervezése A tapasztalatok azt mutatták, hogy a kompozit szigetelők legkritikusabb pontja a három anyag (a belső rúd, a végszcrclvény és a külső szilikon köpeny) találkozásának kialakítása, valamint a végek formájának megtervezése, mert itt a villamos erőtér nagysága és homogenitása alapvetően befolyásolja a szigetelő viselkedését. Helyi meghibásodások jelentkezhetnek a belső rúdon az un „brittle fracture" jelenség miatt, ha a rúd atmoszférikus szennyeződéssel kerül kapcsolatba. A felszínen kialakuló villamos erőtér romboló hatást fejt ki a polimer ház anyagára, ha az erőtér transzverzális összetevőinek a nagysága meghaladja azt az értéket, amely felszíni kisülések indulását eredményezi. Ezek a felszíni kisü-

ELEKTROTECHNIKA

Villamos energia lések rombolják a polimer hidrofobicitását, majd magát az anyagot, előidézvén ezzel annak korai öregedését. A fent részletezett bizonyos „hármas pont"-ot úgy kell kialakítani, hogy a fémszerelvény felszínéről induló részleges ívek instabilak legyenek. A legalsó ernyő helyének gondos megválasztása, valamint a polimer ház illesztési vonala és annak pozíciója további olyan tervezésnél figyelembe veendő kérdés, amellyel a szigetelő tulajdonságai javíthatóak.

A kompozit szigetelő elterjedése Az elmúlt 6 évben a magyar hálózaton is egyre nagyobb számban jelennek meg a kompozit szigetelők, arányuk 120kV-on meghaladta az 50%-ot. Az ÉMÁSZ Rt ebben a fejlődésben úttörő szerepet vállalt, hiszen 120kV-os hálózatunkon mára a kompozit szigetelők száma meghaladja a 8000 db-t. Nagyon gondos műszaki előkészítés után a fentikben részletezett nemzetközi eredményeket figyelembe véve céltudatosan a legjobb minőséget választottuk, azaz olyan terméket, amelynél - az alapanyagok minősége a legjobb, epoxigyantába ágyazott ECR rúd, alacsony tötltöttségű LSR szilikon gumi, - szilikonnal tökéletesen zárt - és formája miatt lényegesen kisebb erőtér kialakulását segítő végkiképzés. - LSR technológia, zárt, CAM gyártás szigorú ISO minőségbiztosítást követelmények szerint. Joggal merül fel a kérdés, hogy fenti jó tulajdonságok mennyibe kerülnek? Utókalkulációink eredménye látható a 5. ábrában, ahol kétféle porcelán, kétféle üveg és a kompozit szigetelők beépítési költségeit hasonlítottuk össze. Egy 50km-es vonalon, kétrendszerű 200 oszlop (70% tartó [50 - 50% egyes és kettős] i lletve 30% feszítő (40 - 60% egyes és kettős]) figyelembe vételével

VillinxKttoaaatzcgy

l20tV-osftmikm 1 *ingelcK!mentén,ncdvcuígptútu

3. ábra 120 kV-os Furukawa gyártmányú kompozit szigetelő környezetében kialakuló villamos térerősséget mutatja a 3 .ábra. Látható, hogy a gondosan kiképzett alak következtében a szilikon belsejében a térerősség nagysága igen kicsi, a nagyobb térerősségű helyek a levegőbe szorultak, így uralhatóak. Jobb oldalon ugyanezen szigetelő nedvesség próbája látható, a nagyfokú hidrofobicitás nyilvánvaló.

A kompozit szigetelő gyártási technológiája. A második generációs kompozit szigetelők HTV (Hoch Temperature Vcrnetzung) technológiával, aránylag nagy töltelék-anyag tartalmú szilikon gumival készülnek, a harmadik generációs termékeknél új a technológia is: LSR (Liquefied Silicone Rubber: Folyékony Szilikon Gumi) és aránylag kis százalékú az adalékanyag felhasználása a szilikon gumiban. A gyártás technológia igen fontos része a különböző anyagok közötti mechanikailag megfelelően erős kapcsolat kialakításában. Jelenleg a harmadik generációs termékeknél alkalmazott technológia is a legmodernebb. Természetesen nincs kizárva annak a lehetősége sem hogy a későbbiek során a negyedik generációs szigetelő is megszületik. Üzemelt szigetelő vizsgálata

5. ábra Látható, hogy az FCI Furukawa kompozit szigetelők árban nemcsak versenyképesek, de a legolcsóbbnak is bizonyulnak, miközben minőségükről szerzett immáron 6 éves saját tapasztalataink megegyeznek a nemzetközivel: a megfelelően választott kompozit szigetelők műszakilag tökéletes alternatívái a kerámia alapú korábbi társaiknak, néhány tulajdonságukat tekintve meg is előzik azokat. Az összehasonlító 5.ábra különböző anyagú, típusú és gyártmányú (porcelán hosszúrúd, porcelán egysapkás, üveg és kompozit) szigetelőláncoknak az árát mutatja 1999 évi árszinten. Az árban benne van az anyagköltségen túl a szerelés teljes költsége is. A valósághű súlyozású összehasonlítás egy elméleti távvezeték vonalra készült, amelyben a feltüntetett arányban szerepelnek a különböző szigetelő fajták (ET, KT, EF, KF)

Összefoglalás Fentiek alapján a hazai 120kV-os hálózatokon a kompozit szigetelők egyre nagyobb fokú alkalmazását látjuk indokoltnak, hiszen nyilvánvalóvá vált, hogy mára igen magas szinvonalat értek cl mind tervezésükben mind a felhasznált anyagok viselkedésében, áruk alacsonyabb, s ezzel egyértelmű előnyöket mutatnak a hagyományos kerámia alapú társaikkal szem ben.Természetesen a szigetelők beszerzésénél a Közbeszerzési Törvény szabályai szerint kell eljárni. Bármely gyártó aki a műszaki és gazdasági követelmény előírásainknak megfelel sikerre! pályázhat. A gyártók versenyéből a felhasználóknak csak előnyük származik.

Hazánkban a VErKI és VKI által kifejlesztett és a 70-cs években a távvezetékre feltett 400 kV-os szigetelőt húsz üzemben töltött év uián - nem meghibásodás, hanem a fejlesztők kérésére leszerelve a VEIKl-ben igen szigorú tesztnek vetették alá. Elmondható, hogy kiállta a próbát, a negyedik ábra ennek a szigetelőnek a 20 év utáni hidrofobicitását mutatja.

Irodalomjegyzék:

Az első generációs 400 kV-os D f f l n kirnipo.il u i ^ i c l d 20 M ü n m c l « uiin n xi új állspnni srigrrcIMfttl cgyenfttfkfl villámot i/jlüíJíijiLNl mulaliHI cs mcgfin/Jc crojrti vlrlcpCIgCIO nilajdonsS^St

4.úhra

2000. 93. évfolyam 10. szám

1) Gorur: Outdoor Insulators 2) Sokolija; About Somc Important Items of Compositc Insulator Design 3) A.Bognar and os: Invcsrtigation on a 20 Years Old Compositc Insulator 4) A.Bognar. P. Szaplonczay: Non-ceramic Insulator Technology: FCI's Quality, Design and Service Expericnce. Confcrcncc paper, 1998 Barcelona 5) Muntcanu: Silicone Rubber Insulators Rcduce Life Cycle Costs. Transmission and Distribution International, l.quater, 1994.

385

Villamos energia

Áramtőzsdék a villamosenergia-piacon Dr. Fazekas András István

Jelen összefoglaló a szervezett villamos energia versenypiac létrehozásával és működésével kapcsolatos eddigi külföldi tapasztalatokat szándékozik összegezni, bemutatva az egyes kérdések hátterében 1 levő problémákat, összefüggéseket. A külföldi gyakorlat megismerése azért bír kiemelt jelentőséggel, mert most folyik a hazai villamosenergia-szektor új működési modelljének az előkészítése. Az Európai Unióhoz való csatlakozást követően a hazai villamosenergia-piac integráns része lesz az egyesített európai villamosenergia-piacnak, mindebből következően a 96/92 EC jelű irányelv gyakorlati bevezetése óta eltelt másfél év tapasztalatainak az összegzése, áttekintése nagy fontossággal bír.

1. A szervezett szabadpiac fogalma Akérdéskör vizsgálatakor első lépésként mindenekelőtt az elnevezés igényel magyarázatot. A "szervezett villamos energia szabadpiac" megnevezés olyan intézményt jelöl, amely a villamosenergia-szektor piaci szereplői (termelők, kereskedők, feljogosított fogyasztók stb.) számára szervezett formában biztosítja különböző villamosenergia-szolgáltatással összefüggő áruk, szolgáltatások szabad piaci értékesítését. Másképpen fogalmazva szervezett villamosenergia-piac alatt olyan önszabályozó és önkormányzó szervezet értendő, amely a villamos energia és a kapcsolódó szolgáltatások, mint szabványosított termékek vonatkozásában előre meghatározott és meghirdetett módon és időben koncentrálja a keresletet és kínálatot. Az "áramtőzsde", "villamos energia tőzsde" kifejezések ugyanezen tartalom megjelölésére szolgálnak, azonban aze kifejezésekben szereplő "tőzsde" megnevezés már egyértelműen meghatározza az adott intézmény szervezeti, jogi felügyeleti státuszát. Magyarországon például az árutőzsdéről és az árutőzsdei ügyletekről szóló 1994. évi XXXIX. törvény szabályozza az árutőzsdék működését s egyben e törvény rögzíti azt is, hogy az árutőzsdével és az árutőzsdei kereskedelemmel kapcsolatos állami felügyeletet az Állami Pénz- és Tőkepiaci Felügyelet látja el. A szervezett villamos energia szabad piac azonban nemcsak tőzsdei formában hozható létre, ez indokolja tehát az általánosabb, a villamos energia szabad piac szervezeti és működési formáját eleve nem definiáló megnevezés használatát. A szervezett szabad piac megnevezés mellett a szakirodalomban a "szabályozott villamos energia piac" megnevezés is előfordul, azonban ez az elnevezés azért nem szerencsés, mert—bizonyos mértékig (szükségszerűen) — minden piac szabályozott. A "szervezett" jelző utal arra, hogy az intézmény a keresletet és a kínálatot szervezett módon koncentrálja, s biztosítja a kereskedelemi ügyletek lebonyolításához szükséges infrastrukturális hátteret.

Dr. Fazekas András István okl. gépészmérnök Szakmai lektor: Bertalan Attila okl. villamosmérnök, MEE tagja

2000. 93. évfolyam 10. szám

2. A piaci szereplők Mint minden kereskedelmi vállalkozás esetében a szervezett villamos energia szabad piac esetében is cél, hogy az a potenciális piac lehető legnagyobb részét fedje le, a lehető legtöbb piaci szereplőt vonja be működésébe. A szervezett árampiacnak a liberalizált villamosenergia-szektoron belül diszkriminációmentesnek, elismertnek és hatékonynak kell lennie, s mindenkori likviditását is biztosítani kell. A szervezett villamos energia szabad piacon értelemszerűen olyan vállalkozások vehetnek részt, amelyek részére a szabályozó hatóság (Magyarország esetében a Magyar Energia Hivatal), villamos energiával való kereskedést engedélyez, azaz az ún. kereskedelmi engedélyesek. E piaci szereplőknek értelemszerűen egyben rögzítettpénzügyi követelményeknek is eleget kell tenniük. Aszervezett villamosenergia-piac szereplői hazai viszonylatban a tervezett új villamos energia törvény terminológiája szerint a villamosenergia-kereskedők, a közüzemi nagykereskedő, a közüzemi szolgáltatók és a feljogosított fogyasztók, valamint a villamosenergia-termelők. A szervezett szabad árampiac esetében igen lényeges szempont az, hogy a mindenkori likviditás és a valós szabad piaci árak kialakulása érdekében a lehető legnagyobb számú szereplő legyen jelen a piacon és a szabad piacon értékesített villamos energia mennyisége abszolút értékében és az országos Összes értékesített villamos energia mennyiségéhez képest is számottevő legyen. Nem szorul különösebb magyarázatra, hogy ezen két feltétel nem megléte esetén nem lehet beszélni tényleges szabad piacról, a szabad piac ekkor nem működik, vagy csak formálisan létezik.

3. Szabványosított termékek a villamos energia szabadpiacon A villamos energia szabad piacokon szabványosított villamos energia termékek és szolgáltatások kereskedelmi forgalmazása történik. Nyilvánvalóan az üzletkötések túlnyomó többségét az ún. szokásos villamos energia vásárlási ügyletek teszik ki. Ezekben a kereskedelmi ügyletekben meghatározott időponttól kezdően, meghatározott időtartamon keresztül meghatározott teljesítmény szinten, meghatározott mennyiségű villamos energia eladásáról/vételéről van szó. Az ilyen kereskedelmi ügyleteket tehát a szállítás megkezdésének időpontja (dátuma), a teljesítményszint (és annak időbeli lefutása) (P(t)), a szállítás időtartama (Dt), vagy (ebből kiadódóan) az összes szállított villamos energia mennyisége (W) jellemzi. Nemcsak áramüzletekről van szó (lehet szó) azonban a szervezett szabad piacon, tartaléktartási célú villamos kapacitást stb. is lehet vásárolni, ez is képezheti például adásvételi szerződések tárgyát. Tekintettel arra, hogy a szervezett szabadpiaci villamos energia kereskedelmi ügyletek relatíve kis időbeli előretartásúak, a tényleges üzleti forgalmon belül igen jelentős szerepet játszanak a rövid időtartamra szóló kereskedelmi megállapodások (üzletkötések). Az árak szempontjából mindezekből következően meghatározó jelentőségű az, hogy az 387

Villamos energia adott villamos energia szállításra mikor kerül sor. Az együttműködő villamosenergia-rendszer, s fogyasztók szempontjából sem mindegy, hogy az adott áramszállításra terhelési csúcsidőszakban, csúcsidőszakon kívül vagy éppenséggel terhelési völgyidőszakban kerül sor. Az 1. ábra a szervezett szabad piaci villamosenergia- árak (eredő árak) kétdimenziós idofüggését (az üzlet időbeli előretartásától és a terhelési időszaktól való függését) példázza konkrét adatok alapján. A 2. ábra a pool árak hónapon belüli ingadozását mutatja.

AIÖaOEIVH.LAJ«0«ENeHG«-ARFOQGÍSEAIOILET10ö*£U£1.6«(er*«TA*ATÓl

/. ábra

A villamos energia versenypiacok alapvető jellemzője, hogy milyen jellegű áramkereskedelmi ügyletek lebonyolítására szervezték őket. Az áram versenypiacokon lebonyolításra kerülő kereskedelmi ügyletek lényegi jellemzője az, hogy azok adott áramszállítás tényleges realizálásához képest mennyi időbeli előretartással köttettek. Ezen csoportosítási elvnek megfelelően lehet különbséget tenni úgynevezett - OTC (bilaterális) áramkereskedelmi ügyletek (Over the Counter Markét); - Napos előretartású áramkereskedelmi ügyletek (Day-ahead Markét); - Órás előretartású áramkereskedelmi ügyletek (Hour-ahead Markét); - Kiegyenlítő piaci áramkereskedelmi ügyletek (Balancing Markét), valamint - Utólagos kiegyenlítő áramkereskedelmi ügyletek (Settlement Markét, Imbalance Markét) között. Többek között ez indokolja, hogy nagy jelentősége van a szervezett piacon értékesítendő termékek és/vagy szolgáltatások köre meghatározásának. A nemzetközi gyakorlat e téren nem egységes.2 MP[ POO1. ATLAIiAKAK: AMÍI.IA-W AI.ES

2. ábra

388

Az első csoportba sorolt áramkereskedelmi ügyletek lényegi jellemzője az, hogy azok a szerződő partnerek (vevő és termelő) között közvetlenül köttetnek, ezért is nevezik az ilyen megállapodásokat bilaterális áramkereskedelmi ügyleteknek. Ugyanezen áramkereskedelmi ügyletek angol nyelvterületen meghonosodott másik elnevezése arra utal, hogy ezek a kereskedelmi megállapodások általában nem a szervezett versenypiacon (áramtőzsdén) jönnek létre, hanem a szerződő felek közvetlen ügyleteként, azaz a szerződő felek "asztalánál" (OTC: Over the Counter). Az összes áramkereskedelmi ügyleteken belül a bilaterális megállapodások keretében értékesített villamos energia mennyisége meghatározó. A bilaterális áramkereskedelmi megállapodásoktól eltérően a napos előretartású áramvásárlási megállapodások egyértelműen a szervezett árampiacra jellemzőek. Az ilyen szerződéskötések esetében a tényleges áramszállítást 24 órával, a hétvégeken realizált szállítás esetén pedig néhány nappal előzi meg a kereskedelmi megállapodás. A napos előretartású áramkereskedelmi ügyletek esetében a szerződéses megállapodás is rövidebb időtartamra szól, s általában félórás ütemezésű, azaz általában jól definiált fogyasztói igények kielégítését célozza. A spot árampiacokon belül az ilyen jellegű megállapodások a legjellemzőbbek, a versenypiacokon értékesített villamos energiának az ilyen módon szerződött villamos energia teszi ki a legnagyobb részét, ami az összes villamosenergia-forgalom közel tíz-tizenöt százalékát éri el általában. Az órás elöretartásű áramkereskedelmi ügyletek jellemzője - az ilyen jellegű megállapodások nevéből következően - az, hogy az adott áramszállítási megállapodás csupán néhány órával előzi meg a tényleges realizációt. Ezek a szállítások is félórás vagy negyedórás ütemezésűek, s általában kisebb volumenűek. Az órás előretartású áramkereskedelmi ügyletek aránya az összes villamosenergia-forgalmon belül elenyésző, jelentősen kisebb például, mint a napos előretartású üzleteké. Értelemszerűen az ilyen jellegi! szállítások a termelők részéről nagy fokú rugalmasságot, a termelőkapacitások jó szabályozhatóságát követelik meg. A kiegyenlítő piac (Balancing Market/Temporary Power Markét) lényegi jellemzője az, hogy az a hálózat üzemeltetője által szervezett villamosenergia-piac. A hálózatüzemeltető (rendszerirányító) feladata ugyanis, hogy az együttműködő villamosenergia-rendszeren belül a fogyasztói oldal és a termelői oldal közötti mindenkori teljesítményegyensúlyt biztosítsa, biztosítva ezáltal a villamosenergia-szolgáltatás minőségi és mennyiségi jellemzőinek stabilitását, így mindenekelőtt a frekvenciastabilitást. A kiegyenlítő piaci áramkereskedelmi ügyleteket maga a hálózat üzemeltetője, a mindenkori rendszerirányító kezdeményezi, méghozzá olyan módon, hogy a rendszer teljesítmény-egyensúlyának biztosítása érdekében teljesítményt vásárol, vagy éppenséggel a fogyasztói teljesítményigény csökkentését (önkorlátozás) díjazza valamilyen módon. Az ilyen megállapodások általában igen rövid időtartamra (negyedóra, félóra) köttetnek, s a vásárolt, illetve korlátozott energiamennyiségek volumene sem nagy. A kiegyenlítő árampiac tehát bizonyos értelemben a rendszer mindenkori üzemállapota, a mindenkori teljesítmény viszonyok által meghatározott, s értelemszerűen e piaci megállapodások egyik szereplője szükségszerűen mindig a hálózat üzemeltetője (a rendszerirányító), másik szereplője pedig valamely termelő vagy valamely fogyasztó. Az áram versenypiacokon minden esetben pontosan definiált az az eljárásrend, amely a tényleges vételezések és a tényleges hálózati betáplálások utólagos - hitelesített mérésen alapuló - elszámolására szolgál. Az együttműködő villamosenergia-rendszerben ugyanis a tényleges villamosenergia-áramok a rendszer mindenkori fizikai terhelési állapota, a mindenkori fogyasztási és termelési (betáplálási) ELEKTROTECHNIKA

Villamos energia szituáció által meghatározottak. A tényleges fogyasztói vételezés és a tényleges energiaáramok ebből következően általában nem egyeznek meg pontosan a tervezett energiaértékesítésnek megfelelő energiaáramokkal, s a ténylegesen vételezett teljesítmény (s ennek megfelelően villamos energia) sem azonos általában a szerződésben rögzített mennyiséggel. Emiatt szükség van a hitelesített méréseken alapuló elszámolásra. Ezt a "piacot" nevezik az ún. "utólagos kiegyenlítő piac"-nak (After-Act-Market/Settlement Markét/ Imbalance Markét.)- Az e piacon realizált áramkereskedelmi ügyletek volumene az árampiaci áramkereskedelem összes volumenén belül igen jelentős. Magától értetődik, hogy valamely új áram szabad piac létrehozása esetében alapvető fontosságú kérdés annak meghatározása, hogy a várható szabad piaci kereskedelmi forgalomban milyen jellegű üzletkötésekre kerül majd sor, milyen típusú üzletkötések fogják majd döntően jellemezni az adott szabadpiacot. E kérdésnek a megválaszolása nem könnyű feladat, igen alapos piackutatást, s a hazai villamos energia értékesítés szerkezeti jellemzőinek pontos ismeretét feltételezi.

4. A villamosenergia-kereskedelem formái a szervezett szabadpiacon A szabad piaci villamos energia kereskedés módszerének és a konkrét technikai lebonyolítás módjának megválasztása alapvetően anyagi kérdés. Nem lehet azonban figyelmen kívül hagyni az adott szabad piacon lebonyolításra kerülő áramkereskedelmi ügyletek jellemzőit. A szervezett szabad piaci kereskedelem esetében a nemzetközi gyakorlatban alapvetően két eljárásmód honosodott meg, az ún. aukciós kereskedés és a folyamatos kereskedés. A folyamatos kereskedési mód értelemszerűen nagyobb piacot, időben folyamatosan jelentkező keresletet és kínálatot, ebből következően relatíve nagy mennyiségű értékesített villamos energiát, pontosabban nagyszámú üzletkötést feltételez. (Elméletileg ugyanis egyetlen üzletkötéssel is gazdát cserélhet nagy mennyiségű villamos energia, s ez önmagában még a nagy volumen ellenére sem indokolja a folyamatos kereskedést.) A bizonytalan kereslettel és kínálattal bíró kis piacokon általában az űn. aukciós kereskedési mód a jellemző. Nyilvánvaló az is, — erre már az előzőekben utaltunk —, hogy a nyíltkikiáltásos kereskedési technika viszonylag kis infrastrukturális háttérrel is megvalósítható, míg az elektronikus kereskedés "drágább" eszközrendszert feltételez, nem kérdéses azonban, hogy ezen kereskedési módé a jövő. Az ún. azonnali piacok a piaci szereplők szélesebb körét érintik, s az ilyen piacok átláthatóbbak és a piaci szereplők számára a piaci folyamatokjobban nyomon követhetőek. Az ilyen típusú villamos energia szabad piacok szervezése is egyszerűbb. Ezzel szemben az ún. határidős és opciós piacok már nagyobb volumenű (összességében nagyobb volumenű) és differenciált kereslettel bíró piacot feltételeznek, ahol nagyszámú kereskedelmi ügylet kerül lebonyolításra.

5. Külföldi tapasztalatok áttekintése Jóllehet a szakmai sajtóban már számos konkrét megoldás, működési forma ismertetésére sor került, célszerű néhány ország "áramtőzsdei" gyakorlatát (megoldásait) a fentiekben körvonalazott szempontok szerint áttekinteni. A külföldi tapasztalatok alapján megállapítható, hogy a kilencvenes évek elejétől kezdődően a villamosenergia-szektorban megindult liberalizálási folyamat eredményeképpen olyan szervezett villamos energia szabad piacok jöttek létre, amelyek rugalmasan alkalmazkodtak az adott ország piaci szokásaihoz, jogi szabályozási kör2000. 93. évfolyam 10. szám

nyezetéhez, s a piaci szereplők állandóan változó igényeihez. Általános jellemzője volt és még részben mai is e szervezett árampiacoknak, hogy azok nem szigorúan a tőzsdei kereskedelem szabályai és gyakorlata szerint szerveződtek. A szervezett árampiacok minden előzmény nélküli intézmények voltak, s mint ilyenek nem rendelkeztek kereskedelmi tapasztalattal. Ezen időszakra tehát nem kis mértékben az útkeresés, a működés adekvát formáinak és kereteinek meghatározása és kipróbálása volt jellemző. Az áttekintést érdemes az Egyesült Királyság példájával kezdeni. Az áramtőzsdei üzletek itt kezdetben napi és órás előretartású üzletek lebonyolítására korlátozódtak, azaz ez a szervezet áram szabad piac lényegében aukciós piacként működött, hivatalos megnevezése szerint e piacon EFA (Electricity Forward Agreement) üzleteket kötöttek. A tényleges üzletkötéseknek megfelelő áramszállítások realizálásban a villamos teherelosztónak meghatározó szerep jutott, amennyiben az e megállapodásoknak megfelelő üzemtervezés a teherelosztó feladata volt, amit az különböző optimalizációs algoritmusok felhasználásával oldott meg. Az ajánlatok alapján a nap különböző időszakaira kialakultak az ún. rövid távú árak (rövid szállítási előretartású árak). A mindennapi gyakorlatban azonban ennek a piacnak a működése meglehetősen sok problémát generált, s nem utolsó sorban ennek következménye az, hogy az EFA piac helyébe a spot és az ún. kiegyenlítő piac lépett a közelmúltban. A spot piacon félórás időütemezésben lehet különböző előretartású áramszállítási szerződéseket kötni, olyan módon, hogy a piac előretartása minimálisan négy óra. A kiegyenlítő piaci áramügylctek éppen a szállítást közvetlenül megelőző négy órára vonatkoznak, a lényegi meghatározottsága ezeknek az üzleteknek, hogy a felvásárló fél mindig a rendszerirányítási feladatokat ellátó szervezet. Az Észak-Európában működő Nord Pool az eddigi gyakorlat alapján az egyik legsikeresebb áramtőzsde (szervezett villamos energia szabad piac) a világon. A Nord Pool keretében zajló áramvásárlási ügyletek között tulajdonképpen minden típusú ügylet előfordul, így OTC üzletkötésekre ugyanúgy sor kerül, mint heti, napi és órás elÖretartású ügyletekre (azaz future és forward kontraktusokra). A Nord Pool piacot — összevetve más árampiacokkal — a rendkívül nagy áringadozások jellemzik, amit az magyaráz részben, hogy a villamosenergia-termelő egységek jelentős része vízerőművi egység, amelyeknek termelési lehetőségét a vízjárás ingadozása erősen befolyásolja. Eltérően a londoni áramtőzsdétől, az időraszter e piacon órás osztású, s a legkisebb előretartás két óra. Az ez évben induló Amszterdami Power Exchange lényegében a Nord Pool alapelvei szerint szervezett piac. A termelőegységek túlnyomó többsége ebben az esetben hőeroművi egység. Az Amerikai Egyesült Államokban körülbelül öt éve működnek áramtőzsdék, s elterjedtek az elektronikus úton kötött üzletek. Az amerikai áramtőzsdéken bonyolított kereskedelmi ügyletekre mind az opciós, mind a határidős kereskedelmi ügyletek a jellemzőek.

6. A működés szervezeti formái/hazai lehetőségek Figyelembe véve a működő külföldi tőzsdék és a tervezett hasonló intézmények jellemzőit, a jelenleg hatályos jogszabályokat, s a hazai villamosenergia-piac, a termelői oldal és a fogyasztói oldal sajátosságait, Magyarországon reálisan legalább három megoldás jöhet szóba. Természetesen további lehetőségek is vannak, ezek azonban különböző okok miatt problematikusabbak, mint az alábbi három lehetőség. Mindezek figyelembe vételével a szabályozott villamos energia szabad piac Magyarországon létrehozható a Budapesti Árutőzsde részeként (1), önálló villamos energia tőzsdeként (2), valamint gazdasági társaság formájában, azaz szemben az előbbi meg-

389

Villamos energia oldásokkal, nem tőzsdeként (3). A korábban már említett tőzsdéről szóló törvény lehetővé teszi a villamos energia (és a villamosenergia-szolgáltatássá) összefüggő egyéb szabványosított termékek) tőzsdei kereskedelmét, tekintettel arra, hogy az a törvény terminológiája szerint "dolog módjára hasznosítható természeti erő". Az áramtőzsde ebben az esetben a Budapesti Árutőzsde (BÁT) "szekciójaként" működne. A tőzsdei alapszabály azt mondja ki, hogy "a szekció azon tőzsdetagokat tömöríti magába, akik a közgyűlés által ugyanazon körbe sorolt kontraktusok tőzsdei forgalmazására jogosultak." Az új szekció létrehozása bizonyos számú tőzsdetag előzetes szándéknyilatkozatához kötött, ami egyben azt jelenti, hogy a villamosenergia-szektor azon piaci szereplőinek, amelyek az áramtőzsdén kereskedni kívánnak először tőzsdei taggá kell válniuk. (A tőzsdei kereskedés jogát, magyarul a tőzsdei tagságot a tőzsdétől, vagy valamely kilépő tagtól lehet megvásárolni.) Jelenleg a Budapesti Árutőzsdén mind nyíltkikiáltásos, mind elektronikus kereskedési forma létezik. Ajövő vélhetően ez utóbbi kereskedési formáé, ez azonban természetesen igen jelentős infrastrukturális hátteret igényel. Ugyancsak komoly feladatot és felkészültséget igényel a tőzsdei ügyletek elszámolása. A rövid előretartású villamos energia kereskedelem gyors elszámolást és a zárlati mérlegek gyors elkészítését feltételezi, e téren is jelentős infrastrukturális háttérre van tehát szükség. A külföldi kereskedelmi gyakorlatban a Chicago Board of Trade (CBOT), a New York Mercantil Exchange (NYMEX), vagy az

International Petroleum Exchange (IPE) tőzsdék gyakorlata példa arra, hogy egy tőzsde szekcióként működik az áramtőzsde. Önálló áramtőzsde létrehozása is lehetséges az érvényes jogszabályok alapján, ebben az esetben azonban legalább ötven alapító tagra van szükség, s az alapításhoz megkövetelt vagyon is jelentősebb. Az alapításhoz pénzügyminiszteri előterjesztés alapján a kormány hozzájárulása szükséges. Önálló tisztaprofilú áramtőzsdeként alakult meg többek között a frankfurti áramtőzsde, vagy a California Power Exchange. A korábbiakban említettek szerint a szervezett villamos energia szabad piac létrehozható nem tőzsdei formában is, gazdasági társaságként. Az érdekelt felek közreműködésével létrehozott "kereskedelem-szervező társaság" alapszabályát, s működési módját ebben az esetben teljes egészében az alapító tagok határozzák meg, értelemszerűen figyelembe véve a hatályos kapcsolódó jogszabályi keretet. Lényegi meghatározottsága a nem tőzsdeként működő szervezett villamos energia piacoknak, hogy azokra a hatályos magyar jog szerint a gazdasági társaságokról szóló törvény, valamint az (új tervezett) villamos energia törvény vonatkozik, azaz az árutőzsde törvény előírásai nem. Jogi értelemben nem tőzsdeként működik a két legnagyobb hagyományokkal rendelkező európai szervezett energia piac az amszterdami (Amsterdam Power Exchange) és az észak-európai szervezett árampiac, a Nord Pool. Ugyanez a helyzet az Egyesült Királyságban és Spanyolországban is.

1 .A tanulmány alapvetően aUNIPEDE-EURELECTRIC által készíteti "State o/Implementation Process ofthe Internál Electricity Markel Directive(IEM)intheDifferentMemberStates.(Ref. 1992211-0085) [A belső villamosenergia-piac kialakításával kapcsolatos irányelv megvalósítási folyamatának helyzete a különböző tagállamokban]" címll tanulmányra, az e tanulmányt aktualizáló EURELECTRIC belső munkaanyagokra, valamint az "Entwicklungen bei wettbewerblichen Strommaerkten /Reformbedarf in England und Wales" [Fejlemények az áram versenypiacokon / Reformigény Angliában és Walesben"] (Energiewirtschaftliche Tagesfragen, 49. Jg„ (1999), Heft l/2"(Januar/Februar), p. 63-68.), támaszkodik. 2 Az áram tőzsdei ügyleteket ismertető cikk (dr. Fazekas András István: Áramtőzsdék a villamos energia versenypiacon; Energiagazdálkodás 41. évf., 2000. 3. szám (március), p. 10-12.) a különböző időhorizontú tőzsdei üzletek jellemzőit tárgyalja, itt csak a legfontosabbakat említjük ezzel kapcsolatban.

Hírek A Franciaországi Szakkiállítások Magyarországi Képviselete 2000. szeptember 14-én sajtótájékoztatón ismertette a 2000. december 11-15. között Párizsban megrendezésre kerülő ELEC 2000. kiállítást. Az ELEC 2000. szakkiállításon a Paris - Nord Villeinte Kiállítási parkjában 120000 m2 területen 2500 cég jelezte részvételét. A kiállításon három nagy stratégiai jelentőségű téma köré csoportosul: - Energiaszektor - berendezések és szolgáltatások, - Automatizálási és kommunikációs technológiák, -Épületek energiarendszerei és szolgáltatások. Az ELEC 2000 nemzetközi kiállítás megkülönböztetett információforrás és lehetőséget nyújt az elektrotechnika, automatizálás, világítástechnika, klímatechnológia területén dolgozó szakemberek tapasztalatcseréjére.

Helyesbítés A Magyar Elektrotechnikai Egyesület története c. könyvben a díjasok felsorolásából nyilvántartási hiba miatt sajnálatos módon kimaradt Madarász Tibor Kandó-díj 1990, és Szabó Bakos Róbert Dr. megosztott Zipemowszky-díj 1994. A hibáért elnézést kérünk.

390

ELEKTROTECHNIKA

Oktatás

Diplomaterv-szakdolgozat pályázat A MEE Elektrotechnikai Alapítványa az erősáramú elektrotechnika területén diplomatervet, szakdolgozatot készítő egyetemista és főiskolai hallgatók számára 2000-ben is pályázatot hirdetett. Ösztönözve olyan színvonalas diplomatervek, szakdolgozatok készítését, amelyek a műszaki fejlődését, a racionális energiafelhesználást mozdítják elő, továbbá a megoldások az iparban, az infrastruktúrában, a gazdaság különböző területein bevezethetőnek tűnnek, a gyakorlatban megvalósíthatók. A pályázatra 10 diplomaterv és 20 szakdolgozat érkezett. A pályázók nevét és a kidolgozott témákat tájékoztatásul közöljük. Diplomaterv pályázat 2000. év Kuczmann Mikós: BMGE

Nemlineáris hálózatok a nemlineáris mágneses terek számításában.

Török Levente: Miskolci Egyetem

Celluláris neurális / nem lineáris hálózattal (CNN) mobil fejlesztő kártya tervezése

Barabás Olivér: BMGE

A Nagyfeszültségű villamos kapcsolókészülékek működésekor létrejövő villamos be- és kikapcsolási jelenségek multimédiás alapú megjelenítése.

Rozgonyi Zoltán Attila: BMGE

Instabus E1B tanszéki minta mérőrendszer tervezése.

Petri Dániel: BMGE

Védelmek programozott vizsgálata.

Sára Zoltán: BMGE

Aszimmetrikus elrendezésű háromfázisú SF6-os támszigetelŐ villamos erőterének szakítása

Kelemen Csaba: BMGE

Technikák a talaj fajlagos hőellenállásának vizsgálatára,valamint a kábelvonalak hőmérésékletének mérésére és felügyeletére.

Cakó Ernő: BMGE Hornyák István Levente: BMGE Varga Tamás: BMGE

Elszámolási fogyasztásmérők érzékenysége a villamos energia minőségére. A Lőrinci Erőmű tartalék betápláló rendszerének vizsgálata Számítógépes eljárás kifejlesztése erősáramú kábelek állandósult terhelésének vizsgálatára.

Schmidt Attila: BMF-KKMF

A Budapest Ferihegyi Repülőtér repülést kiszolgáló földi fénytechnikai rendszerei.

Pataky Gergely: BMF-KKMF

Internet alapú világítástechnikai információs és kereskedelmi adatbázis fejlesztése.

Mayer Tamás: A fény el oszlásmérés automatizálása. BMF-KKMF Ordódy Lóránt: BMF-KKMF

Túláram - idő védelem vizsgáló berendezés megtervezése

Gáli Csaba: MBF-KKMF

Delta-konverzió elvének hasznosítása a szünetmentes tápegységeknél.

Pach Péter: BMF-KKMF

Környezetvédelmi szempontú középfeszültségű szabadvezeték tervezése.

Barak Gábor: BMF-KKMF

Kábeldiagnosztikai módszerek.

Kiss Bálint: BMF-KKMF

Befecskendezést vezérlő egység készítése raíly Ford gépkocsihoz.

Kánya Zoltán: BMF-KKMF

CAN-buszos kommunikáció megvalósíása PC és PLC között.

Farkas Zoltán: BMF-KKMF

A Passive Avoidance elnevezésű viselkedésvizsgáló berendezés tervezése.

Apostol Károly: BMF-KKMF

TOYOTA PRIUS hajtómű vezérlésének műszaki elemzése.

Vásárhelyi Nándor: Akkumulátoros táplálású egyfázisú inverter tervezése. BMF-KKMF Novákovics Ferenc: Szivattyúhajtás csúszógyürűs aszinkron motorjának szabályozása áramirányítós kaszBMF-KKMF kádkapcsolással.

Szakdolgozat pályázat 2000. év

Kulcsár Géza: BMF-KKMF

Sörgyár automatizálása USDATA Factory Link 6,6 felügyeleti rendszerrel és MODICON 612-es PLC-vei.

Tóthpál Zsolt A lámpatestekben alkalmazott tükröző felüleBMF-KKMF ten rácsok és burák konstrukciójának hatása a fényelosztásra.

Koloh István: BMF-KKMF

Hullámos árammal táplált egyenáramú motor villamos számítása.

Tarcsafalvi Balázs: BMF-KKMF

Számuel Mihály: BMF-KKMF

Távvezetékek impedancia viszonyai.

Természetes és mesterséges sugárforrások biológiailag aktív sugárzások keletkezése.

Oktatás Budai Gergely: BMF-KKMF

Vezeték nélkül kommunikáló távfelügyeleti rendszer.

Víg István: BMF-KKMF

Multiplex rendszerű hálózat tervezése autóbuszhoz

A Díjbizottság véleménye szerint a pályamunkák színvonalasak, témaválasztásuk korszerű, kidolgozásuk igényes. A bizottság az értékes pályamunkák elismerésére díjakat adott:

Diplomaterv pályázat: Ldíj:

Varga Tamás:

Petri Dániel:

Szakdolgozat pályázat: Ldíj Farkas Zoltán:

Számítógépes eljárás kifejlesztése erősáramú kábelek állandósult terhelésének vizsgálatára.

(Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Villamosművek Tanszék, tanszéki konzulens Dr. Varjú György, ipari konzulens Homok László) II. díj: Török Levente:

Celluláris neurális / nem lineáris hálózattal (CNN) mobil fejlesztő kártya tervezése. (Miskolci Egyetem Automatizálási Tanszék, tanszéki konzulens Dr. Ádám Tihamér, a diplomaterv végleges formában a Middlescx University-n készült el a Tempus program keretében)

II. díj Apostol Károly:

Instabus EIB tanszéki minta-mérőrendszer tervezése. (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Tanszék, tanszéki konzulens Dr. Szandtner Károly)

Sajtóközlemény Az 1996. évi CXX VI. Tv. 6. § (3) bekezdése alapján - személyi jövedelem meghatározott részére az adózó rendelkezése szerint közcélú felhasználásról - az APEH által átutalt összeg cél szerinti felhasználása. 1. Magyar Elektrotechnikai Egyesület Székhely: 1055 Budapest, Kossuth Lajos tér 6-8. Adószám: 19815754-2-41 Az APEH által 1999-ben átutalt összeg 874.153,- Ft 1998. évi maradvány 335.025,- Ft Felhasználás: 1.225.000,- Ft MEE Centenáriumi kiállítások elkészítése. (A különbözet 15.822,- Ft-ot saját forrásból fedeztük). Dr. Krómer István sk. elnök 2. Elektrotechnikai Alapítvány Székhely. 1055 Budapest, Kossuth Lajos tér 6-8. Adószám: 19635765-1-41 392

A Passive Avoidancc elnevezésű viselkedésvizsgáló berendezés tervezése (Kandó Kálmán Műszaki Főiskola Automatika Intézet, tanszéki konzulens Farkas András, ipari konzulens Beregi László)

TOYOTA PRIUS hajtómű vezérlésének műszaki elemzése. (Kandó Kálmán Műszaki Főiskola Automatika Intézet, tanszéki konzulens Dr. Frank Tibor és Dr. Nagy Lóránt)

III. díj Víg István:

Multiplex rendszerű hálózat tervezése autóbuszhoz (Kandó Kálmán Műszaki Főiskola Automatika Intézet, tanszéki konzulens Hevesi György, ipari konzulens Tar János, Bencsik János)

Pach Péter:

Környezetvédelmi szempontú középfeszültségű szabadvezeték tervezése. (Kandó Kálmán Műszaki Főiskola Villamosenergetikai Intézet, tanszéki konzulens Dr. Novothny Ferenc, ipari konzulens Homok László)

Kuczmann Miklós: Nemlineáris hálózatok a nemlineáris mágneses terek számításában (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elméleti Villamosságtan Tanszék, tanszéki konzulens Dr. Iványi Miklósné) III. díj Rozgonyi Zoltán:

Védelmek programozott vizsgálata. (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosművek Tanszék, tanszéki konzulens Póka Gyula, ipari konzulens Füredi Gábor)

Az APEH által 1999-ben átutalt összeg 151.074,-Ft Felhasználás: Verebély László Technikum, Diákok külföldi szakmai tanulmányútja 170.000,- Ft (A különbözetet saját forrásból fedeztük.) Bárki Kálmán sk. a kuratórium elnöke 3. KIWANIS Budapest Alapítvány Székhely: 1055 Budapest, Kossuth Lajos tér 6-8. Adószám: 18018513-1-41 Az APEH által 1999-ben átutalt összeg 605.068,- Ft Felhasználás: Széchenyi Iskola Debrecen 70.000 Ft, Dohány u. Iskola 140.000 Ft, Aga u. Intézet 150.000,- Ft, Idős Nyugdíjas Alapítvány 100.000 Ft, Munkácsi árvízkárosultak 8.000 Ft, Nagycsaládosok támogatása 208.400,- Ft (A különbözetet saját forrásból fedeztük). Bárki Kálmán sk. a kuratórium elnöke Tisztelettel köszönjük a támogatók bizalmát. ELEKTROTECHNIKA

P. R. cikk

Mágneses hajtású elektronikus irányítású középfeszültségű szinkron megszakító Carlo Creda, ABB SACE TMS, Carlo Gemme, ABB Ricerca SpA, Christian Reuber, ABB Calor Emag Mittelspannung GmbH Fordította: Csajkás István l.'j, középfeszültségű kapcsolóberendezésekbe teljesen beilleszthető szinkron megszakítót fejlesztett ki az ABB, elosztóhálózati szinten szinkron működés szolgáltatása céljából. Teljes konfigurális szoftverrel felszerelve, ezek a megszakítók hatékony megoldást kínálnak a kapcsolási tranziensek csökkentésére, és bermilyen típusú hálózaton használhatók. Kiterjesztették a szinkron működést a kondenzátortelepek bekapcsolásától kezdve minden elosztóhálózat! megszakító alkalmazásáig, beleértve a zárlati áram szinkron megszakítását is. Az új megszakítók előnyei közé tartoznak a kiemelkedő minőség és megbízhatóság élettartalmuk során, a kis karbantartási igény, a bizonyított használhatóság és szolgáltatási folyamatosság, ugyanúgy, mint a megtakarítási lehetőség az egyre növekvő számú alkalmazási területeken, melyeken az energia minősége létfontosságú. Mivel lehetőséget ad a hálózatok egyszerűsítésére, segít csökkenteni a teljes energiarendszer költségeit.

1997-ben az ABB új középfeszültségű megszakítőtípussal mutatkozott be, mely mágneses hajtással rendelkezett a hagyományos rugós működésűvel szemben (t. forrásanyag). Ez a típus már bizonyította, hogy sokkal megbízhatóbb, mint elődje. Kihasználva a mágneses hajtás sikerét, az ABB új vezérlésű kapcsolótechnikát fejlesztett ki, mely lehetővé teszi, hogy a be- és kikapcsolási műveleteket szinkronizáljuk a hálózathoz. A szinkron kapcsolás, melyet "azonos hullámhelyzetben kapcsolásnak" is hívnak (2., 3. forrásanyag), egy jól ismert módszer, melyet különösen nagyfeszültségen használnak a kapcsolási tranziensek és azok energiahálózati zavarainak kiküszöbölésére, vagy csökkentésére. A szinkron megszakító számos előnnyel rendelkezik a hagyományos megszakítókhoz képest, úgy mint: - A hálózat elemeinek tranziens igénybevétele erősen lecsökken, növelve ezzel a megbízhatóságot. - A hálózaton magasabb energiaminőségi szint érhető el. - A villamos élettartam és a megszakító működőképessége javult. - A hálózat modellje egyszerűsíthető, ezzel csökkenthető az összköltség.

Elektromechanikus rendszer A rugós működtetésű szinkron megszakítók gyártói bíznak benne, hogy záró- nyitó műveleti viselkedése előre megszabható. Ez azt jelenti, hogy működést magas többletenergiával kell tervezni, és csak minimális kopás-elhasználódást fog mutatni élettartalma során. Szintén fontos a környezeti hatások kézbentartása. Ezért széleskörű laboratóriumi vizsgálatokra van szükség, az elektronikus vezérlésben megvalósítandó módszerek kidolgozására. 2000. 93. évfolyam 10. szám

/. ábra: Egy vákuum megszakító hajtásának e\s pólusánaik kereszt metszete

Még ezek a tulajdonságok sem fogják biztosítani a megbízható működést, mivel a rugós működési mechanizmus nem befolyásolható kioldás után. A mágneses hajtás viszont lehetővé tesz egy adaptív algoritmust, mely egy zártkörű vezérlési kialakításban megvalósítható. A mozgás irányítható, és a hőmérsékleti, öregedési, stb. hatás kompenzált a működési idő hosszú időszakon keresztül biztosan tartásának garantálására. A középfeszültségű megszakítók mostanában általában három mechanikusan kapcsolódó pólusból és egy hajtásból állnak. A hajtás lehet rugós, vagy elektromágneses típusú. A vezérelt kapcsolásnál a széleskörű alkalmazáshoz minden pólus külön hajtást igényel. Ezt sokkal könnyebb elérni mágeses hajtással, mint rugóssal. Továbbá a mágneses hajtás kapcsolási készsége sokkal nagyobb, mivel csak egészen kis számú mozgó alkatrészből áll. Az 1. ábra a vákuumos megszakító mechanikai szerkezetét mutatja, melyben a pólus egy forgattyútengelyen keresztül csatlakozik a hajtáshoz. A 2. ábrán bemutatott SF6 gázos megszakítónak hasonló a struktúrája, a hajtás egy tengelyt forgat, mely be van vezetve a pólus SF6-os oltókamrájába. A póluson belül ez a körkörös mozgás átalakul egyenes vonalú mozgássá, mely meghajtja a mozgó érintkezőt. Ezek bizonyf393

P. R. cikk 2. ábra: Egy SF6-os megszakító hajtásának és pólusának keresztmetszete

ISMBHIi^^^H

'

1. Forgattyúlengely 2. Szomszédos érzékelők 3. Zárótekercs 4. Állandó mágnes 5. Dugattyú 6. Nyitó tekercs 7. Kézi vészkioldó 8. Epoxigyanta burkolás 9. Vákuum megszakító

tottan jól működő módszerek a nem szinkron megszakítók esetében, ahol egy hajtás látja el párhuzamosan mindhárom pólust. A független pólushajtású elrendezést mutatja a 3. ábra SF6-os megszakító, és a 4. ábra vákuumos megszakító esetében. Amágneses hajtás sokkal egyszerűbb és szilárdabb típust tesz lehetővé, mint a rugós hajtású. Az SF6-os megszakítók alapját az ABB SACE TMS által gyártott

Hálózatra szinkronizálás A szinkronmegszakító (SCB) olyan készülék, mely képes a hálózat feszültség- vagy áramjeléhez szinkronizált működésre, függetlenül a működtető jel időpontjától és, hogy ezt táv- vagy kézi vezérléssel kapta-e meg. Az 5. ábra azt mutatja, hogyan "kellene" viselkednie a szinkron megszakítónak a bekapcsolás alatt. A működés a diagramon végigkövethető. A vezérlő elektronika feladata, hogy a működési időt szinte teljesen egységessé tegye. Ehhez automatikus alkalmazkodásra és zártkörű vezérlésre van szükség. Ezekkel viszont tartani fogja az előírt tűréshatárt, még akkor is, ha a külső környezet, a kapacitív töltés, vagy más lényeges paraméter megváltozik. Az érintkezők automatikus kopás-ellensúlyozása biztosítja, hogy mindig a megfelelő pillanatban kapcsoljanak ki vagy be.

Kapcsolási időtűrés Az SCB alapfunkciója, hogy a kapcsolásokat nagy megbízhatósággal és előre definiált idővel hajtsa végre úgy, hogy a várt tranzienscsökkenés biztos legyen, és hogy erre egész élettartama alatt képes legyen. Az SCB előírt kapcsolási időtűrésének a következők a szélsőértékei: ± 1 ms bekapcsoláskor ± 2 ms kikapcsoláskor Bár a második érték többnyire fontosabb (és nem csak) a megszakítógyártók számára, az első értéknek mégis nagyobb jelentősége van, melyet a szakirodalomban úgy definiálnak, mint a minimális követelményt a bekapcsolási áramlökés csökkentésére a hagyományos módszerekkel szemben (1. táblázat) (4. forrásanyag). Azért, hogy ezeket az értékeket a teljes élettartam során garantálni tudjuk, a gyári vizsgálat szűkebb tűréshatárral készül: ± 0.2 ms bekapcsoláskor ± lms kikapcsoláskor

1. tdbldzat A tranzienscsökkentő módszerek összehasonlítása A tranzienscsökkentés a következők segítségével történik: Állandó induktivitás Kapcsoló ellenállás Kapcsoló induktivitás

Előnyök:

Hátrányok:

Könnyű alkalmazni Hatásosan csökkenti az áramot Rövid idővel a kapcsolás előtt illeszthető Nincs veszteség Rövid idővel a kapcsolás előtt illeszthető Nincs veszteség, hatásosabb, mint a rögzített induktivitás

Veszteségek és zaj költséges a fenntartása

3. ábra Az SF6 gázos szinkron megszakító hajtásainak és pólusainak elrendezése H Brea King típus képezi, míg a vákuumos megszakítókét a VM1 típus. A VM típusú vákuumos megszakítókat, melyeket az ABB Calor Emag Mittelspannung GmbH gyárt Németországban, epoxigyantába ágyazzák, hogy így védjék az ütődésektől és szennyeződéstől.

394

.Szinkron megszakító (SCB)

Hatékony U és I csökkentés a be- és kikapcsolás alatt Csökkentett kopás

Komplikált Nem túl Megbízható Komplikált Nem túl Megbízható Megbízhatósági és következetességi problémák a hagyományos SCB megoldásokkal, a problémák kiterjednek az új SCB-re is

ELEKTROTECHNIKA

R R. cikk

.*-..

--S3**,,, Ssgnal processing and íiminq unit

Magnetíc actuator

i

Donira! system °t$e operation

ó.dbra: A szinkron megszakító vezérlő elektronikájának blokkdiagrammja

art?

Felíratok: 4. dini A vakumos szinkron megszakító hajlásainak és pólusainak elrendezése

Magnetic acluator - Mágneses hajtás Signal processing and timing unit • Jelfeldolgozó és időzítés vezérlő Control system, pole operation - Vezérlő rendszer, pólus mltködés Control clectronics - Vezérlő elektronika 7. ábra: A szinkron megszakító vezérlő elektronikájának felépítése

X- helyzetérzékelő Feliratok; Magnetic actuator Mágneses hajtás lopen, Iclose - nyitó, záró áram Swilching unit - Kapcsoló egység Control unit-Vezérlő egység Signal processing and timing unit - Jelfeldolgozó és időzítés vezérlő Operation command -Működési parancs

5. ábra A szinkron megszakító jellegzetes megszakítási művelete U- hálózati feszültség t- idő ti- szinkronoző késleltetés t2- működési idö

vörös- a még nem szinkronizált bekapcsolási jel zöld- bekapcsolási jel, feszültség- vagy áramjelre szinkronizálva barna- bekapcsolási pillanat O-ban

A szinkron megszakító modellje A 6. ábra az SCB vezérlő elektronikájának elrendezését mutatja. A jelfeldolgozó és időzítő egység az a része az SCB-nek amely kezeli a feszültség- és áramjelet. Megkapja a parancsot a be- vagy kikapcsolásra, és eldönti, mikor kell a be vagy ki kapcsolási jelet adni a következő egységnek. A megszakítő működését vezérlő rendszer ellenőrzi, hogy a megadott időtűrésen belül történt-e a kapcsolás.

Vezérlő elektronikai hardver A 7. ábra vezérlő elektronikai felépítését mutatja be. A jelfeldolgozó és időzítésvezérlő egység ellenőrzi a villamos hálózat áramát és feszültséget, és kiadja a működési parancsokat. A vezérlőegységhez csatlakozik a mágneses hajtás a kapcsoló egységen és a tekercsáramérzékelőkön keresztül. Ez ellenőrzi pólusait is az X érzékelő állapota révén.

Vezérlő elektronikai szoftver -

A rendszer szoftver, amely ellenőrzi a kapcsolatot a hardverelemekkel (digitális jelfeldolgozás a chip-en és a perifériákon) és működési szoftver időzítését

2000. 93. évfolyam 10. szám

-

A működési szoftver, mely felelős a megszakító helyzetének vezérléséért, a hálózat egészééit és a kezelő-gép kapcsolatért.

A vezérlőegység működtetése: A működési szoftver A vezérlőegység fő feladata biztosítani, hogy a kapcsolási művelet a előírt időértékek között történjen. Két fázisból áll: 1./ Az áram átfolyik a tekercsen, feltöltve a mágneses hajtást, de a megszakító pólusa még nem mozdul. Ezt a fázist nem lehet közvetlenül vezérelni a szoftverrel. 1.1 A pólus megmozdul és irányítják, hogy a működés a megfelelő időben történjen. Ez a fázis a biztonságos tartományba szorítható.

A szinkron megszakítók előnye a felhasználók számára A tranziensek csökkentésének előnyei A kapcsolási tranziensek sokféle zavart okoznak az energiaelosztó rendszerekben. Ezek kiterjednek a rossz energiaminőségtől kezdve a védelem korai kioldásán át az elfogadhatatlanul magas túlfeszültségekig, melyek sokszor komoly károkat és további hibákat okoznak. Amíg az

395

P. R. cikk erősebb a kondenzátor öregedésére, szigetelési és alkatrészi hibalehetőségeire. A 8. ábra egy a kondenzátoroknál kapcsolási következményként tapasztalt igénybevételt mutat hagyományos és szinkron megszakító esetében. Látható, hogy a hagyományos megszakító által okozott túlfeszültség a részleges kisülési szint (PDIV) fölött van, míg az SCB-nél alatta

2.25 pu, 15 cycies (IEC 671/2)

OF8. ábra A hagyományos és a szinkron megszakító feszültség függvénye a keletkezett túlfeszültség kommunáit frekvenciájának függvényében I.

Vjsszagyújtások.növekedc's

II. Részleges kisülési feszültség

áramtranziensek a kapcsolók helyére korlátozódnak, a túlfeszültségi tranziensek más területekre is kiterjedhetnek, így hatással lehetnek más felhasználókra, és eljuthatnak más feszültségszintekre is.

A feszültségemelkedés jelensége, vagy a visszagyújtás a 2.6 pu (per unit = viszonylagos egység) igénybevételi szint fölötti feszültséget okoz. Ez sokkal magasabb, mint a szilárdságvizsgálatban használt értékek. Egyértelmű, hogy a bekapcsolási tranziensek egy jóval a PDIV alatti érték alá korlátozása minden várható hőmérsékletre és az visszagyújtás valószínűségének gyakorlatilag 0-ra csökkentése előnyös a szigetelés élettartalmára nézve. Az ilyen megoldás megszünteti a részleges kisülésből adódó hibalehetőségeket és nagyben csökkenti a tranziensek alkalmával történő öregedési folyamatokat.

Feszültségemelkedés A kapcsolási terhelés okozta tranziensek rezonanciát okozhatnak, amely feszültségemelkedéshez vezet a hálózat más részein is. Ez különösen igaz kondenzátortelepek bekapcsolási tranzienseire, melyek átterjednek más feszültségszintekre is (közép és nagyfeszültség), ha a hálózat két összekapcsolt részének saját frekvenciája közeli, vagy azonos, akár 4 pu túlfeszültséget is okozva a távolabbi telepeken (9., 10. ábra). Ha SCB-t használunk, a kapcsolási túlfeszültség (különösen kondenzátortelepeknél) drasztikusan lecsökkenthető. Ennek óriási jelentősége van közép és kisfeszültségen, ahol a túlfeszültségek könnyen károsíthatják a szigetelőt.

9. ábra; A kapcsolási terhelés által okozott tranziens miatti feszültségnövekedést mutató kördiagram Cl-1 .kondenzátortelep, kapcsolt C2- 2.kondenzátortelep, a feszültség növekedése befolyásolja

M- motor Sn- látszólagos teljesítmény Uz- feszültség változás

Az SCB beüzemelése nagyban lecsökkenti úgy a túláram, mint a túlfeszültség hatásait, melyet a hálózat elemei érzékelnek a ki- és bekapcsolások alkalmával terhelés alatt. Ennek jelentős előnyei vannak, beleértve a jobb energiaminőséget és a megnövekedett rendszermegbízhatóságot is.

A hálózat elemeinek igénybevétele lecsökken A következőkben a csökkentett igénybevétel következményeit értékeljük ki a kondenzátortelepekre. Hasonló következtetések vonhatók le más elemekre is mint pl. a szigetelési öregedésre transzformátoroknál és kábeleknél, stb. A kondenzátorokat úgy tervezik és gyártják, hogy a becsült üzemi körülményeknél többet is elviseljenek. Ezen képességüket a típusvizsgálat során ellenőrzik az IEC 871 -2 követelményei szerint. E szabvány szerint a kapcsolási túlfeszültség hatása a leg-

396

lO.ábra: A Cl kondenzátortelep kapcsolása tipikus, 1.8 pu-s túlfeszültséget okoz a Cl -en (kék görbe, és több mini 3.5 pu-s-t a C2-n (vörös görbe) a növekedés következtében.

A megszakító villamos élettartalmának növelése A megszakító villamos élettartalma főleg az ív energiájától függ. Ez a villamos igénybevétele és az ívenergia közötti kapcsolat miatt van, melynek a megszakító ki van téve, érintkezőkopást, a szigetelő igénybevételét, túlmelegedést, nyomásnövekedést és a gáz minőségének romlását stb. eredményezi. Az ívenergia csökkentése tehát azáltal, hogy minden fázis függetlenül működik, és az ívidő csökkentése csökkenti ezeket az igénybevételeket. A megszakító működési élettartama ezáltal növelhető a villamos élettartam kiterjesztésével, a hőmérsékleti igénybevétel és a mágneses hajtás mechanikai igénybevételeinek minimalizálása. Továbbá, zárlati áramok szinkron kikapcsolása növelheti a megszakitóképességet.

ELEKTROTECHNIKA

P. R. cikk Ha az IEC 56 szabvány szerinti vizsgálatot nézzük, mondhatjuk, hogy a szinkron megszakító vákuumos és SF6-os esetben is legalább 50%-kal csökkenti az igénybevételt az úgy nevezett legrosszabb esetben. Jelentős gazdasági előnyök származnak a megszakító kopásának csökkentéséből és ezáltal élettartalmának növeléséből, különösen azokban az alkalmazásokban, ahol sorozatosan névleges áramot kell megszakítani, és a pólusok karbantartását vagy cseréjét legalább évente kell lebonyolítani.

Visszagyújtás közbeni viselkedés Az elmúlt években a hagyományos megszakító technológia fejlődése nagyban csökkentette az visszagyújtás valószínűségét. Mindamellett, hogy a kapcsolások száma magas lehet az ipari hálózatokon, a túlfeszültségek előfordulásának lehetőségét nem lehet figyelmen kívül hagyni. Azt is el kell mondani, hogy az átütések időnként megtörténnek üzem közben, a kapcsolási technikák ellenére, melyeket a leírásokban átütésmentesnek definiálnak. Fi gye lembe véve az IEC 56 előírást, mely éppen módosítás alatt áll, egy új koncepciót vezetünk be; "Mivel minden megszakítónál van az átütésnek bizonyos esélye, ezért egyetlen megszakítóra sem lehet azt mondani, hogy átütésmentes. Sokkal ésszerűbb, ha bemutatjuk az üzem alatti átütés közbeni viselkedés fogalmát." Az átütési tranziens alapvetően hasonló az áramlökési tranzienshez, de megnövekedett nagysága miatt sokszor okoz károkat az energiarendszer elemeiben, és magas követelményeket idéz elő a kapcsolóberendezéssel szemben. A szinkronizálás közelebb hozza az átütésmentességet azáltal, hogy a pólusok egymástól függetlenül nyitnak jóval a természetes nulla átmenet előtt. így, bár a teljes ívidő minimalizálva van, bizonyos ívidö jelentkezik a megfelelő érintkezőszétválasztás és az átütési szilárdság biztosítására, melyre a maximális visszaszökő feszültség időpontjában van szükség, kiküszöbölve a visszagyújtást és az újragyújtást, csakúgy, mint a velük járó túlfeszültséget.

Megbízhatóság A megszakítók csökkentett igénybevétele a kapcsolások során nagyobb megbízhatóságot eredményez. Bár a megszaktók hibái csak kevés szerepet játszanak a frekvenciaingadozásában, számos következménnyel járnak a szelektivitás elvesztése miatt. A feljavított visszagyújtási működés alacsonyabb megszakítóterhelést jelent, és így csökken a kapcsolóberendezés és más hálózati elemek károsodásának kockázata. Az SCB-nek ezért további előnyös tulajdonságai is vannak a hálózaton, a szolgáltatás megbízhatóságában és az energiaminőségben.

Energiaminó'ség A mai versenyalapú energiapiacon az energia minősége fontos tényező. A teljesítményelektronika növekvő használata azt jelenti, hogy a tranziensek, melyeket egykor elfogadható kis változásnak tekintettek, időnként váratlan hibalehetőségeket idéznek elő, melyek végül komoly veszteségekhez vezetnek az ipari termelésben.

2000. 93. évfolyam 10. szám

Állítható sebességű hajtás kioldás Az állítható sebességű hajtásokat (ASD-k) egyre többen használják az iparban a hatékonyság és rugalmasság növelésére a motoros alkalmazásoknál. Az ASD kioldású túlfeszültségvédelemre gyakran, mint a "kellemetlen kioldásra" hivatkoznak, mivel szinte nap mint nap megtörténhet, gyakran ugyanabban az időben. A tény, hogy a középfeszültsgű gyújtősínre csatlakozó kondenzátorok legalább naponta működnek, azt jelenti, hogy a kellemetlen kioldás a gyakori leállások lehetséges okozója. Egy másik gond, hogy az ASD-k gyakran kritikus folyamatvezérlő környezetben működnek, ezért a kellemetlen kioldás sokszor repedésekhez vezet és költséges. Még ha nagyon óvatos hibabecsléssel számolunk, akkor is a kioldás teljes költsége többszöröse lehet egy szinkron megszakító beüzemelésének.

Transzformátor bekapcsolási áramlökésének csökkentése Az SCB használata nagyban csökkenti a transzformátorok bekapcsolásakor fellépő áramlökést, így elkerülhető a védelmi kioldás előfordulása, és más, az áramlökés magas felharmonikustartalmával összefüggő problémák. Az optimális bekapcsolási pillanat a remanens fluxustól függ, melyet mindenképp figyelembe kell venni transzformátorok bekapcsolásakor. Ezekben az esetekben a remanens fluxus ismerete szükséges az előző kikapcsolás után (különösen a fluxus fázishelyzete fontos). Remanens fluxust figyelembe nem vevő kapcsolási módszerrel bármit elérhetünk, csak optimális feltételeket nem. Bár, még ebben az esetben is, a hagyományos megszakítóval történő legrosszabb eset elkerülhető a szinkron megszakító alkalmazásával. A legrosszabb esetben az áramlökés 8-15-ször akkora, mint a transzformátor névleges árama (2. forrásanyag). A 2.táblázat az áramlökés vezérelt bekapcsolással történő csökkenését mutatja be, az adatok egy jellegzetes transzformátor viselkedésének modelljét mutatják. Hasonló áramcsökkenés várható más kapcsolási csoportnál és kategóriánál.

Feljavított védelem és szelektivitás A transzformátor bekapcsolási áramlökésének jelentéktelen értékre csökkentése szélesebb lehetőségeket biztosít a védelmi relék görbéinek kiválasztásában és elkerülhető vele a szükségtelen kioldás. További előnyei, hogy lehetővé teszi több transzformátor egyidejű bekapcsolását, egy kisteljesítményű generátorral, és megszűnteti a biztosító öregedésének okát. Ez vélhetően növeli az energia felhasználhatóságát.

Példa az SCB-k által lehetővé tett egyidejű kapcsolásra A Fiumicino reptéren (Róma) csak egy transzformátor kapcsolható be vészhelyzet esetén (11. ábra). Ez az időintervallum miatt van, amelyre egy következő transzformátor bekapcsolásáig van szükség, ahhoz, hogy a generátor védelme ne oldjon ki. Az eredmény egy hosszú és összetett folyamat a vészhelyzetben a terhelés bekapcsolására a hálózati kapcsolat megszűnése után. A szinkron megszakító alkalmazása balra tolja el ez áramlökést az idő-áram vedeli görbén, lehetővé téve egy könnyebb és megbízhatóbb védelmi összehangolást, csakúgy, mint az egyidejű bekapcsolást vészhelyzet esetén.

397

P. R. cikk 3. táblázat Az első menetben felhasználható kategóriák:

SCB

Névleges feszültség

Névleges áram

Névleges megszakftási áram

SF6

12 kV

630/1250 A

20-25-31.5 A

17.5 kV

630/1250 A

16-20-25 A

24 kV

630/1250 A

16-20-25 A

12 kV

630/1250 A

20-25-31 A

17.5 kV

630/1250 A

16-20-25 A

24 kV

630/1250 A

16-20-25 A

Vákuum

SCB- szinkron megszakító

Módszerek a kapcsolási tranziensek csökkentésére

//. ábra: A Fiumicino repülőtér (Róma) energiahálózalának sémája A.B.C.D- transzformátorok G- tartalékgenerátor TRG- generátor-transzformálor 2. táblázat: Transzformátor áram lökésének (csúcsérték) csökkentése pu-ban SCB alkalmazása esetén Eset:

Kapcsolókészülék:

Áramlökés (pu):

Van remanens fluxus, legrosszabb eset

Megszakító

7.5-Íg

Van remanens fluxus, a bekapcsoláskor nem veszik figyelembe

SCB

3.0-ig

Van remanens fluxus.optimális kapcsolási módszer

SCB

0.05-ig

A leghatékonyabb mód a kapcsolási túlfeszültségek csökkentésére a megfelelő kapcsolóberendezés használata. Az érzékeny berendezések védelme, a túlfeszültséglevezetők, fojtótekercsek, magasabb szigetelési szintek révén költséges és nem mindig hatékony. Többféle, a kapcsolási tranziensek elkerülésére tervezett módszer Összehasonlítása látható az 1. táblázatban. A szinkron megszakító egyszerűbb, és költséghatékonyabb, mint pl., a állandó vagy az kapcsolási induktivitás, vagy az kapcsolási ellenállás (5. forrásanyag). Az SCB hatékonyan csökkenti úgy az áram, mint a feszültségtranzienseket. A ki- és bekapcsolási működés is kezelhető a vezérlő elektronika olyan kialakításával, hogy illeszkedjen a megszakító üzemeléséhez. Az SCB sokkal rugalmasabb is terhelési működéskor.

Összegzés A bemutatott SCB egy tervezett kulcseszköz a középfeszültségű kapcsolóberendezések számára, azáltal, hogy szinkron funkciót szolgáltat az elosztóhálózaton. A 3. táblázat az első kiadásra tervezett SCB-k osztályozását mutatja. Az ABB szinkron megszakítói több funkciós, rugalmas eszközök jól kialakított szoftverrekkel. Kibővítik a szinkron működés skáláját a kondenzátortelep bekapcsolásától minden elosztóhálózati megszakító alkalmazásig, beleértve a zárlati áramok szinkron megszakítását. Az SCB rugalmas megoldást kínál, mely bármilyen típusú hálózaton használható, pl. szigetelt hálózaton, ívoltó tekerccsel kompenzált hálózaton, ellenállásokon földelt és közvetlenül földelt hálózaton. További részletek után érdeklődni lehet: Nagy Zoltán értékesítési vezető Tel.: 443 22 18 Fax: 443 22 87 Csajkás István értékesítési mérnök Tel.: 443 21 00 / 3537 Fax: 443 22 87

ABB Energir Kft SCB- szinkron megszakító

398

1138 Budapest, Váci út 152—156.

A »II MlPlf ELEKTROTECHNIKA

Szemle

Tüzelőanyagcellák gázturbinával (Brenstoffzellen mit Gasturbine)

(8), a generátor (9), a váltóA működő hőerőművek a irányító (12), a transzformávillamos energiát a tüzelőanyag elégetésével állítják tor (14) és a magas hőfokú elő. A keletkezett hőenergihőcserélő (4) is jelentős át mechanikai energiává elem. Az elvi elrendezésű alakítják át, és végül turbórajz az 1. ábrán látható. gencrátorok fejlesztik a vilA folyamat a magashőlamos energiát. A tüzelőfokú tüzelőanyagcellában ft anyagccllák ezzel szemben kb. 1000 C-on zajlik. A kea tüzelőanyagban rejlő kélctkczŐ forró mcllckgáz a dimiai energiát közvetlenül rekt áramfejlesztés mellett átalakítják villamos energijárulékos villamosenerává. Akémiai folyamatban a gia-clőállítását is lehetővé hidrogén és az oxigén vízzé teszi. Anyomás alatt lévő jáalakul és közben áram keletrulékos gáz a mikro-gázturkezik. binát és a vele összekapcsolt A tüzelőanyagcella tüzegenerátort hajtja. Atervezett lőanyaga a hidrogén, amely 1. Sofc Tüzelőanyagcella 2. Földgázvezeték 3. KcverÖszivattyú 4. Hőcserélő tüzelőanyagcella modul tel5. Sűrített levegő vezeték 6. Recirkuláciős vezeték 7. Kompresszor 8. Mikro-gázturbina a természetben szabad forjesítménye 750 kW, a gáz9. Generátor 10. Villamos vezelék 11. Forró fóradtgüz vezeték 12. Váltóirányító mában nem áll rendelkezésturbináé 250 kW, a teljes ha13. Villamos vezeték 14. Transzformátor 15. Villamoshálózat 16. Fáradt gáz elvezetés re, ezért elő kell állítani. tásfok 60%. Az erőmű mo17. Levegő" ve/.eiék 18. Forró sűrített levegő vezeték. Erre különböző megoldások dell működése az 1. ábra ismeretesek. Napjainkban a alapján az alábbiak szerint hidrogént gazdaságosan földgázból nyerik. Az eljárás során a kénte- követhető végig: A magashőmérsékletű tüzelőanyagcella alapeleme lenített földgáz egy nyomástartó edénybe áramlik, ahol magas hőfoa 22 mm átmérőjű l,5m hosszú, egyik oldalán zárt cső, amelynek kon (1000"C) szénmonoxidra (CO) és hidrogénre (Ha) bomlik. Az külső és belső oldala az elektróda, közöttük elektrolit helyezkedik el. u.n. magashőmérsékletű hidrogénnel dúsított gázkeverékből, belső Huszonnégy cső alkot egy egységet, a csövek egymással vannak átalakítás útján állítják elő. összekötve. A 24 csőből álló egységek többszörözésével növelhető A tüzelőanyagcellás erőművek nagy jövő előtt állnak, ugyanis az összteljesítmény. A hivatkozott erőműben kb. 5-6 ezer csőbőt teközvetlenül állítják elő a villamos energiát, és nem károsítják a körvődik össze a tüzclőanyagcella. A nyomástartó edénybe, illetve a nyezetet, modulárisan is felépíthetők, kis és nagy teljesítményeknél csövekbe vezetik a levegőt, a széndioxidot és a hidrogént. A kémiai egyaránt magas villamos hatásfok érhető cl velük. Jóllehet jelenleg reakció hatására keletkezett egyenáram az elektródákról levehető és nagy a beruházás és a fejlesztés költsége. Nagy nyugati cégek kona váltóirányítón, transzformátoron keresztül a hálózathoz csatlakozzorciumot hoztak létre a fejlesztésre és egy demonstrációs erőmű létatható. Ide csatlakozik a mikro-gázturbina által hajtott generátor is. tesítésére Marbachban. A konzorcium tagjai: EnBW, EdF, Gaz de A kémiai folyamatban az áram mellett hő is keletkezik, továbbá el Francé (GDF), Tiroler Wasserkraftwerkc AG (TIWAG), Siemens és nem égett tüzelőanyag marad vissza. Ezt földgázzal keverve visszaSicmens-Westinghouse. A projektet támogatja pénzügyileg az EU és vezetésre kerül a nyomástartó edénybe. A mikrogázturbinás megola Dcparment of Energy (DOE) USA. dás kombinált ciklusú erőmű létesítését is lehetővé teszi. A A tervezett és a megvalósítás stádiumában lévő erőmű 1 M W telje- Marbachban építendő erőművet 2004. évben helyezik üzembe. sítményű, magashőmérsékletű-szilárdoxid-tüzelőanyagcellás, u.n. (EnBW Magazin 2/2000. alapján) SOFC (Solid Oxyde Fuel Cells). Az erőmű legfontosabb része a magashőmérséklctű tüzclőanyagcella (1) mellett a mikrogázturbina Bárki Kálmán DÁN ÜZLETI LEHETŐSÉG Olvassa el, érdekelheti... Dán távközlési termékeket gyártó cég kereskedelmi partnert keres korszerű telefonrendszereinek magyarországi értékesítéséhez. Elsősorban az elektronikai termékek kereskedelmében jártas, a távközlési piacot ismerő cégek jelentkezését várjuk. Kód: JG 421 Érdeklődni, pályázni az adott kódra hivatkozva a budapesti dán Nagykövetségen lehet Telefon: 355-7320

400

ÁLLÁSHIRDETÉS

A r.,i 11K ni i /i i ] i Pénzügyi is Gazdasági Tanácsadó Kft. keres budapesti irodájába német nyelvtudással, felsőfokú végzettséggel rendelkező fiatal villamosmérnököt. Pályakezdők jelentkezését is várjuk. Fényképes önéletrajzot u/ alábbi címre várjuk: BanKonzult Kft 1055 Budapest, Kossuth Lajos tér 13-15. III/l. Telefon: 312-7833

KÖZLEMÉNY A Verebély László Alapítvány az 1998. évi SZJ A 1 %-ából befolyt támogatást az alábbiak szerint használta fel: Jubileumi évkönyv megjelentetésére: 262.300 Ft Verebély díj: 154.784 Ft Jubileumi ünnepségek rendezése: 79.922 Ft Ezúton is köszönjük mindenkinek a felajánlást!

Az Alapítvány Kuratóriuma

ELEKTROTECHNIKA

Technikatörténet

A gibárti vízerőmű története Reichardt Sándor

Gibárt község Borsod-Abaúj-Zemplén megyében, a Hernád folyó mellett, a torkolattól 58 km-re fekszik. Az ősrégi település nyomait a XX. század elején előkerült leletek alapján fedezték fel. Lakosainak száma a XVIII. század első felében mintegy 400 fő volt. Ma kb. 500-an élnek a községben, amelyet 1985. január hó 1 -én Encs városhoz csatoltak. A település közelében, attól Északra, hajdanán, a Hernádon egy kis sziget keletkezett. A kettéosztott folyó jobboldali mellékágán már a XVIII. század derekán malmot üzemeltettek. Az 1856-ban és 1860-ban készült térképeken a mai erőmű helyén malmot és a sziget északi csúcsánál a Hernád főágába épített duzzasztóművel is feltüntettek. A jobboldali mellékágat malomágnak nevezték "Újraépítetett e malom idősebb Tarnóczy József örökbirtokos által 1864-ben", örökíti meg az eseményt az 1952-ben földmunkák során feltárt, henger alakú kőbe vésett felirat. Az üzem víz-csatom ás elrendezésű, 1901-ben tervezett, 1902-ben épített és 1903-ban üzembe-helyezett gibárti vízerőművet báró Harkányi János földbirtokos építtette a Szerencs, Taktaharkány és Hernádnémeti községek térségében lévő jajhalmi uradalmának, ill. néhány településnek villamos-energia ellátására. Ennek érdekében az 1903. április hó 15-én tartott közgyűlésen megalakította a Gibárti Elektromos Művek Rt.-ot. A céget először Sátoraljaújhelyen, majd később Budapesten jegyezték be. Székhelye Budapesten, üzletvezetősége Szerencsen volt. A létesítésre és üzemeltetésre vonatkozó eredetileg bejegyzett vízjogi engedélyt Abaúj-Torna vármegye alispánjának 15.972 /1901. sz. végzése alapján az Abaúj-Torna vármegyei vízikönyv XII. lapján jegyezték be. Napjainkban a Hernád vízerőkészletét három közepes teljesítményű - a kesznyéteni, a felsődobszai és a gibárti - vízerőmű, valamint a folyóból kiágazó Bársonyos csatornára telepített öt db törpe vízerőmű hasznosítja. Ezek együttes beépített teljesítménye 5,7 MW, évi átlagos energiatermelése 30 GWh. A gibárti a három közepes teljesítményű erőmű közül sorrendben a legkisebb, de a legrégebbi. A vízerőművet a Hernád medrében épült duzzasztómű, az árapasztó, a két műtárgy között létesült árapasztó-surrantó, az üzemvíz-csatorna és a reá telepített gépház, valamint a gépi berendezések együttesen alkotják. Az erőmű birtokolt területe mintegy 40.000 m 2 . Legnagyobb teljesítménye 500 kW. Közepes teljesítménye 320 kW. Évi átlagos termelése 2,5 GWh. A legkiválóbb vízhozama 1938. évben volt, amikor is az elért maximális termelés 3.485.700 kWh-t tett ki. A legkevesebbet 1969-ben, a turbinák felújításának évében termelték, 368.000 kWh-t. Egyébként 1947-ben termelte a minimumot, 1.293.800 kWh-t. Teljesítőképességében érzékelhető az időjárás függvényében erősen ingadozó vízjárás. Az erőmű épületének alapozási tervei nem maradtak meg, tervezője és kivitelezője ismeretlen. Egyéb tervekből arra lehet következtetni, hogy a mélyépítést víztelenített munkagödörben végezték. Az épület sík alaplemezre épült, melynek vízfolyás irányában négy bordája van. Az alaplemez alvízi oldalán vízfolyásra merőleges irányú

Reichardt Sándor okl. villamosmérnök, nyugalmazott üzemígazgató, a MEE tagja. Szakmai lektor: Dr. Szarka Imre egyetemi lanár, MEE tagja.

2000. 93. évfolyam 10. szám

bordát képeztek ki. Mellette fából készült szádfal zárja le a műtárgyat. 1916-ban, az épület alépítményének keleti szárnyrészén kimosás következtében aláüregelődés keletkezett és a víz behatolt a gépházba. A meghibásodott részt új fallal zárták le és cementhabarcs injektálással a további aláüregelődés kialakulását megszüntették.

A vízerőművek területi elhelyezkedésének vázlatos térképe.

Az erőmű gépei előtt ferdén elhelyezett gereb áll. Ennek végénél 2 m széles, táblával zárható szabadzúgót találunk. A 6 m széles turbina aknák előtt két-két darab 3 m széles zsiliptábla helyezkedik el. Ezek eredetileg kézi működtetésűek voltak, ma már villamos motor segítségével mozgathatók. A duzzasztómű Gibárt község felett, a Hernád folyó 66+180-as szelvényében, egy kanyarban épült. A gátat középen pillér választja ketté. Két, egyenként 13,5 m-es szabad nyílása van. Mindkét szabad

A vízerőmű" (a vízlépcső) helyszínrajza.

401

Technikatörténet nyílást két, a táblákat vezető és a jégzajlás által okozható károk megelőzése érdekében, fenékre billenthető acél tartószerkezet tagol három részre. Maga a gátszerkezet vasanyagú, kettőstáblás rendszerű. A pillér mindkét oldalán három-három db 4,5 m széles zsiliptábla található. Ezek mozgatása is motorizált, eredetileg ugyancsak kézi erővel volt lehetséges. A műtárgy küszöbszintje 131,92 m Af. Az engedélyezett duzzasztási szint 134,65 m Af. A duzzasztómű alapozásának és mélyépítésének részlettervei ismeretlenek. A mű valószínűleg a Hernád kis-vízhozamainak időszakában létesült, amikor is a főágat elzárták és a folyó vizét a mellékágba, a mai üzem víz-csatornába terelték. A műtárgy síkalapozással épült, alapterülete mintegy 640 m. A meglévő tervekből megállapítható, hogy a duzzasztómű utófeneke rövidnek bizonyult, ezért 1921-ben, az addig tapasztalt alámosások megszüntetése érdekében 1,4 méterrel mélyebben, mintegy 6 méterrel meghosszabbították és fából készült szádfallal lezárták. Az új betonfenék után kőszórást alkalmaztak és kőhengereket helyeztek cl.

A gépház létképe az üzem víz-csatom a felől. Előtérben a ferdén elhelyezett gereb, a turbina aknák zsiliptáblái ós a szabadzúgó láthaló.

A duzzasztómű terméskő-pillér burkolata valószínűleg csak gyengén vasalt betonszerkezet volt, ezért már 1937-ben szükségessé vált a pillér megerősítése. Ekkor 8 cm vastag, erősen vasalt vasbeton védőburkolatot kapott. Sajnos ez a burkolat bauxit-cement felhasználásával készült és hamar tönkrement, így 1963-ban ismét új vasbeton-köpenyt kellett készíteni. A duzzasztómű kapuzatát és a mederpillért az 1940. március hó 27-én megindult jeges ár annyira megrongálta, hogy a javítás idejére a főmedret a duzzasztó előtt tűs gáttal el kellett zárni. A jég vastagsága elérte az 1 métert. Egyébként a duzzasztómű fennállása során többször megrongálódott, aláüregclődött. Ez rendszeres építési és biztosítási munkákat igényelt. Ajavítások szükség szerint csak lokálisan és időlegesen történhettek.

_

: .

. • : • : • • •

A duzzasztómű szabad nyílásait alábecsült árvízmennyiségek alapulvételével szűkre méretezték. 1913 augusztusában, a duzzasztómű felett mintegy 10 km-re, Felsőméra térségében az árvíz elöntötte az ottani birtokokat. Ekkor az alispánhoz benyújtott panasz alapján vízrendészeti módosításokat rendeltek el. A duzzasztómű az eredetileg töltésezetlen folyón sem bizonyult elegendőnek az árvizek levezetésére. A becsültnél rendszeresen nagyobb árvizek állandó veszélyt jelentettek. E veszélyt csak növelte az 1920-as években Csehszlovákia területén végrehajtott Hernád-szabályozás. Még az erőmű létesítésével egy időben, a duzzasztóműtől mintegy 100 m-re, az üzemvíz-csatorna bal oldala és a duzzasztómű alvízi mederszakasza közé árapasztót építettek. Tervét 1901. november hónapban készítették. Az árapasztó szabad nyílása 12 m. Négy db zsiliptáblából áll, amelyek egyenként 3 m szélesek. Küszöbszintje 132,22 m Af. A táblák kezelése ma már gépi erővel történik. A duzzasztó és az árapasztó azonban még együttesen is csak 400 mVs vízmennyiséget emésztettek, szemben a mértékadónak tekinthető háromszáz éves valószínűségű 550 m7s vízhozammal. 1923. november hó 25-én az árvíz ismét elöntötte a felsőmérai földbirtokosok birtokait. A benyújtott újabb panasz alapján - a hatósági szakértő meghallgatása után - az alispán a Rt. számára mindössze 3 hónapos határidővel a duzzasztómű bal oldalán új árapasztó zsilip létesítésére, az őrcölöphíd és az árapasztó megszüntetésére, valamint az Őrcölöphíd helyén beeresztő zsilip építésére tervek beterjesztését írta elő. A tervek elkészültek, végrehajtását elrendelték, de a Gibárti Elektromos Művek Rt. vitatta a határozat műszaki megalapozottságát, továbbá nem voít olyan helyzetben, hogy ilyen nagy arányú befektetést hajtson végre, ezért újabb és újabb beadvánnyal fordult az alispánhoz, majd különböző fellebbvitcli fórumokhoz. Végül mindenütt elutasították és a határozat jogerőre emelkedett. Ennek következtében mintegy 7 év huzavona után, az alispán 1931. január hó 20-án - a vízjogi engedély elvesztésének terhe mellett - kötelezte a Rt.-ot a munkálatok 6 hónapon belüli megkezdésére és 2 éven belüli befejezésére.

. .

A duzzasztómű

402

Az 1958. évi tavaszi jeges ár félelmetes támadásait a duzzasztómű károsodás nélkül viselte. Ajég vastagsága ekkor is 1 m-re duzzadt és az úszó táblák nagysága a 100 - 200 m -t is elérte. 1983-ban a duzzasztóműnek elhasználódott kapuzatát újakkal cseréltek fel. Közvetlenül a duzzasztómű felett, a jobb oldalon indul ki a 600 m hosszú üzemvíz-csatoma. Ennek bejáratához ajég és az uszadék elterelésére fából készült, ún. őrcölöphidat - durva gerebet - építettek, Ez az idők folyamán többször súlyosan megrongálódott, végül el kellett bontani. Helyébe az erőművet akkor üzemeltető Tiszalöki Vízerőmű Vállalat 1958-ban acélsodronyról a vízbe merülő jég és uszadék terclőt épített, amely ferdén a sziget csúcsa és a jobbpart közé kihorgonyozva volt hivatva az uszadékot és a jeget a duzzasztóműjobb szélső nyílásába terelni. Sajnos ez a szerkezet nem vált be, alatta az uszadék átbukott, ezért azt is elbontották.

Az árapasztó

ELEKTROTECHNIKA

Technikatörténet Mindezek ellenére a Rt. további beadványokkal fordult az alispánhoz, végül is az új árapasztó zsilip nem épült meg. Meg kell említeni, hogy az erőmű a kérdéses időpontig az árapasztót alig-alig használta, s közben működésképtelenné is vált. 1929-ben javították ki, azóta folyamatosan üzemképes. Az 1936. évi árvíz az árapasztót súlyosan megrongálta Ennek az volt az oka, hogy az árapasztó alaplemezeinek oldalirányú bekötő szádfalazata mellett a víz a műtárgyat megkerülve azt alámosta és megrepesztette. Az árapasztó alatti meder 36 m hosszú szakaszát 1964-ben terméskő ágyazatra öntött vasbeton-fenékkel és 1/1 lejtésű oldalfalakkal látták el. A további mederszakasz kőszórásos és kőhengeres felújítását 1968-ban végezték el. Az 1974. évi árvíz jelentős partszakadást okozott a sziget árapasztó alatti részén. Az 1940-es években a Hernád folyón ármentesítési munkákat végeztek. Az árvízvédelmi töltések építése 1950-ben fejeződött be. Ennek következtében az árvízlevezetés még veszélyesebbé vált. Az átfolyási szelvények elégtelenségét igazolta az 1952. évi árvíz is, amelynél a túlduzzadt árvíz a duzzasztómű fölött töltésszakadást okozott. A probléma megoldására 1960-ban a duzzasztómű és az árapasztó közötti szigetrészen egy 32 m széles, kőágyazatú árapasztó-surrantót építettek. A surrantó vízátbukási él-magassága 134,30 m Af. Ez a megoldás jól szolgálja az árvizek veszélytelen levonulását. A surrantót később az árvíz súlyosan megrongálta. Ezt követően felületét kibetonozták. A rendre megújuló sérülések miatt állandó jellegű javításra szorul. A mai állapotban a műtárgyak hidraulikai (vízműtani) jellemzőit is figyelembe-véve, azok vízátbocsátó képessége az eddig mért legnagyobb tetŐzési magasságú árvízszintnél összesen 577 m3/s. 1968-ban Kassa felett a folyó felső vízgyűjtő területén összegyűlt vizek felfogására és a ruzsini erőmű üzemeltetésére egy 59 millió m3-es víztározót létesítettek. Ez lehetővé teszi a vízhozam szabályozását, viszonylagos állandósítását, továbbá csökkenti a kimagaslóan nagy árvizek kialakulásának lehetőségét. A gépház az üzemvíz-csatomának megközelítően a közepén helyezkedik el Az üzemvíz-csatorna kiépítési vízhozama 18,2 m3/s. Ennek a vízhozamnak a tartóssága 190 nap, azaz 52 %. A hozzátartozó esés 4,4 m. Az esést két vízszintes tengelyű, három járókerékkel ellátott Francis turbina hasznosítja. Az első két járókerék közös szívócsőbe dolgozik. A Ganz és Társa Vasöntö és Gépgyár által készített turbinák egyenként 9 m3/s vízmennyiség elnyelésére képesek és 76 %-os hatásfok mellett 294,4 - 294,4 kW (400 - 400 LE) teljesítményt adhatnak le a turbina tengelyén. A nyitott aknában elhelyezett turbinák eredeti fordulatszáma 125/min volt. 1929-ben, amikor 50 periódusra tértek át, a járókerekeket kicserélték, s egyidejűleg a csapágyakat is felújították. Azóta 150/min fordulatszámmal működnek.

Érdekességként lehet megemlíteni, hogy a második és harmadik járókerék között elhelyezkedő radiális terhelésű, vízkenésű, hosszirányban négy részre osztott csapágy anyaga eredetileg egy Lignum Sanctis elnevezésű, nagyon kemény, nehéz, tömör, távol-keletről származó faanyagból készült. Később, a kopás miatt az egyébként szegmensenként szabályozható betéteket textilbakelittel helyettesítették.

A gópház fomctszcte.

A turbinák kisebb javításoktól eltekintve, 1947-ig zavartalanul működtek. Ekkor a gépcsoporton házi főjavítást végeztek. Kopásokat leginkább a terelőlapátokon észleltek. Közel hat és fél évtizedes kifogástalan üzemeiésután, 1967. és 1969. között került sor a turbinák alapos felújítására. A munkálatokat Boda Gábor mérnök irányításával a Ganz Mávag végezte. Kicserélték a teljes forgórészt, a szabályozó rudazatot, a vezetőlapátokat és szabályozták az állórészeket. Az egyik kiszerelt járókereket a dolgozók megmentették és az erőmű bejárata mellett, a gáton emlékül kiállították. Az erőmű gépi berendezéseinek terveit két variációban készítették. Egy 1901 októberében keltezett és megmaradt tervrajz bizonyítja, hogy függőleges tengelyű turbinák is számításba jöttek. E rajzon további két gépegységgel történő bővítési lehetőséget is feltüntettek. Eltérő volt a ma létező megoldástól az is, hogy a 12 m nyílású, három táblás árapasztót közvetlenül az erőmű épülete mellé, annak keleti oldalára tervezték. A turbinák terelőlapátjait Ganz gyártmányú olajnyomásos szabályozómű vezérli. Eredetileg mindkét gépegységhez azonos típusú

> »•••+—*••»—

A gépház főmetszete.

2000. 93. évfolyam 10. szám

A felújított turbinák képe a Ganz Mávag műhelyében.

403

Technikatörténet fordulatszám-szabályozó tartozott. Ezek közül az I. helyszámú gép szabályozója lényegét tekintve ma is eredeti állapotban van. Az idők folyamán - lényeges szerkezeti változás nélkül - csak az elkopott alkatrészek kicserélésére volt szükség.

Minthogy a generátorok közvetlenül a szabadvezetékre dolgoztak, légköri túlfeszültségek miatt többször megsérültek. Később, túlfeszültség-levezetők felszerelésével, majd boosterek beépítésével az ilyen hibák száma csökkent. Még az üzembe helyezés évében az erőművet egy 12 kV-os szabadvezetékkel összekötötték a tulajdonos Jajhalmán lévő birtokával. Ott egy 12/3 kV-os transzformációval mintegy 17 km hosszú, 3 kV-os hálózaton keresztül látták el a gazdaság üzemeit villamos energiával. Az évek során a távvezeték mentén bekapcsolt községekben a fogyasztói igények egyre növekedtek. Az energia-szolgáltatás folytonosságáról az árvizek idején is gondoskodni kellett. Ezért 1907-ben megbővítve a gépházat - a Fegyver és Gépgyárban készült, 294,4 kW-os (400 LE-s) diesel-motorral közvetlenül kapcsolt, 3 fázisú, percenként 158 fordulatszámú, 42 periódusú, 16 póluspárú, közös tengelyre épített gerjesztőgéppel ellátott generátort szereltek fel. A gépcsoportot 1908. szeptember 3-án helyezték üzembe. 1934-ig

A turbina egyik járókereke a terelőlapát koszorúval.

A Ií. helyszámú gép szabályozóját 1943-ban kicserélték. Az új szabályozó azonban nem felett meg maradéktalanul a vele szemben támasztott követelményeknek, ezért az 1967-es felújítás során szerkezeti módosítást kellett rajta végrehajtani, nevezetesen új kialakítású vezérszelepekkel és visszavezetéssel egészítették ki. Az I.-es és a II.-es számú gép szabályozóinak nyomó-olajtelepei szerkezetileg nem azonosak, de működési elv szerint igen. Az erőmű generátorait a Ganz és Társa Vasöntő és Gépgyár Részvény Társulat Elektromos Gyára készítette. Abban az időben kimagasló eseménynek számított a 12.000 V-os, váltakozó áramú, eredetileg 42 periódusú szinkrongenerátorok üzembe-helyezése. A 3 fázisú, 400 kVA-es lendkerék-generátorok 20 kiálló póluspárral rendelkeznek. Fordulatszámuk 150/min.

A diesel gépcsoport képe a generátor felöl nézve.

-^ Az I.-es számú generátor képe a gerjesztő-dinamóval.

Generátoronként egy-egy közös tengelyen elhelyezett mcllékáramú dinamó szolgáltatja a gerjesztéshez szükséges egyenáramot. A generátorokat annak idején a helyszínen tekercselték. A gépek szerelését, kifűtését és üzembe-helyezését Rcscsán Béla, a Ganz gyár főmérnökének irányítása mellett Nussbaum föszerelő végezte. Később, 1958-ban és 1959-ben 400 V-osra áttckcrcselték. A gépházban a generátor-elemek szükség szerinti mozgatásához egy 8,1 m fesztávú, 30 m pályahosszú, futómacskával rendelkező, 7.600 kg teherbírású futódaru áll rendelkezésre.

404

szükség szerint működött, majd leszerelték és Nagykanizsára szállították. 1920-ban a Részvénytársaság Villamos és Közlekedési Vállalatok Számára mintegy 50 %-ban megvásárolta a báró Harkányi János földbirtokos tulajdonában és a Gibárti Elektromos Művek Rt. kezelésében lévő vízerőművet, Hl. annak részvényeit. Még abban az évben megépítették a Gibárt-Felsődobsza közötti 12 kV-os szabadvezetéket, így lehetővé vált a felsődobszai vízerőművel és azon keresztül a Miskolci Villamos Üzemek Rt. gőzerőművével való kooperáció. A terhelések növekedésével, a viszonylag nagy távolságok és a távvezetékek kis keresztmetszete miatt egyre nagyobb feszültségesések voltak tapasztalhatók. Ez zavarólag hatott a kooperációra is. Ezért 1929-ben a gépház keleti végébe toldalékot, ún. "boosterházat" építettek. A 480 kVA-es boosterek (feszültségszabályozó transzformátorok) üzembe-helyezésével az induló feszültség 13.390 V-ra emelkedett. A boosterházat 1950-ben lebontották és helyére 20 kV-os kapcsolóházat építettek. Az 1950-es évek elejéig 12 kV-os névleges feszültségszinten az erőműből három, nevezetesen a szerencsi, a felsődobszai és a hernádvidéki szabadvezeték indult ki. A vezetékek 20 kV-ra történő átépítésével és a 20 kV-os kapcsolóállomás kivitelezésével lehetőség nyílt több távvezeték indítására, azaz nagyobb csomópont kialakítására. A generátorok most már 0,4/20 kV-os blokk-kapcsolású transzformátorokon keresztül a 20 kV-os gyűjtősínre csatlakoztak. ELEKTROTECHNIKA

Technikatörténet A 20 kV-os kapcsolóállomás üzembe-helyezése után először a Kéked-hollóhází 20 kV-os vezeték kiépítésével tehermentesítették a hernádvidéki hálózatot, majd a faluvillamosítás kapcsán a perkupái szabadvezeték kapott közvetlen kicsat-Iakozást az erőműből. Az ily módon kialakult csomópont terhelése tovább növekedett. A feszültségviszonyok romlottak. Ezért az erőmű mellett, szabadtéren, 1969. augusztusban egy 2,5 M VA-es, 35/20 kV-os transzformátorállomás építését kezdték meg. Ezt 1970-ben helyezték üzembe a Szerencsről induló és egyben táppontot is képező 35 kV-os távvezetékkel együtt. A csomópont teljesítménye így egyrészt megnőtt, másrészt már nem függött annyira a vízhozamtól. Később a 35/20 kV-os transzformátort először 5 MVA-esre, majd szükségmegoldásként a feszültségszabályozó feláldozásával 2 x 5 MVA-esre cserélték ki. A csomópont meddőenergia igényének kompenzálására, ill. a feszültség-viszonyok javítására 1966-ban, az erőműben 2.400 kVAr teljesítményű kondenzátortelepet létesítettek. A terület gyors iparosodásával és a mezőgazdaság, valamint a lakosság igényével a villamos-energia szükséglet az erőmű környezetében rohamosan növekedett. Már a 35/20 kV-os transzformátorok sem voltak elegendőek az igényelt energia kielégítésére. Ezért az erőműtől mintegy 3 km-re, Encsen egy 120/20 kV-os kapcsoló és transzformátorállomást építettek, amelyet 1987-ben helyeztek üzembe. Ugyanakkor a környék 20 kV-os szabadvezetékeit is átrendezték. Ezzel megszűnt az erőmű csomópont jellege. Ettől az időponttól kezdve az erőműnek kooperációs lehetősége csak az encsi 120/20 kV-os állomáson keresztül van. Egyrészt a háború, másrészt az államosítás után bekövetkezett többszöri üzemeltető változás miatt az erőműre vonatkozó sok értékes okmány ma már nem található meg. így az eredeti vízjogi üzemeltetési engedély sem. Ezért újat kellett készíteni. Az ÉVIZIG által 1978. decemberhó 14-én kiadott engedély száma: 21.043 -2/1978. A vízikönyvbe Hernád-Sajó-Tisza / 269 szám alatt jegyezték be. 1944-ben, a m i k o r a h a r c o l ó csapatok közeledtek, a Boldogkőváralján állomásozó német parancsnokság elrendelte az erőmű aláaknázását. Ennek végrehajtására a robbantást előkészítő német katonák megjelentek. Szerencsére Zsendovics Imre, akkori főgépész jól beszélt németül (a lakatos mesterséget Bécsben tanulta) és haladékot kért az osztag vezetőjétől, hogy felkereshesse a boldogkő váraljai parancsnokságot. Ott megegyezésre jutott a parancsnokkal, hiszen az erőmű hadi üzemet nem táplált, csak a lakosságot látta el villamos-energiával. Ezért még visszaérkezése előtt telefonon parancs érkezett, hogy nem kell az erőművet aláaknázni. Az erőmű megmenekült a pusztulástól és lényegében nem is károsodott. Ezzel szemben közvetlenül az alvíz-csatorna és a főmeder találkozása alatt az erőműtől mintegy 300 m-re, a folyót átívelő rácsos szerkezetű acélhídat 1944. december hó 16-án reggel a visszavonuló csapatok felrobbantották. Ennek következtében az erőműben csak jelentéktelen üvegkár keletkezett. Bár az erőmű még azon a napon Gibárt községnek energiát szolgáltatott, a vízbe omlott hídszerkezetek erősen felduzzasztottak az alvízet. Andor Béla mérnök irányításával kéthónapos megfeszített munkával sikerült a roncsokat eltávolítani és ezzel az al víz-csatornában már megkezdődött további eliszapolódást megakadályozni. Egy szerencsésen jött árhullám a felgyülemlett iszaptömeget elmosta, így az erőmű visszanyerte teljesítőképességét. A felrobbantott helyére új, szép ívelésű vasbeton hidat építettek, amelyet 1948. május hó 1-én adtak át a forgalomnak. AHernád potenciális vízerőkészlete hazánk elméleti vízerőkészletének közel 2 %-át teszi ki. Viszonylag kedvező vízerő-hasznosítási adottságokkal rendelkezik. Ezért az elmúlt évtizedekben a folyó vízerejének fokozott hasznosítására több terv készült. Ezek természetesen valamilyen formában összefüggésben voltak a gibárti erőművel is. 1954-ben, pl. a VIZITERV dolgozott ki egy javaslatot. Abból indultak ki, hogy a duzzasztómű állapota nagyon leromlott, amellyel az erőmű üzemét hosszabb távon biztosítani nem lehet, újjáépítése nem lenne gazdaságos. Ezért a jelenlegi duzzasztómű alatt mintegy 100 m-rel, vízerőművel kombinált új duzzasztómű, un. pilléres erőmű lé-

2000. 93. évfolyam 10. szám

tesítését ajánlották. Apillérbe 2 db vízszintes tengelyű csőturbina be3 építését tervezték. Az új erőmű kiépítési vízhozamát 26 m /s-ra javasolták, ami kb. 40 %-os tartósságnak felel meg. Teljesítőképességét 1600 kW-ra, évi átlagos energia termelését 8,4 millió kWh-ra tervezték. Ehhez természetesen a duzzasztási szintet a számított maximális árvízszinttel megegyező értékre kellett volna emelni, miért is kb. másfél km hosszban töltéserősítést kellett volna végrehajtani. A meglévő vízerőmű ebben a koncepcióban - egy beeresztő zsilip megépítése révén - mindaddig üzemeltethető lett volna, amíg az tönkre nem megy. Egy másik elképzelésnek létjogosultságát azzal próbálták igazol2 ni, hogy a Hernád 5400 km -es vízgyűjtő területéből mintegy 4400 km Szlovákia területére esik és a folyó szlovák szakaszán végrehajtott vízgazdálkodási beavatkozások hatására a hasznosítható vízkészletek csökkenésével és a lefolyás éven belüli természetes eloszlásának változásával lehet számolni. Ennek megfelelően a vízerő-hasznosítási elgondolásokat a változó feltételekhez óhajtották igazítani. Ezen terv szerint az országhatár közelében, Zsujta térségé3 ben, egy 10 millió m -es tározót akartak építeni. Ebből szándékozták indítani a tervezett új gibárti vízerőmű üzemvíz-csatomáját. Az un. Hernád I. vízlépcsőt üzemvíz-csatornás, tározós, csúcsra járatható erőműként gondolták kivitelezni. Abaűjkér térségében egy 2 3 2,7 km felületű, 10 millió m -es üzemi víztározót is terveztek. Az új erőmű al víz-csatornája a jelenlegi gibárti vízerőmű fölött torkollott volna a Hernádba. A tervezett esés 23 m, a csúcsidőszakra koncentrált 95 m/s vízhozammal számított elérhető teljesítőképesség 18,6 M W, az évi átlagos energiatermelés kb. 47 millió kWh lett volna. Természetesen a Vízgazdálkodási Keretterv is a Hernád 1. vízlépcső megvalósulása után a jelenlegi erőmű megszüntetését irányozta elő. A terveket - a hatalmas beruházási költségek miatt- nem valósították meg, s azóta azokat kiselejtezték, tehát van remény arra, hogy az erőmű továbbra is életben marad. A gibárti vízerőmű a maga méret és típuskategóriájában Magyarország legrégibb hazai gyártmányú - ma is eredeti alapgépeivel működő - energiatermelő egysége. Csaknem 100 éves működése alatt kiválóan teljesítette feladatát. Gépi berendezései, de különösen a 12.000 V-os váltakozóáramú generátorok büszkén hirdetik a magyar iparnak a XIX- XX. század fordulóján nemzetközileg is kimagasló, élenjáró színvonalát. Az üzemeltető Észak-magyarországi Áramszolgáltató Rt. - annak ellenére, hogy az erőműnek az energiatermelésben már számottevő szerepe nincs - megszüntetését nem tervezi. A közel 100 éve villamos-energiát termelő, eredeti állapotában ma is megtekinthető vízerőmű fontos része nemzeti örökségünknek. Szakmai múltunk olyan hirdetője, melynek hosszú-távú fennmaradása és utódaink számára való megőrzése sürgető feladat. A szerző azt reméli, hogy a gibárti vízerőmű történetének hiteles leírásával és közreadásával hozzájárulhat annak mielőbbi műemlékké nyilvánításához.ű

Irodalom. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Tarnóczy Béla: Gibárt története. (Történelmi Közlemények Abaúj-Toma vármegye és Kassa múltjából, 1912.) Laki Gyula: 50 éves a gibárti vízerőmű. (Magyar Technika, 1954. 5-6 szám) Kertai Ede: Építsük újjá a gibárti vízerőművet. (Energiagazdaság, 1955. 1 szám.) Országos Vízügyi Főigazgatóság, Budapest: Magyarország nagyobb vízépítési műtárgyai. 1963. Szerkesztőbizottság, Encs: Hernád-menti táj, Hemád-menti emberek, 1970. ÉVIZIG Miskolc: A gibárti vízerőmű vízjogi engedélyezési terve, 1978. Vízgazdálkodási Intézet, Budapest: Magyarország műszakilag hasznosítható vízerökészlete. 1978.

405

Szabványosítás

Az elektrotechnika területeit érintő, 1999.IV. és 2000.1. negyedéve között közzétett magyar szabványok jegyzéke Összeállította a Szabványügyi Közlöny számai alapján Littvay Alajos (MSZT) MSZ 144-11:1999 Gumiszigetelésű vezetékek legfeljebb 450/750 V névleges feszültségig. 1. rész: Általános követelmények -Az MSZ 144-11:1996 helyett
406

MSZ 144-19:1999 Gumiszigetelésű vezetékek legfeljebb 450/750 V névleges feszültségig. 9. rész: Kevés füstöt és korrozív gázt kibocsátó, egyerű, köpeny nélküli vezetékek rögzített elhelyezésére. - Az MSZ 144-19:1996 helyett ( i d t H D 22.9 S2:1995, idt HD 22.9 S2:1995/A1:1999) MSZ 144-20:1999 Gumiszigetelésű vezetékek legfeljebb 450/750 V névleges feszültségig. 10. rész: EPR-szigetelésű és poliuretánköpenyű hajlékony vezetékek - Az MSZ 144-20:1996 helyett (idtHD 22.1OS1:1994, idtHD22.10 Sl:1994/A/l:1999) MSZ 144-21:1999 Gumiszigetelésű vezetékek legfeljebb 450/750 V névleges feszültségig. 11. rész: EVA-szigetelésű" és -köpenyű zsinórvezetékek és hajlékony vezetékek. -Az MSZ 144-21:1996 helyett (idtHD 22.11 SÍ: 1995, idtHD 22.11 S1:1995/A1:1999) MSZ 144-22:1999 Gumiszigetelésű vezetékek legfeljebb 450/750 V névleges feszültségig. 12. rész: Hőálló, EPR-szigetelésű zsinórvezetékek és hajlékony vezetékek - Az MSZ 144-22:1996 helyett (idtHD22.12Sl:1996, idtHD HD22.12 SÍ: 1996/A1:1999) MSZ 144-23:1999 Gumiszigetelésű vezetékek legfeljebb 450/750 V névleges feszültségig. 13. rész: Kevés füstöt és korrozív gázt kibocsátó, térhálósított polimer szigetelésű és köpenyű, egy-és többerfl hajlékony vezetékek. -Az MSZ 144-23:1996 helyett(idt HD 22.13 SÍ:1996) MSZ 144-24:1999 Gumiszigetelésű vezetékek legfeljebb 450/750 V névleges feszültségig. 14. rész: Zsinórvezetékek különösen nagy hajlékonyságot igénylő alkalmazásokra - Az MSZ 144-24:1996 helyett (idtHD 22.14 Sl:1995, idtHD 22.14S1:1995/A1:1999) MSZ 1166-11:1999 PVC-szigetelésű vezetékek legfeljebb 450/750 V névleges feszültségig.

1. rész: Általános követelmények - Az MSZ 1166-11:1996 helyett(idtHD21.1 S3:1997) MSZ 1166-12:1999 PVC-szigetelésű vezetékek legfeljebb 450/750 V névleges feszültségig. 2. rész: Vizsgálati módszerek -AzMSZ1166-12:1996, az MSZ 1168-3:1983, az MSZ 1168-5:1983 és az MSZ 1168-6:1984 helyett(idtHD21.2S3:1997) MSZ EN 60383-1:1999 1 kV-nál nagyobb névleges feszültségű szabadvezetékek szigetelői. 1. rész: Váltakozó áramú rendszerek porcelánvagy üvegszigetelő egységei. Fogalommeghatározások, vizsgálati módszerek és átvételi követelmények (\PC 383-1-1903^ {idt EN 60383-1:1996, 1

\t\\iPf i s !

i-iQcn

M a / Ír,L 60422:2UO0

Villamos berendezésekben alkalmazott ásványolaj-alapú szigetelőolajok ellenőrzési és kezelési útmutatója (idt IEC 60422:1989) MSZ EN 501066:2000 Háztartási és hasonló jellegű villamos készülékek biztonsága. Az EN 60335-1 és az EN 60967 hatálya alá tartozó készülékek darabvizsgálatának egyedi szabályai - Az MSZ7143:1998 helyett(idt EN 50106:1997, idtEN50106:I997/Al:1988) MSZ EN 60335-2-60:2000 Háztartási és hasonló jellegű villamos készülékek biztonsága. I. rész: Örvényfürdők és pezsgőfürdők egyedi előírásai {1EC 60335-2-60:1997) - Az MSZ EN 60335-2-60:1994 helyett (idt EN 60335-2-60:1997, idt IEC 60335-2-60:1997) MSZ EN 60598-2-2:2000 Lámpatestek. 2. rész: Egyedi követelmények. 2. főfejezet: Süllyesztett lámpatestek (IEC 598-2-2:1996) - Az MSZ EN 60598-2-2:1998 helyett (idt EN 60598-2-2:1996, idt EN 60598-2-2:1996/A1:1997, idt IEC 60598-2-2:1996, idt IEC 60598-2-2:1996/A1:1997)

ELEKTROTECHNIKA

I I

Szabványosítás MSZ EN 60598-2-5:2000 Lámpatestek. 2-5. rész: Egyedi követelmények. Fényvetők (IEC 60598-2-5:1998) - Az MSZ EN 60598-2-5:1995 helyett (idtEN 60598-2-5:1998, idt IEC 60598-2-5:1998) MSZ EN 60598-2-20:2000 Lámpatestek. 2. rész: Egyedi követelmények. 20. föfejezet: Díszki világítási füzérek (IEC 60598-2-20:19996, módosítva) - Az MSZ EN 60598-2-20:1998 helyett (idtEN 60598-2-20:1997, idt EN 60598-2-20:1997/A1 módosítás + 1998. évi heelyesbítés MSZ EN 60127-2:199 l/A 1:2000 Miniatűr biztosítók. 2. rész: Csöves biztosítóbetétek (IEC127-2:1989/A1:1995) - Az MSZ EN 60127-2:1995 módosítása -

- Az MSZ EN 60335-1:1998 módosítása (idtEN 60335-1:1994/A14:1998)

(idtEN 60127-2:199 l/A 1:1995, idt IEC 127-2:1998/A1:1995) MSZ EN 60320-1:1996/A2:2000 Készülékcsattakozók háztartási és hasonló általános célokra. 1. Rész: Általános követelmények (IEC 60320-1:1994/A2:1996) - Az MSZ EN 60320-1:1997 módosítása (idt EN 60320-1:1996/A2:1998, idt IEC 60320-1:1994/A2:1996)

MSZ EN 60335-2-7:1990/A52:2000 Háztartási és hasonló jellegű villamos készülékek biztonsága. 2. rész: mosógépek egyedi előírásai - Az MSZ EN 60335-2-7:1994 módosítása (idtEN 60335-2-7:1990/A52:1995) MSZ EN 60898:1991/A 17:2000 Túláramvédelmi megszakítók háztartási és hasonló berendezések számára - Az MSZ EN 60898:1999 módosítása (idtEN 60898:199l/A17:1998)

MSZ EN 60335-l:1994/AI3:2000 Háztartási és hasonló jellegű villamos készülékek biztonsága. 1. rész: Általános előírások - Az MSZ EN 60335-1:1998 módosítása • (idtEN 60335-1:1994/A13:1998)

MSZ EN 61812-l:1996/All:2000 Időrelék ipari felhasználásra. 1. rész: Követelmények és vizsgálatok - Az MSZ EN 61812-1:1999 módosítása (idtEN 61812-1:1996/A11:1999)

MSZ EN 60335-l:1994/A14:2000 Háztartási és hasonló jellegű villamos készülékek biztonsága. 1. rész: Általános előírások

Amit az árnyék elfedett A technika története iránt érdeklődők örömére, alapításának 100. évfordulóján, a Magyar Elektrotechnikai Egyesület kiadta: Horváth Tibor - Jeszenszky Sándor: „A magyar elektrotechnika története" című könyvet. Az elvitathatatlan érdemeiről, vitatható hibáiról, avatottak recenziói majd számot adnak. Azonban ezeket megelőzve szeretnék rámutatni arra, hogy a Műegyetem erősáramú elektrotechnika tanszékeinek bemutatása (p319) nem teljeskörű. A harmadik Elektrotechnika Tanszék kimaradt. Pedig nem hagyható ki a Budapesti Műszaki Egyetem Gépészmérnöki karának szervezetében működő Elektrotechnika Tanszék, a „Taky-tánszék", mert a könyv 243. oldalon bemutatott egyetemi indexben szereplő „Villamos fogyasztói berendezések" tárgy keretén belül az érintésvédelmet, a kisfeszültségű villamos berendezéseket, a Villamosmérnöki Karon is ez a Tanszék oktatta. De ez a tanszék oktatta mindazt - természetesen más mélységben és óraszámban - amit a Villamosmérnöki Kar megalakulása előtt, a gépészkar „A" és „C" tagozatán a Verebély és Liska tanszék oktatott. Az „elfelejtett" Tanszéknek Épületgépész! oktatás keretén belül önálló diplomaterv kiadási lehetősége volt. A diplomanduszokból néhányan: szoros ABC sorrendben: Debreczeni Gábor, Lengyel János, Sipos Miklós... Egyedüli tanszékként minden karon vállalta az elektrotechnika alapjainak oktatását. Ennek a Tanszéknek volt tanársegéde Bors (Berger) László, lett később docense Szomjas Gusztáv, Dr. Szíráky Zoltán. Taky professzor urat a Műszaki Egyetem Forradalmi Bizottságában betöltött elnöki szerepe, a bebörtönzött hallgatókkal kapcsolatos kemény kiállása miatt, 1958-ban „eltanácsolták" az egyetemről.

A megbélyegzett Tanszék vezetésére, - még 1958-ban - a feloszlatott Hadmérnöki Kar állományában volt Lukáts Miklós docens kapott megbízást. Tiszteletre méltó erőfeszítései ellenére a hatalom további áldozatokat követelet. A további tisztogatás nem tizedelt, hanem csaknem minden második embert kigolyózott. Ennek eredményeként kellett elhagynia a Tanszéket az alapító tagok közül Hajdú Lászlónak, Rónay Bélának és Salánky Tibornak. Taky professzor úr az államhatalom személyét illető döntését zokszó és fájdalom nélkül tudomásul vette. Nagyon bántotta azonban, hogy hajdanvolt barátaiból többen, a túloldali járdát keresték, hogy elkerüljék a találkozást. Hét esztendő teltével 1965-ben lépett újra a Budapesti Műszaki Egyetem területére, Lukáts Miklós meghívására. Rövidre szabott élete még három évet engedélyezett számára. „Bennünk élnek még azon mélyenszántó gondolatok - írta Kovács Pál az Elektrotechnika 61. évfolyamában - amelyeket Egyesületi lapunk ötvenéves jubileumán mondott. Színes egyéniség volt, komoly és mégis mindig vidám. Anekdotázó kedélye és az a páratlan tulajdonsága, hogy mindenkor és mindenütt csak segített, soha semmit nem kért a maga számára, jellemző volt egész életére és munkájára. Fiatalon, 1968-ban túlkerült azokon a határon, amelyeken innen sokszor volt osztályrésze a megnemértés és csalódás. Barátai és tisztelői, mindazok, akik szerették és megbecsülték, mindig tudták és értékelték, hogy valójában az életével a jót és a bölcsességet példázta." Dr. Lantos Tibor

1999 évben 72 adományozó támogatásával 23 rászorulón segíthettünk.

ÍTVÁNY AZ IDŐS NYUGDÍJAS VILLAMOS SZAKEMBEREK

Kérjük támogassák továbbra is alapítványunkat

MEGSEGÍTÉSÉÉRT" köszönetet mond támogatóinak ABB Energír Kft • BÉRGVILLMED Kft. • DATCON Ipari Elektronikai Kft. • OVIT Rt. • POWERSTAR Kft. Kayser Petemé Bp. • Kepenyes István dr. Bp. • Mayer Ottó Biatorbágy • Sz. A. Bp. 2000 augusztus 10. és szeptember 10. között beérkezett pénzadományaikért, továbbá a POSTABANK Rt-nek és a Magyar Elektrotechnikai Egyesületnek a működési támogatásáért.

2000. 93. évfolyam 10. szám

Y

Számlaszám:

-,

j POSTABANK 11991102-02181147 \ j

Köszönjük! •

407

Villamos fogyasztóberendezések

Emlékeztető az ÉV MuBi 2000 április 5-i üléséről 'V

A Mufilca^gQttsáá megtárgyalta az IEC kisfeszültségű berendezések biztonságai foglalkozó TC 64 műszaki bizottságának két titkársági anyagát: A 64/1120/CDV anyagra június 30.-ig kötelező szavazni. Ez a villamos szerkezetek üzemszerű szivárgóáramának korlátozásáról szól. Ezen javaslat szerint a legfeljebb 32 A-es dugaszolóaljzatba csatlakoztatható dugaszolható készülékeknél 4 A üzemi áramig ez 2 mA, e fölött 0,5 mA/A, de max. 5 mA. A rögzítetten bekötött (valamint a 32 A-nél nagyobb névleges áramerősségű aljzatokba csatlakoztatható) készülékeknél 7 A üzemi áramig 3.5 mA, e fölött 0,5 mA/A, de legfeljebb 10 mA. Ezeknél 10 mA-nél nagyobb szivárgó áram is megengedett, de ez esetben a védővezető kapcsán túlmenően egy EPH kapcsot is alkalmazni kell, és mindkét kapocs legyen alkalmas legalább 10 mm2 réz vagy f 6 mm2 alumínium védő (illetve EPH) vezető befogadására. E második kapocs földeléséről (konkrétan meg nem határozott) biztonságos és megbízható módon gondoskodni kell. A MuBi ennek az anyagnak elfogadására tett javaslatot. A 64/1121 CD anyaghoz május 15.-ig hozzá lehet szólni. Ez az épületbe belépő hálózati csatlakozópontnál alkalmazott túlfeszültséglevezetők földeléséről szól. E javaslat szerint ezen túlfeszültséglevezetők alkalmazása esetén a nullavezető és a központi EPH csomópont közé mindenképpen be kell iktatni egy levezetőt (természetesen ha van nullavezető és az nem PEN-vezető. TN-S rendszer esetén ez csak akkor kötelező, ha a PEN-vezetőről való leágazás 10 m-nél messzebb van. Szabadon eldönthető, hogy a fázisvezetők levezetőit a nullavezetőhöz kötik vagy a védővezetőhöz (illetve az EPH csomóponthoz). Megengedett mindkét módszer egyidejű alkalmazása is (ekkor beépítési pontonként összesen 7 levezetőre van szükség). Ha a fázisvezető levezetőinek csomópontja össze van kötve az EPH csomóponttal (védővezetővel), akkor jelölésük CT I, ha nincs, akkor CT 2. Az, hogy az EPH csomópont helyett megengedik a védővezetőhöz való kötést, nagy könnyebbség, mert a levezetők (két oldali, tehát a fázisvezetőkhöz és a földelt ponthoz való) bekötésének megengedett legnagyobb hosszának összege 0,5 m ! (Szemben a mi 1997. decemberi ülésünkön tárgyalt és az MSZ 447-be is felvett 1 m-rel.) Ha túlfeszültséglevezető van, akkor ez előtt legalább 16 mm2 réz vagy ezzel egyenértékű alumínium vezető szükséges. A levezetők földelővezetőjének keresztmetszetére 4 mm2 réz-keresztmetszetet is megenged. j Aram-védőkapcsoló esetén megengedi a levezetők felszerelését az ÁVK előtti és utáni oldalra is. Szigetelésmérésnél azt írja elő, hogy ha a szigetelésvizsgálat nagyobb feszültséggel történik, mint a levezető névleges feszültsége, akkor a tápponti levezetőt a mérés előtt le kell választani. Az áramköri levezetőkről itt nem intézkedik, hanem azt mondja, ott a sorozat 61, szabványa (MSZ 2364-610) szerint kell eljárni (az viszont erről nem mond semmit). A MuBi ehhez az anyaghoz a következő hozzászólások megtételét javasolta: Tisztázni kellene, hogy a PE vezetőbe való bekötés esetén hogyan kell a 0,5 m-t értelmezni, s kérhetnénk annak itteni rendezését is, hogy az áramköri levezetőket le kell-e választani a szigetelésméréshez. A MuBi vezetője bejelentette, hogy a Belügyminisztérium 3/2000 (1.30.) BM rendeletével 2004 február 7.-ig meghosszabbította az MSZ 10900, valamint az MSZ 274 szabványsorozat alkalmazásának kötelezettségét. Igaz, hogy a gépek és gépcsoportok biztonságáról szóló MSZ 60204-1:1995 szabvány is lekerült a kötelező szabványok jegyzékéről, de ez csupán elméleti változás, mert a gépek biztonságáról szóló EU direktívát honosító 21/1998. (IV. 17.) a gépekre is bevezette a jel kötelező alkalmazását, e jelölés feltüntetésének pedig előfeltétele az a megfelelőségi nyilatkozat, amely az adott gépre vonatkozóan ennek a (harmonizált) szabványnak biztonsági szempontból való megfelelőséget (vagy ezzel egyenértékűséget) igazolja. Cserpák kartárs felvetette, hogy változatlanul hatályban van a 17/1993, (VII. 1.) KHVM rendelettel hatályba léptetett Gépjárműjavítás Biztonsági Szabályzata. Ennek 6.5.5. szakasza intézkedik a szerelőaknák megfelelő megvilágításáról, s ennek az előírásnak a lábjegyzete hivatkozik az MSZ 07 4050:1991 szabványra, amely a hatálybalépése (1991. október 30.) után létesített új szerelőaknák világítására a következő előírásokat adja:

408

"3.3.1. Az akna villamos berendezéseinek feszültség alá helyezését reteszelni kell a szellőztető berendezések üzemével, azaz csak az átszellőzés megindulása után és csak a szellőzés üzeme folyamán legyenek feszültség alatt. 3.3.2. A 3.2.1. és 3.3.1 szakaszban előírt szellőztetéssel és elektromos vezérléssel ellátott aknát a villamos veszélyesség szempontjából A 5 (MSZ 1600/8) besorolásúnak kell tekinteni. 3.3.3. A 3.2.1. és 3.3.1. szakaszokban előírt szellőztetéssel és elektromos vezérléssel nem rendelkező aknát A 3 villamos veszélyességi fokozatúnak kell tekinteni. 3.3.4. A világítási kapcsolót az aknán kívül kell elhelyezni. 3.3.5. Az aknában alkalmazott kézilámpa csak érintésvédelmi törpefeszültségű lehet, legfeljebb 10 m-es csatlakozóvezetékkel ellátva. 3.3.6. Az akna oldalfalába süllyesztett világítótesteket úgy kell elhelyezni, hogy a világítás a szerelőakna padozatára és a jármű alvázára irányuljon. A világítótest(ek) az alkalmazásnak megfelelő védettségű (IP védettségi fokozatú), szükség esetén robbanásbiztos kivitelű(ek) és mechanikai károsodás ellen védett kivitelű(ek) legyen(ek). 3.3.7. A villamos berendezések létesítésénél az előzőekben leírt besorolásoknak megfelelően az akna rendeltetésétől függően be kell tartani a vonatkozó jogszabály (OTSZ), valamint az MSZ 1600-1.-12 és MSZ 172 előírásait." A probléma az, hogy a huzat elkerülésére az idézett szabvány 3.2.4. szakasza alapján elhagyják a szellőzést és reteszelést. E szakasz ugyanis kimondja, hogy "helyiségenként egy vagy két járműállásos személygépkocsi szerelŐaknánál az illetékes hatóság hozzájárulásával az akna befúvásos szellőzése elhagyható." Ennek elhagyása esetén a besorolás e szabvány értelmében - A 3, az e besorolásnak megfelelő nyomásálló tokozású vagy fokozott biztonságú kivitelű törpefeszültségű hordozható lámpa viszont a gyakorlatban nem kapható. A közlekedési szakterületen továbbra is kötelezően alkalmazandó szabványok jegyzékét a 26/1999.(VIII.26.) KHVM rendelettel 2001. dec. 31.-ig meghosszabbított hatályú 27/1994 (IX.29.) KHVM rendelet írja elő. Ebben az idézett szabvány nem szerepel. Ennek megfelelően a biztonsági szabályzatnak az az utalása, hogy a "kialakításuknál a vonatkozó biztonsági szabályokat figyelembe kell venni", nem jelentheti a csupán lábjegyzetben megnevezett szabvány előírásainak kötelezővé tételét. (Egy jogszabály lábjegyzete mindig csak tájékoztatást tartalmazhat, önálló rendelkezést nem!) Megbeszélte a Munkabizottság egy cémagyár 36 V-os berendezésének kérdését is, amelynél a 36 V-os üzemszerűen feszültség alatt álló részek nincsenek elburkolva, s így ezek a szálszakadások kézi javításánál érinthetők. A kialakult vélemény az, hogy ennek veszélyessége a 36 V-os feszültség, ennek földeletlen rendszere és az érinthető (de nem megmarkolható!) részek igen kis felülete miatt meglehetősen mérsékelt, de sem most, sem létesítésének idején nem felelt meg a hazai szabványelőírásoknak, s a jövőben sem tehető egyszerű eszközökkel szabványossá vagy a szabványelőírásokkal azonos biztonsági szintűvé. Az MSZ 1600-1:1977 3.113 szakasza szerint ugyanis az érintés elleni védelem (a hegesztőberendezések valamint elektrokémiai berendezések kivételével) csak a legfeljebb 25 V (korábbi előírások szerint 24 V) névleges feszültségű érintésvédelmi törpefeszültségű berendezéseknél hagyható el. A legnagyobb veszélyt kétségkívül az okozhatja, ha a táptranszformátor átütése következtében a 36 V-os rendszerbe áthatol a 400/230 V-os (földelt rendszerű) primer hálózati feszültség. Ezért, ha ez a táptranszformátor nem biztonsági kivitelű, akkor feltétlenül ajánlható a rendszer elválasztó transzformátoron keresztüli táplálása. Némileg fokozható a biztonság áram-védőkapcsolónak a primer táplálásba való beiktatásával is, de ez nem egyenértékű az elválasztó transzformátorral, ezért nem ajánlható. A 36 V-os rendszer földeletlensége miatt erre a feszültségre nem érdemes áram-védőkapcsolót beiktatni, mert az teljesen hatástalan lenne. Elvben e rendszer biztonságát lehetne állandó szigetelésellenőrző beépítésével fokozni, de ez minden érintésnél hibajelzést adna, így e jelzések teljesen elvesztenék tekintélyüket. (A MuBi vezetője az ülés utáni kutakodásával rátalált az egykori - magyar szabványba át nem vett - KGST RSZ 1526-68 (álalános érintésvédelmi) szabvány 2.1.1.1 szakaszára, amely 42 V-os feszültséget engedett meg erre. Nincs kizárva, hogy ennek alapján annak idején szabványeltérési engedélyt kapott a gyár erre. Ebben az esetben ez a megoldás legalizálható.)

ELEKTROTECHNIKA