Összefoglalás Sulyok Zoltán, Turóczi András: A TPLAN villamosenergia-rendszer üzemzavarvizsgáló program A TPLAN villamosenergia-rendszer üzemzavar-vizsgáló programcsomagját egy nagyon gyors és hatékony matematikai algoritmusra épülő egyszeres-több szoros üzemzavar-vizsgáló számítási eljárás képezi. Ez teszi lehetővé, hogy nagy számú hálózati elem kiesése szimulálható legyen, és az ehhez szükséges vizsgálatok rövid idő alatt elvégezhetőek legyenek. A további modulok eredményeit fölhasználva számos olyan műszaki, gazdaságossági vizsgálat elvégzésére van lehetőség, amelyekkel a magyar villamosenergia-rendszer működése, műszaki viselkedése a jelenlegi tudásszintet meghaladóan megismerhető. Farkas László: A hipermédia helyzete és jövője az oktatásban - II.rész A számítógépek teljesítményének nagyfokú növekedésével lehetővé vált, hogy a különbőz médiumok (videó, hang, animáció) beilleszthetők legyenek a szövegbe. Az ily módon előállt rendszert nevezzük multimédiának. A jelenlegi legnagyobb multimédia rendszer az Internet, A médiumok teljes integrálásával és objektumok szerinti vezérlésével előállt rendszer a hipermédia, amely a multimédia ma ismert legmagasabb foka. Dr. Jermendy László: Minőségbiztosítás a VCIKI VNL Villamos Nagylaboratóriumok Kft. nagyfeszültségű laboratóriumában - II. rész A hazai és a külföldi igények kielégítését szem előtt tartó nagyfeszültségű laboratóriumi tevékenység áttekintése után a saját méréstechnikai fejlesztések és kalibrálási eljárások részleteit ismerteti a cikk. A nemzetközi előírásoknak megfelelő vizsgálati módszerek elsajátítása neves nyugat-európai laboratóriumokban történt. EU- és OMFB-támogatás révén transzfer referencia mérőrendszer alkalmazásával megvalósult a lökő, kapcsolási hullámú, ipari frekvenciájú és az egyenfeszültségű mérőrendszer közvetlenül a PTB-hez visszavethető kalibrálása. A minőségbiztosítási vizsgálatok eurokonform végrehajtását és az eredmények megbízhatóságát az újbóli akkreditálási eljárás biztosítja. Dr. Szandtner Károly: Villamos csatlakozások átmeneti ellenállása, vesztesége és melegedése - II. rész A cikk - a Magyar Rézpiaci Központ támogatásával - a villamos csatlakozások és érintkezések átmeneti ellenállásával, veszteségével és melegedésével foglalkozik, felsorolva azokat a főbb szempontokat, amelyeket az áramvezetők és áramköri elemek kiválasztásakor célszerű figyelembe venni. Összehasonlító jelleggel bemutatja az épületek villamos szerelésénél leggyakrabban használt áramvezetők anyagait, a rezet és az alumíniumot, röviden elemezve alkalmazásuk előnyeit és hátrányait. Arató András: A készülő új közvilágítási szabvány Érvényes közvilágítási szabvány hiányéban egyre égetőbben merült fel egy új előírás kidolgozásának szükségessége. A MEE Világítástechnikai Társaságának munkacsoportja a régi szabvány és az új európai előírások szem előtt tartásával készítette el javaslatét. Az új szabvány a meghatározásokat, alapelveket, a világítástechnikai előírásokat, a különleges világítási eseteket és a világítási jellemzők ellenőrzését tartalmazza, amelyek átmenetet jelentenek a régi szabvány és az új európai előírások között. Dr. Bencze János: Nukleáris energetika a 21. században (a sorozat negyedik - utolsó - szemléje: Új reaktorfejlesztések) Asorozat végéhez, utolsó cikk-kivonatához érkeztünk. Az előzőekben áttekintettük az atomreaktorok történelmi távlatban igen róvid, de eseményekben gazdag történetét. Globális képet kaptunk a nukleáris gazdaság helyzetéről, és megtudtuk, hogyan kezelhető a nukleáris hulladék. A csendes szemlélő nem érzékeli, de a „színfalak mögött" a látszólagos csend ellenére a nagy energetikai fejlesztő és gyártó cégek jelentős erőfeszítések árán - számos új biztonságtechnikai megoldás felhasználásával, az irányítás jelentős korszerűsítésével -felkészültek a 21. század nagy kihívására, és már elkészült a következő század új energiatermelő atomreaktora. Ezt mutatja be jelen kivonatunk. A cikksorozat méltó befejezéséthez Dr. Marx György professzor, az MTA tagja vállalta és írta a befejező sorokat. (Megjegyzem, hogy Dr. Szabó István cikkének II. része a későbbiekben jelenik meg.) Dr. Marx György: Energia holnap Idézet a cikkből: „Hogy mi lesz a 21. században, azoknak fontos, akiknek gyerekei, tanítványai vannak... A szülőknek, tanároknak, tudósoknak az az erkölcsi kötelessége, hogy tanítság a tényeket, feltárják az okokat és következményeket, bemutassák a reális alternatívákat." Gyökös Ferenc: Dinamikus vizsgálati eljárások alkalmazása nagytömegű mozdonytranszformátor mechanikai vizsgálatához Az ÉMI-TÜV Bayern Kft. szentenderei Tartószerkezeti Laboratóriuma 1997-ben végezte el a Ganz-Ansaldo Villamossági Művek Rt. MTSC 7260/25 típusú mozdonytranszformátora prototípusának mechanikai vizsgálatát. A vizsgálat a laboratórium univerzális berendezéseinek felhasználásával, azok speciális kiegészítésével történt.
2000 a Magyar Elektrotechnikai Egyesület centenáriumi éve A villamosítás évszázada - a Magyar Elektrotechnikai Egyesület évszázada 414
Summary
Zusammenfassung
Z. Sulyok. A. Turóczi: TPLAN Electric Power System Operating Disturbance Evaluating Program The base of the TPLAN is an operating disturbance investígating cakulation method, which is built upon a very fást and effkient mathematical algoritm. This program package is adequate for the evaluation of single and multi disturbance occurencies. This makes possible the simulation of high number of fallen out network elements and the execution of necessary investigations within short period of time. Using the results of further modules, there is a possibility to perform such technical-economical investigations, by those the technical-operating behavior of the Hungárián Electric Power System can be better acquanted, beyond our present day knowledge.
Z. Sulyok, A. Turóczi: Betriebsstörungsprüfprogramm für das TPLAN elektrische Energiesystem Das Programmpaket von TPLAN ist ein Rechenverfahren auf einem sehr schnellen und effektíven mathematischen Algorithmus aufgebaut und dient als ein mehrmaiiges Betriebsstörungsprüfprogramm für das TPLAN elektrische Energiesystem. Es ermóglich, dass es bei Ausfall zahlreicher Netzelemente stimulierbar ist und die dafür erforderlichen Prüfungen innerhalb kurzer Zeit durchführbar sein können. Oie Verwendung der Ergebnisse weiterer Modulé ermoglicht die Durchführung zahlreicher solcher technischen und wirtschaftlichen Piüfungen des ungarischen elektrischen Energiesystems, die den Betrieb, technisches Verhalten des gegenwartigen Wissenstandes übertreffend verkörport.
L. Farkas: The Present State and Future of the Hyper-Media in the Education. Part II. By the highest degree growth of computer capacities it became possible the insertion of various média (videó, sound, animation) intő the text. The system thus produced is called the Multi-Media. At present the greatest multimédia is the Internet. With the totál integration of média and by controlüng ít according to objects the hyper-media is produced. At present the hyper-media is the known highest degree multi-media.
t. Farkas: Lage und Zukunft der Hypermedien bei der Ausbildung. Teil II. Mit der hochgradigen Leistungssteigerung der Computer wurde es möglich, dass die verschiedenen Medien (Videó, Tonaufnahmen, Animation) in den Text einfügbar sind. Das auf diese Weise entstandene System nennt man Multimedien, gegenwártíg ist das INTERNET das grosste Multimedien-System. Oas mit der vollkommenen Integration der Medien und objektgemássen Steuerung hervorgebrachte Systeme sind die Hypermedien, die gegenwártig höchste Stufe der Multimedien.
Dr. L Jermendy: Quality Assurance in the High Voltage Laboratories of the VEIKI-VNL Large Electric Laboratories Co. Ltd. Part II. After the survey of the activities of the high voltage laboratory - meeting the home and foreign requirements - the paper deals with the details of measuring technic and calibration developments of the laboratory. The testing and scientific investigation methods meeting the international rules were acquired in famous West-European laboratories. Through the support of EU and OMFB using transfer reference measuring system, the calibration of lightning impulse, switching impulse, industrial frequency, de. voltage measuring system directly reconductable to the PTB was realized. The execution of attesting examinatíons meeting the EU standards and the reliability of results are assured by the new accrediting procedure.
Dr. L Jermendy: Qualitátssicherung im Hochspannungslabor des Elektrischen Grosslaboratoriums der VEIKI-VNL GmbH. Teil II. Der Artikel beschreibt besonders nach dem Tátigkeitsüberblick des Hochspannungslabors die Erfüllung des heimischen und auslándischen Bedarfs sowie messtechnische Entwicklungen und Details der Kalibrierverfahren. Internationaler Vorschriften gemass erfolgt das Erlernen der Prüfungsmethoden in namhalten westeuropaischen Laboratorien. Aufgrund von EU und OMFB-Unterstützung ertolgte unter Anwendung des Transíer-Refefenz-Messystems das Stoss-, Schaltwellen-, Industriefrequenz- und Gleichstrom-Messystem unmíttelbar zur PTB zurückführbaren Kalibrierung. Die eurokonforme Durchführung der Qualitátsprüfungen und zuverlássigen Ergebnisse sichern das neue Akkreditierungsverfahren.
Dr. K. Szandtner: Contact Resistance, Loss and Temperature Rise of Electric Joints. Part II. The paper deals - with the assistance of the Hungárián Copper Markét Centre - with the contract resistance, loss and temperature rise of electric joints and contacts, enumerating the main aspects practical to be observed when choosing the current conductors and circuit elements. In introduces with comparing character the current conducting materials - copper and alumínium - briefly characterizing their advantages and disadvantages when used most frequently when fitting electric mains in buildings.
Dr. K. Szandtner: Kontaktwiderstánde, Verluste und Erwármung von elektrischen Anschlűssen. Teil II. Der Artikel bescháftigt sich - mit Unterstützung der Ungarischen KupfermarktZentrale - mit den Koniaktwiderstánden, Verlusten und Erwármung elektrischer Anschlüsse und Kontakté. Er zahlt die Hauptgesichtspunkte auf, die bei der Auswahl von Stromleitern und Stromkreisolementen in Betracht gezogen werden müssen. Der Artikel stellt vergleichsweise die bei der elektrischen Montage der Gebaude am háufigsten verwendeten Strommaterialien, Kupfer und Alumínium dar. Ihre Vor- und Nachteile werden kurz analysiert, .
A. Arató: New Draft Standard for Public Lighting In the lack of a valid Hungárián standard for public lighting there is a srong need for the elaboration of a new regulation. A working group of MEE's Lighting Society has prepared a draft, based upon the old standard and the new European preseriptions. The new standard deals with definitions, basic principles, requirements for lighting, special cases and measurements. It means a transition between the old standard and the new European regulations.
A. Arató: Vorbereitung der neuen Norm für die őffentliche Beleuchtung Da es keine gültigen ungarischen Normen für die őffentliche Beleuchtung gibt, wird die Ausarbeitung einer neuen Vorschrift immer dringender. Die Arbeitsgruppe der Lichttechnischen Geselíschaft von MEE hat ihren Vorschlag unter Berücksichtigung der altén Normen und der neuen europáischen Vorschriften vorbeteitet.
Dr. J. Bencze: „Nuclear Power in the 21-st Century" (the last, fourth review of the series: Advanced Reactor Development Rebounding.) We arriwed to the end of the series, to the last artide extract. In the precedings we reviewed the - in historical scale very short, but eventful - hístory of nuclear reactors. We got a global survey of the nuclear waste. The siient spectator does not perceive, that behind the scenes in spite of the ostensible silence the big power engineering developing and manufacturing firms - at high expenses, using several new safety Solutions and with updating the control and regulating systems - prepared themselves to meet the great challenge of the 21-st century and already constructed the power generating reactor of the next century. This is shown by our present paper. For the worthy compíetion of the series of articles Prof. Dr. Gy. Marx, Member of the Hungárián Academy of Siences undertook and wrote the finíshing sentences. (I just have to note, that the II. Part of the paper of Dr. István Szabó is to appear in a later issue of the Elektrotechnika periodical.)
Dr, J. Bencze: „Kernenergie im 2 1 . Jahrhundert" (vierte, letzte Folge der veróffentlichten Artíkelserie: Entwicklung neuer Reaktorén) Hiermit gelangten wir zur letzten Folge der Artikelauszüge. In den vorherigen Auszügen gaben wir einen Überblick über die in historischer Perspektíve sehr kurzen aber ereignisreichen Geschichte der Atomreaktorén. Wir bekamen ein globales Bild über die nukleare wirtschaftliche Lage und erfuhren wie man mit Atommüll umgehen kann. Der stille Betrachter kann es nicht wahrnehmen, aber „hinter den Kulissen" bereiten sich - ungeachtet der scheinbaren Stille - die grossen energetischen Entwickler- und Herstellerfirmen - unter bedeutenden Kraftanstrengungen und Verwendung zahlreicher neuer sicherheitstechnischer LÖsungen - auf die bedeutende Steuerungsmodernisierung vor. Sie sind auf die Herausforderungen des 21. Jahrhunderts vorbereitet und der neue energieproduzierende Atomreaktor des folgenden Jahrhunderts ist fertig gestelht. Dies demonstriert vorliegender Auszug. Den würdigen Abschluss dieser Artikelreihe schrieb Prof. Dr. György Marx. Mitglied der Ungarischen Akademie der Wissenschaften. (Der Artikel von Herrn Dr. István Szabó wird spáter erscheinen.)
Dr. Gy. Marx: Energy Tomorrow Citation from the artiele: „What will be in the 21 -st century is important for those having children or students. It is morál obligation of parents, professors, scientists to teach the facts, reveal the causes and consequences and present the alternatives."
Dr. Gy. Marx: Die Energie von morgen Zitát aus dem Artikel: „Was im 21. Jahrhundert sein wird ist wichtig lür jené, die Kinder, Schüler habén. Moralische Pflicht der Eltern, Professoren und Wissenschaftler ist es, die Fakten zu lehren, Ursachen und Folgen aufzudecken und die realen Alternativen aufzuzeigen."
F. Gyókös: Application of Dynamic Test Procedures for the Mechanical Investigation of High Mass Locomotive Transformer The Supporting Structure Laboratory of the EMI-TÜV Bayern Co. Ltd. at Szentendre executed in 1997 the mechanical type tests of the MTSC 7260/25 type Locomotive Transformer, manufactured by the Ganz-Ansaldo Works Co. The tests were carried out with the universal equipments of the laboratory, with their special supplements.
' Gyökös: Anwendung dynamischer Prüfungsverfahren zur mechanischen Prűfung von Lokomotivtransformatoren grosser Massen 1997 führte das Laboratórium fúr Tragkonstruktionen in Szentendre der EMI-TÜV Bayern GmbH die mechanischen Prüfungen des Protyps für Lokomotivtransformatoren Typ, MTSC 7260/25 der Ganz-Ansaldo Elektrotechnischen Werke AG durch. Die Prüfungen erfolgten unter Anwendung der universellen Laboreinrichtungen und derén speziellen Erganzungen.
2000 is the Centenary of the Hungárián Electrotechnical Association The Century of Ektrification, is the Century of the Hungárián Electrotechnical Associatíon
2000 feiert der Ungarísche Elektrotechnische Vérein 100 jáhrigen Geburtstag Jahrhundert der Elektrifizierung - Ein Jahrhundert Ungarischer Elekírotechnischer Vérein
1998. 91. évfolyam 11. szám
415
Villamos energia
TPLAN villamosenergia-rendszer üzemzavar-vizsgáló program Sulyok Zoltán, Turóczi András
A hálózatszámítási lehetőségekről korábban indított cikksorozat előző részei az MVM Rt. Hálózati Fejlesztési Osztályán alkalmazásban lévő PTI PSS/E hálózattervezői szoftver-rendszer alkalmazásokról szóltak. Jelen cikkben ehhez a programrendszerhez szorosan illeszkedő, szintén a PTI (Power Technologies Inc.) cég által kifejlesztett programrendszerről, a TPLAN-ről írunk. Ennek során röviden áttekintjük a program fő számítási eljárásait, majd részletesen szólunk azon programrészekről, amelyek a magyar hálózattervezői gyakorlatban érdeklődésre tarthatnak számot, újdonságként jelentkeznek. Egy másik cikkben - ezen cikk folytatásaként - tervezzük egy konkrét gyakorlati alkalmazáson keresztül bemutatni a TPLAN hálózat megbízhatóság számítómodulját, a szükséges bemenőadatok, számítási módszerek, és a számítási eredmények ismertetésével.
Bevezetés A TPLAN egy olyan integrált programcsomag, amelynek magját egy nagyon gyors és hatékony matematikai algoritmusra épülő egyszeres/többszörös üzemzavar-vizsgáló számítási eljárás képezi. Ez lehetővé teszi, hogy számos hálózati elemet tartalmazó hálózat esetén is egyszeres-kétszeres-háromszoros vezeték, transzformátor, erőművi blokk kiesése szimulálható legyen, és az ehhez szükséges vizsgálatok rövid idő alatt elvégezhetők legyenek. A számítási funkciók hatékonyságát további modulok növelik: — automatikus hálózati problémát (túlterhelődés, feszültségkorlát sérülése, feszültség összeomlása, szigetüzem kialakulása) keresőmodul — kapcsolást (beavatkozást) - kaszkád működést szimuláló modul — hálózatmegbízhatósági mutatókat számító modul —erőművi blokkok között export/import szaldó, forgótartalék szempontjából gazdaságos teherelosztást végző modul — automatikus vezeték-túlterhelődést kiküszöbölő modul (terhelés ledobással, termelés átrendezéssel stb.) —váltakozó áramú átviteli korlátot meghatározó modul Ezen kívül vannak további olyan beépített eljárások, amelyek segítik az adatkezelés, ellenőrzés, számítás és eredmény-feldolgozás folyamatát. A TPLAN program a PSS/E programrendszerrel szorosan együttműködve, ahhoz illeszkedve, egymás adatait, eredményeit kölcsönösen felhasználva, a felhasználók igényeit maximálisan kielégítve segíti a hálózattervezők munkáját. Sulyok Zoltán okl. villamosmérnök, MVM Rt., a MEE tagja Turóczi András oY\. villamosmérnök, MVM Rt., a MEE tagja Szakmai lektor: Bertalan Attila ok\. villamosmérnök
416
A TPLAN bemenő adatai A TPLAN bemenő adatait egyrészt egy hálózati load-flow adatai/eredményei, másrészt számos kiegészítő, többek között a fent említett modulok kiegészítő adatai jelentik. A számítások alapadatait képező load-flow vizsgálat adatai/eredményei a PSS/E és a TPLAN között egymással kompatibilisek, így lehetővé válik ugyanannak a hálózatnak különböző műszaki, gazdasági szempontból való vizsgálata a számításokhoz szükséges legmegfelelőbb programmodullal. Számos eljárás megtalálható mindkét programrendszerben (pl. automatikus hálózati probléma kereső modul; egyszeres, többszörös üzemzavar-vizsgáló modul), az alkalmazott programrendszert a további számítások, célvizsgálatok adat- és eredmény igényei határozzák meg.
Load-flow számítás A vizsgálatok kiindulópontját egy load-flow vizsgálat adatai és eredményei jelentik, amelyek megfelelnek egy hagyományos loadflow számítás adatainak és számítási eredményeinek. Ezen load-flow általában a PSS/E által elvégzett load-flow számítás adott hálózatra vonatkozó adat és eredmény fájlja.
Egyszeres-többszörös üzemzavar-vizsgálat Az egyszeres, többszörös üzemzavar-vizsgálat során hálózati elemek (vezetékek, transzformátorok, erőművi blokkok) egyszeres, többszörös hiányát feltételező load-flow vizsgálat kerül elvégzésre. A TPLAN a PSS/E-hez hasonlóan képes egyedileg, felhasználó által definiált kombinációban, vagy automatikusan egyszeres, többszörös üzemzavar vizsgálatra. Az automatikus üzemzavar-vizsgálat egyszeres, kétszeres, háromszoros kiesésre terjed ki. k darab összeköttetést (vezetéket, transzformátort) és 1 darab erőművi blokkot tartalmazó hálózat esetén k+1 darab load-flow vizsgálat kell egy teljes körű (n-1) vizsgálat elvégzésére. k+I számú elem kétszeres, háromszoros kiesése az ismétlés nélküli kombináció képletét alkalmazva
L illetve
•
módon
határozható meg. Egy k+1 = 100 elemet feltételező hálózat esetén ez már több ezer vagy akár több tízezer íoad-flow vizsgálat elvégzését jelenti. Bár a számítástechnika jelenlegi szintjén nagyon gyors gépek segítik a hálózattervezők munkáját, mégis pl. az MVM Rt.-HFO-n modellezett 1000-nél is több hálózati elemet tartalmazó hálózat egyszeres/többszörös üzemzavari vizsgálata több napig tartó számítási sorozat elvégzését jelentené. Egyenáramú load-flow számítási módszer (DC load-flow), illetve üzemzavar-ki választó algoritmus segíti a számítások gyors elvégzését, illetve a probléma megoldását. I I.IK 1 R(> I I Cl IN1KA
Villamos energia A DC load-flow módszerről már írtunk korábban, most az üzemzavar-ki választó algoritmust ismertetjük röviden.
Automatikus hálózati probléma kereső modul Üzemzavar-kiválasztás Az üzemzavar-kiválasztás lényegét az a felismerés adja, hogy bizonyos hálózati elemek hiánya a villamosenergia-rendszer üzemére nincsenek, vagy csak kismértékben vannak hatással. Ezeket az elemeket az egyszeres/többszörös üzemzavar-vizsgálatból kihagyva csökkenthető az elvégzendő load-flow futtatások száma. Példaként tekintve a magyar hálózatot, nem kell nagy bátorság annak kijelentésére, hogy pl. a Marcali-Balatonboglár 120 kV-os távvezeték és a Hajdúnánás-Hajdúböszörmény 120 kV-os távvezeték együttes kiesése - mint kettős hiba (n-2) - nem kell, hogy vizsgálat tárgyát képezze, mert ezen vezetékek egyszeres kiesése a másikra, illetve a hálózatra gyakorolt hatása minimális. A vezetékek egymásra, illetve a hálózatra gyakorolt hatásának meghatározását egy ún. rangsoroló algoritmus végzi. Ez az algoritmus minden kiesésre meghatároz egy mutatószámot (indexet) a hálózatra — amely a vezetékek kiterheltségére jellemző —, valamint ezen index üzemzavarmentes esethez képesti változását. Minél nagyobb ez a szám, annál jobban, minél kisebb ez a szám, annál kevésbé vannak a vezetékek kiterhelve. Minél nagyobb ez a változás, annál súlyosabb, minél kisebb ez a változás, annál enyhébb az üzemzavar. Egy feltételezett magyar alap- és föelosztóhálózatot tartalmazó modellhálózaton elvégzett kiesés-rangsoroló algoritmus eredményeit (első 10 „legsúlyosabb" kiesés) a következő táblázat mutatja: T P L A N * I N T E R A C T I V E T R A N S M I S S I O N P L A N N I N G PROGRAM ' FR ,JAN24 RANK1NÜ E X A M 1 N A T I O N 1997 WINTER PEAK L O A D UCPTE N E T W O R K M O D E L *•* B R A N C H R A N K 1 N G BASED ON 1.00 OF RAT1NG-A * . * 1D FI-OW RÁTA RATB KV TO KV R Á N K F R O M BUS BUS 1552 400 1 -146 1843 ( 1) 5154 H B E K O 4 400 3254 IIA1SA4 144 250 250 3154 400 3156 HBEKOI 120 1 HBEKO4 2) ( -185 250 250 l 1 5) 2251 1! TOPNI 120 2254 HTOPN4 400 250 250 120 2394 HHEV14 400 1 -174 1 4) 23'JI HHEVII 1 400 2764 232S 1.104 HMART4 400 3254 HA1SA4 400 S) ( -146 250 250 1271 HL1TRIA 120 1274 HL1TR4 400 2 6) ( 308 248 1 -114 1 7) 4182 HKISV2 220 9562 HSAKÉI 220 270 96 224 I 1 8) 6007 HGOD IS 120 6451 HKAPM1 120 360 360 1 -166 í 5) 6001 IIGOD JA 120 6004 HGOD4A 400 131 1051 HZALAI 120 200 ilKESZI 120 1 -71 112 I 10)
1997 08;09
RATC Pl D 42.6 0 42.6 0 42.5 0 42.1 0 41.6 0 41.5 0 41.3 0 41.1 0 41.1 0 40.9
AZ elSŐ SOr |( I>3I54HBEKO4 400 3254 HA1SA4 400 1 -1461843 1552 0 42.6)
azt mutatja meg, hogy a teljes magyar alap- és főelosztóhálózaton fellépő egyszeres vezeték- vagy transzformátorkiesések közül (485 egyszeres hiányállapot) a Békéscsaba-Albertirsa távvezeték kiesése a „legsúlyosabb" hiányállapot, rangsorban az első helyre került. Üzemzavannentes esetben ezen vezetéken 146 MW áramlott Békéscsaba felé Albertirsa irányából. 1843 MVA a vezeték téli, 1552 MVA a vezeték nyári terhelhetősége. Egy hannadik terhelhetőségi adatjelen esetben 0 MVA. PI=42.6 (Pl - Performance Index) az a mutató, amelyet a rangsoroló algoritmus ezen vezeték kiesésére meghatároz. (Ez nem jelenti azt, hogy a „legsúlyosabb" hiányállapot biztosan túlterhelődésekhez vezet. Csak azt mutatja meg, hogy ez a hiányállapot változtatja meg legjobban a vezetékek kiterheltségét. Tapasztalat alapján meghatározható, hogy ezen rangsorban elfoglalt helyük alapján melyek azok a vezetékkiesések, 1998. 91. évfolyam 11. szám
már nem vezetnek túlterhelŐdéshez, így azok (n-1) vizsgálatára nincs szükség, illetve többszörös kiesésvizsgálat esetén ezen többszörös kiesések vizsgálata elhagyható.) Ezt a rangsorolást a program minden kiesésnél elvégzi és így rangsorolásra kerülnek az egyszeres, kétszeres, háromszoros kiesések „súlyosságuk" szerint. Ezután az egyes kiesésekhez tartozó load-flow számítások elvégzése következik a rangsornak megfelelően. Például kétszeres üzemzavar-vizsgálat esetén a számítás a következő módon zajlik: A „legsúlyosabb" első (egyszeres) kieséshez a program ezen egyszeres kieséshez tartozó „legsúlyosabb" második kiesést veszi, elvégez egy load-flow számítást, majd veszi a kevésbé súlyos második ídesést és így tovább. így elméletileg, az említett rangsoroló módszer alapján, az üzemzavarok „súlyosságuk" szerint kerülnek vizsgálatra. Mivel a kiesések „súlyosságuk" szerint vannak rendezve, a következő feltételezéssel lehet élni: Ha a kiesések „súlyosságuk" szerint vannak rendezve, és bizonyos számú kiesés után sem túlterhelődés, sem pedig feszültségprobléma nem lép fel, akkor a további kiesések vizsgálata elhagyható, mert az alacsonyabb rangú vezetékeknél még kisebb a túlterhelödések előfordulásának valószínűsége. Azaz, folytatva a megkezdett példát: a „legsúlyosabb" első (egyszeres) kieséshez addig vesszük a második kieséseket sorba, amíg legalább öt (vagy a felhasználó által tetszés szerint definiált számú) egymást követő kétszeres kieséskor nem lép fel hiba. Ezután folytatjuk a kevésbé „súlyos" első (egyszeres) kiesést az ezen kieséshez tartozó „legsúlyosabb" második kieséssel, és így tovább. (Természetes, hogy a már egyszer vizsgált esetek még egyszer - az oda-vissza elvet kizárva - már nem kerülnek megvizsgálásra.) Ennek eredményeként a több ezer, tízezer load-flow vizsgálat helyett jelentős mértékben csökkentett számú load-flow számítást kell csak elvégezni, ezáltal a kívánt eredmények perc nagyságrenden belül produkálhatok. Különböző szűrőfeltételek (kiválasztás: körzetek, feszültségszintek, blokknagyságok szerint) tovább csökkenthetik a vizsgálandó hiányállapotok számát.
Kapcsolást (beavatkozást) - kaszkád működést szimuláló modulok A kapcsolást szimuláló modul segítségével lehetőség van arra, hogy bizonyos hálózati állapotokhoz kapcsolási műveleteket rendeljünk. Az üzemzavar-vizsgálatok során ezen kapcsolási müveletek automatikusan kerülnek végrehajtásra a kialakult hálózati állapot függvényében. Ezen kapcsolási műveletek a következők: —vezeték, transzformátor be/kikapcsolás —erőművi blokk be/kikapcsolás — fogyasztói terhelés részleges/teijes ledobása — fogyasztói terhelés részleges/teljes átirányítása —állomáskikapcsolás Ezen kapcsolási műveleteket valamilyen hálózati állapothoz lehet rendelni, amelyek a következők lehetnek: " vezeték, transzformátor, erőművi blokk adott szintet meghaladó terheltsége; " csomópontban kialakuló kis, vagy nagy feszültségek. 417
Villamos energia A program az üzemzavar-vizsgálat [(n-1), (n-2)...] hatására kialakult hálózati állapotot figyeli, és abban az esetben, ha valamely definiált hálózati állapot előfordul (pl. vezeték-túlterhelödés), akkor az előálló hálózati állapothoz megadott kapcsolási müvelelet automatikusan végrehajtja. A kaszkád működést szimuláló modul a vezetékek túlterhelődésének hatására bekövetkező rendszerösszeomlás, vagy szigetüzem kialakulását vizsgálja. A vizsgálat azon alapul, hogy a felhasználó definiál egy olyan vezeték-, illetve transzformátor- terheltségi szintet, amelynek elérésekor a vezeték, transzformátor automatikusan kikapcsolásra kerül. Ez újabb túlterhelődéseket okozhat, amelyek további kikapcsolásokat, túlterhelődéseket indukálhatnak. Ez szigetüzemi állapotok kialakulásához, vagy teljes rendszerösszeomláshoz vezethet.
Vezeték-túlterhelődést automatikusan kiküszöbölő modul Az automatikus vezeték-túlterhelődést kiküszöbölő modul arra szolgál, hogy korrekciós beavatkozásokkal (pl. erőmüvek termelésátrendezése, keresztszabályozós transzformátorral való beavatkozás, terhelésledobás) a kialakult túlterhelődéses állapotot megszüntetéssé, s ezáltal pl. esetleges beruházások szükségességét késleltesse, vagy éppen kiemelje, az üzemeltető beavatkozását támogassa. A számítás lineáris programozási algoritmust használ (Dual siinplex linear programming algorithm). A különböző beavatkozási módszerekhez (erőmüvek közötti termelésátrendezés, keresztszabályozós transzfonná torral való beavatkozás, terhelésledobás) különböző büntetésköltséget (azaz a beavatkozás bonyolultságát és költségességét jelző
indexet) rendelve (MW-ra vonatkoztatva) az algoritmus minimalizálja a büntetésköltséget (a beavatkozáshoz szükséges ráfordítást). A beavatkozások mozgásterét a teljesítmény-egyensúly kényszer, a vezetékek terhelhetőségének mértéke, a generátorok teljesítménykorlátja, és a keresztszabályozós transzformátorok szabályozási tartománya korlátozza. A számítás eredményeképpen a szükséges beavatkozások mértékét szolgáltatja a program.
Összefoglalás Röviden ismertetésre került a Magyar Villamos Müvek Rt. Hálózati Fejlesztési Osztályán alkalmazott PTI TPLAN hálózattervezői programcsomag néhány modulja, alkalmazási lehetősége. A több éves alkalmazói gyakorlat rámutat arra, hogy a meglévő és már régebb óta alkalmazott PTI PSS/E hálózattervezői programrendszerrel együttműködve, egymás adatait/eredményeit fölhasználva számos olyan műszaki, gazdaságossági vizsgálat elvégzésére van lehetőség, amely a magyar villamosenergia-rendszer működésének, műszaki viselkedésének elmélyült megismerését teszi lehetővé. A program alkalmazása lehetővé teszi az MVM Rt. számára, hogy a vonatkozó törvényi előírásokban rögzítetteket maximális figyelembe vegye és betartsa. Ezáltal a döntés-előkészítés megalapozásával a rendszerüzemeltetői és tulajdonosi mivoltából eredő felelősségét a hosszú távú stratégiai, hálózati fejlesztési kérdésekben a legkisebb költségű villamosenergia-rendszer üzemeltetése, építtetése, tervezése érdekében nagyobb mozgástérben gyakorolhatja. Irodalom Tplan 6.0 User's Manüal
Oktatás
A hipermédia helyzete és jövője az oktatásban - II. rész Farkas László
3. Az elektronikus könyv
3.2. Megoldandó kérdések
Az eddig bemutatott technikák nem különülnek el élesen egymástól. A számítógépes hálózat szorosan kapcsolódik a digitális könyvtárakhoz, de a távoktatás is elképzelhetetlen valamilyen könyvtár és kommunikációs csatorna használata nélkül. Számítógép használata esetén bármilyen technika alapja a digitális dokumentum. Ez lehet egyszerű szöveg, de lehet egy bonyolult elektronikus formátumú hipermédia könyv, sőt ide tartoznak a digitális hangok és mozgóképek is. Az egyszerű szöveg a kommunikáció és az elektronikus levelezés, míg az elektronikus könyv a digitális könyvtárak alapja.
A technika fejlődésével új eszközök jelentek meg az oktatásban, sikerük azonban korántsem volt teljes [8]. 40 éve a televízió megváltoztatta mindennapi életünket, de az oktatásban ma sem játszik meghatározó szerepet. A személyi számítógép sok tevékenység elvégzését egyszerűbbé tette, de alapvetően nem változtatta meg az oktatás szerkezetét. Hasonló a helyzet a multimédiával is, hiszen nyilvánvaló előnyei ellenére sem terjedt még el a közép- és felsőfokú oktatásban, bár a szórakoztatás világában egyre nagyobb teret hódít. Terjedésének legnagyobb akadálya a működéséhez szükséges hardver-elemek bonyolultsága és magas ára. Egy számítógép működtetése még felhasználói szinten is számítástechnikai ismereteket igényel, emellett nagy részük (a notebook-okat kivéve) nem hordozható. Hátráltató tényező az is, hogy a hipertext felépítése bonyolult, a felhasználó sokszor nem látja át, és elvész az információban [17]. A szerzői oldalon a multimédia-program létrehozását és információval való feltöltését hátráltatja, hogy nincsenek kiforrott, szabványként elfogadott fejlesztői eszközök. A rendszer összeállítása jóval összetettebb munka, mint egy könyv megírása vagy egy film felvétele, mivel ezen feladatok mindegyikét magában foglalja. Egy jó multimédia-kiadvány elkészítéséhez szükség van sokfajta szakértő (programozó, látványtervező, rendszerszervező) közreműködésére is [1]. A fejlesztés sok pénzt és időt igényel [7], és a mai programok csak korlátozott szakterületeken használhatók [8].
3.1. A hipermédia előnyei A hipermédia-rendszer - felépítéséből adódóan - teljes egészében a felhasználó kezébe adja az irányítást, lehetővé teszi az információk nemlineáris és gyors elérését. így az olvasó kihagyhatja a számára már ismert vagy érdektelen részeket. A kapcsolatok kialakításával érthetőbbé válnak az egyes részek, információk közötti összefüggések [6]. A felsőfokú oktatásban a legjobb tanulási forma az asszociációs tanulás [11], amelynek segítésére a hipertext-struktúra ideális. A hipertext lehetővé teszi azt is, hogy az olvasónak egyéni nézete alakulhasson ki a feldolgozott témakörről [7]. Mivel a számítógépes multimédia nagy mértékben támaszkodik a vizuális elemekre, a rendszer megfelelő felépítése esetén nagyságrendekkel jobb megértést tesz lehetővé a hagyományos információhordozókkal szemben [14]. Bizonyított, hogy az emberi agy jobban emlékszik a vizuális információra, mint az olvasott szövegre [15]. Az oktatás a felhasználó aktivitására épít, így a feldolgozott anyag jobban rögzül, mint passzív olvasás során [7]. Ellenőrző részek, tesztek beépítésével az elsajátított tudás élettartama tovább növelhető [15], sőt a kapcsolatok alkalmazásával a hipertext maga is ismétlésre, újra átgondolásra ösztönöz. Röviden tehát a multimédia újdonságait a következő pontokban foglalhatjuk össze [16]: /. felhasználó által vezérelt tanulási folyamat, 2. sokféle vizuális eszköz alkalmazása, 3. automatizált ellenőrző részek.
Farkas László doktorandusa hallgató, BME Villamos Gépek és Hajtások Tanszék Szakmai lektor: Dr. Vajda István egyetemi docens Az I. rész az 1998/10. számban jelent meg. A fejezetszámozás folyamatos
1998. 91. évfolyam 11. szám
4. A jövő rendszere 4.1. A rendszer felépítése A multimédia elterjedéséhez elengedhetetlen, hogy az oktatók elfogadják és használják azt [14]. Ehhez pedig az kell, hogy a fejlesztés minél könnyebb legyen, lehetőleg ne sokkal különbözzön egy hagyományos könyv megírásától. A számítástechnika fejlődésével a mai szövegszerkesztők már megfelelnek erre a célra. A dokumentumok leíró nyelvének olyan nyelvet érdemes választani, amely egyszerű és szabványos, ezáltal az anyag más rendszerekben is felhasználható lesz, valamint előállítása is olcsóbb [11]. A dokumentumokat kezelő, szervező rendszernek egyszerűnek és kényelmesnek kell lennie, támogatnia kell a szabványos médiumok integrálását, de új, esetleg még nem is implementált médiumok lejátszását is. Műszaki tananyagok bemutatásához 419
Oktatás pedig videók, animációk és szimulációk, valamint ellenőrző részek szükségesek. A rendszernek támogatnia kell a dokumentumok online és offline elérését is. Online-elérésnél, azaz számítógépes hálózat használatával biztosítani lehet a mindig naprakész anyagok használatát. Az offline, azaz tárolt dokumentumok viszont egységesebbek, kiforrottabbak lehetnek, és fizikai hordozón (lemez, CD-ROM) tárolhatók. Mivel mindkét fonnának megvan az előnye, célszerű olyan rendszert kialakítani, amely képes a kettőt egyszerre használni. 4.2. Megvalósítandó jellemzők Egy fejlett oktatási hipermédia-rendszernek három kritériumot kell kielégítenie: nyitottnak és adaptívnak kell lennie, valamint különböző céleszközökkel támogatnia kell a tanulási folyamatot. 4.2.1. Nyitottság A rugalmas működés érdekében fontos, hogy a rendszerbe bármilyen kiegészítést be lehessen tenni, akár utólag is. Ilyen kiegészítés lehet médiakezelés, hipertext-bővítés, programrész (pl. ellenőrző teszt) és bánni más, amely a rendszer funkcionalitásút megnöveli vagy megváltoztatja. Könnyen belátható ugyanis, hogy a különböző tudományterületek más és más funkciójú és tudású rendszert igényelhetnek. A nyitott bipermédia-rendszerre jó példa az Angliában kifejlesztett Microcosm rendszer [18]. A Microcosm rendszer ún. szűröket használ mind a dokumentum megjelenítése, mind a felhasználói cselekvés kezelése során. A megjelenítendő dokumentumot a szűrök tetszőlegesen megváltoztathatják, új elemeket építhetnek bele. A felhasználói cselekvés (például egy link követése) pedig végighalad a szűrők láncán, és bármelyik szűrő válaszolhat a cselekvésre. A szűrőket a szerző építheti bele a rendszerbe, de a felhasználónak is lehetősége van ezek módosítására. 4.2.2. Adaptivitás Minden felhasználónak igényei és tapasztalata szerint más aktivitásokat (pl. linkek használata) kell megengedni. Ez történhet úgy, hogy a használat előtt beállítható a tudásszint, amelynek megfelelő infonnációkat mutatja a rendszer, de a tanulási folyamat közben növekvő tudás alapján a megjelenített információ folyamatosan is változhat. A folyamatos változtatás érdekében felhasználói modellt kell felállítani, amely modell alapján nyomon követhető a tanulási folyamat [4]. Az adaptivitás legfontosabb és legelterjedtebb eszköze az adaptív navigáció, amely azt jelenti, hogy a használat során, a felhasználó cselekvéseiből nyert információk alapján a rendszer más és más linkeket jelenít meg. E navigáció előnye, hogy a felhasználó csak akkor érhet el bizonyos információkat (csomópontokat), ha már rendelkezik az információ megértéséhez szükséges, más csomópontok infonnációira alapuló tudással. Az adaptív navigáció lehet [19,20]: - direkt - Következő, Előző stb. linkek, amelyek célpontja a használattól függően változik, - elrejtésem - bizonyos linkek nem látszanak, csak ha a felhasználó már felkészült a link követésére, - annotációs - jelzések megjelenítése a linkek mellett (pl. zöld-ajánlott, piros-nem ajánlott, fehér-semleges).
420
4.2.3. Oktatási eszközök A hipertext oktatási felhasználása az emberi agy szemantikus memória modelljére épül [4]. A modell szerint a tanulási folyamat először struktúrákat hoz létre, majd ezeket a struktúrákat összekapcsolja hálózattá, amely hálózat kapcsolatai a további tanulás során erősödnek vagy gyengülnek. Ennek a modellnek a számítógépes kivetítése a hipertext. A hipertext jobb használata azonban megköveteli kifejezetten az oktatás segítésére szolgáló funkciók kialakítását is. Ilyen funkció lehet például [19, 21]: - helyzeti linkek- Előző, Következő stb. linkek; - tartalomjegyzék - egymás utáni fejezetek, alfejezetek kialakítása; - történeti követés - már olvasott részek listája, ezek jelzése a dokumentumon belül; - javasolt link - „lásd még" funkció; - javaslat- a relevánsnak tartott link jelzése; - tudáskipróbálás - feladatok, tesztek, játékok csatolása a digitális dokumentumhoz. E funkciók nélkül az elektronikusan feldolgozott anyag nem válik igazán oktatási jellegűvé, inkább csak tudáshalmaznak, enciklopédiának tekinthető.
5. A hipermédia helye az oktatásban Mivel a hipermédiával kapcsolatban még elég sok megoldatlan kérdés van, irreálisnak látszik az, hogy a számítógép átvegye az oktató szerepét. Ene nincs is szükség, hiszen az oktatási feladatokat egy oktató jobban el tudja végezni, mint egy oktatógép [14]. A jegyzetek, szakkönyvek terén a multimédia-dokumentum sok újdonságot tartogat, de a hagyományos könyvekkel még nem kelhet versenyre. A nyomtatott könyv ugyanis mindenki által használt, egyszerű felépítésű és könnyen hordozható. A technika fejlődésével a számítógép mindenki számára könnyen elérhető és használható lesz, de valószínűleg akkor is maradnak majd bizonyos hátrányai a nyomtatott könyvvel szemben. Az ideális megoldás a könyv, a multimédia és a személyes oktatás megfelelő összeillesztése, ahol mindegyik megtalálja a neki megfelelő helyet. Az oktató feladata a tanulási folyamat irányítása és a tanulókkal való kommunikáció, hiszen egyedül ez a forma teszi lehetővé a kétirányú kapcsolatot. Az oktató személyes részvétele a tanulási folyamatban azért is fontos, mert egyedül így érhető el a tanulók megfelelő szintű és intenzitású cselekedtetése, amely a tanulás leghasznosabb formája. A nyomtatott könyv tartalmazza a lényeges információkat, amelyek mindig rendelkezésre kell, hogy álljanak. Az elektronikus dokumentum a könyv tartalmán felül olyan magyarázatokat, kiegészítéseket is bemutathat, amelyek a multimédia eszközeivel jobban szemléltethetők, valamint automatikus ellenőrzést is nyújthat. A leírtakat röviden így foglalhatjuk össze [16, 20]: oktatás= nyomtatotté elektronikus+ személyes Irodalom [1] [2]
./. Nielsert: Hypertext and Hypermedia. Acadcmic Press, 1992. V. Bush: "As We May Thin'k". in The Atlantic Monthly. July 1945.
ELEKTROTECHNIKA
Oktatás T. Nelson: "A Fik Structure fpi tlie Complex, The Changing and The Indetermmate", in ACM2Oth NationalConference, 1965. [4| J. Eklund: CogniáveModelsjörStructuringhypermedia andImplicatioas far Learning from the World-Wide Web, avail. http://www.scu.edu.au/ s po nsored/a us w eb/aus w e b9 5 /pa pers/h y perte x t/ek 1 u n d/ i ndex. h t m 1 [5] R. Rada: Hypertext: From Texl to Experlexl. McOraw Miit Publishers. 1991. [6] M. I.. BegamanandJ. Cockiin: "The rij;hi tool forihe rightjob", in Byte, vol.13. 1988, pp. 255-266. |7] F. D. Anderson. and R. Newton: "Evaluation of Multimedia Ín Highcr Educatíon", in Proceedings of the Ist British-Nordic Conference on Library and Information Studies, May 1995, pp. 181 194. [8] M. B Solomnn: "What's Wrong with Multimedia in Higher Education", in T.H.E. Journal, Feb 1994. avail. hitp;//www.thejoumal.com/past/feb/ 42toc.hlml [9] Oracle Learning Architectare: Bringing Education On-line and intő the NexlCentury. An Oracle White Paper. Oct 1996. 110] li. li'allace, .1, Krajcik and E. Solomon: "Digital Libraries in the Science Classroom", in D-Lib Magaziné, Sep 1996, avaü. htíp://ukoln.balh.ac.uk/ dlib/dlib/Kcpteniber96/umdl/09wiillace.litml [II] A'. Wtilfehthle: "Selectinga Hypermedia Authoring Program forCBT". in '/'.//./:. Journal, Feb 1994, avaii. http://www.thejournal.com/past/feb/ 42wu.htinl [12] T. SugimMo: Uses of Computer Networks in Educalional Se/tingx, avail. htlp://w ww.cd.uiuc.edu/people/taku/unpublislicd.html 131
1998. 91. évfolyam 11. szám
[13] R. Carlsspn: "Networked PBL Teaching the Teacher on Flexible Learning", in Proceedings oj the 4th International Conference on Computer AldedEngineetfng Education, 1997,pp. 1/1-4. [14] D- McFarland: "Multimedia in Higher Lducation", in The Katharine Sharp Review, No. 3, Summer 1996. avail. littp://cdfu.lis.i]iuc.edu/review/sunimer96/mc farland. htm I [15] Bányász Csilla: Hypermedia rendszerek az oktatásban, előadásvázlat 1995. [16] /. Vajda: "F.dutainmenl and power engincering - a new challenge" in Proceedings ofthe t'ifth Electrqtechnical and Computer Science. Conference ERK'96 , ed. B. Zajc and P. Solina, 1996. [17] D, Cesaríni: "Ecoland: A multimédia prototype for environmenlal education", in Technology-basedlearning environmenís, 1994, pp. 157-166. [18] H. Davis, S. Knight, W. Hall: "Liglit Hypermedia Link Services: A Study of Third Party Application Integráljon", in Proceedings ofthe 1994 ECHT Conference, Scp 1994, pp. 41 -50. [19] B. de la Passardiere. A. Dufresne: "Adaptive Navigational Tools for EducatiopBl 1 lypermcdia". in Computer Assisted Learning, ed. I. Tomek, Spriiiger-Vcrlag, 1992, pp. 555-567. [20] /. Vajda, L. Farkas, Z. Vig: "The Multimedia Challenge in Enginecring Education" in Proceedings of Humanities and Árts in a Balanced Engineering Education, ed. J. Szpytko, Oficyna Cracovia, 1997, pp. 231-243. [21] L. Farkas, I. Vajda: "Introducing superconduclivity wilh multimédia" in Prnc. 2nd Japan-Central Europe Joint Workshop on Modelling of Naterials and Combuslian, ed. I. Vajda, Technical University of Budapest, 1996. pp. 163-166, Program Commitee.
421
Villamos gépek
Modern tudományos kutatási eredmények a nemzetközi viliamosgép-kongresszus (ICEM'98) tükrében Dr. Szarka Tivadar, Dr. Szentirmai László A Nemzetközi Villamosgép-Kongresszusok (International Conference on Electrical Machines = ICEM) eredete Bausch Heinz professzor, 1984-92 közötti elnök előadása szerint 1971 márciusára nyúlik vissza, amikor Pagano Enrico nápolyi professzor az első szimpóziumot rendezte Sorrento-ban "Villamos gépek és sztatikus áramirányítók" (Electrical Machines and Static Conveiters) címmel, amelyből a későbbi SPEEDAM fejlődött ki. (Erről a konferencia-sorozatról az Elektrotechnika 1998. októberi számában jelent meg beszámoló.) A kislétszámú, 30 körüli résztvevőnek akkor még semmiféle díjat sem kellett fizetnie. 1972-ben és 1973-ban folytatódtak ezek a szimpóziumok, mindkettő Capri szigetén, és ekkor Ellison Arthur professzor javasolta az ICEM megalakítását, és az első konferenciára 1974-ben Londonban került sor közel 200 résztvevővel. Ezt követték azután Bécs (1976), Brüsszel (1978), Athén (1980), Budapest (1982), Lausanne (1984), München (1986), MIT Boston (1990), Manchester (1992), Párizs (1994), Vigo(1996)és a 13. konferencia színhelye Isztambul volt 1998. szeptember 2-4 között, 54 országból több mint 500 résztvevővel. A szervezők az Ankarai Közel-Keleti Műszaki Egyetem (Middle East Technical University - METU) és az Isztambuli Műszaki Egyetem, az elnökök pedig Ertan H. Bülent és Ücíug Yilcíirim professzorok voltak (METU). A konferencia háromkötetes, Összesen 2226 oldalas kiadványában 394 dolgozat szerepel. A négy meghívott előadás az egyes konferencia-napok bevezetőjeként szolgált. Drury W. (Control Techniques, UK) a változó fordulatszámú hajtások perspektíváit vázolta a piac szempontjából, ahol Európa 30%, Japán 25%, Észak-Amerika 23% részesedéssel, összesen évi 40 GW teljesítményű hajtás beépítésével a legnagyobbak. Az általános célú hajtások 45%kal, a szervohajtások 32%-kal és a magasfokú igényeket kielégítő hajtások 23%-kal szerepelnek a világpiacon. Az egyenáramú hajtásokat ígéretesnek, bár nagyságrendjében változó szinten maradónak, a szervohajtásokat erőteljesen fejlődőnek ítélte és a jövőben egy új gyártmány piaci élettartamát (eladhatóságát) mindössze három évre becsülte. Ehsani M. és munkatársai (Texas A&M University) a kapcsolt reluktanciamotor egy új, érzékelő nélküli, moduláción alapuló szabályozását mutatták be, amelynek jellemzői 0-3000 percenkénti fordulatszám, 0,5° mechanikai helyzethiba a maximális fordulatszámon és ennél kedvezőbb kisebb fordulatszámokon, négynegyedes megoldás és kedvező tranziens tulajdonDr. Szarka Tivadar egyetemi tanár, igazgató. Miskolci Egyetem Villamosmérnöki Intézet, a MEE tagja Dr. Szentirmai László egyetemi tanár. Miskolci Egyetem Villamosmérnöki Intézet, a MEÍi tagja
422
ságok. Szinuszos 12 V amplitúdójú érzékelőfeszültség 36 kHzen egy soros érzékelő-ellenállással teszi lehetővé, hogy mérjék az egyik inaktív fázis induktivitását. Egy multiplexer optikai szigetelőegység kapcsolja össze az egyik inaktív fázist az érzékelőjellel a negatív induktivitás meredeksége alatt, amíg a motor üzemben van. A fázis-induktivitás változik a forgórész helyzetével, az áram amplitúdója ugyancsak változik. Ez egy amplitudó-modulált kimeneti feszültséget ad az érzékelőellenállás kapcsain, amelyik azután demodulálható egy analóg jellel. Több más eredményt is felmutatva arra a következtetésre jutnak, hogy számos ipari, repülési és fogyasztói alkalmazásokhoz már most vannak érett megoldások. Nakata T. (Kanto Gakuin University) a végeselem-módszer (VEM vagy az angol elnevezés kezdőbetűiből FEM) alkalmazását mutatta be villamos gépekben. A tervezésben különösen akkor kedvező a háromdimenziós (3-D) analízis, amikor Örvényáram-problémákat kell megoldani, továbbá ha a pontosságot 5%-on belül akarjuk tartam; egyszerűbb esetekben a veszteségeket is jól lehet becsülni, a sikerhez pedig különösen az anyagállandók, az anizotrópiák és hiszterézis pontos modellezése nélkülözhetetlen. Kiemelte a szükséges szoftverek kidolgozását, valamint a végeselem-módszereknek a műszaki felsőoktatásban való széles körű elterjesztését. Jack A. G. (University of Newcastle upon Tyne) a lágy mágneses kompozitok villamos gépekben való használatával szerzett tapasztalatokat ismertette. A lágy mágneses por-kompozitok már régóta ismeretesek, azonban a piaci igények kedvezőbb tulajdonságokat igényeltek. A porszemcse alakjának szabályozása, új bevonatok, nyomás, hőkezelés következtében az utóbbi hat évben a relatív permeabilitás 70-ről 800-ra növekedett, a veszteségek 1,5 tesla és 50 Hz esetében 20 W/kgról kevesebb mint 10 W/kg-ra csökkentek. A legnagyobb kereskedelmi alkalmazás a villamos gépek mellett a gépjármű gyújtótekercsében rejlik. Az egyes témacsoportokban bemutatott kutatási programok a következőkben foglalhatók Össze. 1. A szinkron gépek legújabb fejlődési irányait 33 előadás képviselte. Ebben a szekcióban került sor Schmidt, I.; Veszprémi, K.: Voltage source converter-fed synchronous motor drive (Feszültség-generátor jellegű áramirányítóról táplált szinkronmotor-hajtás) c. közös előadására, amelyben az aszinkronmotorokban széleskörűen elterjedt áramirányítókat alkalmazták szinkron motoros hajtásokban. Kimutatták, hogy széles teljesítmény-
ELEKTROTECHNIKA
Villamos gépek tartományokban használható a rendszer, megengedi az inverter legegyszerűbb 6-impulzusú szabályozását. A kényszer-komimitációt is el lehet kerülni túlgerjesztéssel. A működési elvet az alapharmonikus jel vizsgálata szolgáltatja. A folyamatos és szaggatott áramvezetés határai a felharmonikusok hatásaiból állapíthatók meg. Az előadás élénk szakmai érdeklődést és visszhangot váltott kí. A kérdések a további alkalmazási lehetőségek mellett az áramirányítók esetleges módosításaira vonatkoztak. A fontosabb eredményeket cimszerűen lehet csak bemutatni: kiképzett pólusú gépek végstruktúrái és mágneses tere, köráramok kis generátorokban, mágneses csapágyazás, szórt reaktanciák telítésnél, szubszinkron rezgések csillapítása, a tengely mechanikai paraméterei bizonytalanságának hatásai, aszimmetrikus hálózathoz kapcsolt gépek, telítési hatások a szimulációban, áramköri modellek nem egyenlő kölcsönös induktivitások esetére, torziós rezgések hatásai nagy gépek szabályozására, a kapcsolódó energiarendszer feszültségszabályozása, áramköri paraméterek, inverteres megoldások, stabilitás, reluktancia szinkronmotoros hajtások, gerjesztési megoldások, mikro-vízerőművek és hűtési módok. További előadások foglalkoztak még a turbogenerátor forgórész-tekercs optimális tervezésével, egyfázisú szinkrongenerátorral, tranziensek fizikai megjelenítésével, állandó mágnesü szinkrongépek tervezésével hornyokkal és horony nélkül, telítési görbék meghatározásaival, új gerjesztési módszerekkel, valamint kefenélküli generátorokkal, állapot-tér változókkal telített kiképzett pólusú szinkrongépek modellezésében, szinkron reluktanciamotorok vektor-szabályozásaival, szupravezetos generátorokkal, érzékelő nélküli nyomatékszabályozásokkal szinkronmotor-hajtásokban. 2. Az aszinkronmotorok szekció öszpontosította a legtöbb, összesen 94 előadást a következő főbb kutatási témakörökben: elektromágneses terek háromdimenziós szimulációja, optimális tervezés különböző módszerek alkalmazásával, determinisztikus és sztochasztikus optimális módszerek a tervezésben, a tervezés hozzájárulása az energiatakarékossághoz, kétkalickás motor optimális tervezése fuzzy mesterséges tapasztalati algoritmussal és végeselem-módszerrel, Park-modellek összehasonlítása végeselem-módszer és kísérleti vizsgálatok alapján, a térvektor-elinélet (space phasor theory) telített motorokban tranziens üzemállapotban, erőhatások és nyomaték számítása a Maxwell-feszültség (stress) tenzor alapján, különböző szimulációs módszerek alkalmazása (MATLAB, SIMULAB), a tekercskiválasztás műszaki és gazdasági kérdései, a vas tulajdonságainak befolyása a térvektoros modellre és a mezőorientációs szabályozásra, mágneses telítés a dinamikus viselkedésben, zegzug szórt fluxus pulzálásának következményei, kettős háromfázisú gép szimulációja, dinamikus modell a forgórész excentricitásának és a horonyhatásnak figyelembe vételével, paramétermeghatározás genetikus algoritmussal, forgórész-időállandó beállítása, forgórész-ellenállás meghatározása érzékelő nélküli motorban a törött rúd figyelésével, hiszterézis nyomaték, különböző paraméterbecslések, nagymotorok paramétereinek becslése katalógusadatokból, szellőzés és melegedés aszinkrongépekben, két- és háromdimenziós hőmérsékleteloszlás szimulációja, új konstrukciójú állórész-ház melegedése, 3-fázisú aszinkrongenerátor höeloszlása végeselem-módszerrel, 3-fázi-
1998. 91. évfolyam 11. szám
sú motor höeloszlása egyfázisú működés alatt, hatásfok- és teljesítménytényező-javítás szabályozott hajtásokban, felharmonikus-kiválasztása különleges hajtású tulajdonságok elérésére, felharmonikusok csökkentése egy új hullámalak segítségével, felharmonikusok csökkentése inverterekben a moduláció-fokozat változtatásával impulzusszélesség modulációs (ISZM vagy az angol kezőbetűk szerint PWM) inverterekben, forgórész-horony harmonikusok értékelése. Számos megoldást ismertettek a kutatók a mezőorientált szabályozások köréből. A további témák voltak: neurális hálózatok alkalmazása különböző szabályozási feladatok megoldásában, érzékelőnélküli szabályozási megoldások, szabályozás parazita szinkron nyomatékok jelenlétében, neurális hálózattal megoldott fluxusorientált szabályozás, az áram hullámalakjának hatékony szabályozása ISZM modulált hiszterézissel, mezőorientált szabályozás ciklokonverterrol táplált motorhoz, szervomotor-kiválasztási kritériumok mechatronikai alkalmazásokhoz, különleges alkalmazás a mesterséges meteorológiai és egyéb mesterséges bolygók helyzetbeállítására, mélyszivatytyú-hajtások inverteres táplálással, nagyteljesítményű statikus Kramer-hajtás cementművekben, kettős táplálású változó fordulatszámú hajtás, csapágyáramok az inverteres táplálás következtében, a sztatikus áramirányító befolyása a gép mechanikus megbízhatóságára, torziós rezonancia vizsgálata, inverter-táplálású motorok hosszú ólomkábelei befolyásának csökkentése szűrők beiktatásával, egyszerű sebesség-érzékelőnélküli szabályozás áram- és feszültségérzékelőkkel, digitális ISZM kombinált skalár-vektor megközelítéssel. Az alkalmazások széles köre került bemutatásra: mélyhornyú motorok különleges emelőgép-üzemben, hasított fázisú kondenzátoros motor 5-fokozatú tekercseléssel és fordulatszámmal, a kondenzátor befolyása egyfázisú kondenzátoros motor hibájánál, kétoldalról különböző feszültséggel és frekvenciával táplált, iker-állórészü motor mint változó sebességű hajtás, aszimmetrikus háromfázisú motor egyfázisú táplálása, háromfázisú rövidzárlatok kísérleti vizsgálata, öngerjesztésű aszinkrongenerátor, passzív elemekkel szabályozott változó fordulatszámú generátor, minimális teljesítményveszteség közvetlen fluxus- és nyomaték-szabályozással, kétoldalról táplált motor/generátor munkatartományainak analízise, jelleggörbéi, Öngerjesztésű aszinkrongenerátor tranziens viselkedése, olajkenés befolyása a tengelyáram nagyságára nagy olajgyűrű kenésű motorokban, nyersolaj kitermeléshez használt szivattyú tirisztoros hajtása. A Politecnico di Torino és a Miskolci Egyetem közös kutatásának eredménye volt Szarka, T.; Szentirmai, L; Projumo, F.: Software-based sensorless induction motor control (Szoftver-alapú érzékelő nélküli aszinkronmotor-hajtás) című előadása. Az új elv szerint az áramvektor amplitúdóját és szögsebességét két feszültség szabályozza. Az egyik az áramvektorral fázisban van, és ez az abszolút értéket, míg a rá merőleges vektorösszetevő bánnely pillanatban a sebességet szabályozza. A szabályozási feladatokat szoftver útján sikerült megoldani és érzékelőre sincs szükség. A nyomaték-szabályozás mellett állandó, viszonylag erős gyorsítást lehet elérni, mert egy reverzálás kevesebb mint 50 milliszekundum alatt megy végbe. A szakmai vita során az elméleti és kísérleti eredmények összhangja, az alkalmazási lehetőségek méret- és teljesítménykorlátai kaptak hangsúlyt. 423
Villamos gépek 3. Az állandó mágnesü gépek területén elért tudományos eredményeket 49 előadás ismertette, és ez egymagában is jelentős előretörésüket mulatja. Ma már néhány száz kW teljesítményhatárig versenyképesek. A szerzők a következő főbb témákkal foglalkoztak: változó reluktanciájű ÁM vagy transzverzális fluxusu motorok különböző elrendezéseinek összehasonlítása, ÁM szinkronmotor légrés indukció becslése mesterséges neurális hálózat alkalmazásával, nyomatékszámítás ÁM motorokban végeselem-módszerrel, kefenélküli szinkrongép mezőgyengítési tulajdonságainak előrejelzése, nagy ÁM gépek moduláris elektromágneses Struktúrája, kapcsolt állórésztekercsekkel rendelkező állandó mágnesű (ÁM) szinkronmotor nyomatéka és köráramai, transzverzális fiuxusú gép pólusgeoinetriái, állandó mágnesü gépek lágy mágneses kompozitú állórésszel, állandó mágnesü gép d-q tengelyű paraméterei, kefenélküli ÁM motorok tervezése végeselem-módszer automatizálásával, ÁM szinkronmotor-hajtások különböző összehasonlítása a mezőgyengítési alkalmazások számára, nagysebességű ÁM motor különleges alkalmazások számára, elektromágneses szerkezetek tervezése állandó mágnesekkel a légrésben, állórésztekercselés átkonfigurálása nyoma ték-megszakítás nélkül ÁM motorokban, ÁM axiális mágneses terű szinkronmotor matematikai modellje a genetikus algoritmus optimálásához, egy- és háromfázisú ÁM motorhajtások összehasonlítása, egyfázisú ÁM motorok hajtáselrendezéseinek összehasonlítása, kettős kiképzésű ÁM motor mezőanalízise és dinamikus modellje. További előadások foglalkoztak a következő témákkal: kefenélküli egyenáramú motor optimális áramhullám-alakjának számítása a nyomaték!üktetés csökkentésére, egy légréstekercsű és különleges forgórész-kialakítású kefenélküli egyenáramú motor jellemző tulajdonságai, egyfázisú kcfenélküli eá. (egyenáramú) motor analízise, az excentricitás hatásai kefenélküli eá. motorok jelleggörbéire, horonynélküli és horonnyal ellátott kefenélküli eá. motorok összehasonlítása, ÁM eá. motor dinamikus modellje, kefenélküli ÁM eá. motor állandósult üzeme, kefenélküli eá. hajtás modellezése és analízise, belső állandó mágnesű motor zajmentes üzeme a rezgés csökkentései esetén, belső mágnesű szinkronmotoros hajtások közvetlen nyomaiékszabályozása számára inverteres feszültségkapcsolási stratégiák, új, olcsó, ÁM, érzékelőnélküli szabályozáshoz a rotor helyzetmegállapítása valósidejű induktivitás mérésével, ÁM motor kívánatos tulajdonságai a szabályozás szempontjából, ISZM inverter viselkedésének kompenzálása ÁM szinkronmotorok szabályozásához nemszinuszos indukált feszültséggel, quadratikus tulajdonság-index digitálisan szabályozott ÁM eá. hajtásokhoz, belső ÁM szinkronmotorok tervezése adott mezőgyengítési jelleggörbék számára, kettős kiképzett pólusú ÁM motorok tulajdonságai, beágyazott mágnesü forgórészek légrés-indukciójának számítása, ÁM motorok érzékelőnélküli szabályozásához tervezési megfontolások a rotor poziciómeghatározásához forgásnélküli állapotban, ÁM generátorok tulajdonságaihoz a topológia hatásainak kiértékelése, torus motor (kétoldalas, axiális fluxusú, lemez-típusú, ÁM, kefenélküli motor toroid állórész-vasmaggal és horony nélküli tekercscsel) mezőgyengítési tulajdonságai, torus motor számitógépes szimulációja Pspice és VisSiin modellekkel, fluxus pillanatéitékeket figyelők (obszerverek) látszólagos ellenállások adaptációjával az ÁM szinkromnotorokban, fuzzy algoritmus kefenél-
424
küli eá. motorokkal felszerelt mosógépek sebességszabályozására, ÁM szinkronmotorokhoz többszintű inverterek szabályozása Petri-hálóval, laterális erők csapágynélküli belső ÁM szinkrongépben, transzverzális tipusú motorok alkalmazási lehetőségei hibrid autóbuszokban, egyfázisú ÁM motor integrált mágneses csapágyazási egységgel, ÁM generátor szabályozása a forgórész axiális helyzetének változtatásával, ÁM motor érzéketŐnélküli szabályozása block-impulzus függvényekkel és a Newton-módszerrel (a becsült hiba javítására), vasmentes ÁM szinkrongép tervezése lendítőkerekes energiatároló rendszerek számára, ÁM eá. mikromotor dielektromágneses (lágymágneses porkompozit) forgórésszel, két kefenélküli eá. AM mikromotor mágneses tere és nyomatéka, 4. A kapcsolt reluktanciamotorok (KRM vagy az angol kezdőbetűk alapján SRM) ugyancsak jelentős számú, összesen 20 előadásban szerepeltek. A fejlesztés jö irányai a következők: KRM mágneses analízisének és tervezésének optimálása, változó sebességű KRM hajtás általánosított szimulációja, kétfázisú KRM mágnesesen független két résszel, KRM automatizált paramétermeghatározása, KRM rezgési viselkedése, a kapcsolt reluktanciamotor elektromágneses eredetű rezgéseinek csökkentése a fluxus pillanatértékének szabályozásával, toroid mágneses körrel rendelkező SRM szabályozása, nyomatéklüktetés csökkentése fuzzy követő áramszabályozóval, KRM áramszabályozása fuzzy logikával, érzékelőnélküli KRM hajtások mesterséges neurális hálózat-alapú becslök alkalmazásával, érzékelőnélküli 12/8 KRM hajtások kisteljesítményű és kisfeszültségű alkalmazásokban, nyomatéklüktetés csökkentése áramszabályozási technikák alkalmazásával, szabályozási stratégia KRM generátor számára, kettőshornyú reluktanciamotor ISZM fcszültséginverterről táplált vektorszabályozása, KRM önbeálló szabályozása a legkedvezőbb nyomaték/áram arány eléréséhez heurisztikus és mesterséges neurális hálózati algoritmusokkal, KRM technológia alkalmazása gázturbinával integrált indító és generátor kapcsolatban, KRM hajtási alkalmazásokban 30 kW, 9000 percenkénti fordulatszámmal. Itt kapott helyet a különleges mágnesek családjába tartozó néhány motor is, pl. a vernier reluktanciamotor, ahol a változó mágnespárok száma különbözik az állórész fogainak számától. 5. A lineáris motorok témacsoportot 16 előadás képviselte, jelezve, hogy az érdeklődés változatlanul fennáll. A jobb kutatási témák a következők voltak: ÁM lineáris szinkronmotor lüktetésmentes működéssel, ÁM lineáris szinkronmotor különböző állórészáram hullámalakokkal anyagmozgatási feladatokra vasmagos és vasmentes állórésszel, Örvényáramú veszteségek lineáris szinkronmotorban, lineáris szinkronmotor aszinkron üzemmel, amikor a szekunder részt rövid idő alatt felgyorsítják és berántják szinkronizmusba, szupravezetős lineáris szinkronmotor légmagos armaturatekercsekkcl, kötél nélküli felvonó lineáris szinkronmotor-hajtása és energiafogyasztása, állandó mágnesü (ÁM) hibrid lineáris léptető motor jellemző tulajdonságai, a végeselem-módszer és a reluktanciahálózat alkalmazásával főleg helyzetbeállító motorként, lineáris szinkronmotor vontatási célokra szaggatott elrendezésű primer résszel, reluktancia lineáris reciprok motor tervezésének optimálása, ahol a motor egy vasrúdból áll, ahol belül egy ELEKTROTECHNIKA
Villamos gépek tekercs mozog (a reciprok elv szerint két tekercsben két vasrúd mozog), lineáris aszinkronmotor szabályozásának dinamikus modellje, transzverzális fluxusu lineáris aszinkronmotor, különleges célú lineáris aszinkronmotorok, ÁM eá. lineáris motor adaptív helyzetszabályozása, kefenélküli eá. lineáris motor annaturateíítési fluxusának kompenzálása egy ellentétes irányú fluxussal; a motor az NdFeB állandó mágnesekkel 4,5 A annatúraáram esetén 86,2 N erő kifejtésére képes; lineáris csőszerű ÁM generátor rezgésvizsgáló és távmérő rendszerrel, meander-tekercs típusú lineáris érzékelő lineáris impulzusmotorokhoz (a meandertekeres hullámalakú, síkba terített két-két, ellentétesen csévélt tekercspárból áll, az érzékelő-egységre felerősítve). 6. Az egyenáramú gépek mindössze három előadással jelentek meg, és az el ektro grafit-ke fék súrlódási együtthatójának dinamikus viselkedésével, fényvillamos (photovoltaic) átalakítóról táplált külsőgerjesztésü egyenáramú motor tuljdonságaival, hajócsavaf hajtására alkalmas motor jellemzőivel foglalkoztak. 7. A működtetőket négy előadás képviselte: kettő a lineáris működtetőket, egy a szupravezetés mágneses lebegtetést, egy pedig a tengeri hajózásban való alkalmazást tárgyalta. 8. A mágneses szerkezetek öt előadással érdemelnek említést (érdekességként: nagyfeszültségű villamos lemez-generátor, mágneses tengelykapcsolat, elektromágneses szelep). Lényegében idetartozónak tekinthető az induktív tekercsek szekció három előadása is. 9. A teljesítményelektronika és hajtások tudományterületet 10 előadás reprezentálta (ÍSZM inverter kombinált skalár-vektor sémája hajtásszabályozás számára, túlfeszültségek, szimulációk, modellek, újtípusú soros rezonáns eá. átalakító). A szekció a témacsoport más konferenciákon (főleg a European Power Electronics - EPE és Power Electronics and Motion Control PEMC) való erőteljes jelenléte miatt volt mérsékelten képviselve. 10. A veszteségek 14, 11. A mérések és vizsgálatok ugyancsak 14 előadással szerepeltek, főleg automatizált megoldásokkal. 12. A zaj- és rezgés témakört 13, a 13. Diagnosztika témacsoportot 28 előadás jellemezte. 14. A különböző témák sorában 19 előadás az interdiszciplináris, továbbá a több tudományterületen is alkalmazható megoldásokat tartalmazta (szabványosítás, ultrahangos motor, optimális alak tervezése, stabilitás stb.)
1998. 91. évfolyam 11. szám
Ebben a szekcióban kapott helyet Varga, Sz.; Farkas, F; Halász, S.: An Accelerated Fuzzy Evaluation (Egy gyorsított fuzzy kiértékelés) c. közös előadása a BME Villamosgépek és Hajtások Tanszékéről. A fuzzy rendszerek egyik jelentős hátránya a fuzzy logikai kimenet komplex és időrabló kiértékelése. Ez a tény behatárolja a valósidejű alkalmazásokat. Ezért a bemeneteken a fuzzy jellemzők számát, amelyek leginkább meghatározzák a rendszer komplexitását, behatárolják. így viszont a pontosság csökken. Ennek áthidalására a szerzők a gyorsított kiértékelés egy, a gyakorlatban fontos és műszakilag is érdekes megoldását dolgozták ki. A hardver olcsóbb, a kiértékelés gyorsabb, mint az összehasonlításban is bemutatott más változatoknál, ezért villamos hajtásoknál és szabályozásoknál különösen értékes. A vitában főleg a gyakorlati alkalmazások álltak előtérben, különös tekintettel nagy aszinkronhajtások és többmotoros hajtások területén való alkalmazásokra. Az előadást élénk érdeklődés jellemezte. 15. A transzformátorok témacsoportot 19 előadás reprezentálta, amelyek igen széles kört öleltek fel. 16. A villamos járművek 9, 17. A szélenergia alkalmazása témacsoportot ÍJ előadás mutatta be, míg az 18. Oktatás problémáival öt előadás foglalkozott. 19. A végeselem-módszer (VEM) szekció 21 előadásával külön is részletesebb említést érdemel. Annak ellenére, hogy számos előadás és dolgozat a végeselem-módszert alkalmazta a megoldásokban mint a számítógépes szimuláció egy rendkívül fontos előkészítő lépését, külön meghívott előadás is foglalkozott a témával és a 21, ebbe a szekcióba sorolt előadás a VEM számos alkalmazási lehetőségét vetítette fel a tervezéstől a működtetési vizsgálatokig, szimulációig. így feltétlenül időszerűvé válik ennek a fontos témakörnek az egyetemi és főiskolai oktatásban való meggyökereztetése. Összefoglalva: Az ICEM'98 újabb jelentős hozzájárulás volt a villamos gépek tudományszak fejlődéséhez, számos külföldi kolléga melegen említette az ICEM'82 budapesti konferenciáját, amely először tört utat a közép- és kelet-európai tudósok, ipari szakemberek, egyetemi oktatók részvételére és kutatási anyagaik publikálására. Ez a hatás 1998-ban igen erőteljesen bontakozott ki, nagyszámú előadás érkezett kutatási együttműködés eredményeként jeléül annak, hogy a korábbi elzárkózottság helyét az egyenrangú kutatási együttműködés váltja fel. A három magyar előadás és részvétel a magyar elektrotechnikai élet dinamikus folytatását is bemutatta. Az ICEM'2000 Konferenciát a Helsinki Műszaki Egyetem 2000. augusztus végén fogja rendezni.
425
Nagyfeszültségű méréstechnika
Minőségbiztosítás a VEIKI-VNL Villamos Nagylaboratóriumok Kft. nagyfeszültségű laboratóriumában — II. rész Dr. Jermendy László 5. A nagyfeszültségű mérési technika továbbfejlesztése 5.1 Vizsgálati tapasztalatok Az akkreditált nagyfeszültségű laboratóriumunk vizsgálati eredményeit elfogadják az EU és az EFTA országai is annak ellenére, hogy Magyarország nem tagja még e szervezetnek. Hosszú évekre visszanyúlóan igen szoros kapcsolat alakult ki EU-beli országok hasonló laboratóriumaival (pl. a KEMA, IPH, CESI). Gyakran előfordul, vevők kívánságára úgy hajtunk végre próbákat, hogy az említett laborok megfigyelőket küldenek. Kétféle gyakorlat alakult ki. Egyrészt a laboratóriumunkban elvégzett vizsgálatról a külföldi partner adja ki a saját jegyzökönyvét, vagy a megfigyelő jelenlétében végzett mérésekről VNL-jegyzŐkönyv készül. Az utóbbi években nagyfeszültségű kábel melegedést mérései, illetve 550 kV-os SF()-os tokozott berendezés dielektromos és részleges kisülési próbái történtek KEMA-, valamint ABBellenőrök ittléte során. CESI-szakértők 170 kV-os fémtokozott megszakító, majd 245 kV-os és 300 kV-os SF^-os egység dielektromos vizsgálatait ellenőrizték. Ez gyakorlatilag azt jelentette, hogy a megfelelő auditot elvégezték a Nagyfeszültségű Laboratóriumban.
Komoly előrelépésként értékelhető, hogy a CESI 1995-ben egy igen részletes auditot hajtott végre a laboratóriumban, és az SF^-os berendezések, szakaszolók, megszakítók, áramváltók vizsgálatához kapcsolódóan lényegében a teljes tevékenységet átfogóan, tehát a lökő-, kapcsolási hullámú, az ipari frekvenciájú vizsgálórendszert és a részleges kisülések mérését hivatalosan elismerte, eredményeinket a saját bizonylataiban elfogadja. Célunk az akkreditálásunk kiterjesztése más nemzetközi területen is. Ebben az irányban nagyon fontos esemény a világ legnevesebb nagyfeszültségű és nagyteljesítményű laboratóriumait tömörítő szervezetnek, a Short-Circuit Testing Liaisonnak (STL) az a döntése, hogy részt vehetünk az STL Műszaki Bizottságának munkájában. E szervezet eljárási szabályai szerint a műszaki munkába való bekapcsolódás után egy hosszabb periódus vezethet el a társult, illetve a teljes tagsághoz. A szervezet keretében lehetőség van a nemzetközi szabványok értelmezésére, alkalmazásukkor felmerült problémák teljes részletességgel való megbeszélésre és közvetlen kapcsolatok kiépítésére más laboratórimokkal. Alapvető fontosságú, általánosan napirenden lévő téma a méréstechnika. Ennek a Dr. habil. Jermentfy László, a műszaki tudomány doktora, egyetemi magántanár, laboratóriumvezető, a MEE tagja Szakmai lektor: Dr, Berta István egyetemi tanár Az I. rész az 1998/10. számban jelent meg. A fejezet- és ábraszámozás
folyamatos
426
társulásnak joga van az IEC-szabványokkal kapcsolatos módosítási igények megfogalmazására és szabványosítási tevékenység kezdeményezésére. Tekintettel arra, hogy a nagyfeszültségű méréstechnika számtalan speciális problémát vet fel, és országonként is általában kis számú vizsgálóhelyen folyik ilyen tevékenység, e területen a nemzetközi szintű kapcsolatok és tapasztalatok elengedhetetlenek. A méréstechnika megújítását ezért mind a technikád oldalról, mind pedig az ismeretek, a mérési gyakorlat átvétele, a nemzetközi eljárások meghonosítása irányából elengedhetetlennek kell tekinteni. E célból szisztematikus erőfeszítések történtek, hogy a vizsgálómérnökök birtokába jussanak mindazon ismereteknek, amik alkalmassá teszik a laboratóriumot a nemzetközi szintéren való helytállásra. Áttekintést szereztünk egy továbbképzés keretében nemzetközi hitelesítési és kalibrálási szervezet működéséről. Az egyes fizikai mennyiségek nemzeti etalonjának helyzetéről, pontosságuk problematikájáról nyújtott tájékoztatás mellett mód nyílt a hazai kalibrálási és méréstechnikai helyzetünkkel kapcsolatos fejlesztések megvitatására [3], Következő lépésként a világ vezető nagyfeszültségű laboratóriumaiban folyó vizsgálati és minősítési munka során szerezhető tapasztalatok átvétele kellett ahhoz, hogy a saját rendszerünk szükséges fejlesztési irányait kijelölhessük, és nemzetközi gyakorlatnak megfelelő vizsgálati, minősítési és dokumentálási rendszer kidolgozását megkezdhessük. A minőségbiztosítás eurokonformmá tételét az Európai Unió is támogatja, és így egy PHARE-program keretében nyílt lehetőség a laboratórium vizsgálatokkal foglalkozó mérnökei számára egy átfogó ismeretszerzés azokban a nyugat-európai laboratóriumokban, amelyek a világ legnagyobb, legismertebb vagy legújabban üzembe helyezett vizsgálóhelyei. Cél a villamos energetikai fejlesztések területén az új mérési módszerek átvétele és meghonosítása volt. Ilyen módon 4-5 fős csoportokban továbbképzés formájában a legapróbb részletekig kiterjedően közvetlen munkaköri kapcsolatok kialakításával egymás után tapasztalatszerzés folyt a milánói CESI-nél, a holland KEMA-nál, a National Grid letherhead-i laboratóriumában, és a svéd ABB, illetve az újonnan épület ludvikai STRI vizsgálóbázisánál, valamint az EdF Les Renardires-i kutató központjában [4]. A nagyfeszültségű vizsgálólaboratóriumoknál a jelenlegi legjobb és legpontosabb mérési eljárás a vizsgáló feszültség hullámalakjának és paramétereinek digitális mérése. Különösen a partnerek és megbízók mielőbbi tájékoztatására és informálására vezették be a vizsgálati feszültséggel összefüggő, pontosan kiértékelt, végleges adatok azonnali megjelentetését, és jegyző-
ELEKTROTECHNIKA
Nagyfeszültségű méréstechnika könyv számára dokumentálható formában való kiadását. Ez nagyban megkönnyíti és meggyorsítja a minősítő vizsgálatok lebonyolítását. A más vizsgálóállomások gyakorlatában jól bevált és a későbbi vizsgálati jegyzőkönyv kiadását szintén megkönnyítő mérési napló az összes típusmérésekre vonatkozóan számítógépen tárolja a szokásos kapcsolási rajzokat, lehívhatók a mérőkör elemeinek adatai a mérési pontosságuk, kalibrálási állapotuk és jegyzökönyveik egyidejű megjelenítésével. A dielektromos vizsgálatok visszatérő eleme a vizsgálati feszültségek - légköri paraméterek figyelembevételével történő - korrigálása, amelynek kiindulási adatai és részeredményei rendszerint szoftver révén követhetők. A mérőrendszerek kalibrálási időközeinek tartamát a szabványok sem rögzítik teljes pontossággal. A berendezések használatának mértékétől függő a kutatási eszközök kalibráltsági állapotának ellenőrzése. E tekintetben a nagy laboratóriumok szokásos gyakorlatát célszerű átvenni. A laboratórium üzemeltetéséhez feltétlenül célszerű továbbfejleszteni, illetve kialakítani egy mozgatható és szabályozható intenzitású esőztető berendezést, a nagyfeszültségű zavarsugárzás elkerülésére a nagy méretű, sok elemes árnyékoló elektródákat. Erre a célra igen praktikus és könnyű szerkezet lehet a vezetőképes gumiból gyártott különféle méretű gépjármű kerekeihez alkalmazott belső gumi. Használaton kívüli állapotban, leengedve helyigénye minimális. A minőségbiztosítás előírásai szerinti egységesített mérőkörök és konform mérőlapok alkalmazása a saját munkavégzést is egyszerűsíti, ugyanakkor ezek felhasználásával készített jegyzőkönyvek más laboratóriumok eredményeivel könnyebben összevethetők, és a több vizsgálóhelyről származó dokumentumokból certifíkát kiállítása ílymódon megoldott.
től megkívánt. Az egységes kezelés és az azonos kalibrálási eljárás biztosítása miatt a szállított mérőrendszerrel mindig azonos mérőszemély végezte a kalibrálást. Az alkalmazott feszültségosztók paraméterei: Az URD 250 típusú feszültségosztó csillapított kapacitív osztó párhuzamos ohmos osztóval (R-C-R típus). Belső része egy R-C-R méroegységböl áll, amihez egy külső R-C-R árnyékoló rész tartozik, ami magában foglal egy védőszikraközt. A mika kondenzátorok ellenállásokkal csoportosítva egységet képeznek. Ezt az osztót a feszültséghullám alakjának ellenőrzésére lehet használni. Az SMR 10/700 típusú osztó egy 10 kohm-os ohmos osztó árnyékoló elektródával a teljes és levágott hullámok mérésére szolgál. Az optimális dinamikus tulajdonságát az elektróda által biztosított külső kapacitív feszültségelosztás és a belső ohmos feszültségeloszlás azonossága biztosítja. Az MCR 600/500 típusú csillapított kapacitív osztó a lökő, kapcsolási és ipari frekvenciájú (500 kV, illetve 200 kV) feszültségekhez használható. Alapjuk egy speciális nagyfeszültségű kondenzátor kevert dielektrikummal és kisfeszültségű mika kondenzátorokkal. Ezzel a skálatényező nagy stabilitását lehetett elérni az ipari frekvenciájú és a lökőhullám-feszültségeknéí (feszültség hatása < + 0,05% a referenciahőmérsékleten). A mérőműszer egy 100 MHz-es digitális rekorder és egy új fejlesztésű csúcsvoltmérö volt. Ezzel az összeállítással a transfer mérőrendszer PTB által igazolt pontatlansága a lökő és kapcsolási hullámokra a feszültség tekintetében + 0,7%, a hullám időbeli paramétereit illetően + 2%, ipari frekvenciánál a feszültségre vonatkoztatva + 0,4%, egyenfeszültségnél + 0,3%, ami lényegesen alatta van az IEC 60-2 referencia mérőrendszerekre megengedett pontatlanságának.
5.2 Transfer referencia mérőrendszer A mérőeszközök és mérőrendszerek kalibráltsága a 4. fejezetben ismertetett eljárásokkal megfelelőnek bizonyultak. Az időközben megjelent nemzetközi előírások [5] és a kalibráltság minél közvetlenebb visszavezethetöségének igénye fogalmazta meg azokat a méréstechnikai feladatokat, amelyeket egy nemzetközi méréssorozat keretében lehetett lebonyolítani. A laboratóriumok eredményeinek kölcsönös elismerését is segíti egy ilyen akció, aminek célja a nagy nyugati laboratóriumok gyakorlatához való közelítést és egy nemzeti referencia mérőrendszer kialakítását hivatott biztosítani. Ez az elgondolás találkozott az Európai Unió által támogatott COPERNICUSprogram célkitűzésével. Ennek érdekében különböző laboratóriumok működő nagyfeszültségű rendszereit bizonyos időközönként egy nagyobb pontosságú referencia-mérőrendszerhez kell hasonlítani. Erre a célra egy transfer referencia mérőrendszer készült, amit a braunschweigi kalibráló intézet a Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) kalibrált. A kölcsönös elismerés alapját tehát a kalibrálás PTB-hez történő visszavezethetősége biztosítja [6, 7]. Mivel a transfer referencia mérőrendszer körbeutazza az egyes laboratóriumokat, erősen ki van téve a szállítás hatásának, és az egyes laboratóriumokban feltehetően különféleképpen kezelik, ezért kivitelének ennek megfelelőnek kell lennie, pontosságának pedig jobbnak, mint a referencia mérőrendszer-
5.3 Referencia mérőeszközök kalibrálása A kalibrálásokat megelőzően a transfer rendszer stabilitásának és az egységugrásra adott válaszának ellenőrzése megtörtént. A vizsgált impulzus feszültségosztók dinamikai tulajdonságának vizsgálata szintén egységugrásra adott válaszjel felvételével lett végrehajtva. A PTB-hoz visszavezethető transfer mérőrendszerekhez történő kalibrálás a következő eredményeket hozta: A nagyfeszültségű laboratórium 350 kV-os ohmos lÖkŐfeszültség-osztója a névleges feszültségig összehasonlítva a feszültség csúcsértéke és a hullám homlokának és félérték idejének tekintetében kielégíti az IEC 60-2 hibahatárértékre vonatkozó előírásait. A 2,4 MV-os kapacitív lÖkőosztó kapcsolási hullámú vizsgálatokhoz a megadott osztásarányokkal szintén teljesíti az említett szabvány előírásait. Ipari frekvenciájú mérésekhez a 200 kV-os gáztöltésű kapacitív osztó a saját mérőkábel csatlakozásával ugyanúgy megfelel a kívánalmaknak. A 150 kV-os egyenfeszültségű osztó digitális voltmérővel használva referencia mérőrendszernek tekinthető. Ugyanakkor bebizonyosodott, hogy mért jelek optikai átvitele esetén az elektro-optikai átalakító zavarérzékenysége miatt pontatlanságot idéz elő. Általános célú digitális mérőműszerek általában nem teljesítik a referenciarendszerrel szembeni előírásokat.
1998. 91. évfolyam 11. szám
427
Nagyfeszültségű méréstechnika Összefoglalva lehat megállapítható, hogy a VEIKI-VNL Villamos Nagylaboratóriumok Kft. mind a négyfajta feszültséghullám formára nézve a PTB-hez közvetlenül kalibrált referencia mérőosztókkal rendelkezik. A COPERNICUS-program végrehajtása során a nagyfeszültségű mérőrendszerek kalibrálási folyamatának elvi és gyakorlati problémái miatti néhány észrevétel is megfogalmazódott. A referencia mérőrendszernél a linearitás-vizsgálat teljes mértékben szükséges. Ajánlatos nagyobb névleges feszültségű referencia mérőrendszert használni, mert ezzel közvetlenül el lehet végezni a vizsgált rendszer kalibrálását és linearitás vizsgálatát is. Felülvizsgálatra szorul az IEC 60-2 azon megállapítása, amely szerint csak 200 kV-os névleges feszültségű lököreferencia mérőrendszer fogadható el nagyobb feszültségű mérőrendszerek vizsgálatához. Ugyancsak nem ad a szabvány utalást arra, hogyan kell a lökőhullám alapjának torzulásait (túllövés, oszcillálás) az öszszehasonlító kalibrálás során kezelni. Előfordult, hogy a túllövés befolyásolta a szórás értékét a mért csúcsfeszültség és időparaméterek vonatkozásában és ezzel a referenciarendszer kalibrálásának teljes pontatlanságát is. E téren további vizsgálódás indokolt. A környezeti feltételek gondosan figyelembe veendők a kalibrálás során és ezek a hőmérséklet- és páratartalom- határok specifíkálandók, illetve ezen paraméterek pontosságra gyakorolt hatásának ismertnek kell lennie. A kalibrálásban való jártasság, az előírások teljes és egységes értelmezése - amit az azonos mérőszemély tud biztosítani szintén alapvető követelmény. 5.4 Digitális mérőműszerek A PTB kalibrálási eljárás során arra is kiterjedt a vizsgálódás, mely mérőműszerek alkalmazása esetén tekinthető a teljes mérőrendszer referencia-rendszernek. Erre a célra csak speciális mérőműszerek jöhetnek szóba, amelyek szintén hasonló szintű kalibráltsággal rendelkeznek és így mindenben kielégítik az IEC-elŐírásokat. Lévén ezek a mérőműszerek 20 milliós nagyságrendűek, az OMFB mérőműszerek beszerzésére kiirt pályázata nyújtott fedezetet arra, hogy a digitális nagyfeszültségű méréstechnika megvalósulhasson. Ennek keretében az impulzusjelek mérésére, rögzitésére és kiértékelésére alkalmas, 9, ábra. 100 MHz-68 digitális impulzus feszült- pillanatnyilag e célra a scy-mérŐ rendszer világon EIZ egyik leg428
;
L&köfeszultséa pf'iba dawoftest
05/21/1996 1Z3/IZZ 400kV-os V lánc 183/88 50 %-OS lökő étwelés Nagyfesz csarnok lanoiínc KWegvreelö és OKdoptefcépntewH.
w o m r-rJíTioer
MM-otyact order-oo. low-fiokJ remark temperature
128
proi*a:
I8"C
UpV
1
1350
| 1.01
:
T1n*
T2H» 81.8
f*-pr«*uí«
TC|B 70
1010 n*er
IpV 4.37
se *
humdity
renwfc kwágott
—ssapsra •mg C M *
un «.—
m
Up. TI. n. rt.
\
CHt
HUH:
1 11
th
u
)M0V 1.01l»
\
%
1
«
1
10. ábra. Lökőhullám rögzített képe és paraméterei
jobb berendezés a TR-AS 100-10 típusú, többcsatornás, 100 MHz-es, 10 bites felbontású tranziens rekorder és kiértékelő rendszer (9. ábra). Ezzel bármely időbeli különbséggel fellépő jelformát időben helyesen és információveszteség nélkül, a rendelkezésre álló csatornákon szimultán rögzíteni lehet. A számitógépes feldolgozás révén jegyzőkönyvezhető formában, a szükséges paramétereket kiértékelve nyerhető az oszcillogram (W.ábrá). Az ipari frekvencia és az egyenfeszültség mérésére a legújabb fejlesztésű 0,5% pontosságú MU 15 típusú csúcsmérő üzembe állítása tette lehetővé a kellő pontosság elérését. Ezzel a kiegészítéssel a nagyfeszültségű technikában alkalmazott négyféle feszültséghullámra az IEC 60-2 szerint előírt pontosságú referencia mérőrendszer épült ki, ami ily módon lehetővé teszi más rendszerek kalibrálását. A méréstechnikai eljárások eurokonformmá váltak. Az általános laboratóriumi mérési tevékenységet segítő mérésadatgyűjtő 114 analóg bemenettel, amiből 8 szigetelt, valamint 64 optóleválasztott be- és kimenettel, továbbá egyéb szolgáltatásokkal egészíti ki a megújított műszerparkot. 5.5 Együttműködések A nagyfeszültségű vizsgálati technikánk nemzetközi szintre történő felfejlesztése szükségessé teszi azt, hogy vizsgálati és kutatási téren mennél szorosabbra fűzzük a kapcsolatot hasonló intézményekkel. Ezt az igényt tudományos és technológiai pályázatok keretében vagy kormányközi megállapodások révén igyekszünk kielégíteni. Hosszú évek közös tevékenysége irányult például a nagyfeszültségű hálózatok elektromágneses zavarjelenségének tanulELEKTROTECHNIKA
Nagyfeszültségű méréstechnika mányozására, ami azt eredményezte, hogy a Bécsi Műszaki Egyetemnek ilyen vonatkozásban háttérintézményévé váltunk [9]. Az igen nagy feszültségek tartományában szoros kapcsolat alakult ki fejlesztési és minőségbiztosítási témakörben a Koreai Villamos Művekkel [10, 11]. Laboratóriumukban használt közei hasonló méréstechnika a vizsgálati módszerek egységes értelmezését segíti elő. További méréstechnikai és technológiai transzfer lebonyolítása érdekében partnerkapcsolat jött létre laboratóriumunk és az Egyesült Államok-beti Oak Ridge National Laboratory-val (Tennessee) és Lenoxban (Massachusettes) lévő EPRI nagyfeszültségű távvezeték-kutató centrummal. Ennek a kapcsolatnak remélhetőleg hatása lesz a két ország közötti technológiai akadályok csökkentésére. A villamos berendezések vonatkozásában a szabványosítás és a minősítés közötti különbségek áthidalásához szükséges szakmai előkészítés megteremtheti a lehetőséget a nagyfeszültségű villamosenergetikai-termékek vizsgálati eredményei és minősítése kölcsönös elismerésének megkönnyítéséhez.
6. Összefoglalás A VE1K1-VNL Villamos Nagylaboratóriumok Kft. nagyfeszültségű laboratóriumában évek óta szisztematikus tevékenység folyik a méréstechnikának és a mérési pontosságnak a legújabb nemzetközi eredményekhez való közelítése érdekében a célból, hogy a mérési bizonytalanságot minél szűkebb határok közé lehessen szorítani és a kalibrálási eljárásokat egységesíteni lehessen. A saját lehetőségek kihasználását követően a nemzetközi együttműködés különböző formáira építve és pályázatok anyagi hátterével kialakithatóvá vált egy komplett nagyfeszültségtechnikai referencia mérőrendszer, ami megfelel az IEC 60-2 előírásainak. Ezzel párhuzamosan a kiértékelés, adatfeldolgozás, dokumentálás a hazai minőségbiztosítás követelményein túl illeszkedik a nemzetközi gyakorlathoz. Ez az eurokonform ' vizsgálati technika is hozzájárult ahhoz, hogy a VEIKI-VNL Kft. független vizsgálóállomásként 1996-óta új szervezeti formában gazdasági tevékenységét stabilizálni tudta. Megbízóival, partnereivel kiépített kapcsolatrendszer folyamatosan szélesedik. Tevékenységének egy tetemes részét külföldi gyártóvállalatok, cégek részére végzi. Az utóbbi években közel 30 ismert külföldi vállalat szerepel a referencialistán, akik állandó partnerekké váltak. A laboratórium - MSZT minőségirányítási rendszermenedzser-képzés keretében az Osztrák Minőségbiztosítási Egyesület által felkészített - minőségügyi megbízottja látja el a jövőben az akkreditált státuszból eredő feladatokat és a további célként kitűzött ISO 9001 szerinti tanúsítás megszerzéséhez szükséges felkészülés összehangolását.
1998. 91. évfolyam 11. szám
A minőségbiztosítási rendszer alapját képező új nagyfeszültségű méréstechnika vélhetően tovább szilárdítja azt a szakmai hátteret, ami elengedhetetlen a magaszínvonalú kutatás-fejlesztési szolgáltatások biztosításához. Irodalomjegyzék [tj
A Villamosenergiaipari Kutaló Intézet Jubileumi Évkönyve 1949-1974. Budapest, 1974.
[2]
Jermendy L., Lázár K., Pál K.: The Quaüty Assurance System oíthe High Voltage Laboratory of VEÍKI, Budapest, 2. Conf. and Exhibition "High Voltage Measuremenis and Calibration" The Eleklrum, Arnhem, !994.okt. 19-20 p. 4.3.1 -4.3. ]0.
[3]
Jermendy L.: Present Silualion of the National Standard System and Precision Measurement in Hungary, Proceedings of the 1 lth Workshop, Teajon, Korea, 1993. jún. p. A3-A4.
[4] Jermendy L: Implementation and adoption of new test method in the líeld of elcctrica! engineering for developing the distribulion equipment. Final report EL1 Phare programme H 9305-04.01/07 31. Budapest 1997. ápr. [5]
IEC- 60-2 High voltage test lechniques. Pari 2: Measuring Systems 1994.
[6]
Mauksch, S., Hauschild, W.. Schon, K., Vokalek, J. Jermendy L., Marinescu, A., Jaroslawski, V., Engelmann, E.; Calibration of HV measuring syslems for the mutual recognition oí'HV test results in Eastern and Western Europe, High Voltage Measurement and Caübration, Milán, 1996.okt.9-l 1. p. 3.3.1-3.3.15.
[71
Mauksch, S., Hauschild, W., Schon, K.. Vokalek. J. Jermendy L., Marinescu, A., Jaroslawski, V., Engelmann, E.: Caübration of HV measuring systems for the mutual recognition of HV test rcsults in Eastern and Western Europe, CIGRE 33-96 (WG03) 27IWD Winchester, 1996.szept.2-6.
[8] Cunyi, Y., Masaru, I.. Rungis, J., Schon, K.: Intercomparision on Impulse Dividers from PTB in Australia, Japán and China, 8. 1SH, Yokohama, 1993.aug. 23-27. Paper 50.02 p.273-276. [9] Jermendy, L, Hadrian, W., Hofbauer, F., Kropik, W., Lugschitz, H.: Environmcntal impacts caused by a 380 kV power line. Influence of contamination and correclive measures, 6. ISH, New Orleans, I989.aug.28-szept.l. Paper 15.02. p. 1-4. [10] Jermendy L.; 765 kV-os kétrendszerű távvezeték épül Dél-Koreában Elektrotechnika. 1996. május p. 254-255. [llj Jermendy, L.: Environmental (mpact Expenences on the Hungárián 750 kV Line, Symposium on 765 kV Transmission Technology, Suanbo, Korea, 1996. okt.10-11. p. 71-77.
429
Villamos energia
Villamos csatlakozások átmeneti ellenállása, vesztesége és melegedése - II. rész Dr. Szandtner Károly 6. Áramvezetők és csatlakozások anyagai A villamosipari alkalmazást figyelembe véve az áramvezetők legnagyobb hányada réz vagy alumínium alapanyagú, illetve ezek ötvözetei. A készülékek érintkezői a leggyakrabban rézből vagy ezüstből, illetve ezek ötvözeteiből készülnek. A csatlakozás (csatlakozókapocs) anyaga (vörös)réz, sárgaréz, ritkán vas és a felületkezelés horgany, nikkel, ón, ezüst stb. Nézzük összehasonlító jelleggel a leggyakrabban alkalmazott réz és alumínium villamos áramvezető anyagok jellemzőit (1. táblázat). A táblázat adatai alapján beltéri felhasználás, illetve épületvillamosítási szempontból - a sűrűség kivételével - a villamosipari alkalmazásra a réz látszik a legmegfelelőbbnek. Ezen nem ront az a tény sem, hogy a kb. 1:3 sűrűségarányon túlmenően az Al vezető a szabadtéri alkalmazás során jobban ellenáll a kén-dioxidot tartalmazó légköri szennyeződésnek (ez a táblázat adatai alapján nem állapítható meg). 1. táblázat A villamosipari réz és alumínium jellemzői CUE 99,9 (félkemény)
Al 99,5 (félkemény)
1.759
2,874
3,93
4,05
Szakítószilárdság, CB( 10 N/mm )
24...40
9...13
Nyúlás 200 m-es jeltávolságon mérve, 8{%)
1...2.5
2...3
24
34
7 9
8,89...8,94
2.7
0,385
0,921
17
24
Hővezetési tényező, X20 (W/m a C)
393
203
Olvadási hőmérséklet, \)oiv (°C)
1083
658
A jellemzők megnevezése Fajlagos villamos ellenállás 20°C-on,p2o(10" s íim) Ellenállás hőfoktényezője, 2
Folyáshalár, alsó Folyáshatár, felső öo.2 (10-N/tam2) Sűrűség. d (10* kg/m1) • Fajhő 20... 100 °C közölt, cao (10* J/kg °C) Lineáris hőtágulási tényező, aio
(io~Vo
Dr. Szandtiwr Károly okl. villamosmérnök, okl. hálózatszámitó szakmérnök, egyetemi adjunktus, Budapesti Műszaki Egyetem Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Tanszék, a Magyar Mérnöki Kamara és a MEE tagja 1997. szeptember 18-án a Magyar Rézpiaci Központ szervezte, „Villamosipari rézkoiiferencLá"-!] elhangzott előadás szerkesztett változata. Szakmai lektor: Dr. Madarász György, a műszaki tudomány kandidátusa Az I. rész az 1998/10. számban jelent meg. A fejezet-, ábra- és táblázatszámozás folyamatos
430
7. Szempontok az áramvezetők és érintkezések anyagkiválasztásához 7.1 Fajlagos ellenállás, illetve villamos vezetőképesség A nagyobb fajlagos ellenállású Al vezetők keresztmetszetét növelnünk kell a rézhez viszonyítva, ha ugyanakkora teljesítményt akarunk átvinni (lásd a 4, ábrát). Más megfogalmazás szerint normál üzemi körülmények között (tartós üzem), növekvő névleges üzemi áram és keresztmetszet mellett rézvezetőknél 12...1,32 A/mm , alumíniumvezetőknél 8,7...1,06 A/mm áramsűrűséggel számolhatunk. Külön elemzés tárgyát képezi a villamos hálózatban felépő veszteségek és vezetőkeresztmetszetek optimalizációs számítása, amely általában a nagyobb keresztmetszetű rézvezetők gazdaságos villamosipari alkalmazását jelöli ki, csökkentve ezzel az áramsűrűséget. 7.2 A megengedhető zárlati igénybevétel hőmérséklete Az MSZ 1600-1 szabvány szerint a zárlati melegedés során megengedhető határ-hőmérséklet az a kisebb olvadáspontú és képlékenyebb alumínium esetében 150 °C, míg a nagyobb olvadáspontú és folyáshatárú rézvezető esetében 180...200 °C, sőt a szilikon szigeteléssel ellátott vezetőnél a 300 °C is elképzelhető, számottevő mechanikai szilárdsági tulajdonság romlása nélkül. 7.3 Érintkezések átmeneti ellenállása A fémtiszta réz és alumínium érintkezések a levegőben már a szobahőmérsékleten oxidálódni kezdenek. Mint korábban láttuk ez a réteg nagy ellenállású, így a felületek tisztítása, bevonása (pl. vazelinnel) ajánlatos. A réz- és alumínium-oxidot öszszehasonlítva megállapítható, hogy a kemény alumínium-oxid eltávolítása igen sok problémát okoz. A réz-oxid az érintkezők zárása során mechanikai segédeszköz nélkül különösebb akadály nélkül feltörhető. Ezüstözött réz áramvezetőknél nincs probléma, mert az ezüstoxid vezetőképessége gyakorlatilag ugyanolyan nagyságrendű, mint az oxidmentes ezüsté. A horganyzott réz áramvezetőknél sincs probléma, mert a levegőben kialakult bevonati hártya könnyen leválik, és a fémes érintkezés újra létrejön.
7.4 Mechanikai tulajdonságok Az /. táblázat adatainak összehasonlításából látható, hogy a réz mechanikailag jobban igénybe vehető (szakítószilárdság és folyáshatár, rugalmas alakváltozás szempontjából) mint az alumínium, viszont a két fém nyúlása között lényeges különbség nincs. ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia A szerelés során előforduló ismételt hajlító és csavaró igénybevételt az alumínium nehezen vagy egyáltalán nem viseli el, a réz erre kevésbé érzékeny. 7.5 Dilatáció A villamos berendezésekben egymás mellett általában nem azonos hötágulású alkatrészek helyezkednek el. Ilyen elrendezés lehet pl. az alumínium sínkötés, az összeszorító acélcsavarokkal együtt. Az alumínium hőtágulása az azonos méretű acél hőtágulásának kétszerese. A melegedés során fellépő hötágulás mind az alumínium sín, mind az acélcsavar igénybevételét megnöveli. Amennyiben az igénybevétel valamelyik anyag folyáshatárát meghaladja, az megfolyik, következésképpen lehűlt állapotban a villamos érintkezéshez szükséges nyomóerő nem jön létre. Az ilyen sínkötés már kisebb áram esetén annyi, vagy több hőt termel, mint az eredeti névleges áram melletti üzemállapotában. Általában megállapítható, a laza érintkezés felülete könnyen oxidálódik, az érintkezési ellenállás folyamatosan növekszik, míg végül a túlmelegedés miatt az érintkezési hely tönkremenetele következik be (füstöl, tűz keletkezik, áramkör-megszakadás szikrázással stb.). A vázolt jelenség a réz-érintkező választásával nem ennyire kritikus, mert az acélhoz viszonyított hőtágulása csak másfélszeres és a fém folyáshatára az alumíniumhoz viszonyítva közel háromszor nagyobb. 7.6 Relaxáció Az igénybe vett alkatrészek alakja kismértékben az igénybevétel időtartamától függ. Ezt a jelenséget nevezik relaxációnak, illetve ernyedésnek. A relaxáció jelenségének a fordítottja a rugalmas utóhatás, amikor a végleges alak az igénybevétel megszűnése után egy bizonyos idő elteltével jön létre. Különösen a nagy hőmérsékletű (kb. 400 °C) testeknél számíthatunk jelentős ernyedésre. A relaxáció exponenciális jelleget mutat, és elsősorban a képlékeny anyagok hajlamosak a relaxációra. Legszembetűnőbben a színalumínium-kötéseknél figyelhető meg a legjobban a vázolt folyamat. A sínkötések jóságát a nyomóigénybevétel csökkentésével, valamint rugalmas csavaralátétekkel biztosítják. Fontos szereléstechnológiai tanács: a dilatáció és a relaxáció együttes hatása csökkenthető, ha az előírt nyomaték biztosítása céljából a csavarok meghúzásához nyomatékkulcsot alkalmazunk, elkerülve ezzel a túlhúzás káros következményeit.
2. táblázat A femek hidrogénhez viszonyított elektrokémiai feszültségsora Elem
M tí
Al
Mn
Zn
Fe
Cd
Ni
Eo(V)
-2,4
-1.67
-1,1
-0,76
-0,44
-0.4
-0,25
Elem
Sn
Pb
H
Cu
Ag
Pl
ALI
Eo(V)
-0,15
-0,13
±0
+0,13
+0,8
+0,86
+ 1,42
A réz-nikkel ötvözetek nem, míg az ezeknél nagyobb potenciálkülönbséget mutató ötvözetek az összetevők arányától függően hajlamosak a feszültségkorrózióra. Ha a rézötvözetben a réztartalom 85%-nál nagyobb, a korróziós hajlam kicsi, viszont 80%-os réztartalom alatt igen erősen nő a korrózióra való hajlam. A feszültségkorrózió törési formája igen jellegzetes, ez a jelenség leginkább a horganyötvözeteknél figyelhető meg (régi elnevezés: horgany betegség). A kristályközi elektrolitikus folyamatokat ugyan nem tudjuk megakadályozni, de a kristályhatárokon a repedéseket meg tudjuk szüntetni feszültségmentesítő hőkezeléssel. Ha a hőkezelés valamivel a rekrisztalizációs hőmérséklet alatt történik, akkor az anyag mechanikai szilárdsága alig fog csökkenni. További problémát jelent a különböző fémek érintkezésénél vagy találkozásánál a levegőben jelenlévő páratartalom, esővíz stb., amely oldott állapotban sókat tartalmaz, azaz elektrolitként viselkedik. Ha ez az elektrolit bekerül az érintkező felületek közé vagy a lyukakon keresztül á felületi bevonat alatti határfelületi réteghez, akkor a fémek közötti potenciálkülönbség következtében villamos áramot hoz létre. Ez az áram az egyik fémet, éspedig azt, amelyik könnyebben oldódik, tönkreteszi. Ez a fém az, amelyből kationok (pozitív töltésű ionok) lépnek át az elektrolitba. Minél nagyobb mértékű a kationok kilépése a fémből, annál erőteljesebb a korróziós folyamat. A 2. táblázatban összefoglalt elektrokémiai feszültségsor figyelembevételével modhatjuk, hogy a legnegatívabb potenciálú fémek, pl. a magnézium, az alumínium vagy a cink (horgany) oldódik a legkönnyebben. Az elektrokémiai sorban minél távolabb van egymástól két fém, annál nagyobb a közöttük fellépő potenciálkülönbség és annál hamarabb megy tönkre az ezekből képzett érintkezés vagy felületi bevonat. Mindig a negatívabb fém korrodál.
7.7 Feszültségkorrózió A feszültségkorrózió a vezetőanyag kristályhatárain fellépő villamos potenciálkülönbség, valamint a mechanikai igénybevételek (belső feszültség, használatból eredő jelentős húzófeszültség, a közeg és az anyag kölcsönhatása stb.) hatására jön létre. A feszültségkorrózió hatására az anyag egyszerűen felreped, anélkül, hogy előzetesen bármilyen korróziós nyom felfedezhető lett volna. A korrózióra különösen azok az ötvözetek hajlamosak, amelyek alkotóinak normálpotenciálja a hidrogénhez viszonyítva ellenkező előjelű és különbségük is nagy (lásd a 2. táblázatot). A táblázat adataiból kitűnik, hogy a réz, horgany és alumínium egyes ötvözetei különösen hajlamosak a feszültség-korrózióra. Az ezüst, platina és arany ötvözetei csak azért nem jönnek számításba , mert ipari célokra ezeket ritkábban használják. 1998. 91. évfolyam 11. szám
5. ábra. Az elektrokémiai korrózió hatásvázlata
A 5. ábrán látható az elektrokémiai korrózió hatásvázlata. Az első esetben az oldatba jutó Zn a vas érintkező, illetve csatlakozó felületre rakódik le, bevonat formájában. A második esetben a negatívabb vas alapanyagú érintkező, illetve csatlakozókapocs fog az oldatba menni és jobb esetben a felületre lerakódni. Ez azzal a veszéllyel jár együtt, hogy a felületi védőbe431
Villamos energia vonat alatt az alapanyag elfogy, végül elvékonyodik az alkatrész és mechanikai igénybevehetősége jelentősen leromlik. A példa alapján érzékelhető a korrózió ellen védő fémbevonat körültekintő kiválasztásának szükségessége.
8. Összefoglalás A villamos csatlakozások átmeneti ellenállásainak, veszteségeinek és melegedéseinek elemzése során felsoroltuk azokat a főbb szempontokat, amelyeket az áramvezetők és áramköri elemek kiválasztásakor célszerű figyelembe venni. Összehasonlító jelleggel bemutattuk az épületek villamos szerelésénél leggyakrabban használt áramvezetők anyagait, a rezet és az alumíniumot, röviden elemezve az alkalmazásuk előnyeit és hátrányait. Az összehasonlítás eredményeként megállapítható, hogy az épületvillainositás területén az új létesítmények és felújítások tervezése, illetve kivitelezése során a réz vagy rézötvözetek választása műszaki, biztonságtechnikai és megbízhatósági szempontból egyaránt javasolható szemben az alumíniummal, amelynek néhány előnye (kisebb sűrűség, külső téri szabadvezetéki alkalmazás, kisebb fajlagos ár) nem vitatható. Az Európai Unióhoz való csatlakozási szándék, a fejlettebb nyugat-európai piac követelményei - összhangban a nemzetközi szabványajánlásokkal - szintén a réz áramvezetők és -ötvözetek széles körű alkalmazását követelik meg, ha a nemzetközi tendereken sikeresen kívánunk pályázni.
termékismertetökért és Márkus István tudományos segédmunkatársnak a számítógépes rajzok szakszerű elkészítésééit.
Irodalom Tímár Peregritt, L Villamos energelika Ili. kötet (Power enginccring voluinc III.), chapters 13. and 14., pp. 13.113.20 and 14.1-14.34 written by K. Szandlner. Magyar Elektrotechnikai Egyesület, Budapest, 1993., 1094., 190 p. in Hungárián. Szandtner. K.: Kisfeszültségű megszakítók állandósult áilapou'i melegedésének vizsgálata hőáramhátózatos modellezéssel, különös tekintenél a túláramvcdŐ iker fémegység működésére. (Investiyation of steady-state heating of a low-voltage circuit-breaker by heatflow network modelling, witli special regard lo the bimetal-unit over-current protective function.) Dr. univ. ihesis, TUB, 1986.. 104 p. Kecskés. C Kugler, Gy.. Madarász, Gy.andSzandtner, K.: Villamos készülékek szerkesztése és üzeme. (Constructioii and operation of eleclrical deviccs.) Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1979., 275 p. Molnár. !.: Villamos berendezések gyakorlati melegedésszámítása. (Computation of heating in practice of electrical assemblies.) Budapesti Műszaki Egyetem Mérnöki Továbbképző Intézete, Budapest, 1981., 165 p. MS7. EN 60439-1: Kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések, I. rész: Tipizált és részlegesen tipizált berendezések. (I ,ow-voltage switcligcar and controlgear assemblies, Part I.: Type-tested and partially type-tested assemblies.) Magyar Szabványügyi Hivatal, Budapest, 1995., 104 p.
Köszönetnyilvánítás A szerző köszönetet mond a Magyar Rézpiaci Központnak a munka támogatásáért, a Weidmüller Kereskedelmi Kft-nek a
MSZ1600-1: Létesítési biztonsági szabályzat 1000 V-nál nem nagyobb feszültségű villamos berendezések számára. Szabváuykiadó, Budapest, 1987., 720 p.
Gyémánt- és aranydiplomás mérnökök
oklevélként honosított. A MEE Energiafelügye leli csoportjának volt titkára, Kandó- és Straub-díjas. ARANYDIPLOMA Grabovszky Kami!! 1923-ban született Budapesten. Gépészmérnöki diplomáját 1948-ban szerezte meg. Dr. Kovács István Lajos 1924-ben született Csepelen. Gépészmérnöki diplomáját 1948-ban szerezte meg. A MEE tiszteletbeli alelnöke. Dr. Lukács József1921-ben született Kecskeméten. Gépészmérnöki diplomáját 1947-ben szerezte meg. A Zipernowsky-dij és az Elektrotechnika-Nagydíj birtokosa. Martinovkh István 1923-ban született Budapesten. Gépészmérnöki diplomáját 1948-ban szerezte meg. Raisz Attila 1915-ben született Budapesten. Gépészmérnöki diplomáját 1948-ban szerezte meg. A MEE ajkai csoportjának az alapítója, Életpálya-elismerés tulajdonosa. Schronk János 1924-ben született Marosvásárhelyen. Gépészmérnöki diplomáját 1948-ban szerezte meg. Székely István 1925-ben született Budapesten. Gépészmérnöki diplomáját 1948-ban szerezte meg. Állami Díjas. A MEE-díj, az Elektrotechnika-Nagydíj és Liska-díj tulajdonosa. Csatlakozunk azokhoz, akik a diplomaátadó ünnepségen megköszönték azt, hogy életüket a mérnöki hivatásnak szentelhették, és hogy családjuk és szeretteik megteremtették azt a biztos és erős hátteret, amellyel munkájukat eredményesen végezni tudták. További munkájukhoz jó egészséget kívánunk. Dr. Krómer István, a MEE elnöke
A 2J6 éves Budapesii Műszaki Egyetemen hagyománnyá vált, hogy a tanévnyitó napján, az új egyetemi polgárok beiktatását követően köszöntik és ünneplik azokat a volt hallgatókat, akik 50, 60, 65 vagy 70 évvel ezelőtt szerezték meg mérnöki oklevelüket. Az arany-, gyémánt-, vas- és rubindiplomák átadása örömteli és egyben megtisztelő feladata az Egyetemnek. Azt bizonyítja, hogy azok is, akik félévszázada vagy még annál is régebben szereztek oklevelet a Műegyetemen, szívesen emlékeznek vissza az alma mater-ükre. Igényi tartanak arra az elismerésre, amit az Egyetem Tanácsa több évtizedes méniöki munkájuk megbecsüléseként díszoklevél adományozásával fejez ki ki — írja az ez alkalomra készült BME kiadvány. 1998-ban az Egyetemi Tanács Összesen 5 rubin-, 9 vas-, 20 gyémánt- és 109 aranydiplomát adományozott, a kitüntettek közül nyolcan az Egyesületünk tagjai. A Magyar Elektrotechnikai Egyesület Elnöksége és tagjai tisztelettel köszöntik azon tagtársakat, akik 1998-ban a Budapesti Műszaki Egyetemen több évtizedes kiemelkedő mérnöki tevékenységükért gyémánt-, illetve aranydiplomát kaptak. A kitüntetettek: GYÉMÁNTDIPLOMA Hcimann Pál 1914-ben született Szegeden. Villamosmérnöki oklevelét 1938-ban szerezte meg a Prágai Német Műegyetemen, amelyei a Budapesti Műszaki Egyetem 1958-ban villamosmérnöki
432
ELEKTROTECHNIKA
Világítástechnikai hírek A Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság (CIE) 5. (szabadtéri világításokkal foglalkozó) Divíziója ülésezett Barcelonában 1998. június 5-én. Két munkabizottság (az egyik vezetője Dr. Horváth József) sikeresen fejezte be munkáját, és két új ajánlást jelentetett meg angolul. A 128. számú kiadvány a külsőtéri bányák világításának, míg a 129. számú ajánlás a szabadtéri munkahelyek világításának követelményeit foglalja össze. Mindkét kiadvány a CIE Magyar Nemzeti Bizottságánál rendelhető meg. A Divízió új munkabizottságok felállításáról is határozott, többek közöli ajánlás készül a szabadtéri biztonsági világításokról, amelynek vezetésével Schwarz Pétert bízták meg. Schwarz Péter Érdekességek a TOSHIBA legújabb fejlesztési eredmény eiból A japán TOSHIBA cég évente közzé teszi legújabb közérdeklődésre számottartó fejlesztési eredményeit. Ezek közül néhány említésre méltót közreadunk. - A Shinkansen express új szerelvényeinek villamos trakciós — hajtásai számára új IGBT (szigetelt bázisú, MOShcmenelű, bipoláris tranzisztor) modulokat fejlesztettek ki, az eddigiekben alkalmazott GTO-k (oltható tirisztorok) helyett. Az új IGBT-k határadatai: 2,5 kV; 1 kA. A lényegesen nagyobb határfrekvenciájú teljesítményfélvezető-eszköz jelenleginél könnyebb, halkabb berendezésezések előállítását teszi lehetővé. Jelenleg már a 4,5 kV-os; 1 kA-cs teljesítménytranzisztor prototípusán dolgoznak. - Amerikai közreműködéssel 200 kW teljesítményű tüzelőanyagcella kutatási munkáit fejezték he a közelmúltban. Az 1992 óta tartó üzemi próbák bizonyították, hogy az áramforrás élettartama garantáltan meghaladja a 40 000 üzemórát. 170 db berendezés került eddig üzembe, ennek eredményeként a cég további jelentős áttörésre számít. - Nagyteljesítményű transz fönn álorokat gyártó leányvállalatot nyitott a TOSHIBA a kínai Kanton városában. A gyár maximum 550 kV és 1000 MW teljesítményű erőátviteli transzformátorok gyártására rendezkedett be, elsősorban a kínai piac igényei kielégítésére. - 1997-ben a TOSHIBA mérföldkőhöz érkezeit. Az addig gyártott turbinák kumulatív teljesítménye elérte az 100 000 000 kW-ot. Az első turbinát 1927-ben helyezték üzembe, azóta összesen 1671 turbinaegységet építettek. Ma már 700, sőt 1000 MW-os egységeket is készítenek. — Jelentős eredményekről számol be a TOSHIBA olyan atomerőművi reaktortartályok gyártásával kapcsolatban is, amelyeket szükség eseten — robot-rendszerek segítségével — emberi beavatkozás nélkül lehel cserélni. — Több mint 1 millió darab — gépjárműbe építhető — navigációs rendszert készítettek és adtak el Japánban, Amerikában és Európában. E lennék területén is jelentős felfutásra várnak. Dr. Bencze János
434
Hírek a Hitachi legújabb fejlesztési eredményeiből - IGBT-k (szigetelt bázisú, MOS-bemenetű, bipoláris tranzisztorok) felhasználásával közepes teljesítményű invertersorozatot fejlesztettek ki, nehézüzemű ipari alkalmazások (hengerművek fő- és segédhajtásai stb.) céljára. A nagysebességű kapcsolóelemek alkalmazása lehetővé teszi, hogy jelentősen csökkenjen az inverter saját vesztesége, és a teljesítményező - minden külső elem nélkül — 1,0 legyen. Az inverterek mezőorientált szabályozásúak, kiváló dinamikai tulajdonságaik vannak. Az IGBT-k egyszerű módszerrel kapcsolhatók párhuzamosan, így könnyen megoldható a moduláris felépítés. Ez egyszerű eszközökkel lehetővé teszi a teljesítmény növelését, a berendezések üzemeltetését és karbantartását. A 800—4200 kW tartományban készülő sorozat első példányai 1997 óta vannak üzemben, kiválóan vizsgáztak. — Új rendszerű váltakozó áramú hajtásrendszert fejlesztettek közúti, villamos hajtású személyautó számára. Az új hajtás vízhűtéses permanens mágneses forgórészű szinkron motorból és kompakt, ugyancsak vízhűtéses IGBT-vcl működő inverterből áll. A szabályozás 32 bites multifunkcionális mikroprocesszorra épül, 10%-kal jobb hatásfokú, mint az ezt megelőző motorinverter rendszeré volt. A Hitachi által fejlesztett, 0,6 kg/kW súly/teljesítményű berendezést a Nissan-Motor Co. használja akkumulátorhajtású járműveihez. — 550 km/h sebességű nagyvasúti világrekordot érlek el szupravezetéses mágneslebegtetésű pályán, 1997 decemberében. — Nagyfeszültségű egyenáramú energiaátvitel (HVDC) céljára 500 kV-os invertert fejlesztettek. Az újonnan fejlesztett 8 kV zárófeszültségű és 3500 A-es fény vezérlésű tirisztorokból épített berendezés a világon a legnagyobbak köze tartozik. Célja: „egyenáramú betétet" helyezni a villamosenergia-rendszerekbe az egyszerűbb szabalyozhalóság érdekében, illetve hosszú távolságokra történő villamosenergia-szállítás esetében a szállítási veszteségek csökkentese. Dr. Bencze János HELYESBÍTÉS. Az 1998/8. szám 279. oldalán — Omve.cz József: A minőségi áramszolgáltatás új kihívásainak legmegfelelőbb áramkötések - I. rész című cikkben — a legelső sor helyesen: „...elfedi azt a tényl, hogy a csatlakozási ponton, ÜL felületen az ennél lényegesen magasabb helyi felmelegedés már kritikus mértekei is elérhet! Ugyanezen az oldalon a 4., 5. és 6. ábra közös jelmagyarázata az A, B, C cs D betűkhöz: e betűk a referenciavezetők hőmérsékleteinek vízszintes egyeneseit jelölik. Részletezve: a 4. ábrán az A az új referenciavezető 127,1 °C-os; az 5. ábrán a B az új referenciavezető 134,3 "C, míg a C az öreg referenciavezelő 91,7 °C-os; a 6. ábrán a D az öreg referenciavezető 100 °C-os egyenesét jelöli. (A 4. ábrán az a, h, c és d jelölés — a kisbetűk miatt — érvénytelen.) Ugyanezeken az ábrákon a "vízszintes tengelyen: a kötések számozása a 3. ábra jelöléseivel, kötésenként 4-4 db — függőleges hasábbal jelképezett — próbatárgy esetében: „ A t. Szerzőtől és Olvasóktól elnézést kér a Szerkesztőség.
ELEKTROTECHNIKA
Erzsébetfalva (mai nevén: Pestszenterzsébet) Az akkoriban kereken 30 ezer lakosú község villanytelepét az 1900-as év első felében helyezték üzembe. A telep nemcsak világításra szolgáltatott energiát, hanem az akkori viszonyokhoz mérten jelentős nagyságban ipari hajtásokra is. Ezenfelül a villany teleptől 5 km távolságban levő Soroksár községet is ellátta. Kezdetben az energiát két - egyenként 70 kW-os - generátor szolgáltatta, amelyek mindegyike egyik oldalon világításhoz 450 V egyenáramot, másik oldalon háromfázisú 33 Hz frekvenciás 300 V-os áramot szolgáltatott. (Szerkezetileg egyarmaturás konverter.) A generátorok mindegyikét egy-egy Láng Gyár-féle állóhengeres kompaund kondenzátoros gőzgép, közvetlen tengelykapcsolássaj hajtotta. A világitási hálózatot háromvezetékes 2 x 200 V-os lámpafeszültségre alakitották ki. A feszültségosztást egyrészt egy Julien-féle rend-
436
szerben csatlakoztatott akkumulátortelep végezte, másrészt két feszültségosztó motor, amelyek egyidejűleg az akkumulátor töltéséhez szükséges járulékos generátort hajtották, éspedig olyan módon, hogy mindhárom gép tengelye egymással csatlakoztatva volt. A villamos berendezést a Magyar Vasúti Közlekedési Rt. (Budapest) megrendelésére az Egyesült Villamossági Rt. (Budapest) létesítette. 1911 -ben, további két egységgel bővítve, 500 kW beépített összteljesítménnyel a Budapestvidéki Villamossági Rt. üzemeltette. Források: Zeitschrift f. Elektrotechnik (Wien), 1900. évf. 30. sz. 368. old. Elektortechnika (Bp.), 1911. évi különkiadás Horváth Károly Gy.
ELEKTROTECHNIKA
Világítástechnika
A készülő új közvilágítási szabvány Arató András
1. Előzmények A közvilágításra vonatkozó MSZ 09-00.0214 szabványsorozatot [1] már több éve hatályon kívül helyezték, azonban újabb előírás hiányában általában még ma is ez alapján tervezik a közvilágítást. Ez a visszás helyzet különösen akkor igényel sok magyarázkodást, ha pl. tervek engedélyezéséről vagy szakértői vélemény elkészítéséről van szó. Ez év tavaszán az ELMÜ támogatásával megkezdődött az új közvilágítási szabvány kidolgozásának munkája. A szabványjavaslat elkészítését a MEE Világítástechnikai Táraságának egy szűkebb szakértői csoportja vállalta el. A javaslat kidolgozása előtt felmerült, hogy mennyiben legyen ez az új szabvány a régi előírás korszerűsített változata, vagy mennyiben igazodjon a nemzetközi előírásokhoz. Hosszas vita után az az álláspont született, hogy - miután az európai szabvány végleges változatának elkészülte még évekig várhat magára, ezért a tervezet előírásait átvenni még nem célszerű, de az új magyar szabvány képezzen valamiféle átmenetet a régi, hatálytalan szabvány és a készülőben lévő, illetve elkészült nemzetközi ajánlások között. így amellett, hogy a régi szabvány alkalmazható előírásait igyekeztünk megtartani, figyelembe vettük a Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság, a CIE 12.2 és 115. sz. ajánlásait [2,3], valamint a kidolgozás alatt lévő prEN 13201 európai szabvány [4] főbb szempontjait.
összefüggései természetesen legnagyobbrészt változatlanok maradnak. Újdonság viszont a világítási berendezések kápráztató hatásának értékelése. A régi szabványban az egyes irányokban kibocsátott fényerősség alapján a lámpatesteket sorolták káprázási osztályokba. Ez egy nagyon egyszerű osztályozási, értékelési módszer, azonban a világítási berendezés tényleges kápráztató hatásáról csak durva tájékoztatást ad. A káprázásnak két fajtáját különböztetik meg: az ún. zavaró vagy pszichológiai, és a rontó vagy fiziológiai káprázást, amely a látási teljesítményt objektívan igazolható módon rontja. A készülő új szabvány ez utóbbira vonatkozó előírásokkal egészült ki. A rontó káprázást számszerűleg a küszöbérték-növekmény százalékos értékével lehet meghatározni. A küszöbérték az akadály és a háttér közötti azon fénysűrüség-különbség, amelynek megléte esetén az akadály még éppen észlelhető. A kápráztató fényforrás fénye a szembe jutva a szem belső részein szóródik és ott egy látszólagos, ún. fátyol fény sűrűséget hoz létre, amelynek hatására a küszöbérték megnövekszik, tehát az észlelhetőség csökken. A küszöbérték-növekmény számértéke a következő összefüggések alapján határozható meg: 11
65QXMJ*8 ,0,8
Lv
Lav
2. Alkalmazási terület A legelső változás mindjárt a szabvány címében jelentkezik. Alkalmazási területe ugyanis nemcsak a szorosan vett közvilágításra, tehát az önkormányzatok törvényben előírt feladatára vonatkozik, hanem kiterjed minden, a közforgalom számára megnyitott területre, tehát pl. az áruházak parkolóira, a benzinkutak szervízútjaira stb. is, ezért a "Közvilágítás" cím "Közforgalmú területek világítása" címre változott. Előírásai nemcsak a közforgalmú szabadterekre terjednek ki, hanem fedett közforgalmú területekre is (pl. árkádok, aluljárók) tartalmaz követelményeket. Az alkalmazási terület nem terjed ki a középületek belső téri világítására. Felépítését tekintve a szabványsorozat négy részre oszlik: 1. Meghatározások, alapelvek 2. Világítástechnikai előírások 3. Különleges világítási esetek 4. A világítási jellemzők ellenőrzése.
3. Alapelvek Az alapelvek minden műszaki anyag legállandóbb részei, így a foga lom mégha tarozások, a megvilágítás és a fénysűrűség alapArató András okl. villamosmérnök, a HOLUX Kft. minőségbizlosilási főmérnöke, a MKIi lagja Szakmai lukion Almást Sándor oki. villamosmérnök
1998.91. évfolyam II. szám
I
- V
E k
^el
-
E [
+
E l
+
m &í
4-
E k
+
BÍ
+
E n
el
ahol: 77 a küszöbérték-növekmény értéke, százalékban; MF az átlagos fénysűrűség számításánál alkalmazott avulási tényező; Lv az ún. egyenértékű fátyolfénysűrűség, cd/m ; Lav a szemlélt útfelület átlagos fénysűrűsége, cd/m ; E^ a k-adik lámpatest által, új lámpatest és fényforrás esetén a megfigyelő szemének síkjában létrehozott megvilágítás. A megfigyelő szeme a figyelembe vett forgalmi sáv közepén, 1,5 m magasan helyezkedik el, a szemlélési irány az út hossztengelyével párhuzamos és hajlásszöge a vízszintes sík alatt I u . A megvilágítást a szemlélési irányra merőleges síkban kell meghatározni; 0k a szemlélési irány és a k-adik lámpatest középpontja közötti szög, radiánban. Azokat a lámpatesteket, amelyeknél 0>2O°(JT/9 rad), a számításnál nem kell figyelembe venni. Az összegzést a szemlélési irányba eső első lámpatesttől kezdve a legfeljebb 500 m távolságban elhelyezkedő n-edik lámpatestig kell elvégezni. A küszöbérték-növekményt először az átlagos fénysűrűség meghatározásánál alkalmazott szemlélési pontban kell meghatározni, majd a szemlélési pont helyét 1/50 lépésekben el kell tolni és a küszöbérték-növekményt ezekben a pontokban is ki kell számítani (1 az átlagos fénysűrűség meghatározásánál figyelembe vett terület hossza). A 77 értékek így meghatározott 439
Világítástechnika sorozatából a káprázás szempontjából a legnagyobb érték az irányadó. A legtöbb világítástechnikai tervező program számítja a 77 értéket.
4. Világítástechnikai előírások Az előírások sorát néhány új területtel kellett kiegészíteni, a közterületek megváltozott funkcióival és a nemzetközi ajánlásokkal összhangban. A régi szabvány alapvetően a gépjárműforgalmú területekre tartalmazott előírásokat, azok gyakorlatilag kis változtatással megmaradtak. A változás annyi, hogy a korábbi közvilágítási kategóriák helyére a nemzetközi előírásokkal összhangban az MI ... M6 osztályok lépnek, az előírt fénysűrűség éltékek nem változnak. Új viszont, hogy míg a régi szabványban a fénysűrűségre való méretezés csak lehetőségként szerepeli, a javaslat szerint az Ml - M3 osztályok esetén a tervezést a fénysűrüség-technikára alapozva kell elvégezni. Meg kell azonban határozni az így kiadódó megvilágítási értékeket is, azért, hogy az ellenőrzést a fénysűrűségmérésnél lényegesen egyszerűbb inegvilágításméréssel is el lehessen végezni. Az M4 és M5 osztályok esetén továbbra is megmaradt a választási lehetőség a fénysűrűségre és a megvilágításra történő méretezés között. Az M6 osztály, vagyis az irányfény-világítás esetén a fénysűrűségre való méretezés indokolatlan, itt csak a megvilágításra találunk előírást. Uj követelmény a fokozottan veszélyes területek világításának előírása.
Villamosság a legkorszerűbb szinten az otthonban és az iparban • • • • • • • • •
Installáció, VARIO-elosztódobozok, EURO-elosztódobozok, fogyasztásmérőtáblák, kábelfogadó dobozok, KAZ fogyasztásmérő szegények kábeles elosztószekrények, földkábeles elosztószekrények, kismegszakítók, Fl-relék, nyomógombok, jelzőlámpák, mágneskapcsolófc, relék, idörelék, kapcsolóórák, kontaktorok, • GEMEX EIB házfeiügyeleti rendszer
EEYER •BŐZVIUSZERKFT. 1117 Budapest, Budafokiul 215. Tel./Fax:(36-l]205-ó085 Mobil telefon: 06/20-944-5835 7624 Pécs, Hungária utca 14. Tel.: 06/72-315-334
440
A szabvány szempontjából világított környezetben fokozottan veszélyes (konfliktus) területnek számítanak: - az utak fel- és lehajtó sávjai - a vasúti kereszteződések - a körforgalmú utak - a 40 m-nél rövidebb közúti aluljárók - a felüljárók. Ezeken a területeken a fénysűrűségértékek előírása indokolatlan (mivel azok csak legalább 100 hosszú egyenes szakaszra értelmezhetők), ezért a szabvány a vízszintes megvilágítás értékét írja elő. A fokozottan veszélyes területeket Cl ... C3 osztályba sorolják. Ugyancsak új a gyalogos Övezetek világításának előírása. A gyalogos övezeteket Pl ... P4 osztályokba sorolják, itt is a vízszintes megvilágítás értéke van előírva. A megengedett legkisebb értékeket az /. táblázatban foglaltuk össze. 1. táblázat. Közforgalmú területek világításának előírt értékei Osztály
Fénysűrűség cd/m2
Ml
2,0
M2
1,5
A fénysűrűség Megvilá- A megvilágítás Küszöbértékegyenletessége gítás egyenletessége növekmény ix % _ 0,4 10 0,4 !0
M3
1,0
0,4
-
-
10
M4
0,6
0.4
8
0,3
15
M5
0,3 -
0,3 -
4 2
0,2 -
15
M6 Cl
-
-
30
0,4
C2
-
-
20
0,4
C3
15
0,4
_
Pl
20
0,3
-
P2
-
-
10
03
_
P3
-
-
5
0,2
-
P4
-
-
<5
A táblázat szerinti egyenletesség a korábbi középegyenletességgel azonos fogalom. Új előírás, hogy a táblázat értékei ún. fenntartandó értékek, tehát a világítási berendezést úgy kell karbantartani, hogy az értékek ne csökkenjenek a táblázatban megadottak alá. A szabvány tartalmazza az avulási tényezők némileg módosult táblázatát is.
5. Különleges világítási esetek és mérések A különleges világítási esetek között tárgyalja a javaslat a gyalogos átkelőhelyek, a fedett közforgalmú területek és a vasúti pályát keresztező, ill. azt megközelítő utak világítását. A szabványsorozat befejező lapja a mérésekkel foglalkozik. A megvilágítás- és a fénysűrűségmérés mellett új fejezet tárgyalja a mozgó járműről végzett, dinamikus méréseket. Az új közvilágítási szabvány a javaslat vitája és a szükséges hatósági egyeztetések után várhatóan még ebben az évben elkészül. Irodalom
[I] MSZ09-00.214: Közvilágítás [2] CIE Publication 12.2: Recommendations for the lighting of roads for motorized traffic [3] CIK Pubiication 1 !5: Recommendations for the lighting of roads for motor and pedestrian traffic [41 prEN 1320 í:Road lighting
ELEKTROTECHNIKA
Nukleáris energetika
LUllfUIHlIfi
míhWB
„Nukleáris energetika a 21. században"
(az Elektrotechnikában közölt sorozat negyedik - utolsó - szemléje)
Ezzel a címmel cikksorozat jelent meg az IEEE (Institution of Electrical and Electronics Engineers, az „Észak-Amerikai Egyesült Államok MEE-je") havi folyóiratában a SPECTRUM 1997. novemberi számában. (Erről a sorozatról közlünk szemlét.)
Új reaktorfejlesztések1 Alvin Weinberg, a békés célú atomreaktorok úttörő tervezője, az Oak Ridge National Laboratory (Tennessee) korábbi igazgatója 1990-ben a következőket nyilatkozta: „Az a mérnökök feladata, hogy olyan reaktorokat fejlesszenek, amelyek biztonsága meggyőzi a szkeptikusokat és azok szószólóit, és ezen keresztül a tömegeket az atomreaktorok alkalmazása szükségességéről". Mi történt a nagyvilágban? A nagy reakiorfejlesztő cégek mind foglalkoznak új - továbbfejlesztett - egységek tervezésével, kialakításával. Hosszabb távon elkerülhetetlen a ma működő berendezések részbeni vagy egészbeni cseréje, új piacok nyílnak meg a villamosenergia-termelő reaktorok számára (elsősorban a gyorsan fejlődő ázsiai országokban). Az ipari hatalmak pedig olyan energiastruktúrát kívánnak kialakítani, amely révén az olajfüggőséggel már nem kell számolniuk. Végül és nem utolsó sorban, az atomreaktorok alkalmazásával a CO2-emisszió - mint a melegház-hatás előidézője - minimálisra csökkenthető. Az USA-ban - az EPRI (Electric Power Research Institute) és a US Department for Energy jóváhagyásával - a könnyüvizes reaktorokat fejlesztik. (A könnyüvizes reaktorokban normál víz szolgál egyaránt hűtő- és neutronlassító közegként. Éppen ezért könnyű vizes reaktorokban bizonyos mértékű önszabályozás áll fenn: a teljesítmény növekedésekor nő a moderátor hőmérséklete, ezzel csökken a fékező hatás, kevesebb lesz a termikus neutronok száma, így csökken a reaktivitás; ez nagymértékben növeli az ilyen típusú atomreaktorok biztonságát.) Ez az az egyedüli reaktortípus az eddig fejlesztettek közül, amely - előnyös tulajdonságai miatt alapja a jövő reaktorának. 1982-ben az EPRI az áramszolgáltatók és más szakemberek bevonásával - hihetetlen energiával - direktívákat dolgozott ki a következő generációs könnyüvizes reaktortípus továbbfejlesztési irányai meghatározására. Erre a munkára alapozva kezdődött meg az Egyesült Államokban az új generációs reaktorok fejlesztése a General Electric-nél (Fairííeld, Conn.), az ABB amerikai leányvállalatánál (Windsor, Conn.) és a Westinghouse-nál (Pittsburgh, Penn.). A General Electric vízforraló reaktort fejlesztett (Advanced Boiling Water Reactor; ABWR), míg az ABB nyomottvizes reaktort (Pressurized-Water Reactor; PWR). A szakemberek megítélése szerint mind a két típus forradalmian új tervezési módszert és eredményt hozott. Az eddigiektől eltérően az új tipusú reaktorok 80%-ban szabványosított, standard elemekből épülnek fel, és csak 20% az, ami a tervezés során a helyi adottságokra épül, azokat veszi figyelembe. A Westinghouse az előzőeknél kisebb teljesítményű reaktort fejlesztett. A 600 MW-os AP-600 típusú nyomottvizes reaktor ún. „passzív" biztonsági rendszerrel rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy ' A cikk angol cime: ,,Advanced Reacior Developmcnt Reboundiny". a cikk szerzője: WUliam Sweet vezetőszerkeszto
1998. 91. évfolyam 11. szám
- ahol csak lehet - motoros hajtások helyett a mozgatásokat a gravitációra, a természet erőire ,,bízzák". A reaktor vázlatos elrendezése az ábrán látható. A reaktor tetején helyezkedik el egy hatalmas tartály, amely baleset esetén a reaktorköpenyt hűti, mint látható, gravitációval. A maradékhő elvitele és a reaktorköpeny hűtése is thermoszifon-hatás elvén működik. Talán említésre méltó még az az erőfeszítés, amelynek révén, - a korábbi azonos teljesítményű reaktorokhoz képest - ez a típus 50%-kal kevesebb szelepet, 35%-kal kevesebb szivattyút, 80%-kal kevesebb csövet, 80%-kal kevesebb hűtő- és ventilátor egységet, valamint 70%-kal kevesebb kábelt tartalmaz. Figyelemre méltó!
Amíg a hatóságok a GE és az ABB új reaktortípusait már jóváhagyták, addig a jóváhagyás hosszú procedúrája a Westinghouse estében csak ez év közepére várható. Európában a német Siemens és a francia Framatom Sa. tesz jelentős erőfeszítéseket az új generációs reaktor fejlesztésére, hasonló technológiai fogásokkal, mint azt a Westinghouse tette. Érdemes még megjegyezni, hogy az amerikai cégek közül jelenleg még csak az ABB kereste meg az európai áramszolgáltatókat és a hatóságokat a szükséges vizsgálatok elvégzésével, az európai „forgalmazási engedély" megszerzése érdekében.
441
Nukleáris energetika Mi az alapvető különbség a hagyományos és az új fejlesztésű reaktorok között? • Az új reaktorok esetében a korábban kivüi elhelyezett hatalmas méretű keringtetöszivattyúkat a hermetikusan zárt reaktortartályban elhelyezett jóval kisebb méretűekkel cserélték fel. Ezzel lényegesen egyszerűbbé vált az irányítórendszer, kompaktabb lett az egész reaktorrendszer. • A szabályozórudak villamos motoros hajtását, mozgatását hidraulikus mozgatószerkezettel egészítették ki, ezzel lehetővé téve ezzel az egyes rudak finomabb szabályozását, és a rudak egyidejű mozgatását egyaránt. • Jelentősen megerősítették - a már kubatúfájában lényegeseri kisebb - reaktortér záróbeton-szerkezetét. • Korszerű digitális szabályozórendszert alkalmaznak a reaktor működtetésére, növelve ezzel a megbízhatóságot, csökkentve a karbantartási igényt. • Nagyobb kapacitású és jobb hatásfokú turbinarendszert alkalmaznak (132 cm-es lapátokkal) A különbségek kategóriájába tartozik - sőt talán az egyik legjelentősebb különbség, mint már említettük -, hogy amíg a korábbi reaktortípusokon tervezésénét 80% volt a munka azon része, amely az adott helyre készülő atomerőmű kivitelezéséhez kellett és csak 20% munka volt az, amely az atomerőmű általános tervezését jelentette. Ez az anomália abból adódott, hogy minden erőmű ún. „custom design" volt, nem volt a kezdet kezdetén összehangolva az építészet, a gépészet és a villamos tervezési munka, az egyedi jelleg miatt. Mára ez már megfordult, a helyi sajátosságok figyelembevétele a tervező munka mindössze 20%-át igényli. Meg kell azonban jegyezni, hogy az általános koncepció kidolgozása, amely lehetővé tette az összehangolt tervezést - az elmúlt 10 évben Összesen 1 milliárd dollárbakerült.
Az új reaktorok gazdaságossági kérdései A cikkünk elején hivatkoztunk arra, hogy az atomreaktorok elterjedésének feltétele a megközelítőleg teljes biztonság, illetve ennek elfogadtatása a közvéleménnyel. Ez azonban csak a szükséges, de nem elégséges feltétele az atomreaktorok üzembe állításának. Legalább olyan fontos feltétel az, hogy az atomerőmű által termelt villamos energia árban azonos, vagy olcsóbb legyen, mint az egyéb úton-módon előállított villamos energia. Az előzőekben már említett EPRI olyan módszert dolgozott ki, amely alkalmas - 30 éves periódust figyelembe véve - összehasonlítani a szénfűtéses-, a kombinált ciklusú gázfűtésű technológiával üzemelő-, és a nukleáris erőművekkel termelt villamos energia fajlagos költségeit. Ez a számítási eljárás minden költséget figyelembe vesz a vonatkoztatott 30 éves periódusra. A számítások szerint egy kilowattóra energia előállítása 0,23 és 0,50 dollár-cent között mozog mindhárom esetre számítva. Pregnáns differencia nem mutatható ki. A gazdaságosságot befolyásolja még - ezt az előző számítások még nem vették figyelembe - a nukleáris erőművekben foglalkoztatottak száma. Ez a létszám erőműmérettől függően 200-300 fő körül lesz majd, szemben ajelenlegi 400-1000 fővel. További racionalizálási lehetőségeket jelent az, hogy a karbantartás igény csökkenése miatt több erőműnek lehet pl. egy „üzemanyag-cserélő brigádja" stb. Számos egyéb lehetőség van a költségek további - ésszerű csökkentésére. A tendenciák világosan mutatják: a következő tíz évben az ipar teljesen felkészül arra, hogy kielégítse a korszerű, nagy megbízhatóságú nukleáris erőművek iránt ismét megjelenő igényeket. Dr. Bencze János
Biztonsági elemzés és jóváhagyási eljárás A Westinghouse tájékoztatása szerint több mint három millió tervezői óra és intenzív vizsgálati munka kellett ahhoz, hogy a reaktor alkatrészeit és annak ún. alrendszereit részletesen megvizsgáljak. Ezeket a mindenre kiterjedő vizsgálatokat (beleértve a különböző balesetszimulációkat is) az USA-ban, Olaszországban és Kanadában végezték el. A vizsgálatok számos „gyenge pontra" hívták fel a figyelmet, ezek módosítása természetesen megtörtént. A meghibásodási valószínűsége az új tervezésű reaktoroknak kéthárom nagyságrenddel jobb, mint a korábbiaké volt.
Hírek A CIGRÉ 1998. évi közgyűlésének határozata alapján a Magyar Nemzeti Bizottság képviseletét az Adminisztratív Tanácsban ezentúl Dr. Krómer István, a MEE elnöke látja el. Az Adminisztratív Tanács a CIGRÉ Nemzeti Bizottságának ( j e l e n ' e g 48 Nemzeti Bizottság működik) képviselőiből áll. Az Adminisztratív Tanács 1998. augusztus 30-i ülésén elismertését fejezte ki a sokéves tanácsbeli működésből visszavonuló Dr. Vajda György akadémikusnak. A CIGRÉ Adminisztratív Tanácsa a CIGRE Magyar Nemzeti Bizottságának új képviselőjét megválasztotta a Tanács képviselőjének a Műszaki Bizottságba. A Műszaki Bizottságban a 15 Tanulmányi Bizottság elnökei működnek együtt. Mellettük az Adminisztratív Tanács 3 képviselője foglal helyet, akik közül az egyik egyben a Műszaki Bizottság elnöke is. Ezt a funkciót jelenleg André Merlin (Franciaország, EdF) látja el. A harmadik képviselő Guo Mao (Kína) lett.
442
ELEKTROTECHNIKA
Nukleáris energetika
Energia holnap Dr. Marx György
Földünket 3—4 milliárd évvel ezelőtt folyékony óceán és szén-dioxid légkör burkolta. Geológiai rétegek tanúsága szerint az átlaghőmérséklet akkor +50 °C fölött volt. A tengerekben csakhamar megszületett az élet, amely fotoszintézissel bontotta a szén-dioxidot. A szenet magába építve oxigént juttatott a légkörbe. 2 milliárd évvel ezelőtt 1—2% oxigéntartalom alakull ki. Ebből a Nap ultraibolya sugárzásának hatására a felsőlégkörben fokozatosan ózonpajzs képződött, ami visszatartja a biológilag károsító ultraibolya sugárzást. Nincs 1 milliárd éve, hogy az ózonpajzs védelme alatt az élet kimerészkedett a szárazföldre. A légköri szén-dioxid széntartalma javarész megkötődött, az oxigénkoncentráció fokozatosan 20%-ra emelkedett. Ezt kihasználva megjelent az állatvilág, amely lelegeli a növényzetet, oxigént lélegez be, a szerves anyagot megemésztve „elégeti", innen nyer energiát, miközben égéstermékként szén-dioxidot lélegez vissza a légkörbe. Ezen közben — a Napon végbemenő termonukleáris magfúziónak a Nap összetételének változásához illeszkedő élénkülése miatt — a Nap egyre fényesebb lett, keletkezése óta tündöklése közel másfélszeresére fokozódott. A Földön azonban — az élettelen Vénusszal ellentétben — nem forrtak föl az óceánok, mert egy természetes légkondicionálás állandó szinten tartotta, sőt lassan +15 °C-ra hűtötte bolygónk átlaghőmérsékletét. Ha nyáron napon hagyjuk autónkat, beszállva azt tapasztaljuk, hogy bent melegebb van, mint a külső levegőn. Ennek magyarázata az, hogy az ablaküveg átengedi a látható napfényt. A napsugár fölmelegíti az üléseket. A meleg ülések infravörös hősugárzást sugároznak ki, hogy visszaállítsák a termodinamikai egyensúlyt. Ezt a hosszúhullámú infravörös sugárzást azonban nem engedi át az üveg. így a meleg csapdába esik, meggyűlik a kocsiban. A jelenséget régóta ismerik és hasznosítják a kertészek, akik tavaszi hajnalokon a zsenge palántákat üvegtetővel védik a fagy csípésétől. Innen a jelenség neve: üvegház-hatás. Az O = C = O szén-dioxid molekula oxigénjei negatív, a szénatomja pozitív töltésű. Ezt az elektromos sugárzásban rezgő elektromos tér meg tudja fogni és meg tudja rázni. A vegyérték-rugók sajátfrekvenciája történetesen megegyezik a + 15 °C hőmérsékletű talaj infravörös kisugárzásának frekvenciájával, ezért a légköri szén-dioxid üvegházként visszatartja a meleget. A Föld lehűlése annak a következménye, hogy a zöld növények fokozatosan kivonták a szén-dioxidot a légkörből. Ezt az utolsó évmilliók során épp olyan ütemben tették, hogy bolygónk hőmérséklete tartósan a növényi életnek kedvező szinten maradjon.
A légkör oxigéntartalmának is szűk hatások közt kell maradnia. 15%-nál kevesebb oxigénben az állatok megfulladnának, 25%-nál több oxigén esetén egy villámcsapástól még a zöld mezők és erdők is végig leégnének. A légkört kémiailag a bioszféra stabilizálja. Ha túl sok a szén-dioxid, a fotoszintetizáló növények elszaporodnak, megkötik a szenet, oxigénnel dúsítják a levegőt. Ha viszont az oxigén sok, azt az állatok élvezik, virgoncán lelegelik a zöldet, oxigént fogyasztva szén-dioxidot lélegeznek ki. így a légkör és bioszféra egységes rendszere stabilan működött sok-sok évmillión át. A szabályozás azonban korántsem tökéletes. A karbonkorban elszaporodtak a buja páfrány-erdők, hatalmas kőszéntelepek képződtek, sok szén-dioxidot vonván ki a légkörből, ennek volt a következménye a földtörténet legnagyobb eljegesedése fél milliárd évvel ezelőtt, ami 10 millió évig tartott. A kréta-korban viszont szokatlanul erős vulkáni tevékenység folytán háromszorosára szökött föl a szén-dioxid koncentrációja, a mainál 5—10 °C-kal melegebb éghajlatot eredményezve. De a bioszféra végülís kivédte a jégkorszakok és forróságok ingadozásait. Igaz, hosszú reakcióidővel: sok évezred kellett, amíg visszaállt a megbillent egyensúly. És ekkor megjelent egy vadállat: az ember. Bolygónk népessége a történelem előtti időkben egy-két millió volt, 100 000 év is eltelt, mire ez a létszám duplázódott. A gyorsabb benépesülés akkor indult meg, amikor őseink megtanulták a földművelést. A folyók deltájában az ismételt áradások újra meg újra megtrágyázták a földeket. Folyamatosan egy helyben lehetett letelepedni, növényeket lehetett termeszteni, gátakat, falvakat, városokat lehetett építeni. Tízezer esztendeje a Föld népessége 10 millió lehetett, és azóta 2500 évenként megduplázódott. 1700-ban úgy számíthatták, hogy 2000-re fél milliárd ember él majd a Földön. A 18. században megszületett a vasgyártás, gőzgép, szénbányászat, nekilendült az ipari forradalom. Bolygónk népessége 1840-re 1 milliárdra, 1900-ra 2 milliárdra duzzadt. Ekkor úgy becsülték, hogy a népesség 100 évenként fog duplázódni, 2000-re 3,5 milliárd embert jósoltak. 1.0
1990 1991 1992 "l$93 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Dr. Marx György akadémikus, egyetemi tanár Eölvös Loránd Tudományegyetem, Atomfizikai Tanszék A szerző a cikket a Szerkesztőség felkérésére írta
1998.91. évfolyam 11. szám
/. ábra. A Főid globális hőmérséklet-változásának alakulása Vízszintes: évszámok; füf>f>(ílef;es: °C
443
Nukleáris energetika De a 19. század első felében kibontakozott a modern természettudomány, a század második felében elérkezett a csúcstechnika. A 3,4 milliárdot már a század első felében elérték. A duplázódási idő 50 évre zsugorodolt. 2000-re 6 milliárd ember él a Földön (1. ál?ra). Az ipari forradalom egy-két évszázad alatt annyi szenet éget el, amit a növénytakaró évmilliók során gyűjtött Össze. A szén-dioxid légköri koncentrációjának alakulását sarki jégrétegekbe fagyott buborékok analíziséből rekonstruálni lehetett: Időszak
A szén-dioxid légköri koncentíJÍciójü
Időszak
A szén-dioxid légköri koncentrációja
Időszak
A szén-dioxid légköri koncentrációja
i.e. 10 (XX)
0.018%
1800
0,028%
1970
0,0323%
1400
0,028%
1900
0.030%
1980
0.0335%
1600
0,028%
1950
0.031%
1990
0,0350%
1700
0,028%
1960
0,032%
1998
0.0360%
Az utolsó jégkorszak óta duplázódott, az ipari forradalom során 25%-kal nőtt a légkör szén-dioxid tartalma. Ilyen gyors változást a bioszféra nem képes kivédeni: emberi beavatkozás bolygónk átlaghőmérsékletét közel 1 °C-kal növelte meg. Ezt még el tudjuk viselni. De melegben fölkúszik a hőmérő folyadékszála. Ha összehasonlítjuk a víz és az üveg (szilikát) hőtágulási együtthatóját, 5000 m mély óceánt föltételezve 1 °C hőmérséklet-emelkedés kb. I m vízszintemelkedést jelent. Ezt valóban meg is figyelték: 20. században kb. 25 cm-t emelkedett a világtenger vízszintje, jelenleg évente 4 mm-t emelkedik. Ezért olvashatunk Velencét időnként elöntő Adriáról, folyódeltákba behatoló tengerárról. Hollandia területének egyharmada + 1 m tengerszint feletti magasság alatt fekszik, itt a védőgátak magasításával kapcsolatos kiadások évről évre magasodnak. A jégkorszakban a vastag szárazföldi jéglerakódás miatt 100 méterrel alacsonyabb volt a világóceán. Gondokozzunk tovább: Ha Grönland 2 km vastag jégtakarója elolvadna, az 5 méterrel emelné a tengerszintet. Antarktisz olvadása 60 méteres vízszint-magasodással jáma. Aligha kerülhető el, hogy a 21. század folyamán (talán már annak első felében) megduplázódjék a Föld népessége. A fejlődő országok fognak gyorsan szaporodni. Ma a fejlett országokban az egy főre eső nemzeti jövedelem 10 ezer dollár, az ötször népesebb fejlődő országokban 1000 dollár. Várható, hogy az egy főre eső termelés a jövő században ötszöröződik. Az emberi tevékenység tehát megtízszereződik. Ma az emberiség egy évben 30 milliárd tonna szén-dioxidot bocsát ki, ami a légköri szén-dioxid mennyiségének 2%-a. Ennek egy részéi megköti a növényzet és elnyeli az óceán. De a gyorsulást is figyelembe véve nem látszik ki kerül he tőnek az a következtetés, hogy a 21. században (talán már annak első' felében) megduplázódik a légkör szén-dioxid tartalma. Ilyen hirtelen — száz éven belül végbemenő — támadást a bioszféra aligha tudna időben kivédeni. A 21. században várható hőm érscklct-cmclkedést legalább 2 °C-ra, pesszimistán 5 °C-ra számítják (2. ábra). (Ajégkorszakban csak 5 °C-kal volt hidegebb, mint ma.) Az amerikai Űrkutatási Hivatal véleménye szerint „bolygónk légkörével az emberiség olyan globális kísérletet folytat, aminek kimenetele beláthatatlan. " A Teremtés integritásáról 1990-ben kiadott pápai enciklika szerint "az ásványi tüzelőanyagok elégetéséből adódó gáz, az ellenőrizetlen erdőirtás árt a légkörnek, olyan meteorológiai változásokat okoz,
444
1950 1955 1960 1966 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2. ábra. A Föld népességének növekedése 1950-95 között. Vízszinted: évszámok; JUggŐleges: milliárd fő (Urbtm-városi lakosság)
amelyek hatásai egészségkárosodástól az alacsonyabban fekvő területek lehetséges majdani elárasztásáig terjednek. Némely károsodás ma már talán visszafordíthatatlan, de sok esetben még megállítható. Ezért az egész emberi közösség — minden egyén, állam és nemzetközi szervezet — komolyan vállalni köteles a magas felelősségét,,. 1995-ben a 2600 szakértővel dolgozó Kormányközi Éghajlatvállozási Testület szerint "a bizonyítékok mérlegelése arra utal, hogy az emberi tevékenység észrevehető hatást gyakorol az éghajlatra. „ 1996-ban ugyanez a hivatalos nemzetközi testület e szavakkal zárta jelentését: "A jövő váratlan, jelentős és gyors éghajlatváltozásai meglepetéseket is tartogatnak számunkra, amelyek az éghajlat nemlineáris jellegéből (külső behatásra nem azzal arányos mértékben reagáló voltából) következnek. Ilyen rendszerek viselkedése különösen akkor válhat kiszámíthatatlanná, ha a rendszert gyors hatások érik. Ilyen viselkedésre példaként az óceáni áramlások rendszerének megváltozását említjük.,, A Csendesóceán vizének El Nino számlájára írt átmeneti 6 °C-os fölmelegedése Dél-Amerika partjainál, és az általa kiváltott időjárási katasztrófák valóban napilaptémává váltak. A Nemzetközi Greenpeace ezt állapította meg: "Az emberiség történelme során a legnagyobb veszedelem bolygónk éghajlatának emberi beavatkozás által kiváltott megváltozása.,, A légkör és bioszféra komplex nemlineáris rendszer, amibe késleltetések vannak beépítve, pl. az óceán nagy hőkapacitása és szén-dioxidot felvevő képessége miatt. Globális fölmelegedés különböző égtájakon különböző módokon jelentkezhet. A fokozolt napsütés a trópusokon fokozott párolgást, szárazságot, éhínséget okoz (Afrika). Az elpárolgott víznek a hűvösebb égtájakon kell leesnie, itt a sok felhő (és nagyobb hótakaró) átmeneti lehűlést is eredményezhet. A növekvő hőmérsékletkülönbségek szélviharokat okoznak. A víz intenzívebbé vált körforgása esőket, áradásokat okoz. Már ebben az évben is többezren váltak árvizek áldozataivá (Kínában, Bangladcsben). De még Lengyelországban, Romániában és Szlovákiában is halálos áldozatokat követelt a szokatlan esőzés. Az 1957-ben Montreálban rendezett Kormányközi Klímakonferenciajegyzőkönyvet fogadott el, vállalván az ózonpajzsot támadó gázok (freon stb.) gyártásának leállítását. Ezt aláírta Magyarország is. Elhatározták, hogy a következő konferencia témájául a fokozódó üvegház-hatásnak kell lennie. ELEKTROTECHNIKA
Nukleáris energetika Öt év múlva, 1992-ben Rio de Janeiróban ültek Össze a világ országainak képviselői. Ezen ajánlották a Föld államainak: 2O00-rc úgy fogják vissza szén-dioxid kibocsátásukat, hogy az ne haladja meg az 1990-es szintet. Ezzel csak az atmoszféra szén-dioxid koncentrációjának növekedési gyorsulását kívánlak fékezni. Ezt a megállapodást is aláírta Magyarország. Közben a szénipar és autóipar sem nézte tétlenül üzleti érdekeik ilyetén fenyegetését. Kétségüket kezdték hangoztatni a számítógépes klímamodellek megbízhatóságát illetően, arra hivatkozva, hogy a valóság többször mutatott eltéréseket a modellek mából múltba történő visszakövetkeztetéséhez képest, így kitűnt, hogy a megfigyelt "indokolatlan., hőmérsékletcsökkenésnek eddig figyelembe nem vett okai vannak, pl. az Agung (1963), El Chicon (1983), Pintatubo (1992) kitörése során levegőbe szórt hamu, no meg az 1. és 2. világháború robbanásai által levegőbe dobott por fényvisszaverése. Az északi féltekén a közlekedés és ipar által termelt szmogfelhők (meg a kén-dioxid hatására megás légkörben képződött cseppecskék) mérsékelték a melegedést. Az a különös helyzet áll! elő, hogy a szmog lett a szén-dioxid-korlátot ellenzők (szénerőművet preferáló antinukleáris aktivisták) utolsó reménye. Büszkén arra hivatkoztak, hogy az emberek (autói és szénerőművei) mind jobban növelik a szmogot, ennek fényvisszaverő hatása alkalmas módon ellensúlyozhatja a szén-dioxid-dúsulás melegítő hatását. Ilyen érveléssel a szmogot kívánatos "környezetvédő,, jelenséggé varázsolták. "Szerencsére,, hazánk a Föld leglégszcnnyczeltcbb vidékén fekszik. Akadémiánk folyóirata is közölte, hogy Kecskemét vidékén a Földet érő energia-áramsűrűség talaj által elnyelt 140 W/m hányadát a mcgnövekedetl üvegház-hatás 2,5 W/m értékkel megnövelte, a légkörszenynyezcs által okozott reflexió viszont 3,4 W/m -rel csökkentette. Ez a szmog pedig főként a széntüzelés révén levegőbe emelkedett kén-dioxid cseppképző hatásának "köszönhető,,. (Decemberben egyik nagyvárosunk levegőjének szennyezettsége meghaladta a szmogriadó-határérték ötszörösét. Szmogriadót nem rendeltek el. A helyi szénerőmű termel legdrágábban egy kWh villamos energiát. Most áll privatizáció előtt.) Légy üdvözölve, savanyú eső! Erőműveink évi "termelése,, kb. 20 millió tonna szén-dioxid és kb. 4 millió tonna kén-dioxid. Erőmű
Szén-dioxid, milliót
Kén-dioxid, millió t
Bakonyi
1.5
0.18
Duna menti
.VJ
().?•!
Mát mi
6,2
1.52
Pécsi
1.5
0.29
Tiszai
4,0
0.76
VíSrlesi
2,8
1.16
De ha népszavazáson a fenyőfákat kérdeznék meg, ők biztosan a szénerőművek ellen, az atomerőmű mellett szavaznának. Mivel a német fenyőerdők többsége kárt szenvedeti a savanyú csőtől, az Európai Unió szigorúan előírja a kén-dioxid kibocsátásának csökkentését. Ez egyik oka a német ligniterőművek visszafejlesztésének. Az üvegház/savaseső mérleg globálisan már nem ilyen "kedvező,,: globális átlagban a megnövekedett üvegház-hatás +2,5 W/m többletével szemben — 0,6 W/m" szmog-reflexió áll. Róbert Forsch, a General Motors alelnöke kiszámította, hogy hány porbombát kellene a Nap felé kilőni a sztratoszférába, hogy fényreflexióval ellensúlyozza a szén-dioxid-duplázódás okozta üvegházhatás-többletet. Ez a 1998. 91. évfolyam 11. szám
"mérnöki vállalkozás,, szerinte évente mindössze néhányszor tízmilliárd dollárba kerülne, ami Forsch szerint kevesebb, mint a tüzelőanyagokra kivetett adó behajtásának költsége. Az új szuperszámítógépes klímamodell figyelembe veszi az egyenlőtlen szmog-felhőzetet is, így már jó egyezést mutat a múlttal és megerősíti a 21. századra 2—5 °C-os fölmclegedést jelző jóslatot. Ilyen előzmények közepette került sor az — öt év elteltével Kyotóban 1997-ben — esedékes Klíma Világkonferencia Összehívására. Már az előkészületek is magas hullámokat vertek. Az amerikai környezetvédők Brazíliába utaztak tüntetni, hogy a szaporodó indián lakosság termőföld nyerése céljából ne irtsa a szén-dioxidot megkötő csőerdőket. Az északról jött hangoskodásra ez volt a brazil kormány válasza: Azt javasoljuk, hogy az oxigénfogyasztók fizessenek az oxigéntermelőknek! —Erre elcsitult az amerikaiak tiltakozása. A világ jelenlegi szén-dioxid kibocsátása így oszlik meg a népek között: Egyesült Államok (0,24) 23% Németország (0,08) 1% ÖSSZES FEJLETT (1) 70% Kína (1,2) 12% India (0,8) 5% ÖSSZES FEJLŐDŐ (5) 30 % (Zárójelben a lakosságszám szerepel milliárd főben megadva.) A szén-dioxid kibocsátásnak nagy része a szénipar számlájára írandó, de az iparosodott országokban egyharmad rész az autóközlekedés számláját terheli. Az Egyesült Államok autói jobban hozzájárulnak a globális üvegház-melegedéshez, mint a négyszer akkora India teljes lakossága, ipara. A fejlődő országokat mégsem szabad figyelmen kívül hagyni: növekvő lakosságával és iparával 2010-rc Kína bocsáthatja ki majd a széndioxid 50%-át! De erről nehéz volna lebeszélni a kínaiakat, amíg az egy főre eső kibocsátás Amerikában tízszeresen meghaladja az egy főre jutó kínai kibocsátást. A Harmadik Világ azzal is érvelt, hogy a szén-dioxid mai magas szintjét Amerika és Európa „hozta össze", nekik is kellene lecsökkenteniök. Az Egyesült Államok kormánya nehéz helyzetbe került. Az amerikai kibocsátás már 10%-kaljáraz 1990-es érték fölött. Az ipari érdekeltségű szenátus egyhangú szavazással arra utasította az elnököt, hogy legfeljebb az 1990-es kibocsátási szintre történő visszatérést vállalja 2010-re, azt is azzal a föltétellel, hogy a fejlődő országok is elfogadják kibocsátásuk növekedésének korlátozását. Az Európai Uniónak hosszú a partvonala, az Európai Unió Tanácsában többséget alkotnak a tengereméikedés által fenyegetett partmenti országok. Anglia 12%-kal van az 1990-es szén-dioxid-kibocsátása fölött, de a miniszterelnök 1990-hez képest 8% (összesen tehát 20%) csökkentést ajánlott föl. Az Európai Unió összességében 1990-hez képest 15% visszafogást volt kész vállalni. Svájc (amely villamos energiáját főleg nukleáris és vízenergiából fedezi) 10%-os csökkentést ajánlott föl. A magyar küldöttség azzal indult, hogy 1985—1987-es évek átlagához képest vállal 8%-os csökkentést. (1985-ben még teljes gőzzel dolgozott nehéziparunk.) Mindez a felajánlás eltörpült a kis óceáni szigetállamok követelése mellett: ők általánosan 20% vállalását követelték, egyébként a 21. században országaik javarésze víz alá kerül. Hasonló —20% követeléssel utaztak Kyotóba a nemzetközi környezetvédő mozgalmak, köztük élen járt a nemzetközi 445
Nukleáris energetika Greenpeace. Idézik a Kormányközi Klímaváltozási Panel megállapítását: a levegő szén-dioxid koncentrációjának stablizáíásához 60%-kal kellene csökkenteni az emberiség ipari-közlekedési-háztartási szén-dioxid-termelését. 1997 decemberében a Klíma Világkonferenciára Kyotóban 10 000 ember gyűlt össze: a Föld 160 országának kormányképviselői, újságírók, környezetvédők, ipari lobbysták csapatai. A világlapok naponta első oldalon tudósítottak az alkudozás állásról. Már-már úgy tűnt, hogy a tanácskozás eredménytelenül zárul, amikor megérkezett Al Gore alelnök, aki környezetvédőként lett népszerű, és akinek elnökválasztási ambíciói forognak veszélyben. A záróülés két napon át tartott egyfolytában, alvás nélkül, míg végre megszülettek a kompromisszumos vállalások. Az egyes országok 1990-es szén-dioxid-emissziós szintjükhöz képest a következő arányú korlátozásokat vállalták: Európai Unió
-8%
Egyesült Államok
-7%
Bulgária
-8%
Japán
-8%
Csehország
-8%
Kanada
-6%
Lengyelország
-6%
Magyarország
-6%
x(;;
Horvátország
-5%
Románia
8Sf
Oroszország
0%
Svájc
-89S
Új-Zéland
0%
Szlovákia
-8%
Ukrajna
0%
Szlovénia
-8%
Ausztrália
+8%
Észtország Lettország Litvánia
%"A -8(;;
A fejlődő országok azt hangoztatták, hogy a fenyegető klímakaíasztrófát a fejlettek idézték elő; ők addig nem vállalnak korlátozást, amíg egy főre eső kibocsátásuk meg nem közelíti a fejlettekét. Fizessenek a bajt nyakunkra hozott gazdagok! A klímakonferencia azzal oszlott szét, hogy a delegátusok majd komolyabban fognak tárgyalni a következő klímacsúcson, Buenos Airesben. E város neve azt jelenti: Jó Levegő. Addig gondokozhatunk. Japán jelenlegi szén-dioxid-emisszója 8%-kal van 1990-es kibocsátásuk fölött, tehát a szigetország a jelenhez képest 16% redukciót vállalt. Meglehet, hogy az amerikai szenátus megvétózza az amerikai delegáció által vállalt redukciót. Oroszországnak és Ukrajnának viszont jól is jönne egy kis melegedés: még kukoricát is lehetne termelni Szibériában. Ausztráliának és Lengyelországnak sok a szénbányája, szén a fő exportcikkük. De Magyarország? A vonakodást látva a magyar küldöttség —8%-ról visszakozott —6%-ra, azt is nem 1990, hanem 1985—1987 átlagához viszonyítva. (Hirtelen nem fontos az Európai Uniós konformitásunk? Visszakozásunk miatt a magyar környezetvédők elfelejtettek tiltakozni.) A magyar nehézipar szénfölhasználás okozta szén-dioxidkibocsátása valóban nagyot csökkent az 1985-ös csúcs, 84 millió tonna óta. 1990-ben 68, 1995-ben 58 millió tonna volt. (A magyar erdők szén-dioxid megkötése mindössze 4 millió tonna körül van. Egy lakosra jutó 5,8 tonna/fő mai kibocsátásunk így is nagyobb a 3,9 tonna/fő világátlagnál. A harmadik világ előtt nincs okunk büszkélkedésre: nem oxigéntermelők, hanem oxigénfogyasztók vagyunk és maradunk.) A vállalás szerint 2010-ben sem bocsátanánk ki többet 75 millió tonnánál. (Itt a magyar küldöttség azt az értéket fogadta el, amibe épp hogy beleférni látszott egy új lignit-erőmű is. De a tervben 446
— európai mintára — szerepeltetik a szén-dioxid kibocsátás megadóztatását. Persze, a polgárnak erről is az jut eszébe, hogy ez pénztárcájához benzináremelésként fog eljutni. Pedig a benzin ára már ma is főleg adóból áll.) Vegyük azonban figyelembe, hogy a lakosság energiaigénye növekszik. Különösen fokozódik az autók benzinfogyasztása, ami szerény vállalásunk betartását sem teszi könnyűvé. És csatlakozásunk után mit szól mindehhez az Európai Unió? A magyar szénerőművek jelentékeny hányada elavult, bezárásra érett. Nem szabad elhallgatni azt sem, hogy a legtöbb szénerőmű kétszer annyiért termel egy kWh villamos energiát, mint a Paksi Atomerőmű. Viszonylag olcsó — ugyan Paksnál drágább — a Mátravidéki (lignit) Erőmű által termelt villamos energia. Viszont a Mátravidéki Erőmű fizeti a legmagasabb környezetszennyezési bírságot. (A környezetvédelmi törvény értelmében az évi 1,5 milliárd Ft környezetvédelmi bírság közel felét légszennyezésért fizetik, ebből negyedmilliárdot a Mátravidéki Erőmű. A bírság jelentős hányadát a környezetvédő szervezeteknek kell juttatni. Őket a szénerőművek sajátos módon nem nyugtalanítják, az atomerőmű igen.) Németország azt tervezi, hogy visszafejlesztendő lignit-erőműveit kevesebb szén-dioxidot termelő gázturbinás erőművekkel váltja ki. A gázturbinás erőművek másik előnye a kisebb beruházási költség. Harmadik előnyük, hogy csúcsfogyasztásra járathatók. (A szénerőművek és atomerőművek fölfűtése hosszú folyamat, ami rövid csúcsidőszakok esetén nem gazdaságos.). De geológusok véleménye szerint a kőolajkészletek végessége, néhány országra (Perzsa-öböl, Venezuela, Oroszország környékére) koncentrált volta miatt az ezredforduló táján újabb nagy olajárrobbanás várható. Ezért villamos erőművek fűtése helyett minden bizonnyal a földgázt is autók hajtására kell igénybe venni. (Autók szénnel vagy atomreaktorral nem üzemeltethetők. Japánban autóbuszokat már most is csak földgázzal szabad hajtani.) Amagyar kőolaj- és földgáz-készlet pár éven belül kimerül. Az Északi-tenger készletei sem tartanak ki több évtizedik. Erőműveket viszont hosszútávra építenek! Magyarország szén-dioxid-kibocsátásáért nem csak a széntüzelés felelős, hanem a közlekedés is. 1990-ben ez 7 millió tonnát tett ki. De tudjuk, hogy az autók száma erősebben növekszik, mint a gőzgépek száma. Látjuk: — 6 % vállalásunk teljesítése 2010-ig tekintve nem is egyszerű feladat. Pedig nemzetközi megítélésünk szempontjából mindez nagyobb súllyal esik latba, mint amekkora figyelmet a politika, sajtó, közvélemény ráfordít. Hiszen az ENSZ-ben is, az EU-ban is tengerparti országok vannak többségben. Amikor az Európai Unió energiapolitikája nyilvánvalóvá tette, hogy Németországnak vissza kell fejlesztenie lignit-erőműveit, az észak-német szénipar megvette a Mátravidéki (lignit) Erőművet. Véletlenül ekkor aktivizálódott a Német Greenpeace a magyar atomerőmű (formailag az Atomvonat) ellen. A pesti tv-ben egy magyar környezetvédő elszólta magát: szerinte Greifswaldból 1 márkáért meg lehelne venni hazánk egyhavi villamosnergia-fogyasztását biztosító urán-fűtőelemeket, ez tisztességtelen konkurencia a hazai szénerőművekkel szemben. Hazánkban 1998-ban érkezett el az igazság pillanata. Kiöregedett környezetszennyező szénerőműveket kell leállítanunk. Növekszik a lakossági energiafogyasztás. Elektromos hálózatunk Európai Unió hálózatához való csatolásának föltétele, hogy elegendő tartalék erőművi kapacitás álljon rendelkezéELEKTROTECHNIKA
Nukleáris energetika sünkrc. Ezért 1997-bcn crőműpítési pályázatot írtak ki. Nagy lignit-erőművek építésére pályázott a Mátravidéki Erőművet birtokló német vállalat (10 Ft-nál nagyobb kWh árajánlattal). A tervezett lignit-erőmű jó 10%-kal (évi 6 millió tonnával) növelné meg évi szén-dioxid-kibocsátásunkat. Ki nyer ma? Az atomenergia ellenzői szívesen idézik eszünkbe az atomerőművek radioaktív hulladékának elhelyezési problémáit. Erre vonatkozóan legyen szabad a következőket megjegyezni: a dunántúli szenekben földdsult az urán. Az ajkai és tatabányai szénerőművek radioaktív kibocsátása jó nagyságrenddel fölülmúlja a paksi erőmű radioaktív kibocsátását. A magyar lakosság jóval nagyobb dózist kap (a házépítéskor feltöltésként, cementadalékként beépített) erősen radioaktív dunántúli szénsalaktól, mint a nagyobb villamos teljesítményű atomerőműtől. A paksi erőműben termelt kWh árába már ma beleszámítják a radioaktív hulladék elhelyezésének (jelen és jövő költségeit, ez 20 fillér/kWh, tehát lényegesen kevesebb, mint amennyivel drágább a szénerőműben termelt villamos energia az atomerőműben termelt villamos energiánál. (Az aktív hulladék elhelyezésének költsége a kWh fogyasztói árának mindössze 1 %-át teszi ki.) A politikusoknak figyclniök kell a választásokra. A vállalkozóknak az évvégi osztalékra. A pénzügyeseknek az éves költségvetés egyensúlyára. Hogy mi lesz, a 21. században, azoknak fontos, akiknek gyermekei és tanítványai vannak. A demokrácia játékszabálya szerint a jövő századot a jövő állampolgárai fogják alakítani. A szülőknek, a tanároknak, tudósoknak az az erkölcsi kötelessége, hogy tanítsák a tényeket, feltárják az okokat és következményeket, bemutassák a reális alternatívákat. Talán érdemes elmondanunk, hogy a Paksi Atomerőmű jóval több szén-dioxid kibocsátástól kíméli meg az, országot.
mint amennyi szén-dioxidot a magyar erdők elnyelnek. Ilyen értelemben az Atomerőmű zöldebb az erdőknél is. Ha a Paksi Atomerőművet leállítanák, — 6 % vállalásunk teljesíthetetlen volna még a legszigorúbb korlátozások elfogadása (szén-dioxid-kibocsátási adó) árán is, így konfliktusba kerülnénk a nemzetközi szerződésekkel. Szokták idézni Ausztria lakosságának atomenergia-ellenes érzelmeit. Ausztria tele van vízerőművekkel. Legyen szabad megjegyezni: a világot bejárva csak hazánkban találkoztam olyan környezetféltő attitűddel, amely egyaránt elutasítja a vízés atomerőműveket, így nyíltan vagy burkoltan a legszennyezőbb és legdrágább fosszilis tüzelést bátorítja. A meteorológiai történelem legmelegebb éve 1997 volt, de Al Gore alelnök bejelentése szerint 1998 első fele minden meteorológiai rekordot megdöntött. A kaliforniai Halál Völgyében +54 °C-ot mértek, Dallasban 19 napon át nem süllyedt a hőmérséklet a testhőmérséklet alá: holeadással a test nem szabadulhatott meg a termelt entrópiától. Federico Pena amerikai energiaminiszter szerint: az, atomenergia elhanyagolható hatással van a klímára, így jelentős fegyver a Föld globális fölmelegedése ellen vívott harcunkban. A bioszféra önszabályzásának modelljét Gaia néven alkotta meg James Lovelock angol légkörkémikus. Gaia a föld istennője volt a görög mitológiában, mára pedig a környezetféltők eszményképévé vált. Nekünk is tisztelnünk kell Gaia integritását. Lovelock mondotta: — Az Univerzum természetes energiája nukleáris energia, ez. táplálja a csillagfényt, napfényt az égben. Ha pedig így van, ha Isten univerzumát ma is atomenergia működteti, akkor miért tüntetnek sokan az ellen, hogy mi is atomenergiából fejlesszünk e lektromosságo t ?
Szemle EVS Bericht 4/1998. Energia-Versogung Schwaben AG. Stuttgart In Wcstcrheim wird die 600 kW Widkraftanlage dcs UmweltTarifs „grün" gebaut. Weste rheimben állítják fel a Zöld Környezeti Tarifából befolyt pénzből a 600 kW-os szélerőművet.) Amint ismeretes a Németországban minden kWh fogyasztás 8 pfenniggel többe kerül, ha valaki a normál tarifa helyett a Zöld Környezeti Tarifát vállalja. E többletpénzből finanszírozzák a környezetbarát — szél, víz vagy biomasszából nyert — energia többletköltségét, amely a jelenlegi víz-, atom- és szénerőművek által termelt villamos energia áránál nagyobb. A 600 kW-os szclerőmű 1,5 millió DM-be kerül, amely költséget az EVS és Badenwerk azon fogyasztói fizetik, akik a Zöld Környezeti Tarifát választották. A szélerőmű összmagassága 94 m, ebből 24 m a légcsavarok hossza, azaz a rotortengely magassága a földtől mérve 70 m. Kis sebességű szél — 3 m/s — esetén a rotor fordulatszáma percenként 14, ez esetben a szolgáltatott teljesítmény 150 kW. 7 m/s szélsebesség esetén a második generátor fokozat lép be, a fordulatszám 2 l/percre no. A generátor a második fokozatban már 600 kW-tal terhelhető. A harmadik fokozat 15 m/s szélsebességnél lép be, ekkor már az erőmű a 600 kW teljesítményt 1 órán át a 750 m-re lévő 20 kV-os hálózatba táplálja. A szél sebessége Westerheimbcn 70 m magasan évi átlagban 5,5 m/s. Ez azt jelenti, hogy évente 1600 órán át ad az erőmű 600 kW-ot. A szél évente csupán 100 órán át fúj 15 m/s-nál nagyobb 1998. 91. évfolyam 11. szám
sebességgel. 20 m/s-nál nagyobb szélsebesség esetén az erőművet üzemen kívül helyezi az automatika. A szélerőmű felállítási helyét úgy határozták meg, hogy a legközelebbi lakóépületénél a zajszint a megengedettnél kisebb legyen. Dr. Kiss László Strom zuhaus. Kundenmagazin der Energie-Versorgung Schwaben AG. Nr. 5/98 September/Oktober A lap mellékletként kitölthető szórólapot ad, amellyel be lehet jelentkezni a Zöld Környezeti Tarifára, illetve a Nap Környezeti Tarifára. Aki a Zöld Környezeti Tarifát választja, a kWh-ként 8 pfenniggel fizet többet, mint a normál tarifa szerinti költség. A havi minimális fogyasztás, amelyet e felárral vállalni kell: 20 kWh (azaz 1,6 DM a minimálisan fizetendő többletköltség). Ha valaki a 100 kWh Zöld Környezeti Tarifát vállalja, az havonta 8 DM-mel fizet többet. A Nap Környezeti Tarifa már drágább. E tarifánál a többlet 1,6 DM/kWh. Aki 5 kWh minimális többletfizetésű tarifával kíván hozzájárulni a napenergia hasznosításhoz, az 8 DM-et, aki 10 kWh-val, azaz 16 DM-mel fizet többet havonta, mintha a fogyasztását normál tarifával számolták volna cl. Természetesen nincs akadálya annak, hogy valaki jóval több kWh-s Zöld Környezeti Tarifás fogyasztást vállaljon. Dr. Kiss László
447
Villamos fogyaszíóberendezések
Dinamikus vizsgálati eljárások alkalmazása nagytömegű mozdonytranszformátor mechanikai vizsgálatához Gyökös Ferenc Bevezetés Az ÉMI-TÜV Bayern Kft. szentendrei Tartószerkezeti Laboratóriuma 1997-ben végezte el a Ganz-Ansaldo Villamossági Művek Rt. MTSC 7260/25 tipusú mozdonytranszfonnátora prototípusának mechanikai vizsgálatát. A vizsgálat a laboratórium univerzális berendezéseinek felhasználásává!, azok speciális kiegészítésévet történt. Tekintettel az alkalmazott vizsgálati eljárások széles körű alkalmazási lehetőségeire (különféle szerkezetek, gyártmányok rázás-, lökés- és ütésállósági vizsgálatai; atomerőmüvi berendezések foldrengésbiztonsági vizsgálatai stb.) — és a vizsgálati szükségletek várható növekedésére — e cikk rövid áttekintést ad a vizsgálatokról, példázva ezzel a nagytömegű villamos- és egyéb berendezések dinamikus mechanikai vizsgálatának magyarországi lehetőségét.
A vizsgálat erőtani bázisszerkezete Nagytömegű szerkezetek, berendezések dinamikus mechanikai vizsgálatához a mechanikai hatásokat előállító, a mechanikai folyamatok jellemzőit regisztráló és feldolgozó aktív berendezéseken túlmenően elengedhetetlenül szükséges a dinamikai vizsgálat erőtani bázisaként szo]gíúó passzív eszközrendszer is. Az ÉMI-TÜV Bayern Kft. szentendrei Tartószerkezeti Laboratóriuma ebben a tekintetben közép-európai viszonylatban egyedülálló, európai viszonylatban is jelentős bázisszerkezet-rendszerrel rendelkezik. Ez a rendszer egy 3000 t tömegű vasbetonszerkezetű, 24 m x 24 m-es sík munkafelületű alaptestből és az alaptesthez a megfelelő elrendezésben hozzákapcsolható acélszerkezetű, variábilis segéd szerkezet-készletből áll. A segédszerkezet-készlet a konkrét vizsgálati igények szerint bővít-hető.
Vizsgálat fő adatai A rázás- és lökéshatásoknak kitett össztömeg 16 t, ebből 12 t a vizsgált transzformátor saját tömege volt. A rázáshatások frekvenciasáv)a 1-35 Hz, maximális gyorsulása 2 m/s , az össztömegen megvalósított 50 ms időtartamú longitudinális impulzus maximális gyorsulása 30 m/s volt. A rázás- és lökéshatásokat vízszintesen pályairányban és arra merőlegesen, valamint függőleges irányban kellett megvalósítani.
Vizsgálati követelmények A megbízó a vizsgálati követelményeket az "IEC 310" és a "9WG23", valamint az "IEC TC9 WG21 Draft 12th Version" alapján határozta meg a következőképpen: Gyfikös Ferenc okl. gépészmérnök, laboratóriumvezető, ÉMI-TÜV Bayem Kft. Tartószerkezeti Laboratórium Szakmai lektor; Dr. Kiss László okl. gépészmérnök
448
Rázáshatások A transzformátort a vízszintes síkban a vasúti pálya irányával párhuzamos "longitudinális" és arra merőleges irányú "transz1 verzális" és ezekre merőleges "vertikális ' rázásnak kellett kitenni. A követelmények az 1 Hz-től 35 Hz-ig terjedő frekvenciasávon a rázásí referenciapontok elmozdulási amplitúdójára (1 Hz-től 8.2 Hz-ig 0,75 mm) és gyorsulási amplitúdójára (8,2 Hz-től 35 Hz-ig 2 m/s ) vonatkoztak. A referenciapontok a transzformátornak a mozdonyvázhoz való természetes felfüggesztési helyei voltak. A rázásvizsgálat előtt meg kellett állapítani, hogy a megbízó által megjelölt, jellemző vizsgálati pontokban mely frekvenciákon adódik a referenciapontok gyorsulásának háromszorosánál nagyobb érték, mert ezeken a frekvenciákon 15 -15 percig, de Összesen legfeljebb 1 óra időtartamig a referenciapontokra előírt amplitúdóval kellett a transzformátort szinuszosan rezgésbe hozni a rázásvizsgálat 2 órás összidején belül. A szinuszos rázás után az összidő fennmaradó részében a frekvenciaváltozó mentén az előírt amplitúdójú szinuszos rezgésgerjesztést kellett alkalmazni úgy, hogy a frekvenciaváltozás sebessége 1 oktáv / perc legyen. Lökéshatások A transzformátort háromszor egymás után ismételt longitudinális, transzverzális és vertikális irányú, fél szinuszhullám alakú impulzusnak kellett kitenni úgy, hogy az impulzus alatt a gyorsulás maximuma és a lökés időtartama feleljen meg az alábbi táblázat értékeinek. A lökés iránya
Longitudinális
Transzverzális
Vertikális
A gyorsulás maximuma
30 m/s2
20 m/s2
10 m/s2
A lökés időtartama
50 ms
20 ms
20 ms
A megrendelő a fenti követelményeken túlmenően a longitudinális lökésvizsgálathoz a gyorsulás tűrésére az IEC TC9 WG21 Draft 12th Version szerinti előírást (+/- 20 % megengedett eltérés) támasztotta. A rázás- és lökéshatásokra előírt követelmények teljesítéséhez MTS (USA) tipusú, elektronikus vezérlésű, szervohidraulikus működtetésű munkahengert alkalmaztunk. Az MTS berendezés teljesítménye elegendő volt a megadott követelmények teljesítéséhez, kivéve a longitudinális impulzus követelményeit. Az 50 ms időtartamú, 30 m/s maximális gyorsulású impulzust lejtős ütköztetéssel valósítottuk meg egy speciális, változtatható, és az 50 ms-os impulzus-időtartam megvalósításához megfelelő merevségű acélrugó felhasználásával.
ELEKTROTECHNIKA
Villamos fogyasztóberendezések Az alkalmazott vizsgálati technikák — állandó amplitúdójú szinuszos rezgéskeltés elektronikus vezérlésű szervohidraulikus berendezéssel — szinuszos rezgésgerjesztés 1 oktáv/perc-es frekvenciaváltoztatással —fél szinuszhullám alakú impulzusgerjesztés elektronikus vezérlésű berendezéssel — lejtős ütköztetés szabályozható merevségű, mereven megtámasztott ütköző rugóval —véletlen peiturbációs rezgéskeltés az előirt rázás- és lökésvizsgálatok előtti és utáni állapotvizsgálatokhoz
A vizsgálati összeállítás Az 1. és 2.fényképeken látható a vizsgálati programvégrehajtásához szükséges vizsgálati összeállítás minden lényeges eleme. A vizsgálati program 10-13. és 21. pontjainak végrehajtásához szükséges munkahenger elrendezést mutatja az 1. fénykép. Ezen baloldalt a munkahenger fix báziskeretének részlete, jobboldalt a vizsgált transzformátor befogókerete látható, amihez a vízszintes tengelyű, MTS tipusú munkahenger mozgó feje kapcsolódik. A hegesztett, fekvő I-szelvényű acélszerkezetű befogókeret vízszintes gerinc lemezére felfüggesztett transzformátortest a képen takarásban van. Csupán rézkivezetései látszanak a kép jobbszélén. A transzformátortest felülről jól látható a 2. fényképen, ami a lejtős ütközéssel megvalósított, az 1. ábra szerinti longitudinális impulzus kezdeti pillanatát rögzíti. A 2. fényképen látható a teljes befogó acélkeret, a párhuzamos gerendapárból álló pályaszerkezet, amire a befogó keret henger görgőkkel támaszkodik, valamint a kép jobbszélén látható ütköző bak és az előtte álló, változtatható merevségű, kéttámaszú, konzolos acélrugó. A 2- fénykép balfelső negyedében látható a függőleges rázásés lökésvizsgálat és a függőleges állapotvizsgálat báziskeretének gerendázata és egyik oszlopa. Ebben a keretben a vízszintes gerendapár között helyezkedett el a függőleges helyzetbe átszerelt munkahenger, amivel a függőleges rázás- és lökéshatásokat előállítottuk. A gerendapárból álló pályaszerkezet a vízszintes rázáshatások és a transzverzális impulzus előállításakor vízszintes állásban, a longitudinális impulzus előállításakor 4%-os lejtős helyzetben volt rögzítve. A transzverzális vizsgálati helyzetekben a transzformátortestet fordítottuk el a befogókerettel együtt a pályaszerkezethez viszonyírva 90ü-kal. A vizsgálatok bázisszerkezete a laboratórium kb. 3000 t tömegű vasbeton szerkezetű alapteste volt.
Az elvégzett vizsgálati program 1. Transzverzális állapotvizsgálat 2. Longitudinális állapotvizsgálat 3. Vertikális állapotvizsgálat 4. Vertikális rázás 5. Vertikális állapotvizsgálat 6. Longitudinális állapotvizsgálat 7. Longitudinális rázás 8. Longitudinális állapotvizsgálat 9. Transzverzális állapotvizsgálat 10. Transzverzális rázás 11. Transzverzális állapotvizsgálat
1998. 91. évfolyam 11. szám
2. fénykép
12. Transzverzális impulzus 13. Transzverzális állapotvizsgálat 14. Longitudinális állapotvizsgálat 15. Longitudinális impulzus 16. Longitudinális állapotvizsgálat 17. Vertikális állapotvizsgálat 18. Vertikális impulzus 19. Vertikális állapotvizsgálat 20. Longitudinális állapotvizsgálat 21. Transzverzális állapotvizsgálat 22. Longitudinális állapotvizsgálat 23. Longitudinális impulzus 24. Longitudinális állapotvizsgálat gyors jlás-ldö üggiény
[ m/s 10-
r i.
-10 -20 -
V
-30 3,6
f-V.
3.7
3.8
39
t
4,1
4,2
4,3
4,4
4,5
4,6
ldÖ[S]
/. ábra. 15. Longitudinális impulzus
449
Villamos fogyasztóberendezések Illusztrációképpen hely hiányában csupán a "15. Longitudinális impulzus" általunk regisztrált gyorsulás-idő függvényét közöljük a transzformátor egyik felfüggesztési pontjára ( 1. jelű mérőhely) vonatkozóan. Az 1. ábra igazolja, hogy a közvetítő acélszerkezet az előírt követelményeknek megfelelően közvetítette a konzolos acélrugóval történt közvetlen ütközése hatását a transzformátor 1. jelű felfüggesztési pontjára.
Véletlen perturbációs mechanikai állapotvizsgálati eljárás A teherhordó szerkezetek mechanikai állapotának megváltozása mechanikai sajátosságaik megváltozásában jut kifejezésre. A véletlen perturbációs mechanikai állapotvizsgálati eljárás a prototipusvizsgálat keretében az üzemen kívüli, egyébként komplett kiépítésű transzformátor mechanikai sajátosságai, illetve e sajátosságok megváltozásának kimutatására szolgált. Rendszerszemléleti megközelítésben a szerkezeteket érő külső hálásokat a mechanikai rendszer bemeneti változóiként értelmezhetjük. Ezekre a szerkezet mechanikai sajátosságainak megfelően alakjának megváltozásával, benne belső erőket ébresztő deformációkkal válaszol. A válaszok jellemzői a rendszer kimeneti változói. Nyugalmi helyzetéből kimozdított, magára hagyott mechanikai rendszer viselkedése tükrözi a rendszer inherens sajátosságait. Ezen az alapon úgynevezett "rendszerjellemző függvények" értelmezhetők. Ilyen függvény például a h(t) "súlyfüggvény", ami lineáris rendszer esetében a rendszer végtelen intenzitású egységimpulzusnyi gerjesztésre adott válaszaként értelmezhető. A rendszerjellemző függvény ismerete itt azt jelenti, hogy bármely "bemeneti" g(t) gerjesztő hatásra egyértelműen meghatározható a lineáris rendszer kimeneti változójának, a rendszer válaszának (t) időfüggvénye az alábbi séma szerint. s(0
RENDSZER
szoftverében "Frequency Response Hl ( Signal x, Signal z) - Input (Magnitude)" megjelöléssel megjelenített amplitúdóátviteli karakterisztikát alkalmaztuk. Itt Signal z a referenciajel, Signal x a válaszjel. A karakterisztika erre a gerjesztés-válasz viszonylatra érvényes. Az állapotvgizsgálat jelanalízisét egyszerre 12 csatornára a "PULSE, the Multi-Analyzer System Type 3560" mérésadatgyűjtő- és feldolgozóberendezéssel végeztük el. A részletes vizsgálati követelmények 10 mérőhelyre írták elő a transzformátor megjelölt pontjaiban a gyorsulás mérését. Az állapotvizsgálathoz a véletlen gerjesztést a 0 Hz-től 50 Hz-ig tartó frekvenciasávban 250 kN terhel-hetőségű MTS (USA) tipusú elektronikus vezérlésű, szervohidraulikus vizsgálóberendezés szolgáltatta. A 2. és 3. ábrákon példaképpen közöljük a 6. jelű mérőhelynek az első (2.) és utolsó (24.) longitudinális állaporvizsgálatok mérési eredményeiből származtatott amplitudóátviteli karakterisztikáit az 1. jelű mérőhelyre, mint referenciahelyre vonatkoztatva. A 6. jelű mérőhely (Signal 6) a transzformátorház egyik oldal lemezének függőleges szimmetriatengelyén, az oldallemez alsó éle mentén, az 1. jelű mérőhely (Signal 1) a transzformátor egyik felfüggesztési pontjában volt kijelölve. ["Frequency Response Hl ( Signal 6, Signal 1)"|
v(t)
h(t)
A h(t) rendszerjellemző függvény frekvencia-tartománybeii ekvivalense a H(o>) átviteli karakterisztika. Ez komplex függvény a h(t) időfüggvény Fourier-transzformáltja. Lineáris kapcsolatot reprezentál a g(t) gerjesztési és v(t) válasz-időfüggvények Fourier-transzformáltjai, G((o) és V(a>) között a következőképpen: K(«>) = H((o) * G(o>) Állapotvizsgálati céllal kézenfekvő lenne a valóságos szerkezetek jellegzetes h(t) súly függvényeinek vizsgálati úton történő meghatározása. Technikai okból és egyéb megfontolásokból az időtartományban értelmezett h(t) és a frekvenciatartományban értelmezett H(a>) ekvivalenciája alapján a véletlen perturbációs állapotvizsgálati eljárásban a H(a>) mérésekkel történő meghatározásának útját járjuk. Megfelelően kicsiny mértékű gerjesztés esetén a rendszer lineáris viselkedésének feltételezése jogos lehet. Ez minden gyakorlati esetben külön megfontolást igényel. A mozdony transzfonná tor prototípus-vizsgálata során alkalmazott véletlen perturbációs állapotvizsgálati eljárásban a transzformátor különböző vizsgálati stádiumaiban értelmezett mechanikai állapotának jellemzésére a H(a>) függvény abszolút értékét megadó, a dán Brüel & Kjaer cég PULSE jelfeldolgozó
450
2Ö 30 frekvencia [ Hz ] 3. ábra. 24. Longitudinális állapotvizsgálat
A két ábráról leolvasható az 1. jelű referenciahely és a 6. jelű mérőhely vonatkozásában értelmezett gyorsul ásamplitudó átviteli karakterisztika megváltozása a 2. és 24. jelű állapotvizsgálatok között lejátszódott mechanikai vizsgálati program hatásai következtében.
A mechanikai és elektromos vizsgálatsorozat eredménye A gyártó Ganz Ansaldo Villamossági Rt. hozzájárulásával közöljük, hogy a cikkben ismertetett mechanikai vizsgálatok és az azokat megelőző és követő elektromos ellenőrző mérések, továbbá a transzfonná torház, valamint az aktív részek kiemeléses szemrevételezése alapján megállapítást nyert, hogy a prototipus ellenállt az előírt igénybevételeknek. Ennek alapján a konstrukció sorozatgyártásra alkalmas. A sorozatgyártás jelenleg is folyik. ELEKTROTECHNIKA
Villamos fogyasztóberendezések
A törpefeszültség új szabályai Kádár Aba
Az Érintésvédelmi Munkabizottság a törpefeszültségek alkalmazásának az új (európai szabványok és harmonizált dokumentumok által előírt és nálunk is átvett vagy a közeljövőben átveendő) szabályait tárgyalta az 1998. június 3-i ülésén. (Az ülésről az Elektrotechnika 9. száma adott tájékoztatást.) Ezek a szabályok jóval bonyolultabbak, mint az MSZ 172-1 jelenleg érvényes — és általunk megszokott —- előírásai. Az új szabályok szerint a törpe feszültség a közvetett (és egyes esetekben a közvetlen) érintés elleni védelem olyan megoldása, amelynél a villamos rendszer táplálása egy meghatározott Í/L „limitfeszültség" ~né\ (határfeszültségnél) nem nagyobb névleges feszültséggel történik, s megfelelő biztonsági intézkedésekkel gondoskodnak arról, hogy sem a rendszer üzemi vezetői közölt, sem a rendszer vezetői és a föld között nem léphet fel — még egy hiba bekövetkezte esetén sem ennél lényegesen nagyobb (a tűréshatárt meghaladó) feszültség. Ha csupán közvetett érintés elleni védelemről (az általunk megszokott régi elnevezéssel: érintésvédelemről) van szó, akkor ennek a limitfeszültségnek az értéke váltakozó áramú táplálásnál általában 50 V, bizonyos különlegesen veszélyes körülmények esetén ennek a fele (25 V), vagy a negyede (12 V). Egyenáramú (legfeljebb 10%-os hullámosságú) táplálásnál az alapérték 120 V, ennek a fele 60, negyede 30 V. Közvetlen érintés elleni védelemnél (amikor tehát csupasz, közvetlenül megérinthető feszültség alatti részek érintését is ezzel a megoldással kívánják biztonságossá tenni) a felsorolt értékeknek a leiével kell számolni, tehát váltakozó áramú táplálásnál 25, 12 és 6 V, egyenáramú táplálásnál 60, 30 és 15 V a megengedett érték. Ezek az értékek nem biológiai határértékek. A szabványok szerint a névleges feszültségre vonatkoznak, tehát a hálózati feszültségingadozások következtében 10%-kal túlléphetŐk. Ezek továbbra is csak megállapodásos határértékek; a gyakorlatban szinte soha nem találkozunk 50 V névleges feszültséggel (általában 42 V, egyes — főként információátviteli — berendezésekben 48 V névleges feszültség a szokásos). A mai gyakorlatban nélkülözhetetlen, hogy a törpefeszültség idegen nyelvű elnevezéseit és nemzetközi betűjeleit is ismerjük. Németül ennek neve Kleinspannung (amit az ebben a szakmában nem járatos fordítók igen gyakran szó szerinti „tükörfordítással" tévesen kisfeszültségnek fordítanak), angolul extra-low voltage (rövidítve ELV) a nemzetközi (és európai) szabványos elnevezésre. Ha a törpefeszültségű rendszer földeletlen, akkor SELV (salety extra-low voltage = biztonsági törpefeszültség), ha
Kádár Aba okl. gépészmérnök, a MEE tagja
1998. 91. évfolyam 11. szám
közvetlenül földelt, akkor PELV (protective extra-low voltage = védelmi törpefeszültség) a nemzetközi szabványos elnevezés (ezeket mi eddig közösen „érintésvédelmi törpe feszültségének neveztük); ha pedig a tápláló törpefeszültség a nagyobb feszültségű rendszer áthatolása ellen nincs az előírásoknak megfelelően védve (ott, ahol nem biztonsági, hanem csupán üzemi okokból választották a feszültséget ilyen kis értékűre), akkor FELV (functional extra-low voltage = üzemi törpefeszültség) ennek megjelölése. A felügyelet nélkül használható gyermekjátékokban nem csak azért 25 V, ül. 60 V feszültség a határ, mert pl. a játekvasutak sínén keresztül az aktív részek közvetlenül is megérinthetők, de azért is, mert a gyerekek hajlamosak játékaikat széttörni, szétbontani, s ez után közvetlenül érintkezhetnek a feszültség alatti részekkel (tehát a törpefeszültség alkalmazása itt minden esetben közvetlen érintés elleni védelemnek minősül). Az MSZ 1600-1 jelenlegi szabályai a fémtartály-, hordóvagy kannavilágító, továbbá a sütőkemencékhez használt hordozható lámpák feszültségét 25 V-ra korlátozzák, de e célra megengedik az üzemi törpefeszültségű (FELV) táplálást is. A munkagépekkel egyidejűén érinthető (tehát nem csupán a gépre szerelt, hanem onnan elérhető) lámpatestek feszültségét e szabvány (itt megadott értékek helyett) az MSZ 2100 előírásaira utalva korlátozza. Annak idején az izzólámpás világítás esetén érintésvédelmi (SELV vagy PELV) vagy földelt rendszerű üzemi törpefeszültséget, fénycsöves világítás esetén 250 V-ot jelentett, de szerszám nélkül cserélhető fénycsöves világítótestben ez megkövetelte a?,elválasztó transzformátorról való táplálást is. Jelenleg e helyett az MSZ EN 60204-1:1995 előírásai érvényesek, amelyek az 50 V feszültséghatárt csupán ajánlják, de csak a 250 V-os határt teszik kötelezővé. Ezzel az enyhítéssel szemben viszont általában mindenüvé kötelezővé teszik a kizárólag ezt a világítást ellátó elválasztó transzformátor (nem a védőelválasztás!) alkalmazását. (Kivétel a 3 kW-nál kisebb Összteljesítményű gép, amelynél a hálózati feszültség közvetlenül is használható, valamint bármilyen teljesítményű gép egy külön, önálló túláramvédelemmel ellátott belső áramköréről táplált — tehát a gép főkapcsolójának kikapcsolásával a hálózatról leválasztott — világítás). A nedves helyeken alkalmazható hordozható kézilámpák feszültségét az MSZ 1600-4 szerint csak valamilyen törpefeszültségűek lehetnek, de minden további feszültség- vagy egyéb korlátozás nélkül. Fürdőkádban az MSZ 1600-3 szerint csak legfeljebb 12 Vos, kifejezetten e célra készült villamos szerkezetet szabad használni. Ez lényegében megegyezik az európai szabványok fürdőszobákra és uszodákra vonatkozó előírásaival (amelyek a
451
Villamos fogyasztóberendezések 12 V-ot csak íi váltakozó áramú szerkezetekre követelik meg, s egyenáram esetén c helyett 30 V-ot is megengednek). A háziállatok általában az embereknél is érzékenyebbek az áramütésre, ezért korábban az istállókra vonatkozó MSZ 1600-10 a törpe feszültség alkalmazása esetén (ami akkor sem volt kötelező) csak 24 V-os névleges feszültséget engedett meg. Ma ez kötelező előírás helyett csupán megfontolandó ajánlás. Ajelcnlegi szabványok szerint azonban azoknál afodrászati, kozmetikai vagy szakképesítés nélkül is kezelhető gyógyászati készülékeknél, amelyek az érintésvédelem módja törpefeszültség, továbbra is kizárólag 25 V-iíSl nem nagyobb feszültség használható. (Az egészségügyi létesítményekben és a csak szakképesítéssel kezelhető gyógyászati készülékeknél a törpefeszültség általánosan nem elfogadott érintésvédelmi mód. Itt az egyes gyógyászati készülékfajtákra mondják ki a termékszabványok, hogy ezen készülékeknek — az emberi testbe bevezetett, vagy azzal közvetlenül érintkező — mely részein kell az „anyakészüléken" belül előállított, ott meghatározott ériekre korlátozott feszültséget alkalmazni; s e részek testeit is „flottant" — „lebegő" — potenciálra helyezve nem csupán a földtől, de az „anyakészülék" testétől, illetve burkolatától is elszigetelni.) ASELVéa a PELVrendszereket táplálhatjuk a kisfeszültségű hálózattól független akkumulátortelepekről, napelemekről, molorhajtású törpefeszültségű generátorokról, vagy a kisfeszültségű hálózatról táplált biztonsági transzformátorokról, biztonsági (elektronikus) tápegységekről. Ezek olyan kialakításúak, amelyekben gyakorlatilag kizárt a primer és szekunder részek közötti zárlat. E kialakításnak pontosan meghatározott szabványos követelményei vannak, amelyek teljesítését azonban egyszerű megszemléléssel nem lehetne ellenőrizni, ezért csak olyan transzformátorok, tápegységek tekinthetők biztonsági kivitelűnek, amelyek el vannak látva az /., illetve 2. ábra szerinti jelöléssel. (Korábban a védőelválasztó transzformátorokat is biztonsági transzformátornak neveztük, ma azonban az átütést kizáró kivitelű transzformátorok közül is — a nemzetközi előírásoknak megfelelően — csupán a törpefeszültséget előállítókat nevezzük így. Az ennél nagyobb szekunder feszültségű — de ezekkel azonos kivitelű és áthatolás elleni biztonságú — transzformátorok szabványos elnevezése „elválasztó transzformátor'', és jelölésük a 3. ábra szerinti, pajzs nélküli jel.) De miért kell a biztonsági tápegységekre külön jelölést rendszeresíteni, hiszen ezekbe is be van építve egy elválasztó transzformátor? Egyrészt azért, mert mindez egy közös burkolatban van, amelynek adattáblájára (vagy külső felületére) már nem lenne a transzformátor jele feltehető. Másrészt azért, mert az egyenáramú oldal feszültsége 50 V-nál nagyobb is lehet, tehát a beépített transzformátor gyakran nem biztonsági, hanem elválasztó transzformátor. Továbbá mindezeken felül a PELV (tehát töldclt rendszerű) törpefeszültségű áramköröket tápláló biztonsági lápegységekre a szabvány azt is megengedi, hogy belső zárlat következtében a kimeneti kapcsaikon akár a törpefeszültségűéi nagyobb feszültség is fellépjen, ha ez közvetlen vagy közvetett érintés esetén rövid idő (a szekunder feszültség függvényében 0,2—0,4 s) alatt — esetleg csak az érintés következtében — e határ alá csökken. AS£LVés PELV rendszerek vezetőit — az eddigi előírásokkal azonosan a megerősített szigeteléssel egyenértékűen kell 452
/. ábra. Biztonsági (törpefeszültségű) transzformátor jelölése
2. ábra. Biztonsági (törpefeszültségű) tápegység jelölése
3. ábra. Elválasztó (nem törpefeszültségű) transzformátor jelölése
elválasztani a nagyobb feszültségű rendszerektől mindazon helyeken, ahol ezek között zárlat egyáltalán elképzelhető (nincsenek helyileg is egymástól távol). Erre különösen a reléknél és más olyan készülékeknél kell ügyelni amelyek egyes áramkörei (tekercsei, érintkezői) törpefeszültségű, mások kisfeszültségű áramkörökhöz csatlakoznak. A különböző feszültségű áramkörök azonban közös — sokerű — vezetékekben, vezetékcsoportokban is vezethetők, ha minden ér (tehát a törpefeszültségű erek ist) a sokerű vezetékben (vezetékcsoportban) előforduló legnagyobb feszültségnek megfelelően van szigetelve. Újdonság az előírásokban, hogy ezek az elkülönítési szabályok ezentúl nem csak a kis- és törpefeszültségű vezetékek között, de a SELV és PELV rendszereknél egymás között, továbbá ezeknek a FELV rendszerektől való elválasztására is érvényesek! A közvetett érintés elleni védelemként (érintésvédelemként) való alkalmazhatóság tekintetében sem a jelenlegi MSZ 172-1:1986, sem a későbbiekben az (európai harmonizált szabványok átvételével készült) MSZ 2364-410 nem tesz különbséget a SELV és a PELV között.(Tárgyalás alatt vannak ugyan az IEC-ben olyan javaslatok, amelyek a rögzített bekötcsű kézi és hasonló lámpatestek, valamint a törpefeszültségű halogén izzólámpák táplálásából a PELV megoldást ki akarják tiltan. A kifejezetten vezetőanyagú környezetekre (pl. fémkonténcrek belsejére) vonatkozó IEC 364-7-706 semmilyen itteni alkalmazásra már most sem engedi meg a PELV használatát.) Az új szabvány szerint azonban alapvető különbség a SELV és PELV rendszerek alkalmazási módja között, hogy a SELV (tehát a földeletelen) rendszerekről táplált készülékek testét nem csak földelni, védővezetővel összekötni tilos, de egyenpotenciálra hozni is kizárólag olyan idegen (tehát nem villamos szerkezethez tartozó!) fémrészekkel (pl. vasszerkezeti tartóval, vízvezetéki csővel) szabad, amelyeknél biztosítva van, hogy más áramkörök hibája esetén sem léphet fel itt a törpefe szültségnél nagyobb érintési feszültség. (Az általunk is átveendő nemzetközi, „harmonizált" szabvány — MSZ 2364-410 — ki nem mondott elképzelése az, hogy SELV törpe feszültséget a kifejezetten olyan helyeken — pl. úszómedencéknél — alkalmaznak, ahol a törpe feszült ségnél nagyobb érintési feszültség megjelenése még a legrövidebb kikapcsolási időre sem engedhető meg. Ezért semmiképpen nem engedi meg azt, hogy az így védett készülékek testére a védővezetőn át valahonnan máshonnan egy másik hely — az ittenitől esetleg eltérő — földpotenciálját vezessék rá.) Ebből következően a SELV áramkörök dugós csatlakozói sem tartalmazhatnak védőérintkezőt. A PELV áramkörökről táplált villamos szerkezetek testei földclhetők, védővezetővel összeköthet ők, egyenpotenciálra ELEKTROTECHNIKA
Villamos fogyasztóberendezések hozhatók, ezért — az új szabvány szerint — ezek dugós csatlakozóiban is lehet (nem kötelező!) védőérintkező. (A jelenleg hatályos MSZ 172-1:1986 szerint ez nem volt megengedve.) Ennek az alapelvnek megfelelően a kisfeszültségről táplált gépek, gépcsoportok törpefeszültségű áramköreire (pl. szerszámgépek vezérlő berendezései, amelyekre gépen belül az MSZ 172-1 elvben korábban sem volt érvényes) az ezekre vonatkozó (és ma már kötelező) MSZ EN 60204-1:1995 már meg sem emlékezik SELV áramkörökről. (Igaz, hogy ez a szabvány csupán a közvetlen érintés elleni védelem céljára alkalmazott törpefeszültségről intézkedik, a kizárólag közvetett érintés elleni védelemre — érintésvédelemre — alkalmazottról egyáltalán nem.) Érdekes az is, hogy ez a szabvány a PELV áramkörök dugós csatlakozóinál megengedi (de nem teszi kötelezővé!) az olyan megoldást is, hogy az áramforrás felől legyen a (csapos részt tartalmazó) dugó, és a fogyasztó felől legyen a (hüvelyes részt tartalmazó) aljzat. Eddig is előírás volt, hogy a törpefeszültségű és a kisfeszültségű áramkörök dugós csatlakozói egymással ne legyenek összetéveszthetők vagy felcserélhelők, az új előírások ezt a tiltást kiterjesztik a SELV, PELV és FELV áramkörök egymás közti összetévesztésére és felcserélhetőségére is. A közvetlen érintés elleni védelemre a jelenleg hatályos MSZ 1600 sorozat (és a már nem hatályos MSZ 2100 sorozat) nem tett különbséget a SELV és a PELV alkalmazhatósága között. Általános esetben erre eddig is, és ez után is váltakozó áram esetén a 25 V-n ál, egyenáram esetén 60 V-nál nem nagyobb feszültségű SELV vagy />££, Váramkörrel való táplálás tekinthető megfelelőnek (a FELV áramkörrel való táplálás semmiképpen nem!); de a PELV áramkörök esetén erre az új szabvány további megszorításokat is kiköt. E szerint a (földelt rendszerű) PELV áramkörökkel való táplálás csak akkor tekinthető közvetlen érintés elleni védelemnek is, ha azt olyan épületben alkalmazzák, amelyben az egyidejűén érinthető testek és idegen vezetőképes részek ugyanahhoz a földelési rendszerhez csatlakoznak (ki van építve az EPH). Ezen túlmenően: ha a helyiség nem száraz, vagy ha az ember teste várhatóan nagy felületen is érintkezhet aktív (tehát a törpefeszültségű rendszer üzemi feszültség alatt álló) részeivel, akkor a PELV névleges feszültsége váltakozó áram eseten 6, egyanáram esetén 15 V-ot nem haladhatja meg. (Az lEC-ben most tárgyalnak olyan javaslatot, amely nem száraz helyiségben és szabadtéren való alkalmazás esetén is eltekintene a 6, illetve 15 V-os feszültséghatártól, ha az adott helyen az egyidejűén érinthető testek és idegen fémszerkezetek egymással EPH-vezetŐen keresztül össze vannak kötve.)
szerkezetek testének a földtől való elszigetelése gyakorlatilag nem valósítható meg, míg általános esetben viszont igen.) Itt az ezekre vonatkozó MSZ EN 60204-1:1995 a közvetlen érintés elleni védelem céljára használt PELV feszültségét sem korlátozza 25 (illetve egyenáram esetén 60) V alá, de ehhez feltételül szabja, hogy a testzárlati áram ne legyen váltakozó áram esetén 1, egyenáram esetén 0,2 A-nél, az érinthető aktív rész felülete pedig 80 mm2-nél nagyobb. (A száraz, belső téri környezet itt is feltétel.) A FELV rendszereknek (amelyek nem biztonsági, hanem kizárólag üzemi előnyök kihasználása érdekében létesülnek) sem a táplálásáról, sem a vezetékeinek elkülönítéséről nincs külön előírás. Az ezekről táplált villamos szerkezetek érintésvédelméről azonban gondoskodni kell, még pedig olyan módon, hogy ezek testét összekötik a FELV rendszert tápláló (kisfeszültségű) áramkör védővezetőjével. (Ez a megoldás azt sem zárja ki, hogy a törpefeszültségű rendszer valamely vezetőjét összekössék ugyanezzxl a vezetővel, s így a törpefeszültségű rendszeren gyakorlatilag nullázás alakuljon ki, anélkül, hogy ennek hurokellenállás-értékét ellenőrizték volna.) A törpefeszültségű rendszer így kialakuló védővezetőjének keresztmetszetét úgy kell megválasztani, hogy az mind a kisfeszültségű, mind a törpefeszültségű rendszerek fázisvezetőjének megfeleljen (16 mm alatt azzal azonos, a felelt annak legalább fele legyen). További méretezésre (hurokellenállás vagy földelési ellenállás megengedett értékének számítására) nincs előírás. Közvetlen érintés elleni védelemre a FELV nem alkalmas. Ennek megfelelően a ma gyakori (6 V-nál nagyobb feszültségű) törpefeszültségű halogén izzólámpásvilágítás csak abban az esetben szerelhető csupasz vezetékkel, ha a táplálás SELV rendszerrel, tehát annak előírásai szerint történik. (Az IEC-bcn tárgyalás alatt van egy olyan javaslat, amely a SELV rendszer alkalmazását a szigetelt vezetékekkel szerelt törpefeszültségű halogén izzólámpák táplálására is előírná.) A törpefeszültségű villamos szerkezeteket III. érintésvédelmi osztályúnak nevezik (jelölésüket 1. a 4. ábrán). Ha szigeteltek, akkor szigetelésüknek legalább 500 V-ot tartósan ki kell bírniok. E szerkezeteknek nem csupán a betáplálása törpefeszültségű, de e szerkezeteken belül sem lehet a törpefeszültségnél (pl. a készüléken belüli transzformátorral előállított) nagyobb feszültség. Ezek érintésvédelmc csak akkor tekinthe4. ábra. NI. év. oszt. (törpefeszültségű) tő megoldottnak, ha táplálásuk SELV villamos szerkezet vagy PELV rendszerről történik.
Érdekes tehát, hogy a gépeknél, gépcsoportoknál a PELV, másutt a közvetlen érintés elleni védelemre a SELV rendszert helyezi előtérbe a nemzetközi szabvány. (Ennek oka valószínűleg az, hogy a gépeknél és gépcsoportoknál a törpefeszültségű
Információ: Az 1998/10. számban megjelent Pelei Imre: A debreceni Déri Múzeum Munkácsy Termének világításáról I. rész című cikk II. részét az 1998/12. számban közöljük
1998. 91. évfolyam 11. szám
jelölése
453
IAIS (Intelligent Air Insulated Substation) az intelligens hagyományos légszigetelésű alállomás koncepciója Az IAIS rendszerre alapozott alállomásokat a kis helyigény, alacsony karbantartási szükséglet, a magasszintű üzemeltethetőség és a megbízhatóság jellemzi. További jellemzője a magasszintü tervezői, mérnöki közreműködés és a lerövidített helyszíni szerelési időigény. Az IAIS lelke a nagysebességű "Folyamatirányító adatbusz (Process bus)", amely a kapcsolóberendezés primer elemei és az irányítástechnikai egység között tartja a kapcsolatot A koncepció fejlesztésének igénye a piaci deregulációhoz való alkalmazkodás, a villamos iparnak a megváltozott igényeinek a kielégítése volt. A villamos ipar a privatizáció eredményeként átalakuláson megy keresztül. Csökken az állami szabályzás mértéke, amely meghatározza az új készülékek beszerzési stratégiáját is. Új szempontok szerint kell a készülékgyártóknak megfelelni az üzemeltetés igényeinek, a környezetvédelemi előírások, a megbízhatóság és karbantarthatóság elveinek. A változó feltételeknek megfelelés igényével az ABB az IAIS kifejlesztésével válaszolt. Ezen koncepció kompakt alállomási megoldásokat kínál 110-550 kV között szabadtéri elrendezéssel. Az IAIS koncepció az ABB több együttműködő cégének, a svédországi ABB Substation, ABB Switchgear, ABB Network Partner, ABB Power System, valamint az ABB Transformers eredményeként született. A koncepció lelke a nagysebességű "Process bus", amely biztosítja a kapcsolóberendezés primer elemei és az irányítástechnika közötti kommunikációt oda-vissza. A nagyfeszültségű kapcsolóberendezés újabb feladatot is ellát, kiegészítő elemeivel digitális jelképzést biztosít. A berendezés sajátmaga felügyelésére is alkalmas. Az IAIS koncepció több lényeges előnnyel rendelkezik a hagyományos alállomásokkal szemben: Helyigénye 30-50%-kal kisebb az összevont kapcsolóberendezési feladatok és az alkalmazott kisebb helyigényű áramváltóknak köszönhetően (1. ábra). Mivel kisebb számú hagyományos elvű szakaszoló kerül beépítésre, kevesebb építészeti alap, mechanikai tartószerkezet és kevesebb primer kötés, csatlakozás szükséges. Természetesen a szabványos szigeteléstechnikai előírások így is betartásra kerülnek (2. ábra). A karbantartási munkák száma csökken, csak indokolt műszaki okok esetén és nem előzetes ütemezés szerint kell őket elvégezni. A numerikus technológia biztosítja a folyamatos megbízható üzemeltetést és a rendszer felügyeletét, önellenőrzését, a kapcsolóberendezés elemeitől az "Adatátviteli Process bus"-on át a vezérlőmodulokon keresztül az alállomási vezérlőrendszer számítógépéhez. A nagyfeszültségű primerkötések száma 50%-kal csökken.
2. ábra. Az IAIS koncepció lecsökkenti a hely és készülékalap igényét egy alállomásnak. A képen hárommezős 145 kV-os kapcsolóberendezés került ábrázolásra.
A vezérlőkábelek hossza 85%-kal csökkenthető. Mindezek, valamint az, hogy a szakaszoló elemek karbantartási igénye drasztikusan lecsökken, jóval alacsonyabb üzemeltetési és karbantartási költségeket eredményez. Az üzembentarthatóság foka megnövekedett a műszaki paraméterek trendjeinek folyamatos figyelésével. Ez csökkenti a veszélyét az előre nem látható üzemzavarok felléptének. A meghibásodott egység cseréje egyszerű, gyors — így csökkenti az üzemzavar idejét. A numerikus technológia a berendezés saját maga felügyelete szükségtelenné teszi a védelmi készülékek rendszeres ellenőrzését. Számitások igazolják, hogy egy egygyűjtösínes alállomás esetén akár tizedére is csökkenhet az üzemkiesési idő. A telepítése a hagyományos berendezésnél egyszerűbb, gyorsabb. A készülékcsoportok összeszerelésük előtt tesztelésre kerülnek. A helyszíni szerelés, felállítás, üzembe helyezés ideje a hagyományos technológiánál alacsonyabb. A szekunder jelzővezérlő kábelek szerelési ideje 85%-kal kevesebb. A kompakt elrendezési mód ellenére nőtt a biztonság. A biztonsági előírásoknak legalább annyira megfelel, mint a hagyományos elrendezés. Ezen technikai újítások rövidítik azt az időt, amit a kezelő személyzetnek egy állomáson kell töltenie. A vezérlőkábel réz vezetőinek optikai szállal való felváltásával csökken a szekunderköri zárlatok veszélye, illetve gyakorlatilag megszűnik a lehetősége egy tűz tovaterjedésének a szekunder kábelezésen. Hagyományos 1 A-es és 5 A-es áramváltókra nincs többé szükség. Mindezek együttesen növelik a személyi biztonságot az a 1 állomáson.
IAIS — Teljesség, integráltság, koordináltság Nagysebességű adatátviteli "Process bus" adat- és jelátvitelre
/. ábra. 420 kV-os másfé! megszakítós, hagyományos gyűjtősines megoldás összeliasonlitása ugyanannak az IAIS koncepció szerinti megoldásával. A második megoldás szerint sokkal kevesebb elemre van szükség
454
A redundáns kommunikáció digitálisan egy optikai szálon át történik az adatátviteli "Process bus " felé (3. ábra). A jelek digitalizálása már az előtt megtörténik, mielőtt a jel a primer készüléket elhagyja. A mérés, a védelem és az állomásvezérlésjelei mind a "Process bus "-ra futnak be. A fő készülékek kimeneti állapota minden esetben egy félvezetős kapcsolón képződik le, amely folyamatos önellenőrzéssel rendelkezik. Üzembe helyezés ide-
ELEKTROTECHNIKA
Hemoto communicaSon
I-
Mol>loacces$
Gateway
= J
StaUonbus Control/pfotöclion
Control/proteciion torminjl
lO'llTVli
nexlba/
Power ptocess highway
3. ábra. A process busz szállítja az összes információt a primer készülékek és a vezérlőrendszer közölt Redundáns rendszer kettős busszal is kialakítható. 0/77* Optikai jelátalakító; PISA Érzékelő és működtető folyamatirányító interface jén a teljes rendszer egy külön szoftver segítségével ellenőrzésre kerül, amely ellenőrzi az adatátviteli "Process bus"-ról érkező kijövő és az aktuális oda beérkező jeleket. Ez teszi lehetővé az ellenőrzését minden egyes funkciónak és a tűrések betartásának. A teljes rendszer saját felügyelete folyamatos. Minden zavar rögzítésre valamint kijelzésre kerül. A szükségszerinti karbantartás elve kerül alkalmazásra, ami azt jelenti, hogy csak figyelmeztető előjelzés, helytelen paraméterek vagy a berendezés külön jelzése esetén van szükség karbantartásra.
Alkalmazható az új állomásokon kívül a régi állomási rendszerek korszerűsítésére is. Az LTB kompakt kapcsolómodul (110245 kV) tartalmaz egy háromfázisú, kikocsizható LTB megszakítót (5. ábra). Minden egyes fázis két mozgó és két álló, karbantartásmentes érintkezővel rendelkezik. A szakaszolás feladatát szabványos szakaszoló működtető mechanizmus végzi, amely szétválasztja a mozgó és álló érintkezőket a kocsira szerelt megszakító sinen való mozgatásával. A típusvizsgálatokat a teljes modulra végezték el. A nemzetközi szabványokban a szakaszolóra és a megszakítóra előírt mechanikai és villamos vizsgálatok elvégzésre kerültek, azoknak sikeresen megfeleltek. Az LTB kompakt modulokon a karbantartás elvégezhető a gyűjtősinnek az üzemen kívül helyezése nélkül is. Az álló érintkezők nem igényelnek karbantartást. Helyi javításokra nincs szükség, mivel a meghibásodott
A rendszer követelményeinek megfelelő kapcsolóelemek
A hagyományos állomások külön kapcsolóelemekből és vezérlőrendszeri elemekből állnak, amelyek nem mindig illeszkednek egymáshoz tökéletesen. Ezek jobb illesztéséhez további készülékek, készülékalapok, nagyfeszültségű kötési pontok, vezérlőrendszeri kábelek, relék beépítése szükséges. Ezek elhelyezésére további hely szükséges. További hátrányt okoz a gyüjtősinrendszer ezen elrendezéséhez való illesztése. Az IA1S koncepció alapja az egygyüjtősines kialakítás és a motorosán kocsizható kapcsoló (megszakító) moduloknak mint szakaszolóknak az alkalmazása. Ahol csak lehet, ott modem áramés feszültségérzékelök kerülnek beépítésre a nagyfeszültségű berendezésekben. Ezen mérőváltók jelentősen csökkentik a készülékek helyigényét. A szakaszolónak, mint készüléknek szerepe nagy mértékben módosul. A primer elrendezés alapelve, hogy a szakaszoló gyakorlatilag több mint 30 éves időtartamra karbantartásmentes legyen. Ahol csak lehetséges, a szakaszoló egybeépített elemként működik a kapcsolómodulban együtt a megszakítóval és más készülékekkel, így karbantartásra is együtt emelhetők ki a rendszerből. A feszültségérzékelő és áramérzékelő kiforrott inérési elven működik, társítva a jel- és adatátvitel egy továbbfejlesztett módjával. Az áramérzékelő vagy a nagyfeszültségű csatlakozóelemekre vagy a megszakítóra van ráépítve. A megszakító tetszésszerinti oldalára felszerelhetőek az áramérzékelők. A feszültségérzékelök gyakran a földelőkapcsolóval vannak összeépítve. Kombinált áram- és feszültségérzékelök szintén alkalmazhatók teljesítménymérő modulok kialakítására.
4. ábra. LTB kompakt kapcsolómodul a inegszakító működtető mechanizmusával, és a helyi vezérlő- és kommunikációs egységgel vagy a karbantartandó modulok egyszerűen cserélhetőek. A rendelkezésre állása a kompakt egységnek így magasabb, mint a hasonló vagy ugyanazon elemekből felépülő konfigurációknak. A HPL kompakt kapcsolómodul 275-500 kV üzemi feszültségre készül. Az egység tartalmaz egy HPL tip. megszakítót, egy pantográf szakaszolót, valamint mindkét oldalán a megszakítónak
Kompakt kapcsolómodul felügyeleti és bus kommunikációs funkciókkal Az új nagyfeszültségű kapcsolókészülékek a bevált készülékek legújabb továbbfejlesztésein alapulnak egygyüjtősines elrendezésre adaptálva. Az állásjelzéseknek a "Process bus"-ra juttatása a "PISA" kommunikációs rendszeren keresztül történik (4. ábra).
1998. 91. évfolyam 11. szám
5. ábra. !30kV-os mező kikocsizható L.TB kompakt kapcsolómodullal
455
^ '.'/ Jí
6. ábra. MPI, kompakt 420 kV-os kapcsolómodul
egy-egy földelőszakaszotót (6. ábra). Az áramérzéke [ők közvetlenül a megszakító pólusok mindkét oldalára kerültek felszerelésre. A kompakt egység minden eleme jól kipróbált készülék. Karbantartási céllal a modult egyszerűen a megszakítóvá] ki kell kapcsolni és nyitni a szakaszolókat. A munkák akár helyben, akár műhelyben is elvégezhetőek. A karbantartás idejére akár egy cseremodul is beépílhctő.Egy mező háromfázisú modulja kevesebb mini 8 óra alatt lecserélhető. A szakaszoló kapcsolási feladatai nem minden esetben oldhatóak meg a megszakító kikocsizásával. Ezért az ABB kifejlesztette
az LTDS-kompakt gázszigetelésű szakaszolóit 110245 kV-ra (7. ábra). Ez különösen alkalmas olyan felhasználási területeken, ahol nagy üzembiztonság, hosszú élettartam és a kompakt jelleg a követelmény. Az LTDS szakaszolók előnyei a következők: —Ellenőrzést csak 15 évente kell végezni. —Áttérés magasabb névleges áramcrtckekre biztosított az üzem megnövekedett igényeinek megfelelően. —A helyigény minimalizált. —A szakaszoló mint támszigetelő is működik. A földelőszakaszolók H. ábra. A földelőszakaszoló a 145 kV-os kialakítása biztosítja, feszültségváltóra van felszerelve hogy a kezelő nincs veszélynek kitéve hibás működtetés esetén sem. A 110-550 kV-os tartományban egy egész sorozat földelőkapcsoló biztosítja az alállomáson belüli tetszésszerinti felszerelés lehetőségét (8. ábra). Nincs szükség semmilyen további építészeti tartószerkezet kiépítésére.
Megbízható öndiagnózis A nagyfokú megbízhatóság egyrészt a magasszintű tervezéssel és gyártási színvonallal, másrészt a berendezés önellenőrzési funkciójával biztosítható, amely a kialakuló hibák megelőzését biztosítja. Ennek eléréséhez az új kapcsolóberendezés elektromechanikus öndiagnózisa a megfelelő eszköz. A berendezés nemcsak a mért jellemzők abszolút értékeit és a kialakuló trendeket adja meg, de a kezelőszemélyzet számára a karbantartási munkák ideális időpontját is megadja. A hibakeresést (a hibahelyek bemérését, meghatározását, a hibák analízisét) akár a központi vezérlőből vagy egy számítógép és egy telefon segítségével is el lehet végezni. A kezelő- és karbantartószemélyzet így az idejében elvégzett beavatkozásával csökkenteni tudja a megelőző karbantartási és javítási munkáinak a számát. A kapcsolóelemek működtetőmechanizmusai mind fel vannak szerelve egy vagy kettő PISA elemmel, a kommunikáció, a működtetés és vezérlés feladatára. Ezen egység tárolja az általános információkat és a kapcsolóelem korábbi eseményeit, pl: ~ A rugó feszítettségi állapotát és felhúzási idejét. T A kapcsolási műveletek számát az idő függvényében, működésszámlálást.
~ A legutolsó 10 út-idő diagramot. ~ Az SF6 gáznyomás értékeit és trendjeit.
Digitális optikai áram- és feszültségérzékelök
7. ábra. Az LTDS kompakt gázszigetelésű szakaszoló. A képen támszigetelöktíiit van alkalmazva
456
Az áram és a feszültség értékeit a DÓIT (Digitális Optikai Mérőtranszformátor) alkalmazásával mérik (9. ábra). A mérés az ismert hagyományos módszerrel, de a jelátvitel optikai kábel felhasználásával történik. így sokkal kisebb készülékekkel lehet mérni, és számottevően egyszerűsödik a nagyfeszültségű szigetelés. A kommunikációs interfész a szenzor és a process bus között egyik irányba biztosítja a mért adatok átvitelét, valamint egyidejűleg a másik irányba energiát szolgáltat a mérőátatakítóknak (lézersugaras táplálás) (10. ábra).
ELEKTROTECHNIKA
//. ábra. D01T(Digitális Optikai Mérő Transzformátor) alkalmazásának alapkörei mérő- és jelzőáramkörök számára
9. ábra. HPL lip. 420 kV-os megszakítóra szerelt DÓIT (Digitális Optikai Mérő Transzformátor) rendszerű áramváltó
Feszültségmérésre kapacitív feszültségosztó került alkalmazásra, a mért feszültségértékek digitalizálására , majd optikai kábelen történő továbbítására az OITP felé. Az átvitel hatékonysága a hagyományos feszültségváltókénál jobb. A ferrorezonancia fellépésének lehetősége is elhanyagolható. Energiafogyasztási modul, amely kombinált áram- és feszültségérzékelőkből épül fel, közvetlenül a fogyasztásmérőkhöz küldi a jeleket. A hagyományos mérőkészülékekkel szemben nagyobb pontosságot biztosít.
Erőátviteli transzformátorok magasfokú felügyeleti funkciókkal. A transzformátorok az IAIS rendszerben elektronikus vezérlőegységgel kerülnek felszerelésre, amely a transzformátor minden — működéssel kapcsolatos — viselkedését regisztrálja (12. ábra). Ez lehetővé teszi az előrejelzését annak, hogy a transzformátor túlterhelése az adott körülmények között hogyan befolyásolja annak élettartamát. A vezérlőegység feldolgozza az aktuális hőmérsékletmérések, Buchholz-relék jelzései és nyomásértékei értékeit stb. Ezenfelül további három új ellenőrzőfunkcióval is rendelkezik. 10. ábra. DOIT(Digilális Optikai Mérő Transzformátor) 6 szenzoros nyomtatott áramkörű interfész A digitális jelátvitelnek köszönhetően az összesített pontossága a rendszernek csak az érzékelök pontosságától függ, ami megfelel a 0,2 mérési pontossági osztálynak. A numerikus rendszer alkalmazásából nem adódik semmilyen ellentétes hatás, ami csökkentené az egész rendszer pontosságát. így végeredményben sokkal jobb a hagyományos mérési rendszernél. Az áramértékek mérése antiremanens-magú elektromágneses elvű áramváltóval történik. A rendszer az áramérték mintavétele után azt digitalizálja, majd fény impulzusok formájában egy fénykábelen keresztül továbbítja a OITP-ra (Optikai Készülék Transzduszer Plattform) (II. ábra). Ez nemcsak a rendszer dinamikus érzékenységét és a telítettségi jellemzőket javítja, de a hagyományos mérőváltókkal szemben javítja, megkönnyíti azok hitelesítését. A technológia már a gyakorlatban is bizonyított , mivel egy évtizede alkalmazzák az ABB készülékeiben. Ma már jóval több, mint 700 ilyen elvet felhasználó berendezés működik. Az érzékelők (mérőváltók) kis mérete és súlya miatt ezek felszerelhetek megszakítókra, vagy más állomási készülékre. Az optikai szálak nagyfeszültségű térből való kivezetésére polimer szigetelők szolgálnak, de lehetőség van más szigetelökön belül való kivezetésre is.
1998. 91. évfolyam 11. szám
12. ábra. Hrőátviteli transzformátor üzemi vezérlőegysége az ÍA1S koncepció szerint Részleges kisülésmérés: a mérés folyamatos és az egészen csekély kisüléseket is regisztrálja. A mérési görbék tárolásra kerülnek, s az előjelzések tekintetében figyelembevételre kerülnek a későbbiek során. 457
Fokozatkapcsoló működése: az átkapcsoló hajtás akusztikus mintája összehasonlításra kerül az eredeti akusztikus értékkel. A hibajelző és a reteszelörendszer eltérés esetén aktiválásra kerül. A rendszer automatikusan különbséget tesz az üzemzavari (átütési, zárlati) és az elviselhető zavarok között. Transzformátorolaj-minőség vizsgálata: 12 óránként történik meg. A vizsgálat tárgyát képezi az olaj, hidrogén, szénmonoxid, metán, és etán koncentrációja. Az előre meghatározott értékek túllépése esetén jelzést ad.
A vezérlő- és védelmi berendezések biztosítják a maximális megbízhatóságot Az IAIS koncepció szerint a vezérlő- és védelmi berendezés a következő jellemzőkkel írható körül: —Megosztott jelfeldolgozás —Numerikus technológia —Determinisztikus, optikai szálas folyamatirányító adatbusz "process bus" (100 MHz , IEEE 802.12) — Moduláris hardver- és szoftver-technika —A védelmi és a vezérlő feladatok softver könyvtárak segítségével történő bonyolítása —Teljes típusvizsgálattal rendelkező termék. A nagyfokú funkcionális és üzemeltetési megbízhatóság a numerikus technológiának köszönhető. A megbízhatóságot tovább fokozza a primer berendezés korai önvizsgálati módszeréből adódó hibamegelőzés is. További előnyt jelent a numerikus technológia alkalmazása: —Primer készüléken alapuló beállítások — Az események analóg tárolása esemény idő adattal a későbbi feldolgozásra —A szükség szerinti karbantartás elve az önfigyeléssel kerül alátámasztásra — A modulok számának csökkentésével a tartalék alkatrészek száma csökkenthető. A megbízhatóság szintje növelhető az alkotóelemek és csatlakozási pontok számának csökkentésével. A rendszert alkotó elemek között a kommunikáció a "PROCESS BUS-on" keresztül történik, ezt egészíti ki az önfigyelés elve. A hagyományos huzalozott rendszer el is hagyható. A rendszer üzembe helyezhető a különböző hálózati konfigurációknak megfelelően, a legmodernebb védelmi konfigurációk illeszthetők a különböző terhelési és üzemeltetői feltételekhez. Automatikus hozzáiilesztés is lehetséges akár helyi, akár távvezérléssel is. Egy későbbi hálózatbővítés is megoldható minden nagyobb probléma nélkül.
Megosztott intelligencia
A vezérlőrendszer a kapcsolóelemhez rendelt számítógép elvén működik a maximális horizontális és vertikális integráció eléréséhez. Ez azt eredményezte, hogy a kihelyezett elemek felügyelik az alállomás készülékeit, és az alállomás többi mezőjével a "PROCESS BUS"-on keresztül kommunikál.
—Mintavétellel nyert információkból kalkulált értékek —Esemény- és hibajelző funkciók —Beállítások, programozójelek. Az adatátviteli process bus determinált, a követelmények prioritásán alapul. Az adatok visszakódolása egyszerű, a maximális késedelem számítható a bus teljes működési paramétereiből. Az analóg mért értékek mintavételi frekvenciája néhány kHz. Mivel a mintavétel mikroszekundumos gyakorisággal történik, így a pontosság nem csökken le a mért értékek szummázása, differenciájának számítása során. Ha kell, az alállomás felszerelhető két független vezérlő- és védelmi rendszerrel a megbízhatóság fokozása érdekében. Üzemzavar esetén a működési idő egyenlő vagy kevesebb, mint a hagyományos állomásoknál. A hagyományos állomásokon a működési idő egyenlő a kioldóköri összes relé meghúzási, ébresztési idejének összegével. A process busón a reagálási idő ennél sokkal rövidebb. A nagysebességű bus és kiszolgálóegységeinek segítségével nagyon gyors működési idők nyerhetők. A bus biztosítja az ütközés és késedelemmentes működést.
A védelmi és irányítástechnikai rendszer elemei
Az IAIS koncepció védelmi és irányítástechnikai elemei az ABB Network Partner Panoráma modul sorozatából származik. Ezen modulok és a hagyományos rendszer között a különbség az, hogy a régi rendszernek nem volt A/D inputja, és hogy Process busón keresztül történik az adat és jelátvitel. A hagyományos beolvasásos I/O rendszert leváltja a "Process bus"-on keresztül történő kommunikáció a rendszer összes eleme között.
Meglévő állomások modernizálása Az IAIS koncepció figyelemreméltó előnyöket nyújt a meglévő kapcsolóberendezések, vagy akár csak egyes mezők modernizálásánál is. Az IAIS rendszer kapcsolóberendezései jelentős helymegtakarítást eredményeznek. A mezőgépek alkalmazásával a védelmi és irányítástechnikai kábelek mennyisége drasztikusan csökkenthető néhány optikai kábelre. Mind a teljes állomások, mind egyes mezők korszerűsítésére mondható a minimális szintre csökkentett üzemkiesés biztosítása. A korábbi rendszerek esetében mindig súlyos gondot okozott a gyüjtősinvédelem kialakítása újabb rendszerrel. Az IAIS koncepció ezt megkönnyíti, miután a teljes gyűjtősínvédelem lecserélésre kerül, és a mezők fokozatosan kerülnek felújításra. Az új gyüjtősinvédelem mind a régi, mind az új áramváltókkal/érzékelőkkel működik. Régebbi áramváltók esetén az A/D konverterek mint jelátalakítók vannak használva az átépítés során. Ola Kristofersson ABB Substations AB Lars Cederblad ABB Network Partner AB Morgan Adolfsson ABB Swichgear AB Szakmailag lektorálta és információt ad: Mihály Gábor értékesítési vezető
Száloptikás process bus
Az IAIS rendszer kulcseleme a soros adatátviteli process bus. A szabványosított alkotóelemeken kívül a száloptikás jel és adatátvitellel a nagyfeszültségű kapcsolóelemek hibájából adódó interferencia kiiktatható. A korábban jellemző nagymennyiségű kábel helyett csupán néhány optikai kábelre van szükség. A busón átvitt információk között a következők találhatók: — A z áram- és feszültségérzékelőktől fogadott mért értékek — Kioldás jelek — A megszakító vezérlő- és állásjelzései — Reteszelési és állásjelzések — Szinkronizációs információk
458
H-l 138 Budapest, Váci út 152-156. Telefon: +36 1 339 9399/2450; Telefax: +36 I 359 6729 E-mail:
[email protected]
ELEKTROTECHNIKA
Szabványosítás
Az elektrotechnika területeit érintő, 1998. II. negyedévben jóváhagyó közleményes bevezetéssel közzétett magyar szabványok jegyzéke — I. rész Összeállította a Szabványügyi Közlöny 1998. II. negyedévi számai alapján Littvay Alajos (MSZT) Jelmagyarázat MSZ EN... Európai szabványt szöveghűen bevezető magyar szabvány jelzete MSZ IEC... 1EC szabványt szöveghűen bevezető magyar szabvány jelzete idt (az angol identicai szó rövidítése) a szerkezet és a műszaki tartalom tel jes azonosságának a jele eqv (az angol equivalent szó rövidítése) a szerkezet és a műszaki tartalom jelentéktelen műszaki eltérések melletti megegyezőségénekjele Jóváhagyó közleményes bevezetéssel... Európai vagy nemzetközi szabvány angol nyelvű változatának magyar címoldallal történő bevezetése MSZ IEC 296:1998 Transzformátorok és kapcsolóberendezések ásványolaj-alapú, használatlan szigetelőolajainak minőségi követelményei. — Az MSZ 153-1:1977, az MSZ 153-2:1972, az MSZ 153-3:1978 és az MSZ 153-6:1973 helyett —(idt IEC 296:1982 MSZ EN 60079-10:1998 Villamos gyártmányok robbanóképes gázközegekben. 10. rész: A robbanásveszélyes térségek besorolása. (ÍEC 79-10:1995) (idt EN 60079-10:1996, idt IEC 79-10: 1995) MSZ EN 50144-1:1998 Villamos motoros kéziszerszámok biztonsága. 1. rész: Általános előírások — Az MSZ 4861 — 1:1988 helyett — (idt EN 50144-1:1995)3 MSZ EN 50144-2:199S Villamos motoros kéziszerszámok biztonsága. 1-2. rész: Fúrógépek egyedi előírásai — Az MSZ IEC 745-2-1:1990 helyett — (idt EN 50144-2-1:1995) MSZ EN 50144-2-2:1998 Villamos motoros kéziszerszámok biztonsága. 2-2. rész: Csavarhűzók és ütő csavarkulcsok egyedi előírásai — Az MSZ IEC 745-2-2:1990 helyett — (idt EN 50144-2-2:1995) MSZ EN 50144-2-4:1998 Villamos motoros kéziszerszámok biztonsága. 2-4. rész: Nemtárcsás csiszológépek egyedi előírásai — Az MSZ IEC 745-24:1990 helyett — (idt EN 50144-2-4:1995) MSZ EN 50144-2-5:1998 Villamos motoros kéziszerszámok biztonsága. 2-5. rész: Körfűrészek és körkések egyedi előírásai — Az MSZ IEC 745-25:1990 helyett —(idt EN 50144-2-5:1996) MSZ EN 50144-2-6:1998 Villamos motoros kéziszerszámok biztonsága. 2-6. rész: Kalapácsok egyedi előírásai — Az MSZ IEC 745-2-6:1990 helyett — (idt EN 50144-2-6:1996) MSZ EN 50144-2-7:1998 Villamos motoros kéziszerszámok biztonsága. 2-7. rész: Szórópisztolyok egyedi előírásai — Az MSZ IEC 745-2-7:1990 helyett — (idt EN 50144-2-7:1996) MSZ EN 50144-2-8:1998 Villamos motoros kéziszerszámok biztonsága. 2-8. rész: Lemezvágó ollók és lemezkivágók egyedi előírásai —Az MSZ IEC 745-2-8:1990 helyett — (idt EN 50144-2-8:1996) MSZ EN 50144-2-9:1998 Villamos motoros kéziszerszámok biztonsága. 2-9. rész: Menetfiíró gépek egyedi előírásai — Az MSZ IEC 745-2-9:1990 helyett — (idt EN 50144-2-9:1996) MSZ EN 50144-2-10:1998 Villamos motoros kéziszerszámok biztonsága. 2-10. rész: Lombfűrészek egyedi előírásai (idt EN 50144-2-10:1996) MSZ EN 50144-2-11:1998 Villamos motoros kéziszerszámok biztonsága. 2-11. rész: Kardfűrészek és kettős fűrészlapií rezgőfűrészek egyedi előírásai — Az MSZ IEC 745-2-11:1990 helyett — (idt EN 50144-2-11:1996) MSZ EN 50144-2-14:1998 Villamos motoros kéziszerszámok biztonsága. 2-14. rész: Gyaluk egyedi előírásai -— Az MSZ IEC 745-2-14:1990 helyett — (idt EN 50144-2-14:1996) MSZ EN 50144-2-15:1998 Villamos motoros kéziszerszámok biztonsága. 2-15. rész: Sövénynyíró ollók egyedi előírásai — Az MSZ IEC 745-2-15:1990 helyett — (idt EN 50144-2-15:1997) MSZ EN 61029-1:1998 Hordozható villamos motoros szerszámok biztonsága. 1. rész: Általános előírások (IEC 1029-1:1990, módosítva) (idt EN 61029-1:1990)
1998.91. évfolyam 11. szám
MSZ EN 50060:1998 Korlátozott bekapcsolási idejű kézi ívhegesztő áramforrások — A z MSZ-05-46.1402:1985 helyett — (idt EN 50060:1989 + AI:I994) MSZ EN 50063:1998 Biztonsági követelmények az ellenálláshegesztés és rokonéi járásai berendezéseinek kialakítása és létesítése számára — Az MSZ05-46.1403:1982 helyett—(idt EN 50063:1989) MSZ EN 50078:1998 ívhegesztő égők és pisztolyok (idt EN 50078:1993) MSZ EN 50192:1998 ívhegesztő berendezések. Kézi plazmavágó rendszerek (idl EN 50192:1995) MSZ EN 60974-1:1998 ívhegesztő berendezések biztonsági követelményei. 1. rész. Hegesztőáramforrások (IEC 974-1:1989, módosítva) — Az MSZ-05-46.1402:1985 helyett —(idt EN 60974-1:1990 MSZ EN 60974-11:1998 ívhegesztő berendezések 11. rész: Elektródafogők (IEC 974-11.1992, módosítva) — Az MSZ-05-29.5902:1981 helyett — (idl 60974-11:1995) MSZ EN 60974-12:1998 ívhegesztő berendezések. 12. rész: Hegesztőkábel-csatlakozók (IEC 974-12. 1992, módosítva) (idt EN 60974-12:1995) MSZ 19317:1998 Az ívhegesztés és rokoneljárásai berendezéseinek használatára vonatkozó biztonsági előírások (idt HD 407 S1:1980) MSZ 19318:1998 Az ívhegesztés és rokoneljárásai berendezéseinek létesítésére vonatkozó különleges biztonsági előírások (idt HD 427 S1:1980) MSZ EN 60519-1:1998 Villamos fűtésű berendezések biztonsága. 1. rész: Általános követelmények (IEC 519-1:1984) (idt EN 60519-1:1993, idt IEC 519-1:1984) MSZ EN 60519-2:1998 Villamos fűtésű berendezések biztonsága. 2. rész: Ellenállásfűtésű berendezések egyedi előírásai (IEC 519-2:1992) — Az MSZ05-44.1251:1984 és az MSZ 20824:1978 helyett — (idt EN 60519-2:1993, idt IEC 519-2:1992) MSZ EN 60519-3:1998 Villamos fűtésű berendezések biztonsága. 3. rész: Indukciós és kondukciós fűtésű berendezések, valamint indukciós olvasztőberendezések egyedi előírásai (IEC 519-3:1988, módosítva) — Az MSZ-0544.1250:1984 helyett —(idt EN 60519-3:1995) MSZ EN 60519-9:1998 Villamos fűtésű berendezések biztonsága. 9. rész. Nagyfrekvenciás dielektromos fűtésű berendezések egyedi előírásai (IEC 519-9:1987) (idt EN 60519-9:1995, idt IEC 519-9:1987) MSZ EN 61307:1998 Ipari mikrohullámú fűtőberendezések. Vizsgálati módszerek a kimenőteljesítmény meghatározására (IEC 1307:1994) (idt EN 61307:1996, idt IEC 1307:1994) MSZ EN 61308:1998 Nagyfrekvenciás diclektromos fűtésű berendezések. Vizsgálati módszerek a kimenőteljesítmény meghatározására (IEC 1308:1994) (idt EN 61308:1996, idt IEC 1308:1994) MSZ EN 50091-1-1:1998 Szünetmentes villamosenergia-ellátó rendszerek (UPS). I -1. rész: Általános és biztonsági követelmények a kezelő által elérhető területeken használatos UPS részére (idt EN 50091-1-1:1996) MSZ EN 60204-3-1:1998 Ipari gépek villamos szerkezetei. 3. rész: Varrógépek, varrógép-Összeállítások és varrógéprendszerek egyedi követelmények (IEC 204-3-1:1988) (idt EN 60204-3-1:1990, idt IEC 204-3-1:1988) MSZ EN 61293:1998 Villamos szerkezetek megjelölése az energiaellátás névleges jellemzőivel. Biztonsági követelmények (IEC 1293:1994) (idt EN 61293:1994, idt IEC 1293:1994) MSZ EN 61230:1998 Feszültség alatt végzett munka. Földelő vagy földelő-rövidrezáró hordozható szerkezetek (IEC 1230:1993, módosítva) (idt EN 61230:1995) MSZ EN 61236:1998 Mászónyergek, oszlopszorítők és eszközök a feszültség alatt végzett munka számán (IEC 1236:1993, módosítva) (idt EN 61236:1995) MSZ 19319:1998 Kisfeszültségű rendszerek villamos szerkezeteinek szigeteléskoordinációja. 1. rész: Alapelvek, követelmények és vizsgálatok (IEC 664-1:1992, módosítva) (idt HD 625.1 Sl:1996)
459
Szabványosítás MSZ EN 50085-1:1998 Vezetékesatorna-rendszerek villamos szerelésekhez. 1. rész: Általános követel menyek — az MSZ-O5-49.5715-1:1988 helyen — (idt ©150085-1:1997) MSZ EN 60423:1998 Védőcsövek villamos célokra. Villamos szerelésekhez használt védőcsövek külső átmérői, valamint védőcső- és tartozékmenetek (IEC 423:1993, módosítva) (idt EN 60423:1994) MSZ 7218:1998 Kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőkészülékekből álló, részlegesen tipizált berendezések. (PTM-k) mclcgedésértékelési módszere extrapolálással (IEC 890:1987 + Helyesbítés: 1988 + Al:1995) (idt HD 528 S2:I997) MSZ EN 60320-2-2:1998 Készülékcsatlakozók háztartási és hasonló általános célokra. 2. rész: Összekötő csatlakozók háztartási és hasonló készülékekhez (IEC 320-2-2:1990, módosítva) (idl EN 60320-2-2:1991) MSZ EN 61210:1998 Csatlakozóelemek. Lapos, gyorscsatlakozású kapcsok villamos rézvezetőkhöz. Biztonsági követelmények (IEC 1210:1993, módosítása) (idt EN 61210:1995) MSZ EN 60669-1:1998 Kapcsolók háztartási és hasonló jellegű, rögzített villamos szerelések számára. 1. rész: Altalános követelmények (IEC 6691:1993, módosítva) — Az MSZ IEC 669-1:1992 helyett — (idt EN 606691:1995+ A2:1996) MSZ EN 60127-3:1998 Miniatűr biztosítók. 3. rész; Szubminiatűr biztosítóbetétek (IEC 127-3:1988 + Al:1991 + Helyesbítés: 1994) (idt EN 601273:1996) MSZ EN 60127-4:1998 Miniatűr biztosítók. 4. rész: Univerzális, modulrendszerű biztosítóbetétek (UMF (IEC 127-4:1996) (idt EN 60127-4:1996, idt IEC 127-4:1996) MSZ EN 60127-6:1998 Miniatűr biztosítók. 6. rész: Biztosítófoglalatok miniatűr biztosítóbetétekhez (IEC 127-6:1994 + AI:I996) — Az MSZ 8863-4:1980 és az MSZ 8863-6:1980 helyett — (idt EN 60127-6:1994 + Al:1996) MSZ EN 60269-3:1998 Kisfeszültségű biztosítók. 3. rész: Kiegészítő követelmények szakképzetlen személyek által használt biztosítókra (biztosítók főleg háztartási és hasonló jellegű alkalmazásokra (IEC 269-3:1987) (idt EN 60269-3:1995, idt IEC 269-3:1987) MSZ EN 6091:1998 Hőbíztosítók. Követelményekés alkalmazási útmutató (IEC 691:1993+ AI:1995)(idtEN 60691:1995, idt IEC 691:1993+ A1:1995) MSZ 7215:1998 Kisfeszültségű biztosítók. 2-1. rész: Kiegészítő követelmények feljogosított személyek álíal használt biztosítókra (biztosítók főleg ipari alkalmazásra). 1—IV. főfejezet: Példák feljogosított személyek által hasznait, szabványos biztosítótípusokra (IEC 60269-2-1:1996, módosítva) — Az MSZ IEC 269-2-1:1992 és az MSZ IEC 269-2-1:1992/1M: 1995 helyett — (idt HD 630.2.1 S2:1997) MSZ 7216:1998 Kisfeszültségű biztosítók. 3-1. rész: Kiegészítő követelmények szakképzetlen személyek állal használt biztosítókra (biztosítók főleg háztartási és hasonló alkalmazásokra). I—IV. főfejezet (IEC 269-3-1:1994 + A1:1995. módosítva) — Az MSZ 9880-2:1982, az MSZ 9880-3:1982, az MSZ 9880-4:1982, az MSZ 9880-5:1982, az MSZ 9880-6:1982 és az MSZ 98807:1982 helyett —(idt HD 630.3.1 S2:1997) MSZ EN 50227:1998 Vezcrlőáramköri készülékek és kapcsolóelemes közelífésérzékelők, egyenáramú interfész közelítésérzékelőkhöz és kapcsolóerősítőhöz (NAMUR) (idt EN 50227:1997) MSZ EN 60947-4-2:1998 Kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőkészülékek. 4. rész: Koniaktorok és motorvédö kapcsolók. 2. föfejezei: Váltakozóáramú félvezetős motorindítók és motorvédő kapcsolók (IEC 947-4-2:1995, módosítva) (idt EN 60947-4-2:1996 + Al: 1997) MSZ EN 60947-5-2:1998 Kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőkészülékek. 5. rész: VezérlÖáramkóri készülékekés kapcsolóelemek. 2. főfejezet: Közelítéskapcsolók (IEC 947-5-2:1992 + AL1994 + A2:I995, módosítva) — Az MSZ-05-45.3151-2:1990 helyett — (idt EN 60947-5-2:1997) MSZ 7217:1998 Kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőkészülékek. 2. rész: Félvezetős kontaktorok (szilárdtest-konlaktorok) (idt HD 419.2 S1:1986) MSZ EN 60570:1998 Sínrendszerek a lámpatestek villamos táplálására (IEC 570:1995) — Az MSZ EN 60570:1995 helyett — (idt EN 60570:1996, idt IEC 570:1995) MSZ EN 60570-2-1:1998 Sínrendszerek a lámpatestek villamos táplálására. 2. rész: Vegyes táplálási rendszerek. 1. főfejezet: I. és MI. érintésvédelmi osztály (IEC 570-2-1:1994) (idt EN 60570-2-1:1994 + Al:1996, idt IEC 570-2-1:1994 + AI:I996) MSZ EN 60838-1:1998 Különféle lámpafoglalatok. 1. rész: Általános követelmények és vizsgálatok (IEC 838-1:1993 + Helyesbítés: 1993) (idl EN 60838-1:1994 + A1:1997, idl IEC 838-1:1993 + AL1996) MSZ EN 61184:1998 Bajonett-lámpafoglalatok {IEC 1184: 1993, módosítva) (idt EN 61184:1994 + A1:1996) MSZ EN 61549:1998 Különféle lámpák (IEC 1549:1996) (idt EN 61549:1996+ AH997, idt IEC 1549:1996 + A1:I997)
460
MSZ EN 61050:1998 1000 V-ot meghaladó kimeneti üresjárási feszültségű transzformátorok (általánosan: neon-transzformátorok) kisülőcsövekhez. Általános és biztonsági követelmények (IEC 1050:1991 + Helyesbítés, 1992. március, módosítva) (idt EN 61050:1992 + A!: 1995) MSZ EN 60598-1:1998 Lámpatestek. 1. rész: Általános követelmények és vizsgálatok (IEC 598-1:1996, módosítva) — Az MSZ EN 60598-1:1995 helyett — (idt EN 60598-1:1997) MSZ EN 60598-2-2:1998 Lámpatestek. 2. rész: Egyedi követelmények. 2 főfejezet: Süllyesztett lámpatestek (IEC 598-2-2:196) — Az MSZ EN 605982-2:1990 helyett — (idt EN 60598-2-2:1996 f A1:1997, idt IEC 598-2-2:1996 + A1:1977) MSZ EN 60598-2-20:1998 Lámpatestek. 2. rész: Egyedi követelmények. 20. főfejezet: Dísz világítási füzérek (IEC 60598-2-20:1996, módosítva) — Az MSZ EN 60598-2-20:1995 helyett —(idt EN 60598-2-20:1997) MSZ EN 60598-2-23:1998 Lámpatestek. 2. rész: Egyedi követelmények. 23. főfejezet: Törpefeszültségű izzólámpás világítási rendszerek (IEC 598-223:1996) (idt EN 60598-2-23:1996, idt IEC 598-2-23:1996) MSZ EN 60598-2-25:1998 Lámpatestek. 2. rész: Egyedi követelmények. 25. főfejezet: Kórházak és egészségügyi létesítmények klinikai területein használt lámpatestek (IEC 598-2-25:1944 + Helyesbítés: 1994) (idt EN 605982-25:1994, idt IEC 598-2-25:1994 + Helyesbítés: 1994) MSZ EN 60034-1:1998 Villamos forgógépek. 1. rész. Névleges adatok és üzemi jellemzők (IEC 34-1: 1994, módosítva) — Az MSZ 152-1:1989 helyett — (idt EN 60034-1:1995 + A1:1996 + A2:1997) MSZ EN 60034-4:1998 Villamos forgógépek. 4. rész: Vizsgálati módszerek szinkrongépek jellemzőinek meghatározására (IEC 34-4:1985, módosítva) — Az MSZ 2019:1976 helyett — (idl EN 60034-4:1995) MSZ EN 60034-7:1998 Villamos forgógépek. 7. rész: Építési alak és üzemi helyzet szerinti csoportosítás (IEC 34-7:1992) — AZ MSZ 4844:1978 helyeit — (idt EN 60034-7:1993, idt IEC 34-7:1992) MSZ EN 60034-14:1998 Villamos forgógépek. 14. rész: 56 mm és annál nagyobb tengelymagasságú forgógépek mechanikai rezgéserősségc. Mérés, kiértékelés és határértékek (IEC 34-24:1996) — Az MSZ 388:1980 és az MSZ 389:1978 helyett — (idt EN 60034-14:1996, idt IEC 34-14:1996) MSZ EN 60034-16:1:1998 Villamos forgógépek. 16. rész: Szinkrongépek gerjesztőrendszerei. 1. főfejezet: Fogaiornmeghatározisok (IEC 34-16-1:1991 + Helyesbítés: 1992) (idt EN 60034-16-1:1995, idt IEC 34-16-1-1992) MSZEN 60034-18-1:1998 Villamos forgógépek. 18. rész: A szigetelőrendszerek gyakorlati kiértékelése, 1. főfejezet: Általános útmutató (IEC 34-181:1992 + Helyesbítés: 1992) (idt EN 60034-18-1:1994 + AL1996, idt IEC 34-18-l:1992 + Al:1996) MSZ EN 60034-18-21:1998 Villamos forgógépek. 18. rész: A szigetelőrendszerek gyakorlati kiértékelése. 21. főfejezet: A huzaltekercselésO csévék vizsgálati módjai. Termikus kiértékelés és oszlályozás (IEC 34-18-21: ] 992) (idt EN 60034-18-21:1994 + Al:1994 + A2:1996), idt IEC 34-18-21:1992 + Al:1994 + A2:1996) MSZ EN 60034-18-31:1998 Villamos forgógépek. 18. rész. A szigetelőrendszerek gyakorlati kiértékelése. 31. főfejezet: Az alaktekercselt csévék vizsgálati módjai. A legfeljebb 50 MVA-es és 15 kV-os gépek szigetelőrendszereinek termikus kiértékelése és osztályozása (IEC 34-18-31:1992) (idl EN 60034-18-31:1994 + A1:1996, idt IEC 34-18-31:1992+ AI:1996) MSZ EN 60034-12:1998 Villamos forgógépek. 12. rész: 660 V-nál nem nagyobb feszültségű. 50 Hz frekvenciájú, háromfázisú, rövidre zárt forgórészű, egy fordulatszámú indukciós motorok indítási jellemzői (IEC 34-12:1980 + A1:1992, módosítva) (idt EN 60034-12:1995 + A2:1995) MSZ EN 61204:1998 Kisfeszültségű, egyenfeszültségű kimenetű villamosenergia-ellátó berendezések működési jellemzői és biztonsági követelményei (IEC 1204:1993. módosítva) (idtEN 61204:1995) MSZ EN 50195:1998 Teljesen zárt, aszkarellel töltött villamos szerkezetek biztonságos üzemeltetésének előírásai (idt EN 50195:1996) MSZ EN 50225:1998 Teljesen zárt, PCB-vel szennyezett olajjal töltött, villamos szerkezetek biztonságos üzemeltetésének előírásai (idt EN 50225:1996) MSZ EN 60742:1998 Elválasztótranszformáiorok és biztonsági elválasztótranszformátorok. Előírások (IEC 742:1983 + Al:1992, módosítva) — Az MSZ 9229:1989 és az MSZ 9229:!989/lM:1992 helyett — (idt EN 60742:1995) MSZ EN 61050:1998 1000 V-ot meghaladó kimeneti üresjárási feszültségű transzformátorok (általánosan: neon-transzformátorok) kisülőcsövekhez. Általános és biztonsági követelmények (IEC 1050:1991 + Helyesbítés, 1992. március, módosítva) (idt EN 61050:1992 + A1: 1995) MSZ EN 61010-2-010:1998 Villamos mérő-, szabályozó- cs laboratóriumi készülékek biztonsági előírásai. 2-010. rész: Anyagok melegítésére szolgáló laboratóriumi készülékek egyedi előírásai (IEC 1010-2-010:1992, módosítva) (idtEN 61010-2-010:1994+ AI:1996)
ELEKTROTECHNIKA
