Összefoglalás Kovács Ferenc: Villamos hálózatrendszerünk kialakulásának és fejlesztésének műszaki háttere figyelemmel a nemzetközi hálózati kapcsolatokra A magyar hálózatrendszer fejlődési periódusai a helyi villamosítások korszakától az UCPTE rendszerhez való csatlakozásig. A különböző kis- és középfeszültségű szintek kialakulása. A 120—220 kV-os vezetékek megjelenése. A feszültségszintek egységesítése, szerepük átalakítása. A 400/120/20 kV struktúrára való átállás elvi alapjai és gyakorlati megvalósítása. A nemzetközi hálózati kapcsolatok, rendszerautomatikák kiépítése. Dr. Bencze János, Vinkovits András: A magyar energiapolitika alapjai, az energetika üzleti modellje Az 1998. évi választásokat követően az új kormány — a megváltozott viszonyokra való tekintettel — az energiapolitika megújítását határozta el. Az 1993-ban kodifikált energia politika meghirdetése óta a „körülményekben" számos, jelentős váttozás következett be (privatizáció; EU csatlakozási igényünk és az új EU direktívák, stb.), szükségessé vált tehát a „pályamódosítás", hogy eleget tudjunk tenni az elkövetkezendő időszak követelményeinek, kihívásainak. Az elkészült modell a viták kereszttüzében csiszolódott, érlelődött. Egyesek túl liberálisnak vélték, mások túl konzervatívnak. (Ahogy ez lenni szokott!) Ezek a viták azonban alapvetően jót tettek a modellnek. Sok új érdekes és hasznos információt adtak kidolgozóinak, gondozóínak. A közel fél éves egyeztetés és vita sorozatot követően, a szokásos államigazgatási eljárás szabályainak megfelelően jutott a Kormány elé. A Kormány — az energetika üzlet modelljét, az erőmű létesítési tervvel együtt — 1999. július 27-i ülésén megtárgyalta, jóváhagyta. Pálfy Miklós: Napelemes Áramforrások II. A napelemes rendszer minden egyes alkotó elemének eleget kell tennie minőségi és megbízhatósági követelményeknek mert, ha csak egy hibás eleme van — az egyébként tökéletes — rendszernek, ez a teljes rendszer minőségét korlátozza. A napelem moduloknak a nemzetközi szabványoknak meg kell felelnie és a megfelelést igazolni kell. Az akkumulátor üzemének legfontosabb sajátossága az önálló napelemes rendszerekben a ciklikusság. A napi ciklusra szuperponált szezonális ciklus a mérsékelt sugárzási időszakokkal függ össze. Mindezek — egyéb működési jellemzőkkel (környezeti hőmérséklet, áramerősség, fezsültségek stb.) együtt— befolyásolják az élettartamot és a karbantartási követelményeket. Dr. Sibalszky Zoltán: A 4 5 0 . Munkabizottsági Ülés elé A Magyar Eiektrotechikai Egyesület „Villamosság a Mezőgazdaságban" munkabizottsága a mezőgazdaság villamosításával foglalkozó társadalmi szervek közül az elsők közt alakult meg 1953-ban. így most érkezett el ahhoz, hogy megünnepelhesse a munkabizottság 450. Ütését. Dr. Kovács Károly: Az instabus EIB rendszer II. Topológia, fizikai címzés Az instabus EIB rendszer egy decentralizált buszrendszer, ahol minden buszrésztvevő egyenrangú és minden résztvevő kommunikálhat a másikkal. Ehhez a buszrendszerhez olyan topológiai kialakítást kell választani, amelynél az információs káosz elkerülhető. Ezért a rendszer több hierarchikus szintre van osztva. Somorjai Lajos: A Magyar Elektrotechnikai Egyesület szerepe a hazai villamossági szabványosítás területén az elmúlt közel száz év folyamán A szerző történelmi áttekintés keretében a század elejétől bemutatja a villamos szabványosítás születését és abban az egyesület kezdeményező, alkotó szerepét. Tárgyalja a legfontosabb elektrotechnikai szabványok egyesület általi kidolgozását. Összefoglalja az államosítás utáni időszak szabványügyi helyzetét. Ismerteti a nemzeti szabványosítás előttünk álló feladatait az új struktúrának megfelelően. Kitér az egyesület célkitűzéseire is. PhD. Schmidt István, Vincze Gyuláné dr, dr. Veszprémi Károly. Seller Balázs: Szinkron szervóhajtás hiszterézises adaptív áramvektor szabályozásai A szinuszmezős szinkron szervomotor vektoros hiszterézises ISZM áramszabályzást tárgyalja a cikk. Számítási módszert mutat be, értékeli a számítási eredményeket. Sulyok Zoltán, Bertalan Zsolt: A liberalizált villamosenergia-piaci környezet új fogalmai A várhatóan megnövekvő kereskedelmi tevékenység biztonságos és üzletileg mind a szállító, mind a kereskedő számára, előnyös lebonyolításához megfelelő információval kell ellátni a villamosenergia-kereskedelem műszaki és kereskedelmi résztvevőit. Az információknak mindenki számára elérhetőnek, átláthatónak, jól felhasználhatónak, könnyen értelmezhetőnek és az eredményes üzletkötést elősegítönek keli lennie. A fenti cikkben közölt Szabad Átvivő Képesség közzétételével elérhető, hogy az üzletkötéssel foglalkozók olyan információhoz jussanak, amely legalább részben megfelel az előbbi követelményeknek. Sajnos a SZÁK közel sem elégséges a megbízható szállítási üzletek megkötéséhez, csak erre alapozni a lehetséges üzletek közül a legjövedelmezőbb kiválasztását nagy merészség lenne elsősorban időbeli változékonysága miatt. Azonban jelenleg nincs megbízhatóbb, vagy jobban felhasználható információ, ehelyett a SZÁK értékek időbeli változásának megbecslésével lehet a bizonytalanságot csökkenteni. Lőrincze Géza: A MTESZ információs hálózata az ezredforduló küszöbén A Műszaki és Természettudományi Egyesületek Szövetsége az 1993—94-es időszakban dolgozta ki a mai információs rendszerének alapjait. A MTESZ vezetése jó időben ismerte fel, hogy ha a szövetség eredményesen akar működni, akkor feltétlenül szüksége van korszerű informatikai eszközbázisra. Másfelől a szervezet profilja, tevékenységének jellege, a társadalomban betöltött szerepe is szinte kötelezővé tette a fejlesztést. Az IQSOFT Rt. és a Budapesti Műszaki Egyetem Informatikai Tanszékének bevonásával el is készült az induló koncepció, amelynek alapján 1995 elején tizenegy területi Információs Pult telepítésével elkezdődött a MTESZ hálózatának kiépítése. Meghatározó jelentősége volt kezdettől fogva és ma is van annak, hogy a MTESZ számára engedélyezték az akadémiai hálózat használatát.
2000 a Magyar Elektrotechnikai Egyesület centenáriumi éve A villamosítás évszázada - a Magyar Elektrotechnikai Egyesület Évszázada 310
Kedves Olvasó! OKLEVÉL A K.F nípinrűiltíiMn mgzett k'vsio új.ágtrúl mimkíJMrt
BRONZ TOLL-KÜLÖNDÍ J
Ur Bencza JinosnaK
Idézet a Magyar Tudományos, Üzemi és Szaklapok Újságírói Egyesületének hírleveléből, a "Szakújságíró" 1999. júniusi számából (2. old.):
az Elektrotechnika (SSierkesztűjéneK
EOT>«k*"*a<*
"Bronz Toll Különdíjban részesült:
Dr. Bencze János, az Elektrotechnika főszerkesztője "Nukleáris Energetika a 21. században" című sorozatáért. A cikkek átfogják az atomenergetika biztonsági kérdésinek technológiai, kutatási vonatkozásait, erről nyilatkoztatja még Teller Edét, Vajda Györgyöt és több más atomfizikust. Magasan kiemelkedő újságírói és szerkesztői teljesítménynek minősíthető szaklapjainkban." Eddig a hír! Ezt az elismerést szeretném megosztani a Magyar Elektrotechnikai Egyesülettel, magával a lappal, az Elektrotechnikával, annak munkatársaival, akik közreműködtek a sorozat sikeres megjelentetésében, és végül Önökkel Kedves Olvasók. Ahhoz, hogy ez a cikksorozat megszülethessen nagyon sok feltételnek kellett teljesülnie. Szükség volt erre a "közegre", fogadóképességre, amelyet az Egyesület, a Szerkesztőség és végül, de nem utolsó sorban a lap Olvasói jelentenek. Ha nincs fogadó készség, egy ilyen cikksorozat soha nem jelenhet meg. A siker egyik forrását Teller Ede professzor bevezető cikke jelentette, Ó adta meg az "alaphangot". Hiszen minden túlzás nélkül mondható, Teller professzor ma e szakma, az atomtechnika, az atomtechnológia legkiemelkedőbb személyisége. Ahhoz, hogy Őt sikerült megnyernünk a sorozat bevezetésére és méltatására, szükség volt arra, hogy — e sorozat "mögött" egy olyan patinás, közel 100 éves Egyesület álljon, mint a Magyar Elektrotechnikai Egyesület és — annak több mint 90 éves lapját Zipernowsky Károly — Egyesületünk volt elnöke, az Elektrotechnika alapítója — neve fémjelezze. E nélkül ez nem ment volna! Teller professzort követően, már egyszerűbb volt megnyerni az "ügynek" Vajda György akadémikust (aki szívesen "állt kötélnek") az Országos Atomenergia Hivatal Főigazgatóját, illetve Dr. Szatmáry Zoltán urat a BME professzorát, aki nagyon érdekes, színvonalas cikkével járult hozzá a sikerhez. Nem kívánok tovább magyarázkodni. Csak érzékeltetni szerettem volna a cikksorozat hátterét Legyen tehát ez a kitüntetés a közös munka, a közös múlt eredménye, szóljon ez mindannyiunknak, öregbítve ezzel is a 92 éves Elektrotechnika jó hírét. Örüljünk együtt!
1999. 92. évfolyam 9. szám
Dr. Bencze János
311
Villamos energia
Villamos hálózatrendszerünk kialakulásának és fejlesztésének műszaki háttere figyelemmel a nemzetközi hálózati kapcsolatokra Kovács Ferenc I. Bevezetés Magyarországon az elektrotechnika úgyis mint tudomány, úgyis mint gyakorlati alkalmazás, egyaránt hosszú és jelentős múltra tekint vissza. A győri bencés gimnázium fizika szertárában Jedlik Ányos a világon elsőként dolgozta ki a dinamó elvet, a Ganz gyár műhelyeiből pedig Déri, Bláthy és Zipernowsky működése révén a világon elsőként került ki a zárt vasmagú transzformátor és az indukciós fogyasztásmérő. Valószínűleg ezek is szerepet játszottak abban, hogy az elektrotechnika, mint az ipari forradalom motorja, Magyarországon sok ember és döntéshozó helyzetben lévő szervezet fantáziáját ragadta meg. Ennek köszönhető, hogy Temesvár város vezetősége 1884-ben Európában elsőként döntött úgy, hogy a városban villamos közvilágítást valósít meg. Egyesületünk Villamosenergia Szakosztálya ennek 100 éves jubileumáról 1984-ben külön rendezvényen emlékezett meg. A temesvári villamosítást követően az ország több köszségében és városában valósult meg a különböző, főleg ipari célokra épült áramfejlesztőkre alapozott helyi villamosenergia-szolgáltatás. Az ország mai területén ez Mátészalkán valósult meg először 1888-ban. Ennek 100 éves évfordulójára az MVM által szervezett megemlékezés sorozat műszaki tudományos ülésszakának lebonyolításában Magyar Elektrotechnikai Egyesület is tevékenyen vett részt. Ezek a helyi villamos hálózatok egymástól függetlenül alakultak ki és fejlődtek ugyan, de mégis ezek révén elindult az ország villamosítása. Verebély László híres műegyetemi professzorunk Csonka-Magyarország villamosítása c. 1935-ben kiadott művében már megjelentek az ország egészének szempontjai, az országgyűlés pedig 1934-ben törvényt is alkotott a villamoséneriga-el látásról.
II. A fejlődés periódusai A fejlődés szakaszait többféle szempont szerint lehet csoportosítani. Mindegyik csoportosítás többé-kevésbé önkényes. Mi az alábbiakban olyan szempontból osztjuk a fejlődést szakaszokra, amelyek leginkább alkalmasak a hálózatok műszaki fejlődését alapvetően befolyásoló szempontoknak a bemutatására;
Kovács Ferenc okl. gépészmérnök, az MVM nyűg. hálózati igazgatója, a MEH munkatársa, a MEE 1b. alelnöke Leklor: dr. Tomhor Antal okl. villamosmérnök, a MEE tagja
312
1. A helyi villamosítások korszaka Az egyes városokban, községekben általában valamilyen üzem energiaellátásának céljára épült "áramfejlesztő telepekre" alapozott, kezdetben elsősorban a közvetlen közelében lévő épületek villamosenergia-ellátására. A táplált hálózatot később általában bővítették, közvilágítást is szolgáltattak és gyakran a telep áramfejlesztő teljesítményét már a villamosenergia-szolgáltatás céljából bővítették. A fogyasztás növekedését elsősorban a villamosenergia-ellátásba bekapcsolt városok, községek számának növekedése jelentette. 2. Regionális hálózatrendszerek kialakulása A transzformátor elterjedése lehetővé tette a villamos energia nagyobb távolságokra való szállítását. Emiatt, valamint a kazán és a villamos forgógépgyártás fejlődése révén a városok, bányaüzemek és egyéb ipartelepek céljaira épülő erőművek teljesítményét nagyobbra lehetett választani a közvetlenül szükségesnél és távvezetékeken keresztül a szomszédos községeket, illetve körzeteket is el lehetett látni villamos energiával. így regionális hálózatrendszerek alakulhattak ki. Az 1934-ben kidolgozott Villamos Energia Törvény már szabályozta a villamos művek létesítésével és üzemeltetésével kapcsolatos alapvető feladatokat. 1935-ben a városok teljes mértékben, a községeknek pedig kb. 30%-a volt villamosítva. Az elosztóhálózatokat 147 magántársaság kezelte. Ebben a szakaszban már az egyes villamos társaságok által kapott koncessziós területek villamos energia igénye miatt a korábbiaknál nagyobb teljesítményeket, nagyobb távolságra kellett szállítani. így megjelentek a főleg 35 kV-os gerincvezetékek, amelyek a 35 kV középfeszültségű állomásokat táplálták. A Hungária Villamossági Rt. pedig, amelynek Salgótartján—Hatvan —Szolnok térségére volt koncessziója, a hatvani és szolnoki transzformátor állomásainak táplálására 60 kV-os vezeték épült. Már 110 kV-os vezeték is épült ebben a szakaszban és ez, amint látni fogjuk átvezet a fejlődés következő szakaszába. A villamosenergia-igények csak lassan növekedtek, de ezen belül az ipari fogyasztás egyre jelentősebbé vált. 3. Az országos hálózatrendszer kialakulása és fejlődése a KGST felbomlásáig Az akkori viszonyok között nagyteljesítményű Bánhidai Erőműben termelt villamos energia elszállítására a 30-as években megépültek az előző pontban említett első 110 kV-os távvezetékek (Bánhida—Budapest, Ül. Bánhida—<5yőr—Horvátkimle). Ezek egyrészt a kelenföldi erőművel együtt Budapest ellátását, másrészt pedig a Budapest—Hegyeshalom vasútvonal villamosítását és az észak-dunántúli országrész teljesítmény ellátásnak segítését szolgálták ugyan, de az országos hálózatrendszer kialakulásának kezdete mégis csak 1949-re tehető. Ekkor ugyanis az akkor meglévő négy nagynak tekinthető ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia erőmű (Bánhida, Kelenföld, Ajka, Lőrinci) 110 kV-os távvezetékkel való összekötése és az országos Villamos Teherelosztó létesítése révén megindult a kooperációs üzem. A 30-as években épült ezen első 110 kV-os Bea távvezetékek azonban mégis máig meghatározóak az országos hálózatrendszer szempontjából. E hálózatok csillagpontját ugyanis eltérően a Németországban és Ausztriában akkor is és ma is a 110 kV-os hálózatoknál alkalmazott kompenzált csillagpontú üzemtől hatásosan földelték. A jelenlegi 120 kV-os hálózatunk azóta is így üzemel és ehhez igazodik szigetelési — 7S0kV. szintje, automatika rendszere alkalmazott megszakítói és szakaszolói. Ebben a fejlő22OkV dési periódusban alakult ki az ország 110 kV-nál nagyobb feszültségű alaphálózata számos vizsgálat, elemzés és alapos viták után, amelyek lényegét a következő fejezetekben mutatjuk be. Ezt a periódust még az I. ábra. A magyar villamosenergia-rendszer alaphálózala az eddigi legnagyobb csúcsterhelés évében is jellemezte, hogy a hálózat a magyar 1989-ben villamosenergia-rendszer egyre jelentősebb teljesítmény-forráis megerősítette, az osztrákokkal pedig még 1986-ban határidős sává is vált. Ennek első kis lépése a csehszlovák energiarendmegállapodást írt alá a kapcsolatok 400 kV feszültségszintre szerrel 1952-ben épített 120 kV-os Kisigmánd—Érsekújvár való emeléséről. Ezeknek az összeköttetéseknek, különösen közötti távvezeték volt, amely egyúttal kezdő lépése volt a pedig az osztrák kapcsolatnak a szezonális energia cseréken KGST országok közötti nemzetközi kooperációnak is. Ezt kívül nagy jelentőséget adott az, hogy akár a hazai, akár a 1954-ben a négyoldalú alumínium egyezmény megkötésekor a hozzánk exportáló energiarendszerek üzemzavara esetén az magyar, csehszlovák, az akkori keletnémet és a lengyel energiUCPTE rendszeréhez nyitott ablakot. Ez az ablak ugyan a arendszerek közötti távvezetéki összeköttetések létesítése köpárhuzamos üzem lehetőségének hiányában csak meghatárovette. Ezek voltak az előzményei a KGST országok egyesített zott feltételekkel (irányüzem, szigetüzem) volt nyitható, de villamosenergia-rendszere kialakulásának, amelyben a magyar megadta a műszaki lehetőséget arra, hogy főleg az osztrák villamosenergia-rendszer Csehszlovákia és a Szovjetunió villarendszer átviteli képessége, valamint a rendszerösszekötő vezemosenergia-rendszerei felé kiépített 220 és 400 kV-os összeköttékek, illetve később a Wien—Südost alállomásban lévő 600 tetések — amelyet 1978-ban egy 750 kV-os összeköttetés is MVA-es egyenáramú betét teljesítőképességének határáig a követett — révén vett részt a KGST országok egyesített magyar energiarendszer üzemzavari kisegítést kaphasson az villamosenergia-rendszereinek párhuzamos üzemében. (A UCPTE rendszerből. román energiarendszerrel is kiépült egy 400 kV-os szigetelt Ebben a periódusban a villamosenergia-igények folyamatoösszeköttetés, amely 220 kV-on került üzembe és nem tudott san növekedtek. Az időszak első évtizedeiben a villamosenergiajelentős szerephez jutni a rendszerek párhuzamos üzemében). A igények a tízévenkénti megkétszerzeződésnek megfelelő, vagy KGST országok ezen rendszeregyesülése szállításra orientált annál is nagyobb mértékben növekedtek, ez az igénynövekedési egyesülés volt. Ezek a tervszerű szállítások, amelyek alapvetőütem később lassult, 1979-ben pedig (második olajárrobbanás) en kelet-nyugati irányúak voltak, a rendszerösszekötő vezetéketrendváltozás következett be és az igények növekedése a ket jelentősen igénybe vették, ami a kölcsönös kisegítéseknél következő 10 év átlagában kb. 3%-ra mérséklődött. Az eddigi gyakran a forrásoldali lehetőségeken túlmenő korlátokat jelenlegnagyobb villamose- TWh tett, illetőleg szűk keresztmetszetek, stabilitási szempontból M) nergia-felhasználás kritikus metszékek kialakulásához vezetett. A villamosenergia1989-ben volt (40680 ipar irányítását végző NIM Villamosenergiaipari Igazgatóság, GWh) 6553 MW majd 1963-tól kezdve a Magyar Villamos Művek Tröszt a csúcsterhelés mellett. KGST országokkal történő párhuzamos üzem mellett az ország Ennek átvételére, illetvillamosenergia-ellátásának biztonsága érdekében arra törekeve a fő elosztási csodett, hogy minden szomszédos országgal megfelelő távvezetéki mópontokba való szálösszeköttetése legyen. Ezen törekvések keretében — amelyeklításra szolgáló 1989nek gazdasági alapja a túlnyomórészt, vagy jelentős mértékben ben már nagyobb részvízenergiával rendelkező, illetve hőenergiára alapozott rendben 400 kV-os alaphászerek közötti kölcsönösen előnyös szezonális energia csere lózat (/. ábra) hosszú?0:~. EveK volt — először a volt Jugoszláviával 120 kV-on, majd Ausztrisága ekkor már meghaával 220 kV-on épült ki összeköttetés. A Jugoszláv hálózattal ladta a 3000 km-t. A 2. ábra. Az ország villamosenergiavaló kapcsolatot az MVM 1987-ben 400 kV-os összeköttetéssel felhasználásának alakulása 120 kV-os főelosztó|
1999. 92. évfolyam 9. szám
313
Villamos energia hálózat hossza pedig közel 5000 km volt, a közép- és kisfeszültségű hálózatok hossza pedig meghaladta a 130000 km-t. Az ipari szerkezetváltás következtében ezután a villamosenergia-igények csökkentek és a mai napig nem érték el az 1989. évi értéket. A villamosenergia-igények több perióduson átnyúló növekedésének, illetve változásának grafikus ábrázolását a 2. ábra mutatja. 4. A hálózatrendszer fejlődése a KGST egyesített villamosenergia-rendszerének felbomlása után Az MVM a még 1989 végén megkezdett vizsgálatok után 1990-ben jelentette be csatlakozási szándékát az UCPTE-nek. 1991-ben a lengyel, a cseh és a szlovák villamosenergia-rendszert üzemeltető társaságok is bejelentették csatlakozási szándékukat. A négy ország villamos művei még 1991-ben meg is állapodtak abban, hogy együttműködnek az UCPTE rendszerhez való csatlakozásban. Együttműködésük intézményes formájaként megalakították a CENTREL elnevezésű szervezetüket. 1993 végén az európai KGST országok addigi rendszeregyesülése gazdasági problémák miatt kisebb módosítások után három részre szakadt. A VEAG (keletnémet), a CENTREL és egy Burstin környéki irányüzem alkotta a nyugati részt. Érdekes, hogy lényegében ezen térség párhuzamos üzeme, mint azt az előző pontban láttuk már 1954-ben megvalósult. így ez a párhuzamos üzem a KGST országok egyesített energiarendszere kialakulásának és felbomlásának egyaránt lényeges' lépése volt. Ez a különálló üzem jó lehetőséget nyújtott az UCPTE-vel való párhuzamos üzem feltételeinek fokozatos megvalósítására, illetve azok betartásának igazolására. Erre azért volt szükség, mert a KGST és az UCPTE országok villamosenergia-rendszerei egyesítésének alapvető célkitűzése más volt. A KGST országok rendszeregyesülése, mint arra már utaltunk szállításra orientált egyesülés volt. Az UCPTE országok rendszeregyesülése viszont kölcsönös kisegítésre orientált egyesülés, ahol a rendszerek közötti összeköttetéseket tervszerű energiaszállítás csak kis mértékben foglalja le, viszont megfelelő szabályozási rendszerre és teljesítménytartalékokra van szükség. A CENTREL és a VEAG rendszerek önálló párhuzamos üzeme során az UCPTE-hez való csatlakozás műszaki feltételei fokozatosan megvalósultak és a VEAG 1995 szeptemberi csatlakozása után a CENTREL országok és így a magyar villamos-energiarendszer is 1995. október 18-án párhuzamosan kapcsolódhatott az UCPTE hálózatával. A párhuzamos üzem létrejötte utáni villamosenergia-igények az 1989-es év csúcsértéke alatt maradtak. Ezt TWó-ban a 2. ábra, teljesítményben pedig az alábbi táblázat mutatja. 1. táblázat
314
Ugyanezekben az években az igénybevett import teljesítménye is csökkent. A csökkenés az 1989. évi 1850 MW teljesítményhez képest a 90-es évek végére kereken 1500 MW körül volt. Fentiekből láthatóan a hálózat által megoldandó feladat sem teljesítmény sem energia vonatkozásában nem érte el az 1989-ben már sikerrel teljesített szintet. Ez azonban csak a rendszer egészére igaz. A háztartási fogyasztás ezekben az években is növekedett, csak ez a növekedés nem tudta kompenzálni az ipari és kisebb mértékben az egyéb fogyasztásoknál bekövetkezett csökkenést. Az UCPTE-vel való sikeres párhuzamos üzem alapján az MVM Rt. 1999. január l-jétől az UCPTE társult tagja lett.
III. Jellegzetességek és megvalósított fejlesztések az egyes fejlődési periódusokban A villamoíenergia-átalakítások során születik és kerül a fogyasztókhoz. Az erőművek a különböző energiahordozókat alakítják át villamos energiává, az átviteli és elosztóhálózatok pedig a termelt villamos energia feszültségét alakítják át az ellátandó területről, a fogyasztók igényétől függő optimális értékűre. A fejlődés különböző periódusai során főleg az egymástól elszigetelt fejlesztések miatt különböző értékek alakultak ki elsősorban a villamos energia feszültsége, de a fejlődés kezdeti korszakaiban még az áramnem és a periódusszám vonatkozásában is. Az átviendő villamos energia teljesítménye döntő befolyást gyakorol az átvitel feszültségére, illetve az átvitel és az elosztás során szükséges feszültség lépcsőzésre, ezért a villamosenergia-igények alakulása és a fogyasztói létszám meghatározó a megoldandó feladatokra is. Az alábbiakban a teljesség igénye nélkül a fejlődés során megoldott lényegesebb feladatokra kísérelünk meg rámutatni. 1. Különböző kisfeszültségű hálózatok kialakulása és egységesítése A II. fejezetben bemutatott okok miatt a helyi kisfeszültségű hálózatok mindig a helyi áramforráshoz igazodtak. Ezért ezen hálózatok elvi rendszere, feszültségértéke és műszaki színvonala is igen eltérően alakult. A regionális feladatokat ellátó társaságok ellátási területükön belül már igyekeztek felfogásuknak és anyagi lehetőségeiknek megfelelő egységes rendszerek irányába haladni. Az egységesítés fő iránya a 380/220 V-os rendszer volt. Mégis a különböző villamos társaságokból megalakított Állami Villamosenergiaszolgáltató Vállalat (ÁVESZ) 1948—50-ben az alábbi típusú kisfeszültségű hálózatokat vehette számba: 2. táblázat. Az 1948—50-es években működő kisfeszültségű hálózatok
ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia Ahogyan már a regionális vállalatok törekedtek az ellátási területükön való egységesítésre, úgy az ÁVESZ legfontosabb feladatainak egyike a 380/220 V-os rendszer általánossá tétele volt. Ez a feszültségszint már az AVESZ 1951-ben való megszűnésekor túlnyomóvá vált és az új villamosítások már mind ebben a rendszerben történtek. A teljes egységesítést az ELMŰ és a NIM Villamosenergiaipari Igazgatóság által 1951ben alapított öt területi áramszolgáltató vállalat fejezte be a 60-as évek elején. 2. Középfeszültségű feszültségszintek A helyi energiafejlesztö telepekre alapozott körzeti villamosenergia-ellátás a helyi adottságoknak legjobban megfelelő feszültségen szállította a villamos energiát. Ezért a középfeszültségen is többféle névleges feszültségszint alakult ki (3. táblázat). 3. táblázat. Az 1948—50-es években működő középfeszültségű hálózatok (kV) E sokféle középfeszültség egységesítését már az egyes regionális koncessziókkal bíró vállalatok (Girt, OVIRT Hungária, RVKVSz, Pannónia, Eger-Gyöngyösvidéki Villamossági Rt. stb.) megkezdték. Az egységesítést az AVESZ, illetve a Villamosenergiaipari Igazgatóság súlyponti kérdésként kezelte. Az ebből a célból számba jöhető névleges feszültségszintek a 10 kV, a 20 kV és a 35 kV voltak, mivel ezekre a feszültségekre volt hazai készülékgyártás, ezek a feszültségek feleltek meg a magyar szabványnak és.a meglévő hálózatok döntő része ezen névleges feszültségekre épült. A szabadvezetékeknél a 10 kV-os változat kiesett, mivel a 20 kV-os vezeték a 10 kV-oshoz képest kétszeres átviteli teljesítményre alkalmas, létesítési költsége pedig alig drágább. A 20 kV-t választását indokolta az is, hogy az üzemben lévő 20 kV-os vezetékhossz a teljesen középfeszültségű vezetékhossz legnagyobb tételét jelentette, valamint az is, hogy a hosszban utána következő 15 kV-os hálózatot olcsó és egyszerű eszközökkel lehetett 20 kV-ra átalakítani. így a szabadvezeték hálózatnál az egységesítés 20 és 35 kV-on alakult ki. A 35 kV-os vezetékek a 20 kV-os hálózat csomópontjaiba szállították a villamos energiát. Üzemük biztonságának fontosságát mutatja, hogy az ÁVESz ezekre a vezetékekre T leágazás létesítési, tilalmat rendelt el. A kommunális fogyasztókat ellátó kábelhálózatoknál a meglévő adottságok, illetve kábelgyártási okok miatt az egységesítés elsősorban 10 kV-on, rövid vezetékhosszúságú hálózatoknál 20 kV-onjött létre.' 3. A 120—220 kV-os vezetékek megjelenése A II./3. pontban bemutattuk a 100 kV-os országos hálózat kialakulásának kezdetét. A Villamosenergiaipari Igazgatóság és az ERŐTERV vizsgálatai alapján a hálózat feszültségét 1952-ben 120 kV-ra emelték. Ehhez az akkor meglévő hálózatokon csak üzemviteli intézkedéseket kellett tenni, az új létesítményeket pedig már erre a feszültségszintre tervezték. E feszültségemelésnek hátránya volt, hogy a 120 kV nem illett bele a nemzetközileg elfogadott feszültségszint sorba. Emiatt az ezen a feszültségszinten kiépített nemzetközi hálózati kapcsolatainknál 100/120 kV-os booster transzformátorokat kellett alkalmazni. Előnye volt viszont az, hogy a hálózat átviteli képessége növekedett, a hálózati veszteség csökkent. Ez, vala1999. 92. évfolyam 9. szám
mint az a helyzet, hogy az erőművi gépnagyságok 1966-ig a 32, illetve az 50 MW-os nagyságrendben maradtak, lehetővé tette, hogy a 120 kV-os hálózat sokáig el tudta látni az alaphálózat feladatát. Az alaphálózat fejlesztési költségeinek csökkentése érdekében az 50-es évek közepén a Villamosenergiaipari Igazgatóság a viszonylag kis fajlagos terhelésű Tiszántúl ellátására 120 kV helyett 60 kV-ot tervezett. Néljány vezeték és állomás ilyen feszültségre való megépítésével szerzett tapasztalatok után a terhelések erőteljes növekedése miatt ezen az országrészen is a 120 kV töltötte be az alaphálózat szerepét. A terhelések növekedése miatt szükség volt a 120 kV-os hálózat fejlesztésének és a 120 kV-nál magasabb feszültségszint bevezetésének vizsgálatára, vagyis az egységes szemléletű hálózattervezésre. Ezt ezen munka kezdetén egy-egy, később néhány iparigazgatósági, illetve ERŐTERV-es mérnök végezte. így alakult ki a manuálisan vezetett "transzformátor táncrend", amely a fejlődő 120 kV-os hálózat 120/középfeszültségű transzformátorokkal való gazdaságos ellátását tette lehetővé és született az a döntés, hogy az 1953-ban üzembe helyezett Vác—Bystricsány közötti 120 kV-os összeköttetés 220 kV-ra átépíthetően épüljön meg [2]. Ez az átépítés 1959-ben meg is történt és ezzel megkezdődött az alaphálózat 220 kV-on való fejlesztése. 4. Hálózatok rekonstrukciója A villamosenergia-igények növekedése különösen a régebben épített kisfeszültségű hálózatokon egyre több feszültségproblémát okozott. A Villamosenergiaipari Igazgatóság által 1958ban elvégeztetett hálózati mérések azt mutatták, hogy a téli csúcsterhelési időszakban a kommunális transzformátorkörzetek közel 40%-ban kisebb volt a feszültség a hálózatok végpontjain a névleges feszültség 90%-ánál. Ezért az Igazgatóság a Villamos Hálózati Szolgálat közreműködésével rekonstrukciós munkákat indított el, amelynek eredményeképpen az Áramszolgáltató Vállalatok folyamatosan csökkentették a rossz feszültségű körzetek számát. E rekonstrukció elsősorban a feszültségjavítást szolgálta, de különösen a háború előtt épült vezetékeknél mechanikai rekonstrukcióra, fázisszám növelésre is szükség volt. Ezeket a munkákat jelentősen elősegítették az ÁVESz, illetve később a HÁTERV által készített típustervek. 5. Az MVMT megalakulásával elindított és megvalósított fejlesztések Az MVMT-nek az Iparigazgatóság egyes részeiből, az Erőmű Trösztből, a HÁTERV keretében működő Villamos Hálózati Szolgálatból 1963-ban történt megalakításával először fordult elő a hálózatok fejlődésében, hogy az összes feszültségszint fejlesztésének irányítása az ország egész területére vonatkozóan egységes lett. Ily módon figyelembe lehetett venni az egyes hálózatrészek egymásra való hatását, az egymásnak helyenként ellentmondó adottságokat, a fejlődés által kiváltott hatásokat. Mód nyílt arra, hogy ne csak részoptimumokat határozzunk meg, hanem a hálózat egészének a fejlesztést és az üzemvitelt egyaránt figyelembe vevő optimumát keressük. Ugyanakkor a folyamatosan növekvő energia igények miatt ellentmondások is kialakultak a fejlesztések elvi iránya tekintetében. Ennek lényege az volt, hogy a villamosenergia-igények növekedését a hálózat egyenértékeit műszaki jellemzőinek növelésével, az üzemviteli létszám növelésével nem lehet, de nem is célszerű és gazdaságos követni. Ezen ellentmondás feloldására az MVM több, részben egymásra épülő műszaki programot indított el. 315
Villamos energia Ezeket az alábbiakban azzal foglaljuk össze, hogy az egymásra épülő programok kivételével azok egyidejűleg folytak és igényelték a hét hálózati vállalat szoros együttműködését és részvételét a programok kidolgozásában. Ennek fontos szervei voltak a hálózati főmérnöki értekezletek, valamint az MVM Hálózati Igazgatóságán bevezetett zsürizési rendszerek, illetve kidolgozott irányelvek. E műszaki programok véglegesítésében Egyesületünknek is fontos szerepe volt. A Villamosenergia Szakosztály által 1963 után szervezett Vándorgyűlések mindegyike olyan fejlesztési, illetve üzemviteli elképzeléseket tárgyalt meg, amelyek vonatkozásában a Vándorgyűlésen kialakított álláspontok vagy magát a döntést, vagy a végrehajtás módját befolyásolni tudták. Többször előfordult, hogy az álláspontok kialakításával nem lehetett megvárni a Vándorgyűlések szokásos időpontját Ilyenkor a Villamosenergia Szakosztály célankétokat szervezett. így az Egyesület minden olyan kérdésben, amelyben a hálózat érdekei azt megkívánták, társadalmi hátteret tudott adni a döntések elfogadásához, illetve az azokból fakadó anyagi következmények megteremtéséhez. Ennek a tervgazdálkodási rendszerben igen nagy jelentősége volt. 5.1 Feszültségszintek szerepének átalakítása, új feszültségszintek bevezetése A folyamatosan növekvő energiaigények következtében folyamatosan növekedett a 20 kV-os hálózatokba betáplálandó energia, ezért jelentősen növekedett a 35 kV-os hálózat is. A 35/20 kV-os állomások általában 6,3 MVA alatti teljesítmény betáplálását tették lehetővé, így azok viszonylag hamar telítődtek. Ezért a 60-as évek elején egyre jobban kiütköztek a két egymáshoz közel lévő feszültségszint problémái. A 120 kV-os és a 220 kV-os feszültségszintek közelsége miatti problémák ekkor még nem mutatkoztak meg ilyen határozottan, de a 35/20 kV-os feszültségszinteken felmerülő nehézségek az egész hálózatrendszert együtt tekintve többek figyelmét ráirányították a 220 kV és a 120 közelségére is. Ezért elemezni kezdtük az ország energiaellátásánál kialakítandó optimális feszültséglépcsők kérdését. A munka elméleti és gyakorlati irányban egyaránt folyt. Az elméleti vizsgálatok során jelentős egyszerűsítések feltételezésével meghatároztuk a terhelés függvényében a távvezetékek hatótávolságát, ellátási területüket úgy, hogy az egyes letranszformálási pontok által ellátható területek csak összeérjenek, de egymást ne fedjék át. Ezekből a feszültséglépcsőzés célszerű arányára 1 ;3-4 körüli érték adódott [14]. Ezt az értéket a feltételezett egyszerűsítéseken kívül még több műszaki és gazdasági tényező befolyásolja ugyan, de mégis igen értékes alapot adott a követendő út irányának meghatározásához. A gyakorlati munkát egyrészt az MVM Hálózati Igazgatósága által kidolgozott Hálózatfejlesztési Irányelvek [5] alapján a hat területi áramszolgáltatónál kidolgozott területi hálózatfejlesztési tanulmányok, másrészt az MVM megbízásából és az általa kimunkált várható csomóponti terhelések alapján az Erőterv által készített alaphálózati tervek jelentették. Ezen munkák során jelentős vitapontok alakultak ki. Ezek lényege az volt, hogy lehet-e együttesen vállalni a meglévő adottságokat is figyelembevéve azt, hogy a 35 kV helyett a 120 kV legyen a főelosztóhálózat feszültsége, valamint azt hogy a 120 kV fölé kialakítandó alaphálózat feszültségeként a már elindított 220 kV-os fejlesztést 400 kV-ra feszültségszinttel összefüggő mű316
szaki problémák jelentették mint pl. a zárlati teljesítmények, a szigetelési szintek növekedése, új feszültségáttételű transzformátor sorozatok kialakítása, hanem az, hogy a 35 kV-hoz képest a 120 kV, a 220 kV-hez képest pedig a 400 kV lényegesen drágább. Az elméleti vizsgálatok már említett egyszerűsítések alapján azt mutatták, hogy egy adott alállomás kör alakúnak feltételezett ellátási területének sugarára a terhelések növekedésére csak a 4. gyök alatt van befolyása. Az Áramszolgáltató Vállalatok területi, az Erőterv alaphálózati tanulmányai pedig azt mutatták, hogy kezdeti nagyobb költségek mellett 15—20 éves távlatban a beruházási és üzemi költségek már a nagyobb feszültségek felé billentik a mérleget. Ugyanekkor megjelentek az energiarendszerünkben a 150, illetve a 200 MW-os eroművi blokkok és 400 kV-os feszültségszinten növekedett az import. A létesítendő alállomások költségeinek leszorítására lehetőséget nyújtottak a tipizálás kapcsán bevezetett, az elvi kapcsolási sémákra vonatkozó egyszerűsítések. A nagyobb feszültségű hálózatok üzembiztonsága nagyobb ugyan, de a megépítendő hálózathossz kevesebb és ezért különösen a 400 kV-os hálózat hurkai lassabban alakulnak ki. Az előnyök és a hátrányok mérlegelése alapján az MVM azt a koncepciót alakította ki, hogy a 220/120/35/20 kV-os struktúráról áttér a 400/120/20 kV-os struktúra fejlesztésére úgy, hogy a meglévő 35 kV-os, illetve 220 kV-os vezetékeket célszerűen felhasználja, de csak kivételes esetben bővíti. Ennek keretében 1965-ben 460 km hosszúságú 120 kV-os hálózatot és 8 db 120 kV-os állomást az OVIT-tól az Áramszolgáltató Vállalatoknak adott át, az OVIT és a GANZ Villamossági Művek segítségével megszervezte a területi áramszolgáltatóknak a közvetlenül földelt csillagpontú 120 kV-os berendezések üzemeltetésére és karbantartására való felkészülését. Az újonnan létesülő 120 kV-os vezetékek és állomások beruházását és üzemeltetését pedig ettől kezdve már a területileg illetékes áramszolgáltatók végezték. A 120 kV-os hálózat főelosztóhálózattá alakításának döntő éveit jellemző állomásépítéseket a 3. ábra mutatja. A 400 kV-os hálózat fejlesztésénél ekkor — amelynek során az OVIT-nak sikerült a még 220 kV-ra tervezett és már le is alapozott Martonvásár-Litér távvezetéket az oszloprendelések megváltoztatásával már 400 kV3. ábra. A főelosztóhálózat átalakításának döntő évei ra megépíteni — 1995—2000 körűire terveztük az alaphálózat az (n-1) elvet kielégítő hurkoltsági fokát elérni [14]. Új feszültségszintként 1978-ban megjelent a 750 kV is. Ez a távvezeték és az albertirsai 750/400 kV-os állomás 5 ország közös beruházásában épült és a résztvevő országoknak az akkori Szovjetunióból származó importjának az átvitelére szolgált. Belső átviteli célra nem terveztük alkalmazni, amint akkor erről a hazai szaksajtóban és a CIGRE, illetve UNIPEDE konferenciákon egyaránt beszámoltunk. Az UNIPEDE Elosztási Tanulmányi Bizottságban szerzett információk alapján az MVM a 80-as években az érintettek figyelmét felhívta a 400/230 V-os kisfeszültségű áttérésre. A magyar szabványt ennek megfelelően már módosították, a közép/kisfeszültségű transzformátorokat ehhez igazodó megELEKTROTECHNIKA
Villamos energia csapolásokkal gyártják. Az áttérés hosszabb folyamata a régebbi és az újabb transzformátorok átrendezését kívánja meg. 5.2. Új elosztóhálózat! üzemviteli munkamódszerek kialakítása Az 50-es években a körzetszerelői munka nagy része az új bekapcsolásokon kívül a már bekövetkezett hibák elhárítására és az inkasszóval kapcsolatos munkákra terjedt ki. Mivel ekkor a körzetszerelőségek gyakorlatilag kizárólag kerékpárral, esetleg motorkerékpárral rendelkeztek, működési körzetüket csak néhány községre lehetett kiterjeszteni. Ennek a munkamódszernek a fenntartásával nem lehetett a folyamatosan bővülő 20 és 0,4 kV-os hálózatok üzemét a meglévő létszám lényeges bővítése nélkül megoldani. Erre akkor nem is volt lehetőség. A feladatoknak viszonylag csökkenő létszámmal való ellátására a rendelkezésre álló munkaórák felhasználásának alapvető megváltozatása nyújtott csak lehetőséget. A változtatás lényege a hibaelhárításra és az utazásra fordítandó munkaórák csökkentése és a fenntartási munkaórák növelése volt. Ezt csak több, részben egymásra épülő műszaki program beindításával lehetett megoldani. E tanulmány keretei nem teszik lehetővé ezek részletes ismertetését, ezért azokat csak címszószerűen foglaljuk össze. Rekonstrukció: Az Iparigazgatóság által 1957-ben elindított rekonstrukciós munkák 1964-től kezdve átfogó programmá szélesültek azzal a céllal, hogy annak során ne csak a hálózat feszültsége, hanem annak állaga is jelentősen javuljon. A munka hatékonyságát hosszabb időszakot rögzítő műszerek és számítógépes méretezés segítette [15]. Gépesítés: Az 1964-ben kidolgozott és az azt követő években meg is valósított program az akkor elérhető piacokon beszerezhető gépekkel lehetővé tette a fogyasztó gyors felkeresését és a munkát termelékenyebbé tevő munkagépek alkalmazását. Ez a program emellett a teljes hálózatszerelési kapacitást évi 1300 millió akkori forintra emelte, és lehetővé tette az üzemvitel részéről a hálózatszerelési munkákba való bedolgozás csökkentését is. Hálózatok automatizálása: A komplex automatizálás elvi alapjait az MVM Hálózati Igazgatósága által 1965-ben kiadott Automatizálási Irányelvek [6] fektették le. Ezek nem egy-egy alállomás vagy alállomás típus automatizálását, hanem a különböző automatikák optimális együttműködése alapján a teljes hálózat automatizálását tartották szem előtt. Általánossá és egységessé vált a kétlépcsős rövidzárlati és földzárlati visszakapcsolás, a 120 kV-on és a felett az egy- és háromfázisú kombinált visszakapcsolás, a hálózati és transzformátor átkapcsolás, az automatikus feszültségszabályozás, kondenzátor átkapcsoló automatikák alkalmazása. A zárlatok és üzemzavarok kb. 92%-a utólagos személyi beavatkozást nem kívánt. Mivel a maradék 8% nagy részének elhárítására külön szerelőcsoportnak is a helyszínre kell mennie, meg lehetett kezdeni az állomásokból az állandó kezelőszemélyzet észszerű kivonását. Élőmunka igény csökkentése: E téren a legjobb eredményt a fogyasztói kisautoinaták teljes elterjesztésével és a szigetelt kisfeszültségű csatlakozóvezetékek bevezetésével sikerült elérni. Ezek egyszerre szolgálták a fogyasztók jobb kiszolgálását és a rendelkezésre álló munkaóráknak a fenntartásra való átcsoportosítását. A 20 kV-os hálózatok jelentős bővülése, a fa lökőszilárdságát nélkülöző vasbeton oszlopok számának növekedése jelentősen megnövelte a szigetelők nyakánál történő átütésből származó, nehezen felderíthető kettős földzárlatok 1999. 92. évfolyam 9. szám
számát. Ezért a tömörtestű, átüthetetlen szigetelők bevezetését kezdtük meg a 70-es évek elején. Ezek a kettős fbldzárlatok számát valóban jelentősen csökkentették, azonban néhány év múlva a költségek csökkentése érdekében vascsapos felerosítésű tömörtestű szigetelők törni kezdtek. A gyártó céggel együttműködve elvégzett konstrukciós változtatás sem hozott döntő változást, ezért a hálózati főmérnöki értekezlet álláspontja alapján a 80-as évek második felében áttértünk a befogott tömörtestű szigetelők alkalmazására és a korábbi konstrukció cseréjének megkezdésére. A hálózatok karbantartása a 70-es évekig időgyakoriságon alapuló előírások (VELK) alapján történt. Ezután áttértünk az előzetesen vizsgálatokon alapuló és nagyon jó felkészültségű, hosszú szakmai gyakorlattal rendelkező szakembereket igénylő állapolföggő karbantartási rendszerre a vezetékeknél és a kistranszformátoroknál egyaránt. Hírközlés korszerűsítése: A hálózatokat kezelő üzemviteli egységeknél a 60-as évek végén, illetve a 70-es évek elején átfogó URH rádiótelefon-hálózat kiépítésének programja kezdődött meg. Ez jelentősen hozzájárult az egy üzemzavarra eső nem szolgáltatott villamos energia csökkentéséhez. Munkaerők koncentrálása: A különböző programokban történt előrehaladás lehetővé, a gépesítés előrehaladása pedig szükségessé tette az elszórt — 1960-ban 999 db — üzemegységek koncentrálását. Ez a munka, amely egyben a szervezeti lépcsők számának a csökkentését is jelentette, az MVM Hálózati Igazgatósága által 1966-ban a kirendeltségek, 1969-ben pedig az üzemigazgatóságok szervezeti felépítésére, tevékenységére és munkarendjére vonatkozóan kiadott Irányelvek [7,9] alapján indult be. E munkának jelentős állomása volt Egyesületünk 1966. évi szegedi Vándorgyűlése, ahol a témával kapcsolatos eszmecserék a hivatalos ülésszak után a Tisza parton éjszakába nyúlóan folytatódtak. Az ilyen előkészítés jelentősen segítette azt a hatalmas, nehéz és igen gondos körül tekintést igénylő munkát, amelyet az Áramszolgáltató Vállalatok e téren végeztek. A munka végére az üzemegységek száma kb. a negyedére csökkent, miközben jelentősen javultak a munkakörülmények is [8]. Egyben pedig megindult az ellátási területet jól áttekinteni tudó üzemirányító központok kialakítása is. 5.3. Alállomás építések gyorsítása Az első 120/középfeszültségü állomások nemcsak drágák voltak, hanem néha 4—5 évig is épültek. A 120 kV-os főelosztó hálózattá válása megkövetelte a 120 kV-os alállomások építésének lényeges gyorsítását is, hiszen a 7% körüli évi növekedésre készített távlati hálózatfejlesztési tervek a 80-as évek végére már évi 8— 10 db 120 kV-os új alállomás üzembe helyezésének szükségességét jelezték. Az 5,1 pontban már utaltunk arra, hogy az Erőterv és az MVM együttműködése alapján a 120 kV-os oldalon egy fokozatos kiépítést lehetővé tevő típuscsalád alkalmazását vezettük be. Ez az egy transzformátoros végponti állomástól az üzemi tapasztalatok alapján az egy gyűjtősínes állomássá való bővítést ugyanazon alaprajzi elrendezés és diszpozíció részeként teszi lehetővé. Az állomásépítés gyorsításának fontos előfeltétele volt, hogy az állomások 20 kV-os részét is szabadtéri kivitelben lehessen megépíteni. Erre a célra a Vertesz az Erőterv és az MVMT együttműködésével egy alumínium tokozású szabadtéri, cellánként összeszerelhető kapcsolóberendezést fejlesztett ki. Ez a megoldás szükségtelenné tette a nagy kapcsolóépületek létesítését. A kifejlesztett
317
Villamos energia tokozott berendezés névleges árama a betáplálásokban 1600 A, a leágazásokban 800 A és a rövidzárlati teljesítménye 500 MVA volt. A fejlesztési munkában nagy szerepe volt a VEIKI zuglói nagyfeszültségű hálózati laboratóriumának is. A 400 kV-on sem tartottuk meg a klasszikus két gyűjtősínes segédsínes elvi kapcsolást. Annak érdekében, hogy az alaphálózaton szállítandó nagy teljesítmények miatt mindegyik megszakítónak mégis legyen tartaléka, a poligon típusú elvi kapcsoláshoz tartozó másfél megszakítós kapcsolást választottuk. Ez is lehetővé teszi a fokozatos kiépítést [12]. Kisebb számú vezetékcsatlakozásnál az ún. transzformátorsínes megoldást alkalmazzuk, a vezetékcsatlakozás növekedése esetén pedig a transzformátorok is saját mezőszeletet kaphatnak. A 120 kV-on a 60-as, a 400 kV-on pedig a 70-es évek közepétől kezdve szabályozójával egybeépített háromfázisú transzformátorok alkalmazását irányoztuk elő — Ganz gyárral együttműködve — annak érdekében, hogy a cserék lebonyolítása gyorsabb lehessen és így olyan alállomásokban, ahol a hálózattervezés ezt elfogadhatónak mutatta, az üzemidő első éveiben egy transzformátoros üzemet lehessen tartani. Ennek a feszültségstruktúra átalakításának elején igen nagy jelentősége volt. A terhelések növekedése azt követelte, hogy az alállomásokat a terhelések súlypontjába helyezzük. Ezeket az állomásokat nagyvárosokban bel- és külföldön egyaránt többféle okból gyakran csak zárt térben lehetett megépíteni, ami óriási monstrumokhoz vezetett (pl. Csarnoktéri, Erzsébetvárosi, Katona József utcai 120/10 kV-os állomások Budapesten vagy az Umspannwerk Favoritén Bécsben). Ezért a Ganz Villamossági Művek és az MVMT együtt kezdeményezték a kis helyigényű SFg gázszigetelésű tokozott kapcsolóberendezések hazai gyártásának megindítását. Ez az OMFB jelentős támogatásával úgy sikerült, hogy a Ganz gyár 1976-ban tudta megindítani BBC licenc átvételével a hazai gyártást. A licencszerződés 110—800 kV-os tokozott kapcsolóberendezések gyártására adott lehetőséget. Az akkor elvégzett hazai előzetes gyári vizsgálatok, valamint a licenc-tárgyalások során kapott külföldi információk azt mutatták, hogy 100 kV-os feszültségszinten az SF^-os tokozott kapcsolóberendezés 40—80%-kal drágább a hagyományosnál, de csak kb. 20—30%-nyi területet foglal eí, 400 kV-os feszültségszinten viszont nem drágább a hagyományosnál. Ezt USA-ból származó információk is megerősítették. Ezért, valamint a 400 kV-os állomásoknál szükséges 4000 A-es névleges áramú készülékek miatt az MVMT a 400 kV-os állomásoknál teljesen tokozott vagy ún. hibrid formájú SF^-os kapcsolóberendezések alkalmazását kezdte meg. Ez a gyári elöregyártás, a lényegesen kisebb helyszíni alapozási és építési szükséglet miatti gyorsabb létesítés révén jelentősen hozzájárult az 1976—79 közötti nagy 400 kV-os alállomás építési igény megvalósításához. A licenc honosítása során az eredetileg tervezett ár a kétszeresére nőtt, ezért az MVM-nek ezt az irányzatot felül kellett vizsgálnia [16]. 120 kV-os feszültségen a Katona József utcai 120/10 kV-os állomás után tervezett belterületi 120/10 kV-os állomások létesítése eltolódott, így az első 120 kV-os SFg-os tokozott állomás nem Budapesten, hanem a Borsodi Vegyi Kombinátnál került üzembe 1977-ben [12]. A 120 kV-os állomások építésének a gyorsítását segítette az a megállapodás is, amit a MÁV Vezérigazgatóság vasútvilla318
mosítással foglalkozó részlege és az MVM Hálózati Igazgatósága kötött arról, hogy ahol az lehetséges, közös 120 kV-os állomásokat létesítenek. Ez jól kihasználja a Kantó-féle 50 periódusú vasútviílamosítás nyújtotta lehetőséget és mind a MÁV, mind pedig a közhasznú villamosenergia-ellátás számára kölcsönös előnyöket nyújt. 5.4. Nemzetközi hálózati kapcsolatok, rendszerautomatikák A magyar villamosenergia-rendszert az jellemezte, hogy a két nagy európai rendszeregyesülés az UCPTE és a KGST egyesített villamosenergia-rendszer határvonalán feküdt az utóbbi tagjaként. Ugyanakkor önmagában is nagy, teljesítményigényéhez képest pedig különösen nagy, egy irányból, a Szovjetunióból származó import egyenlítette ki teljesítménymérlegét. Ezért az MVM — mint azt a II./3. pontban már bemutattuk — arra törekedett, hogy az összes szomszédos villamosenergia-rendszerrel teljesítőképes hálózati kapcsolata legyen. Ezekre a kapcsolatokra az osztrákokkal 1986-ban megkötött szerződés után már mindenütt a 400 kV volt a jellemző. Az ellátás biztonságát az MVM nemcsak ezekkel a többirányú hálózati kapcsolatokkal, hanem különböző rendszerautomatikák üzembeállításával is növelte [17]. Ezeknek az alapvető célja az, hogy a fogyasztás és a termelés egyensúlyát még olyan nagymértékű, gyors üzemzavari állapotváltozások (pl. importvezeték kiesése, erőművi kiesés) esetén is fenntartása, amelyek kezelői beavatkozással már nem oldhatók meg és így lavinaszerű Összeomláshoz vezethetnének. A nemzetközi együttműködést elősegítő rendszerautomatikákon kívül, amelyeknek kifejlesztésében és üzembeállításában az MVMT kezdeményező szerepet töltött be, saját hatáskörében is kifejlesztett és üzembeállított az együttműködés bomlását megakadályozó, illetve annak hatásait enyhítő automatikákat. 5.4.1 Frekvenciajuggö automatika korlátozási rendszer Ennek három nemzetközi egyeztetett fokozata volt: I. fokozat 48,7 Hz 0,5 imp. késleltetés 259 MW II. fokozat 48,5 Hz 0,5 imp. késleltetés 500 MW III. fokozat 48,3 Hz 0,5 imp. késleltetés 850 MW Ezen nemzetközi fokozatokon kívül az MVMT még két fokozatot is bevezetett összesen 1499 MW teljesítménnyel olyan kaszkád rendszerbomlás kivédésére, amikor a magyar energiarendszer egy nála bekövetkezett üzemzavar miatt teljesen magára marad 5.4.2 Frekvenciától nem függő terheléskorlátozás A rendszerbomlások megelőzésére szolgáló olyan automatikarendszer, amely a szűk szállítási keresztmetszet terhelésének számítógépes figyelése révén a kritikus érték elérése előtt az előre kijelölt fogyasztókat automatikusan vagy a teherelosztó által vezényelt indítással kikapcsolja. Az MVMT az 1980-as évek végén 2 fokozatban kereken 400 MW-nyi ilyen automatikus fogyasztói korlátozást készített elő. 5.4.3 Hálózatrészek sugarasítása más energiarendszerre Ha az összeköttetés bomlását nem lehet elkerülni, akkor annak hatása csökkenthető, ha előre kijelölt fogyasztói területet sugarasító automatika az összeköttetésen nagy és így az addig átvitt teljesítmény legalább egy részét megmenti. 5.4.4 Pszeudoszinkron átkapcsoló automatika Egy kiválasztott fogyasztói terület, illetve generátor átkapcsolását teszi lehetővé a fogyasztók zavarása nélkül egyik kooperációs rendszerről a másikra egy olyan pillanatban, amikor a két rendszer aszinkron forgó feszültségvektorai éppen összeesnek. ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia 6. Az UCPTE-hez való csatlakozás, a piacgazdaságra való áttérés hatásai A KGST összeomlása után a hazai villamosenergia-iparban igen jelentős változások történtek. 1991-ben az erőmüvek és az áramszolgáltató vállalatok önállóan adózó külön jogi személyekké váltak, amelyek csak a tulajdonosi szálon kötődtek az MVM-hez. Az MVM pedig kizárólagos kapacitás és energiavásárlói jogot kapott. 1994-ben életbe lépett az új Villamos Energia Törvény, amely egyértelművé tette a különválasztott erőművek, a szállító és a szolgáltatók feladatait. Megalakult a Magyar Energia Hivatal a törvényben rögzített jogokkal és feladatokkal. Az 1995—97 közötti villamosenergia-ipari privatizáció révén a korábbi tulajdonosi kapcsolatok is alapvetően megváltoztak. Az 1996. december 19-én elfogadott 96/92/EC sz. "Egységes szabályozás a belső (EU) villamosenergia-piac számára" c. EU dokumentum alapján pedig megkezdődtek a versenyalapon működő villamosenergia-piac kiépítési lehetőségeinek a vizsgálatai. Ezekkel a hatalmas munkát adó és a villamosenergiaipar minden résztvevőjét közelről érintő teljes gazdasági hátterű változásokkal a közelmúltban több elemzés is foglalkozott [ 19, 20]. A hálózatok fejlesztésének műszaki háttere vonatkozásában is jelentős változások történtek. Ezek elsősorban az UCPTE-hez való csatlakozással, a villamosenergia-igényekben bekövetkezett jelentős csökkenéssel függnek össze. Jelentős tényező az is, hogy az alkalmazható kapcsolóberendezések és egyéb eszközök tekintetében az import korlátok megszűntek. Az UCPTE-hez való csatlakozás lehetővé teszi a stabil periódusszámmal tartott üzemet és azt is, hogy bármilyen üzemzavar esetén az UCPTE rendszer primer szabályozása másodperc nagyságrend alatt pótolja a kiesést. A csatlakozáshoz szükséges feltételek teljesítése a szabályozás területén az erőművek, illetve az MVM számára jelentettek komoly szellemi és anyagi ráfordításokat. A csatlakozást megvalósító hálózati összeköttetések, beleértve a Győr—Bécs elhatározott 400 kV-os összeköttetést, rendelkezésre álltak. A frekvencia függő terheléskorlátozó rendszert az alábbiak szerint kellett átalakíta-
irányulnak. Az áramszolgáltatók alkalmazkodnak a villamosenergia-igények bizonytalanná válása miatti körülményekhez [18]. A 60-as 70-es évtizedekben épült jelentős mennyiségű nagyés kisfeszültségű vezeték és állomás mára már elérte, illetve meghaladta a tervezett élettartamát és elemeinek jelentős része erkölcsileg is elavult. Már a tervgazdálkodási időszak végén sem lehetett a felújításokhoz a forrásokat a szükséges mértékben biztosítani, annak megszűnte utáni első években pedig a veszteségesen működő hálózati vállalatoknak sem volt elég fedezetük az indokolt rekonstrukciók elvégzésére. így a hálózatok állaga leromlott. Az elvégzett és elvégzendő rekonstrukcióknál azonban ki lehet használni az import korlátok megszűnéséből fakadó lehetőségeket. Több olyan fejlesztés megvalósítása is elindulhatott, amelyet addig a megfelelő kapcsolóberendezés, illetve készülék beszerezhetősége akadályozott (távjelző távmüködtető berendezések, távfelügyeleti rendszerek kiépítése). Hozzáférhetővé váltak a különböző PSS (Power System Simulator) programrendszerek. Az ÜR1K program előrehaladását az alállomásokon beépítésre kerülő digitális technikák segítik elő. A hálózatszerelésnél és a fogyasztók kiszolgálásánál használt nagyfogyasztású, javítás igényes munkagépek kiváltása is hamar megindult. Mindezen munkákat jelentősen befolyásolja a villamos energia végfelhasználói árak alakulása [19]. Egyre jelentősebb szerephez jut az építendő objektumok társadalmi elfogadtatása, az oszlopgeometriának a feltétlenül szükséges mértékre való csökkentése és a nyomvonalvezetésnek a lehetőségekhez mérten a tájhoz való igazítása.
ni:
A villamosenergia-rendszerek olyan szervezett rendszerek, amelyekben a bennük működő gépek, anyagok, emberek és pénz közti viszonyok összefüggnek és jól követhetők. Az előzőekből is látható volt, hogy a villamosenergia-rendszer egyes részei is visszahatnak egymásra és megfigyelhető volt az a folyamat is, ahogyan a helyi villamosítások regionális egységekké, majd országos rendszerré váltak. Ez a fejlődési trend átlépi az országhatárokat is. Nagy, fémesen összekötött együttműködő rendszeregyesülések alakultak ki. Főleg a műszaki háttér vonatkozásában már hosszú évtizedek óta nagytekintélyű nemzetközi szervezetek segítik az egyes villamosenergia-rendszerek fejlődését mint a CIGRE, az UNIPEDE, a CIRED. Az EU 96/92 sz. direktívája pedig már az egységes európai villamosenergia-piac kibontakozásának a feltételeit teremti meg.
661,2 MW 49.0 Hz 1. fokozat 48,7 Hz 691,8 MW 2. fokozat 48,4 Hz 3. fokozat 693,8 MW 4. fokozat 48.1 Hz 824,2 MW Nincs szükség többé azon rendszerautomatikákra, amelyek a KGST energiarendszerben a nagy kelet-nyugati irányú import miatt kialakult kritikus metszékeket védték. A fejlesztési források csökkenése miatt az alaphálózaton a 400 kV-os hurkok kialakítása ugyan nem tudott előrehaladni, de az átviendő teljesítmény csökkenése miatt az ellátás biztonsága emiatt nem romlott. Az UCPTE előírások az (n-1) elv betartását a szomszédos energiarendszerek hálózatának igénybevétele nélkül kérik, így ennek a helyzetnek a vizsgálata ezért is figyelmet érdemel. Az ellátás biztonságát növelik a hévízi 400 kV-os állomásról Horvátország, illetve Szlovénia irányába épülő, illetve tervezett 400 kV-os kapcsolatok [21]. Ugyancsak lelassult a 120 kV-os állomások építése is. A főelosztó, illetve az elosztó hálózaton kialakult feszültségstruktúrát és az íves gyűrűs hálózati alakzatokat az új tulajdonosok sem kérdőjelezték meg. Lépéseik az ellátás színvonalának növelésére, az üzemeltetési költségek csökkentésére 1999. 92. évfolyam 9. szám
Az 1994. évi Villamos Energia Törvény a fogyasztók védelmére vonatkozó rendelkezések alapján a Magyar Energia Hivatal az áramszolgáltatókkal és az energiafogyasztók szövetségével együtt végzett előkészítő munka alapján meghatározta a lakossági fogyasztóknak nyújtandó garantált szolgáltatások körét és azok normális időjárási viszonyok között való betartásának 1999. május l-jétől érvényes rendjét.
IV. Összefoglalás és kitekintés
A hazai, valamint a külföldi fejlődés is azt mutatja, hogy annak alapvető vonalára elsősorban a technikai háttér fejlődése, az átviendő és elosztandó teljesítmények alakulása, a fogyasztók minőségi igénye van befolyással. Azt kevésbé befolyásolja az, hogy a villamosenergia-rendszerek milyen szervezeti formában működnek. A különböző szervezeti formák azonban különböző szempontok érvényesülésének kedveznek. A vertikálisan integrált rendszerek pl. az egész rendszer műszaki 319
Villamos energia áttekintését igénylő fejlesztési feladatok megoldásának kedveznek, a területileg vagy funkciójukban szétválasztott rendszerek pedig a verseny kialakulásának, illetve a költségek átláthatóságának. Célszerű ezeket az egyik, vagy a másik szervezeti fonna alkalmazásánál figyelembe venni, hiszen minden villamosenergia-rendszer alapvető feladata, hogy fogyasztóit jó minőségű, üzembiztos villamos energiával lássa el, olyan alacsony fogyasztói áron, amilyenen csak lehetséges. Ezen egymásnak ellentmondó szempontok kielégítése csak jelentős műszaki, gazdasági, szervezeti feladatok megoldása révén lehetséges. Ezeknek az előző fejezetekben való áttekintése során láttuk, hogy nálunk a 60-as évek közepén bevezetett vertikálisan integrált szervezet kedvezett az akkor elindított hálózati struktúra korszerűsítésnek, többek között a 400 kV-ra való átállásnak. De ezt az átállást az 50-es évek végén Németországban is megoldották, noha ott az ország területén nem egy, hanem több nagy villamosmü működött. Az átállás előkészítésének és megtervezésének munkáját szövetségük a Deutsche Verbundgesellschaft keretében végezték. Hálózatrendszerünkön az eddigi legnagyobb teljesítmény átvitelének és elosztásának éve körüli időben mind az OMFB, mind pedig az MVM által készített távlati tanulmányi, fejlesztési stratégiai tervek az mutatták, hogy a magyar hálózatrendszerben alapvető strukturális változásra hosszabb távon sem lesz szükség. A 400/120/20 kV-os (nagyvárosokban 10 kV-os) struktúra hosszabb távon is el tudja látni az átviteli és elosztási feladatokat. A 400 kV-os hurkokat a lassabb növekedés mellett is ki kell alakítani. Ennek megfelelően haladhat előre a 120 kVos főelosztóhálózat részekre, önálló körzetekre bontása. A középfeszültségen az íves, gyűrűs alakzatok finomítása javítja tovább az ellátás színvonalát. E vizsgálatok óta nemcsak az akkorinál nagyobb teljesítményt nem kellett átvinnie a hálózatnak, hanem még az akkor figyelembe vett növekedési ráta is tovább csökkent. Mégis sok olyan műszaki és gazdasági jellegű probléma merül fel, annyi új gép és készülék, műszaki eljárás jelenik meg, amelyeknél a koordináció közös előnyöket hozhat. Ezért fontosnak tűnik, hogy a villamosenergia-rendszerünk jelenlegi szétválasztott szervezetében a rendszer egészét átfogó szemlélet is érvényesülhessen annál is inkább, mert az ország gazdasági felemelkedésének függvényében a villamosenergiafelhasználás növekedhet a tervezetthez képest [22]. Mind az átfogó szemlélet érvényesülésének, mind pedig a közös érdekű kisebb problémák megoldásának fontos eszközévé válhat a hazai hálózati vállalatok által 1995-ben megalakított Magyar Áramszolgáltatók Egyesülete [23]. Változatlanul jelentős szerepe lehet ebben Egyesületünknek is, hiszen a szervezeti szétválasztás előtérbe hozza az Egyesületnek a különböző
320
vélemények kifejtésére, ütköztetésére, a hálózatok fejlődését elősegítő megoldások kimunkálására adott és többszörösen bizonyított lehetőségét. Irodalomjegyzék
Verebély László: Tanulmány Csonka-Magyarország villamosításának tervszerű fejlesztésire. Budapest 1935. [2] Szendy Károly: Szempontok az országos hálózat kialakítására. Elektrotechnika 1958. 4—6. sz. [3] Kovács Ferenc: Az alaphálózat és a középfeszültségű hálózat fejlesztésének kapcsolatai. Elektrotechnika 1960. 10. sz. [4] OMFB tanulmány: A műszaki fejlesztés fő irányai a villamosenergiaelosztásban. Műszaki Elet 1966. (Bendes T., Benkó I., Czigány B, Kovács F., Pálos F., Reguly 2., Turmezey T.) [5] Hálózatfejlesztési Irányelvek a nagyfeszültségű szabadvezetékes és kábeles főelosztó és elosztó hálózatok kialakítására. MVM Hálózati Igazgatóság 1967 és 1984 (második kiadás) [6] Automatizálási irányelvek a nagy- és középfeszültségű hálózatok üzemére. MVM Hálózati Igazgatóság 1965 [7] Irányelvek a kirendeltségek szervezéséhez és működési rendjének kialakításához. MVM Hálózati Igazgatóság 1966 [8] Péti Szilveszter: A hazai elosztóhálózatok üzemviteli szervezetének fejlesztése és illesztése a korszerű berendezésekhez. Villamosság 1967. 5. [I]
sz.
[9]
Irányelvek az üzemigazgatóságok szervezeti felépítésére, tevékenységére és működési rendjére. MVM Hálózati Igazgatóság 1969 [10] 20 éves a Magyar Villamosenergia-rendszer. Műszaki kiadó 1971. [II] Kovács Ferenc: Nagyfeszültségű hálózatok tervezése és üzemvitele. BME Szakmérnöki jegyzet. Tankönyvkiadó 1972 [12] A'OTÓC.VF—5zc;te/>'/.:TokozoltSF6-oskapcsolóberc]idczések. Villamosság 1975.2. sz. [13] Benkó Imre: Az alaphálózat tervezésének módszerei, a fejlesztés irányai. Elektrotechnika 1988. 9. sz. [14] Kovács Ferenc: A magyar villamoshálózat-rendszer kialakulásának jellemzői és a továbbfejlesztés irányai. Elektrotechnika 1988. 9. sz. [15] Nagy Géza: A vidéki közép- és kisfeszültségű villamosenergia-ellátás problémái. Villamosság 1988. 9. sz. [16] Kovács Ferenc: Hálózati igények nagy- és középfeszültségű transzformátorok és készülékek fejlesztésére. Villamosság 1980. 2. sz. [17] Bendes—Boromissza—Kovács—Páka: Villamosenergia-rendszerek védelme és automatikája. Műszaki kiadó 1974 [ 18] Csata János: Jó minőségű villamosenergia-szolgáltatás bizonytalan feltételek mellett. Villamosság 1990. l.sz. [19] Horváth J. Ferenc: A magyar villamosenergia-rendszer eurokonform szabályozása. Elektrotechnika 1997. 11. sz. [20] Bertalan—SulyokSzécsényt—Tart—Turóczi: A liberalizált villamosenergia-piac és a villamos hálózat. Elektrotechnika 1999. 2. sz. [21] Tombor Antal: Integration of the West and East European Networks. Example of the Hngarian Power System. PowerGen'96 Vulume I. [22] Kerényi A. Ödön: A villamosenergia-igény és a GDP korrelációja Magyarországon. Elektrotechnika. 1998. 3. sz. [23J Bőrcsök Dezső: Magyar Áramszolgáltatók Egyesületének szerepe a magyar villamosencrgctikában. Elektrotechnika 1999. 3. sz. [24] Karady G.—Terstyánvzky T.: A villamosenergia-ipar alakulása az évezred küszöbén. Elektrotechnika 1997. 8. sz. [25] Az MVM Statisztikai Évkönyvei és kiadványai
ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia
A magyar energiapolitika alapjai, az energetika üzleti modellje Dr. Bencze János; Vinkovits András
1. Előzmények Az 1998. évi választásokat követően az új kormány - a megváltozott viszonyokra való tekintettel - az energiapolitika megújítását határozta el. Az 1993-ban kodifikált energia politika meghirdetése óta a "körülményekben" számos, jelentős változás következett be (privatizáció; EU csatlakozási igényünk és az új EU direktívák, stb.), szükségessé vált tehát a "pályamódosítás", hogy eleget tudjunk tenni az elkövetkezendő időszak követelményeinek, kihívásainak. Az új energiapolitika elkészítése első lépéseként, a Kormány nevében és megbízásából Dr. Chikán Attila gazdasági miniszter úr hívta össze az energia szektor szereplőit, - külföldi és hazai befektetőket, az erőművek- az áramszolgáltatók- a fogyasztók képviselőit, meghallgatta véleményüket, és ígéretet tett arra, hogy az új energia politika már a "szereplők" véleményének figyelembe vételével fog elkészülni. Ezt követően - Hónig Péter - a projekt kidolgozásával megbízott, - illetékes, helyettes államtitkár úr, 9 bizottságot hívott életre (áram- és gáz energia deregulációja, piacszervezése; hosszú távú szerződések problémái; áram- és gázár képzés; bányászat; energia ipar szervezeti regulatora; távhőszolgáltatás; energiapolitika):, melyek az érdekeltek illetve érintettek bevonásával megkezdték munkájukat. Ezek a bizottságok - az energetika legfontosabb "fejezeteit" áttekintve és feldolgozva - megtették javaslataikat a modell vonatkozó fejezeteire. Ilyen előzmények után 1998. év végére elkészült a modell első változata. Az elkészült modell a viták kereszttüzében csiszolódott, érlelődött. Egyesek túl liberálisnak vélték, mások túl konzervatívnak. (Ahogy ez lenni szokott!) Ezek a viták azonban alapvetően jót tettek a modellnek. Sok új érdekes és hasznos információt adtak kidolgozóinak, gondozóinak. A közel fél éves egyeztetés és vita sorozatot követően, a szokásos államigazgatási eljárás szabályainak megfelelően jutott a Kormány elé. A Kormány - az energetika üzlet modelljét, az erőmű létesítési tervvel együtt - 1999. július 27-i ülésén megtárgyalta, jóváhagyta. Közvetlen a jóváhagyás után július 29-én, az Európai Duna Akadémia "Korszakváltás küszöbén az energetika" címmel konferenciát rendezett. A konferencia alapvető célja az új modell megismertetése, illetve annak kommentálása volt, az energetikai szektor szereplői, illetve az összes érdekelt részére. A konferencia "súlyára" jellemző, hogy azt Dr. Chikán Attila
Dr, Bencze János okl. villamosmérnök, a MEE tagja, az Elektrotechnika c. folyóirat főszerkesztője, GM főosztályvezető helyettes Vinkovits András okl. villamosmérnök, GM főosztályvezető helyettes
1999. 92. évfolyam 9. szám
miniszter úr nyitotta meg - a makrogazdaság és az energetika tárgyú előadásával. Majd —Péter Nagy úr az EU - DG XVII. Energetikai Bizottsága képviselője méltatta az új energiapolitika előremutató voltát, és segítségét támogatását ígérte a modellben vállalt feladatok megoldásához. —Hónig Péter helyettes államtitkár úr részleteiben ismertette a modell lényegét, szerepét a magyar gazdaságra való hatását, és a modellből fakadó feladatokat. —A Magyar Energia Hivatal (MEH) nevében Horváth J. Ferenc mb. főigazgató méltatta a modellt, illetve hangsúlyozta az abból a MEH-re háruló tennivalókat. —Az első szekció előadásai sorát a Gazdasági Versenyhivatal képviselője hozzászólása zárta. A második - még mindig plenáris - szekcióban a hazai nagy energetikai részvénytársaságok, az MVM Rt. és a MOL Rt. vezető tisztségviselői nyilatkoztak az üzleti modellál kapcsolatban, illetve a Magyar Energia Fogyasztók Szövetsége fejtette ki véleményét. E szekció záró előadását az erőművek képviselői nevében a Tractebel/Dunamenti Erőmű vezérigazgatója tartotta, "Az erőművek jelene és jövője piaci feltételek között" címmel. A konferencia délután három párhuzamos szekcióban folytatta munkáját, nevezetesen: —A versenypiac létrehozása (áram, gáz, távhő) — Szabályozási kérdések (árszabályozás, regulator) és Villamos Energia Törvény —Hatékonyság - társadalom és környezet (energiatakarékosság, szénbányászat". A margitszigeti Thermal Hotelben megrendezett konferencia sikeres volt. Ennek megfelelő, hatalmas sajtó vízhangot kapott. 1999. július 27. és 29-e, a Kormány döntése, illetve a konferencia hosszú várakozás végére tett pontot. Nagyon sokan - egyesek már türelmetlenül - várták a megújult energiapolitika "megjelenését".
2. Amit a „Modell"-ről tudni kell A modell megalkotásának alapvető célja a magyar energiapolitikáról szóló 21/1993 (IV.9.) Országgyűlési (OGY) határozat szellemében megindult folyamat aktualizálása volt, igazodva a jelenlegi helyzethez és a jövőben várható fejleményekhez. Az ebben lefektetett alapelvek, stratégiai célok ma is iránymutatóak, és ezt az Európai Bizottság korábbi ország véleménye is megerősítette. Magyarország Európai Unióhoz történő csatlakozása nagyban befolyásolja ezt a stratégiát. Ugyanis az energia szektor működését másképpen kell vezérelni egy különálló, 32]
Villamos energia fejlődésben lévő ország esetében mint egy 300 milliós, energetikailag stabil közösség tagjaként. Ennek megfelelően hazánkban a csatlakozásig gazdasági, környezetvédelmi és szociális szempontból előnyös feltételeket kell teremteni, megőrizve az ország meglévő helyzetéből eredő versenyelőnyöket (EU-nál alacsonyabb energiaárak, stb.). A modell megalkotásának indítéka továbbá, hogy megfogalmazzuk a vezetékes eneriahordozó-piac új középtávú célkitűzéseit és egy részletesebb intézkedési tervet készítsünk ennek megvalósítására. A csatlakozáshoz szükséges feladatok ütemezését az időpont ismeretében lehet megtervezni. Ezért az előterjesztés 2002-ig tartalmaz részletes tervet, a továbbiakra nézve pedig kijelöli az elérni kívánt célokat. Eltérő a helyzet az EU-ban, illetve a vonatkozó direktívákat illetően a villamos- és a gáz energia piaci szabályozása tekintetében. Amíg az áram piaca már mindenütt részlegesen, ez év februárja óta kötelezően nyitott, addig az uniós tagállamokban még folyamatban van a gázpiac megnyitását előíró irányelv végrehajtása és a szükséges jogharmonizáció. Ezért a földgázpiac üzleti modellje kevésbé kidolgozott, a tagállami tapasztalatokra építve ezt még tovább kell fejleszteni. A modell feladata, hogy felvázolja az vállalkozói alapon működő, magyarországi vezetékes energia piac bevezetési folyamatát, amely integráns része lesz az egységes európai energiakereskedelemnek. Ezen tulajdonsemleges piacon a feljogosított fogyasztók szabadon vásárolhatnak villamos energiát vagy földgázt közvetlenül a termelőktől vagy a kereskedőktől. Feljogosított fogyasztók azok lesznek, akik fogyasztása egy meghatározott küszöbérték fölött lesz. Az átmenteti időszakban a versenypiaci szereplésre fel nem jogosított, illetve az azt nem választó fogyasztók számára továbbra is az ellátásbiztonság, valamint a kisfogyasztók védelme kell legyen a fő cél, ezért itt a közüzemi szolgáltatási modellt tartjuk fenn. A szabad versenyhez elengedhetetlen, hogy minden szereplő - a technikai kapacitásokat figyelembe véve - hozzáférhessen a természetes monopóliumot képező átviteli és elosztó hálózatokhoz. Az átlátható és diszkriminácómentesen működő versenypiac létrehozása a tevékenységek szétválasztását igényli a társaságoknál. A hatékony villamosenergia-ipari verseny érdekében a rendszer technikai irányításáért felelős Országos Teherelosztót és a Körzeti Diszpécser Szolgálatokat állami irányítású közhasznú társasággá kell alakítani 2000. I. félévében. Meg kell határozni ezen új a szervezet finanszírozását és az eszköztulajdonlással összefüggő gazdasági kérdéseit. Az MVM Rt. szervezetét át kell alakítani. A holding tagja marad a Paksi Atomerőmű Rt. és a Vértesi Erőmű Rt., valamint az MVM Rt. nagyfeszültségű alaphálózatból és az OVIT Rt-ből létrejövő Nemzeti Távvezeték Társaság. Az átszervezés és a piacnyitásra való felkészülés alatt az Rt. privatizációja nem időszerű. A vállalat további átalakítását a versenypiac működési tapasztalatai alapján kell átgondolni. A Magyar Energia Hivatal hatáskörét bővíteni kell annak érdekében, hogy megakadályozhassa a versenykorlátozást, illetve a monopolhelyzettel való visszaélést. A hatóság feladatés hatáskörét illetve a rá vonatkozó összeférhetetlenségi szabályokat külön jogszabályban kell rendezni. Az európai integráció azzal a következménnyel jár, hogy a hazai energiafogyasztás biztonságát nem nemzetgazdasági szinten, hanem az összeurópai piac részeként kell garantálni.
322
Ezért az energiaforrások biztonsága (forrásmérleg) helyett nagyobb hangsúlyt kap a magyar energetika európai versenyképessége. A verseny hatására az ellátás felelőssége helyébe az ellátás privilégiuma lép. Az átmeneti időszakot biztosítja a 90 napos kőolaj és kőolajtermék készletszint, de tovább kell növelni a gáztároló-kapacitásokat is. A gazdaságpolitikának célszerű ösztönöznie a földgáz import további (fizikai) diverzifikációjátjelentő vezetéképítéseket, kihasználva az ország tranzitálásra alkalmas földrajzi elhelyezkedését. A gazdaság versenyképességének javítása érdekében hatékonyabbá kell tenni az energiagazdálkodást. Az energiaipar jelentős károsanyag kibocsátó. Nemzetközi kötelezettségeinkben vállaltak szerint ennek mértékét drasztikusan csökkenteni kell. Külföldi tapasztalatok azt mutatják, hogy ezeken a területeken nehéz üzleti alapon megtérülő megoldásokat találni, szükség van külső szerepvállalására. Az energiahatékonyságért és a környezetvédelemért legtöbbet a lakosság és a vállalati döntéshozók tudnak tenni. Az állam csak közvetett eszközökkel élhet - tudatformálással, korszerű ismeretek átadásával, a beruházások financiális támogatásával. Egy komplex programot kell kidolgozni, ami az említett pontokat kiemelten támogatja és egységesíti a kérdéssel foglalkozó intézményrendszert. A lakosságnak vissza nem térítendő illetve kamatmentes, az iparnak kedvezményes kamatozású hitelekkel kívánunk segíteni az energiatakarékossági beruházásaik megvalósításában. Fontos célkitűzés, hogy a távhőpiac versenyképes hőszolgáltatást biztosítson, kihasználva annak környezetvédelmi, energetikai és nemzetgazdasági hasznát. A mai merev, hosszú távú szerződésekkel lekötött piac nem tudja figyelembe venni a technológiai fejlődésből, illetve a termelői túlkapacitásból eredő alacsonyabb árú kapacitás- és energiakínálatot. A szerződésekben rögzített árakat az árszabályozás a fogyasztókkal fizetteti meg. A jelenlegi rendszerben a beruházókat kockázat nem terheli, ezt a magyar állam átvállalja árszabályozás, illetve tulajdonában levő vállalatain keresztül. A jövőben áramvásárlási szerződéseket csak üzleti alapon, a szerződő vállalatok saját kockázatukra köthetnek. A verseny bevezetésével összefüggő hatékonyságjavulásnak jelentős árcsökkentő hatása lesz. Meg kell azonban jegyezni, hogy a deregulációval egy időben, de attól független tények is hatnak az árakra, melyek hatása ez által együtt jelentkezik. (Környezetvédelmi költségek megemelkedése, bányászati termelési támogatási rendszer megszűntetése, megvalósulásuk esetén a privatizációs szerződésekben előírt új erőműépítések, az egységes európai belső piac részeként a kisebb hazai tartalékkapacitás igénye). A természetes monopóliumok (szállítás, elosztás) működtetésére átlátható szállítási tarifarendszert kell kidolgozni. A közüzemi szolgáltatásban továbbra is maximált hatósági árszabályozás érvényesül. A közgazdaságilag indokolt tarifarendszer bevezetése okozta többletterheket (pl. keresztfinanszírozás megszűntetése) az alacsony életszínvonalú fogyasztóknál az energetika gazdasági rendszerétől független szociális támogatásokkal kell kompenzálni. A piacnyitás költségeit azokra a fogyasztói illetve termelői csoportokra kell hárítani, amelyeknek érdeke fűződik a piacnyitáshoz. A piacnyitással összefüggő befagyott költségek minimalizálására két megoldási javaslat van. Egyrészről a piacnyitás mértékének közelítése a piac hosszú távú szerződésekkel le nem ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia fedett (kb. 10%-os) szeletéhez. Másrészről pedig, a korábbi kötelezettségeket (nyitott erömüprojektek, meglévő hosszú távú áramvásárlási szerződések) tárgyalásos módon úgy kell rendezni, hogy a korábban ajánlott árak csökkenését, a szerződések időtartamának lényeges rövidülését, a kereskedelmi kockázatok megosztását, esetleg a projektek elmaradását érjük el. Az villamos energia hazai piacán egy kísérleti kb. 10%-os piacnyitás valósul meg 2001. január l-jétől, amely biztosítja, hogy a hazai energetikai szektor bekapcsolódása a nemzetközi versenypiacba a lehető legkevesebb bizonytalanságot hozza magával. A további piacnyitás ütemét az EU tagállamainak piacnyitási tapasztalatai alapján és Magyarország csatlakozási dátumának ismeretében célszerű véglegesíteni. A verseny csatlakozás előtti bevezetésével a hazai termetői kapacitások üzleti alapon történő kiépülése is fontos cél. Az importmonopólium feloldását a versenypiaci tapasztalatok és az EU csatlakozás végleges időpontjának ismeretében lehet ütemezni. A gázipar sajátosságaiból származó bizonytalanságok miatt (jelentős importfüggőség, a gáztelhasználás nagymértékű növekedése) a csatlakozás időpontjában indokolt a szektor megnyitása. A bánya-erőmű integrációban működő bányák addig maradhatnak fenn, amíg a velük kapcsolt erőmű működik. 2001-től a veszteséges bányák támogatására nem kerülhet sor, még olyan, áttételes módon sem, hogy a termelt áram árába beépítve jelentkezzen a ráfizetés kompenzációja. Az integráción kívüli bányák további sorsát szigorú és körültekintő gazdaságossági számítások alapján kell eldönteni. A döntésnek megfelelően a bezárások ütemezéséről a bányászokat képviselő szakszervezetekkel szerződést kell kötni. Részletes, számon kérhető cselekvési tervet kell kidolgozni az érintett körzetek foglalkoztatási problémáinak megoldására.
3. Epilógus Rövid tájékoztató cikkünk szempontjából a befejezés következik. Azonban az energia szektor átalakítási munkálataival kapcsolatban az epilógus még nagyon messze van. "A magyar energiapolitika alapjai, az energetika üzleti modellje" feladatokat és kereteket szab meg az új villamos energia törvény (VET), az európai csatlakozáshoz elengedhetetlenül szükséges átalakításokhoz, stb. A felvázolt modell még számos döntési pontot hagy megválaszolatlanul, amelyek vonatkozásában politikai döntés szükséges illetve a kitűzött feladatok elvégzése ad választ. A piacnyitás megvalósítására a Gazdasági Minisztérium irányításával közvetlenül az üzleti modell elfogadása után egy komplex projekt indul. A munkába integrálni kell a Magyar Energia Hivatal e témában már működő munkacsoportjait, valamint be kell vonni az energetikai társaságokat, a szakmai szervezeteket és a fogyasztók képviselőit is. A nemzetközi tapasztalatok hasznosítására igénybe kell venni külső, máshol ilyen tevékenységben már tapasztalatokat szerzett tanácsadó cégeket (EU-, világbanki szakértők, stratégiai, szakmai tanácsadó cégek). Úgy gondoljuk erről a munkáról a soron következő években még többször fogunk kedves Olvasóinknak beszámolni. Lesz miről. 1999. 92. évfolyam 9. szám
323
Villamos energia
Napelemes áramforrások II Pálfy Miklós
5. Megbízhatóság A napelemes rendszer megbízhatósága, üzemzavar mentessége nemcsak az egyes elemek, alkatrészek megbízhatóságától, hanem a rendszer néhány olyan jellemzőjétől is függ, amelyek közvetlenül befolyásolják az élettartamot, mint pl. azok mérete, a töltésszabályozó feszültség küszöbértékei, a kivitelezés minősége stb. A rendszer minden egyes alkotóelemének eleget kell tennie minőségi és megbízhatósági követelményeknek, mert ha csak egy hibás eleme van — az egyébként tökéletes — rendszernek, ez a teljes rendszer minőségét korlátozza. 5.1. Napelem egység • A napelem moduloknak a nemzetközi IEC-61215 sz. szabványnak vagy az adott ország napelem modulokra bevezetett szabványának kell megfelelnie és a megfelelést igazolni kell. (A) Ez az előírás jelenleg még nem áll rendelkezésre a vékonyréteg napelem modulokra, noha ilyenekre is vannak elfogadott minősítési eljárások (IEC-61646, SERI/TR-213-3624). A vékonyréteg napelem modulok alkalmazását engedélyezték néhány — a Világbank által támogatott — projektben, és ígéretes új modulok jelennek meg a nemzetközi piacokon. Ugyanakkor a kereskedelemben jelenleg kapható vékonyréteg modulokkal kapcsolatos szakmai tapasztalatok ez idáig nem voltak egyértelműen biztatóak. Nagyszabású programokban ezért használatuk egyelőre kockázatosnak akkor nem tekinthető, ha részletekbe menő és nagy időtartamú garancia áll mögöttük. Számos gyártó a helyi túlmelegedés elleni védelemre a napelem modulokba beépítve áthidaló diódákat alkalmaz. Egy 24 V-nál kisebb feszültségű napelem modul — helyi túlmelegedés miatti — meghibásodási valószínűsége azonban kicsi. Ezért az ilyen diódák használatának követelményeivel nem foglalkozunk. 5.2. Tartószerkezet • A tartószerkezetnek legalább 10 éven keresztül ellen kell állnia a szabadtéri viszonyoknak anélkül, hogy azon észrevehető korrózió vagy kifáradás lépne fel. (K) • A tartószerkezetnek legalább 120 km/h sebességű szélviharnak ellen kell állnia. (A) Tartószerkezetek céljára többféle szerkezeti anyag használható, mint például rozsdamentes acél, alumínium, galvanizált szerkezeti acél (30 fim vastag felületi védőréteggel), tartósított faanyag stb. • Kerettel rendelkező napelem modulok esetén a tartószerkezethez történő rögzitéshez kizárólag rozsdamentes acél kötőelemek (csavarok, anyák, alátétek stb.) alkalmazhatók.
Pálfy Miklós okleveles villamosmérnök, a SOLART-SYSTEM Kft. ügyvezető igazgatója MEE Fotovillamos energiaátalakítók (napelemek) Mubi. vezetője. Szakmai lektor: Böhönyei Ferenc okl. gépész- és villamosmérnök 1. rész 92. évfolyam 5. szám
324
Előnyös lehet az az eljárás, amikor a keret nélküli napelem modulokat megfelelő ragasztóanyaggal rögzítik a tartószerkezethez. • A napelem modulok dőlésszögét úgy kell megválasztani, hogy az energiatermelés a legkedvezőtlenebb hónapban legyen optimális, tehát abban a hónapban, amikor a sugárzási energia napi átlagának a havi energia fogyasztás napi átlagához viszonyított értéke a legkisebb. Dölésszög (°) = max. {|
|+ 10°}, ahol í> a létesítés helyének földrajzi szélessége. (A) EbbÖI az összefüggésből minimálisan 10°-os dőlési szög adódik, ami elégséges ahhoz, hogy az esővíz lefolyjon a felületről. Meg kell jegyezni azonban, hogy kismértékű szögeltérések az azimutban (az észak-déli iránytól +/-300) vagy a dőlésszögben (+/-100) nem befolyásolják jelentősen a napelemes berendezés teljesítményét. A direkt napsugárzás beesési szögének változásakor a napelem modulok mozgatása sérülés veszélyével és a rossz, vagy nem megfelelő beállításból adódó energiaveszteséggel járhat. Ennek ellenére néhány helyen jó eredménnyel alkalmazták és energianyereséget értek el vele. Természetesen ehhez egyrészt megfelelő gyakorlat szükséges, másrészt a modulok mozgatásának eszközei (mint a csuklós szerkezetek és összekötőelemek) szintén meg kell hogy feleljenek a tartószerkezetekkel kapcsolatos követelményeknek. Tehát: • Statikus tartószerkezetek kis létesítmények esetén kisebb kockázattal járnak. (A) • Kézi mozgatású változó tájolás (2 vagy 3 pozíció naponta, keletről nyugati irányban haladva) alkalmazása esetén, annak minden eszköze meg kell hogy feleljen a fentiekben közölt előírásoknak. (K) 5.3. Akkumulátor Az akkumulátor üzemének legfontosabb sajátossága az önálló napelemes rendszerekben a ciklikusság. A napi ciklus abban áll, hogy nappal az akkumulátor feltöltődik és az éjszakai terhelés folyamán kisül. A napi ciklusra szuperponált szezonális ciklus a mérsékelt sugárzási időszakokkal függ össze. Mindezek — egyéb működési jellemzőkkel (környezeti hőmérséklet, áramerősség, feszültségek stb.) együtt —• befolyásolják az élettartamot és a karbantartási követelményeket. A savas ólomakkumulátor élettartamának növelése érdekében kerülni kell az alábbi üzemi körülményeket; —Magas töltési feszültség (korróziót és a vízveszteséget okoz) —Alacsony kisütési feszültség (korróziót okoz) —Túlzott mértékű kisütés (szulfátosodást, dendritesedést idéz elő) —Hosszantartó üzemelés teljes feltöltés nélkül (szulfátosodást idéz elő) —Magas hőmérséklet (az öregedési folyamatok felgyorsulnak) —Az elektrolit rétegződése (szulfátosodást idéz elő) —Igen kicsiny töltő áram (szulfátosodást idéz elő). ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia Fentiek figyelembevétele szolgál útmutatóul az akkumulátor és a napelem méretezéshez és az akkumulátort védő eljárásokhoz (töltésszabályozó). Ezen feltételek közül azonban néhány egymásnak ellentmondó (pl. a teljes feltöltés nagy feszültségeket igényel, viszont a nagy feszültség gyorsítja a korróziót). Ezért kompromisszumokat kell keresnünk a helyi adottságok figyelembevételével (mint a napsugárzás, a napelem modulok és akkumulátorok ára, vámköltsége, adója, helyi gyártási feltételek, hulladék-újrahasznosítási infrastruktúra stb.). A helyi körülményekkel az alábbiakat célszerű Összhangba hozni: A túlzott kisülés elkerülése szükségessé teszi, hogy bevezessünk egy, a kisütési mélység határát megadó értéket: PDMAX, amely rendszerint 0,3 és 0,6 között van, de egyes akkumulátor típusoknál megközelíteni a 0,8-at. PDMAX értéket %-ban is ki szokták fejezni (30%, 6 0 % 80%). Amikor ezt az érteket az akkumulátor elérte, a fogyasztó energia ellátását meg kell szüntetni. A rendelkezésre álló hasznos kapacitás Cu> ezért kisebb mint a C/y névleges kapacitás (amely azt a töltésmennyiséget fejezi ki, ami az akkumulátorból kivonható lenne, ha semmiféle korlátot nem állítanánk). így: CU= CB' PDMAX A költségek és az üzembiztosság között jó kompromisszum, ha az akkumulátor hasznos kapacitás tartománya a napi összes energiafogyasztásnak a 3-szorosa (olyan helyeken, ahol nincsenek hosszú felhős időszakok) és 5-szöröse (olyan helyen, ahol hosszú felhős időszakok fordulnak elő) közé esik. így a kisütési mélység a napi ciklusban: PDŰ » 0,06 ... 0,2 közé esik. A kapacitás megválasztása főként az akkumulátor típusától függ. A "jó" akkumulátor mélyebb kisütést visel el, mint a "gyengébb". Ezért azután adott alkalmazási esetben a "jó" akkumulátor — a névleges kapacitással kifejezve — kisebb méretű lehet, mint a "gyengébb". A legjobb fotovillamos célra alkalmazott akkumulátorok csöves lemezekkel és rácsokkal készülnek, kis antimon és szelén tartalmú anyagból. Ilyen akkumulátorokkal több mint 8 éves élettartam érhető el, PDŰ - 0,2 értékkel és évi 1 vagy 2 karbantartási időszakkal. A csöves akkumulátorok jellemző hátrányos tulajdonsága, hogy kis töltőáram esetén nehezen tölthetők és emellett drágák is. Nem kell kizárni a gépjárműindító akkumulátorok fotovillamos célú alkalmazását sem, mert számos előnnyel rendelkeznek. Ezek közül a legfontosabbak: hogy a névleges kapacitásra vonatkoztatott áruk a legalacsonyabb (a csöves akkumulátorok ára ezek 4—5-szöröse), a legtöbbször helyben gyártják és mindenütt kaphatók. A helybeni gyártás nemcsak gazdasági és szociális okokból előnyös, hanem azért is, mert az nyújtja a legnagyobb lehetőséget az elhasznált akkumulátorok újrafeldolgozására és ezáltal a környezeti ártalmak kiküszöbölésére. A gépjárműindító akkumulátorok legfőbb hátránya a viszonylag rövid élettartam. Celláikat rövid ideig tartó, nagy áramerősségekre tervezték, vékony lemezeik felülete nagy, és kevéssé alkalmasak kis áramerősségek hosszantartó szolgáltatására, miközben két feltöltés között hosszú idő telik el, márpedig a napelemes rendszerek esetében erre lenne szükség. Ezért nagyobb kapacitás beépítése szükséges, minek folytán a PD,i<0,\, és az elektrolit sűrűsége kisebb kell, hogy legyen, mint az ilyen akkumulátoroknál rendesen szokás (pl. 1,24 g/cm", 1,28 g/cm helyett) azért, hogy a rács korróziója csökkenjen és ezzel az akkumulátor élettartama növekedjen. A belső ellenállás — ennek következtében fellépő — növekedése nem okoz gondot napelemes rendszer esetében, mivel a töltőés a kisütési áramok viszonylag kicsik ezen akkumulátorok hagyományos töltési és kisülési áramaival összehasonlítva. A klasszikus gépjárműindító akkumulátorok antimonnal ötvözött
1999. 92. évfolyam 9. szám
ólomráccsal rendelkeznek és időszakonként vízzel kell azokat feltölteni. A gépjárműindító akkumulátorok rövidebb élettartama bizonyos mértékig kompenzálható a szerkezeti kialakításuk csekély megváltoztatásával. A leggyakoribb ilyen változtatás a vastagabb lemezek alkalmazása és a lemezek feletti térbe nagyobb mennyiségű sav feltöltése. Az ilyen módosítón gépjárműindító akkumulátorokat "szoláris" akkumulátor néven hozzák piacra és a jövő ígéretes alternatíváját képezik. Ahol csak lehetséges, a módosított gépjánnűindító akkumulátorokat célszerű választani (és a helyí gyártókat előállításukra buzdítani) a hagyományos gépjánnűindító akkumulátorok helyet. Annak, hogy egy akkumulátor "módosított gépjárműindító akkumulátor"-nak minősüljön, feltételei vannak: • Valamennyi lemez vastagsági mérete meg kell, hogy haladja a 2 mm-t. (K) • Az elektrolit mennyisége meg kell hogy haladja a 20 órás kisütésre vonatkozó névleges kapacitásának minden 100 Ah-jára az 1,15 litert cellánként. (K) • A szeparátornak mikroporózus polietilénből kell készülnie. (A) • Az elektrolit sűrűsége nem haladhatja meg az 1,25 g/cm értéket. (J) A "csekély karbantartás igényű " gépjárműindító akkumulátorok (amelyeket néha karbantartást nem igénylő akkumulátorokként hirdetnek), gyakran kalcium-Ötvözettartalmú rácsokkal rendelkeznek. A kalcium növeli a gázképződést okozó feszültséghatárt, de csökkenti az aktív anyag kohézióját a ráccsal. így csökken a vízveszteség, de egyúttal csökken a ciklus-élettartam is. Az ilyen akkumulátorokat különösen veszélyezteti a túlzott kisütés. Meghibásodásuk további oka lehet érzékenységük a hőmérséklet-ingadozásokkal szemben. Ezek miatt sok napelemes rendszer tervező nem javasolja használatukat a meleg éghajlatú országokban. A karbantartás-mentesség viszont továbbra is vonzó tulajdonság. Olyan "Karbantartás-mentes" akkumulátorokat is gyártanak, amelyekben fél-szilárd (zselés vagy folyós) elektrolitot használnak. Az ilyen akkumulátorok (az úgynevezett szelepvezérelt savas ólomakkumulátorok) már jobban ellenállnak az erős kisütésnek, de sokszor az önálló napelemes rendszerek számára túlságosan drágák és különleges reciklizáló eszközöket igényelnek. Számos esetben alkalmazásukat elfogadható műszaki megoldásnak tekinthetjük. Ugyanez vonatkozik a NiCd akkumulátorokra is. Az akkumulátor kiválasztása alkalmával figyelembe kell venni, hogy a napelemes rendszerek üzemi feltételei mellett a ciklus-élettartam mérése nehéz és időigényes. Néhány korábbi próbálkozás ellenére ma még nem léteznek széles körben elfogadott mérési eljárások és az elkövetkező években sem várható változás e tekintetben. Ennek következtében a legcélszerűbb megoldás, ha a hagyományos rendeltetésű akkumulátorokjói bevált szabványaira hagyatkozunk* azaz a kapacitást 20 órás kisülésre, a ciklus élettartamot pedig 50%-os kisütésre alapozzuk. Miután meggyőződtünk róla, hogy az akkumulátor által szolgáltatott energia meg fogja haladni a legrosszabb hónap energiaigényét (ld. 6.1. pontot), a következő szabályokat kell követnünk: • Az akkumulátor 20 órás kapacitása amperórákban (amelyet 20 °C-on kell mérni, amíg a feszültség 1,8 V/cella értékre nem csökken) nem haladhatja meg a napelemek amperekben mért rövidzárási áramerősségének (amelyet szabványosan mértek) a CR-szeresét. Az egyes akkumulátor típusokra vonatkozó CR-értéket az 5.1. táblázatban foglaltuk össze:
325
Villamos energia 5.1 táblázat
• A maximális kisütési mélység, PDMAX(20 órás névleges akkumulátorkapacitásra vonatkoztatva) nem haladhatja meg a 5.2. táblázatban közölt értékeket: 5.2 táblázat
• Az akkumulátor Cu hasznos kapacitása (a fentiek szerint értelmezett 20 órás névleges kapacitás, szorozva a maximális kisütési mélységgel) három-öt napi önálló működést tegyen lehetővé. (A) A CR értéknek elég kicsinek kell lennie ahhoz, hogy a napelemek biztosan megfelelő töltést biztosítsanak az akkumulátornak. Ci?-nek (mint a CB névleges kapacitás és a napelemek rövidzárlati árama hányadosának) ajánlott értékei, mint az 5.1. táblázatból is látható, az akkumulátor típusától függenek, és úgy adtuk meg azokat, hogy ne fordulhassanak elő az akkumulátor méretéhez viszonyítva túl kicsiny töltőáramok. Az akkumulátor Cu értékkel kifejezett méretét a helyi meteorológiai viszonyoknak is meg kell feleltetni. Természetes, hogy minél nagyobb a felhős napok várható száma, annál nagyobbnak kell lennie az akkumulátor Cu méretének. Példa Egy önálló napelemes rendszerben a napelem modulok rövidzárási árama 3,3 A akkumulátora módosított gépjárműindító akkumulátor. Ekkor CB < 40 ' 3,3 = 132 Ah kötelező CB £ 35 • 3,3 = 115 Ah ajánlott Ha a rendszemek 12 Ah-t kell szolgáltatnia naponta, eléggé száraz környezetben, CB > 12 . 3/0,6 = 60 Ah kötelező CB > 12 • 3/0,4 = 90 Ah ajánlott CB értékét tehát az alábbiak szerint kell megválasztani: kötelező: 60 Ah < CB ^ 132 Ah, ajánlott: 90 Ah < CB £ 115 Ah. Most tekintsük ugyanezt az esetet, de olyan helyszínt feltételezve, ahol gyakoriak az esős időszakok, és a felhős napok várható száma: 5. Ekkor CB az alábbiak szerint választható: kötelező: 100 Ah < CB £ 132 Ah, ajánlott: 150 Ah < CB £ U5 Ah. (!) (A kapott "ajánlott" tartomány nem teljesíthető, ezért csak a "kötelező" alkalmazható) Megjegyzendő, hogy ezek a kapacitás értékek 20 órás kisütési időre vonatkoznak. Ettől eltérő idejű kisütés esetén a következő empirikus összefüggések alkalmazhatók: Cioo/C2o » 1,25; C40/C20 = 1,14. A névleges kapacitást olyan kisülésre szokás megadni, amelyet jól szabványosított feltöltési folyamat (24-órás, 2,4 V/cella, amely biztosítja a lemezek "formálódását") előz meg. 326
Ez azt jelenti, hogy az akkumulátor gyártása során alkalmazott lemezanyagok megfelelő részei a pozitív elektródán ólomoxiddá, a negatívon pedig tiszta ólommá alakulnak. Az új akkumulátorok lemezi azonban gyakran hiányosan alakulnak ki és jelentős mennyiségben tartalmaznak idegen anyagokat (SO4 Pb, PbO), aminek következtében a kapacitásuk kezdetben jóval kisebb a névleges értéknél. Ez a tökéletlen kialakulás célszerűen végrehajtott kezdeti töltési-kisütési ciklusok által ugyan kompenzálható, azonban — különösen a sziget-üzemben működő napelemes rendszereknél — nem feltételezhető, hogy ezek meg is valósulnak, hiszen a töltőáram csak korlátozott mértékben áll rendelkezésre. A jó akkumulátor-technológia tehát károsodik, ha a létesítési programok nem képesek betartani a kezdeti feltöltésre vonatkozó utasításokat. Ezért gondoskodni kell arról, hogy a napelemes rendszerek akkumulátorainak kezdeti kapacitása ne maradjon el jelentősen a névleges értéktől. Ez vagy úgy érhető el, hogy az akkumulátor gyártása során célszerű kialakítási eljárást alkalmaznak, vagy úgy, hogy az akkumulátor beépítése alkalmával külön kezdeti ciklusokat hajtanak végre. Ha az utóbbi megoldást választjuk, akkor a beépítést végzőknek rendelkeznie kell a feltöltéshez szükséges eszközökkel és szakértelemmel. Az akkumulátorokat gyakran szárazon tárolják és szállítják, beépítésük pillanatáig nem töltik fel elektrolittel. Ez a megoldás előnyös a biztonságos szállítás, illetve a tárolás alatti kisülés elkerülése tekintetében, azonban kezdő ciklusok végrehajtását teheti szükségessé, ami, mint fent említettük, napelemes alkalmazások esetében nehéz. Jó megoldás lehet, ha az akkumulátorokat szárazon tárolják és közvetlenül a létesítési helyszínre való elszállítás előtt töltik fel elektrolittel. Ebben az esetben "nedves" állapotban kell az akkumulátorokat a helyszínre szállítani, viszont a kezdő ciklusokat a napelemes rendszert szállító cégnél végezhetik el. Bármelyik megoldás választásánál azonban: • Gondoskodni kell annak biztosításáról, hogy a beépítésre kerülő akkumulátorok kapacitása ne legyen kisebb mint a névleges érték 95%-a. (K) Az arra vonatkozóan, hogy az akkumulátor mennyire legyen alkalmas elviselni az üzemi feltételeket, a következő ajánlható: • Az akkumulátor ún. ciklus-élettartama (tehát az a ciklusszám, ami után a kapacitás a névleges érték 80%-a alá csökken), 20 °C-on, meg kell hogy haladjon egy bizonyos NOC értéket. Ennek megállapítását 50%-os kisütésre kell alapozni. NOC értékét az egyes akkumulátor-típusokra az 5.3. táblázat tartalmazza (A): 5.3. táblázat
• Az akkumulátor önkisülése 25 °C-on, nem haladhatja meg a havi 6%-ot. (K) Irodalom
Pálfy M.: Fotovillamos áramellátó berendezések. Oktatási segédlet és gyakorlati útmutató napelemes berendezések készítéséhez. Magyar Napenergia Társaság (szerkesztő lektor: Dr. Imre L.) 1998—1999. "Universal Icchnical standard for solar home systeins" Thermie B SUP 995-96, EC-DGXV1I, !998. Dr. Horváth Gv.: "Universal technical standard for solar home systems" Thermine B SUP 995-96, EC-DGXV11, 1998. Fordítás.
ELEKTROTECHNIKA
Egyesületi élet
A 450. Munkabizottsági Ülés elé (Visszapillantás a "Villamosság a Mezőgazdaságban" Munkabizottság 45 éves működésére.) Dr. Sibalszky Zoltán
A Magyar Elektrotechnikai Egyesület "Villamosság a Mezőgazdaságban" munkabizottsága a mezőgazdaság villamosításával foglalkozó társadalmi szervek közül az elsők közt alakult meg 1953-ban. így most érkezett el ahhoz, hogy megünnepelhesse a munkabizottság 450. ülését. Ez a jubileum bármilyen szerv életében nagy dolog, egyesületünk munkabizottság vonatkozásában páratlan, hiszen egy munkabizottságot általában meghatározott feladatra hívnak létre, s a feladat teljesítése után a munkabizottság megszűnik. Ezt a munkabizottságot viszont a magyar mezőgazdaságnak az 50-es években kezdődött rohamos villamosításával kapcsolatos problémák társadalmi komplex megvitatásának igénye hívta életre, és a villamosítás befejezése után a mezőgazdasági termelés nagyüzemi módon történt átalakulása, valamint a termelés intenzívebbé válásával kapcsolatban rohamosan fejlődő villamosenergia-felhasználás által felvetett kérdések egyre újabb és újabb feladatokkal látták el. A 70-es évek második felében a figyelem középpontjába a megújuló energiaforrások gazdaságos mezőgazdasági felhasználása került, és a kezdeti eufória elmúlása után a 80-as évek végén újra a környezetvédelmi szempontok ezt egyre aktuálisabbá tették. Most pedig a rendszerváltás után a mezőgazdaság bizonyos válságos helyzetbe kerülvén, az új kis- és középbirtokok gazdaságos üzemeltetése elkerülhetetlenné tette a gazdaságos villamosenergia-felhasználás előmozdítását is, beleértve a megújuló energiaforrások környezetvédelmi szempontból elkerülhetetlen, egyre növekvő mértékű felhasználását, és ezzel együtt azt, hogy belátható időn belül a mezőgazdasági üzemek ezek segítségével energiafogyasztókból energiatermelőkké váljanak, és ezzel gazdaságosságuk jelentősen növekedjék. Ezekkel a kérdésekkel foglalkozik a Munkabizottság az utóbbi években, és a jövőben is. így feladatköre nem merült ki, és fennállása ma éppúgy aktuális, mint megalakulása idején, mint olyan szervé, amely társadalmi úton sokoldalú véleménycserét tesz lehetővé az élet által felvetett konkrét kérdések megvitatására, tanulmányok készítésével felhívja a figyelmet aktuális problémákra, és konferenciák szervezésével fórumot biztosít a mezőgazdaság villamos energia felhasználásával foglalkozó és érdekelt nemzetközi szakemberek számára véleményük kifejtésére és tájékozódásra. A jubileum keretében érdemes visszatekinteni az elmúlt 45 év feladataira és sokoldalú munkájára.
Dr. Sibalszky Zoltán okl. villamosmérnök, Bláthy- és Elcktrotechnika-díjas, a CIGR tiszteleli alelnöke, a MEE Egyesületi Tanácsának tagja
1999. 92. évfolyam 9. szám
Az elmúlt 70 évben a mezőgazdaság villamos energia felhasználásában három fontos korszak váltotta egymást. Az első korszak: maga a villamosítás és a villamosság egyszerű alkalmazásai. A második korszak: a villamosság integrálása a termelési folyamatok minden fázisában, vagyis a felhasználás intenzívvé válásának korszaka. A harmadikkorszak: ezt körülbelül 1970 óta számíthatjuk, és a környezetszennyezés elleni küzdelem, az energiatakarékosság és a gazdasági válságok hatása jellemzi. A munkabizottság munkájában egyaránt támaszkodott a témakörökben érdekelt szervekre a mezőgazdaság, az áramszolgáltatás és a kivitelezők területéről. Már megalakulása óta állandóan kapcsolatban van a Minisztérium Gépesítési Főosztályával, illetve az ennek feladatkörét átvevő osztályokkal, a Gödöllői Agráregyetemmel, az Állami Energetika és Energiabiztonságtechnika Felügyelettel (amíg az fennállt) a Magyar Villamos Művekkel, és a tervező intézetekkel (az első időkben különösen az ÉVITERV Vállalattal), a kivitelezők közül pedig a Villanyszerelő Ipari Vállalattal, illetve utódaival. A munkában közreműködő kollégák számottevő része ezen intézmények munkatársai közül került ki. Itt szeretnék megemlékezni néhány olyan kollégáról, akik a kezdeti időkben különösen intenzíven vették ki a részüket a Munkabizottság munkájából. Elsősorban Tímár László főmérnököt említeném, aki a munkabizottság munkáját a megalakulástól 1967-ig vezette. Hasonlóképpen meg kell említeni a kezdeti évek munkájának fontos pilléreként Havas Béla, Komlós Imre, dr. Tibold Vilmos, Patkós István, Bánóczi György, Ferenczi Béla, Letenyei László, Káldosi István, Pásztor János kollégákat. A Munkabizottság vezetője 1967 óta dr. Sibalszky Zoltán, az utóbbi évek munkájában pedig kiemelkedő szerepet töltöttek be Heimann Pál, dr. Gallai István, Jáky Kálmán, Szabó Iván, Lupkovics József, Jády Sándor, Lénárd László, Guba István. De fel lehetne még sorolni sokat a Munkabizottság tagjai közül, akiknek lelkes közreműködése lehetővé tette a Munkabizottság eredményes működését, és előidézte annak eredményeit. A Munkabizottság első éveinek látható mérföldköveit az Országos Mezőgazdasági Villamosítási Konferenciák szervezése jelentette. Ebből az elsőt 1955-ben szervezte rneg a Munkabizottság, amelynek sikeres lebonyolítását azután 5 évenként további 5 igen sikeres országos tanácskozás követte, az utolsó három már nemzetközi részvétellel. Az ezeken tárgyalt éppen aktuális témák a mezőgazdasági villamos energia felhasználásával kapcsolatos igények fejlődését is jelzik. Az
327
Egyesületi élet I. Konferencia a magyar mezőgazdaság villamos energia ellátásának kérdéseivel, és a villamos energia felhasználási lehetőségeivel foglalkozott. Az 1960-ban megrendezett II. Konferencia tárgykörét a mezőgazdasági villamos berendezések üzemelési kérdései képezték. Az 1966 januárjában megtartott III. Konferencia tárgya a korszerű mezőgazdasági üzemek villamos igénye volt. AI. Konferencia 1971 januárjában a mezőgazdasági villamosenergia-felhasználás gazdaságossági kérdéseivel foglalkozott. 1975 októberében szerveztük meg a nagy nemzetközi sikerű budapesti CIGR nemzetközi villamosítási konferenciát, amely egyúttal az V. Országos Mezőgazdasági Villamosítási Konferencia is volt. Ennek témái közé tartozott a szakosított, koncentrált mezőgazdasági telepek teljesítmény- és energiaigényének fejlődése és prognózisa, a hűtés és hővisszanyerés lehetőségei a mezőgazdaságban. Az 1980-ban szervezett VI. Konferencia már a helyi, megújuló energiaforrások gazdaságos alkalmazási lehetőségeivel is foglalkozott. A Munkabizottság fennállása óta általában évi 10 ülést tartott, amelyeken átlagban eleinte 20—25, az utóbbi években kb. 10 kolléga vett részt. Ezeken az üléseken évente A—5, aktualitása során felmerült téma társadalmi megvitatását és kidolgozását végeztük el. Közülük évi átlagban a működés első felében 2—-3 témáról, összesen kb. 70 témáról zárójelentést készítettünk, amelyeket sokszorosítva eljuttattunk az érdekelt állami szerveknek és mezőgazdasági képviseleteknek. A Munkabizottság évi átlagban egy alkalommal klubdélutánt szervezett, amelyeken a MEE szélesebb körű tagsága is részt vett. 1972-ben kerekasztal-konferenciát tartottunk a mezőgazdasági villamos berendezések karbantartásának igen aktuális kérdéseiről, amelyen a MÉM, az AEEF, az MVM, az Állami Biztosító és a mezőgazdasági üzemek vezetői is részt vettek. A Konferencia ajánlásai nyomán bizonyos intézkedések is születtek, és kiadványok jelentek meg a Munkabizottság közreműködésével. A 70-es években a MUBI, felismerve annak jelentőségét, hogy az öntözés a száraz években nagy többletteljesítményt igényel. Az üzemek az év elején természetszerűleg erre nem számítva az e nélkül szükséges alacsonyabb teljesítményt kötik le a tarifaszerződésben, és így a szükséges öntözés miatti teljesítmény-túllépés igen nagy összegű büntetőtarifát eredményez ilyen években. Tárgyalások útján elérte, hogy a lekötött teljesítményt évente egyszer változtatni lehessen, s így a száraz években áttérhessenek évközben a nagyobb lekötött teljesítményre, és ne kelljen a nagyösszegű büntetést fizetni. A 70-es és 80-as években sok esetben tartottunk MUBI-ülést fejlett villamosenergia-felhasználással rendelkező mezőgazdasági üzemekben, amelyeken az üzem megtekintése után a helyszínen felmerülő kérdéseket vitattuk meg az illető üzem vezetőivel, energetikusaival együtt. Rendszeresen szerepelt a MUBI előadásokkal vidéken is. A működési időszak első felében évente 2—3 alkalommal szervezett a MUBI vidéki városokban meződazgaság-villamosítási egynapos ankétokat, később pedig a MEE vidéki helyi szervezetei által történt felkérésre adott előadókat az ország különböző részein szervezett Műszaki Hetekre. Egyes megyékben a mezőgazdaság villamos eneriga fogyasztását, illetve annak szerkezetét elemezte a MUBI 12 alkalommal az ottani föenergetikus beszámolója alapján. 328
Az OMFB keretében tanulmányt készített a MUBI mintavillamos üzemek szervezéséről. Néhány üzemben, amelyek ilyen létesítésekre pályáztak, az OMFB témabizottság ellenőrzésével készültek el ezek a beruházások. Az elkészült létesítmények üzemi tapasztalatait szintén ez a Bizottság értékelte ki. Igen jó kapcsolatokat alakítottunk ki a MTESZ más egyesületeivel is, elsősorban az Agrártudományi Egyesülettel, amely társrendezőként közreműködött Konferenciáink szervezésében is. Munkabizottságunk viszont az Agráregyesület témánkat érintő rendezvényein szerepelt társrendezői minőségben. így a 18. Országos Mezőgazdasági Gépesítési Ankéton Mezőtúron 1978-ban 9 előadással a MUBI töltötte ki az egyik szekció ülésszakát. Igen jó a kapcsolatunk a Magyar Biomassza Társasággal és az Energiagazdálkodási Egyesülettel is. Igen szoros kapcsolatokat alakítottunk ki a MEE vidéki helyi csoportjai közül azoknak legtöbbjével, amelyekben mezőgazdasági munkabizottság működött. Ez a kapcsolat sokrétű: egyes vidéki munkabizottságok rendszeresen képviseltették magukat a MUBI ülésein, és tájékoztattak a náluk folyó tevékenységről, de a kapcsolatok szorosak voltak olyan tekintetben is, hogy a vidéki munkacsoportok rész vettek egyes központilag kidolgozott témák adatgyűjtésében, és felmérésekkel segítették munkákat. 1968-ban Magyarország bekapcsolódott a CIGR (Mezőgazdasági Műszakiak Nemzetközi Bizottsága) munkájába. Megalakult a CIGR Magyar Bizottsága, amelynek IV. Szakcsoportja a MEE keretében működik, és a MUBI adja ennek hátterét és elnökét. Rögtön a bekapcsolódás után igen intenzíven részt vettünk a CIGR munkájában, és számos előadással képviseltük hazánkat a CIGR nemzetközi konferenciáin és kongresszusain. 1969 óta 17 konferencián a IV. (villamos és energia) Szekció keretében összesen 82 előadással vettünk részt. A kiküldött előadások száma tekintetében sok esetben a konferenciát rendező ország mögött a második, harmadik helyet értük el, és kiküldött előadásaink színvonala is a Szekció és az egész CIGR nemzetközi vezetőségének elismerését vívta ki. Ezt az eredményt Munkabizottságunk szervezte, és az előadások előzetes lektorálásáról is gondoskodott. A CIGR nemzetközi vezetőségének eddigi munkánk iránti elismerését mutatja, hogy az 1975. évi 7. és az 1990. évi 16. nemzetközi Villamosítási Konferencia szervezését Magyarországra bízták. Ezeket a feladatokat a Munkabizottság szinte minden tagjának közreműködésével sikerült a CIGR nemzetközi vezetőségének teljes elismerésével megoldani. De Munkabizottságunk CIGR-beli szereplésének elismeréseként értékelhető az is, hogy a IV. Szekció 3 nemzetközi munkabizottságában való közreműködésre kérte fel. Ezek közül a "Villamosenergia-ellátás és energiafelhasználás biztonsági kérdései a mezőgazdaságban" elnevezésű munkabizottság előkészítését, irányítását és összefogását is a magyar munkacsoportra bízták. A munkabizottságot a MUBI elnöke, dr. Sibalszky Zoltán vezette, és tevékenységét elismerésre végezte el. A magyar munkacsoport CIGR-beli munkájának nemzetközi elismerését mutatja az a francia Mezőgazdasági Érdemrend is, amelyet dr. Sibalszky Zoltánnak az 1977. évi párizsi nemzetközi konferencián nyújtottak át. A MUBI vezetője 1979-től a CIGR IV. Szekciójának 1. alelnöke, 1982—1994. közt pedig alelnöke és a CIGR egyik alelnöke volt. 1994 óta a ELEKTROTECHNIKA
Egyesületi élei Szekció tiszteleti elnöke, és a CIGR tiszteleti alelnöke címét viseli. A megújuló energiaforrások mezőgazdasági gazdaságos felhasználása ma az egész világon igen aktuális és fontos probléma. Ezzel kapcsolatos témák teszik ki a CIGR IV. Szekciójának konferenciáit is jórészt az utolsó két évtizedben, és ebben a tárgykörben rendezett a MEE, a MAE és a CIGR IV. Szekciója 1983-ban, 1988-ban és 1993-ban Balatonfüreden, 1996-ban Budapesten nemzetközi konferenciát, amelynek szervezését az elnök vezetésével a MUBI végezte. A MUBI részéről 45 előadást szerveztünk ezekre a konferenciákra. Most rendezzük 2000 áprilisában a MEE 100 éves jubileuma tiszteletére az ötödik ilyen konferenciát. 1998-ban a CIGR elnöksége a MUBI elnökének a "Villamosság a Mezőgazdaságban" területen és a CIGR keretében végzett tevékenységét a "Recognition of Merit" kitüntetés adományozásával ismerte cl. A CIGR-beli közreműködésen kívül a MUBI szoros kapcsolatokat tartott a lengyel és a cseh Elektrotechnikai Egyesület megfelelő bizottságaival, az egykori NDK szakembereivel és a VDE-vel is. Munkabizottságunk működésének első idejében a "Mezőgazdaság Villamosítása" elnevezést viselte. 1974-ben változtattuk meg elnevezését "Villamosság a Mezőgazdaságban" Munkabizottságra, megfelelően a mezőgazdasági villamosenergiafelhasználás során végbement fejlődésnek, és az ezzel kapcsolatban változó feladatoknak. Az elmúlt 46 év alatt a munkánkban közreműködő tagok száma összesen 160 volt, az a taglétszám pedig, amely üléseinken ma is rendszeresen részt vesz, és az egyes témák kidolgozásában közreműködik, mintegy 10. A MUBI az utóbbi években ülésein a megújuló energiaforrások mezőgazdasági alkalmazásainak fejlődését kíséri figyelemmel, és vitatja meg, valamint, természetcsen esetenként más, aktuális témákat is. Az elmúlt 45 év munkájára való visszatekintés egyúttal azt is mutatja, hogy a Munkabizottság feladata továbbra is aktuális. A dinamikusan fejlődő mezőgazdasági villamosenergia-felhasználás folyamatosan veti fel az aktuális témákat, amelyek megvitatása a munkabizottság feladata.
Helyesbítés: A 92. évfolyam 8. szám 301. oldalán a szerző szakmája helyesen okl. villamosmérnök. A 305. oldalon a képaláírás helyesen: 1998. A hibáért elnézést kérünk.
1999. 92. évfolyam 9. szám
329
Villamos energia
A villamosmérnök-képzés jelene és jövője Tudományos Konferencia Miskolc—Lillafüred 1999. június 3—4. A Magyar Elektrotechnikai Egyesület Elnöksége és szervezetei évek óta figyelemmel kísérik a villamosmérnöki oktatást. Az erősáramú elektrotechnika az elmúlt évszázad magyar műszaki tudomány sikerágazata volt. Az 1970-es évektől kezdődően azonban egyre szembetűnőbb problémák jelentkeztek és a 90-es években a krízis nyilvánvaló jelei is mutatkoztak. A villamosmérnök képzést befolyásoló jelenségekben több tényező hatása összegezödött. Ezek közül is meghatározó volt a piacvesztésből adódó ipari összeomlás és a szolgáltatás domináns szerepe. Az 1997. és 1998. években Esztergomban rendezett konferenciákon valamennyi képzési szint aktuális kérdéseiről szó esett, az egyetemi szintű erősáramú villamosmérnök-képzéssel szemben igények azonban egyre inkább előtérbe kerültek. A harmadik alkalommal megrendezésre került konferencia célja az volt, hogy az Európai Unió direktíváinak figyelembevételével segítse és formálja a hazai villamosmérnök-képzés fejlődcsét, különös tekintettel az erősáramú mérnökképzésre. A konferenciát a Miskolci Egyetem Villamosmérnöki Intézete és a Magyar Elektrotechnikai Egyesület rendezte, amelyre az egyetem, főiskolák oktatói hallgatói és a támogató intézmények munkatársait is meghívták. A konferencia munkájába a második napon az MTA Elektrotechnikai Bizottsága is bekapcsolódott Dr. Halász Sándor professzor vezetésével. A konferenciát támogatták:
Észak- magyarországi Áram szolga Itató Rt. Ganz Ansaldo Rt. Diósgyőri Acélművek ESZ Kft. Philips Magyarországi Kft. Magyar Elektrotechnikái Egyesület Siemens Rt. MEE Elektrotechnikai Alapítvány CALIN Elektronikai Kft. Miskolci Egyetem Videoton Holding Rt. Paksi Atomerőmű Rt. Magyar Villamos Míívck Rt. Schneider Electric Merlin Gerin Rí. Tiszántúli Áramszolgáltató Rt. Műszertechnika Rt.
A Konferencia egybeesett a Miskolci Egyetem fennállásának ötvenedik évfordulójával. A Konferenciát Dr. Bessenyei Lajos, a Miskolci Egyetem rektora nyitotta meg, megemlékezve az egyetem alapításáról és a Villamosmérnöki Intézet szerepéről az oktatásban. Dr. Papp László tanszékvezető egyetemi tanár a BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar dékánja a "Villamosmérnök képzés a Budapesti Műszaki Egyetemen" címen tartott átfogó, a jelenlegi tantervet bemutató előadást. Dr. Cselényi József tanszékvezető egyetemi tanár a Miskolci Egyetem Gépészmérnöki Kar dékánja a "Villamosmérnöki Intézet jelentősége a Miskolci Egyetemen folyó mérnökképzésben" című előadásában megállapította, hogy újabb és újabb szakterületeket kell beépíteni a villamosmérnökök képzésébe, ez ma a továbblépés útja. Dr. Kiómer István a MEE elnöke "A Magyar Elektrotechnikai Egyesület és a villamosmérnök képzés" címen tartott előadást. A konferencián elhangzott előadások bemutatták az egyetemi, főiskolai képzést: Dr. Varjú György: "Erősáramú villamosmérnök képzés a BME Villamosmérnöki és Informatikai Karon" Dr. Bognár Sándor: "Villamosmérnök képzés helyzete a Kandó Kálmán Műszaki Főiskolán"
330
Dr. Vass József: "Villamosmérnök képzés a Veszprémi Egyetemen" Dr. Szarka Tivadar: "A villamosmérnök képzés jelene és jövője a Miskolci Egyetemen" Az előadók kihangsúlyozták, hogy a rendszerváltás utáni évek megtorpanása után ma már ismét van kereslet villamosmérnökök iránt. Ezt támasztották alá az ipari vállalatok képviselőinek előadásai, amelyekben vázolták a vállalatok elvárásait a fiatal mérnökökkel szemben. Ugyanakkor vázolták a lehetőségeket, a jövőképet. Az új feladatokhoz felkészült szakemberek szükségesek. A fiatal mérnökökkel szemben támasztott elvárások: terhelhetőség, biztos szaktudás, együttműködési készség, rugalmasság, céltudatos munkavégzés, kreativitás, tanulásra való hajlam, csapatszellem, felelősségtudat. A gyakorlat és a speciális szakismeret megszerzése a munkahelyen lehetséges. Az ipari kerékasztal fórumon elhangzott előadások egybehangzóan megállapították, hogy szükség van a szakmát művelő villamosmérnökökre. Az ÉMASZ Rt. részéről Hajdú György, a Paksi Atomerőműből Jambrich István, a Ganz Ansaldo Rt. képviseletében Dr. Jászay Tamás, a Schneider Electric Rt.-ből Dobák András, a Siemens Rt.-ből Vinni János fejtette ki a vállalatok véleményét a villamosmérnöki oktatásról és vázolta fel a fiatalok pályakezdesi lehetőségeit. Ténykérdés, hogy a hallgatói érdeklődés csökkent az erősáram iránt, a jövő szempontjából azonban elengedhetetlen a hatalmas energetikai vagyon működtetéséhez a jól képzett, az informatika területén is jártas villamosmérnök. A konferencián résztvevő 40 egyetemi és főiskolai hallgató átfogó tájékoztatást kapott a villamosmérnök képzésről, a végzősök lehetőségeiről. A professzorok, egyetemi oktatók mellett a hallgatók is kifejtették véleményüket a tantervreformról, a kooperatívképzésről, a modulválasztásról, a hallgatói létszámprobléniákról, a/ egyetem és ;t főiskola kö/öui átjárás szabályozásáról, a kollégiumok szerepéről, a nyelvi szigorlatokról. A felsorolt témákon kívül szó esett a kereseti lehetőségekről is, amelyekről az ipari vállalatok képviselői tájékoztattak. A "Villamosmérnök-képzés jelene és jövője" tudományos konferencián résztvevő 100 oktató, ipari szakember és 40 hallgató eredményes munkát végzett. Az előző konferenciákon felvetődött problémákat és kérdéseket állította ismét az érdeklődés homlokterébe. Egyértelműen kifejezésre jutott, hogy villamosmérnökre szükség van, az erősáramú villamosmérnökök iránti kereslet nem szűnt meg, legfeljebb az arányai módosultak. Az ipari problémák hatása ezen a területen is jelentkezett, és kifejtette befolyását az oktatásra. A hallgatói létszám az utóbbi évben növekedésnek indult, az oktatói létszám ezzel szemben csökkenő tendenciát mutat az alulfizetettség miatt. Ez utóbbi mozgás hosszú távon hátrányosan befolyásolja a felsőoktatást. A kor követelményeihez igazodó színvonalas oktatás az egyetemek és főiskolák alapvető feladata. Ennek megvalósításához az oktatási intézmények összefogása, összehangolt tevékenysége szükséges. Különösen szükséges ez a főiskolai szintű villamosmérnök képzésben, ahol a közös szakmai alapok meghatározása elkerülhetetlen. Érdemes lenne továbbá újra gondolni a tudományos képzés feltételrendszerét is. Bárki Kálmán ELEKTROTECHNIKA
Egyesületi élet
Néhány gondolat "A Villamosmérnök képzés jelene és jövője" konferenciával kapcsolatban 1999. június 3—4-én a lillafüredi Palota Szállóban — a fenti címmel — nagysikerű konferenciát szervezett a Miskolci Müs2aki Egyetem. A nagy sikerű jelző most valóban megilleti a rendezvényt. Megilleti, mert egyrészről jelen voltak a szakma, az oktatói kör legjelesebb képviselői, megtisztelte a konferenciát a Magyar Tudományos Akadémia Elektrotechnikai Bizottsága, az ipar és az energetika egyaránt magas szinten képviseltették magukat. Figyelemre méltó volt a jól felkészült hallgatói képviselet, hiszen alapvetően róluk van szó. A siker másik oldalát, — a konferencia elhelyezése, a helyszín kiválasztása — az adott természeti környezet biztosította. A fentiek együttesen teremtették meg a lehetőségét a jó hangulatnak, a termékeny munka feltételeinek. Gratulálunk a szervezőknek! De nem ez mondandóm lényege, hanem a konferencián eluralkodó bizonyos értelmezési, szemléleti kérdésekről szeretnék — Kedves Olvasóinkkal együtt — hangosan gondolkozni. Én úgy éreztem, hogy sokan félre értik a már kialakult társadalmi-gazdasági helyzetet, és nem akarják tudomásul venni, illetve elfogadni a megváltozott viszonyokat. A helyzet nem csak politikailag változott meg, illetve nem elsősorban erről van szó. Hanem azokról a változásokról, amelyek — kicsit leegyszerűsítve — az alábbiakkal jellemezhetőek; — egyrészről gazdaságunk piac gazdasággá alakult, — másrészről átalakult a gazdaságunk szerkezete (megjelentek a multinacionális cégek), — harmadrészt pedig egy permanens technikai forradalom részesei vagyunk, ami eleve megváltoztatja, átalakítja a mérnöki munkát, annak struktúráját. Tekintsük át vázlatosan, hogy mit is jelentenek ezek a "környezeti" változások a műszaki értelmiség, a mérnök, illetve villamosmérnök képzésben. A piacgazdaság megjelenése a mérnökképzésben is a kereslet kínálat szigorú törvényét jelenti. Ha ezt valamiért, valami módon megpróbáljuk "megerőszakolni" abból csak baj lehet. Meg vagyok győződve róla, hogy az nem lehet, hogy lényegesen kevesebb mérnök kelljen ma, mint korábban. Csak példaként említem az energetikát. A hazai energetika kb. ezer milliárd Ft létrehozott érteket képvisel (óriási ének) a tízezer milliárdos GDP-ből. Az energetika eszközállománya meghaladja az ezer milliárd Ft-ot. Megjegyzendő, hogy ez egy korszerűtlen, elavult, nem környezet barát eszközállomány, tehát ez az érték a közel jövőben feltétlenül jelentősen nőni fog. Ezt az éltéket működtetni kell, még pedig nem is akárhogy, a követelmények nagyon szigorúak. Nyilván ehhez a felelősség teljes munkához megfelelő végzettségű, megfelelő képességű mérnökié van szükség. Ma sem kell kevesebb turbógenerátor mint 80 évvel ezelőtt kellett, sőt több! Az is nyilvánvaló, hogy — talán egy rossz példával élve — egy turbógenerátor tervezéséhez 80 éve 50 mérnök 26 havi munkája kellett. Ma ugyanezen tervezési munkát 3 mérnök 2-3 hónap alatt végzi el, számítógép segítsé332
gével. Ez persze nem azt jelenti, hogy lényegesen kevesebb egy turbógenerátorban a mérnökimunka. Azt a számítógépet, azt az egész különleges, több program csomagból álló szoftver rendszert, — amivel a turbógenerátort tervezik —jelentős mennyiségű mérnöki — szellemi — munkával állítják elő. Csak más jellegű mérnöki munkáról van szó, tehát más kell legyen a végzős mérnökök "struktúrája" mint korábban volt, mint amire ma az egyetem fel van készülve. Ez azonban nem jelenti, hogy egy turbógenerátor előállításához szükséges mérnöki munka valóban lényegesen kevesebb, mint az eredetileg (80 éve) volt. Ebből — a talán sánta példából — az a tanulság vonható le, hogy c kor, illetve az eljövendő kor igényeit kell felmérjük, — a tendenciák jól láthatók — és ehhez kell igazítanunk az oktatást, annak struktúráját. Tovább menvén, hogyan értékeljük az oktatás jövője szempontjából a multinacionális cégek ittlétét, terjeszkedését. Függetlenül a különböző hatásoktól, elöljáróban le kell szögezni, hogy mindenképpen csak igen pozitívan! Pozitívan, mert a hazai termelés export hányada •— ami évek óta dinamikusan növekedik, — szinte kizárólag a multinacionális cégek ittlétének köszönhető. A gazdaság szempontjából ez rendkívül fontos, tehát ez közvetve jó irányban hat az oktatásra is. De a közvetlen hatása sem elhanyagolható. Most már van tapasztalatunk nekünk is a multinacionális cégekkel, látjuk szándékaikat, tudjuk kedvező irányba befolyásolni és a multinacionális cégek is megismerték képességeinket, szándékainkat. Világosan látszik, hogy a kezdeti kvázi bérmunkát — ami hozott technológiából és készre tervezett gyártmányokból áll — egyre inkább kezdi felváltani az itt végzendő innováció kutatás, fejlesztési munka. Ebben az irányba hatnak a különböző ipari parkok is. Jó példa erre a "Kormány Ipari, Innovációs és Logisztikai Park" programja, nevezetcsen a Budapesti Műszaki Egyetem Déli részénél elhelyezkedő ipari-innovációs park is, amely kimondottan azzal a céllal létesült, hogy a két egyetem (BME, ELTE) közelsége megteremtse a feltételeket a multinacionális vállalatok által finanszírozandó hazai K + F munkára. A számítástechnika ilyen színtű előretörése, melynek napjainkban mindannyian szemtanúi vagyunk, — neveztem ezt a permanens technikai forradalomnak gondolataim elején — teljesen átstrukturálja az alkotó szellemi munkát. Ezt látjuk, érezzük minden-napjainkban. Ezen talán keseregni lehet, lehet méltatlankodni előnytelen társadalmi hatásain, de nem tudomásul venni azt már nem lehet. Én úgy gondolom a fenti — mérnöki munka átstrukturálására vonatkozó — határokat valamilyen szinten cl kell fogadni, és ezekhez a megváltozott, és folyamatosan változó társadalmigazdasági feltételekhez kell igazítani az oktatást. Végül: nyilván az itt leírtak sem szentírás jellegűek. Számos tévedés lehet bennük. Én ezt ma így látom! Lehet hozzászólni, lehet vitatkozni. Dr. Bencze János ELEKTROTECHNIKA
Villamos fogyasztóberendezések
Az instabus EIB rendszer Topológia, fizikai címzés Dr. Kovács Károly
Topológia Az instabus EIB rendszer egy decentralizált buszrendszer, ahol minden buszrésztvevő egyenrangú és minden résztvevő kommunikálhat a másikkal. Ehhez a buszrendszerhez olyan topológiai kialakítást kell választani, amelynél az információs káosz elkerülhető. Ezért a rendszer több hierarchikus szintre van osztva. A legkisebb egység a vonal, amelyen 64 db résztvevő helyezhető el. Ezzel az egy vonallal a kisebb projekteknél előforduló feladatok egyszerűen megoldhatók. Egy vonal kialakítására látunk példát az 1. ábrán.
pacitás és a résztvevők kapacitása folyamatosan terheli. A túlterhelés elkerülése miatt csak max. 1000 m buszvezetékre tudja egy résztvevő az adását leadni (max. 200 nF). Az ütközések elkerülése a CSMA/CA eljárás segítségével csak max. 700 m-en belül lehetséges. A jel a vezeték mentén hullámszerűen terjed, ezért egyrészt a vezeték csillapítása miatt csökken a jelszint a vezeték mentén, másrészt egy éles felfutó és a terjedés során időben elmosódik, csak egy At idő alatt éri el a maximumát. Az a tv idő, ami alatt a jelfelfutás során a vevőben a növekvő jelszint eléri az érzékelési küszöbszintet egy 700 m vezeték végén levő vevőnél kb. 10 pis. Ennél nagyobb késleltetési idők nem engedhetők meg az ütközések biztonságos felismerése érdekében.
I. ábra. Egy vonal kialakítása (lápegységgel)
A vonal topológiailag lehet buszrendszerű (felfűzött), csillag alakú vagy fa struktúrájú. A vezeték tetszőleges helyen elágaztatható. A lényeg az, hogy minden résztvevő villamos Összeköttetésben legyen egymással és a tápegységgel. Megrendelhető vezetékhosszak A vonalakon az alábbi vezetékhosszak engedhetők meg: tápegység-résztvevő: 350 m résztvevő-résztvevő: 700 m összes vonalhossz: 1000 m A jelterjedés során a buszvezeték ellenállása és vezetékkapacitása már nem elhanyagolható, értékei r = 72 Q/km,c = 0,12^F/km Résztvevő-résztvevő közötti vezetékhossz A buszvezetéken az információ váltakozó áramú jelként kerül átvitelre. így az adó átviteli modulját adás közben a vezetékkadr. Kovács Károly okl. villamosmérnök, a MEE tagja Az 1. rész a 92/8. számban jeleni meg
334
2. ábra. Jelcsillapodás és késleltetés az oszcilloszkópon (lí a leadott jel, Uv vett jel a buszon)
Tápegység-résztvevő távolság Az adó csak egy félhullámot küld ki a buszra, a pozitív buszkábelen negatív, a negatív buszkábelen pozitív félhullámot. A logikai nulla átvitelre kerül, a logikai egy esetében pedig nincs jel a buszon. Az adó csak a logikai nulla első 35 /ís-a alatt aktív, a jel maradék része a buszvonal induktivitásainak segítségével alakul kí. Ez a tápegység melletti fojtó és az adó transzformátorát jelenti. Tehát a tápegység fojtója jelentős mértékben járul hozzá a kiegyenlítő félhullám kialakulásához. Mint az az oszcillogrammból is látható, a kiegyenlítő félhullám amplitúdója kisebb mint a buszra az adó által kitett félhullámé és a kiegyenlítő félhullám hosszabb idő alatt tér vissza a nullába. Ez utóbbi annak a következménye, hogy az egy periódusidőre vett integrálnak nullát kell adnia. Az instabus ELEKTROTECHNIKA
Villamos fogyasztóberendezések ElB adatátviteli sebessége 9600 bit/s.
Má3 rendszerekhez
Ez 104 [ÍS-OS perió-
dusidőnek felel meg. Ezek miatt a tápegység (fojtó) és a részvevő távolsága nem lehet nagyobb mint 350 m. A 4. ábra egy példát mutat arra, hogy a megengedett távolságok betartásával, ho3. ábra. Jelalak a buszon gyan lehet egy vonalat maximális kiépítettségben kialakítani. A buszösszekötőtől három vezeték ágazik el csillag topológia szerint, ahol két ág 350 m-es és egy ág 300 m-es.
LK
yonalcsatoló
BK
Tartománycsatoló
l....
BuszrósTtvevó
buszösszekötö
350 m
300 m
350 m
rsz=résztvevÖ
4. ábra. Egy vonal kialakítása a maximális vezetékhosszak kihasználásával
A következő fokozat a hierarchiában a tartomány. A tartományban 12 db vonalat fogunk össze vonalcsatolókon, és a tartományi fővonalon keresztül egy egységgé. így a résztvevők a vonalcsatolón és a tartományi fővonalon keresztül probléma nélkül információt cserélhetnek. Az alkalmazás szempontjából elvileg tulajdonképpen lényegtelen, hogy melyik résztvevő melyik vonalon található. A gyakorlatban azonban a buszrésztvevőket mindig úgy célszerű elhelyezni, hogy ha lehet az öszszetartozó érzékelők és beavatkozók egy vonalon legyenek, mivel az információtovábbítás is hierarchikus szervezésű Az ElB rendszer legmagasabb egysége a 15 tartományt KI ja ffl'gffl.ís.si.ssLSLsrsus összefogó gerincvonal, amelyre az egyes tartományok tartománycsatolókon kap5. ábra- Tartomány kialakítása csolódnak. Ezzel egy !I,K] V Q O M C U K I I A
1999. 92. évfolyam 9. szám
Tartomány 1 6. ábra. Instabus ElB rendszer teljes kiépítettségében
buszrendszeren belül a megengedhető buszkészülékek száma 64x12x15 = 11520. Ez a szám azonban nem jelenti az elméleti felső korlátot. Ugyanis vonalerősítők felhasználásával indokolt esetben az egy vonalon megengedhető buszrésztvevők száma még 3x64-gyel bővíthető, továbbá a tartományi fővonalon és a gerincvonalon is elhelyezhetők központi feladatokat ellátó résztvevők. Mi van akkor, ha ez sem elég? Erre az esetre is tud megoldást adni az instabus rendszer. ISDN telefonvonalon ISDN-instabus gateway-ek felhasználásával tetszőleges számú buszrendszer kapcsolható össze. Hogy az ilyen komplex rendszerben az információs káosz elkerülhető legyen, a vonal- és tartománycsatolók a galvanikus szétválasztáson és a jelerősítési funkción kívül logikai szűrŐfunkcióval is rendelkeznek: • Ha egy érzékelő és beavatkozó, amelyek logikailag összetartoznak egy vonalon vannak, akkor a vonalcsatoló az üzenetet nem továbbítja más vonalak felé. • Hasonlóan, ha egy információ a tartományon belüli résztvevőnek van címezve, a tartománycsatoló nem engedi más tartományok felé tovább. • A logikai szűrés egy szürőtáblázat segítségével történik, amelyet a paraméterezésnél töltünk le a vonal, és tartománycsatolókba. • A vonalcsatoló, tartománycsatoló és vonalerősítő fizikailag azonos készülékek, a különbség közöttük a hierarchiában 335
Villamos fogyasztóberendezések való elhelyezkedésükben és ennek megfelelően a címeikben van. • A vonalerősítőbe nem töltünk szűró'táblázatot. • A vonalerősítő egy vonalat további 64 buszrésztvevővel és 1000 m buszvezetékkel toldhat meg. A vonal-/tartomány csatol ók blokkvázlatát a 7. ábra. mutatja.
1.0.0. az l-es tartomány tartománycsatolóját jelenti 1.1.0 az l-es tartomány l-es vonalának vonalcsatolóját jelenti.
15.0.0
primer vonal a buszkapcsoknál galvanikus leválasztás, 600 V vizsgálati feszültség
líthium elem > 10 év
P"-
VCS1
i.i.o
RSZ1
1.1.1
RSZ64
1.1.64
szekunder vonal az adatsínen
7. ábra. Vonal-, tartománycsatoló blokkvázlala
A két buszcsatoló, a logika és a szürőtáblázat energiaellátása a szekunder oldalról történik. A szűró'táblázatban levő líthiumelem élettartamára a gyártók minimum 10 évet adnak meg. A buszrendszer fiatalsága miatt még nincsenek tapasztalatok az elem gyakorlati élettartamára. Ha az elem kimerül, akkor a szürőtáblázat tartalma elvész és ezután a vonal-/tartománycsatoló minden táviratot átenged. Nagy baj nem történik, csak a busz leterheltsége növekszi meg. Ezért legalább 10 évenként érdemes a szűrőtáblázatok tartalmát ellenőrizni, illetve ellenőriztetni.
VCS12
L 1. vo
1.12.0
RSZ1
V
RSZ64
12. vonal
1.12.1
1.12.64 TCS=tartománycsatol6 VCS=vonalcsaioló RSZ=résztvevő
9. áhra. Fizikai címek a buszon
Fizikai cím Az instabus EIB rendszer kétféle címzési eljárást használ, amely a buszprotokoll szerves részét képezi. Az egyik a fizikai címzés, amely a postai címzés logikáját követi, míg a másik a logikai, vagy csoporlcím, amely a funkciók működéséhez illeszkedik. A fizikai cím a busz topológiáját követi, és egyértelműen azonosítja a buszrésztvevó't. Ezért minden résztvevőnek egyedi azonosítja van. A fizikai cím megadása a buszrendszeren belül egyszer, a felprogramozás során történi meg. A fizikai címnek tulajdonképpen a buszkészülékek egyedi megszólításánál, a felprogramozás során és szervizfunkciók esetén van jelentősége. A fizikai címet a busz normál üzeme során nem használja, csak a táviratban mint forráscím van rögzítve.
A fizikai cím 16 bit hosszú és az alábbi alcsoportokat tartalmazza, amely a topológiának felel meg. Nézzünk néhány kitüntetett címet: 0.0 a gerincvonalat jelenti x.O a tartományi fővonalat jelenti, ahol x 1—15 közötti szám 336
ELEKTROTECHNIKA
Hírek 1999. évi Közvilágítási Ankét Jubileumához érkezett a Világítástechnikai Társaság Közvilágítási Munkabizottsága által szervezett Közvilágítási Ankétok sora. Ez az egész ország szakembereit megmozgató rendezvény az idén került 30-adszor megrendezésre. Az Ankét 1999. május 11—12-én zajlott le ezúttal Bükfürdőn a szokásos nagyszámú (közel 200 fő) részvétellel. Az elnöklő Radványiné Novotny Olga, a házigazda Bük nagyközség polgármestere Horváth Lajos, valamint a MEE Szombathelyi Szervezetének elnöke Tóth György köszöntője után kezdődött az aktuális közvilágítás problémáit taglaló Ankét. Az első nap az új közvilágítási árszabásról (Öllé József), a tarifalválasztási lehetőségekről és javaslatokról (Dumetovics János), a közvilágítási berendezések üzemeltetésének önkormányzati tapasztalatairól (Bednarik György és dr. Szakács Ilona), az új közvilágítási szabványtcrvczctrÖl (Fodor Zoltán), a dinamikus fénymérésről (Nagy János és Balogh János), a Compulux mérőkocsiról (Kapusi Zoltán) hallottunk színvonalas előadásokat. Kitűnő gondolat volt, hogy az első nap zárásaként az elmúlt 30 év emlékeiből hallhattunk anekdotázó stílusban előadott történeteket Radványiné Novotny Olgától, dr. Horváth Józseftől, Nagy Józseftől és Szilas Pétertől. A második napon az 1998-ban megvalósított közvilágításkorszerűsítésekről (Polgár Péter), a Tungsram Schréderújgenerációs lámpatest fejlesztéséről (Schwarcz Péter) hangzottak el érdekes előadások, majd az Áramszolgáltatók közvilágításéit felelős szakemberei (Jób Viktor, Dumetovics János, Szántó Csaba, Császár Ferenc és Horváth László) tartottak beszámolót a közvilágítás helyzetéről. Az előadásokat a gyártók és kivitelezők újdonságismertetése zárta. Az Ankétot Pollich János a Világítástechnikai Társaság elnöke méltatta, és látta el megszívlelendő tanácsokkal, majd bezárt a rendkívül sikeres tanácskozást. Az egész közvilágítási szakma nevében köszönjük Radványiné Novotny Olgának az elmúlt 30 év szervező munkáját, és kívánjuk, hogy jó egészségben, változatlan aktivitással még sokáig vezethesse a Közvilágítási Munkabizottságot. Kosztolícz István
a szeptember 30. és október 2. között Budapesten tartandó szimpózium keretében hallhatunk majd. Színek megjelenése a fizikai ingeren túlmenően perceptuális és kognitív vonatkozásokat is tartalmaz, amit az 1997-es színmcgjclenési modell a CIE CAM 97 ír le. A téma gyakorlati része olyan jelentőségűvé vált az utóbbi években, hogy ennek kezelésére a CIE létrehozta a 8. Divíziót, amelyik a képmegjelenítési technológia hardver és szoftver kérdéseivel egyaránt foglalkozni fog. Az 1. Divízió harmadik legfontosabb munkaterülete a vizuális ergonómia, ezen belül a láthatóság, látótér, káprázás, figyelemfelkeltés, látási figyelem és észlelés sajátosságai. E sajátosságok figyelembevétele életbevágó a közlekedési és munkahelyi világítás kialakítása során. Végül az 1. Divízió tervei közé tartozik az idősebbek látási tulajdonságainak behatóbb vizsgálata is (esetleg külön láthatósági függvény meghatározása), ezért a CIE 24. varsói ülésszakán c témában külön kerek asztal megbeszélést is terveznek. Új munkabizottságot hoztak létre TC 1—54. "Látóélesség" néven, amelynek feladata a szabványos látóélesség függvények meghatározása Landolt gyűrűk segítségével a fénysűrűség, kontraszt, megfigyelési időtartam, szín és életkor függvényében. Hírek más Divíziókról 4. Divízió: Világítás és jelzések a közlekedés számára Új munkabizottság: TC 4—41 "Bűnözés és útvilágítás" 5. Divízió: Külsőtéri és más alkalmazások Új referálót neveztek ki a Szükségvilágítás témakörének felmérésére. Poppe Kornélné
CIE hírek CIE híradó 49. szám 1999. március A CIE I. Divízió: "Látás és szín " bemutatkozik A divíziót 1983-ban alakították meg az előzőleg külön-külön működő Látás, Színinérés és Látási teljesítmény technikai bizottságok utódjaként. A Látás tagozat az alapvető látáscrzckenységi függvények meghatározásával foglalkozik, beleértve a mezopos tartományt is. A 75 éves jubileumát Budapesten szeptember 30. és október 2. között V(A)-n alapuló fotometriai rendszer korlátai szükségessé tették a heterokromatikus világosság-érzeten alapuló új fotometriai rendszer megalkotására irányuló erőfeszítéseket. Ezen felül a napok érzékenység-eloszlásain alapuló új színdiagram megalkotása is szerepel a programban. Az érzékenységi függvények a háromféle csap érzékenységének figyelembevételével végső kidolgozási fázisához közeledik, erről bővebbet 338
ELEKTROTECHNIKA
Szabványosítás
A Magyar Elektrotechnikai Egyesület szerepe a hazai villamossági szabványosítás területén az elmúlt közel száz év folyamán Somorjai Lajos A villamos szabványosítás születése Hazánkban a villamosság területére kiterjedő szabványosítás 1904-ben kezdődött meg az Erősáramú elektromos berendezések biztonsági szabályzata elkészítésével és közzétételével. Ezt a szabályzatot Zipernowsky Károlynak, a MEE következő évben megválasztott elnökének kezdeményezésére a Magyar Mérnök és Építészegylet, a Magyar Elektrotechnikai Egyesület és az Országos Iparegyesület Villamossági osztálya együttesen dolgozta ki. A szabályzat kiadását az erősáramú ipar rohamos fejlődése tette szükségessé. Ugyanakkor sajnálatos ténynek kellett tekinteni, hogy a közzétett szabályokat nem sikerült általánosítani és érvényre juttatni a gyakorlatban, amelyre többen is felhívták a figyelmet a MEE hivatalos lapja, az Elektrotechnika hasábjain. A gyakorlati tapasztalatok figyelmeztető jelzéseire tekintettel a német és az osztrák egyesületek példájára, és az ipari fejlődést követve egyre inkább sürgetővé vált a szerelésre használt készülékek minőségének megfogalmazása és a minőségnek objektív vizsgálatokkal való ellenőrzése. E szempontok alapján a MEE megbízást adott néhány szakembernek a biztonsági előírások és szabályzatok egyes részleteire vonatkozó előadói tervezetek elkészítésére. E tervezetek elkészülte után az anyagot a Magyar Elektrotechnikai Egyesület, a Magyar Mérnök és Építészegylet 10—10 tagja nagybizottság keretében tárgyalta meg, amelyhez a későbbiekben a Bányászati és Kohászati Egyesület is hozzájárult. Az "Erősáramú villamos berendezések biztonsági szabályzata " és az Erősáramú berendezések üzemére vonatkozó szabályzat" könyv alakjában 1913. szeptemberében elhagyta a sajtót. A nagy érdeklődést mutatja, hogy a kinyomtatott 2000 példányból 8 nap alatt 1400 példány kelt el. Ezzel összefüggésben kell megemlíteni az egyesületnek a "Verband Deutscher Elektrotechniker"-rel kötött kölcsönösségi szerződését, amely szerint mindkét egyesület köteles volt egymást értesíteni a folyamatban levő "biztonsági előírási munkálatokról". A biztonsági előírásokat követően 1915-ben a normália bizottság újabb normália füzet kibocsátását készítette elő a következő fejezetekkel: — szigetelt vezetékekre vonatkozó szabványok, Somorjai Lajos okl. villamosmérnök, MEE Szabványosítási Bizottság elnöke
340
— szabadvezeték szabványok, — általános szabályok erősáramú vezetékek létesítésére és üzembentartására nem elektromos üzemű vasutak illetve gyengeáramú vezetékek megközelítése illetőleg keresztezése esetén, — szerelési anyagok szerkezetére és vizsgálatára vonatkozó szabványok, — ideiglenes intézkedések szigetelt vezetékekre és készülékekre. A szabványok közzétételét a háború miatt fel kellett függeszteni. Ugyanakkor az I. világháború okozta réz- és gumihiány pótlására a normália bizottságnak a réz helyett vas, a gumiszigetelés helyett papírszigetelés alkalmazására kellett javaslatot készíteni. A VDE-vel kötött együttműködési szerződés jól funkcionált a pótanyagokra vonatkozó szabványtervezetek cseréje tekintetében is. Az ország elektromos energiával való ellátásának előkészítésére az első legfontosabb teendő a feszültségek és a periódusszámok normalizálása volt, amelyre vonatkozóan dr. Liska József kapott megbízást. Egyre inkább érett a szabványok hatósági rendelet általi közzétételének valóra válása. Ennek előkészítése céljából a kereskedelemügyi miniszter 1920-ban az egyesület által kidolgozott szabványok revíziójára és további fejlesztésére felhívást intézett a MEE-hcz. E feladat végrehajtására három szabványbizottság alakult, amelyek — a gépek és készülékek, — a szabadvezetékek, szigetelt vezetékek és keresztezések, — a biztonsági és üzemi szabályzat bizottságai. Az ipar rohamos fejlődéséhez kapcsolódó igények jelentkezését tükrözi, hogy a Magyar Mérnök és Építész Egylet kezdeményezésére a kereskedelemügyi miniszter hozzájárulásával 1921. április 28-án megalakult a Magyar Ipari Szabványosító Bizottság, elnöke Hermann Miksa, alelnöke Kandó Kálmán lett. E Szabványosító Bizottság feladata az összegyűjtött adatok felhasználásával a magyar ipari szabványok megállapítása és azoknak a gyakorlatba való bevezetése volt. Alapelvet a következőképpen fogalmazták meg: "A bizottság azon elv alapján van megszervezve, hogy a szabványosításban döntő befolyása az érdekelt iparnak legyen, az állami szerepe pedig a szabványosítás egységét mozdítsa elő és súlyát növelje." Az ipari szabványosítás egész országra kiterjedő irányítását és ellenőrzését a főbizottság végezte, amelyben egyesületek, intezetek és hivatalok foglaltak helyet küldötteikkel. Ezek között találjuk a Magyar Gyáriparosok Országos Szövetsége mellett a Magyar Elektrotechnikai Egyesületet, a Magyar ELEKTROTECHNIKA
Szabványosítás Mérnök és Építésegyletet, az Országos Magyar Bányászati és Kohászati Egyesület, a Magyar Mérnökök Nemzeti Szövetségét stb. Az Ipari Szabványosító Bizottságon belül 7 szakbizottság alakult, amelyek egyike az elektrotechnika területére szakosodott. A szabványosítás tulajdonképpeni munkája a szakbizottságokban folyt, amelyekben a tervezeteket a külföldi szabványok figyelembevételével a magyar viszonyokra alkalmazva készítették elő és azt a nyilvánosság elé tárták. Az észrevételek alapján kialakított végleges szabványt a tanács hagyta jóvá a "Magyar Ipari Szabványaként való megjelenéshez. Ennek kapcsán a Magyar Elektrotechnikai Egyesület Szabványbizottsága is átadta szabványait a Magyar Ipari Szabványok sorában való közlés végett. 1924—25 években folytatódott az egyesületen belül a szabványbizottságok munkája, amelynek eredményeként megjelentek a gumiszigetelésű vezetékek, a vaslemezvizsgálatok, a mérőtranszformátorok, a gyengeáramú szigetelt vezetékek szabványai, a gépek és a transzformátorok vizsgálatára és átvételére vonatkozó szabványok tervezetei illetve végleges szövegei. A továbbiakban elkészült a rádiókészülékek szabványa és irányelvek az antennaépítésre. Egyesületünk 1931-ben újabb javaslatot terjesztett be a Postavezérigazgatósághoz a "rádiózavarások" tárgyában. 1931-ben törés következett be a hazai szabványosítás előrehaladásában. A Magyar Ipari Szabványosító Bizottság anyagi nehézségek miatt más megfelelő állami támogatottság hiányában kénytelen volt feloszlani. Az ügy gazda nélkül maradt és csak két évi szünet után folytatódott az intézményes szabványosítás. 1933. márciusában a kereskedelemügyi miniszter intézkedésére megalakult a Magyar Szabványügyi Intézet. A villamossági szabványosítás, amely sajátosságai folytán mind nemzetköz, mind hazai tekintetben párhuzamosan fejlődött az általános jellegű szabványosítással, törekedett a gyakorlati élet által támasztott igényeknek megfelelni. Az egyesület 1932-ben megalkotta a Magyar Elektrotechnikai Egyesület Szabványbizottságának Szervezeti és Működési Szabályzatát, meghatározva a szabványbizottság célját, szervezetét és az egyes szervek feladatát. 1934-ben megállapodás jött létre az újonnan megalakult Magyar Szabványügyi Intézet és a Magyar Elektrotechnikai Egyesület Szabványbizottsága között a szakmai munkamegosztást illetően, amely a szabványok szakmai megalkotását a MEE-re bízta. E megállapodás kiterjedt a már érvényben levő és a következő években készítendő MEE szabványoknak Magyar Országos Szabványokká nyilvánításáról. Az elektrotechnikai szabványosítás eredményeinek elismerésétjelenti, hogy a kereskedelmi miniszter — 21 termékszabványt kötelezővé tett a közszállítások számára, — 9 egyéb szabványt léptetett életbe a villamos müvek létesítésével, bővítésével valamint üzemével kapcsolatban és alkalmazásukat a kereskedelmi miniszter a közszállításokban előírta. Az egyesület szabványbizottságának munkája szorosan összefüggött Wilczek Ernő személyével, aki több mint 30 éven keresztül személyesen irányította a bizottság tevékenységét. 1999. 92. évfolyam 9. szám
A szabványalkotás maga után vonta a szabványok betartásának megfelelő ellenőrzését is. 1931-ben megalakult a Kábelvizsgáló Állomás, amelynek feladata volt ellenőrizni a gyártmányok szabványosságát. A kábeleket az egyesület védjegyével látták el, amelyet a kábelekbe szőtt zöld-fehér fonal jelzett. Rövidesen kiszélesedett a vizsgálatokba bevont termékek köre a MEE Vizsgáló Állomás létrejöttével. A Vizsgáló Állomás feladata a villamos ipar által gyártott termékek: a villamos gépek transzformátorok, vezetékek, szerelési anyagok, készülékek, fogyasztóberendezések és azok tartozékai egységes szempontok szerinti vizsgálata volt annak megállapítására, hogy azok a kialakított szabványoknak megfelelnek-e. A vizsgálatok alapján az iparcikkek szabványos voltának jelzésére a "MEE Szabvány" feliratú védjegy feltüntetését vezették be. A következő években tovább folytatódott a villamos szabványosítás, nemcsak új szabványok megjelenésével, hanem a korábbiak átdolgozásával. 1939-ben megjelent az új Biztonsági Szabályzat is. Örvendetesen bővültek a nemzetközi kapcsolatok is. Az egyesület Szabványbizottsága és Vizsgáló állomása a Magyar Villamos Művek Országos Szövetsége révén állandó kapcsolatban állott a szerelési anyagok nemzetközi szabványosításával foglalkozó Internationale Installationsfragenkommisson (IKF) szervezettel, amely 1936-ban Budapest tartotta konferenciáját. E bizottság ülésein rendszeresen vett részt a Vizsgáló Állomás mérnöke, későbbi igazgatója dr. Karády Győző. A II. világháború éveiben a szabványosítási tevékenység visszaesett, a rendkívüli viszonyok ún. "szükségszabványok" kidolgozását igényelték, amelyek bevezetése gyorsított eljárás keretében történt.
A szabványosítás állami irányítás alá helyezése A háború után megindult szabványosítás irányításában jelentős változást eredményezett a Magyar Szabványügyi Intézet 1948ban bekövetkezett állomosítása, amellyel a kormány a szabványosítást közvetlen állami irányítás alá helyezte. A kapcsolódó rendelkezések szerint a villamossági tárgyú szabványosítás, amelyet eddig a MEE Szabványügyi Bizottsága végzett, az iparügyi miniszter intézkedésére szintén a Magyar Szabványügyi Intézet hatáskörébe került. Mindemellett a MEE szakmai alapokból kiindulva továbbra is törekedett folytatni a saját kezdeményezésű villamos szabványok alkotását és ezen a téren fent tudta tartani nemzetközi kapcsolatait is. Erre mutat, hogy az 1946-ban az előbbiekben említett IFK-bóI megalakult CEE (International Commission on Ru/esfor the Approval ofElectrical Equipment) szabványügyi szervezet ülésein hazánkat 1954-ig a MEE képviselte. A központosító intézkedések során minisztertanácsi rendelet 1949-ben kimondta a szabványok alkalmazásának általánosan kötelező jellegét. Létrehozta a szakmai szabványok kategóriájáf és részletesen meghatározta a vállalatok feladatait a szabványosítás terén. A szabványosítás átszervezésének befejezését államjogi vonatkozásban a 77/1951(III.17.)M.T. sz. rendelet jelentette, amelynek nyomán a Magyar Szabványügyi Intézetből létrejött a Magyar Szabványügyi Hivatal. Ezzel a rendelettel a Minisztertanács az MSZH-t az államigazgatás funkcionális szervévé 341
Szabványosítás tette. E rendelkezés a Magyar Népköztársasági Szabványok hatályba léptetését, módosítását, hatályon kívül helyezését a Hivatal elnökének hatáskörébe utalta. A Minisztériumok és az országos hatáskörű szervek létrehozták saját "szakmai" szabványosítási szervezetüket. Kialakult a szabványok három szintje: az országos, az ágazati és a vállalati szabványok rendszere. Létrejöttek az országos szabványok alkotásában résztvevő különböző szakterületeken működő szakbizottságok, a termelő vállalatok, a felhasználók, a forgalomba hozók, a műszaki fejlesztési és tudományos intézmények képviselőinek részvételével. Az MSZH-nak feladata volt a nemzetközi kapcsolatok kiépítése általános értelemben az ISO-val (International Organization for Standardizálton), villamossági tekintetben azIECvel (International Electrotechnical Commission) és az előbbiekben említett CEE-vél, amelyekben való tagsághoz megkapta a magyar képviselet jogát. Ezek a kapcsolatok kedvezően befolyásolták a hazai szabványosítás tendenciáit, mivel törekedtünk a nemzetközi előírások követésére. Ezt kívánta a magyar ipar érdeke és exportképességének biztosítása. Érdemes megjegyezni, hogy ez a pozitív hatás esetenként azonban nehézségeket okozott a KGST szabványosításhoz való beilleszkedés területén. A következő évtizedekben az 1951-ben létrehozott struktúra fennmaradt. Mindemellett 5—10 évenként bizonyos korrekciókat, finomításokat hajtottak végre a szabványosítás célját, a szabványok érvényességét a kötelező voltát illetően. Az állami szabvány, mint az állami irányítás egyik eszköze, jogszabály jellegű normaként funkcionált, hatályba kellett léptetni és kötelezően alkalmazni. Egyes, a biztonságot nem érintő kérdésekben a felek megállapodhattak a szabványtól való esetleges eltérésben. 1988-ban megjelent rendelkezésekben kiemelt hangsúlyt kaptak a minőségügyi szempontok is, amelyek szerint az MSZH-nak a hazai szabvány és minőségügyi központi irányító és koordináló szervek feladatát kellett ellátnia. A MEE-nek, mint társadalmi, szakmai egyesületnek a szerepe ebben az időszakban másodlagos jellegű volt. Az egyesület tagjai ugyanis az egyes hazai szabványbizottságokban vállalataik képviseletében vettek részt. Mindemellett az egyesület lapjai azonban folyamatosan biztosították a tájékoztatást a szabványügyi kérdésekről. Ezt a feladatot 1953-tól a VILLAMOSSÁG című lap vette át, amely külön rovatában rendszeresen foglalkozott az új szabványok megjelenésével és véleményezésével.
Úton az európai típusú jogrendszer felé A 80-as évek végén a politikai rendszerváltás után megkezdődött a szabványosítás magyarországi rendszerének átalakítása. A Magyar Köztársaság és az Európai Unió közötti társulás létesítéséről szóló megállapodás szükségessé teszi az európai jogrendszerhez való illeszkedést, az eltérések fokozatos megszüntetését. Ennek a folyamatnak első lépései közé tartozott az európai szabványügyi szervezetekhez (CEN, CENELEC, ETSI) társult tagként történő csatlakozás, utat nyitva az európai direktívák alapján kiadandó jogszabályokhoz kapcsolódó harmonizált európai szabványok (EN) honosításához.
342
1995-ben az Országgyűlés elfogadta a nemzeti szabványosításról szóló XXVIII. törvényt, amely új alapokra helyezte a szabványosítás hazánkban is önkéntes, közhasznú tevékenységgé vált. A közmegegyezésen alapuló szabványok kidolgozásában a közigazgatási szervezetek és a gazdálkodói szféra egyaránt résztvesznek érdekeltségük arányában. A nemzeti szabványok alkalmazása önkéntessé vált, ugyanakkor elsősorban a biztonságtechnika, az egészség, a környezet, a fogyasztói biztonságtechnika, az egészség, a környezet, a fogyasztói érdekek védelme alapján jogszabály nemzeti szabványt kötelezővé tehet. Ez a törvény megszüntette a Magyar Szabványügyi Hivatalt. A Hivatal feladatkörét Magyar Szabványügyi Testület (MSZT) vette át, amely köztestületként működik és szabványosítási teendők operatív részét végzi. Az irányító feladatokat a közgyűlés által választott Szabványügyi Tanács látja el, amelynek tagja lett a MEE elnöke is. Az MSZT szervezetéhez tartoznak a tényleges szakmai munkát végző nemzeti szabványosító műszaki bizottságok, a programbizottságok és a nemzeti szakmai bizottságok. A nemzeti szabványosítás jelenlegi módszere alapjában véve a nemzetközi kapcsolatokra, a nemzetközi előírások átvételére épül, ahol a magyar érdekek képviseletét az egyes szervezetekben az MSZT látja el. Az egyesület által a század elején elindított villamos szabványosítás kiterjedt az elektrotechnika minden területére. Az új szabványügyi szervezet lehetővé teszi a MEE aktívabb közreműködését a szabványosításban. A MEE a tevékenységi köréhez tartozó 28 műszaki bizottságba nevezett meg szakértőket, akik egyfelől biztosítják a kapcsolatot a MEE szakosztályai és munkabizottságai felé és akiknek közreműködése hasznosan járulhat hozzá az előttünk álló nemzeti szabványosítási program megvalósításához. Az egyesület tagjai rendszeresen kapnak tájékoztatást a MEE lapja, az ELEKTROTECHNIKA Szabványosítás rovatában. Az MSZT támogatásával negyedévenként közreadjuk a MEE szakmai területébe tartozó, új szabványok jegyzékét, rövid tárgyi ismertetéssel együtt. Emellett évenként több aktuális szabványismertetés jelenik meg. Mindemellett az egyesület szakmai kompetenciája folytán alkalmas olyan feladatok ellátására, mint amilyen a műszaki jogszabályok és műszaki szabályzatok tervezeteinek előkészítő kidolgozása, amely a szabványosítással kapcsolatos párhuzamos, az kiegészítő tevékenység. Az egyesület Szabványosítási Bizottsága által szervezett albizottság szakértői az elmúlt években elkészítették az Erősáramú Üzemi Szabályzat átdolgozott tervezetét és a villamosenergia-törvény (VET) előírásaihoz kapcsolódóan a Villamosmű Műszaki Biztonsági Követelményei Szabályzat tervezetét. Az egyesület Szabványosítási Bizottságának célkitűzése, hogy a szabványosítási rendszer keretein belül — a MEE és az MSZT közötti megfelelő kapcsolatok fenntartásával és azok további építésével tegye lehetővé az egyesület tagjainak, szakértőinek minél aktívabb közreműködését a szabványosításban, — gondoskodjék az egyesület tagjainak szakmai tájékoztatásáról az aktuális szabványügyi kérdéseket illetően, — a szabványosításhoz kapcsolódó egyéb szakmai jogszabályok kidolgozása tekintetében keresse az új lehetőségeket a MEE szakmai elismerésének gyarapítása érdekében. ELEKTROTECHNIKA
Automatizálás és számítástechnika
Szinkron szervohajtás hiszterézises adaptív áramvektor szabályozásai PhD. Schmidt István, Vincze Gyuláné dr., dr. Veszprémi Károly, Seller Balázs 1. Bevezetés A szinuszmezős szinkron szervomotor állórésze szimmetrikus háromfázisú, forgórésze állandómágneses gerjesztésű és szinuszos pólusmezejű. Hengeres és visszahatás nélküli forgórészt (Ld = Lq szinkron induktivitásokat és L"d = L" q = Lj szubtranziens induktivitásokat) feltételezve tranziens folyamatokra is érvényes az 1. ábra szerinti két helyettesítő kép. Az állandómágnest a d tengely irányába mutató, ^p = const, amplitúdójú pólusfluxus vektorral, illetve a q irányba mutató up pólusfeszültség vektorral vesszük figyelembe: Wp = Wpe"", HP = dVp/dt = jw^p .
(la, b)
a) /. ábra. Szinkron szervomotor helyettesítő vázlatai a. feszültségekre, b. fluxusokra
Itt a a forgórész szögelfordulása, w = da/dt a szögsebessége. A motor nyomatéka relatív egységben felírva: m = Wpisinffp = Vpiqs
(2)
ahol i az / = ie*" = vfl**) áramvektor amplitúdója űp, a Wp és Í vektorok közti nyomatékszög, iq = i sin #p az áramvektor q irányú komponense. Szinkron szerv óhajtásoknál az áramvektor nagyságát és szöghelyzetét is szabályozzák. Az áramalapjel vektor:
Í a =i a ^<' = i a / a+ <W
(3)
Az áramszabályozás egy pil2. ábra. Áramhiba vektor képzése lanatához tartozó ia áramalapjel vektort és i áramvektor a 2. ábra
Schmidt István PhD okl. villamosmérnök, Vincze Gyuláné dr. okl. villamosmérnök, Seller Balázs doktorandusz, dr. Veszprémi Károly okl. villamosmérnök, MEE tagjai. Lektor: dr. Nagy Lóránt okl. villamosmérnök, főiskolai docens, MEE tagja
1999. 92. évfolyam 9. szám
mutatja. Az ia áramalapjel vektor a \pp pólusfíuxus vektorral szinkron forog és vele # p a szöget zár be. Pozitív m>0 nyoma0 0 O tékhoz 90 <# p a <180 , m<0-hoz 180 <# p a <-90° nyomatékszög alapjel tartozik. A pólusmezőhöz szinkronozott áramvektor szabályozás háromfázisú, impulzus szélesség modulációs (ISZM) feszültséginverteres táplálással valósítható meg. A z U e = const. egyenfeszültségű ISZM feszültséginverter 7 féle feszültségvektort (3. ábra) tud kiadni: k=1...6:uk-(2/3)Ue/^
1)V3
,k=7:uk = 0
(4)
Az u-j = 0 kétféleképpen, valamennyi fázisnak a P pozitív sínre (7P), vagy az N negatív sínre (7N) kapcsolásával hozható létre. A 7 féle u feszültségvektor közötti kapcsolások fajtáit vizsgálva megállapítható, hogy ha csak egy fázisban kapcsolunk, azaz egyes (S = 1) kapcsolás van, akkor w két szomszédos vektor között változik (a 7P a k = 2,4, 6 jelű, a 7N a k = 1, 3,5 jelű vektorok szomszédja). Ha két, vagy három fázisban kapcsolunk egyszerre, azaz kettős (S = 2) vagy hármas (S = 3) kapcsolás van, akkor távolabbi u vektorokra, pl. S = 3-nál az átlós vektorra kapcsolunk át. A robusztus hiszterézises áramszabályozók közvetlenül kijelölik az inverter tranzisztorainak a kapcsolási állapotát. A hiszterézises ISZM áramszabályozó feladata a kiértékelés pillanatának a meghatározása és a kiértékelési eljárás végrehajtása. A cikkben vizsgált analóg vektoros hiszterézises áramszabályozók állandó áramvektor hibaterülettel (tolerancia területtel) működnek, a tranzisztorok^ kapcsolási frekvenciája viszont az egyéb feltételektől függően változik.
2. Vektoros hiszterézises ISZM áramszabályozás Vektoros hiszterézises ISZM áramszabályozás célja, hogy az 1 áramvektor az ia áramalapjel vektor köré rajzolt tolerancia területen belül legyen. A tolerancia terület lehet kör, hatszög és négyszög. A vektoros hiszterézises áramszabályozó érzékeli azt, amikor a A7 = /a -1 áramhibavektor eléri a tolerancia terület kerületi pontját, ez a komparálási pillanat. Ezt követően egy kiértékelési eljárással valamilyen kritérium alapján kiválaszt az inverter 7 féle u — «k feszültségvektorából egyet és ennek megfelelően vezérli az invertert, ez a beavatkozási pillanat." Adaptív az áramszabályozás, ha a kiértékelési eljárás a rendszer állapotát is figyelembe veszi, nemcsak a A7 áramhibavektort. a) Adaptív áramszabályozások kör alakú tolerancia területtel A komparálás t - 1 0 pillanatát az határozza meg, hogy ekkor a A"i(t0) = Á~i0 "• Ai ox + jAiOy áramhibavektor rajta van a AI sugarú tolerancia körön (4. a ábrdyr
343
Automatizálás és számítástechnika |Aio| = VAi-Ír+-Aáy=A/.
(5)
A kiértékeléshez határozzuk meg az áramhibavektor deriváltját. Az J. a ábra ü = R i +Lddi/dt+ ü p
(6)
vektoros feszültségegyenletébe az I = Ia-Á7 összefüggést behelyettesítve: A7=dAi/dt=(e-ü)/Ld.
(7)
Az áramhibavektor AT deriváltját a rendszer állapotra (e) és az inverterrel rákapcsolt M = wk kapocsfeszültség szabja meg. A rendszerjellemző e = RT + Lddia/dt + üp feszültségvektor az 7 áramjel, az 7a áramalapjel, az wp pólusfeszültség és az R, L(j, ^ p gépparaméterek ismeretében kiszámítható. A 3. ábrában a szaggatott vektorok a berajzolt e-hoz és a 7-féle wjc-hoz tartozó 7 féle L^Ai/dt = e-u vektort is 3. ábra. Hétféle feszültségvektor és Lddi/dt szemléltetik. A kiértékelés az alábbi két lépésben megy végre: — Első lépésben a vektoros áramkonvergencia feltétel Fko = Ai'o x A£o' = Ai'o x (eo - uk)/Ld <0
(8)
alapján kiválasztjuk a 7 féle feszültségvektorból azt az N db Kk-t, amelyik visszaviszi A7 -t a tolerancia kör belsejébe ( A7ko'= A7' (ü=H[c, t=to), eo =e(to)). A x skalár szorzást jelöl. Ezekkel az «k vektorokkal a A7 - A7k áramhiba Tk ideig marad a tolerancia körön belül. Lineáris közelítést alkalmazva to
(9)
A t0 + Tk időpontban bekövetkező újabb komparáláskor &k(t + T k )=A7 k I és |Aikl| = i AÍo+ AlkoTki = A/, Tk ^2Fko/jA7ko'|2.
(10a, b)
— Második lépésben a N db lehetséges feszültségvektorból ki kell választanunk egyet. Kiválasztási kritériumot többféle célkitűzéssel fogalmazhatunk meg. Ezek közül az alábbiakban néhányat megvizsgálunk. Cl. Legdurvább beavatkozás. Ha a"AToxA"IkO skalár szorzat nagysága alapján választunk ük feszültségvektort, akkor a legnegatívabb A~ioxÁ~iko választása a legdruvább beavatkozásnak felel meg. C2. Legszelídebb beavatkozás. A legkevésbé negatív A~i0 xATk0 választása a legszelídebb beavatkozásnak felel meg. C3. Leghosszabb kapcsolási szünetet eredményező beavatkozás. Ekkor azt az ük-t választjuk, amelyikkel ÁTk a leghosszabb max(Tk)
(11)
ideig marad a tolerancia körön belül. Ez egyben azt jelenti, hogy az fv = 1/Tk vektorváltási frekvencia ekkor a minimális. 344
C4. Legkisebb kapcsolási frekvenciát eredményező beavatkozás. Ekkor azt az u k -t választjuk, amelyik maximális Tk/Sfc időt, a tranzisztorokra minimális min(fe) - min(Sk/Tk)
(12)
kapcsolási frekvenciát ad. Az fe a 6 db tranzisztor eredő kapcsolási frekvenciája. Itt Sk = 1,2 vagy 3 azt veszi figyelembe, hogy az ük előállításhoz egyes, kettős vagy hármas kapcsolásra van-e szükség. C5. Kapcsolási fajta szerint súlyozott beavatkozás. Ekkor azt az u k -t választjuk, amelyik maximális max(Tk/Bk)
(13)
súlyozott időt eredményez. Itt Bk a súlyozó tényező, ami Bk ~ Bi = 1 az egyes kapcsolásokra, Bk = B2 >=1 a kettős és Bk = B3 >=1 a hármas kapcsolásokra. Egy-egy vizsgált szakaszra numerikusán meghatározhatók a különböző B2 és B3 súlyozó tényezőkhöz tartozó eredő kapcsolási számok. A gyakorlatban léteznek egyszerűbb vektoros hiszterézises ISZM áramszabályozások is. A legegyszerűbb esetben a tolerancia terület hatszögalakú és a beavatkozás csak attól függ, hogy a A7 áramhibavektor melyik oldalt éri el. Ez a fázisonkénti hiszterézis ISZ áramszabályozás. b) Fázisonkénti hiszterézises ISZM áramszabályozás Ez a klasszikus fázisonkénti áram kétpontszabályoz ás, amelynek analóg változatát az 5. ábra mutatja. Részletesen csak az a fázist rajzoltuk fel, a b és c fázisok kapcsolása hasonló. A komparálás t0 pillanata 4. ábra. Vektoros hiszterézises áramszabályozás, ekkor könnyen a) köralakú tolerancia terület; b) hatszögalakú tolemeghatározható, rancia terület mivel A"I = ATQ rajta van a 2AI laptávolságú szabályos hatszögön (4.b ábra): . 1., 4. oldalon: |Aia| = AI, |Aib| < AI |AÍC| < AI 2., 5. oldalon: |Aicj = AI, |Ai a | < AI |Aib| < AI 3., 6. oldalon: |Aib| = AI, |Ai a |
5. ábra- Fázisonkénti áram kétpontszabályozás megoldása
Itt AÍa •= i a a - ia, Ait, = iba - ib és Aic = i c a - ic a fázisáramhibák. A kiértékelés fázisonként megy végbe. Pl. amikor Aia>=AI lesz, akkor az a fázist a P pozitív sínre, amikor Aia < -AI lesz, akkor a N negatív sínre kapcsoljuk. Belátható, hogy a fázisok egymásrahatása miatt a fázisáramokban maximálisan +2AI hiba keletkezhet. A AT = L-l ELEKTROTECHNIKA
Automatizálás és számítástechnika áramhibavektor általában 2AI laptávolságú szabályos hatszögön belül marad, de a szaggatottan rajzolt szabályos háromszögekbe is kiléphet {4.b ábra). Fázisonkénti áram kétpontszabályozásnál csak egyes kapcsolások fordulnak elő. E szabályozás előnye az egyszerűség, hátránya a kapcsolási frekvencia szabadossága, és a kis fordulatszámon fellépő határciklus, illetve az ezzel járó átmenetileg nagy kapcsolási frekvencia.
3. Szimulációs eredmények, következtetések a) Számítási módszer Az állandómágneses szinkrongépet a (6) vektoros egyenlet x-y komponenseiből adódó 2 db villamos és a mozgásegyenleteknek megfelelő 2 db mechanikai differenciálegyenlettel modellezzük: dix/dt = (ukx - u p x - Rix)/Ld, diy/dt = (uky - u p y - Riy)/Ld, dw/dt • (m-mt) Ti n , da /dt = w.
(15a-d)
Itt mx a terhelőnyomaték, T j n a névleges indítási idő. Az érzékelőket, a vezérlőszabályozó köröket és a feszültséginvertert ideálisnak vesszük. A nemlineáris differenciálegyenlet rendszert negyedrendű Runge-Kutta módszerrel, numerikusán oldjuk meg. A tolerancia terület határán lévő komparálási pillanatot iterációval határozzuk meg. b) Számítási eredmények A számított folyamat fordulatszám szabályozott indítás és az azt követő kvázi állandósult állapot. Az alárendelt áramszabályozás (3) szerinti áramalapjel vektorának ia amplitúdóját Pl típusú fordulatszám szabályozó adja és az ía < i a m a x feltétel korlátozza, a nyomatékszög alapjele # p a = 90° = const. A számításokat az alábbi főbb paraméterekkel végeztük: R = 0,02; L d - 0,2; Wp - 1; T i n = 31,4; U e = 4; m t = 0,5 (terhelő nyomaték); i a m a x = 3 (áramkorlát); AI = 0,1; Wn = 314/s (névleges szögsebesség), W a « 1 (szögsebesség alapjel). A vizsgált tranziens állapot a fenti folyamat indítási szakasza, a vizsgált állandósult állapot az indítást követő W = 1 szögsebességű szakasz. A teljes W„T = 40 idejű folyamatra a 6. ábra mutatja a főbb jellemzőket. A w szögsebesség alapján bejelöltük az indítási és az állandósult szakaszt, mindkettő Tj = Ta = WnT/2 = 20 ideig tart. Részletesen megvizsgáltuk a Cl—C5 kritériumokkal működő adaptív áramszabályozásokat a fenti indítási és állandósult szakaszra eső kapcsolási számok szempontjából. A számítás során az % = U7 = 0 zérus feszültségvektort mindig egyes (S k = 1) kapcsolással állítjuk elő. A Cl, C2 és C3 kritéri-
nek tekintettel a kapcsolási fajtára. A C4 kritériummal működő szabályozás az S^ számnak megfelelő természetes súlyozást, a C5 kritériummal működő tetszőleges súlyzást alkalmaz a kettős és hármas kapcsolások elnyomására. A C5 kritériumnál csak a B3>=B2>=Bi = 1 súlyozási értékeket vizsgáltuk, mivel ez felel meg annak, hogy preferáljuk az egyes fajta kapcsolást a kettős, a kettőst a hármassal szemben. A konkrét számítások azt mutatták, hogy a vizsgált folyamatnál már B3 = B2 = 1 esetben legfeljebb csak 1 db hármas kapcsolás van az indítási szakaszban, és az állandósult szakaszban már ekkor sincs hármas kapcsolás. Emiatt részletesen a B3 = B2 = B>=1 súlyozást vizsgáltuk. Az eredmények összehasonlításakor az FK fázisonkénti áram kétpontszabályozást vesszük alapul. A kapott számítási eredményeket indításra az /. táblázat és a 7. ábra állandósul üzemre a II. táblázat és a 8. ábra, a teljes folyamatra a 9. ábra ÜK mutatja. Ezekben N a , N b , Nc az a, b, c fázisonkénti kapcsolási 7¥lu« szám, Ni az egyes, N2 a kettős, N3 a hármas kapcsolások száma, 3 U 5 6 7 fl 9 10 100 B N = Na + N b + Nc= 7. ábra. Kapcsolási számok az indítási szakaszban
• N ] +2N 2 + 3N 3 az eredő kapcsolási szám. A komparálások (feszültségvektor váltások) száma számítható: Nv = Nj + N2 + N3. A fázisonkénti kapcsolási számból pl. az a fázisra. fka = N a Wn/(2T)
(16)
szerint meghatározható a tranzisztorok átlagos kapcsolási frekvenciája. Itt Na a kapcsolások száma az a fázisban a T idő alatt. Az indításra vonatkozó /. táblázatból pl. az FK fázisonkénti áram kétpontszabályozásnál az a fázisra Na = 337, T = Tj = 20, így fka =337x314/s/(2 20) m 2646 Hz. Indítás
/. táblázat.
6. ábra. Vizsgált folyamat a nyomaték és szög- ummal működő áramsebesség, b. bázisáramok szabályozások nincse1999. 92. évfolyam 9. szám
345
Automatizálás és számítástechnika A táblázatokból megállapítható, hogy a Cl és C2 kritériumokat nem célszerű alkalmazni, mert ilyenkor nagyon nagyok a kapcsolási számok. A Cl esetben gyakoriak a hármas és ritkák az .% ' egyes kapcsolások. Pl. állandósult Cl tizemben nincs egyes kapcsolás, és így ki3 t 5 6 marad az 117 = 0 zérus feszültségvektor. A C3 kritériummal működő áramszabályozás — a várakozásnak megfelelően — minimális Nv vektorváltási számot eredményez. A C4 kritériummal működő szabályozás — a várakozással ellentétben — nem ad minimális kapcsolási számot. A C4-gyel kapott viszonylag magas kap9. ábra. Eredő kapcsolási szám időfüggvénye csolási számot a hisznemlinearizálhatósága terézíses áramvektor szabályozások (nem determinisztikus volta) magyarázza. Ez az oka annak, hogy az egyes kapcsolásonként frekvencia minimumot biztosító C4 beavatkozás hosszabb folyamatra nem eredményez minimális kapcsolási számot sem az indítási, sem az állandósult szakaszra. A nemlinearizálhatóságból adódó nagy kapcsolási szám ingadozások jól láthatók a 7. és a 8. ábrából, amelyek a C5 kritériummal kapott N és N2 kapcsolási számot mutatják a B súlyozó tényező függvényében. Az 1 < B < 4 tartományban 0,05-önként., a 4 < B < 6 tartományban 0,1-enként, a 6 < B < 10 tartományban 0,25-önként végeztük el a számításokat, és ezeken kívül kiszámítottuk még a B = 100-as pontot is. Megállapítható, hogy a kapcsolási szám ingadozása a 2 B 3 tartományban
346
igen jelentős, a B 4 tartományban viszont már jelentéktelen. A 7. és a 8. ábrán a B = l-es pont a C3, a B = 2-es pont a C4 kritériummal kapott pontoknak is megfelel. Az utóbbi állítás azért igaz, mert a B2 = B3 = 2 súlyozás ugyanazt az eredményt adja mint a B^ = 2 és B^ — 3 súlyozás (mindkét esetben zérus a hármas kapcsolások száma). A 9. ábra az eredő kapcsolási szám időfüggvényét mutatja a teljes vizsgált folyamatra az FK jelű fázisonkénti áram kétpontszabályozássaí és a C5 kritériumra B = 7 súlyozással. Látható, hogy kétpontszabályozásnál az 1 és 2 jelű szakaszokon igen meredeken nő a kapcsolási szám, mivel határciklusba kerül a rendszer, c) Következtetések Megállapítható, hogy a C5 kritériumot alkalmazó adaptív áramvektor szabályozás 10 >B >5 súlyozó tényezővel kedvezőbb tulajdonságokat mutat mint az FK fázisonkénti áram kétpontszabályozás. Az indítási szakasz alatt, a határciklusok elmaradása következtében kb. 200-zal csökken C5 üzemben az eredő kapcsolási száma FK üzemhez képest (/. táblázat, 7. ábra). Állandósult állapotban a C5 és az FK üzem kapcsolási frekvenciája kb. megegyező (//. táblázat, 8. ábra). Ezzel szemben a fázisáramhiba maximális értéke C4 üzemben AI, míg FK üzemben 2AI lehet mind az indítási, mind az állandósult szakaszra. Ez a kétszeres arány a nyomatéklüktetés maximális értékére is vonatkozik. 4. Köszönetnyilvánítás A Szerzők köszöntet mondanak a TO23816 sz. OTKA pályázat keretében kapott támogatásért, ami hozzájárult a fenti eredmények eléréséhez. 5. Irodalomjegyzék
[1] BordD. M, NovotnyD. W.: Current control of VSI-PWM inverters. IEEE Trans. Industry Applications. Vol. 21. No. 4. pp. 562—570. 1985. [2] Nabae A., Ogasawara S., Akagi H.: A növel control scheme of currentcontrolled PWM inverters. IEEE-IAS Conf. Rec. pp. 473—478. 1985. [3] Nagy L: Növel adaptive tolerance bánd based PWM for field-orienied controt of intuclion machine. IEEE Trans. Ind. Electronics. Vol. 41. No. 4. pp. 406—417. 1994. [4] SchmidtL, Molnár T., VinczeK.: A new adaptive current vector control of the synchronous servo drives. 7th Int. Power Electronics & Motion Control Conference. Budapest. Proc. Vol. 2. pp. 215—219. 1996. [5] Know B. //., Kim T. W., Youm J. K: A növel SVM-based hysteresis current controller. IEEE Trans. Power Electronics. Vol. 13. No. 2. pp. 297—307. 1998. [6] Kazmierkowski M. P., Malescani L.: Current control techniques for treephase voltage-source PWM converters: a sourvey. IEEE Trans. Ind. Electronics. Vol. 45. No. 5. pp. 691—703. 1998.
ELEKTROTECHNIKA
Hírek Luxeuropa
1999. június 24-én a Luxeuropa szervezet Varsóban tartotta Igazgatótanácsi ülését, illetve közgyűlését. Az ülések Tő témája a következő Luxeuropa kongresszus megszervezése volt. Mint ismeretes, a 2001-ben megrendezendő Luxeuropa 2001 kongresszus helyszíne Izland, Reykjavík lesz. Az ülésen véglegessé vált a kongresszus dátuma: 2001. június 18—21. A Luxeuropa szervezet hamarosan kérni fogja a jelentkezéseket előadások megtartására, és azokat elbírálásra bemutatja a Technikai Tanácsadó Testületnek. E testület feladata lesz az előadásokra történő jelentkezések elbírálása. Dr. Horváth József A Híradástechnikai Tudományos Egyesület 1999-ben ünnepli fennállásának 50. évfordulóját. Ebből az alkalomból 1999. július 6-án konferneciát szervezett "Kommunikáció az évezred küszöbén" címmel, a Magyar Nemzeti Galéria Budavári Palota C épületében. Katona Kálmán miniszter megnyitója után Gordos Géza professzor előadásában felidézte a HTE 50 évét. Ezt követték az információ-technika területéről szóló előadások és a meghívott távközlési miniszterek kerekasztal megbeszélése. Papp László HTE elnök záróelőadása "Kitekintés a HTE következő 50 évére" címen hangzott el. A rendezvény a Mátyás Templomban orgonahangversennyel zárult.
EPE-PEMC 2000 konferencia
A teljesítményelektronika és Hajtásszabályozás (PEMC) Konferencia Titkársága az Európai Teljesítményelektronikai és Hajtások Egyesületével (EPE Association) közösen 2000. szeptember 5—7. között rendezi a Kassai Műszaki Egyetemen az EPE-PEMC 2000 Konferenciát, amelynek löbb tudományos területei a következők: 1. Teljesítményelektronikai eszközök 2. Teljesítményelektronikai átalakítók 3. Ipari hajtások és alkalmazások 4. Hajtás (mozgás-) szabályozás 5. Érzékelök, mikroérzékelök 6. Villamos gépek, működtetők 7. Mikrogépek, mikroműködtetők 8. Új, korszerű eszközök és technológiák 9. Mechatronika, robotika 10. Modellek és szimuláció 11. Elektromágneses kompatibilitás 12. Teljesítmény elektronika a villamos energia előállításában, átvitelében és elosztásában 13. Teljesítményelektronikai rendszerek alkalmazásai 14. Mikro-elcktromechanikai rendszerek 15. Egyéb kapcsolatos területek, oktatás Az érdeklődő szakemberektől 3—5. oldal angol nyelvű Összefoglalót várnak 1999. november 15-i határidővel. Cím: EPE-PEMC 2000 Conference Secretariat Technical University of Kosice Letná 9 042 00 Kosice, Slovak Republic. Fax: 00-421 95-632 50 00; E-mail: [email protected]. űr. Szenttrmay László
Új publikációk a világítástechnika területéről
D. A. Schrender: Road Lighting for Safety Útvilágítás a biztonságért Th. Teliford 1998. ISBN 0 7277 2616 1
Konferenciák
1. CIE 24. ülésszaka Varsó 1999. június 24—30. 2. CIE Szimpózium: 75 éves fotometria szeptember 30. — október 2. Budapest, Magyar Tudományos Akadémia 3. Nemzetközi Műhely az UV expozíciókról, mérésről és védelemről Chitton UK 1999. október 18—20. (WHO és ICNIRP égisze alatt) 4. PRAKASH '99 3. Nemzetközi Világítási Kiállítás Új Delhi, India 1999. október 29. — november 3. 5. Elektrotechnikai Világkongresszus Congress WELC '99 Moszkva 1999. június 28. —július 3.
Folyóiratokból
1. International Journal of Lighting Research and Technology, Vol. 30-No. 4/1998. Y. He, A. Bierman, M. S. Rea: Mezopos fotomertriai rendszer 2. Color Research and Application, vol. 23 No. 6/1998. december H. S. Fairman, H. Hemmedinger: Kerámia reflexiós színetalonok stabilitása
1999. 92. évfolyam 9. szám
347
Villamos energia
A liberalizált villamosenergia-piaci környezet új fogalmai Sulyok Zoltán, Bertalan Zsolt
Bevezetés
Teljes Átvivő Képesség
A villamosenergia-kereskedeíemmel foglalkozó üzletemberek, valamint a villamosenergia-rendszer üzemirányítását, üzemeltetését és tervezését végző műszaki szakemberek rendkívül szoros, összehangolt és egymás szakértelmét, szakvéleményét kölcsönösen tiszteletben tartó együttműködése előfeltétele a liberalizált villamosenergia-piac sikeres működésének. Az üzletembereknek készséget kell tanúsítaniuk a hurkolt hálózatú villamosenergia-rendszeren keresztül történő teljesítmény szállítás sajátosságainak megismeréséhez és elfogadásához. Másrészről a műszaki szakembereknek olyan, az üzletemberek számára megfelelő információ tartalommal bíró hálózati jellemzőket kell meghatározniuk, amelyek alapján könnyen eldönthető, hogy az adott kereskedelmi tranzakció nagy valószínűséggel lebonyolítható-e vagy sem a villamosenergia-hálózaton. Ezért szakmai körökben szükségessé vált a villamos szállítói hálózattal kapcsolatos, a sikeres együttműködést elősegítő új fogalmak bevezetése, amelyek megkönnyítik a kereskedők és műszaki szakemberek közötti párbeszédet. A cikkben a NERC (North American Electricity Reliability Council) szakkifejezéseit és az általuk kidolgozott metodikát mutatjuk be, illetve az európai hálózatra való adaptálhatóságát vizsgáljuk. [1-3]
A TÁK az a legnagyobb villamos teljesítmény, amely — meghatározott rendszer-feltételek mellett — az üzemben lévő valamennyi szükséges hálózatelem igénybevételével a rendszer egy adott pontjáról/részéről, egy másik adott pontjára/részére megbízhatóan "elszállítható". A TÁK kiszámítása nemcsak az adott (nemzetközi is) összeköttetés átviteli képességétől függ, hanem a termelési és fogyasztási értékek területi eloszlásától, a hálózati topológiától, a biztonsági korlátoktól (n-l, feszültség és zárlati áram korlátok...) és a piaci lehetőségektől (adott rendszer potenciálisan exportáló vagy importáló rendszernek tekinthető, földrajzi elhelyezkedéséből adódóan nemzetközi szállítási útvonalak érintik-e vagy nem,...). A biztonsági előírások és a piaci lehetőségek a különböző villamosenergia-rendszerekben eltérhetnek, ráadásul fízikai törvényszerűségek miatt is a TÁK más értéket képviselhet "A" rendszerből "B"-be, mint a " B " rendszerből "A"-ba. Az európai hálózat erős hurkoltságából fakadóan az egyes rendszerekben a TÁK a környező rendszerek villamos jellemzőitől is függhet.
Teljes Átvivő Képesség és a Szabad Átvivő Képesség A hálózat, mint a nemzeti—nemzetközi kereskedelmi szerződések lebonyolításának színtere jelenti azt az eszközt, amely a rendelkezésre álló szabad szállítási kapacitása révén bevételi lehetőséget biztosít a hálózat tulajdonosa számára. A szállító hálózat (szállító vállalat) piaci értékét jelentős mértékben befolyásolja, meghatározza a rendelkezésre álló szabad kapacitás nagysága. A villamosenergia-kereskedelem megkönnyítésére az európai liberalizált villamosenergia-piaci környezetben — az Egyesült Államokhoz hasonlóan — nálunk is szükségessé válik néhány új jellemző bevezetése és ezen új jellemzők számszerű értékének meghatározásához kapcsolódó műszaki számítások kidolgozása. A továbbiakban a két legfontosabb új fogalommal (hálózati jellemzővel) fogunk részletesebben foglalkozni.
Sulyok Zoltán okl. villamosmérnök, MEE tagja Bertalan Zvo/zokl. villamosmérnök, MEE tagja Lektor: Gurszky Zoltán okl. villamosmérnök, MEE tagja
348
Szabad Átvivő Képesség Az SZÁK, definíció szerint, a TÁK tartalékokkal és a már lekötött kapacitásokkal csökkentett értéke. A lekötött kapacitások olyan szerződésekből származhatnak, amelyeket még a liberalizációs folyamatok megindulása előtt kötöttek, és származhatnak még a szállító közszolgálati kötelezettségeiből is. A közszolgálati kötelezettség a piacnyitás mértékének megfelelően az egyes tagországokban eltérő, miután a feljogosított fogyasztók aránya más és más. A SZÁK a villamosenergia-rendszerek azon képességének "mércéje", hogyan és mennyire tudja a rendszer kielégíteni a teljesítmény-szállításhoz kapcsolódó kereskedelmi követelményeket. Meg kell felelnie A-B metszik bizonyos műszaki és kereskedelmi szempontokat áthidaló elveknek, azaz híven kell tükröznie a rendszer műszaki valóságát, de oly módon, hogy ezzel ne akadályozza az energia-kereskedelmet. Ehhez többek között meg kell határozni a I. ábra. Együttjáró villamosenergia-rendszerben SZÁK értékek érvéa metszek értelmezése nyességi idejét, a frisELEKTROTECHNIKA
Villamos energia sítésének gyakoriságát, illetve azokat a metszékeket, amelyekre közzé kell tenni ezen értékeket (1. ábra). Az alábbiakban felsoroljuk azokat az elveket, amelyeket az átvivő képességek meghatározásánál és alkalmazásánál szem előtt kell tartani: — Kereskedelmi szempont: A SZAK számításoknak kereskedelmi szempontból jól használható eredményeket kell szolgáltatniuk. A számított értékeknek az energiapiac számára szabadon felhasználható átviteli képességeket kell tükrözniük. A számítások gyakoriságának és részleteinek meg kell felelniük a kereskedelmi tevékenység adott szintjének. — Műszaki szempont: A kereskedelmi egyszerűsítési kívánságoktól függetlenül, a fizika törvényei határozzák meg a rendszerben kialakuló, a fogyasztásra és termelésre jellemző teljesítmény-áramlásokat, így a SZÁK számításoknak figyelembe kell venniük az egész együttműködő rendszer időben változó teljesítmény áramlásait. Ezen kívül az egyidejű tranzitokat és a párhuzamos átviteli utakat a megbízhatóság szem előtt tartásával kell kezelni. — Tranzit irányok: Az átvivő képesség kiszámításánál figyelembe kell venni azt a körülményt, hogy a SZÁK függ a tranzitok irányától, vagyis a rendszer egyes pontjain jelentkező teljesítmény-igényektől és -betáplálásoktól (a fogyasztás—termelés súlypontjaitól). Valamennyi érintett szervnek, társaságnak, vállalkozásnak adatokat kell szolgáltatnia a SZAK kiszámításához. A tranzitok okozta teljesítmény-áramlások a párhuzamos szállítási utakat is igénybe vehetik és ezek nem a kereskedelmi értelemben vett szerződéses utaknak felelnek meg.— SZÁK meghatározása: A SZÁK meghatározásánál a párhuzamosan üzemelő rendszer egyes részrendszereivel együttmüködve kell eljárni. Az értékek meghatározásánál figyelembe kell venni a rendszer-tervezési (alaphálózat tervezési) irányelveket, politikákat és előírásokat, valamint bizonyos rendszerüzemzavarok hatását is. A számításoknál figyelembe kell venni a rendszer-feltételek bizonytalanságait és ezek kezelhetősége érdekében alkalmazni kell az ÁBT-t és az EBT-t (lásd Függelék). A SZÁK kiszámításának nehézségei mellett, az egyes értékek érvényességének időtartamát, illetve az értékek frissítésének gyakoriságát is nehéz meghatározni. A sok befolyásoló tényező együttes változásának hatására előfordulhat, hogy az időben egymást követő értékek jelentős mértékben eltérhetnek egymástól, amely tovább növeli a piaci szereplők bizonytalanságát. Az értékek óránkénti, napi, heti eltérései adódhatnak üzemviteli, időjárásbeli változásokból, míg a havi, éves eltérések a karbantartások, hálózatfejlesztési tevékenységek miatt jelentkezhetnek. Vannak olyan vélemények is, amelyek szerint nincs szükség a SZÁK-ok meghatározására, mert megfelelő gazdasági tényezőkkel és a rendszerhez való hozzáférés szabályozásával kiválthatók, feleslegessé válnak. Az UCPTE jelenlegi álláspontja szerint a SZÁK-ot túl gyakori változása, és a számítási módszerek különbözősége miatt nem lehet a szállítási szerződések megkötésének alapjául venni. Tájékoztató jelleggel azonban közzé lehet tenni, különös tekintettel a nemzetközi összeköttetésekre, mert ez alapján a piac szereplői eldönthetik, hogy az adott szállítás nagy valószínűséggel végbemehet-e, vagy sem. Az UCPTE törekszik egy egységes számítási módszer kidolgo1999. 92. évfolyam 9. szám
zására, egyelőre azonban a SZÁK meghatározásának módját a rendszer üzemeltetőire hagyja. Az egyetlen megkötés a nemzetközi metszékek esetében az, hogy a szomszédos rendszerek üzemeltetőinek meg kell állapodni az adott metszékre alkalmazott számítási módszerben. A két rendszerben közös számítási módszerrel kapott értékek közül mindig a kisebb az érvényes. Műszaki szempontból a fő probléma az, hogy milyen gyakorisággal, milyen időtartamra, mely metszékekre, milyen hálózati modell segítségével milyen adatokból lehet és kell a SZÁK-ot meghatározni. A hálózattervezés során nagy figyelmet kell fordítani arra, hogy a kereskedők által prognosztizált szállítási irányokba eső metszékek SZÁK-ja elég nagy legyen, nehogy a szűk kapacitások miatt meghiúsuljon egy üzlet. A rendszertervezés célja kiegészül a valószínűsíthető Tranzit Átviteli Utakhoz rendelkező különböző átvivő képességek (TÁK, SZÁK) és az ezek számításához szükséges biztonsági tartalékok (ÁBT, EBT), valamint teljesítmény szállítások (SZTSZ, TTSZ, KSZ, NKSZ, KT, NKT) meghatározásával (lásd Függelék), amelyek segítségével a szállító hálózaton a kereskedelmi ügyletek megvalósíthatósága mérlegelhető.
A SZÁK gyakorlati alkalmazása A következőkben bemutatjuk a SZÁK számításának egyik módját, amely az eloszlási tényezők [4] segítségével határozza meg az egyes hálózati elemek Szabad Átvivő Képességének változását. A módszer jól alkalmazható erősen hurkolt villamosenergia-rendszerekben (mint amilyen az UCPTE és a társult tagok együttműködő rendszerei), ahol a fogyasztói terhelés, az energiatermelés és a szállító hálózat szorosan kapcsolódik egymáshoz. Az ilyen rendszerekben az egyes villamosenergiaszállításokhoz tartozó szállítási útvonalak előre nem határozhatók meg nagy biztonsággal, mert a szállítási útvonal erősen függ a szállítás idején kialakuló rendszerállapotoktól.
A szállítások hálózatra gyakorolt hatása Az A rendszerből az F rendszerbe történő villamos energia szállítása során az egész összekapcsolt villamos hálózat részt vesz a szállításban. Egy új szállítás hatására a szállítási útvonalakon a korábbi állandósult villamosenergia-áramlások megváltoznak. A szállítási útvonalakon a korábbi állandósult villamosenergia-áramlások megváltoznak. A szállítási útvonalakon kialakuló tényleges teljesítmény áramlások a hálózati topológia, az erőműi terheléselosztás, a fogyasztói terhelés, a már folyamatban lévő szállítások és tervezett szállítások függvényében változnak. Jelen esetben az A rendszerből F rendszerbe szállított villamos teljesítmény 77%-a a C rendszeren keresztül áramlik. Számítógépes szimulációs vizsgálatok segítségével meghatározható, hogy mekkora a Szabad Átvivő Képesség az A és az F rendszerek között. A következő ábrán (2. ábra) azt láthatjuk, hogy az A—C metszéken kezdetben 160 MW teljesítmény áramlott, és egy, az A és F rendszerek közötti 500 MW-os szállítás hatására a metszéken áramló teljesítmény 385 MW-tal (500x77%) nő meg, így 545 MW lesz az újonnan kialakuló telj esi tmény- áramlás az A és a C rendszerek között. Minden, a szállítás során érintett rendszerben meg kell vizsgálni a szállítás hatását ahhoz, hogy el tudjuk dönteni, az adott szállítás végbemehet-e vagy sem. 349
Villamos energia citásától), figyelembe véve a korlátozó hálózati elemek egyszeres, illetve kétszeres kiesését is (kritikus vezetékek, generátorok, vezetékek és generátorok együttes kiesése.) A következő táblázat segítségével kiszámítható a szállító hálózatban az adott szállítási irányhoz tartozó SZÁK értéke a korlátozó hálózati elemek szabad kapacitásaiból kiindulva (1. táblázat) 1. táblázat. Az A és F közötti SZÁK meghatározása
2. ábra. A szállítás hatására kialakuló teljesítmény-áramlás
A következő ábrán (3. ábra) a rendszerekben szűk keresztmetszetet jelentő korlátozó hálózati elemek jellemzői láthatók. Az egyszerűség kedvéért a rendszereken belüli áramlásokat nem ábrázoltuk. A rendszereket jelképező körökben az A és a F rendszer közötti szállítás hatására az adott rendszerben szűk keresztmetszetet jelentő (korlátozó) hálózati elemen kialakuló áramlás növekmény látható a teljes szállítás nagyságának százalékában. (Az A rendszer esetében az ellipszisben látható 2% azt jelenti, hogy az A—F irányú tranzit hatására az a rendszer korlátozó hálózati elemén a teljes tranzit nagyságának 2%-a, azaz 10 MW folyik.) Az egyes rendszerekben a korlátozó hálózati elemek meghatározásának szükségessége miatt az A és F rendszerek közötti SZÁK kiszámítása összetett feladattá válik.
3. ábra. Korlátozó módozati elemek jellemzői
A SZAK számítása A hálózat Szabad Átvivő Képessége függ a korlátozó hálózati elemek aktuális terhelésétől (kihasználatlan vagy szabad kapa350
A korlátozó hálózati elemek szabad kapacitását (a hálózati elem terhelhetőségi korlátjának TÁK és az aktuális kiterheltségének a különbsége) elosztva az eloszlási tényezőkkel megkapjuk az adott szállítási irány esetében a korlátozó hálózati elemekre vonatkozó A és F rendszerek között maximális átvihető teljesítmény nagyságát. Az eljárás során minden kritikus szállítási útvonalra meghatározzuk a SZÁK értékeket, majd kiválasztjuk a legkisebb értéket, amely az adott rendszerek közötti szállítás esetében a SZAK-et jelenti. Ebben az esetben a D rendszer a legnagyobb mértékben korlátozó útvonal, így az A és F rendszerek közötti SZÁK 1200 MW. Ezzel az eljárással csak az biztosított, hogy a szállításban résztvevő hálózati elemek nem terhelődnek túl. A feszültség (pl. feszültség összeomlás) és stabilitási (pl. tranziens stabilitás) kérdések azonban nincsenek figyelembe véve, vagyis elképzelhető, hogy a SZÁK értéke még kisebb a valóságban. Jelenleg a villamosenergia-szállítási szerződéseket vagy a szerződéses utak vagy a határmetszéken átadott teljesítmény alapján kötik. Ugyanakkor az adott pillanatban érvényes SZÁK meghatározásakor a hálózat aktuális áramlási viszonyait kell figyelembe venni függetlenül a jövőben megvalósuló szállításoktól. Az előző példában az A és F rendszerek közötti szállítási szerződést megköthették volna az A és C, a C és F rendszerek közötti szerződéses utak alapján. Azonban a villamos hálózat sajátossága miatt a teljesítmény nemcsak a szerződéses úton, hanem az egész hálózatot igénybe véve folyik a fizika törvényeinek megfelelően. A szerződéses úttól különböző áramlási irányokat párhuzamos utaknak nevezik, amelyek számos rendszert érinthetnek és így nem hagyhatók figyelmen kívül, hisz az előző példában is nem a fő áramlási úton, hanem egy párhuzamos úton jelentkező szűk kapacitás határozta meg a szállítás maximális nagyságát.
ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia A SZÁK időbeli változása A hálózati feltételek időben változók, befolyásolva ezzel a vezetékek terhelési szintjét és megváltoztatva a SZAK értékét. A szűk keresztmetszetet jelentő korlátozó hálózati elemek, illetve a rendszerek műszaki jellemzői is megváltozhatnak, különösen az erősen hurkolt villamosenergia-rendszerekben. Vagyis a hálózatban a szállítási irányokhoz tartozó SZÁK-ot értéke időben változó. Jelenleg az USA-ban vannak olyan körzetek, ahol napi, heti, havi sőt éves bontásban előre közzéteszik a várható értékeket. Adott szállítás során érintett rendszerekben időben változnak a fogyasztói terhelések, tervezett (karbantartás) és nem tervezett (kiesések) hálózati topológia változások fordulnak elő, egyidejű, illetve időben eltolt szállítások is végbemehetnek, amelyek vagy csökkentik, vagy fokozzák egymás hatását. Ezek a tényezők a vezetékek termikus terhelhetőségén (amely szintén időben változó), a feszültség-viszonyok alakulásán és a stabilitási viszonyokon keresztül befolyással vannak a SZÁK értékének alakulására. Az egyidejű tranzitok hatásának tanulmányozására vizsgáljuk meg a következő eseteket. A B rendszerből E rendszerbe történő 500 MW-os szállítás esetében az A és F rendszerek közötti SZÁK a korábbi 1200 MW-ról 0 MW-ra csökken, mert a B rendszerben a szűk keresztmetszetet jelentő távvezetéknek már nem marad szabad kapacitása. A korábbi esettől eltérően most nem a D rendszerben volt az A és F rendszerek közötti szállításhoz tartozó korlátozó hálózati elem, hanem a B rendszerben. Ha egy másik 1470 MW-os szállítás is létezik az E rendszerből az A rendszerbe, akkor az A és F rendszerek közötti SZÁK 1140 MW, ami valamivel kisebb annál az esetnél, ahol nem volt semmilyen szállítás, de jelentősen jobb annál az esetnél, amikor csak a B és E rendszerek közötti 500 MW-os szállítás volt. Ez annak a következménye, hogy az E és A rendszerek közötti szállítás jelentős mértékben lecsökkentette a korábbi esetben korlátozó hálózati elem terhelését a B rendszerben, és ezáltal megnövelte az A és F rendszerek között SZÁK-et (4. ábra). E rövid példák is jól mutatják, hogy az erősen hurkolt villamosenergia-rendszerekben a SZÁK pillanatnyi értéke jelentős mértékben függ a hálózat állapotától, a szállított teljesítIMW] 4500 A
meny nagyságától, a szállítás irányától és időtartamától. Várhatóan a jövőben a SZÁK meghatározása csak olyan hálózati modellen történhet, amely nemcsak a saját rendszert képezi le, hanem tartalmazza a teljes UCPTE villamosenergia-rendszert és így képes a párhuzamos utakat is figyelembe venni.
Az UCPTE tagok álláspontja
Az 1999. február 19-én megnyílt villamosenergia-piac szükségessé tette, hogy az UCPTE tagok az általuk meghatározott metszékekre megadják a Szabad Átvivő Képességeket és ezzel elősegítsék a villamos energia kereskedelem nemzetközi kibontakozást. Az EU bizottság előírásának megfelelően a SZAKnak lehetővé kellene tennie a piac szereplői számára, hogy azok az összes szállítási lehetőséget mérlegelve a számukra legkedvezőbb nemzetközi kereskedelmi szerződéseket köthessék meg. A következőkben az egyes országok SZÁK-kal kapcsolatos állásfoglalásaikat ismertetjük. [5,6] Hollandiában az ottani biztonsági előírások figyelembevételével határozzák meg a teljes SZÁK-et a német és a belga metszékre. A biztonsági előírások a távvezetéki tervezett és nem tervezett kiesésekre vonatkoznak. A tényleges értéket a TÁK-ból a nagy megbízhatóságú, hosszú távú szállítási szerződések által lekötött kapacitások és az üzemirányításhoz, illetve a rendszerszolgáltatásokhoz szükséges kapacitások elvonása után kapják. Az így kiszámított értéket egy évre előre adják meg heti bontásban, illetve egy napra előre óránkénti bontásban. Svájcban a SZÁK-nak csak közelítő értékét adják meg, mert a pontos értékek nem állnak rendelkezésre. A svájciak szerint számítások során a tényleges, teljesítménymérésekkel alátámasztott áramlásokat kell alapul venni, illetve a múltban megfigyelt teljesítményáramlási sajátosságokat. A svájci szakértők hangsúlyozzák, hogy a közzétett értékek nem alkothatják a szerződések vagy a svájci hálózathoz való hozzáférés alapját. Olaszország nemzetközi összeköttetéseit két független metszékre osztotta fel. Az egyik metszek a francia és svájci nemzetközi távvezetékeket, míg a másik az osztrák és szlovén nemzetközi vezetékeket tartalmazza. Ezen metszékek SZÁKjaí számos tényezőtől függnek, többek között az olasz és a szomszédos villamosenergia-rendszerek pillanatnyi állapotától, így a pontos és megbízható értékek közléséhez megfelelő gyakoriságú információcsere szükséges a szomTeljes! Wény-áramlás növekmény [ a B és E rendszerek közűtS szállítás miattj szédos rendszerek között. Ha ez megvalósítható, akkor akár 15 perces időközönként is frissíteni lehetne az aktuális értékeket. Franciaországban a SZÁK meghatározásánál olyan kezdeti állapotból indujnak ki, amely már eleve figyelembe veszi a már megkötött teljesítmény szállítási szerződéseket. E modellen egy iteratív eljárás keretében, fokozatosan növelve az átvitt teljesítményt, figyelik a biztonsági előírások teljesülését. A biztonsági előírások teljesülése lé-" nyegében az n-1 elv teljesülésének felel meg, vagyis a távvezetékek, transzformátorok és generátorok egyszeres üzemzavara esetén kialakuló rizom teljesítmény-áramlások nem okoznak túlterhelődést(néhány helyen az n-2 elv teljesülése is szükséges). A SZÁK értékeket öt évre előre határozzák meg évenkénti bontásban és folyamatosan ponto4. ábra, A B rendszer SZÁK-e az A és F rendszerek közötti szállítás esetében
1999. 92. évfolyam 9. szám
351
Villamos energia sítják, amint az szükségessé válik. A hálózat nagyfokú hurkoltsága miatt nem határozzák meg az átvivő képességet minden szomszédos rendszer felé külön-külön, hanem összevonják őket a következőképpen: Belgium—Németország, Svájc—Olaszország, Spanyolország és Anglia. Ausztriában a SZÁK-et a múltbeli teljesítmény-áramlások alapján határozzák meg három metszékre: CENTREL országok felé, SUDEL felé és Németország—Svájc irányába. A Németországban alkalmazott módszer többé-kevésbé megegyezik a holland módszerrel, vagyis a SZÁK meghatározásánál figyelembe kell venni a már megkötött, nagy megbízhatóságú szállítási szerződéseket és a szabályozásokhoz szükséges kapacitásokat. Annak ellenére, hogy a számítások során az n-1 elv teljesülését szem előtt tartották további átvivő képességet tartanak fenn az előre nem látható üzemzavarok biztonságos hárítása érdekében (TRM). 2. táblázat. Az UCPTE tagok és a társult rendszerek álláspontjainak összefoglalása
és a holland metszékre a SZAK-et. A számítás a francia módszerhez hasonlóan iteratív lépéseket tartalmaz, amely során 50 MW-os lépésekben vizsgálják az előírások teljesülését. Az értékeket egy napra, két hétre előre és minden jövőbeni terhelési állapotra meghatározzák. A CENTREL országok az UCPTE felé összeköttetést teremtő energiarendszerek irányába (Németország és Ausztria) határozzák meg a SZÁK értékét a n-1 elv figyelembevételével. A Balkán országok csatlakozását követően további metszékek meghatározása válik szükségessé.
Összefoglalás A várhatóan megnövekvő kereskedelmi tevékenység biztonságos és üzletileg mind a szállító, mind a kereskedő számára előnyös lebonyolításához megfelelő információval kell ellátni a villamosenergia-kereskedelem műszaki és kereskedelmi résztvevőit. Az információknak mindenki számára elérhetőnek, átláthatónak, jól felhasználhatónak, könnyen értelmezhetőnek és az eredményes üzletkötést elősegítőnek kell lennie. A fenti cikkben közölt Szabad Átvivő Képesség közzétételével elérhető, hogy az üzletkötéssel foglalkozók olyan információhoz jussanak, amely legalább részben megfelel az előbbi követelményeknek. Sajnos a SZÁK közel sem elégséges a megbízható szállítási üzletek megkötéséhez, csak erre alapozni a lehetséges üzletek közül a legjövedelmezőbb kiválasztását nagy merészség lenne elsősorban időbeli változékonysága miatt. Azonban jelenleg nincs megbízhatóbb, vagy jobban felhasználható információ, ehelyett a SZÁK értékek időbeli változásának megbecslésével lehet a bizonytalanságot csökkenteni. Irodalom
[1] NERC Transmission Transfer Capability, May 1995 [2] NERC Available Transfer Capability Definition and Determination, June 1996 [3] Glossary of Terms Task Force NERC: Glossary of Terms, August 1996 [4] Sulyok Zoltán, Turúczi András: Villamosenergia-rendszer szállítási kapacitásának meghatározása a PTI PSS/E hálózattervezői programrendszerrel. ELEKTROTECHNIKA 1997.90. Évfolyam 4. Számú [5] European Transmission System Operators: International Exchanges of Electricity (Draft) 14. January 1999 [6] EURELECTRIC Working Paper on Available Transfer Capabilities (ATC)
Függelék
Belgiumban kifejlesztettek egy új alkalmazást, amelynek alapját a különböző kereskedelmi szcenáriók és üzemzavarok esetén lefuttatott teljesítmény-áramlási számítások képezik. Ennek az új eszköznek a segítségével határozzák meg a francia 352
Fogalom-meghatározások Operatív időszak: az az időszak, amelyben a teljesítmény szállítások zöme szerződések (megállapodások) következményeként valósul meg. Tervezési időszak: az az időszak, amelyben a teljesítmény szállítások zöme — szerződések (megállapodások) hiányában — csak prognosztizált adatok alapján határozható meg. Átviteli Út: Együttműködő (hurkolt hálózatú) villamosenergia-rendszerek két pontja/részterülete között értelmezett lehetőség (fiktív kapcsolat), amely a rendszer egyik pontján/részterületén betáplált teljesítménnyel azonos nagyságú teljesítményigénynek, a rendszer egy másik pontján/részterületén történő kielégíthetőségében nyilvánul meg. Teljes Átvivő Képesség (TÁK) {Totál Transfer Capability — TTC}4: az a legnagyobb villamos teljesítmény, amely — meghatározott rendszerek-feltételek mellett — az üzemben lévő valamennyi szükséges hálózatelem igénybevételével a rendszer egy adott pontjáról/részéről, egy másik adott pontjára/részére megbízhatóan "elszállítható". Szerződött Teljesítmény Szállítás (SZTSZ) {Scheduled Transmission Service}: a hurkolt hálózatú rendszer két adott pontja/része között, az Operatív időszak-
ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia ban, a szállítóval kötött fogyasztói és termelői szerződéseknek megfelelően megvalósuló teljesítmény-áramlás, amely az EBT-t is magában foglalja. SZTSZ = KSZ + NKSZ. Tervezeit Teljesítmény Szállítás (TTSZ) {Reserved Transmission Service}: a hurkolt hálózatú rendszer két adott pontja/része között, a tervezési időszakban, a fogyasztói és termelői prognózisnak megfelelően megvalósuló teljesítményáramlás, amely az L;,BT-t is magában foglalja. TTSZ = K.T + NKT. Korlátozható Szerződött Teljesítmény Szállítás (KSZ) {Recallable Schedulcd Transmission Service — RSCH}: az SZTSZ korlátozható része. Nem Korlátozható Szerződött Teljesítmény Szállítás (NKSZ) {Non-recallable Schedulcd Transmission Service — NSCH}: az SZTSZ nem korlátozható része. Korlátozható Tervezett Teljesítmény Szállítás (KT) jRecallable Reserved Transmission Service — RRES}: a TTSZ korlátozható része. Nem Korlátozható Tervezett Teljesítmény Szállítás (NKT) {Non-rccallabtc Reserved Transmission Service — NRES}: a TTSZ nem korlátozható része. Korlátozhatóság {Recallability}: a rendszer két pontja/része közötli teljcsítmcnyszállításnak, a szállító áltai minden olyan okból (gazdaságossági okból is) történő teljes vagy részleges megszüntetése (tarífális következményekkel), amely nem sérti a vonatkozó hatályos jogszabályok és a észállítóval kötött szerződések előírásait. Kényszer-korlátozhatóság {Curtailability}: a rendszer két pontja/része közötti teljesítmény szállításnak, a szállító által történő teljes vagy részleges megszüntetése azokban az esetekben, amelyekben valamilyen objektív okból az érintett hálózatrészek között a rendszer átvivő képessége a kívánt érték alá csökken vagy teljesen megszűnik. Kényszer-korlátozást csak szükség-állapotban vagy a rendszer megbízhatóságának súlyos fenyegetettsége esetén szabad foganatosítani és a korlátozást okozó körülmény megszűnése után a teljesítmény-szállítást haladéktalanul helyre kell állítani. A szállító vonatkozó szerződéseiben rögzíteni kell a Kényszer-korlátozás elrendelhetőségének feltételeit és tarífális következményeit. Általános Biztonsági Tartalék (ÁBT) {Transmission Reliability Margin — TRM}: az az Átvivő Képesség rész, amely a rendszer-feltételek bizonytalansága mellett/ellenére is lehetővé teszi a rendszer két adott pontja (része) közötti megbízható teljesítmény-szállítást. ErÖművi Biztonsági Tartalék (EBT) {Capacity Benefit Margin — CBM}: az a lekötött átvivő képesség (az NKT része), amely az erőművek számára lehetővé teszi, hogy a rendszerből biztosíthassák a megbízható üzemvitelükhöz szükséges tártai ék- teljesítményt. Ezáltal az erőművek installált kapacitásukat az alá a szint alá viheti, amely egyébként szükséges lenne a megbízhatósági követelményeknek való megfelelés érdekében, ha ez a más által szolgáltatott tartalék énem lenne elérhető. Szabad Átvivő Képesség (SZAK) {Avaiiable Transfer Capabiltty — ATC}: a Tervezési időszakban: SZÁK - TÁK — ÁBT — TTSZ az Operatív időszakban: SZÁK = TÁK — ÁBT — SZTSZ
Tájékoztató a sajtó részére A 2000-ben centenáriumát ünneplő Magyar Elektrotechnikai Egyesület, az ÉMASZ Rt. közreműködésével 1999. augusztus 25—27. között Egerben az Eszterházy Károly Tanárképző Főiskolán rendezi meg több mint 500 hazai és külföldi résztvevővel a XLVI. vándorgyűlést és Kiállítást "A változás nem választható, vagy megváltozol, vagy megváltoztatnak" mottóval. A rendezvény fővédnöke Dr. Chikán Attila gazdasági miniszter, akinek megbízásából a megnyitó előadást augusztus 25-én Hónig Péter helyettes államtitkár "A magyar energiapolitika alapjai, az energetika üzleti modellje" címmel tartja. Ezt követően a német elektrotechnikai egyesülettel (VDE) közösen kialakított tematika szerint plenáris ülés keretében az EU liberalizálódó villamos energia piacának eddigi tapasztalatairól, jövőbeli elképzelésekről (verseny a fogyasztókért) és műszaki—gazdasági kihatásairól, illetve a hazai felzárkózás aktuális kérdéseiről német, francia, román és magyar szakemberek tartanak előadást. Augusztus 26—27-én szekció ülések keretében elhangzó közel 50 előadás főbb témakörei: a megújuló energiaforrások felhasználásának hazai lehetőségei, ipari erőművek, árampiac áramkereskedelem, információtechnológia a liberalizált villamos energia piacon, legújabb kutatási eredmények alkalmazása a korszerű villamosénergia-elosztás és szolgáltatás területén, centrumban a fogyasztó és az új üzleti lehetőségek, minőségbiztosítás, környezetvédelem — előtérben az ember az erőtérben. A vándorgyűléshez kapcsolódó 36 hazai és külföldi cég kiállítását a vándorgyűlés résztvevőin túl a nagyközönség is megtekintheti. A rendezvénnyel kapcsolatban további felvilágosítás kérhető: Orlay Imre ÉMÁSZ Rt. Miskolc/MEE Miskolc. Telefon: 46/347-081, fax: 46/347-271; Lernyei Péter Magyar Elektrotechnikai Egyesület, Budapest. Telefon: 353-0117, fax: 353-4069
A TÜV Rheinland Hungária Kft Vizsgálólaboratóriuma a szolgáltatásainak bővítése céljából az alábbi pozíciókba hirdet felvételt: vizsgálóm érnök (3 fő) Olyan fiatal, pályakezdő villamosmérnökök jelentkezését várjuk, akik kedvelik a néha váratlan helyzeteket is magában foglaló utazást és szeretnek pontosan és precízen dolgozni. Feladatok: — biztonságtechnikai vizsgálatok tervezése és önálló végzése, — vizsgálati jegyzőkönyvek készítése
TÁK
— kapcsolattartás a megrendelőkkel, alvállalkozókkal, külső szakértőkkel, — közreműködés ajánlatok kidolgozásában, — részvétel nagyobb projectek végrehajtására szerveződött teamek munkájában. Követelmények: — felsőfokú villamosipari végzettség, tárgyalóképes angol és/vagy német nyelvtudás,— felhasználói szintű számítógépes ismeret — jó kommunikációs készség Munkatárs (2 fő) fiatal (lehet pályakezdő is) Feladat: — műszaki adminisztráció végzése Követelmények: — középfokú végzettség, — középszintű orosz—angol vagy orosz—német nyelvtudás, — felhasználói szintű számítógépes ismeret
A Teljes Átvivő Képesség, a Szabad Átvivő Képesség és az ezekhez kapcsolódó fogalmak ábrázolása
1999. 92. évfolyam 9. szám
Jelentkezés szakmai
önéletrajzzal:
TÜV
Rheinland
Hungária GS osztály: 1061 Budapest, Paulay Ede u. 52.
353
Információs technológia
A MTESZ információs hálózata az ezredforduló küszöbén Lőrincze Géza A Műszaki és Természettudományi Egyesületek Szövetsége az 1993-94-es időszakban dolgozta ki mai információs rendszerének alapjait. A MTESZ vezetése jó időben ismerte fel, hogy a szövetség eredményesen akar működni, akkor feltétlenül szüksége van korszerű informatikai eszközbázisra. Másfelől a szervezet profilja, tevékenységének jellege, a társadalomban betöltött szerepe is szinte kötelezővé tette a fejlesztést. Az IQSOFT Rt. és a Budapesti Műszaki Egyetem Informatikai Tanszékének bevonásával el is készült az induló koncepció, amelynek alapján 1995 elején tizenegy területi Információ Pult telepítésével elkezdődött a MTESZ hálózatának kiépítése. Meghatározó jelentősége volt kezdettől fogva és ma is van annak, hogy a MTESZ számára engedélyezték az akadémiai hálózat használatát.
helyi hálózaton a tagegyesületek számára nyújtunk "kapcsolttelefonmentes" 24 órás teljes körű és ingyenes Internet szolgáltatást. Az E-mail használata a belső és a külső levelezésben, a tanfolyamok, konferenciák, rendezvények szervezésében ma már szinte pótolhatatlan napi eszközzé és rutinná vált.
Infopontok országszerte Az Információs Puli, vagy ahogy újabban hívjuk: InfoPont egy szabványos PC alapú rendszer, amely a szokásos irodai funkciók — szövegszerkesztés, táblázatkezelés, adatbázis kezelés — mellett rendelkezik egy kapcsolt, esetleg bérelt telefonvonalas modemes internet csatlakozással, valamint megfelelő Internet kezelő programokkal, böngészőkkel, elektronikus levelezési lehetőséggel. Az InfoPont kinyitott bennünket a világra, lehetővé téve a gyors és irányított kommunikációs és információszerzést, a World Wide Web (világháló) révén pedig a globális és folyamatos jelenlétet, az ismeretszerzést és ismeretterjesztést. Az InfoPontok természetesen a kezdettől fogva alkalmasak CD alapú lokális információ szolgáltatásra is, mint pl. Jogtár, Céginfó, Telefonkönyv, stb. de ezek vonzása, jelentősége az elmúlt években átértékelődött. Ma már egy otthoni PC is elképzelhetetlen és működésében erősen korlátozott CD olvasó nélkül, ilyen módon az InfoPontok munkapontja határozottan és visszavonhatatlanul eltolódott a globális kommunikáció, az Internet irányába. Ez világméretű jelenség, amelyet figyelnünk kell és követnünk kell. Ezt a súlypont változást tükrözi e cikk határozott Internet Web orientációja is. Az országos telepítés lényegében a múlt évben befejeződött, és ma már szinte minden területi Technika Ház rendelkezik ezzel az eszközbázissal és a kapcsolódó kommunikációs lehetőséggel. A MATÁV helyi tarifás modemes csatlakoztatásának biztosításával igyekszünk elviselhetővé tenni a területi InfoPontok működésének költségeit. Ennek az a lényege, hogy a területi felhasználók a MA TA V azonosítóval lépnek az Internetre, miközben az elektronikus levél, valamint a World Wide Web szolgáltatásokat a MTESZ Fő utca 68. épületben lévő kiszolgálója (szervere) végzi.
Ingyenes Internet szolgáltatás a budapesti tagegyesületek és a kapcsolódó nonprofít szervezetek számára
Hozzávetőleg két éve van egy másik "dimenziója" is információs rendszerünknek, Internet alapú hálózatunknak. Budapesten a Fő u. 68. és a Kossuth tér 6—8. sz. alatti székházakat magában foglaló — a két épület egy 64 Kbps bérelt vonalon összekötő — Lőrincze Géza informatikai szakértő
354
/. ábra. Az MTESZ honlap tartalma
Ezek a fejlesztések nem jöhettek volna létre — mondhatjuk az ismert szlogennel szólva —, ha nincsenek támogatóink. A Nemzeti Informatikai és Infrastruktúra Fejlesztési programirodának (NIIF) az ingyenes Internet használatot köszönhetjük. A területi InfoPontok számítógépeinek megvásárlásához pedig igen nagy segítséget kaptunk az Országos Műszaki fejlesztési Bizottságtól (OMFB), valamint az Ipari Műszaki Fejlesztési Alapítványtól (IMFA). A KHVM vissza nem térítendő támogatásával korszerűsítettük a Fő utcai Internet központunkat, miáltal lehetővé vált a mai már tutin jellegű, ISDN vonalon keresztül történő Internet szolgáltatás is. Ami a TCP/IP forgalmat illeti, az 1996-99 időszakban megtízszereződött; márciusban az akadémiai hálózat (NIIF) felé menő 64 Kbps vonalon a felhasználók 8 GB adatmennyiséget töltöttek be.
Hálózat az ifjúságért program Informatikai történetünknek kétségtelenül mérföldköve volt az is, amikor a Gyermek- és Ifjúsági Alapprogram által 1997-ben kiírt pályázaton elnyertük a Hayico és más ifjúsági szervezetek számára történő országos teljes körű Internet szolgáltatás jogát. Ezt fedi le a Hálózat az ifjúságért, rövidebb nevén Hi program, benne olyan fontos partnerekkel és felhasználókkal, mint a Nonprofít Alapítvány és az Országos Foglalkoztatási Közalapítvány. A pályázati pénzből tovább tudtuk korszerűsíteni a központunkat és egy informatikai szempontból is hallatlanul érdekes, máshol eddig nem látott megoldással létrehoztunk egy úgynevezett kettős hozzáférésű iker-architektúrát. Ez a konstrukció lehetővé teszi, hogy a belső ingyenes szolgáltatáson túlmenően — önköltségi alapon — térítéses szolgáltatásokat is nyújthassunk. Az iker-architektúra lényege abban van, hogy a rendszer használatára jogosító azonosító megadásakor — IP szám, illetve telefonos belépés — egyértelműen megadható,
ELEKTROTECHNIKA
információs technológia hogy a kliens a 64 Kbps akadémiai hálózatot (NÜF), vagy a 128 Kbps Elender csatlakozást használja. Ez azt jelenti, hogy a tagegyesületeink és Technika Házaink munkatársai az NIIF csatlakozást használják, míg a Hálózat az Ifjúságért program felhasználói az Elenderhez menő bérelt vonalon keresztül érik el a külső Internetet. A METESZ informatikával kapcsolatos egyéb részletek a www.mtesz.hu/mnetwork.htm Web címen találhatók. A rendszer kifejlesztésében a NIIF mellett fontos partnerünk a MATÁV és az Elender Informatikai Rt. A rendszer kiépítésével párhuzamosan nagy súlyt fektetünk az Internet (TCP/IP) forgalom mérésére, ami azt jelenti, hogy felhasználónként — akár lokális hálózati, akár kapcsolt telefonvonalas (modemes) belépésnél, — egész pontosan és folyamatosan, utólag visszakereshető módon nyomon tudjuk követni a felhasznált, letöltött információ mennyiségét és a felkeresett Web helyeket. Természetesen az archivált adatok esetleges felhasználása szigorú ellenőrzése alatt áll. Az információs rendszerünkhöz való erős kapcsolódása révén a METESZ Oktatási Központ irányításában lévÖ, korszerűen felszerelt Fő utcai ECDL stúdió beindítása is kiemelkedő informatikai eseménye volt az elmúlt esztendőnek. A Neumann János Számítógéptudományi Társaság (NJSzT) által irányított European Computer Driving License programban való részvételünk jól kiegészíti és színesíti a MTESZ-nek az országban betöltött szerepét és tevékenységét.
Web szolgáltatások Az informatika rendkívül dinamikus fejlődése következtében, a megbízható Internet/Intranet szolgáltatás mellett, illetve azon túlmenően, világméretekben is egyre nagyobb hangsúlyt kap a World Wide Web (WWW), vagy _ egyszerűen Web tartalom szolgáltatás. Ezt tükrözi a Sulinet-írisz programon belüli nemrégen bekövetkezett súlypont eltolódás is. A következő évek során nekünk is többet kell tennünk, nyújtanunk ezen a téren. Ezért folyamatosan fejlesztjük a METESZ honlapját — www.mtesz.hu —, beleértve a Technika Házak, tagegyesületek és kapcsolódó szervezetek, intézmények saját Web lapjait is. A Web tartalmat gazdagítandó, megjelent a MTESZ honlapján a tudomány és Technikatörténeti Kalauz — www.mtesz.hu/scitech —, amely kiemelkedő magyar tudósok, mérnökök életművét, eredményeit mutatja be gazdag képanyaggal illusztrálva. A T. T. Kalauz egy több mint tíz részből álló sorozat, melynek első öt fejezete készen van és a többit az év során szeretnénk megjelentetni. Úgy gondoljuk, hogy téma nagyon beleillik a MTESZ profiljába, vállalt szerepkörébe és
fontos kiegészítője lehetne a Sulinet-írisz program keretében létrejövő Web tartalom szolgáltatásának is. A megvalósításhoz igyekszünk szponzorokat keresni. Tavaly OMFB IKTA pályázatot nyertünk, melynek segítségével kifejlesztettünk egy Internet/miniSQL alapú szakértői adatbázist és egy több paraméter szerint lekérdezhető országos rendezvénynaptárt, amely a www.mtesz.hu/corepri.htm címen keresztül érhető el. A Web alapú rendezvénynaptár felépítése olyan, hogy a kiszolgáló (szerver) a lekérdezés eredményét elektronikus levél formájában közli az érdeklődővel. Ez egy nagyon racionális megoldás, mert csökkenti az Internetre kapcsolódás időtartamát, amely a modemes felhasználóknál különösen fontos. A rendezvénynaptár fenntartása, frissítése nagy munkát jelent, de a Technika Házakból és a tagegyesületek részéről érkező konferenciarendezvény- és híranyagok állandó jelenlétet eredményeznek a Web-en a híreket szolgáltatók számára, amelynek komoly és növekvő PR értéke van a "piacon". Egy másik — hasonló fajsúlyú és "Web ismertséget" javító — szoftver termék a szintén az OMFB IKTA pályázat támogatásával kifejlesztett OWL (Open your Windows to Leam) angol nyelvi orientált ismeretterjesztő Web Stúdió, amely széles témaválasztékkal, feleletválasztós és ú.n. kitöltős tesztek formájában igyekszik az ismereteiket folyamatosan bővíteni vágyók kedvébe járni. Ennek érdekessége az, hogy bejelentkezés, azaz beiratkozás után (regular student) a program — a kiszolgáló futó CGI szkriptek segítségével — a válaszok kiértékelésén túlmenően képes a "hallgató" eredményeinek regisztrálására, ilyen módon lehetővé téve a fejlődés pontos nyomon követését. Van arra is lehetőség, hogy a Web látogató beiratkozás nélkül kipróbálja a stúdió szolgáltatásait és amennyiben vonzó számára az ajánlott lehetőség, akkor beiratkozzon és rendszeres "hallgató" legyen. Az OWL Stúdió hasznos kiegészítője lehet a hagyományos tanulási és tanítási módszereknek, és jó "PR lehetőséget" nyújthat a MTESZ számára is, akár a Sulinet-írisz program részeként, a www.mtesz.hu/owl Web címen. Ami az Y2K problémát illeti, örömmel mondhatom, hogy Internet központunkat csak minimálisan érinti, amelynek kezelésére már felkészültünk. A felhasználói gépek ellenőrzésében és szükség szerinti átalakításában minden segítséget szeretnénk megadni a tagegyesületi és .területi kollégáknak, hogy 2000. január 3-án (hétfőn) a megszokott módon használhassák továbbra is Internet szolgáltatásainkat. E rövid tájékoztatót hadd fejezzem be azzal, hogy Látogasson meg bennünket az Interneten is, a www.mtesz.hu címen!
m MTESZ f SNDIZVÉNYEK' MTESZ/MGX-HI-NIT flí;BTARTAi4B COVlEVriAM'ítRVICli • HL STiíÖl© TÍVONT.'HIIZZFX.YKÉRDÉST'
2. ábra. Az MTESZ Web lapja
1999. 92. évfolyam 9. szám
3. ábra- Az MTESZ HI-NET képe
355
Információs technológia
Látogatás Svájc szívében A Magyar Elektrotechnikai Egyesület Paksi Területi Szervezetének harminc fos küldöttsége május végén négy napos, szakmai csemegékkel bővelkedő tanulmányúton ismerkedett Svájc szívében, a villamosenergia-ellátás jelenlegi lehetőségeivel Rathausenben, a Centralschweizerische Kraftwerke cég Luzern közeli 2 MW-os vízerőművével, központi irányító-, és a tréningközpontjával, a Bern közelében 1972 óta működő Mühlebergi Atomerőművel, és a világszínvonalat képviselő SYMO Electronic AG cég minősített minőségbiztosítási rendszerű, sématáblákat készítő gyárával.
A felkészülés Amikor értesültem Taba József titkártól a program-tervezetről, a korábbi svájci utazásaim emlékei törtek fel. Volt szerencsém kétszer is 1 (1991—1995) meglátogatni az 984-ben a német—svájci határon Leibstadtban felépített korszerű 1CO MW-os atomerőművet, így nagy várakozással tekintettem a MEE utazás elé, tudva azt, hogy várnak bennünket a harminc éve Bem közelében Mühlebergben épült, legelső generációs 355 MW-os atomerőműben. A villamosenergia-rendszer, hasonlóan az organikus szervezethez, teljesen behálózza egy ország teljes területét, így rendkívül sok információt kaphat az a szakember, aki nem csak az áramtermelő erőműveket, hanem Svájc szívében a térség központi irányító központját is felkeresheti. Szeretném itt megjegyezni, az emberi szervezet kis vérkörének felfedezője a XVI. században egy svájci orvos, a Genfben működő, anti-trinitáriusi vallási nézetei miatt máglyahalált szenvedett hittérítő Szervét Mihály volt, és gondolom a hitbéli ellenfelét, a később már az ellenségét, Kálvin Jánost sem kell bemutatni az olvasóinknak. A történelmi tanulmányok felfrissítése mellett eszembe jutott, hogy a polgári társadalmat építő mai magyar mérnökök, technikusok sok érdekes és tanulságos tapasztalattal gazdagodhatnak, feltéve, ha nyitott szemmel tájékozódnak Svájcban, Ausztriában és természetesen bármely idegen országban.
Raggal után a SYMO, a CKW és Bern A hosszú és kissé fárasztó autóbuszos kirándulásunk első tranzit állomás az ausztriai Voralberg térségben található, csodálatos panorámájú Raggal volt. A svájci határhoz közel eső település sajnos Ludesch felől megközelíthetetlen volt, a folyók áradása miatt kisebb hidak és villamos távvezetékek sérültek meg. Nem kell azonban megijedni, az osztrák kollégák biztosították a települések energiaellátást, így a tranzitszállásunkon sem kellett este gyertyát gyújtani. Másnap reggel korán indultunk Svájcba. Első programunk a mozaikrendszerű sématáblákat készítő SYMO Electronic AG cég gyárának megtekintése volt, a Zürich közeli Chamban. Ottani idegenvezetőnket a Svájcban élő Molnár Lajost, a SARM Molnár AG tulajdonosát nem kell bemutatni, nagyon sokan ismerik a magyar elektrotechnikai iparban is, így most az ő segítőkész kalauzolásával ismerkedtünk a világszínvonalú sématáblák gyártási folyamataival, a tervezéstől egészen a végső tesztelésig bezárólag. Az ISO 9001 szabvány alapú minőségbiztosítási rendszertanúsítással is rendelkező közel ötven fős cég rendkívül hatékonyan, tisztes profittal működik. Ahogyan a helyszínen megtapasztaltuk, az emberek nyugodtan és rendkívül precízen dolgoznak, legfontosabb tőkéjük az, hogy megbízhatóan, hibamentes rendszerben végezhetik az alkotó munkájukat. A mérnökök számára lehet, hogy meglepő összegnek fog tűnni, éves szinten százezer svájci frankot költ szabadalmi díjra ez a léptékét tekintve kis, de világviszonylatban jelentős innovációval rendelkező SYMO Electronic AG cég, ami jelzi az alkotók egyfajta jól megérdemelt elismerését, és a menedzsment motivációs rendszerének hatékonyságát. A gyárlátogatás után Molnár Lajos segítségével Luzern közeli 2 MW-os rathauseni vízerőműbe és a Centralschweizerische Kraftwerke (CKW) cég központi irányító- és tréningközpontjába látogattunk. Érkezésünkkor konstatáltuk a tájékoztató és látogató épületük előtti parkban elhelyezett látványos szobor feliratából, hogy itt éppen Öt éve ünnepelték a térségükben már száz éves villamosenergia-szolgáltatást. Különös élményt jelentett az impozáns látogatóközpont, és a fogadó
356
fél által felvezetett szakmaelőadás. Majd megtekintettük a fedett és zárt térben elhelyezett SF6 kapcsolóállomást, a központi irányító központot és a tréningközpontot is. A szabadtéri kapcsolóállomás mellett belebújhattunk a közeli 2 MW-os vízi erőmű belsejébe. Esti szállásunk egy rendkívül kellemes belvárossal rendelkező Bern volt. Lenyűgöző látvány a Bundeshaus előtti téren sziesztázó több száz svájci polgár, akiket nem túlságosan érdekelt a szállodánk kábeltévéjén három (német, olasz és francia) csatornákon közvetített foci BEK-döntő. Az utazásban meggémberedett lábainknak jót tett a késő esti séta a történelmi hangulatot és hamisíthatatlan svájci kellemes levegőt árasztó, és kivételes szépségű óvárosban. Bern tényleg az árkádok és a kutak városa, ahol sok szemet gyönyörködtető építészeti megoldásokat őriznek az utókor számára. Kellemes élmény volt a Zytgloggeturm harangjátékát hallgatni és az asztronómiai óra figuráinak 23 órai mozgását szemlélni. Sajnos a város címerállatai a medvék már korán lefeküdtek, így velük most elmaradt a találka.
Mühlebergi Atomerőmű és Luzern Másnap korán reggel Bernből utaztunk a közeli Mühlebergbe, ahol ismét egy kellemes meglepetés fogadta csoportunkat. Az Atomerőmű Tájékoztató Központjában Jakab Rezső — a Budapesti Műszaki Egyetemen végzett magyar mérnök, már tíz éve itt él svájci feleségével, és dolgozik az atomerőműben — tartotta az igazgatója megbízásából az első előadást. Kollégájának előadását is fordította, majd a későbbiek során a két félre oszlott csoportunk egyikét kalauzolta az atomerőműben. A BKW Energia AG kezelésében lévő atomerőmű építését 1967-ben kezdték, 1972. november 6-án helyezték üzembe, majd kapcsolták hálózatra az első generációs amerikai General Electric gyártmányú forralóvizes reaktorral rendelkező 355 MW-os erőmüvet. A gőzturbinák és a generátorok — a tulajdonosok biztonsági megfontolásból kettőt építettek — szállítója a Brown Boveri (ma már a svájci ABB) cég volt. Svájcban öt egymástól teljesen eltérő felépítésű atomerőmű működik, azonban együtt biztosítják az országuk villamos energia igényének — hasonlóan a négy paksi blokkhoz — a 40%-át. A Mühlebergi (355 MW-os) reaktoron kívül a Bezbau I (365 MW-os) 1969-ben, a Beznau II (357 MW-os) 1971-ben, a Gösgen (970 MW-os) 1979-ben és a Leibstadt (1030 MW-os) 1984-ben kapcsolódott hálózatra. Rendkívül érdekes volt végigjárni az ellenőrzött zónát szakértő kollégáinkkal Jakab Rezsővel, megtudva azokat a gondokat és elért eredményeket, amelyek itt keletkeztek. A BKW FMB Energie AG tulajdonában lévő háromszáz fős atomerőműben az élettartam hosszabbítás a közeljövő legnagyobb feladata, ezen együtt az amerikai GE-vel dolgoznak. Az atomerőművi látogatás után Luzernbe utaztunk, ahol két órás szabadprogram keretén belül ismerkedtünk a város nevezetességeivel. A Vierwaldstatti-tó fejénél található idegenforgalmi központ látványosságát a Kapellbrücke nevet viselő Európa legrégibb fedett fahídját volt szerencsém kipróbálni. A Reuss folyón átívelő "szegény" fahíd tömve volt "gazdag" turistával, akiket érdekelt a folyóba épített Wasserturm (víztorony) nyolcszögletű bástyája is, amely korábban kincseskamra, majd levéltár volt. Háttérben csodálatos látványt nyújtanak az Alpok hegycsúcsai, és a tavon közlekedő hajók. Sajnos az óvárosi részben kevés időnk maradt szemlélődni, talán majd legközelebb.
Összefoglalás Összegezve a tanulmányút tapasztalatait — terjedelmi korlátok miatt csak a leglényegesebb momentumokra térhettem ki — úgy gondolom, élményekben gazdagodva sikeres szakmai programokat tudhatunk magunk mögött és talán így is sikerül felhívni a többi MEE Területi Szervezetünk és Szakosztályunk tagságának figyelmét egy, az egyesületi tagságot is összekovácsoló, jól megszervezett és így tartalmasnak megélt külföldi kirándulás motivációs értékeire. Köszönet illeti az egyesületünk és az atomerőmű vezetőit, akik remélhetőleg a továbbiakban is támogatni fogják, az aktív területi kezdeményezéseket. Sipos László vezető mérnök (PA Rt., Tel.: 75/508-132)
ELEKTROTECHNIKA
ABB Energir Kft. A generátor-megszakító (GCB) rendszer 1. Bevezetés A hatvanas évek második felében történt ismételt bevezetése óta a generátor-megszakító iránt egyre növekszik az érdeklődés az erőművek minden típusánál, mivel a generátor feszültségen történő kapcsolás egy sor előnnyel rendelkezik a nagyfeszültségű oldali kapcsoló-berendezéssel (gépegység-kapcsolás) alkalmazásával szemben. 1970 óta világszerte több mint 1500 generátoregységet szereltek föl generátor-megszakítókkal. A kezdetben gyártott, különleges követelményeket kielégítő megszakítóból létrehozott generátor-megszakítóit az ABB mára olyan generátor-megszakító rendszerré fejlesztette tovább, amely teljesíteni tudja az erőművekben az üzemeltetéssel és védelemmel szembeni igények széles spektrumát.
meltetési igényei és biztonsági követelményeijobban teljesíthetők a generátor-megszakítóval, és kezdeményezték annak újbóli kifejlesztését. Az első ilyen célra tervezett generátor-megszakítókat, a DR légfúvásos megszakítókat, a Brown Boveri vezette be 1969-ben (2. ábra). Ez volt a korábban bevált generátor-megszakító filozófia reneszánszának kezdete.
2. Történeti áttekintés A "generátor" megszakítók használata, egyidejű a generátorokéval. Ezek alkalmazására feltétlenül szükség volt, ha kettő vagy több generátort kellett egy közös gyűjtősínre kapcsolni. Ezekben a korai időkben erre a célra általános célú megszakítókat alkalmaztak. A generátorok egyre növekvő kimenő teljesítménnyel készültek és 1940-től kezdődően a gépek névleges adatai meghaladták a rendelkezésre álló kapcsoló-berendezések terhelő és zárlati áramait. A szigetelt fázissínek bevezetésével a generátor-megszakítókat hatalmas és drága cellákban kellett elhelyezni. Ezért - szükségből - az erőműtervezők a kapcsolókészüléket áthelyezték a hálózati transzformátorok nagyfeszültségű oldalára, így a generátorból, hálózati transzformátorból és segédüzemi transzformátorból álló kapcsolási egység elfogadottá vált a standard erőművi elrendezésekben (1. ábra, bal oldal).
< b ^ ^ 1. ábra. Baloldalt: elrendezés generátor-megszakító nélkül; jobboldalt: elrendezés generátor-megszakítóval
A hatvanas évek közepén a áramszolgáltatóknál dolgozó, távlati szemléletű mérnökök megbizonyosodtak arról, hogy a jövő üze-
1999. 92. évfolyam 9. szám
megszakítók esetében 0,3 %). A meghibásodás típusainak 1969 és 1995 közötti időszakban gyűjtött adatai azt mutatják, hogy a transzformátorok esetében a gyártási/tervezési hibák gyakorisága növekszik, az üzemeltetési hibák gyakorisága pedig csökken, forgógépekre azonban ez fordítva van. Az erőművi meghibásodások újabb adatai, melyeket a működés vagy üzembehelyezés során gyűjtöttünk, azt mutatják, hogy ez a trend még mindig folytatódik. így a normát üzemeltetésből és a részegységek meghibásodásából származó igénybevételek mellett az emberi vagy rendszerhibákból származó igénybevételek egyre fontosabb tényezővé válnak, ami olyan készülék bevezetését igényli, amely lehetővé teszi az erőmű egyszerűbb működtetését, és tartalék védelmet biztosít az erőmű számára. Ezt a követelményt a generátor-megszakítóval lehet kielégíteni.
1,00 2. ábra. DR típusú, légfúvásos generátormegszakító
3. Üzemzavarok és statisztikák
XI
A nemzetközi és biztosító társasági statisztikákból adatok nyerhetők az üzemzavarok gyakoriságára és típusára. Ezekből az adatokból látható, hogy az erőművek berendezéseinek egyes elemei nem elhanyagolható üzem3. ábra. A Monté Carlo szimuláció eredményei. zavari gyakorisággal rendelkeznek, és csak Availability •» rendelkezésre állás; idő kérdése, hogy mikor következik be egy Time... = idő (1 év / 8760 óra) zárlat vagy egy hibás működés. Az 1. ábra generátor-megszakító nélküli részét figyeAz ABB High Voítage Technologies céglembe véve nyilvánvaló, hogy az indítás nem nél az erőművek rendelkezésre állását a lehetséges az állomási transzformátor / indító Monté Carlo szimulációs technikával tanuláramkör hibás működése esetén, még akkor mányoztuk. Azt találtuk, hogy még egy kiesem, ha a hálózati transzformátor működésre gészítő egységet (a generátor-megszakítót) kész lenne. így - az 1. ábra generátor-megtéve az erőmüvi berendezésekhez, a generászakítós részével összehasonlítva - lecsöktor-megszakító pozitív hatása a transzformáken az indítási rendelkezésre állás. Generátor-megszakítóval a biztonságos szinkronozás valószínűsége több mint ötször nagyobb, mint generátor-megszakító nélküli kapcsolással, amí az ABB generátor-megszakítók kis meghibásodási gyakoriságának és a nagyfeszültségű oldali környezeti hatásoknak tulajdonítható (a DR megszakító meghibásodási valószínűsége 0,5 %, a HE és HG 4. ábra. HEC típusú generátor-megszakító rendszer
357
tor és a generátor jobb védelmére, legaíább 0,3-től 0,7 %-kal növeli az erőmű rendelkezésre állását. Egy manapság egyre fontossabbá váló érv, az "életciklus költség-Összehasonlítás" egyre erőteljesebben befolyásolja a döntéshozókat. A DR típusú megszakító 1969-ben történt első bevezetése óta az ABB új kapcsoló- és segédberendezések teljes skáláját fejlesztette ki és vezette be: a HEK típusú SF6 szigetelésű megszakítókat 1985-ben, a HGF megszakítókat 1992-ben,aHEC rendszert 1995-ben, a HGCS-2 típust 1995-ben és a HGC-3 típust pedig 1997-ben. Az SF6 technológián alapuló generátor-megszakító rendszerek névleges jellemzői mára elérik a 30 000 A névleges és 160 kA zárlati áramot. Ezen kívül a mai erőmű tervezésnek az egyedi, különálló készülékektől a rendszermegoldások felé mutató trendje olyan generátor-megszakítókat igényel, amelyek egy többfunkciós generátor-megszakító rendszerré bővíthetők ki.
-a többfunkciós generátor-megszakítós kapcsolóberendezés rendszerek rendelkezésre állása minimális építési és üzembehelyezési költségeket eredményez.
-<3>
6. ábra A generátor-megszakító rendszer egyvonalas kapcsolási rajza - Generátor-megszakító - Vezetékszakaszoló - Földelőkapcsolók - Feszültségváltók - Áramváltók - Túlfeszültség levezetők - Feszültségcsúcs elnyelő kondenzátorok - Indító leválasztó kapcsoló az SFC-hez (Starting Frequency Converter = indító frekvencia átalakító) - 3-fázisú rövidre záró kapcsoló a villamos fékhez a vízerőművekben, valamint 3-fázisú rövidre záró, a generátorvédelem beüzemeléséhez.
-Mindent összevetve a minimalizált élettartam költség (Life Cycle Cost) pozitív hatással van az élettartamra vonatkoztatott beszerzési költségre (Life Cycle Acquisition Cost), az élettartam alatti üzembetartási költségekre (Life Cycle Support Cost) és élettartam alatti "rendelkezésre nem állási" költségre (Life Cycle Unavailability Cost). 4. Követelmények
5. ábra. HGCS-2 típusú generátor-megszakító rendszer Ennek, az erőműtervezők és üzemeltetők által örömmel fogadott fejlődésnek a lényege a következőkben foglalható össze: -egyszerűbb az állomás elrendezése és kisebbek a kezdeti költségek, -egyszerűbbek az üzemeltetési eljárások, világosabb felelősség elhatárolások, könynyebb üzembehelyezés/újbóli üzembehelyezés és közvetett költségmegtakarítás keletkezik, -könnyebb a karbantartás, lecsökkennek a karbantartási költségek, -jobb és szelektív lesz a zárlatvédelme az olyan drága és érzékeny egységeknek, mint a generátor és a hálózati transzformátor; rövidebb idejűek lesznek a zárlatok és ebből következően rövidebb lesznek az üzemszünetek és lecsökkennek a javítási költségek, —nagyobb a megbízhatóság, amely jobb rendelkezésre állást eredményez,
358
A generátor-megszakító rendszereket az erőművek minden típusára érvényes követelményeknek megfelelően kell tervezni: nagy névleges áramokra, alkalmasnak kell lenni rendkívül nagy és rendkívül kis számú kapcsolási műveletre, a generátor által táplált zárlatok megszakítására, amelyek 100%-nál nagyobb aszimmetriákkal és késleltetett áram-nullátmenetű hosszú periódusokkal rendelkeznek stb. Minthogy a meglévő IEC 56(1987), ANSI / IEEE C37.09-I987 stb. szabványok nem fedik le megfelelően a generátor-megszakítók névleges adatait, vizsgálati és alkalmazási követelményeit, egy új, speciálisan a generátor-megszakítókra vonatkozó szabvány, az IEEE C37.013-1993 került kidolgozásra. A korszerű generátor-megszakítókat ennek az új szabványnak megfelelően kell vizsgálni. A generátor főgyűjtősínében elfoglalt kritikus helye miatt a generátor-megszakítónak rendkívül nagy rendelkezésre állásúnak (elérhetőségűnek) kell lennie. 5. J o b b védelem Maga a generátor-megszakító általánosságban nem tudja megakadályozni egy berendezés gyenge pontjaiból vagy külső hatásokból származó zárlatait, de csökkenteni tudja a berendezések igénybevételét, a károk nagyságát, és így az üzem-kimaradási időket vala-
mint az átlagos javítási időket. A jellemző meghibásodások és azok elkerülése generátor-megszakító alkalmazásával az egyes hálózati elemek esetében az alábbiakban foglalhatók össze: 5.1 A generátornál Míg a háromfázisú zárlatok kevésbé kritikus szimmetrikus terhelést jelentenek a generátor számára, főleg mechanikai igénybevétellel, addig az egyfázisú vagy kétfázisú zárlatok kritikus, rövid idejű kiegyensúlyozatlan (aszimmetrikus) terhelést jelentenek mind mechanikus, mind termikus igénybevétellel. A termikus igénybevételek az úgynevezett "a negatív sorrendű rendszerből" származnak, amely kölcsönhatásba lép a generátor csillapító tekercsével. Elméleti tanulmányok és tényleges meghibásodási esetek azt mutatták, hogy az ilyen kiegyensúlyozatlan terhelések, illetve negatív sorrendű áramok - néhány másodpercen belül - kritikusan nagy hőmérsékletet okoznak a csillapító tekercsekben, különösen turbógenerátoroknál, és - roszszabb esetben - a rotor álló részen belüli beállását okozhatják. A kiegyensúlyozatlan terhelés még akkor is fellép, ha a nagyfeszültségű megszakító működött, és főként a következőkből származik: -földzárlatok a transzformátor nagyfeszültségű oldalán -kétfázisú zárlatok vagy a hálózati vagy a segédüzemi transzformátorban (tekercsek közötti zárlatok, átvezető szigetelő zárlatok) —a nagyfeszültségű túlfeszültség levezetők letörése —zárlatok a nagyfeszültségű mérőváltókban —zárlatok a nagyfeszültségű kábelekben —nagyfeszültségű megszakítók pólusberagadásos meghibásodásai (egy olyan állapot, mely akkor következik be, amikor egy pólus nem nyit, vagy nem zár a kiadott parancs után). Generátor-megszakító nélkül a generátor mindaddig táplálja a zárlati áramot, amíg mágneses tere össze nem omlik a gyors legerjesztés következte ben. Ehhez a folyamathoz "hosszú időre van szükség, rosszabb esetben akár több mint 10 másodperc is lehet, melynek során a generátor súlyos károkat szenvedhet. 7. ábra. A rövid idejű kiegyensú- A generátorlyozatlan terhelési állapotok megszakító cselei megszakítja
ELEKTROTECHNIKA
básodások számának csökkenését eredményezi. -Elkerülhető a segédberendezések indításról folyamatos üzemre - és megfordítva - történő gyors átkapcsolása, így csökkenthetők a bekapcsolási túláram miatti igénybevételek, melyek lehetséges következményei a meghajtó motorok, szivattyúk, ventillátorok stb. 10. ábra. Zárlati áram generátor-megszakítóval felépített elrendezésben sérülései/károsodásai. 1. Zárlati áram; 2. Megszakítás a nagyfeszültségű megszakítóval; -A szinkronizálás generátorfe3. Fesziiltségemelő transzformátor; 4. Nagyfeszültségű sín; szültségen történik, így kikü5. 10 ms-ok; 6. Megszakítás generátor-megszakítóval szöbölődnek azok az igénybevételek, amelyek az alállomási nagyfeszültségű megszakítók átíveléseit okozhatják, különösen szennyezett levegőben. -A generátor-megszakítóval való szinkronizálás teljes egészében az erőművi kezelő fele8. ábra. Rövid idejű kiegyensúlyozatlan terhelési lőssége, és nem fordul elő az állapot miatt fölhasadt tengely alállomás kezelőjével való fel5.2 A hálózati transzformátornál elősség-átfedés. A belső ívet okozó meghibásodások általános 6.2 Atomerőművek esetei a következők: A kormányzati és egyéb hatósá-átvezetők szigetelők öregedése/átívelése gok rendelkezései számos független forrásból származó segéd-tekercs (menetek közötti) zárlatok betáplálási rendszert követelnek -fokozatkapcsoló elszenesedése //. ábra. A hiányzó generátor-megszakító miatti transzformátor tűz meg a nagyobb megbízhatóság -nedvesség az olajban érdekében. Különböző segéd-belatív hatással vannak a transzfortáplálási rendszerekre vonatkozólag végzett mátorok élettartamára. rendelkezésre-állási tanulmányok azt mutatták, hogy a generátor-megszakítóval kialakíGenerátor-megszakítóval a kár nagysága minimális értéken tott elrendezés nagyobb rendelkezésre-álíást tartható és a transzformátor életbiztosít, így legalább egy külső betáplálás tartama meghosszabbítható. elhagyható. 5.3 Az erőmű üzemeltetése vonat6.3 Szivattyús víztározós erőművek (csúcserőkozásában müvek) A generátor-megszakító hasznáSzivattyú üzemmódban a gépegységek indíHVctcutt-brukar lata lehetővé teszi a gépegység tása normái módon, vagy hálózatról, vagy 9. ábra. Zárlati áram egy generátor-megszakító nélküli elrendezés- védelmének független zónákra változó frekvenciájú konverterrel történik. A osztását a transzformátorra és a ben (áramkörben) generátor üzemmódból a szivattyú üzem1. Zárlati áram; 2. Megszakítás a nagyfeszültségű megszakítóval; megfelelő berendezésekkel felmódba való átmenet vagy egy ötpólusú fázisszerelt generátorra. A teljes zóna 3. Feszültségemelő transzformátor; fordító szakaszolóval, vagy - a legújabb ellátja azt a fedővédelmi funkci4. Nagyfeszültségű sín; 5. 10 ms-ok; 6. másodpercek esetekben - két megszakító dupla egységben ót, melyet korábban a gyűjtősín Amíg a rendszerből származó zárlati áravaló elhelyezésével - a szükséges fázisváltávagy a vezetékvédelem töltött be. Generátormot a nagyfeszültségű megszakító megszasokkal - oldható meg. Különösen a második zárlat esetén a rendszer által táplált hibaárakítja, a generátor - generátor-megszakító nélmegoldás rendelkezik óriási előnyökkel az mot a generátor-megszakító szakítja meg, és kül - folytatja a zárlatra táplálást a teljes üzemeltetés és a védelem területén (12. ábra). a generátor segédberendezések stabilak és legerjesztés ideje alatt. Ennek a hosszú ideig Generátor-megszakító nélkül a hálózati fixen a rendszerre kapcsoltak maradnak. fennálló zárlati áramnak két hatása különösen indítást két hálózati transzformátoron, a érdekes. Először: az ívből származó nyomás, nagyfeszültségű kapcsoló-berendezésen és 6 Tipikus alkalmazások melyet az íváram és az ív fennállásának egy indító gyűjtősínen keresztül kell elvégezidőtartama határoz meg, igénybe veszi a ni az alállomáson. Az indítás során a frekven6.1 Hőerőművek transzfonnátoredényt, és ha a nyomás túl cia 0 és 50 Hz között változik. Ez a transzforAhogyan az I. ábrán található két ábra összenagy, akkor az edény folhasad és az olaj mátor jellemzői miatt kis frekvenciákon nöhasonlításakor látható, a generátor-megszakíbegyullad. A belső zárlat időtartamában megvelheti az instabilitást és mivel a nagyfeszülttó használatával számos előny érhető el a lévő különbség így egy javítható sérülés és ségű megszakítók általában nem képesek kis védelem javítása mellett: egy súlyos környzetszennyezéssel járó jelenfrekvenciákon kapcsolni, az indítási teljes —Az indító transzformátor annak nagyfetős katasztrófa közötti különbséget jelentheti. egészében védelem nélkül zajlik le. szültségű kapcsoló-berendezésével együtt, Egy ilyen esemény mindössze 130-150 msGenerátor-megszakító nélkül a változó valamint gyors átkapcsoló készülék elhagyon belül megtörténhet. Másodszor: áramszolfrekvenciájú konvertert egy külön nagyfeható vagy csökkenthető, ami a készülékek gáltatók által végzett vizsgálatok azt mutatszültségű transzformátoron keresztül az alálszámának csökkenését, és az összes meghiták, hogy a hosszan tartó zárlati áramok kumua generátor áramát mintegy 50-80 ms-on belül. A 8. ábra azt szemlélteti, hogy mi történhet egy ilyen rövid idejű kiegyensúlyozatlan terhelési állapot következtében.
1999. 92. évfolyam 9. szám
359
tő és könnyen felépíthető (6. ábra). A statikus indítórendszert a hálózati transzformátoron keresztül lehet táplálni, és az indító feszültséget annak változó amplitúdójával és frekvenciájával egy kombinált indító/földelőkapcsolón keresztül tápláljuk be, mely kapcsoló a generátor-megszakítónál van elhelyezve a gyűjtősín és a generátorkapcsok közé. Az összes szükséges feszültségváltó, áramváltó, túlfeszültséglevezető és feszültségcsúcs csökkentő kondenzátor a generátormegszakító tokozatába van beépítve (4., 5., 6. ábra).
7. A modern generátormegszakítók felépítése
12. ábra. Kettős generátor-megszakító rendszer szivattyús víztározós erőművi alkalmazásokhoz
Iomásról kell táplálni. A nagyfeszültségű megszakítók és szakaszolók általában nincsenek nagy kapcsolási számra tervezve, a generátormegszakítókkal ellentétben, és így gyakran és kültéri feltételek között kell őket karbantartani. Generátor-megszakítóval a gyűjtősín kapcsolás és a hálózati indítás teljesen eltérő módon megy végbe. A generátor-megszakító mindig rendelkezésre áü az erőmű védelmére és sok kapcsolás elvégzésére képes. Mivel a generátor-megszakító nagyszámú kapcsolási műveletre, valamint 50 Hz alatti kapcsolási frekvenciákra van tervezve és főként beltéri kivitelezésű, kevesebb a karbantartás, és azt könnyebben és gyorsabban lehet elvégezni. A változó frekvenciájú konverterhez az energiát a hálózati transzformátoron keresztül nyerjük. 6.4 Gázturbinák statikus indítása
A gázturbinákat vagy kombinált ciklusú erőműveket, kéttengelyes vagy egytengelyes elrendezésben (gázturbina és gőzturbina a kombinált ciklusú erőművekben közös tengelyen) elterjedten használják csúcs- és alaperőművekben, gyors indításuk és jó hatásfokuk miatt. Gázturbinákkal a forgórészt először mintegy 60%-os fordulatszámra kell felgyorsítani, ahol a gép önfenntartóvá válik, azaz képes önmaga számára elegendő teljesítményt generálni a további gyorsulás fenntartásához. A kezdeti gyorsítást vagy egy segédmotorral, vagy statikus indítással végezzük, a generátort Önmagát felhasználva indítómotorként. A segédmotoros indító elrendezés nagyon alkalmas kisebb gázturbinák és egyegységes berendezések indításához, de számos hátránya van nagyobb gázturbinák vagy egytengelyű berendezések indításakor. Ezért egyre gyakrabban használják a statikus indítási módszert változó frekvenciájú konverterrel. Modern generátor-megszakítók - például az ABB HEC, HGCS-2 vagy HGC-3 típusai használatával ez az elrendezés egyszerűsíthe-
360
Az 1970-es években az 500-1200 MW-os erőművek igényeit légfúvásos megszakítókkal fedeztük, melyek névleges adatai: U(n) = 36 kV, I(h) = 50 000 A, I(rz) = 275 kA értékekig terjedtek. A mai 50-800 MW-os erőművekhez kisebb generátor-megszakító rendszereket fejlesztettünk ki korszerű technológiákkal, melyek névleges adatai: U(n) = 24 kV IEC / 25,8 kV ANSI, I(n) = 30 000 A, I(rz) = 100 kA értékig terjednek. Ezeknek a rendszereknek a konstrukciós jellemzői a megszakító vonatkozásában, a következőkben foglalhatók össze: -kielégítik az ANSI / IEEE C37.013-1993 előírásait, -teljesen integrálhatók a gyűjtősínbe, -atmoszférikus nyomású levegőben működő, sorozatban gyártott szakaszolók építhetők be a megszakítókhoz, -egyszerű és nagyteljesítményű az SF6-os megszakító rendszer (pl. az ABB által szabadalmaztatott önoltási elvet alkalmazva) —különálló áramvezető és ívhúzó érintkezők alkalmazása —villamos reteszelés a megszakító és a szakaszoló/földelőkapcsoló között és a szakaszoIó/föl-delőkapcsoló mechanikus reteszetése -előre tervezhető karbantartás, illeszkedve az erőmű szervizelési időtartamaihoz (érintkező állapotfigyelése) -lehetőség a szigetelőanyag öregedésének állapotfigyelésére (feszültség alatti részkisülés mérés) ezen kívül a fémburkolatra: —légszigetelés az oltókamra és a burkolat között —a burkolat a teljes visszáramra tervezve, a mágneses tér árnyékolása -légmentes, úgyhogy a gyűjtősín nyomás alá helyezhető —földelőkapcsolók a rendszer egyik vagy mindkét oldalán —áramváltók a rendszer egyik vagy mindkét oldalán elhelyezhetők —lehetőség feszültségváltók és túlfeszültség levezetők beépítésére -feszültségkorlátozó kondenzátorok beépítése
—indítókapcsoló beépítésének lehetősége a gázturbinás erőművek esetében -beltéri és kültéri kivitel
8. Az ABB gyártmányú kapcsoló-berendezés sorozat Az ABB kapcsoló-berendezéseit a fentiekben megadott követelmények kielégítésére tervezték, és ezek megszakítókból, szakaszolókból és fóldelőkapcsolókból állnak, amelyek különbözőképpen kombinálhatók: - D R ívfúvásos megszakítók 27 kV/50 000 / 275 kA értékekig (2. ábra) -HEC SF6 megszakító rendszerek 24 kV,iII. 25,8 kV / 30 000 A /160 kA értékekig (4. ábra) -HGC-3 SF6 megszakító rendszerek 17,5 kV, ül. 15,8 kV / 7500 / 63 kA értékekig (hasonló a 4. ábrához) —HGCS-2 SF6 megszakító rendszerek 17,5 kV, ill. 15,8 kV / 4500 A / 50 kA értékekig (5. ábra) -HGI SF6 megszakítók kültéri kivitelben 24 kV, ill. 25,8 kV / 8000 A / 63 kA értékekig (13. ábra).
13. ábra. HGI-2 típusú generátor-megszakító, kültéri felállításra
Ezzel a választékkal az erőműtervezők manapság olyan eszközöket kaptak, amellyel teljesíteni és optimalizálni tudják nemcsak a védelemmel, üzemeltetéssel és karbantartással kapcsolatos követelményeket, hanem a beszerzési és üzmeltetési költségeket is. Ha e cikk tartalmával vagy más generátormegszakító problémákkal kapcsolatban további kérdései lennének bátran keressen meg bennünket Információ: Mihály Gábor értékesítési vezető Telefon:+36 1 339 9399/2450 Telefax:+36 1 359 6729 E-mail: [email protected]
ABB Energir Kft. 1138 Budapest, Váci út 152—156.
A Ilii *MPIP
ELEKTROTECHNIKA
JJUQALMASVPELEM MEZŐGÉP-KEZELŐI PLATFORM
Állandó hardver funkció szerint választható szoftver-csomagok A REF 54x sorozatú készüléket a középfeszültségű leágazások védelmi, irányítástechnikai, mérési, állapotfigyelési igényeinek figyelembevételével tervezték. A fejlesztés filozófiájának lényege, hogy mind hardver, mind szoftver szempontból rugalmasan alkalmazható
berendezés álljon a felhasználó rendelkezésére. A legkülönfélébb leágazások ( e gy gyűjtősínes, két gyűjtősínes stb.) kezelésére alkalmas. Csatlakoztatható hagyományos mérőváltókra éppúgy, mint az ABB legújabb áram- és feszültségszenzoraira. A helyi ember-gép kapcsolat a többfunkciós, grafikus LCD kijelző segítségével valósul meg. Megjeleníthető a leágazás sémaképe (állásjelzésekkel együtt), továbbá a mért és az azokból számított értékek (U, I, P, Q, E, f) valamint az eseménynapló vagy az egyes funkciók beállításai. Rendelhető egy, kettő vagy három BE/KI modullal, ettől függően 541, 543 vagy 545 a típusjelzés. Az egységes harclveralapra tetszőleges szoftvermodulok installálhatók, amelyek feladatukat tekintve lehetnek védelmes, irányítástechnikai, mérési, állapotfigyelési könyvtárak. A védelmes könyvtár túláramvédelmi, visszakapcsoló automatika, feszültségrelé funkciókat tartalmaz. A közeljövőben a választék motorvédelmi, távolsági védelmi, differenciálvédelmi funkciókkal fog bővülni. Az állapotfigyelési könyvtár a megszakító, kioldókörök, a leágazásról táplált motor
'"JT
monitoringját, s így állapotfüggő karbantartását teszi lehetővé (pl. üzemóra, kumulált kapcsolási áram). A könyvtárban levő funkcióblokkok közötti kapcsolatok - különböző logikai kapuk felhasználásával - egy PC-n futó konfiguráló szoftver segítségével hozhatók létre, így teljes mértékben a felhasználó igényeihez igazítható a készülék. Természetesen csatlakoztatható irányítástechnikai rendszerhez is. A leágazáshoz tartozó primer készülékek működtethetők helyileg az előlapon levő kezelőgombokkal és távolról, irányítástechnikán keresztül. A szükséges leágazási reteszfeltételek logikai kapuk felhasználásával hozhatók létre. Ezen új védelemcsalád a folyamatosan bővülő szoftverválasztéknak köszönhetően speciális vevői igényeket tud kielégíteni, és kialakítása révén lehetséges az üzembe helyezést követő bővítés, átalakítás is, változatlan hardveren.
ABB Energir Kft.
1J38 Budapest, Váci úl 152-156. Dr. Csipke György <3399-399)
A
