Összefoglalás Dr. Krómer István: A villamos energia ellátás megbízhatósága deregulált környezetben A villamos energia ellátás megbízhatóságának fenntartásában fokozatosan egyre inkább a piac konform módszerek kerülhetnek előtérbe, abban az esetben, ha a piaci működés képes lesz a megfelelő jelzéseket produkálni a termelők és a fogyasztók felé. A hatékony piaci működés jó szabályzást, eredményesen működő piacfelügyeleteket és jól informált döntéshozókat feltételez. Ehhez olyan információs szolgáltatásokat kell biztosítani, amelyek nemcsak a szereplők érdekeit, de üzleti érzékenységét is kezelni tudják. Dr. Dán András: Felharmonikusok zavaró hatása az erősáramú vezetékhálózaton. A cikk a villamosenergia-minőség mutatói közül a felharmonikusokkal foglalkozik. Összefoglalja a harmonikus forrásokat, ismerteti a harmonikusok hálózati visszahatásait, mérési eljárását, tárgyalja a rezonancia kialakulását. Röviden kitér a harmonikusok káros hatásaira (pl. a nullavezető túlterhelődésére), valamint a káros hatások csökkentési módszereire. Foglalkozik a szabvány előírásokkal, majd példákon bemutatja az információ technológiai berendezések által keltett harmonikusok hatását, ennek kapcsán kitér az új tervezői szemlélet kialakításának fő szempontjaira. Dr. Szandtner Károly: Szünetmentes áramforrások alkalmazása és hálózataik kiépítése a nagyfogyasztóknál A szakcikk röviden Összefoglalja az épületek villamos energia ellátó rendszerére vonatkozó megbízhatósági igények fontosságát. Ismerteti azokat az eszközöket és lehetőségeket, amelyekkel kritikus üzemviteli körülmények között, folyamatos és megbízható villamos energia ellátás biztosítható. Példa bemutatásával elemzi a nagyépületek kisfeszültségű villamos energia betáplálásának kiépítését, kitérve a normál és tartalék üzemi, dízel-generátoros és szünetmentes betáplálásra. Felhívja a figyelmet a tervezés és a gazdaságossági elemzés néhány új szempontjára. Dr. Danyek Gyula: A kisfrekvenciás elektromágneses terek egészségügyi hatásairól Egyre gyakrabban jelennek meg felelőtlen tájékoztatások, szakértők félremagyarázott kijelentéseivel a kisfrekvenciás elektromágneses terek egészségügyi hatásairól. A cikk elsődlegesen a szakmai közvélemény számára össszefoglalja az e téren mértékadó kutatások hozzáférhető eredményeit. Az ismertetés az USA Kongresszusa által 1992-ben kezdeményezett, a villamos és mágneses terek kutatását és a széles közvélemény informálását célzó, ún. EMF-RAPID Program 1999 májusi zárójelentése és az ehhez csatlakozó irodalom alapján készült. 326
Summary
Zusammenfassung
Dr. I. KrómerThe Reliability of Electric Power Supply in Deregulated Environment In keeping the reliabitily of electric power supply, gradually more and more the conform methocls of markét may come intő prominence in the case if the markét opertion will be able to produce adequate signs towards the producers and consumers. The effective markét operation presumes good regulation, successful markét supervisions and well informed decision makers. For this such informative provisions are to be ensured, those may deal not only with the interest of the persons involved, but with the markét sensitivity too.
Dr. I. KrómerZuverlássigkeit der Versorgung elektrischer Energle In der deregulierten Umwelt Bei der Aufrechterhaltung der Versorgungs-Zuverlássigkeit elektrischer Energie gelangen immer mehr marktkonforme Methoden in den Vordergrund. In dem Fali, wenn die Markttátigkeit imstande sein wird entsprechende Signale sowohl für die Produzenten als auch für die Verbraucher - zu produzieren. Die effektive Markttátigkeit setzt gute Vorschriften, eine erfolgreiche Marktüberwachung und gut informierte Entscheidungsbriner voraus. Dafür müssen solche Informationsdienstleistungen zur Verfügung stehen, die nicht nur den Interessen der Beteiligten, sondern auch der Gescháftsempfindlichkeit dienen.
Dr. A. Dán: The Disturbing Effect of Harmonics in H. V. Power Lines Out of several characteristics of electric power qualities the paper deals with the harmonics. It summerizes the sources, reviews the network reactions of harmonics, their measuring method and deals with the development of resonance. Briefly it touches upon the harmful effects of harmonics (e.g. the overloading of neutral conductor) as well as upon the methods used for decreasing the harmful effects. The paper deals with the standard prescriptions, later it shows through examples the effects of harmonics brought by the technological equipment of informatics. It touches upon the main aspects of new design standpoints. Dr. K. Szandtner: The Application and the Network Development of Spaceless Operation Supply Units at Big Consumers The paper briefly summerizes the importance of reliability claims related to the electric power supply of buildings. it reviews the means and possibilites those make possible the continuous and reliable electric power supply of buildings evén among critical service conditions. Trough introducing an example the author analyses the development of L. V. electric power supply of big buildings, touching upon the normál and reserve service diesel-generátor and spaceless operation power supply units. It draws attention upon somé new standpoints of the design and economic analysis. Dr. Gy. Danyefc Humán health effects from exposure to ELF electric and magnetic fields In 1992 the US National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS) was charged by the Congressto prepare and submit an evaluation of the potential humán health effects from exposure to extremely low frequency electric and magnetic fields (ELF EMF) within the scope of the EMF-RAPID Program. This paper tries to summarize the pubiic knowledge about the health risk assesment of this exposure taking as a basis the NIEHS Report issued in May 1999 and the relevant literature, first of all for people occupied in power-supply area. This article is aimed against the irresponsible press informations being published not occasionally in home newspapers. 2001. 94. évfolyam 10. szám
Dr. A. Dán: Störende Wirkung von Oberwellen im Starkstromleitungsnetz Der Artikel bescháftigt sich unter den Elektrizitátsqualitáts-Parametern mit den Oberwellen. Er fasst die harmonischen Quellén zusammen, informiert über die Oberwellen-Netz- Rückwirkungen, ihre Messverfahren und behandelt dieResonanzentstehung. Der Artikel zeigt kurz die schádlichen Wirkungen der Oberwellen (z.B. Überlastung der Nullleitung) sowie Methoden zur Verringerung dieser schádlichen Wirkungen. Der Artikel bescháftigt sich mit den Normvorschriften und anhand von Beispielen zeigt er die aufgrund der informations-technologisen Einrichtungen entstandenen Oberwellen Wirkungen. Damit im Zusammenhang bescháftigt sich der Autor mit den Hauptgesichtspunkten bei der Entwicklung neuer Projektierungs-Anschauungsweisen. Dr. K. Szandtner: Anwendung pausenloser Stromquellen und Netzausbau bei Grossverbrauchem Der Fachartikel fasst kurz die Wichtigkeit der Zuverlássigkeit von Gebáude-Energieversorgungssystemen zusammen. Er informiert über solche Instrumente und Möglichkeiten, die unter kritischen Betriebsumstánden eine kontinuiertiche und sichere Energieversorgung garantieren. Der Autor analysiert an einem Beispiel den Ausbau der Einspeisung elektrischer Niederspannungsenergie in Grossbauten. Er informiert auch über Normál - und Reservebetrieb, Dieselgeneratoren und pausenlose Einspeisung. Aufmerksam macht er auf einige neue Gesichtspunkte der Planung und wirtschaftlichen Analyse. Dr. Gy. Danyefc. Gesundheitsfragen infolge elektromagnetischer Felder von niedriger Frequenz lm Jahre 1999 wurde das US Institut der Umweltgesundheits-Wissenschaften (eng. Abk. NIEHS) durch den Kongress in Rahmen des sog. EMF-RAPID Programms beauftragt, eine Studienarbeit über die Gesundheits-Fragen infolge des Aussetzens den elektromagnetischen Felder von niedriger Frequenz vorzubereiten. Der Artikel versucht die wichtigsten Kenntnisse über dem Gesundheits-Risiko der diesen Felder ausgesetzten menschlichen Körper aufgrund der in Mai 1999 veröffentlichten NIEHS-Meldung und der einschlágigen Literatur zusammenzufassen. Vor allém für die Fachleute und als ein kleines Gegengewicht entgegen den immer öfter erscheinenden verantwortungslosen Schrieben. 327
Villamos energia
A villamos energia ellátás megbízhatósága deregulált környezetben Dr. Krómer István Bevezetés A villamos energetika fejlődése legújabb szakaszát a piaci verseny megjelenése jellemzi mind az energia kereskedelem, mind pedig az ellátás biztonságához szükséges különböző szolgáltatások területén. A piacnyitással együtt jogosan felmerül a kérdés, hogy fenntartható-e a villamos energia ellátás hagyományosan magas színvonalú megbízhatósága és ha igen, milyen eszközökkel. A közelmúltban az egész világ felfigyelt a Kaliforniai villamos energia fejleményekre és vegyes érzelmekkel, nem egyszer szenzáció hajhász vagy éppen lekicsinylő módon értelmezni azokat. A szakmai közvélemény tudományos igényű elemzést vár nemcsak az eseményeket közvetlenül kiváltó okokról, de arról is, hogy a deregulált villamos energetika milyen eszközökkel tudja biztosítani az ellátás korábban megszokott megbízhatóságát. A dolgozat áttekinti azokat a változásokat, amelyek az ellátás megfelelősége és biztonsága szempontjából új helyzetet teremtenek a liberalizált környezetben. A korábbi rendszerszintű tervezés helyett a dereguláció folyamatos térnyerésével egyre inkább a piac szereplőinek kell dönteniük a beruházások, a kapacitás kivonások vagy a felújítások sorsáról. Ezeket a döntéseket elsősorban nem a megbízhatósági hanem a dolog természeténél fogva a profit szempontok fogják vezérelni. További új fejlemény, hogy a piaci versenyből következően a tervezéshez szükséges adatok egy része sértheti a szereplők üzleti érdekeit, ezért általában nem számíthatunk a korábban megszokott részletességű és megbízhatóságú adatszolgáltatásra, ami a döntések bizonytalanságát növelni fogja. Számítani kell arra is, hogy a fogyasztók árérzékenysége csak lassan tud kifejlődni, így szerepe a terhelési csúcsok mérséklésében a piacnyitás kezdeti szakaszában még nem érvényesülhet. Az átmenet nehézségeinek leküzdésére illetve a tapasztalatok összegyűjtésének idejére a rendszer központi szereplőinek (rendszerirányító, regulator) bizonyos mértékű beavatkozása szükséges az ellátás biztonságának fenntartása érdekében, amely természetesen valamilyen mértékben korlátozza a piaci hatások érvényesülését is és így nem kívánt mellékhatásokkal fog együtt járni. Adolgozatban azt vizsgáljuk, hogy a teljesen piac konform villamos energetika kialakulásáig tartó átmenetben milyen stratégiák lesznek eredményesek az átalakulási nehézségek kezelésében.
1. Az ellátás megfelelősége és biztonsága Mint minden nyilvános kereskedelmi forgalomban kapható, speciális kezelést igénylő árucikk esetében a villamos energia esetében is pontosan szabályozni kell a szolgáltatás körülményeit és minőségét a folyamatos és megbízható ellátás érdekében. Természetesen ez a szabályozás tekintettel a villamos energia néhány speciális tulajdonságára különleges problémákat vet fel, amelyek a kifejlŐdőDr. Krómer István VEIKI RT. vezérigazgató, a MEE Egyesületi Tanács elnöke, EUREL elnök. (A 2001. évi Vándorgyűlés előadása)
328
ben lévő villamos energia piacok egyik leginkább vitatott kérdéssé váltak. Az ellátás folyamatosságának és biztonságának fenntartása érdekében a villamos energia rendszereknek megfelelő tartalékokkal kell rendelkezniük. A tartalékok egy része, amely rövid időn belül igénybe vehető a teljesítmény/frekvencia szabályozáshoz, valamint a termelés és a fogyasztás egyensúlyának üzemzavar esetén is biztonságos fenntartásához szükséges. Az európai villamos energia rendszer koordináció (UCTE) előírásai szerint minden tagrendszernek a rendszer mindenkori várható maximális teljesítmény igényének 2,5% -ával, mint primer tartalékkal kell rendelkeznie, amelynek fele 5 másodpercen belül, egésze pedig 30 másodpercen belül igénybe vehető. A primer tartalékra addig van szükség, ameddig a szabályozás a szekunder tartalék mozgósításával a frekvencia eltérést ki nem szabályozza. A szekunder tartalék nem lehet kevesebb, mint a mindenkori legnagyobb termelőegység maximális terhelése. A szekunder tartalékot hosszabb üzemzavari kiesésnél az üzemzavari (tercier) tartalék váltja fel. Ezeken a tartalékokon kívül a rendszemek további olyan tartalékkapacitásokkal kell rendelkeznie, amelyek a hosszabb távon felmerülő problémák (pl. egy blokk tartós kiesése) kezelésére illetve a nem tervezhető kapacitásigények növekedések kielégítésére alkalmas. Ezt az elegendően nagy rendszerszintű tervezési tartalékot tekintjük az ellátás megfelelőségét minősítő jellemzőnek. A tervezési tartalék nagyságának szokásos mértéke az üzemi tartalékot is beleszámítva 20-25%, amely azonban jelentős ingadozásokat mutat az egyes rendszerek között. Összefoglalva és leegyszerűsítve az ellátás megfelelősége a tervezés és létesítés problémáit, a biztonság pedig a rövidtávú üzemvitelt érinti. Természetesen a megfelelőség és biztonság egymást kiegészítő fogalmak. Hiszen a rendszer üzem biztonsága nélkül bármekkora is a rendszer beépített tartaléka a fogyasztók nem láthatók el biztonságosan és fordítva a magas színvonalú biztonság sem ér sokat, ha nem áll rendelkezésre a fogyasztók igényeinek kielégítéséhez szükséges beépített teljesítmény. Az összefüggés természetesen abban az értelemben is érvényes, hogy kölcsönösen ki is segíthetik egymást hiányosságaik ellensúlyozásában. Például a termelőkapacitás bősége könnyebbé teszi a magas fokú biztonság fenntartását, mivel kevesebb üzemzavari beavatkozásra lesz szükség. Hasonlóképpen a magas színvonalú rendszer üzemeltetés többet kihozhat a rendszerből, amely egyébként tartalék teljesítmény hiányosnak bizonyulna. A villamos energetika rohamos fejlődése korában, amikor évtizedeken keresztül előre prognosztizálható volt a villamos energia igények növekedése, a hosszú távú tervek számoltak a legkedvezőtlenebbeknek tartott méretezési esetben determinisztikus alapon szükséges mértékű, rendszerszintű tartalék beépített teljesítménnyel. ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia A vertikálisan integrált energiarendszerben a tartalékok képzése elsősorban megbízhatósági kérdés volt, ezzel szemben a piackonform energetikában a tartalékképzés megbízhatósági és kereskedelmi összefüggése elválaszthatatlanná vált. Kaliforniában az vezetett drámai fejleményekhez, hogy az elmúlt évtizedben a rendszer beépített teljesítmény tartalékai fokozatosan elfogytak, de a 90-es évek végére más USA szövetségi államban is rohamosan csökkenő tartalékokat észleltek, ami agresszív ellenintézkedéseket váltott ki a kaliforniai helyzet kialakulásának megelőzése érdekében. Európában ugyan a történelmi fejlődés eredményeként jelenleg még 20% feletti tartalékok állnak rendelkezésre, sőt sok országban ezt lényegesen meg is haladják, a jövőben várható selejtezések, politikai döntések a tartalékok lényeges csökkenéséhez vezethetnek. Mint, már említettük a reguláit villamos energiarendszer fejlesztése, beleértve a tartalékok biztosítását is, a forrásoldal fejlesztésére vonatkozó stratégiai tervek alapján történt. A dereguláció (valójában re-reguláció) megváltoztatta a rendszer szinergiák érvényesülési lehetőségeit és a tervezési időtávot, de átértékelve a döntési szempontokat is. Az 1. Táblázatban összefoglaltuk azokat a legfontosabbnak tekintett változásokat, amelyek az ellátás megfelelőségét befolyásoló döntések meghozatalában a dereguláció során bekövetkeznek. Korábban az erőmű és hálózatépítési terveket és döntéseket állami jóváhagyással a vertikálisan integrált villamos energetikai vállalatok készítették elő. A deregulációval a döntések fragmentálódnak és a piac szereplői között szétoszlanak. Miközben a termelés területén a verseny élesedése várható, az új kapacitások építésére, a régiek kivonására vagy felújítására vonatkozó döntések profit orientált piaci szereplők kezébe kerülnek. /. Táblázol A termelői és szállítási kapacitások megfelelőségét befolyásoló fontosabb tényezők Múlt
Lehetséges jövő A verseny piacon működő
A tervezés koordináltsága
A termelést és a szállítást
termelők és a reguláit
a vertikálisan integrált
alaphálózatok tervezése
vállalatok együtt
külön történik, a
tervezték.
koordinációt nehezebb megvalósítani. A piaci résztvevők kezében van a termelés
Megfelelőség
Állami jóváhagyással a
oldalán, az alaphálózat
villamos energia rendszer
fejlesztése pedig a
biztosította.
rendszerirányító és a regulator döntése alapján történik.
Árképzés
Merev, kőbevésett árak,
Valós-idejű árak
amelyek kevés hatást
befolyásolhatják a
gyakoroltak a termelés és
termelők kapacitásának
átvitel megfelelőségére
megfelelőségét. Rövid létesítési idejű
Tervezési/építési átfutási Idők
Hosszú erőmű/rövidebb idejű távvezeték létesítés.
termelő egységek, hosszú a távvezetékek létesítésének átfutási Ideje.
A piac és a reguláció szerepe
Az állami szabályzás és a központosított szervezés határozata meg a kapacitás létesítési döntéseket.
2001. 94. évfolyam 10. szám
A piac uralja a termelői kapacitást és befolyásolja a távvezeték építési döntéseket a regulator felügyelete mellett.
Ha a tartalékok csökkenését közvetlenül előidéző okokat vizsgáljuk, akkor az alábbi fejleményekre kell felfigyelnünk: -
az energiaigények növekedése az elmúlt évtizedekben lelassult, bizonytalanná vált, - megfelelő és megbízható piaci jelzések hiányában a befektetők elbizonytalanodnak a befektetések megtérülését illetően, - a független energiatermelők késleltetik létesítési szándékaik nyilvánosságra hozatalát, - megszűnt a termelés és a szállítás integrált tervezése. A továbbiakban azt vizsgáljuk, hogy milyen lehetőségek vannak az igények megbízható kielégítéséhez szükséges fejlesztések befolyásolására illetve a piaci szereplők megfelelő infomáltságának biztosítására.
2. Kötelező vagy a piac által szabályozott tartalékképzés Ebben a fejezetben a villamos energiaellátás megfelelőségének forrásoldali biztosításával kapcsolatban az alábbi dilemmára keressük a választ: -
-
a regulatornak vagy más központi szervezetnek (pl. a független rendszerirányító) szükséges-e előírni a minimális tartalékolási követelményeket vagy az energia és termelő kapacitás versenypiaci értékesítése elegendő feltételeket jelenthet a társadalmilag kívánatos mértékű megbízhatóság fenntartásához.
A két megközelítés közötti különbség úgy is megfogalmazható, hogy a piac képes-e egy inherensen bizonytalan helyzetet hatékonyabban kezelni, mint a sokszor kritizált központosított kapacitás igény tervezés. Az 1. ábra a termelés és fogyasztás egyensúlyi helyzetét mutatja a vizsgált két esetben. A szaggatott vonal a fogyasztói igény változását jelzi az ár függvényében, a lépcsőzetes vonal pedig a rendelkezésre álló termelő kapacitás változó költségét. Olyan verseny piacon, ahol kapacitás felesleg van, a piaci árat általában az igény kielégítéséhez még szükséges, sorrendben utolsó termelő egység változó határköltsége fogja meghatározni. Ha az előírt tartalékkal megnöveljük a kapacitás igényt, akkor az egyensúlyi állapot a változó marginális költség és a fogyasztás igény görbe metszéspontjában jön létre. Ha azonban nincs előírt tartalék és piacon csak kevesebb kapacitás hozzáférhető, a villamos energia ára a változó költségek fölé fog emelkedni. Az emelkedés mértékét a kapacitás díjat a fogyasztói igény árérzékenysége fogja meghatározni. A nagyobb érzékenységű fogyasztói magatartást egy laposabb görbe fejezi ki, ami alacsonyabb kapacitás díjat eredményezhet. A példa egyrészt azt mutatja, hogy kapacitáshiányos esetben sem fog szükségszerűen összeomlani a rendszer, ugyanis az árérzékeny fogyasztás és a termelés egyensúlyba kerülhet, mivel lesznek olyan fogyasztók, akik inkább kikapcsolnak bizonyos terheléseket azért, hogy elkerüljék az ilyenkor fellépő magas árakat. A másik következtetés, hogy a nagy igényű időszakokban az azonnali ár nagyobb lehet, ha nincs előírt kapacitás tartalék. Másképpen kifejezve a minimálisan előírt termelő kapacitás korlátozni tudja az azonnali árakat bizonyos időszakokban. A piaci szakemberek ezt károsnak tartják, mert ezzel értékes piaci árjelzések szűnnének meg. Kézenfekvő, hogy a vertikálisan integrált energiaipar versenypiaci működésre történő átalakulása során a regulator vagy a rendszerirányító bizonyos minimális forrásoldali kapacitás előírásához
329
Villamos energia ragaszkodik és ezt a helyzetet csak fokozatosan építi le a tisztán piaci hatásokon alapuló energia és kapacitás kereskedelem irányába. Felmerülhet a kérdés, hogy célszerű-e a korábban "ökölszabálynak" tekintett tartalékképzési előírásokat továbbra is fenntartani, vagy felváltani a rendszer konkrét jellemzőin alapuló elemzések szerinti rugalmasabb követelményekkel és ezek milyen előnyökkel fognak járni a piaci szereplők és a fogyasztók szempontjából. Modell vizsgálatok feltárták, hogy a költségek és az ár szempontjából "optimális" tartalék egy sor paraméter (pl. kapacitás összetétel, tüzelőanyag ár, a fogyasztók árérzékenysége) függvénye l\l. Az optimálisnak tekintett tartalék viszonylag széles tartományban megközelíthető (2. ábra), ugyanakkor ennél lényegesen kisebb vagy nagyobb mértékű tartalék esetén a költségek és árak nagyon megnövekednek. Nagyon alacsony tartalék esetén a kiesett energia ára magas, a skála másik végén a nagy többlet kapacitás fenntartása okozza a költségek és az árak növekedését. Látható, hogy a tartalék kapacitás növekedésével az energia ár jelentősen csökkenhet, de a kapacitás díj nagy mértékű növekedése ezt a csökkentést meghaladhatja. így az energia piaci és a fogyasztói ár szétválik egymástól, ami csökkenti az energiapiac hatékonyságát. Az előírt kapacitás tartalék növekedésével az üzembe helyezett új kapacitások növekednek. Ezek 10%-nál kisebb előírt kapacitás tartalék esetén valószínűleg gáztüzelésű kombinált ciklusú blokkok, amelyek kiemelkedő hatékonyságuk miatt a kapacitás növelési arányuknál nagyobb arányban fognak részt venni az energia termelésben. 12.1 Ha az előírt tartalék teljesítmény 10% fölé emelkedik , akkor valószínűleg nyílt ciklusú gázturbinákkal kell kielégíteni a magasabb tartalék igényeket, mivel az alacsony kihasználtság miatt ezek olcsóbb létesítési költsége fog kedvezőbb elbírálást eredményezni (3. ábra). Ha nincs előírt kapacitás tartalék követelmény akkor a fogyasztók árérzékenysége fogja befolyásolni a rendelkezésre álló tartalék nagyságát illetve a villamos energia árát (4. ábra). Az árérzékenység mértékét az 1% áremelkedéshez tartozó százalékos fogyasztói igény csökkenéssel jellemezzük. A 4. ábrából látható, hogy a rendszerszintű tartalékok nagysága és a villamos energia ára jelentősen csökkenhet egy bizonyos, nem túl jelentős mértékű (0,04) árérzékenység felett. Az árérzékenység 0,04-es mértéke például elérhető úgy is, hogy a fogyasztók 20%-nak az árérzékenysége 0,2 ami azt jelenti, hogy elegendő, ha a fogyasztók egy része mutat árérzékenységet. Szükséges megjegyezni, hogy a 2. és 4. ábrákkal elsősorban a változások tendenciáját kívántuk bemutatni a számszerűségek a modell vizsgálat adott paraméter választékára jellemzőek/l./. A két ábra összehasonlításából megállapítható, hogy a piaci tartalék képzés elegendően nagy árérzékenység mellett az előírt kapacitás tartalék esetében csak az "optimális" esetben elérhető alacsony árszínvonalat képes biztosítani. A megbízhatóság oldalán állók az előírt tartalék beépített teljesítmény követelmény fenntartását szorgalmazzák, mert: - ez biztosítja, hogy elegendő termelő kapacitás legyen, - egy olyan módszer, ami már bevált a múltban, - csökkenti a villamos energia árának volatilitását, - megvédi a fogyasztókat, - a tartalék képzéssel kapcsolatos externáliák fenntarthatok, - a megbízhatóság közérdek, ami nem bízható teljesen a piac résztvevőinek önérdekére, - nagy a bizonytalanság arra vonatkozóan, hogy mikor és mennyi fogyasztó fogja csökkenteni fogyasztását a nagyon magas azonnali árak miatt és ezzel hozzájárulni a fogyasztói oldalról a megbízhatóság fenntartásához, 330
-
a nagy kiesések költsége olyan nagy, hogy nem érdemes kockáztatni a kisebb áram árak érdekében. A piac konform megoldás hívei fontosnak tartják hangsúlyozni, hogy ebben az esetben: - az elégséges mértékű forrásoldali kapacitást a fogyasztók árérzékenysége határozza meg, - az ár volatilitása lényeges jelzéseket küld a termelőknek és a fogyasztóknak, hogy mikor és mennyi áramot fogyasszanak illetve termeljenek, - elegendő ha a terhelés kis hányada árérzékeny az igény és a termelés egyensúlyának helyreállítására illetve a kötelező tartalék képzés elhagyására, - a befektetési és üzemeltetési döntések egyaránt piaciak, - a fogyasztók részvétele motivált a megbízhatóság biztonságában, - kisebb átlagos árak fognak kialakulni, - elkerülhetők az abból eredő problémák, hogy a központosított kötelező tartalék előírás sokszor hibás mértékű lehet, mivel nem veszi figyelembe a valós körülményeket (pl. a tényleges termelő egységeket, a terhelési görbéket vagy az árrugalmasságot). - az ellátás megfelelősége egyéni haszonban realizálódik. Az érvek/ellenérvek összevetése alapján megelőlegezhető az a következtetés, hogy hosszútávon a piaci alapú tartalék képzés a megoldás, de ehhez szükséges a piaci hatások torzítatlan érvényesítése, ami jó regulációt és hatékony piac felügyeletet feltételez. A forrásoldali kapacitások rendelkezésre állása ugyanis nemcsak a befektetők jól informált döntéseitől függ, de a rendelkezésre álló kapacitások visszatartása is megtörténhet a piac erőfölénnyel történő visszaélések eredményeként is mindaddig, amíg a megfelelő fogyasztói árérzékenység nem érvényesülhet.
2000
4000
StOO
(000
10000
12OW
14O0O
tapKlM*[MWl
1. ábra A piaci ár alakulása előírt kapacitás tartalék nélkül illetve megléte esetén
3,Z
2. ábra Előírt tervezési tartalék az üzemi tartalék (%) Az ár és a költség alakulása az előírt tervezési tartalék függvényében
ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia lemző a piacnyitásra, de az információ technológia szerepének változása, bővülése is. Sokszor úgy is fogalmaznak, hogy éppen többek között az információ technológia fejlődése nyitotta meg az utat a deregulációhoz (2. táblázat). Az átmeneti időszakban a helyzetet bonyolítja, hogy egymás mellett fog működni a hagyományos közüzemi szolgáltatás és a szabadpiaci energiakereskedelem, amelyeknek alapvetően eltérő az adathozzáférési igényük. Megállapíthatjuk, hogy valamennyi érdekelt közös igénye viszont az adatszolgáltatási terhek csökkentése, de ugyanakkor minden szereplő szeretne idejében olyan információk birtokába jutni, amelyek a döntéshozatalát megkönnyíthetik és biztonságosabbá tehetik, de amelyeket saját magáról esetleg soha sem hozna nyilvánosságra, A tranzakciók számának és komplexitásának növekedésével nemcsak a kereskedelmi, de a megbízhatósági szempontok is rendkívül megnövelik az automatikusan kezelendő információ mennyiségét. Míg az információkat bizalmas kezelésük esetén a piaci résztvevők hajlandók a megbízhatóság koordinálásával foglalkozó szervezetek) rendelkezésére bocsátani, addig mereven elzárkóznak az üzleti szempontból érzékeny részük nyilvánosságra hozatalától. A várhatóan 2002 őszétől az Egyesült Államokban bevezetésre kerülő új, lényegesen bővülő képességekkel rendelkező OASIS (Open Access Same-Time Information System) kidolgozása során a piaci szereplők nagy többsége ellenezte például a blokkok rendelkezésre állására vonatkozó valós idejű és jövőbeli információk nyilvánosságra hozatalát. 13.1 Az OASIS II. az első változattól eltérően sokkal több funkciót fog megvalósítani eredeti fő funkciója, a távvezetéki szabad hozzáférés biztosítása mellett.
twépKMt taljHttminy [MVY]
3. ábra
o,D4
ci'-
o,oe
0,10
4. ábra Ámigalmasság Tervezési tartalék és az ár az ámigalmásság függvényében
3. Az információk szerepe a helyes piaci működés kialakulásában Az előzőekben láttuk, hogy a dereguláció előnyei csak akkor tudnak érvényesülni, ha a piac működése nem torzul és a piaci szereplök a megbízható döntésekhez szükséges információkkal rendelkeznek. Ebben a fejezetben azt vizsgáljuk, hogy a piaci verseny feltételei között a szereplők információ igényei és üzleti titkainak védelme együttesen hogy elégíthető ki. Az információ gyűjtés és szolgáltatás kiemelt szerepére utal az is, hogy az Európai Unió terveiben a villamos energia piacra vonatkozó direktíva tovább fejlesztésében hangsúlyosan szerepel: - a termelés és fogyasztás egyensúlyának folyamatos figyelése, - a jövőbeli igények prognosztizálása, - a tervezett és építés alatt álló kapacitások regisztrálása, - a piaci verseny folyamatos felügyelete. A piaci működés átláthatóságának biztosítása a folyamatok összetettsége a miatt egyre több információt igényel. Ennek következtében a piacnyitás során az információ forgalom drámai növekedésére számíthatunk (5. ábra). Természetesen egyidejűleg számítani kell arra, hogy a piaci szereplők érzékenysége a kényes üzleti információk bizalmasságát illetően is jelentősen erősödni fog. Nemcsak a szükséges információ mennyiség rohamos növekedése jel2001. 94. évfolyam 10. szám
A szakmai vélemények erősen megoszlanak a hatékony piaci működéshez szükséges információk köréről. Az ajánlások kidolgozása során néhány alapvető szempont kikristályosodott: - likvid, hatékony versenypiachoz átlátható információs feltételek szükségesek, - a villamos energiapiacok gyakorlati okokból nem képesek mindig a tőlük elvárt ideális módon működni, - biztosítani kell a piaci erőfölénnyel történő visszaélések megelőzését illetve kiszűrését, - a termelő egységekre vonatkozó információk felett a tulajdonosok rendelkeznek, - a villamos energia rendszer megbízható működése a termelő egységek tulajdonosainak is érdeke, ezért a bizalmasan kezelt megbízhatósági célú információ szolgáltatásban részt fognak venni, - más területeken eredményes és likvid piaci működés alakulhatott ki az egyes szereplők termelési kapacitásaira vonatkozó érzékeny információk nyilvánosságra hozatala nélkül (pl. földgáz ipar) A lehetséges érdekütközések és a megoldáshoz vezető stratégiák áttekintése érdekében a 3. táblázatban feltüntettük a piac szereplőinek érdekeit és az ezek kezelésére ajánlható módszereket. A táblázat nem csupán terjedelmi okokból nem lehet teljes, hanem azért sem, mert az érdekek tisztázása és a megoldások keresése világszerte folyamatban van és naponta újabb szempontok és érvek válnak ismertté. Ennek ellenére szándékunk szerint a táblázat alkalmas a legfontosabb jellegzetességek és ellentmondások bemutatására és az alkalmazható stratégiák lehetőségeinek illusztrálására. Az áttekintést nagyon leegyszerűsítve a szereplők négy típusára a termelőkre, befektetőkre, a felügyeleti és érdekvédelmi szervezetekre végeztük el. A felügyeleti szervek közé soroltuk ebben az összeállításban például a regulatort a különböző érintett állami szer331
Villamos energia vezetéket, az érdekvédelmi szervezetek közé pedig a fogyasztói és környezetvédelmi szervezeteket. Az egyes szereplő típusok igényei közül csak néhányat emeltünk ki, a titkosítási követelményeknél pedig azokat, amelyekkel kapcsolatban a legérzékenyebb reagálásokat tapasztaljuk. Kiemelkedően fontos szerepe van a hatékony verseny kialakulásában a piac felügyeleti szervezetnek. A piaci események követése és folyamatos elemzése szükségessé teszi, hogy a felügyeleti szervezet hozzáférhessen az üzemeltetési, fejlesztési, kereskedelmi és társasági információkhoz. A piaci és kereskedelmi működés felügyeletének feladata az erőfölénnyel történő visszaélések kiszűrése illetve megelőzése, az átláthatóság és a diszkrimináció mentesség ellenőrzése valamint a piaci áralakulások tendenciáinak feltárása. Az információs gazdaságban a kiélezett verseny és az erőfölényre törekvés közötti határvonal gyakran alig észrevehető módon jelentkezik. A sokoldalú és eddig nem kezelt problémák megoldási lehetőségeinek felmérésekor tekintetbe vettük, hogy a reguláit villamos energia ipar nagyon magas színvonalú információs rendszert alakított ki, amelynek egyes eljárásai az új körülmények között is hasznosíthatók. Új elemnek tekintjük a piaci működéssel kapcsolatos információk kezelését, amely az egyes szereplők szempontjából eltérő szabályzást igényel. Tekintettel a problémák összetettségére és az érdekviszonyok szétválasztásának nehézségeire a végső megoldás valószínűleg csak több stratégiai elem keverékeként állítható elő.
3. Táblázat A iriUAW
I >
™ EinmnwMinMtojBt
• uftmVWM WtotgVi • nuMánfc • UmA v m u M l t * • ptrcOHtKH* < tffllUtfAt M M *
' UHttép* ' i*4#*z*n ült ' iHfttdH UNnirv
-
mutgHiiv
• VMUldlHHtt
• m t * piac* u n ^ t e r *
t t f u g KLiK* mvgMhHCvtgl jthvh
•nittumv UVWMtU 1 VWHHr
vonakiúiú DÉfiWyfln
1 KOAMMÍ U w 4 l i
MWIMIIIIIIIH>M..« MHNH
AMfetxUgl
Kompom u n g a
Összefoglalás A villamos energia ellátás megbízhatóságának fenntartásában fokozatosan egyre inkább a piac konform módszerek kerülhetnek előtérbe, abban az esetben, ha a piaci működés képes lesz a megfelelő jelzéseket produkálni a termelők és a fogyasztók felé. Ahatékony piaci működés jó szabályzást, eredményesen működő piacfelügyeleteket és jól informált döntéshozókat feltételez. Ehhez olyan információs szolgáltatásokat kell biztosítani, amelyek nemcsak a szereplők érdekeit, de üzleti érzékenységét is kezelni tudják.
Irodalomjegyzék 1. Hirst E., Kirby B., Hadley S: Generation and Transmission Adequacy in a Restucturing U.S. Electricity Industry, Edison Electric Institute, Washington DC. 1999. June. 2. Voss A.: The Ability of Various Types of Power Generation to Compete on the Liberalized Markét, VGB Power Tech 2001. No. 4., p. 27-31. 3. North American Reliability Council: Electronic Scheduling Collaborative Vision Statement, Jan. 2001.
- TÁJÉKOZTATÓ -
A harmadik évezred kihívásai az elektrotechnikában •1
0
reguláit energia rendszer
kétoldalú szerződések
áram kereskedés
+2
tőzsdei kereskedelem
+3
5. ábra A villamos energia rendszer működéséhez szükséges információ mennyiség időbeli növekedése
Egyesületünk a DÉDÁSZ Rt. szakmai közreműködésével ez évben 48. alkalommal rendezi meg az elektrotechnikai és energetikai szakemberek egyik legnagyobb létszámú hazai rendezvényét 500 fS résztvevővel és 42 kiállító céggel Siófokon a Hotel Ezüstpartban.
2. Táblázat Az információ technológia feladatainak változása Fejlődési szakasz
Stratégia
Tervezés
Üzleti folyamatok
IT szerepe
Reguláit
Államilag szabályozott
Hosszú távú koordinált
Költség gazdálkodás
Elszámolás és fogyasztói kapcsolatok, távlati tervezés
Privatizált
Kereskedelmi stratégia
Rövidtávú
Költség csökkentés
Üzleti folyamatok korszerűsítése
Kockázat alapú
Kompetitív szervezetek, összeolvadások, költség csökkentés
Fogyasztási szolgáltatások korszerűsítése, Web alapú szolgáltatások
Liberalizált
332
Folyamatos alkalmazkodás
Magyar Elektrotechnikai Egyesület XLVm. Vándorgyűlés - Konferencia és Kiállítás Siófok, 2001. október 10-12. Mottó: "A választás szabadsága - lehetőségek és kockázatok"
A plenáris ülésen 22, míg szekció üléseken 58 előadás hangzik el. Az előadások főbb témakörei: kihívások a villamos energia, gép-készülék és szerelőiparban, valamint a műszaki értelmiség kitörési lehetőségei. Kalifornia "szindróma", új villamosenergia-törvény, liberalizáció a termelő, szállító és szolgáltató cégek szemszögéből, rendszerirányítás és az ellátás biztonsága, automatizálás, informatika, megújuló energiaforrások, energiahatékonyság, új korszerű megoldások, villamos fogyasztóberendezések, új technológiák, szabványosítás és az EU integráció, ethemet és WEB technológia, stb. A rendezvény előadói: GM, MVM Rt. MAVIR Rt., MEH, erőművek, áramszolgáltatók, nagyfogyasztók, gyártó és szerelő cégek, egyetemi, továbbá USA-ból, Franciaországból, Németországból érkező szakemberek. A Vándorgyűlésen adjuk át az Egyesület Diplomaterv és Szakdolgozat Pályázat díjait. A kapcsolódó kiállítást a résztvevőkön túl a nagyközönség is megtekintheti.
ELEKTROTECHNIKA
PR cikk
Az ÉDÁSZ Rt. Derkovits 20/10 kV-os transzformátorállomásának védelmi rekonstrukciója Az ÉDÁSZ Rt. Szombathely Derkovits utca 20/10 kV-os transzformátorállomás védelmi rekonstrukciójának kivitelezésére az idei év tavaszán került sor. Az alállomás 1969-ben épült és az elmúlt év végéig néhány 10 kV-os megszakító cseréjétől, illetve a földzárlatvldelem átalakításától eltekintve az eredeti kiépítésben működött. Valamennyi leágazás védelme elektromechanikus kivitelű egyedi elemekből készült. Az elmúlt két évben több üzemzavar is a bizonytalanul működő védelmek rovására volt írható, így elkerülhetetlenné vált a felújítás.
Az alállomásről és környezetéről általánosságban A Derkovits 20/10 kV-os transzformátorállomás 2 db 10 MVA-es transzformátorral, a 10 kV-os oldalon hosszan-foldelt csillagponttal, kezelőszemélyzet nélkül üzemel. A10 kV-os oldalról induló leágazások mindegyike sugaras kábel-leágazás. A két transzformátor közül csak egy van állandó üzemben, míg a másik hidegtartalék. Az alállomás három 20 kV-os betáplálással rendelkezik, melyek közül folyamatosan csak egy van bekapcsolva, a másik kettő tartalék. Az üzemzavari átkapcsolást VTA automatika végzi. Az alállomás mindhárom 20 kV-os betápláló vonala a Vépi út 120/20 - 20/35 kV-os transzformátorállomás 20 kV-os légvezetéki gyűjtősínjéről indul, ahol ezen leágazások védelme elektronikus (a Derkovits 20 kV-os leágazás esetében digitális) kétfokozatú tűláram-idő védelem, zérus sorrendű kiegészítéssel. A Derkovits 20 kV-os vonalra a Távhő gázmotoros generátorai is rátáplálnak. Fontos tény, hogy a Derkovits 20/10 kV-os transzformátorállomásról ellátott fogyasztók száma normál üzemállapotban meghaladja a 7000-ct, eltérő üzemállapot esetén pedig ez a szám akár meg is duplázódhat.
A védelmi felújítás terjedelme 1. Betápláló 20 kV-os vonalak (3 db) A betápláló 20k V-os vonalak mindegyikére egy-egy Sepam 2000 B04 típusú védelem került felszerelésre. Feladatuk a 20 kV-os gyűjtősín védelme és a transzformátorok 20 kV-os túláramvédelmének fedővédelmi funkciója mellett a mezőgép-funkció ellátása, továbbá a VTA-hoz szükséges jelzések egy részének biztosítása. A VTA és ETRA funkcióját egy Sepam 2000 R09 típusú, két ETOR kártyával bővített készülék oldja meg. Az automatika három 2001. 94. évfolyam 10. szám
vonalra csúszó prioritással is működtethető, de bármelyik vonal kitiltása is megoldható. A 20 kV-os kapcsolótér és a 10 kV-os toksor egy része nem alkalmas a védelmek elhelyezésére, így azok a vezénylőben, illetve a 10 kV-os kapcsolótérben elhelyezett szekrényekbe lettek beépítve 2. Leágazó 10 kV-os vonalak védelmi felújítása (7+ 6 db) A védelmi készülékek a 10 kV-os kapcsolótér fémtokozott kapcsoló-berendezéseinek kisfeszültségű cellafülkéjébe (7 db), valamint szekrénybe (6 db) kerültek telepítésre. A védelmek háromfázisú kétfokozatú zárlatvédelemmel, zérus sorrendű földzárlatvédelemmel, valamint kétlépcsős visszakapcsoló automatikával rendelkeznek. A feladat megoldására Sepam 1000+ S20 típusú készülékek kerültek beépítésre, melyek az alábbi kiegészítőket tartalmazzák: MES 114 - bővítő modul plusz 10 db bemenetet és 4 db kimenetet biztosít DSM 303 - LCD kijelző egység ACE 949 - RS485 kommunikációs adapter. Az egyenáramú gyűjtősín védelmi lánc nem a hagyományos bontóérintkezőkkel került kivitelezésre, hanem a vonali védelem indulásakor pillanattal záró érintkezőre épített tiltás alapján működik (A felsőbb szint védelmét tiltja). A beragadás védelem szerepét a felsőbb védelmi szint tiltás mellett is működőképes fokozata tölti be. A leágazások mindegyike sugaras kábelhálózatot lát el. A leágazásokba telepített áramváltók primer névleges áramából következően a megfelelő érzékenységŰ zérus sorrendű földzárlatvédelem kialakításához CSH 30 típusú közbenső áramváltók kerültek beépítésre. 3. Transzformátorok védelmi felújítása (2 db) A védelmi készülékek a vezénylőben, transzformátoronként önálló szekrényekbe lettek telepítve. Az új védelmek a külső védelmek kioldóimpulzusainak fogadására és feldolgozására is alkalmasak, így azok a mezőgép-funkciót is ellátják. Az alábbiakban felsoroljuk a megvalósított védelmi funkciókat és az azokat biztosító készülékeket.: differenciálvédelem : Sepam 2000 D22 20kV-os oldal túl áramvédelem a Tr. Buchholz és hőmérséklet védelme : Sepam 1000+ T20 1 Ok V-os oldal tűláramvédelem 335
Hírek 10kV-os oldali földzárlatvédelem csillagpont képző és házi üzemi transzformátor túláramvédelem lOkV-os oldali visszakapcsoló automatika : Sepam 2000 S02 hosszúföld ellenállás hőfokvédelem, +
földzárlati fedővédelem
: Sepam I000 S20
feszültségszabályozó automatika
: DTSZ
70 éves az első villamosenergia-törvény 1931. július hó 5-én hirdettek ki "A villamos energia fejlesztéséről, vezetéséről és szolgáltatásáról" szóló 1931:XVI. törvénycikket, amelyet szakmai körökben gyakran villamosenergia-törvénynek, villamossági, elektromossági törvénynek neveztek, ill. neveznek.
4. Mérőváltók cseréje A 10 kV-os leágazások áramváltói elavult AL típusok voltak, így azok korszerű műgyanta áramváltókra lettek lecserélve.
A VILLAMOS ENERGIA FEJLESZTÉSÉRŐL, VEZETÉSÉRŐL ÉS SZOLGÁLTATÁSÁRÓL SZÖLÜ
5. Szekunder installáció felújítása Az előzőekben leírt védelmi átépítés, felújítás végrehajtása során
1931: XVI. TÖRVÉNYCIKK
a szekunder huzalozás cseréje, sorkapcsok beépítése is elkerülhetetlen volt. 6. Irányítástechnikai rendszer előkészítése A Sepam védelmi készülékek két RS485 -ös adatvonalon, a két
HIVATALOS KIADÁS
DTSZ automatika pedig optikai hurkon keresztül kommunikál az alállomásba telepített PROFIELD-H fejgéppel. A fejgépben legyüjtött adatállomány tesztelése megtörtént, de annak továbbítása az
Föbiiományoa: KOKAt LAJOS kanyvteceBltedése [Budipest, IV. Kamcnnuyer Károly-utca X n 1
ÜIK felé illetve annak helyi megjelenítése jelenleg nincs kiépítve.
A helyszíni kivitelezés és üzembe helyezés utáni tapasztalatok összegzése ASepam 1000+ gyári applikációs javaslatában csak a " K I " kör ellenőrzése megoldott, de a szekunder huzalozás egyszerű átalakításával mind a "BE " mind a " K I " kör ellenőrzése megoldásra került. A transzformátor differenciál védelem üzembehelyezése során a Sepam 2000 D22 zavarírójából jól hasznosítható információk nyertők ki, az üzembe helyezés szakszerű, hatékony, gyors elvégzéséhez. Az alállomásban korábban üzemelő VTA két betáplálási vonal közti átkapcsolásra volt alkalmas. Az új automatika csúszó prioritással kezeli mindhárom betáplálási vonalat, iránykijelöléssel rendelkezik, illetve a kitiltás is megoldható. Az automatika előnyös tulajdonságaként kell még megemlíteni, hogy a PLC program az új igények illetve azok változása esetén egyszerűen paraméterezhető vagy esetlegesen módosítható. Az alállomás primer és szekunder berendezéseit tekintve változatos képet mutat, de az alkalmazott védelmi- és irányítástechnikai készülékek illesztése egyszerűen megvalósult. Az üzembe helyezett védelmi- és irányítástechnikai készülékek egységes rendszert alkotnak. Gitbis László 336
B U D A P E S T , 1931 AZ ATHENAEUM muiW.Ml ÉS NYOMDAI ll.-T. NYOMÁSA
Az első tervezettől számítva (1910) húsz év kellett a törvény megalkotásához. Micsoda eseménydús kor ez! Világháború, forradalmak, összeomlás, trianoni békeszerződés, világgazdasági válság! A felsoroltak mindegyikének volt valaminő hatása a törvénykezésre, de a trianoni szerződés következményei lehetetlenné tették a korábbi energiapolitika folytatását. Egyrészt azért, mert az ellátási terület (az ország területe) egyharmadára csökkent, másrészt az ország energiahordozóinak állománya drasztikus mértékben megváltozott. Vízierőink 94%-a, a szénvagyonunk 60%-a, erdőterületünk 80%-a más országok birtokába került, szintúgy az erdélyi és muraközi földgáz- és olaj lelőhelyeink. A villamos törvénykezés gyorsítását számos objektív tényező indokolta. Kezdetben a villamosenergia-szolgáltatásnak jellegzetessége volt a helyi (ipartelepi, városi, községi) termelés és felhasználás. Ez fokozatosan alakult át a fogyasztói kör helyi bővülésével (pl. közvilágítás), később a szomszédos települések ellátásának (regionális hálózatok) igényével. Nagyon sok tényező nehezítette az átalakulást, közvetve a törvénykezést, többek közt az áramfejlesztő telepek rendezetlen tulajdonviszonyai, heterogén villamos jellemzői (feszültség, áramnem, periódusszám), hiteles adatok átfogó hiánya (villamos művek statisztikája), az áram-, ill. hálózatrendszerek "összevisszasága". 1918 vette kezdetét a törvénykezés újabb fordulója ugyanis: "A kereskedelemügyi miniszter (1917. végén) arról értesítette a Magyar Elektrotechnikai Egyesületet, hogy megbízást adott Stark LiELEKTROTECHNIKA
Hírek pót okl. gépészmérnöknek, a Székesfővárosi Elektromos Művek vezérigazgatójának, Jakobovits Dániel okl. gépészmérnöknek, a Magyar elektrotechnikai Egyesület főtitkárának és dr. Vikár Géza ügyvédnek, a Magyar Elektrotechnikai Egyesület jogtanácsosának, hogy a villamos áram termelésével, elosztásával és értékesítésével kapcsolatos jogviszonyokat szabályozó törvényjavaslat tervezetét készítsék el és egyúttal oly munkaprogramot terjesszenek a miniszter elé, amely az államkormányzat részéről szükséges és célravezető intézkedéseket tartalmazza, melyek a villamos áram igénybevételének minél szélesebb körökben való elterjedését biztosítani alkalmasak." A villamos törvénykezésben a tudomány, az elektrotechnikai ipar és a műszaki közigazgatás neves személyei működtek közre: Deutsch Lajos, de Chatel Vilmos, Farkass Kálmán, Haidegger Ernő, Hoór-Tempis Mór, Kandó Kálmán, Kolossváry Endre, Pfeifer Ignácz, Plósz Pál, s. Pöschl Imre, Söpkéz Sándor, Stromszky Sándor, Verebély László, Zipernowszky Ferenc, Zipernowsky Károly és még sokan mások. Említést érdemel, hogy valamennyien több nyelven beszéltek és törvénykezés tekintetében is ismerték a nemzetközi- pl. francia, német, osztrák - gyakorlatot. 1920-at követően egy időre a törvénykezés némileg újból háttérbe szorult. Az anyagi és szellemi erőforrásokat a szétzilált nemzetgazdaság helyreállítására, majd a bethleni konszolidáció energiagazdálkodási célkitűzéseinek megvalósítására kellett fordítani. Az erőfeszítések egyébként nagy eredménnyel jártak. A nemzetgazdaság a világgazdasági válság megérkeztéig (1929) erőteljesen fejlődött és meghaVerebély László ladta az utolsó békeév -1913 - teljesít1883-1959 ményét. A villamosenergia-ipar eredményei szintén (Haidegger Ernő: Magyarország energiagazdasága. Elektrotechnika 193I.májushó 15-i 9-10 száma) kimagaslóak voltak. A közhasznú villamos telepek száma 1920-i 151-ről 219-re emelkedett. A közhasznú telepek teljesítőképessége 62%-kal, termelése több mint kétszeresére növekedett. A nagyfeszültségű vezetékhálózat 8-10 év alatt megtízszereződött és az 1920. évi 202 település helyett 1928-ra470 település volt villamos energiával ellátva. Hermann Miksa kereskedelemügyi miniszter - műegyetemi tanár, a MEE 25. jubileum rendezvényen 1929-ben ekként nyilatkozott: "A magyar elektrotechnikai ipar - mondotta többek között a miniszter - olyan jó hírnevű és oly elismert külföldön, hogy annak érvényesülési lehetőségeit nem szabad korlátok közé zárnunk. Az energiagazdálkodás problémájának - mint egyik legfontosabb gazdasági kérdésünknek - megoldása, a magyar elektrotechnika új útját nyitja meg és ezért a készülő villamosságügyi törvénytől az ország hatalmas gazdasági eredményeket várhat." A villamosenergia-törvény végleges változatának megszületésében meghatározó szerepe volt a sokoldalú tudású, felejthetetlen emlékű Kandó Kálmánnak. Zelovich Kornél akadémikus, műegyetemi tanár akadémiai emlékbeszédében ebbéli munkásságát így méltatta: "A felsőház közgazdasági és közlekedésügyi, valamint pénzügyi bizottságában mint a villamos energia fejlesztéséről, vezetéséről és szolgáltatásáról szóló törvényjavaslatunk előadója klasszikus példáját adta a pártatlan, csupán a közjó előmozdítására irányuló munkásságának. Hirtelen bekövetkezett elhunyta (1931. január 13.) mi-
2001. 94. évfolyam 10. szám
att el nem mondott beszédének tervezetéből, amelyben kifejti, hogy "
OLVASÓI LEVÉL Az Elektrotechnika júliusi-augusztusi számában olvasva a268-ik oldalon a "Felhívás és tájékoztatás szerzőink részére" c. írást a lap tartalmával összevetve meg kell állapítanom, az hogy "ma már mindenkinek megadatik, hogy számítógéppel szerkesztett anyagot küldjön, az alkalmazott program bármi lehet. A nyomda korszerű berendezése minden ma élő programot képes kezelni" nem biztos, hogy jót tesz a lapnak. A cikkeket és a bennük lévő adatokat ellenőrző szakszerkesztők közreműködésére ezután is szükség lesz. Vannak olyan hibák amit a komputer is ki tud szűrni, ha nemcsak szövegszerkesztő van benne. Ilyen a 267 oldalon Dr. Bencze János cikkében fordul elő, ahol azt írja a hibrid hajtású autóról: 1496 cm3 hengerűrtartalom 28 LE/ 4000 fordulat - teljesítmény 105 Nm/ 4000 fordulat - nyomaték A másfél literes motortól, ha környezetbarát is kevésnek tűnt a 28 lóerő, a nyomatékból kiszámolva már helyes értéket 58 lóerőt kapunk. •** A világ energiaképe 2020-ig (247. oldal) már nemcsak adataiban, de miután Bush lett az USA elnöke koncepciójában is hibás. Egy adathibás mondat: A világ olajigénye 2010-ben 96 millió hordó/év, 2020-ban 115 millió hordó/év lesz. Miután a szerző dr. Poós Miklós nem tette hozzá, hogy oliva vagy étolajban érti ami 6 milliárd ember számára fejenként évi két és fél litert jelent. Ez igaz lehet ott ahol az állati zsiradékot, vagy a teljesen kolszterinmentes étrendet preferálják. Az autóknak ebből még nem jut. Példáim arra vonatkoznak, amit egy jó szemű mérnök olvasó-szerkesztő mélyebb tudás nélkül is képes kiszűrni. Tisztelettel: Pálos László az MEE tagja
337
Villamos fogyasztó berendezések
Felharmonikusok zavaró hatása az erősáramú vezetékhálózaton Dr. Dán András Bevezetés A villamosenergia - amint azt napjainkban tudatosítják a fogyasztókban -piacon értékesíthető árú. Az árú árában a minősége is megjelenik. így van ez a villamosenergia esetében is. Főbb minőségi mutatói: frekvencia, feszültség lassú változása, feszültség jelalak, feszültség gyors változása, feszültségletörés- túllendülés, feszültség kimaradás, aszimmetria. A mutatók összeférhetŐségi és tervezési értékeit különböző feszültségszinteken szabványok rögzítik. Ugyancsak szabványok rögzítik a mutatók mérési módszereit és a mérőműszerekkel szemben támasztott követelményeket. Az eladó és a vevő közötti szerződés kitér a villamosenergia minőségét biztosító kérdésekre is, többek között arra, hogy mit garantál az eladó (áramszolgáltató) és mit vár el a vevőtől (fogyasztótól). A villamosenergia ugyanis olyan árú, amelynek fogyasztása közben az eladó és a vevő folyamatosan kapcsolatban állnak egymással a csatlakozási ponton keresztül és a vevő fogyasztói feszültség-áram karakterisztikája visszahat az eladó által szolgáltatott árú minőségére. Napjainkban a villamos energia fogyasztói összetételében jelentős változás van folyamatban. Ez a változás megfigyelhető az ipari, a kommunális és a világítástechnikai jellegű berendezéseknél egyaránt. A változás egyrészt az ún. információ technológia (IT) köréhez tartozó berendezések szinte hihetetlen mértékű elterjedésének köszönhető, másrészt az energiatakarékos fogyasztói berendezések térhódításának. A fogyasztói struktúra változása visszahat a villamos energia minőségi mutatóira és olyan mutatók válnak fontossá, amelyekkel eddig nem kellett foglalkozni (pl. a rövid idejű feszültség lehúzás). Az tíj típusú berendezések valamennyien u.n. nemlineáris terhelések (szinuszos feszültségre kapcsolva, nemszinuszos áramot vesznek fel), amelyek nagy mértékben visszahatnak a hálózatra, befolyásolva a villamosenergia minőséget. A visszahatást illetően különösen jellemző a nemlineáris fogyasztók felharmonikus áram termelésének következtében a táphálózatba visszainjektált harmonikus áramok által a csatlakozási pontban okozott feszültségtorzulás. Kisfeszültségű, kis teljesítményű fogyasztókra (In < 16A illetve I n<70A) szabványok rögzítik a megengedett harmonikus áramokat. Nagyobb teljesítményű kisfeszültségű fogyasztók esetében, valamint közép és nagyfeszültségű ipari fogyasztókra nézve az áramszolgáltatók külön megállapodást kötnek a fogyasztók számára megengedett harmonikus áram betáplálást (termelést) illetően. Jelen cikkben a fent felsorolt minőségi jellemzők közül a nemlineáris fogyasztók által keltett harmonikusok hálózati hatásaival foglalkozunk. Mielőtt azonban rátérnénk a harmonikusok ismertetésére, az alapharmonikus feszültségesést definiáljuk. Dr. Dán András docens. Budapesti Mllszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosművek Tanszák, MEE tagja (a 2001. évi Vándorgyűlés előadása)
338
A feszültségesés egy US feszültségű táppont és egy UR feszültségű fogyasztói pont között a következő összefüggéssel definiálható: AU = US-UR vagy százalékosan %
AU =
u
u
-- *w u.
ahol US, UR és Un abszolút értékek és fázisfeszültségek. A feszültségesést általános esetben a AU=1WRH+IMXH összefüggéssel (hosszirányú feszültségesés) közelítjük, ahol az RH és XH a hálózat impedanciájának ohmos és induktív része, IW és IM a fogyasztói áram hatásos és induktívnak feltételezett meddő komponense. Az alapharmonikus feszültségesés számításánál egyfázisú fogyasztó esetén a ZF + ZN hurok impedanciát kell figyelembe venni, míg szimmetrikus háromfázisú fogyasztónál a ZF fázisimpedanciát. Az MSZ EN 61000-3-1 szabvány a kisfeszültségű fogyasztók hálózati visszahatásának vizsgálatához a fázisvezetőre ZF = 0,24+j0,15Ohm,anullavezetőre ZN = 0,16+j0,l Ohmimpedanciát ad meg 50 Hz-en. A harmonikus áramok is feszültségesést okoznak, amelynek számításakor a hálózat harmonikus impedanciáját kell figyelembe venni.
1. Harmonikusok keletkezése Mint említettük, az IT berendezések nemlineáris fogyasztók és harmonikusukat keltenek. Hogy jobban megvilágítsuk a kérdést, példaképpen az 1. ábrán egy színes televízió áramfelvételének időfüggvényét és ennek Fourier spektrumát mutatjuk be. Az ábrán látható, hogy a szinuszos feszültségre kapcsolt televízió árama periodikus ugyan, de nem szinuszos, illetőleg nem adható meg egyetlen frekvenciájú szinuszhullámmal. Az ilyen jellegű időfüggvények az úgynevezett Fourier sorral jellemezhetők. Altalános esetben végtelen számú szinuszos és koszinuszos tag összegével adható meg egy periodikus időfüggvény. Az 1. Ábrán a spektrumvonalak a Fourier sor növekvő frekvenciájú komponenseit mutatják. A vízszintes tengelyen a frekvencia, a függőleges tengelyen az amplitúdó (dB skálán) olvasható le. Az 50 Hz-nél (alapharmonikus) nagyobb frekvenciájú Összetevőket felharmonikusoknak nevezzük. A felharmonikus vagy röviden harmonikus áramok a vezetéken a hálózat felé záródnak, és a vezetéken harmonikus feszültségesést hoznak létre. A harmonikus feszültségesések a feszültség jelalakját torzítják a tiszta szinuszos jelalakhoz képest. Aharmonikusokat vagy frekvenciájukkal (pl. 250 Hz) vagy frekvenciájuknak az alapharmonikus frekvenciára viszonyított érELEKTROTECHNIKA
Villamos fogyasztóberendezések 230 V~<>-
Q°-
4
+
1
Kapcsoló üzemű ínvertor
Szabályozott kimanfl feszültség
i
A fogyasztó nemlínearitásának mértékére bevezetett mérőszám az áramra vonatkozó teljes harmonikus torzítás (THDI), valamint az egyedi harmonikus torzítás (Dl):
2>.
_\ TUD, =
Graelz igyenirftny Itó
D
'~i;
ahol Ii az alapharmonikus áram Ik a k rendszámú felharmonikus áram Az egyedi és a teljes harmonikus torzítást mint mérőszámot a feszültségre is alkalmazzák (THDu és Du). Kiszámítása azonos az áraméval.
2. A harmonikusok által okozott problémák - Hálózati rezonancia egyes harmonikus rendszámokon, ami feszültség- illetve áram túligénybevételt okozhat. - Hálózati elemek túlterhelodése, túlmelegedése (kábelek, transzformátorok). - Téves védelmi működések (pl. bekapcsolási áramlökésre transzformátor differenciálvédelem működés). - Postai vonalak zavarása (a légvezetékekben folyó zérus sorrendű harmonikus áramok a postai vezetékbe történő átindukálása következtében). - Gyújtásszög vezérelt berendezések hibás vezérlése. -Fázisjavító kondenzátorok meghibásodása Fentiek közül a kommunális kisfeszültségű hálózatokon elsősorban a melegedés, többletveszteségek, biztosító kiolvadás, kismegszakító leoldás, a hálózati rezonancia és a gyújtásszögvezérelt berendezések hibás üzeme jelentenek veszélyt. 50 H? Ü.242A
TUD: 108.296%
/. dfcra Egyfázisú feszültség in verteres kapcsolás feszültség-áram időfügg vényei és áramának harmonikus spektruma
tekével (pl. 250/50 = 5) jellemezzük. Ez utóbbit rendszámnak nevezzük, jele k. Azokat a fogyasztókat, amelyek az 1. ábrán látható esethez hasonlóan a szinuszos feszültségre kapcsolva nemszinuszos periodikus áramot vesznek fel, nemlineáris fogyasztóknak nevezzük. A fogyasztói áramfelvétel lehet időben állandó és időben változó. Az előbbi esetben a harmonikus áramok amplitúdója és frekvenciája időben állandó, az utóbbi esetben a változási sebességtől függően beszélhetünk vonalas spektrumú (lassú változás) és folytonos spektrumú (gyors változás) frekvencia karakterisztikáról. A harmonikusukat tehát a villamosenergia-rendszer nemlineáris fogyasztói keltik. (A hagyományos impedanciájú fogyasztókat, ahol az áram szinuszos és legfeljebb siet vagy késik a feszültséghez képest - ohmos + kapacitív, ohmos + induktív - lineáris fogyasztónak nevezzük. Ezek amplitúdó-frekvencia spektruma egyetlen vonalat tartalmaz, az alapharmonikusét.) Néhány példa a kisfeszültségű nemlineáris fogyasztókra: Hőben állanak telítődő vasmagot tartalmazó fogyasztók, infcméció tedwtágiaí berendezések, k«rpjkiteii>csödekln3ilaisdaé(td. Lassan \:ik w: fŐTjafKoiihiljuiés lárrpák, fénvrr&olók, tirivimral w. itóljuzott berendezések, nikithillárnisütÖ. Gjorean változó: fcidil&s^mibát)raitt villants tagtásck, inpuIzus^ess^trixUálttrwatatshajtásiicaletlKJésidkluslóllíigga baaadás, hqgBBlBbtMDdnísdt
f(x) = sín(x)
g(x) = -J- sin(3x)
h(x) = t(x) + g(x)
0'2éíxí7
_f(x)_ 9(x) h(x)
0.5 0 -O.5 -1
h(x) = f(x) - g(x)
0.2
512 í x ^ 7
9(x) h(x) -1
2. ábra Harmadik harmonikus kezdő fázisának hatása az eredő jelalakra
2001. 94. évfolyam 10. szám
339
Villamos fogyasztóberendezések Külön kell foglalkozni a kisfeszültségű berendezéseknél rendkívül elterjedt kapcsolóüzemű tápegységek kondenzátoros szűrésű egyenirányítós bemenetének hálózati visszahatásával. Ez a tápegység megoldás a watt-kilowatt teljesítményű berendezéseknél gyakorlatilag kiszorított minden mást. Aprimer áram jelalakot szemlélteti az 1. ábra. Az áram tartalmazza a páratlan rendszámú harmonikusokat, amelyek közül a 3. harmonikus a legnagyobb. Látható, hogy a fogyasztó áramfelvétele a feszültséghez van mintegy szinkronozva, és a feszültség csúcsértéke körül van az áramnak egy rövid ideig tartó nagy értéke (ez idő alatt töltődik az egyenirányító szűrő kondenzátora). Az áram harmadik harmonikusa is ilyen módon a feszültséghez van szinkronozva. A 2. ábra példaképpen a 3. harmonikus fázishelyzetének hatását mutatja az eredő időfüggvény jel alakjára. Ha a három fázisról azonos teljesítményű fogyasztókat (pl. három színes TV készüléket) üzemeltetünk, a feszültségek 120°-os eltolása csak az alapharmonikus áramra nézve eredményeznek 120°-os eltolást és így a pillanatértékre nulla Összegű áramot, a 3. harmonikusra, mint azt a 3. ábrán bemutattuk, a három fázis 120°-os eltolása összegződést jelent (3x120°=360°) és a nullavezetőn a három fázisáramban folyó harmadik harmonikus áramok összege fog folyni. Egyes típusú, kis bemeneti fojtású feszültséginvertereknél az áram harmadik harmonikus tartalma akár meg is haladhatja az alapharmonikus áram értékét, a kisfeszültségű négyvezetékes hálózatban a nullavezetőn a fázisvezető áramának 2-3-szorosa is folyhat, ha a terhelések többsége ilyen jellegű (pl. irodaházak központi inverter nélkül). Ez a tény a tervezői gyakorlatban még nem vált közismertté, így a nullavezető keresztmetszete az esetek többségében a fázisvezető keresztmetszetével azonos. A nullavezető jelentős túlmelegedése várható a fentiek következtében. A kisfeszültségű hálózaton jelentkező sajátos probléma a feszültség változása által okozott gyújtásszögváltozás az elektronikus előtétes energiatakarékos kompakt lámpák esetében, ami fényáram változással jár és villogást okoz. A feszültség változását okozhatja a harmonikus tartalom megváltozása, vagy a feszültségletörést okozó esemény. A feszültség harmonikus tartalmának például rezonancia miatti megnövekedése okozhat nem várt működést olyan berendezésekben, amelyekben beépített védelem van feszültségtorzulásra. Ilyenek például a szünetmentes tápok, amelyek 5%-os nagyságú 5. harmonikust engednek meg a bemenetükön, ennél nagyobb értéknél
b
kikapcsolnak és a kimenetükről táplált számítógépek kiesnek. Arezonancia létrejöttét kisfeszültségű hálózaton a 4. és 5. ábrák kapcsán vizsgáljuk. Nagyobb teljesítményű fogyasztók esetén (ilyen már egy irodaház, bevásárló központ is) az üzemeltetők szinte kivétel nélkül alkalmaznak meddőteljesítmény kompenzálást' (népszerű nevén fázisjavítást). A fázisjavításra automatikus hangolású kondenzátortelepek kaphatók. Itt hívjuk fel a figyelmet arra, hogy a harmonikusok jelenlétében csak fojtózott kondenzátortelepek alkalmazása javasolható, így ugyanis elkerülhető a harmonikus rezonancia kialakulása, és annak súlyos, pusztító következményei. A rezonancia kialakulását és a fojtózás hatását a 4. és az 5. ábrákon mutatjuk be.
C
10/0.4 kV
^
e=s6%
'
kí>-h
x„l
^jj ^ t *
XT,
X
M h a
y
]
I
1 Nemlineáris | foflyasMú
I—|. Fázisjavítás
i
• •. - m " "
2Jty (I^+LH+L.KC^C,,] 1
i
s
pártiuzatnos rezonancia frekvencia
u * zMw
f
'pírh
Fojtózatlan fázisjavító kondenzátor telep párhuzamos rezonciát okoz a hálózati induktivitással Következmény: nagy harmonikus áramok a kondenzátoron és a hálózat felé. Rezonancia esetben
fcVl£|-QA o™ 0 . * ^ ! Rtf^ 4. ábra Fojlózatlati fázisjavító kondenzátor telep rezonancia viszonyai a hálózat fi gy elem bevételével
a -Í3-12O0
I3=I3 e c
IP SÍT:'-'
a j3«120°
C a +j5 * 120*
I-t
t3
3. harmonikus tiszta zérus sorrend
«™ megválasztása : kisebb legyen a hálózaton előforduló legkisebb harmonikus frekvenciánál (fk) pl. 150 Hz vagy 250 Hz a nemlineáris fogyasztótól függően
f
5. harmonikus tiszta negatív sorrend
3. ábra A harmadik harmonikus és az ötödik harmonikus szimmetrikus összetevői
340
Fojtózott fázisjavító kondenzátor telep a párhuzamos rezonanciát megszünteti, ha ^lont < f„ 5.ábra Fojtózott fázisjavító kondenzátor telep rezonancia viszonyai a táphálózat figyelembe vételévet
ELEKTROTECHNIKA
Villamos fogyasztóberendezések 3. A harmonikusok mérése Amint a 2. ábrán bemutatott egyszerű időfúggvényből is látszik, az alapharmonikus jel 33%-os 3. harmonikus tartalma 33%-os csúcsértéknövekedést okoz, ha ellenfázisban adódik össze a két jel (a 2. ábrán az alsó görbék ). A már említett IT berendezések feszültséginverteres átalakítóinak hálózati áramában a 3. harmonikus áram fázishelyzete megfelel ez utóbbi esetnek azzal a különbséggel, hogy nem 33%, hanem 100-120% a 3. harmonikus tartalom. Az előbbi példánál maradva az eredő áramra a csúcsérték/effektív érték 1,33/0.75 = 1,77 szemben a színűszhullámra ismeretes 1,41 értékkel. A valóságban akár 100% is lehet a harmadik harmonikus tartalom, amikor a csúcsérték/effektív érték 2. A fenti példákból látható, hogy az áram effektív érték nagyobb torzítás esetén csak igazi effektív értékmérő műszerrel (true RMS ) mérhető kellő pontossággal. A hiba 100%-os torzításnál 1,41 lenne, ha effektív értékre skálázott Deprez-rendszerű műszerrel mérnénk). A harmonikusok mérését az MSZ EN 61000-4-7 szabványnak megfelelő műszerrel kell elvégezni. A szabvány igen részletesen tárgyalja a mérőműszerrel és a mérési eljárással kapcsolatos elvárásokat. Alább összefoglaljuk a teljességre való törekvés nélkül a leglényegesebb ismérveit egy "A" osztályú digitális harmonikus és spektrum mérőműszernek. Szigetelt bemenetű áram és feszültség bemenetek 0 Hz - 20 kHz frekvenciaátviteli sávval, - 0.5 % általános pontosság, - 8 periódusnyi ablakozás Hann ablakfűggvénnyel, - szinkron mintavétel, - gyors Fourier transzformáció (FFT) szöghelyes harmonikusokkal legalább az 50. rendszámig, - spektrum analízis lehetőség közbenső harmonikusok kiértékelésére, - legalább 3 s tiszta mérésidő 10 s alatt, - folyamatos regisztrációs lehetőség legalább 1 hétig, - visszatükröződés elleni (antialiasing) szűrő. A szabvány szerinti mérést legalább az 5O.-ik harmonikus rendszámig kell elvégezni, a mérésnek egy hétig kell tartania és a folyamatos mérés 10 perces átlagaiból képzett eloszlásfüggvény 95%-os pontjához tartozó egyedi harmonikus értékeknek, valamint a THD értéknek kisebbnek kell lennie a megengedett értékeknél. Fentieken túlmenően a harmonikus források méréssel történő azonosíthatósága érdekében - a szabványban már nem említett fontos kérdés a mérések azonos idejűsége. Ez alatt az értjük, hogy pl. egy alállomásban a fogyasztói leágazások áramait és a gyűjtősín feszültséget egyidejűleg kell mérni ahhoz, hogy meg lehessen kísérelni a harmonikus források azonosítását olyan esetben is, amikor az azonosítandó harmonikus forrás nem domináns a környezetéhez képest, és a feszültségtorzulás létrehozásában a szerepe nem meghatározó. Ilyen esetekben a mérési eredmények megfelelő módszerrel történő kiértékelése szükséges, ami egyrészt megfelelő szoftvert igényel, másrészt a kiértékelő személy jártasságát a témában.
4. A harmonikusok által okozott problémák csökkentése Az előző fejezetekben ismertettük a harmonikusok keletkezését, összegződését, terjedését, az általuk okozott problémákat és a mérési eljárást. Láttuk, hogy a harmonikusok által okozott problémák sokrétűek, és az áramszolgáltatónak és a fogyasztónak közös érdeke 2001. 94. évfolyam 10. szám
a harmonikus torzítás értékének csökkentése. Kérdés, hogy ki mit tehet ennek érdekében. a)Fogyasztói beavatkozási lehetőségek Kisfeszültségű fogyasztó esetében a beavatkozási lehetőségek a következők: - A saját belső hálózatának átrendezése és megerősítése. Ez azt jelenti, hogy a csatlakozási ponttól külön hálózatot épít ki a nemlineáris fogyasztók részére, amelynek nullavezetőjét a fázisvezető kétszeres keresztmetszetével tervezi és egy másik hálózatot indít a csatlakozási ponttól a lineáris fogyasztók számára, amelyet a hagyományos elvek szerint tervezhet. így a nemlineáris fogyasztók által a belső hálózat impedanciáján okozott feszültségtorzulás nem kerül a lineáris fogyasztók tápfeszültségére, csak a csatlakozási ponttól a táppontig tartó közös szakasz feszültségtorzulását észlelik, ami kb. 30%-al kisebb, mint a teljes feszültségtorzulás lenne. - A zérus sorrendű harmadik harmonikus kiszűrése elválasztó transzformátorral. Földelt csillag/delta transzformátor alkalmazható arra, hogy egy nagyobb fogyasztói egység (pl. irodaház) nemlineáris fogyasztói által termelt harmadik harmonikusukat ne engedje a táphálózat felé (akár 0,4/0,4 kV-os is lehet ez az elválasztás). - Passzív harmonikus szűrés. A passzív szűrő a hangolási frekvenciáján kis impedanciájú, ezért söntöli a táphálózatot a harmonikus áramra nézve, amelyre hangolt. Ez a megoldás csak ott javasolható, ahol biztosítható, hogy a szűrő ne terhelődjön túl az idegen nemlineáris fogyasztók által termelt harmonikus áramtól. Ilyen eset pl. amikor a fogyasztói csoportnak (irodaház, bevásárlóközpont) saját közép/kisfeszültségű betáplálása van. Ekkor a kisfeszültségű oldalon a betáplálást pontra telepíthető passzív szűrő, a körülmények (harmonikus áramok, középfeszültségű oldali harmonikus viszonyok, transzformátor drop, meddőteljesítmény viszonyok) pontos ismeretében. - Aktív harmonikus szűrés. Az aktív harmonikus szűrés lényegében a fogyasztói áram szinuszosítása elektronikus módon. Általában impulzusszélesség modulált (PWM) inverter a teljesítményelektronikai rész, és mikroprocesszoros automatika állítja elő a szükséges áramot, amely lényegében a torzítás ellentettjét adja hozzá a torzított áramhoz és így eredőben közel szinuszos áramfelvételt biztosít. Az aktív szűrő alkalmazható ott is, ahol a passzív szűrés nem; például változó frekvenciájú közbenső harmonikusok szűrésére (ilyen harmonikusai vannak pl. a változtatható fordulatszámú hajtásoknak (ASD), aszinkron kaszkád hajtásnak, stb). Egyetlen hátránya, hogy jelenleg még igen költséges. Egyik megoldásnál sem lehet elhagyni a nullavezető keresztmetszetének növelését, mivel a szűrés mindig több fogyasztóra vonatkozik, nem gazdaságos kisteljesítményű egységenként szűrni. Közép- és nagyfeszültségű nemlineáris fogyasztók esetében általában a passzív és aktív harmonikus szűrés, esetleg ezek kombinációja a lehetséges megoldás. b) Áramszolgáltatói beavatkozási lehetőségek Az áramszolgáltatónak a szabvány szerinti (MSZ EN 50160) minőségű feszültséget kell szolgáltatnia. Tekintettel arra, hogy a torzítást nem az áramszolgáltató hozza létre, az áramszolgáltató feladata az, hogy a megengedett torzítási szintet szétossza a fogyasztók között, kiosztva ezzel a szükséges szűrési feladatokat is a fogyasztóknak. Ennek ellenére az áramszolgáltató is beavatkozhat közvetlen módon. A feszültségtorzulás csökkenthető minden feszültségszinten (ha a rezonancia veszélye kizárt) a tápoldal zárlati teljesítményének növelésével vagy harmonikus szűréssel (aktív vagy passzív).
341
Villamos fogyasztóberendezések 5. Szabvány előírások
Páros harmonikusok
Az elektromágneses összeférhetőség (kompatibilitás) biztosítása azt jelenti, hogy az egyes berendezések elektromágneses zavarkibocsátását úgy kell korlátozni, hogy eredőjük ne zavarja az erre érzékeny berendezések rendeltetésszerű működését. Ily módon a szabványnak meg kellett határoznia azt az eredő zavarszintet, amelyet a készülékgyártóknak kell figyelembe venni, hogy berendezéseiknek ilyen zavarszint mellett kell üzemelniük. Ugyanakkor meg kellett
2
1.08
4
0.43
6
0.30
8 t k L 40
0.23*S7k
A harmonikus áram határokat 16 A-nél kisebb áramfelvételű berendezésekre az 1. táblázatban adjuk meg. A televízió vevőkészülékekre külön előírások vannak, amit a 2. táblázatban ismertetünk. (A személyi számítógép ugyanaz a kategória, mint a televízió.) Megengedhető áram (A)
Harmonikus rendszám (k)
2. táblázat Televízió vevőkészülékek megengedett harmonikus áramai
EUT
Páratlan harmonikusok K,
JXN
EUT
vizsgált berendezés
M
mérőműszer
S
táphálózat, ahol a G feszültségforrás a Z referencia impenacia, amelynek elemei:
3
0.80
5
0.60.
7
0.45
9
0.30
11
0.17
13
0.12
15tkt39
0.10*15/k Páros harmonikusok
RA = 0.24 Cl ; RN = 0.16 n
jXA = 0.15fl jXH = 0.10íl
50 Hz-en 50 Hz-en
feszültségforrás 6. ábra Szabványos referencia hálózat egyfázisú és háromfázisú kisfeszültségű fogyasztók (I?I6A) harmonikus visszahatásának vizsgálatára
2
0.30
4
0.15
Egyenáram
0.05
Az áramszolgáltató által a kis-és középfeszültségű elosztóhálózatra garantált egyedi harmonikus feszültségek százalékos értékeket a 3. táblázatban adjuk meg. A THD értékére 8% van megadva 3.táblázat
állapítania az egyes zavart keltő berendezésekre megengedhető egyedi zavarási szinteket úgy, hogy az eredő zavarszint betartható legyen. (Nemcsak a zavarási szinteket, hanem az egyes berendezések vizsgálati módszereit és a vizsgálathoz alkalmazandó referencia táphálózatot is előírja a szabvány.) A 6. ábrán a referencia táphálózatot adjuk meg. Itt kell megjegyezni, hogy a szabvány szerint a megadott referencia impedancia értékek csak tájékoztatóak, és az áram- és feszültségtorzulás átszámíthatósága miatt fontos a betartása az egyedi készülékek ellenőrző méréseinél. /. táblázat 16 A-nél kisebb névleges áramú egyfázisú nemlineáris fogyasztók megengedett harmonikus áramai
Megengedhető áram (A) Harmonikus rendszám (k) Páratlan harmonikusok
342
3 5
2.30
7
0.77
9
0.40
11
0.33
1.14
13
0.21
15tkL39
0.15*15/k
A kis- és középfeszültségű hálózaton megengedett felharmonikus torzulás értékei
felső határként. (&afenÉftHirmkfrk 3-rtdreirwsihtó nnksfii idaivfesiiK^ xvás/kw k % k 5 6 3 7 5 9 11 Í5 15 13 3 21 17 2 19 23 25 1,5
p'iui H i m i i ik u.k idarvfesitoég
% 5
15 05
imisón k
2 4
05
% 2 1
05
wy
6. A szabványnak megfelelő készülékek alkalmazása által okozott problémák Maradva a hálózati visszahatásnál, vizsgáljuk meg az IT berendezések által keltett harmonikusok hatását a nullavezető terhelésére. A szabvány szerinti megengedett áramértékeket figyelembe véve egy televízió készülékre a 3. harmonikus áram . A személyi számítógépre is lényegében ez az érték vehető fel. A következő példában vegyünk átlagosan csak 13 = 0,5 A-t. Amint a 2 pontban részletesen kifejtettük, a 3. harmonikusok gyakorlatilag azonos fázisúlag összegződnek, és még szimmetrikus háromfázisú terhelés esetén ELEKTROTECHNIKA
Villamos fogyasztóberendezések (tökéletesen elosztva az egyfázisú terhelés a három fázisban) is a nullavezetőben folyik a három fázisvezető 3. harmonikus áramainak összege. így tehát megállapítható, hogy az Összes nemlineáris fogyasztó 3. harmonikus árama a nullavezetön keresztül záródik. Ezek közül a televiziók és a számítógépek 3. harmonikus áramai gyakorlatilag aritmetikailag összegezhetők. Először vizsgáljunk egy irodaépületet, ahol hat emeleten van 2 emeletenként 1000 m és ezen a területen 20 iroda, irodánként 10 számítógép. Ez összesen 1200 db számítógép, amiből üzemeljen egyidejűleg 600 db. Ekkor a nullavezetőben folyó 3. harmonikus áram önmagában 300 A. Ugyanakkor a felszálló fázisvezetőket 250 A-re méretezték és a magyar tervezési előírás szerint a nullavezetőt is, nem gondolva a számítógépes terhelésre. Nyilvánvaló, hogy a nullavezető túlterhelődik, túlmelegszik, az állapot így nem tartható fenn. A másik példa egy 600 lakásos lakónegyed, ahol minden lakásban van egy TV és egy számítógép. Ezek hét végén mind üzemelnek, ami 600 A 3. harmonikust jelent a nullavezetőben a betáp transzformátornál. A fentiek a villamosenergia-minőség romlásán (nagy harmonikus feszültségtorzulás) kívül jelentős többletveszteséget okoznak. A fázisvezetőkben és a nullavezetőben külön-külön számolható a teljes harmonikus torzítási tényező az áramra
^ THDS =
I<
/,
[Ve.]
A veszteségnövekedés a tisztán alapharmonikus veszteséghez képest a skin hatás elhanyagolásával az eredő (P ver ) és az alapharmonikus (Pvi) veszteségek hányadosa:
A TV és PC áramokra a THD T * 110% = 1,1 é s P v e r / P v l = 2,21. A megoldás itt is kettős lehet. Az egyik lehetőség a fogyasztói áram harmonikus tartalmának csökkentése a már ismertetett módszerek valamelyikével (például irodaházakban központi szünetmentes inverterek telepítése és külön számítógépes hálózat létrehozása). A másik lehetőség a fázisvezetők kb 50%-os, a nullavezetők legalább 100%-os keresztmetszet növelése az eredeti (harmonikusok nélküli áramra) tervezett keresztmetszethez képest.
7. Üj tervezői szemlélet szükségessége. Összefoglalva az eddigieket, a megváltozott fogyasztói Összetétel a tervezői-szerelői szemléletet, gyakorlatot is meg kell változtassa. A harmonikus visszahatások, problémák csökkentése érdekében az új szempontok az alábbiak: A nemlineáris fogyasztói összetétel és a hálózat ismeretében méréssel, számítással ellenőrizni kell a rendszert a várható harmonikus problémákra, ezekre megoldást kell találni (szűrés, elválasztás, hálózat szétválasztás). Nagy gondot kell fordítani a nullavezető megfelelő keresztmetszetének megválasztására (általában a fázisvezető keresztmetszetének kétszerese megfelelő). A kész rendszert célszerű mérésekkel ellenőrizni különböző várható üzemállapotokban. Gondosan kell megtervezni és kivitelezni a földelő rendszert, amelynek kérdéseivel jelen cikkben nem foglalkoztunk. I rod a lom, j egyzék: (1) (2) (3)
^ = } + THDf
r„
Dr. Dán András: A villamoscncrgia-minőség növelt rézkeresztmetszettel. A Magyar Rézpiaci Központ kiadványa 1999. MSz EN 50160 szabvány MSz EN 61000-4-7 szabvány
Barki Kálmán (1930 - 2001) Szomorú hírt kell közölnünk. Mindannyiuk által jól ismert Bárki Kálmán kollégánk, barátunk, egyesületünk volt főtitkára, lapunk az Elektrotechnika helyettes főszerkesztője, és még számos más egyesületi tisztség betöltője, ez év szeptemberében eltávozott sorainkból. Nagy veszteség az Egyesületnek, nagy veszteség lapunknak, és nagy veszteség mindannyiunknak, akik személyesen jól ismertük, akiknek nem csak kollégája, hanem jó barátja is volt. Bárki Kálmán egyéniségét ismerve sokan voltunk ilyenek. Szakmai pályafutását már egyetemi tanulmányai alatt megalapozta. 1953-ban a villamos kari tanulmányai befejeztével a Műszaki Egyetemen maradt Bár később az iparba ment dolgozni, egyetemi kapcsolatait nem szakította meg, egész 1987-ig oktatott. Tanársegédként kezdte, 1977-től c. egyetemi docensként folytatta oktatási tevékenységét, melyet a Különleges Villamos Gépek Tanszékén kezdett, és az Automatizálási Tanszéken fejezett be. Oktatási munkája mellett maradt még energiája - időtálló, még ma is használatban lévő - egyetemi jegyzetek és tankönyv megírásában való részvételre is. 1954-ben főállású munkavállalóként csatlakozott az ÉVIG egyik jogelődjét képviselő Dinamó-hoz. Ott először a próbaterem vezetője, majd a gyár termelési főnöke, gyárvezető főmérnöke, illetve 1979-től 1990-ig a gyár vezérigazgatója volt. Szakmai tevékenysége a villamosgép-gyártás területére koncentrálódott. Életműve egy korszerű aszinkron motorok sorozat fejlesztése, és a hozzá való gyártósorok tervezése, működtetése, stb. Munkája során az ÉVIG e földrajzi térség legkorszerűbb gyárává vált. Társadalmi funkcióinak se szeri se száma. Munkáját kitüntetések halmaza is dicséri. Mindezek azonban csak száraz tények, amelyek
2001. 94. évfolyam 10. szám
messze elhalványulnak Bárki Kálmán emberi kvalitásai mögött. Az ö nagyságát igazán emberi értékei határozták meg. Bárki Kálmánt mint első főnökömet 1954-ben ismertem meg. Főnököm, és oktatóm volt szakmai és emberi vonatkozásban egyaránt. Ettől fogva szinte folyamatosan kapcsolatban voltunk, módom volt tehát megismerni, és hitelesen tolmácsolni Bárki Kálmán emberi kvalitásait. BÁRKI KÁLMÁN ember volt Igaz, tisztességes, Önzetlen, szerény, segítőkész, kiegyensúlyozott, maga körül békét teremtő, de nem megalkuvó, talpig ember, a szó legnemesebb értelmében (ha szabad egy szaklap hasábjain erről is szólni, családszerető ember volt élete első percétől az utolsóig). Nem véletlenül írhatjuk nevét végig nagybetűvel. Nagyon sok okos ember van hazánkban, sokat ismerünk ezek közül, de kevés olyan embert melyeknél az ész, az alkotóképesség ilyen módon ötvöződik a legpozitívabb emberi tulajdonságokkal. Szinte utolsó leheletéig dolgozott. Ha mi nem is, de Ö érezte, tudta időbeli korlátait, noha - fegyelmezett ember lévén - erről soha - sehol szót nem ejtett Nem akart „befejezetlen mondatot" hagyni maga mögött. Dolgozni akart, és dolgozott. Életműve teljes volt, így vett búcsút tőlünk, váratlanul, nagyon hirtelen. Bárki Kálmán mindig itt lesz közöttünk, és mégis mindig hiányozni fog. Az Egyesület, a lap, minden barátja és kollégája nevében nagy szeretettel és tisztelettel búcsúzunk. Bárki Kálmán! - azzal a biztos tudattal, hogy munkásságoddal mindig közöttünk maradsz, - nyugodj békében. Lernyei Péter felelős kiadó
Dr. Bencze János főszerkesztő
343
Hírek
Ötletes probléma megoldás A Hensel Pg-M-Finder- jével egyszerű a kábelbevezetö nyílások átmérőjének meghatározása. Az év elején a pg- röl a metrikus kábelbevezetésekre való áttérés Németország építkezési helyein bizonytalanságot okozott. A szakiparosoknak ebből az összevisszaságból való kisegítésére, a dobozok és szekrény bevezetések átmérőinek gyors és megbízható meghatározása érdekében, a Iennestadt- i Hensel cég,- az elektroinstallációs,- és elosztó -rendszerek jónevű előállítója -kifejlesztette az u.n. " Pg-M-Finder " -t: a törhetetlen, kézi , műanyag -léc segítségével a " bedugni, leolvasni, folytatni " elve alapján minden M12 és M63 ill. Pg7 és Pg48 közötti bevezetönyílás belső átmérője pontosan leolvasható. Eredetileg a fóleg Németországban használatos 1 0 különféle méretű Pg- menetről a mindössze nyolc metrikusra való áttérést jónak vélték. A dobozok és szekrények előállítói az ezzel járó szerszám-, és konstrukciós- változtatások kapcsán felmerült többlet költségektől nem voltak elragadtatva, de végülis ezen a területen is, egy az egész Európára kiteljedö egységes változtatásról volt szó. Az elmélet és gyakorlat között olykor mégis nagy szakadék tátong, ez megmutatkozott az elmúlt hónapokban, az átállás időszakában. Bár a vezető gyártók időben egyeztették a szekrények új metrikus bevezetönyílásait, a különféle méretek egymásmellettisége a szakiparosokat naponta új probléma elé állítja. így mivel az
megrendelhetik a Hensel ViUamossági Kft. -tői a 278-1 082 fax számon vagy e-mail-en a [email protected] címen. További kérdéseket, -például szekrényváltoztatások, új metrikus kábelbevezetök vagy hozzá- tartozó kábelkeresztmetszetek és típusok- a vállalkozás megválaszolja, s ezen túlmenően az internet oldalak is rendelkezésre állnak. (www.hensel.hu). Krauí Sándor ügyvezető igazgató, Hensel Hungária Bt., a MEE tagja
Hírek EU-POLITIKA A MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK ÜGYÉBEN A JÖVŐ ENERGIÁJA: A MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK Az Európai Bizottság "Fehér papír a közösségi stratégiáért" dokumentuma azt a stratégiai célt tűzi ki, hogy az Európai Unión bellii 2010-re kétszerezzék meg a bruttó hazai energiafogyasztásnak a megújuló energiákból származó hányadát (a jelenlegi 6%-ról 12%-ra). A dokumentum magában foglalja az akciók ütemtervét is, hogy a cél elérését akcióterv formájában lehessen biztosítani. Az akcióterv fő jellemzői a következők: tartalmazza a szabályozási és pénzügyi területen szükséges belső piaci intézkedéseket, megerősíti azokat a közösségi célokat amelyek a megújuló energia források bevezetésének növelésére hatással vannak; indítványozza a Tagállamok közötti együttműködés megerősítését; és támogatja a befektetések elősegítésére tett intézkedések valamint kihangsúlyozza az információáramlást a megújuló energiák területén. A dokumentum szektoronként 2010-re a következő célokat jelöli meg: 15 millió m2 napelemes (koliektoros) rendszer 1000000 fotovillamos rendszer 10000/th/ MW kombinált hő és biomassza alapú beruházás 1000000 biomasszával fűtött lakóház 1000 MW biogáz beruházás 5 millió tonna folyékony biotüzelő anyag 100 közösség 100%-ban megújuló energia forrásból legyen ellátva 10000 MW szélerömű kapacitás beépítése (Szélenergia Társaság)
BÚCSÚZUNK Kicsi kézre álló, ötletes: az új „Pg-M-Finder"-rel a Hensel-től önállóan, egy kézmozdulattal megbízhatóan meg tudja határozni a szekrények kábelvezetőinek belső átmérőjét
átmérő a tömszelencéhez általában adott, a már nyitott bevezető nyílásokat a szekrényeknél meg kell becsülni, vagy tolómérővel utólagosan lemérni. Azoknál a szerelési munkáknál, amelyeknél többnyire időhiányban vagyunk, nem ritka, hogy barkácsolunk, " körülbelül stimmel "-lel megelégszünk és így a berendezés azzal a "beépített" veszéllyel készül el, hogy elpiszkolódás, vagy nedvesség következtében a beépített készülékeknél valamikor szigetelési hiba fog fellépni. A Hensel ,'pg -M -Finder" egyszerű és gyakorlatias segítséget nyújt. Csupán 1 0 cm hosszú, pontosan 7 cm széles és valamivel vastagabb, mint egy papírkarton, pont beleillik pl. egy elosztódobozba, majd ismét eltűnik végül, a zsebben. Ez a kézre állóság a döntő oka, amiért a szakipar a "Hensel -Elektro -Tipp " aktuális kiadványában az ötletes "Finder " elképzelésére oly élénken reagált: két héten belül majdnem 10.000 példány került rendelésre a műanyag lécből és a hozzátartozó, a témára vonatkozó minden lényeges információval rendelkező ismertetőkből, s ez a tendencia tovább folytatódik. A ,'pg -M -Finder " Magyarországon is rendelkezésre áll. Villanyszerelök, akik még nem rendelkeznek " Pg -M -Finder " -rel, ELEKTROTECHNIKA
Nagy veszteség érte a hazai mérnöktársadalmat, 2001 nyarán életének 75. évében elhunyt Dr.Martos István a Medicor ny. vezérigazgatója, a MATE Tiszteletbeli Elnöke. Az utolsó búcsú mindig megrendítő bármikor is következik be, különösen, ha mindannyiunkhoz oly közel EMBER nincs többé eltávozott közülünk. A MÉRÉSTECHNIKAI AUTOMATIZÁLÁSI ÉS INFORMATIKAI TUDOMÁNYOS EGYESÜLET Orvostechnikai Szakosztályának alapító elnöke, 1972-1985 ig az Egyesület főtitkára, majd két cikluson keresztül Elnöke volt. Tudása és munkája elismeréséként számos hazai és nemzetközi szervezetben képviselte a műszeripart. Magas színvonalú szakmai tudományos tevékenységéért a műszaki szervezetek, MTESZ Díjjal, Kolos Richárd díjjal, Kruspér István emlékéremmel jutalmazták. Martos István szerette a MFvDICORT, a Tudományos Egyesületünket, amely, irányítása alatt fénykorát élte, a munkatársak és kollégák pedig tisztelték nagyrebecsültck. Óriási tudását, kivételes tehetségét, vezetői erényeit mindenki elismerte. A MEDICOR-ban és ott, ahol megfordult, Ő volt aMARTOS, nagybetűvel. Nem épített maga köré személyi kultuszt, mégis intézménnyé vált. Lenyűgözött mindenkit innovatív gondolkodásával, előrelátásával. Egyszerre volt otthon a műszaki fejlesztés az egyesületi szervezés a kereskedelem és a vállalati gazdálkodás kérdéseiben. A magyar orvosi műszeripar nélküle nem jött volna létre. EMLÉKÉT MEGŐRIZZÜK!
345
Villamos fogyasztóberendezések
Szünetmentes áramforrások alkalmazása és hálózataik kiépítése a nagyfogyasztóknál Dr. Szandtner Károly 1. Megbízhatósági igény a villamos energiaellátó rendszerekben A villamos energia elosztó rendszerekkel szembeni megbízhatósági elvárások jelentős mértékben növekedtek az elmúlt időszakban, figyelembe véve az általuk táplált rendszerek kritikus természetét és a meghibásodásokkal (hálózat kiesésekkel) okozott magas költségeket. Például egy légiforgalmi irányítórendszer, vagy gyógyászati rendszer ellátásának kiesése közvetlen életveszélyt jelent, egy banki rendszer összeomlása pedig országos zavarokhoz vezethet. Természetesen elvárható, hogy ezeken a helyeken valamilyen tartalék ellátás legyen. Egy számítógépes adatfeldolgozó rendszer ellátásának kiesése magas költségeket eredményezhet az adatvesztés és a hosszú helyreállítási idő következtében. Minél nagyobb és összetettebb a számítógépes rendszer, annál hosszabb lesz az energia kimaradás utáni helyreállítási idő. Néhány nagy berendezésnél ez akár a 7 órát, vagy még ennél hosszabb időt is jelenthet. A kisfeszültségű táplálás megkövetelt feszültség tartási jellemzőit az MSZ EN 50160:2001 ,A közcélú elosztóhálózatokon szolgáltatott villamos energia feszültségjellemzői" c. szabvány [ 1 ] 2. pontja tartalmazza. E szabvány szerint az előírások a következők: - A hálózati frekvencia együttműködő szinkron csatlakozású hálózatoknál 50 Hz ± 1 % a hét 99,5 %-ában, és 50 Hz + 4 %/-6 % az idő 100 %-ában. - A hálózati frekvencia együttműködő nem szinkron csatlakozású hálózatoknál (sziget üzem) 50 Hz ± 2 % a hét 95 %-ában, és 50 Hz ± 1 5 % az idő 100 %-ában. - A tápfeszültség nagysága négyvezetékes háromfázisú hálózatokban Un = 230 V a fázis és a nulla között. Az MSZ 1:1993 „Szabványos villamos feszültségek" c. szabvány [2] szerint a feszültség tűrési sávjára vonatkozó előírás Un + 5,2 %/-8,7 %, majd 2008.01. 01-től Un + 7,8 %/-7,4%. - A tápfeszültség változás (kiesés figyelmen kívül hagyva) 95 %-a a hét bármely időszakában - a 10 perces átlagos effektív érték alapján - Un ± 10 % értékű legyen, hosszú tápvonalak esetében pedig Un + 10 %/-15 % érték is megengedett. - Gyors feszültség változás általában nem haladhatja meg az Un ± 5 %-os értéket, rövid időre elérheti viszont az Un ± 10 %-át, - A tápfeszültség rövid idejű kimaradása évente 10... 100 alkalom és 70 %-ának időtartama kisebb lehet 1 másodpercnél. Néhány dokumentum csak az egy percet nem meghaladó időtartamú kimaradást tekinti rövid idejűnek. - A tápfeszültség tartós kimaradása általában a három percet meghaladó időtartamú kimaradás, amelynek éves gyakorisága 10 ... 50 alkalomig terjedhet. Dr. Szandtner Károly okl. villamosmérnök, okl. villamos hálózatszámító szakmérnök, egyetemi adjunktus, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Tanszék, a Magyar Mérnöki Kamara és a MEE tagja. (a 2001. évi Vándorgyűlés előadása)
2001. 94. évfolyam 10. szám
A számítógépes rendszerek köztudottan érzékenyek a gyenge minőségű hálózati ellátásra és a villamos adatfeldolgozás (EDP) táplálási előírásai sokkal szigorúbbak, mint bármilyen más - az előbbi felsorolásnak megfelelő - fogyasztói ellátáshoz a betáplálás! előírás [3]. Általánosságban a 10 ms-nál rövidebb időtartamú tűrések tipikusan: - névleges feszültség tűrése ± 5 %, -névleges frekvencia 50 Hz ±1 %, azaz 49,5 és 50,5 Hz között. A személyi számítógépes rendszerekre a követelmények: - korlátozott idejű lehet a feszültség eltérés vagy szünet, tsz <15 ms, - korlátozott a feszültségcsúcs mentesség, Ucs <1 kV, -korlátozott a teljes harmonikus torzítás a feszültségre és áramra, THDuésTHDi<10%, - a feszültség eltérés állandósult állapotban ± 1 % , - a frekvencia eltérés dinamikus esetben ± 1 %, - a jel megváltozási sebesség (a frekvenciaváltozás sebessége) < 0,5 Hz/s, - a nulla-vezető és a föld közötti potenciálkülönbség megengedett értéke < 5 V
2. Fogalmak a megbízhatóság elemzéséhez a villamos energia rendszerekbén Mielőtt rátérnénk a nagy megbízhatóságú villamos energiaellátó rendszer kialakítására, néhány fogalmat érdemes definiálni ([3], [4], [5]). Megbízhatóság: Megbízhatóság annak a valószínűségnek a mértéke, hogy egy elem vagy egy rendszer működőképes marad a megkívánt élettartama során. Értelmezhetjük soros, párhuzamos, soros-párhuzamos elemek együtteseként és egyéb esetekben. Számítása az egyedi elemek megbízhatóságából történhet. Rendelkezésre állás: A rendszertervezők és a felhasználók számára egyik fontos szempont a szolgáltatás rendelkezésre állása, pl. a villamos energia betáplálás a számítógépes rendszerek ellátásánál. Ez az üzemidőnek az a része, amely alatt a megfelelő szolgáltatás biztosított, azaz: -villamos energia betáplálásra vonatkoztatva a kiesést, ha pl. 1 óra kiesés van egy évben, akkor az (8760 -1)/8760 = 0,999886 rendelkezésre állást jelent; -de a teljes számítógépes rendszeméi értelmezve a rendelkezésre állást már ennél kisebb, mertpl. az 1 órás kimaradást követően azújratöltéshez és visszaállításhoz 7 óra szükséges, így ez: (8760 8)/8760 = 0,9991 rendelkezésre állást jelent; -napi 10 sec kimaradás esetén (összesen évente szintén kb. 1 óra kiesésnek felel meg), ha az újratöltés és visszaállítás napi 7 óra lenne, ez évente 2555 órát jelent, azaz (8760 - 2555) / 8760 = 0,71-es a
347
Villamos fogyasztóberendezések rendelkezésre állás. Ez a gyakori kiesés azonban már elviselhetetlen. Rugalmasság: A rugalmasság a rendszer azon képessége, hogy legalább egy elemének a meghibásodása után is működőképes marad. Ezt rendszerint párhuzamos utak biztosításával érik el (más néven redundáns rendszerrel), így az egyik út meghibásodása nem okozza a rendszer működésképtelenségét, azaz a rendszer normál üzemében az egyik út fölösleges. Mivel a rugalmas rendszerben egynél több hibának kell bekövetkezni ahhoz, hogy használhatatlanná váljon, az általános megbízhatóság javul. Ha tervszerű megelőző karbantartást alkalmaznak, akkor a fölösleges útvonal jóval korábban felújítható (megjavítható), még mielőtt egy második hiba fellépne. Redundancia: Aredundáns rendszer az, amelynél egy vagy több ún. többlet egység (elem, berendezés stb.) áll készenlétben, és az alapegység kiesése esetén a rendszer funkcióit minden további nélkül képes átvenni. A redundancia célja kizárólag az, hogy megnöveljük a rendszer megbízhatóságát, az optimális gazdaságosság határain belül. A redundancia bevezetése tehát együtt jár a költségek, a térfogat, valamint a tömeg növekedésével. Nem redundáns rendszer: elsősorban a soros rendszer, amelynek egyetlen elemének kiesését követően a rendszer üzemképtelenné válik. Készenléti redundancia (passzív redundancia): azt jelenti, hogy egy alternatív eszközt biztosítunk, de az nem működik, amíg nincs rá szükség (pl. készenléti diesel-aggregát egy épület ellátására, egyéb ún. stand-by szerkezet). Aktív vagy párhuzamos redundancia: esetében valamennyi párhuzamos egység egyidejűleg működik a szükség esetén való bekapcsolás helyett. Ez lehet pl. két elem egyidejű használata, amelynek bármelyike képes a teljes terhelés szállítására, ha az egyik elem kiesik a másik teljes mértékben átveszi az ellátás funkcióját, ez az ún. 1+1 redundancia. Más megközelítésben a terhelés több egység között úgy is megosztható, hogy az egyes egységek a teljes terhelésnek csak egy bizonyos részét képesek szállítani és csak egy többlet egységről gondos-
rendszer kieséséhez mindhárom egységnek meg kell hibásodnia. Mivel az energia ellátásában nincs szünet (kiesés vagy megszakadás), ez az aktív redundancia megfelelő a számítástechnikai rendszerek ellátására. Általános szabályként említhető, hogy a redundáns rendszerek első számjegye jelöli a rendszer helyes működéséhez szükséges elemek számát, a második számjegy pedig a rendelkezésre álló készenléti elemek számát adja meg. Az elmondott példákat az 1. ábrán szemléltetjük.
3. Villamos energiaellátó rendszer kialakítása a megbízhatóság szempontjai alapján Nincs olyan villamos energiaszolgáltató, amelyik kedvező áron, nem túl drágán képes biztosítani olyan ellátást, amely kielégíti az 1. fejezetben felsorolt szigorú előírásokat. Ezért a felhasználónak kell megfelelő - a megbízhatóság kívánt szintjének eléréséhez szükséges - energiakondicionáló és elosztó berendezéseket terveztetni és beépíttetni. Természetesen a többletberendezés maga is hozzá fog járulni a megbízhatósági mutató romlásához, amit számításba kell venni. Az épületek villamos hálózatának és a korszerű fogyasztói berendezések tervezésének és alkalmazásának célja: a folyamatos és megbízható villamos energiaellátás biztosítása a kritikus üzemviteli körülmények között. A megoldás az alább felsorolt lehetőségek közüli választással érhető el úgy, hogy egy időben akár többet alkalmazunk az épület vagy épületegyüttes villamos energia ellátó rendszerének kialakításakor. Ezek a lehetőségek a következők: - külön álló, független hálózati (kábelhurkú) táplálásról való gondoskodás; - a tápláló transzformátorok, gyűjtősínek, elosztórendszerek megkettőzése; -tartalék generátorról való gondoskodás (dízel aggregátor illetve generátor), akár többről is; - szünetmentes áramforrásról való gondoskodás (központi és lokális telepítésű); - a fogyasztók osztályba sorolása (kiemelt fontosságú, fontos és kevésbé fontos fogyasztók); - a funkcionálisan különválasztott hálózatok kiépítése egyeztetett tervek alapján; -a tervszerű karbantartás bevezetése, a nem kívánt fogyasztói kiesések elkerülése céljából. Hiliall fn/ÜHltt ejüjlöiín
Síiinttmtnlci fcjiültiíg
I * I redundancia
/. ábra Példák a különböző redundanciája rendszerek bemutatására
kódunk. Ezt hívjuk N+l redundanciának. De elképzelhető olyan rendszer is, amelynél három elemből kettőnek kell üzemelnie a rendszer normál üzemviteléhez, így csak egy többlet elem van. Ezt a rendszert 2+1 redundanciájú rendszernek nevezik. Megemlíthetjük még a kiemelkedő fontosságú terhelések ellátását, amelyek számára több mint egy, teljes teljesítmény vitelére méretezett redundáns egységről gondoskodunk. Például egy 1 +2 redundanciájú rendszerben 2 db teljes teljesítmény vitelére méretezett többlet egység segíti az egyetlen folyamatosan működő egységet. A
348
UH ml Turtulík bDttplilít hclíplúlii Tirlilík MÜiKtmentn Ix-láplílíi
2. ábra Nagyépület kisfeszültségű villamos energia betáplálást vázlala [2]
ELEKTROTECHNIKA
Villamos fogyasztóberendezések Példaképpen nézzük a korábbi cikk [5] által javasolt és a 2. ábrán bemutatott, a mai fokozottabb megbízhatósági igénynek már megfelelő rendszer egyvonalas kapcsolási vázlatát. Ajavasolt rendszernek a létrehozása nem olcsó, de megvalósíthatósága - adott műszaki és gazdaságossági szempontok optimalizálásával - reális és megtérülő anyagi ráfordítások mellett betervezhető illetve kivitelezhető. Ez a 2. ábrán bemutatott egygyújtősínes elrendezés két független áramszolgáltatói betáplálással rendelkezik, amelyeknek a tartaléka egy független, ún. készenléti generátor. Az üzemi és szükség ellátás közös gyűjtősínről történik, a felszálló fővezeték rendszer azonban már - az eltérő funkciók figyelembevételével - szétválasztva épül ki. A szünetmentes fogyasztókat az előbbiektől teljesen különválasztott hálózat (gyűjtősín) táplálja. Az ábrán látható még a különböző osztályba sorolt fogyasztók ellátásának egyik lehetséges megoldása is. A fogyasztók csoportosítása a következők szerint valósul meg: -Szünetmentes fogyasztóknál (I) a kiesési idő gyakorlatilag 0 sec, pl.: központi számítógép és adatátviteli hálózat, telefonok, faxok, biztonsági és tűzjelző hálózat, -A szükség ellátást igénylő fogyasztóknál (II) a kiesési idő kb. 1 perc, pl.: hűtőgépek, inverter klímák, biztonsági világítás, kazánvezérlő automatikák. -A normál üzemi ellátású fogyasztók (III) az előbbi csoportokba be nem sorolt fogyasztók, kiesésük időtartamára nincs előírás, pl.: irodai világítás, dugaszolóaljzat hálózat, hőtechnikai fogyasztók. Körültekintő méretezéssel és teljesítmény lekötéssel biztosítható, hogy az áramszolgáltatói normál üzemi és tartalék betáplálás a rendszerhez kapcsolt összes fogyasztót képes legyen egy időben ellátni. E betáplálások kiesését követően a dízel generátor csak korlátozott ellátást biztosít (szünetmentes tápforrás betáplálása, inverter klímák és szükség fogyasztók ellátása, stb.). Az ehhez szükséges fogyasztói korlátozásokat átkapcsolásokkal, azaz relés automatika, vagy épületfelügyeleti számítógépes vezérlés segítségével valósíthatjuk meg. További üzemviteli szempontként figyelembe kell venni, hogy a dízel generátor fokozatosan terhelhető. A fölösleges indítások elkerülésére kb. 1 perces indítási holtidőt alkalmaznak. Ezen kiesési időtartam alatt csak a szünetmentes áramforrás biztosítja a folyamatos energia ellátást. Ha mindkét betáplálás és a generátor is meghibásodna, vagy karbantartás miatt üzemen kívüli állapotba kerülne, akkor a szünetmentes áramforrás(oka)t lehetne használni a fogyasztói gyűjtősínek független táplálására. Ilyenkor tovább terheléskorlátozás alkalmazható a táplálás időtartamának meghosszabbítására, figyelembe véve az akkumulátorok korlátozott kapacitását (tát.=10 perc ... 1 óra, névleges terhelés mellett). Itt említjük meg, hogy a megismertnél még nagyobb megbízhatóság érhető el, két független készenléti generátorral és két szünetmentes áramforrással (UPS) felépített rendszerrel, amelyben a két független rendszer összekapcsolása és szétválasztása statikus átkapcsolókkal valósítható meg. Szó volt róla, hogy a vázolt rendszer kiépítése nem olcsó, azonban olyan helyeken indokolható az alkalmazásuk, ahol életveszély, vagy komoly anyagi kár származhat az energia betáplálás kieséséből illetve a rendszer meghibásodásából. Gyakran ezeknek a rend2001. 94. évfolyam 10. szám
szereknek egyes részeit is elegendő kiépíteni, az egyedi kockázat elemzés elkészítése és a költségtakarékosság gondos elemzését követően. A szabályozási algoritmusok (amely kézi, fél automatikus vagy automatikus kivitelű) a bemutatott elrendezésekre eléggé összetettek, így ezek önmagukban is alapos megbízhatósági elemzést kívánnak.
4. Szünetmentes, nagy megbízhatóságú villamos energia ellátás eszközei Statikus átkapcsolok (STS): Az ún. statikus átkapcsolok (STS) elsődleges célja az, hogy lehetővé tegye a kritikus (feszültség kiesésre érzékeny és fontos) fogyasztók (terhelések) látszólag szünetmentes átkapcsolását, az egyik váltakozó-áramú táplálásról a másikra. Az egyes betáplálások közötti átkapcsolást ellenpárhuzamos kapcsolású tirisztorokkal érik el. Ha a főbetáplálás feszültsége kimarad vagy tartósan "letörik", akkor a felügyeleti mikroprocesszor érzékeli ezt az állapotot, letiltja a fő betáplálás tirisztorainak vezérlőáramát és a terhelőáram nulla átmenetét követően vezérlő áramot biztosít a tartalék betáplálás oldali tirisztoroknak. Az áttérés általában kevesebb, mint 1/4 villamos periódus. Ma ezt a feladatot tranzisztoros statikus UPS modulok látják el, digitális szabályzóval ([2], [5]). Váltakozó áramú szünetmentes tápegységek (statikus UPS): Az utóbbi 20 évben az űn. statikus UPS-ek (lásd a 2.ábra szünetmentes hálózati tápegységét) terjedtek el, amelyek gyártása Összteljesítményben, minőségben és darabszámban a legdinamikusabb fejlődést mutatták. A főáramköri megoldások szempontjából általában három generációt különböztetünk meg: a tirisztor-technikán-, a bipoláris tirisztor-technikán és az IGBT-technikán alapuló megoldásokat ([5], [6]). Az 1980-as évek végéig gyártott tirisztoros UPS-ek minden egysége analóg elemekből épült fel. Az 1990-es évek elejétől tértek át a vegyes rendszerekre, amelyekben a főáramköri teljesítmény félvezetők vezérlése analóg elemekből épült fel, míg a felügyelő- és jelzőrendszerek már digitális elemekből készültek. A vegyes vezérlő-, felügyelő-, jelzőrendszereket elsősorban a bipoláris tranzisztoros főáramköri megoldásoknál alkalmazták.
Egyenirányiló
In
ven
Mikroprocesszor
Szerviz by-pass
Tivjclzfi eraiike/ftt
RS 232 port
3. ábra On-line szünetmentes áramforrás (UPS) felépítése [13]
A teljesen digitális információelektronikát főként az újabb IGBT-s főáramkörű UPS-eknél alkalmazták először. Az UPS gyár349
Villamos fogyasztóberendezések tók az általánosan felhasználható, on-line üzemű szünetmentes tápegységek kimeneti jellemzőit ma már úgy állítják be, hogy azok kielégítsék a számítógépeknél és számítógépes rendszereknél előírt zavarhatárokra vonatkozó előírást (lásd az 1. fejezetet). Egység teljesítményük a tized kVA-től néhány száz kVA-ig terjed. Párhuzamos üzemeltetésük megoldott. Túlterhelhetőségük: 125 %-nál 10 ... 15 perc, 150 %-nál 10 sec ... 1 perc. A zárlatvédett kimenetükre vonatkozóan: Irz < 3Inévl ([7], [8]). Mit jelent az on-line UPS? Ez az UPS a váltakozó áramú teljesítményt egyenárammá alakítja át, amivel feltöltve tart egy akkumulátor telep sort, majd a váltóirányító alakítja vissza az akkumulátor teljesítményét váltakozó feszültséggé. A fogyasztók folyamatosan az akkumulátor energiájából kapják a táplálást, a szünetmentes áramellátó rendszer betáplálási feltételeitől függetlenül (3. ábra), ezért a kimeneten nincs átkapcsolás. Mivel az átvitt teljesítményt kétszer alakítjuk át, ez a fajta UPS viszonylag rosszabb hatásfokú és főként kis teljesítményű fogyasztók ellátására célszerű alkalmazni. Egy off-line UPS ezzel szemben a fogyasztókat a normál üzemviteli hálózatról táplálja mind addig, amíg az előírt feszültség jellemzők azt megengedik. Ha az 1. fejezet szerinti tűrésen kívül esik a betápláló feszültség, akkor működésbe lép az egyen/váltó irányító (azaz inverterre kapcsolunk át) és az előbbihez hasonlóan a fogyasztók az akkumulátor állandó teljesítményéről kapnak táplálást. Ha a hálózati betáplálás helyreáll, akkor visszakapcsolás történik. Ennek a szünetmentes áramellátó rendszemek a hibája az, hogy a hálózatról az akkumulátorra való átálláshoz szükséges idő, illetve ellátási kiesés problémát jelenthet néhány érzékeny berendezés, mint például számítógépek és szerverek esetében. Ennél a fajta UPS-nél teljesítmény átalakítás csak az ún. üzemzavari állapotban történik. A hálózatvezérelt UPS egyesíti az on-line és off-line megoldások tulajdonságait. A szünetmentes tápellátó berendezésnek kettős feladata van. Normál üzemvitel során feltöltve tartja az akkumulátor telep sort. Normálistól eltérő esetben, amikor a betáplálás figyelő rendszer hibát észlel, átkapcsol inverter üzemmódra és az akkumulátorokból teljesítményt szolgáltat a fogyasztók részére. A hálózat vezérelt UPS az off-line UPS-hez hasonlóan jó hatásfokú, mert normál üzemállapotban a fogyasztók közvetlenül a hálózatból kapják a táplálást. Az áramellátó rendszerben keletkező hő veszteség és inverter igénybevétel minimális, mivel a hálózatvezérelt UPS csak a különbözeti teljesítményt szolgáltatja, ami a hálózati feszültség letöréseket egyenlíti ki, a kimeneti transzformátoron keresztül. Az on-line UPS-hez hasonlóan folyamatos teljesítmény ellátást biztosít, azonban nem szigeteli el teljesen a hálózatot a fogyasztóktól, mint az on-line UPS. Néhány jó tanács a tervezéshez és az üzemvitelhez: - a normál üzemi működés során az off-line és a hálózat vezérelt kivitelű UPS viszonylag kis - az akkumulátor feltöltött állapotának fenntartásához szükséges - áramot veszi fel, de a rendszer tervezésekor a teljes terhelési áramot kell figyelembe venni, ami a kiesésből való visszatéréskor fog folyni; - az UPS kimenetén a terhelés jelentős része információtechnikai berendezésekből áll, ezért nemlineáris és alacsony rendszámú felharmonikusuk fellépésére számíthatunk, amely a kimeneti 350
transzformátor többlet melegedését idézheti elő, így erre megfelelően méretezni kell a transzformátort. Váltakozó áramú szünetmentes tápegységek (dinamikus UPS): A váltakozó áramú szünetmentes tápegységek dinamikus tulajdonságainakjavítása céljából az utóbbi években megjelentek az ún. dinamikus UPS-ek illetve később a komplex energia-kondicionáló egységek. A feszültség stabilizálását egy villamos meghajtó-motor, egy szinkron generátor és kiegészítésképpen egy lendítökerék összeépítésével érik el. Meghajtó-motorként aszinkron-, szinkronvagy egyenáramú motort alkalmaznak ([5], [9]). A dinamikus UPS-ek 150 ... 1100 kVA, a komplex energia-kondicionáló berendezések 150 ... 1670 kVA teljesítményűek [ 10j. Az utóbbi berendezés kinetikus energiatárolóval (lendkerékkel), akkumulátornélkül 122 ... 12 sec közötti áthidalási időre képes, a növekvő teljesítménytől függően. Túlterhelhetőségük: 110 %-nál 1 óra,125 %-nál 10 perc, 150 %-nál 2 perc, 3xlnévl.-nél 5 sec, 14xlnévl.-nél 10 ms. Megbízhatóságuk, azaz a meghibásodások közötti áüagos idő (MTBF): a dinamikus UPS-eknél >600.000 óra, a komplex energia-kondicionálóknál >1.380.000 óra. UPS dízel motorral: a részletezés mellőzésével csak megemlítjük, hogy az UPS-ek dízel-generátoros betáplálással is kiegészíthetők. A dinamikus UPS-eknél a dízel-motor közvetlenül a lendkerekes tengelyhez kapcsolható. Az erre a célra kifejlesztett tengelykapcsoló lehetővé teszi a dízel-motor terhelés nélküli indítását, sőt az indítómotor hibája esetén megoldható a lendkerékről való indítás is ([5], [10]). A súrlódási veszteségek csökkentésére ma már olyan kivitel is készült, amelynél a lendítő tömeg hélium töltetű közegben forog. így a levegőhöz viszonyítva 80 %-os veszteség csökkenést értekel [11]. Szupravezetős mágneses energiatároló (SMES): az energia tulajdonképpen egy niobium-titán (NbTi) szupravezető tekercsben (mágnesben) halmozódik fel. A szupravezető állapot létesítéséhez és fenntartásához a mágnes folyékony héliumba merül, vákuum- és hőszigetelt rozsdamentes acél edényben, kb. 4,2 K hőmérsékleten. Aszupravezető tekercset egyenfeszültségű tápforrás „tölti fel". Egy nagy tekercsből álló egység ma kb. 3 MW teljesítményt képes szolgáltatni, az összetett rendszerek pedig 1 ... 10 MVA-t [12].
5. Szünetmentes áramellátó berendezés és dízel generátor beépítési szempontok Az előző fejezetekben megismertük a nagy megbízhatóságú villamos energia ellátás szempontjait és elsősorban a szünetmentes áramellátás eszközeit. Néhány jó tanács a szünetmentes áramellátás (inverterek) és dízel-generátoros ún. szükség betáplálás kiépítéséhez [13, 14]. Az inverterek telepítésének főbb szempontjai: - Az egy gyűjtősínre dolgozó inverterek azonos típusúak legyenek és képesek legyenek az egy rendszeren belüli együttműködésre. - Az inverterek segédüzemi berendezéseinek (klíma, szellőztetés, stb.) folyamatos működését biztosítani kell a szünetmentes energiaellátó hálózat üzemvitelével párhuzamosan. ELEKTROTECHNIKA
Villamos fogyasztóberendezések - A villamos energia minőség fokozott követelményeinek megfelelően a fogyasztók felharmonikus termelő hatását is célszerű figyelembe venni a tervezéskor. Szükség esetén az elkészült berendezésen felharmonikus elemző mérést végezve és a mérési eredményekre támaszkodva megfelelő (méretezett) szűrést készítünk. A szűrés lehet passzív - egy adott hangolási frekvenciával -, vagy aktív szűrés, amely a fogyasztói áram „színuszosítása" elektronikus módon. Ez utóbbi aktív szűrő alkalmazható ott is, ahol a passzív szűrés nem; például változó frekvenciájú közbenső harmonikusuk szűrésére a változtatható fordulatszámú hajtásoknál (lásd részletesen [15]-ben). - A statikus inverterek folyamatos terhelhetősége a névleges teljesítményre vonatkoztatva, csak kb. 80 %-os mértékben használható ki, figyelembe véve az egyes fogyasztók felharmonikus áramigényét és a bekapcsoláskor fellépő tranzienseket. - Az invertereket többlépcsős túlfeszültség védelemmel kell ellátni függetlenül attól, hogy a berendezés szállítója mit mond (az általa szállított berendezés gátat szab a túlfeszültség tovább terjedésének). - Az áthidalási idő, azaz az akkumulátorról történő ellátás jelentős mértékben és nemlineárisán függ a terhelés nagyságától. - A folyamatos üzemállapot figyelés - az épületfelügyeleti rendszerben - megoldható legyen.
- A gépegység terhelhetősége nem javul fázisjavítás alkalmazásával, hanem csak a hálózati veszteségek csökkennek. A wattos terhelhetőséget a hajtógép tengelyteljesítménye szabja meg, a generátor ennél nagyobb látszólagos teljesítménye csak a fogyasztók meddőteljesítmény igényének kielégíthetőségére utal. Például egy 450 kVA névleges teljesítményű diesel-generátor gépcsoport cosj = 0,8 mellett 360 kW teljesítmény leadására képes. így hiába javítjuk a fázis tényezőt cosj = 1,0 értékre, a generátor nem képes 450 kW teljesítményt szolgáltatni. - A gépcsoport működését biztosító egyéb tervezési feladatot is meg kell oldani. Gondolunk itt elsősorban a hűtésre (zárt vagy átfolyó rendszerű hűtés), a hűtővíz ellátásra (vezetékes víz, kútvíz, fagyállóval kezelt víz), a szellőztetésre, a frisslevegő biztosítására, a füstgáz elvezetésre, az üzemanyag utánpótlásra, a zaj- és rezgésvédelemre. - Az energia ellátáshoz szükséges további járulékos berendezések üzemvitelét is meg kell tervezni, többek között: az üzemzavari átkapcsoló automatikát, az együttműködő rendszerek összehangolását, az energia elosztó hálózat üzemeltetését, a közös gyűjtősínre dolgozó gépek esetén a szinkronizálást, stb. - A folyamatos üzemállapot figyelés - az épületfelügyeleti rendszerben - megoldható legyen.
A dízel aggregát telepítésének néhány szempontja: - A teljesítmény meghatározását az ellátandó fogyasztók körének kijelölésével kell elvégezni (nem minden esetben célszerű a kis teljesítményre való törekvés). - A fogyasztók osztályba sorolása alapján lehet az ellátás fontossági sorrendjét megadni, illetve a kapcsolások prioritási sorrendjét meghatározni. - A teljesítmény tartalék ésszerű megválasztására vonatkozó javaslat: 90 %-nál nagyobb tartós teljesítmény kihasználást nem célszerű betervezni. S«'n» aam To™«. ült". E-t>í !x1«|M» JtthyteiK WWttoi w
nfiA tvxMAfc*
Kapcsolótér! főelosztó JíflTy fiv^rjflllök S
^ ; & i ^ lfllí;oti la&sJJífií*
m fe iii.1 „400 »
tonnsf
tfittw- [&•}<:;*
\IM -.*XI A
Inverterhez Szimmetria-figyeléshez
5. ábra 120 kVA-es inverter berendezés egy sorban elhelyezett akkumulátor telepeinek kapcsolási vázlata
Az elmondottak szemléltetésére a 4. ábrán mutatjuk be egy nagy épület villamos energia betáplálási és elosztási rendszerét. Az ábrán látható az áramszolgáltatói normál- és tartalék hálózati betáplálási lehetőség, valamint a saját dízel-generátoros betáplálás. A normál üzemviteli hálózat és a szükség ellátást biztosító hálózat igény szerint kapcsolható össze és választható szét. Emellett teljesen független szünetmentes hálózat van kiépítve, amelynek táplálása mindenkor elsődleges feladatunk. Ez a hálózat látja el az épület kiemelt fontosságú fogyasztóit (I. fogyasztói csoport). A megbízható villamos energia ellátás követelményeihez tartozik ma már a hálózat többlépcsős túlfeszültség védelmének kiépítése is, amelynek első két védelmi szinthez tartozó elemei szintén megtalálhatók a kapcsolási vázlatban (villámáram levezető a kapcsolótéri főelosztóban és a közepes túlfeszültség védelmi fokozat a szinti alelosztókan). 4. ábra Nagy épület villamos energia betáplálása és elosztása független szünetmentes hálózat kiépítése mellett [13]
íjunrlmmte) (clpponti MM
F«iyflíjlíi ^Owt&cl
liiunu
4. Ábra Nagy épülel villamos energia betáplálása és elosztása független szünetmentes hálózat kiépítése mellett [ 2 ]
2001. 94. évfolyam 10. szám
6. A szünetmentes áramellátó rendszer akkumulátor telepei A4. fejezetben megismert statikus UPS-ek egyik legfontosabb és gyakran különálló részegysége az akkumulátor teíepsor, amely a 351
Villamos fogyasztóberendezések hálózat kimaradáskor jut szerephez. Ezeket a telepeket az MSZ 1600/11 szabvány előírásainak megfelelően lehetőleg külön szellőztetett és klímatizált helyiség(ek)ben helyezik el (kivéve, ha a berendezésbe van beépítve a telepsor). Példaképpen egy 120 kVA-es inverter berendezés mellett található külön helyiségben elhelyezett akkumulátor telepsort mutatunk be (5. ábra). Egy-egy akkumulátor blokkban 2x2 db tálcán, tálcánként 16 db NPL65-12 típusú akkumulátort kötöttek sorba. A gondozásmentes, Pb (ólom) zselés akkumulátorok típusjelében szereplő számok értelmezése: 65 Ah akkumulátor kapacitás és 12 V névleges akkumulátor feszültség. Az akkumulátor telepsor jellemző tulajdonságai, az 5. ábra szerinti kapcsolás alapján: -Az inverterek áram igénye és az akkumulátorok áramterhelhetősége miatt két párhuzamos telepsor van kiépítve. -A kapcsolási vázlata alapján közös biztosítással látják el a telepek az invertert (pozitív és negatív ág). Megbízhatóbb villamos energia ellátási igénynél célszerű csoportonként külön biztosítást alkalmazni, a belső túlzott mértékű kiegyenlítő áramok káros hatásainak kiküszöbölése miatt. - Atelepsornál alkalmazott olvadóbiztosító betétek kiolvadási karakterisztikája a leggyakrabban gR, azaz teljes tartományú különlegesen gyors kiolvadásű, hálózati érintésvédelmi célú. Ezek helyett ma már célszerűbb speciális ún. akkumulátor telep biztosítókat alkalmazni (pl. EFEN gyártmányú, 1B típusú, 145 A névleges áramú betétet). - A párhuzamos telepsorok terhelésének szimmetria figyelése igen fontos, nehogy az aszimmetrikus terhelések miatt az egyik telepsor huzamosabb ideig túlterhelődjön a másikhoz képest. - Az akkumulátor helyiség szellőztetését (légcsere a keletkező kismértékű hidrogéngáz elvezetésére) és a klímatizálását (kb. 20 0C beltéri hőmérséklet tartását) mindenkor kötelező jelleggel meg kell oldani. Ennek hiánya a durranógáz keletkezése miatt életveszélyt jelenthet és a magasabb helyiség hőmérséklet az akkumulátor telepek jelentős élettartam csökkenését eredményezi.
7. összefoglalás Az energia elosztó rendszerek tervezésénél általában figyelembe kell venni a megbízhatóság, rugalmasság, karbantarthatóság, teljesítőképesség, alakíthatóság és a meglévő infrastruktúrához való illeszthetőség szempontjait. Az elemek és rész rendszerek megbízhatóságára, teljesítőképességére, karbantarthatóságára és költségeire vonatkozó információk alapján, a műszaki paramétereknek megfelelő elrendezés már kiválasztható, ha figyelembe vesszük: -A megbízhatóság fokozása mindig bizonyos többletkiadással jár, pl. egy redundáns útvonal többlet kábelt és készülékeket igényel, és a nagy megbízhatóságú készülékek drágábbak. -Egy berendezésnél a megbízhatóság előre meghatározott szintjének az elérésére sok lehetőség kínálkozik és minden további alkatrész, eszköz, berendezés beépítése kiadással jár. A hozzáértő szaktervező képes a kiviteli változatok elkészítésére és ezeknek költség szintű összehasonlítására. -Az optimális megoldás kiválasztása megkívánja a helyi követelmények, a meghibásodások okozta pénzügyi, üzleti és biztonsági
352
kockázatok ismeretét, továbbá az alkalmazni kívánt megoldási lehetőségek költség elemzését. Egyéb problémák: Figyelni kell ma már arra is, hogy a sérülékeny félvezetők és integrált áramköri elemek másodlagos villám hatásokra és EMC zavarokra érzékenyek, ezért a megfelelő védelmükről (többlépcsős túlfeszültség-védelem, elektrosztatikus feltöltődés korlátozása, zavarvédelem, árnyékolás, egyenpotenciálra hozás stb.) külön kell gondoskodni. A felsorolt problémák káros hatásainak jelentős része a megfelelő szakmai gyakorlattal és jó mérnöki felkészültséggel a minimumra csökkenthetők. Köszönetnyilvánítás Ezúton szeretnék köszönetet mondani Márkus Istvánnak, a BME Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Tanszék tudományos segédmunkatársnak az ábrák szakszerű elkészítéséért. Irodalom [1] MSZEN50160:2001Aközcélú elosztóhálózatokon szolgáltatott villamos energia feszültségjellemzöi. [2] MSZ 1:1993 Szabványos villamos feszültségek. [3] Chapman, D.: Electrical Design - A Good Practice Guide. CDA Publication 123,1997. Magyar fordítása: Villamos tervezés - Gyakorlati útmutató. Magyar Rézpiaci Központ, Budapest, 1998. [4] Néveri, I. főszerk.: Villamos kapcsolókészülékek Kézikönyv. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1984. [5] Szandtner, K.: Megbízhatóság az épületek villamos energia ellátó rendszerében. Elektrotechnika, 93. évf. 7-8. szám, Budapest, 2000. július-augusztus. [6] Ipsits, L; Műszaki szakvélemény a 80 kVA-es Thyrobloc típusú szünetmentes áramforrások műszaki állapotának felméréséről. BME Automatizálási Tanszék, Budapest, 1998. [7] StromversorgungS'Systeme fúr die Industrie. AEG SVS Power Supply Systems GmbH, A company of Saft S. A., 1999. [8] On-line mikroprocesszoros szünetmentes tápegységek. Schrack Energietechnik Kft. PK 00011 -HU 98/04 jelű kiadványa, Budapest, 1998. [9] Darrelmann, H.: Lehrgang Netzunabhöngige Stromversorgung. USV-Systeme mit rotierenden Umformern. Pillér GmbH, 1999. [10 ]Szünetmentes áramellátás, villamos energia kondicionálás. Balmex Kft, Budapest 1999. [11] Vajda, I. - Györe, A.: Szupravezetős lendkerekes energiatárolók. Elektrotechnika, 93. évf. 11. szám, Budapest, 2000. november. [12] Schöttler, R. - Papst, G. - Vajda, L: Az ipari energia minőségének javítása szupravezetős energiatárolókkal. Elektrotechnika, 93. évf. 9. szám, Budapest, 2000. szeptember. [13] Szandtner, K. - Kovács, K.: Épületinformatika. BME Nagyfeszültségű Technika és Berendezések Tanszék kiadványa, a Phare HU-94.05 támogatásával készült szakképzési jegyzet. Budapest, 1997. [14] Szandtner, K.: Az épületinformatika szerepe a villamos energia ellátásban. Épületvillamosság „trafótól a szatelitantennáig" 2000, szerkesztő Dési, A., GLT Info-Prod Kiadó és Kereskedelmi Kft., Budapest, 2000. [ 15] Dán, A.: Villamos energia minőség növelt rézkcresztmetszetlel. Magyar Rézpiaci Központ, Budapest, 1999.
ELEKTROTECHNIKA
Hírek
Schenectady-Beck Elektroisoliersysteme
METRIKA
MIDEL7131 környezetbarát Főbb tulajdonságai: • vízveszélyességi szempontból vizekre veszélytelen kategóriába sorolva • biológiailag lebontható • magas gyulladáspont (>300°C) • tűzet nem vezeti tovább • cellulózok élettartamát meghosszabbítja Alkalmazási t e r ü l e t e : • oszloptranszformátorok vízvédelmi területeken • kommunális és lakóépületek transzformátorai • ipari létesítmények transzformátorai • kisebb teljesítménytranszformátorok lakott területeken • teljesítménytranszformátorok fokozatkapcsolói • vasúti transzformátorok
Metrika Kft.
1119 Budapest Petzvál J. u. 25.
Tel: 382-7313 Fax: 382-7311 E-mail: [email protected]
Ünnepélyes keretek között kerültek átadásra a 2001. évi arany-, gyémánt-, vas- és rubindiplomák a Műegyetemen 2001. szeptember 7-én a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem aulájába ünnepélyes keretek között adta át Detrekői Ákos rektor a 2001. évi arany-, gyémánt-, vas- és rubindiplomákat. Aranydiplomát kaptak a következő MEE tagok. Antolik Árpád, Bikszády Lajos, Czigler János, Csabay Ákos, Dienes Géza, Dr. (PhD) Jászay Tamás, Jurenka Oszkár, Kovács László, Lengyei Zoltán c.egyetemi docens, Németh Endre, Török Béla, Antal Gyula, Barsai János, Deák Ferenc, Dr. Fodor György, Gál Tibor, Dr. Ganszky Károly, Hajas Gyula, Komáromy László, Nagy Lajos, Póka Gyula, Szabó Iván, Szenohradszki István, Tóth Tivadar, Vártok Géza Aki tüntettek nevében Dr. Bakai Árpád mondott köszönetet. A MTESZ képviseletében Király Árpád aranyokleveles gépészmérnök, a MEE tagja üdvözölte a kitüntetetteket. A Magyar Elektrotechnikai Egyesület Elnöksége, az egész tagsága nevében őszinte szívvel gratulálunk a kitüntetett tagtársaknak. Szerkesztőség Qo i t n l / n T Í ű m o r H / Az2996.évi CXXV1. Tv.6.§ (3) bekezdése alapján - személyi jövedelem meghatározott részére az adózó \JCXj í\Jt\\JL\\j\ I ICl iy rendelkezése szerint közcélú felhasználásról - az APEH által átutalt összeg cél szerinti felhasználása. 1. Magyar Elektrotechnikai Egyesület
2. Elektrotechnikai Alapítvány
Székhely: 1055 Budapest, Kossuth L. tér 6-8. Adószám: 19815754-2-41 Az APEH által 2000-ben átutalt összeg: 898.386.-Ft (Előző évi maradvány nem volt.) Felhasználás: 834.8OO.-Ft (Számítástechnikai eszközök korszerűsítése 634.8O0.-Ft, Kandó és BME hallgatók TDK támogatás 80.000.-Ft, WEC tagdíj 25.OO0.-Ft, MEE logo levédés 70.O00.-Ft, TITUKO Energiagazdálkodási verseny támogatás 25.OOO.-Ft., EUREL tagsági dij hozzájárulás 63.586.-Ft.) Dr.Berta István s.k. elnök
Székhely: 1055 Budapest, Kossuth L .tér 6-8. Adószám: 19635765-1-41 Az APEH által 2000-ben átutalt összeg 102.141 .-Ft. (Előző évi maradvány nem volt.) Felhasználás: 2000. Évi Diplomaterv és Szakdolgozat Pályázat pályamunkák díjazása 175.OOO.-Ft (a különbözetet saját forrásból fedeztük). Barki Kálmán s.k. a kuratórium elnöke
2001. 94. évfolyam 10. szám
353
Egyesületi élet
Az Automatizálási és Informatikai Szakosztály szakmai „kirándulásai" az első félévben Tavaszi szakmai kirándulásaival sikeres félévet zárt az Automatizálási és Informatikai Szakosztály. Már korábban deklarált szándékainknak megfelelően utolsó rendezvényeink egy jelentős része a „hagyományos" villamos műves témaköröktől némiképp távolabb eső szakmák felé is irányult, de a közös nevező továbbra is a folyamatirányítás maradt. 2001. május 10-én a Fővárosi Vízművek Rt. káposztásmegyeri főtelepén a Vízművek irányítástechnikai rendszerének egyik fontos elemét, az Északi Üzemirányító Rendszer középközpontját tekintettük meg. A bevezető előadásokban a rendszer üzemeltetői és a megvalósító cégek képviselői ismertették a létrehozott folyamatirányító rendszert. Ezután csoportos látogatás során a vezénylőtermet, valamint annak számítástechnikai és távközlési hátterét mutatták be az előadók.
2001. május 30-án a MAVIR Rt. új számítógépes rendszerének 2. fázisáról tartottunk bemutatót, amely az előző év hasonló témájú rendezvényének folytatása volt. Most a korábban már ismertetett adatgyűjtő és teljesítményszabályozó rendszerre épülő hálózatszámítási, feszültség-meddő szabályozási és diszpécseri tréning szimulátor funkciókat ismerhette meg az érdeklődő közönség. A rendezvény második felében üzemlátogatás keretében mutatták be az előadók az előadásokon ismertetett funkciók működését. Tagjaink emellett nagy érdeklődéssel tekintették meg a fő- és tartalék adatgyűjtő rendszert is. vmntk
FcgyatetáE : 4 K 8 ^* bnpa-t ta-v : 907 M1* -••- l ó i y : 8 9 4 MW rttírrs i-nll i 13 M* - " - ,i«>i£ : - 1 6 XHU-ii
354
2001. június 16-án a MATÁV Rt. székházában egységes koncepciók alapján megvalósított épületinformatikái és energiaellátó rendszert ismerhettük meg. A szombati napon tartott rendezvényen lehetőségünk volt megtekinteni az irodaépület épületgépészeti, folyamatirányítási-felügyeleti rendszerének tényleges működését. Az épület teljes önellátást megvalósító energetikai rendszere (gázmotor, abszorpciós hűtő) és annak irányítástechnikája külön érdekessége volt a rendezvénynek.
A rendezvényeken megfigyelhető volt, hogy bármely iparágban (legyen az vízellátás vagy épületgépészet) az irányítástechnika alapvetően két részre oszlik: a primer folyamat vezérlésére és a villamos energiaellátás irányítására. Az utóbbi szakterületet pontosan ismerik szakosztályunk tagjai, az első pedig kiválóan alkalmas tagjaink szélesebb szakmai érdeklődésének kielégítésére. Rendezvényeink iránt az érdeklődéssel elégedettek lehetünk: minden alkalommal 40-60 fős szakmai közönség gyűlt össze, amelynek alapját továbbra is a villamosenergia-ipar társaságainak, gyártó és tervező vállalatainak munkatársai alkotják, de egyre nagyobb számban vannak jelen a villamosenergia-iparhoz kötődő kis cégek, illetve az „iparágon" kívüli szakterületek képviselői is. Tapasztalataink szerint házigazdáink szívesen fogadták az értő szakmai érdeklődést. Tagjaink kérdései és hozzászólásai mindhárom alkalommal érdekes és élvezetes szakmai beszélgetéseket eredményeztek. Ezúton is köszönjük azt a szíves fogadtatást, amelyben mindhárom vendéglátónk részesített minket. Az év második felében a hagyományos „műves" irányítástechnikai témák mellett folytatni kívánjuk az egyéb szakterületekbe való betekintést lehetővé tevő rendezvények sorozatát. Előzetes egyeztetéseink szerint lehetőségünk lesz a közlekedés mint „primer technológia" különböző irányítástechnikai vonatkozásaival találkozni. Folytatni kívánjuk az épületinformatika területén elkezdett rendezvényeink sorozatát, és természetesen továbbra is tartunk rendezvényeket a „hagyományos" villamos műves szakterület irányítástechnikájáról is. Almási Kristóf szakosztályi titkár ELEKTROTECHNIKA
PR cikk
Sikeres termékfejlesztés eredménye: 100.000 darab beépített villamosipari kompozit-szigetelő 6 év alatt Bognár Alajos -Jankó Árpád - Szaplonczay Pál A 25 éves kutatófejlesztő munka originális innovációt eredményezett, ugyanis a kutató-fejlesztő csoportnak sikerült zöldmezős beruházás keretében, 1995-ben megalapítani -japán befektetők segítségével - az FCI Furukawa Kft. kompozit-szigetelő gyárat. A cég azóta elkötelezett gyártója a magas minőségi színvonalat képviselő, korszerű kompozit-szigetelő termékeknek. A villamosipari kompozit-szigetelők kifejlesztésével egyidejűleg két feladatot vállalt fel a cég: egyrészt egy teljesen új típusú szigetelő-családnak a nagysorozatú gyártását kellett megvalósítani, másrészt, ennek a terméknek a piaci bevezetését kellett megszervezni és piaci szegmentumot kellett megnyerni. Termékfejlesztés folyamata A villamos kompozit-szigetelő, mint gyártmány, jellemzője, hogy állandóan az éppen aktuális megrendelői igényekhez kell igazodnia, ami a gyártási paraméterek adaptivitását igényli. Az alaptermék kifejlesztése óta a folyamatos gyártmányfejlesztés a vállalat jellemzője. Attól függően, hogy milyen mértékű a termékváltoztatás, szükséges lehet prototípus készítése és ennek tesztelése. A tesztelés minden esetben megtörténik a vállalaton belül, de előfordul, hogy a megrendelő kérésére, független vizsgálólaboratórium is elvégzi a tesztelést. A megrendelők igényeinek folyamatos figyelemmel kísérése eredményeképpen új szempontok fogalmazódtak meg a szigetelőkkel szemben, úgymint a szigetelők zárlati viselkedése, a minél egyszerűbb kezelhetőség és beépíthetőség, a vandalizmusállóság és a madarak okozta károk hatása a kompozit-szigetelőkre. A továbbiakban ismertetjük, hogy a felhasználók részéről megfogalmazódó kérdésekre és igényekre milyen megoldása van az FCI Furukawa Kft. Euroins® szigetelőinek. Villamos - mechanikai igénybevétel Az egyik legjelentősebb villamos igénybevétel, amit a szigetelőnek -mechanikai terhelésükkel együtt- ki kell bírnia a zárlat. A zárlati áram az ívterelő szarv és a szigetelő végszerelvénye közti átmenetnél fejtheti ki a hatását. A zárlatkor kialakuló nagy áramoknak, ha nem megfelelő módon kerülnek elvezetésre, komoly roncsoló hatásuk van. A vizsgálati elrendezés összeállítása az 1. ábrán, látható. Az áramkört ívterelő szarv és vcgszerelvény beiktatásával hoztuk létre, a zárlati áram 20kA volt, 0,5s időtartamig. Az 1. ábra szerint a mérés egész ideje alatt 35kN terhelés volt a szigetelőre függesztve, ami az üzem közbeni mechanikai terhelést modellezte. A mérés befejezésekor semmilyen károsodás nem volt tapasztalható a kompozit-szigetelőn, ami annak volt köszönhető, hogy a fémszerelvények melegedése mindössze 25°C volt. Az alkalmazott szerelvények (ívterelő szarv és végszerelvény) tehát funkciójuknak megfelelően elvezették a kialakult áramot.
Bognár Alajos im'^/,ik: igazgató, okl. villamosmérnök, MEE lag Jankó Árpád munkatárs, okl. villamosmérnök Szflptonczay Pál ügyvezető igazgató, okl. villamosmérnök, MEE lag Lektor: Dr. Tóth Judit okl. villamosmérnök, MEE lag
2001. 94. évfolyam 10. szám
IMOUI A Lollipoíil-i/UJi-'ldd AIII.III
viselkedésinek mérése
6/igcick) ullapuu jnvelcs után
Wl O»/M.1S kV SMHYA r.J Ü :
•!•'•.
SMMV*
2. ábra A próbaáramkör és a vizsgálati elrendezés
Miután bebizonyosodott, hogy az ívterelő szerelvények jól működnek, azt is meg kellett vizsgálni, hogy a szigetelő miként viselkedik íves zárlat esetén. Erre a célra a 2. ábra szerinti mérési elrendezést állították össze a VEIKI VNL Kft. vizsga ló-laboratóriumában. Az ívterelő potenciálvezérlő gyűrűvel ellátott 400kV-os kompozit-szigetelőt 20kA zárlati árammal 0,5s időtartamig vették igénybe, miközben a kompozit-szigetelő végén 20kN húzó irányú terhelés volt. A mérés során megállapították, hogy a szigetelő felületén (lásd: 3. ábra) átmeneti jelleggel koromképzödés alakult ki, ami rövid időn belül megszűnt. A szigetelő egyébként ép maradt, az ívterelő szerelvények maradéktalanul ellátták a feladatukat. Vandalizmusállóság A vevői igények folyamatos fejlődése, bővülése újabb és újabb szempontokat vet fel a gyártmányok kiválasztásánál. Ennek eredményeképpen a szigetelőkkel kapcsolatban a megbízható, üzembiztos működésen túl új szempontként szerepel a egyszerű szerelhetőség és könnyű kezelhetőség. Ennek a gazdasági jelentősége igen nagy, hiszen egy eszközt nem elegendő beszerezni, hanem üzembe is kell állítani és a teljes költségkalkuláció akkor helyes, ha a beépí-
355
PR cikk tés, a felszerelés, az üzemvitel költségeit is hozzáadjuk a termék darabárához. Ezáltal a könnyű szállíthatóság és egyszerű szerelés a jobb műszaki paraméterek mellett, költségcsökkenést is eredményez. Az . Euroins® szigetelőn - köszönhetően a rugalmas üvegszál rúdnak és a szilikongumi bevonatnak- nem keletkezik károsodás, ha arra rálépnek (4. ábra). A mechanikai terhelés (pl. rálépés) megszűnése után a szigetelő crnyőszerkezete visszarendeződik eredeti állapota-
kompozit-szigetelők esetében nem fordul elő) alig van hatással az átívelési feszültség nagyságára és szinte egyáltalán nincs hatással a szivárgási áramra. Teoretikusan felvethető az a kérdés, hogy mi történik a kompozit-szigetelővel, ha a madár megsérti az üvegrúd körüli szilikon réteget és ezáltal az üvegrúd közvetlen kapcsolatba kerül a környezettel. Ilyen eseményt még nem jegyeztek fel és a valószínűsége
O.K 0,7 |
0,6 B 0,5
VA ff 0,3
1 °-2 0,1 0
/. diagram A szivárgási áram mérése hibátlan és sérUlt kompozit szigetelőkön 4. ábra Taposásprőba
ba. Ugyanez volt tapasztalható amikor -40°C-ra hűtöttük le a szigetelőt. Az IEC kompozit-szigetelőkre vonatkozó un. Handling Guide tervezete részletesen tartalmazza a tárolás-kezelés módját. Az FCI Furukawa Kft. megengedőbb e tekintetben, mert termékeivel kapcsolatban nem tartja minden esetben szükségesnek az IEC ajánlásban szerepelő kritériumok betartását. így például a szerelés nagymértékben leegyszerűsödik azáltal, hogy a szerelők a munkavégzés során rátámaszkodhatnak, mászhatnak a rögzített szigetelőkön. Az átgondolt kutató-fejlesztőmunka eredményeképpen nemcsak egy nagyszerű termék jött létre, hanem olyan normákat sikerült felállítani, amelyek megteremtették a további folyamatos fejlesztés lehetőségét is. Kiváló villamostér-vezérlő szerelvényeket sikerült kifejleszteni, amik a legszélsőségesebb villamos igénybevételek esetén is biztosítják a megfelelő működést.. A hagyományos villamos szigetelők egyik jelentős problémája, hogy ha az üzemvitel során az ernyők száma csökken, lerövidül a kúszóút és a normál üzemi környezet mellett a szivárgási áram megnövekedhet, veszteséget okozva ezáltal a távvezetékszakasz üzemeltetőjének. Akompozit-szigetelőknél -szemben más szigetelőkkel - nem beszélhetünk az ernyők mechanikai sérüléséről (töréskárról). Egyes esetekben megfigyelték, hogy madarak kíváncsiságból, a szerelés alatt lévő szigetelőket megcsípik. Ezáltal néhány milliméteres kis darabot csippentenek le a szigetelőből, mely csípések tipikusan az cmyők szélén találhatóak. Annak érdekében, hogy vizsgálni tudjuk a madárcsípések hatását drasztikusan megcsonkítottuk a szigetelő ernyőrendszeret. A váltott ernyős kivitelű szigetelőből -mintegy 18mm körkörös- csonkítás során normálernyős szigetelő lett, 30%-os kúszóút csökkenést eredményezve, és így vizsgálták az átívelést és a szivárgási áram értékét száraz, valamint esős időben. Az eredményeket az í. és 2. diagramban foglaltuk össze. Látható, hogy az ilyen nagy mértékű csonkítás (ami a valóságban a
356
lip I roncsol
kompozt kompoz* lumpon (ártó kompozit larm k-./ii? ctoiit fcsziö eíflni csQnL csont. .•"Htm perc Smnv'perc Jnun'perc Stmn/peic
2. diagram Az átívelési feszültség mérése hibátlan és sérült kompozit szigetelökön
is nagyon kicsi. Azonban, ha mégis bekövetkezne a fentebb leírt károsodás, akkor sem változik meg a szigetelő viselkedése. Az FCI Furukawa Kft. által alkalmazott un. ECR üvegrúd korrózióval szemben ellenálló, amit laboratóriumi kísérletek is igazolnak. Összefoglalás Ahazai villamosenergiarendszerben, a hálózaton valószínűsíthető zárlati igénybevételek (zárlati idők) nem okoznak lényeges változást a szigetelő mechanikai szilárdságában, a végszerelvényeken rögzített ívterelő szerelvények esetében sem. Az FCI Furukawa Kft. kompozit-szigetelőinek szállítása, tárolása és szerelése nem igényel speciális gondosságot. A madárcsípések egyik legszélsőségesebbnek tekinthető változatát modellező esetben (30%-os kúszóút csökkenés) sem változik az: esőztetett átívelési feszültség, esőztetett állapotban létrejövő kisülési kép, száraz és esőztetett állapotban kialakuló szivárgási áram. Ennek magyarázata a szilikongumi hidrofób (víztaszító) jellegében rejlik. Még jelentős károsodás esetén sincs szükség a szigetelő gyors cseréjére.
ELEKTROTECHNIKA
Villamos energia
A kisfrekvenciás elektromágneses terek egészségügyi hatásairól Dr. Danyek Gyula Miért kell ezzel foglalkozni? Egyre gyakrabban jelennek meg felelőtlen cikkek, szakértők félremagyarázott kijelentéseivel elsősorban az írott napi sajtóban, félelmet keltve a lakosságban, nem egyszer elbizonytalanítva még a területet közelebbről ismerőket is. Az ilyen cikkeknek semmi közük a valódi újságíráshoz, az esetleg vagy ténylegesen eltussolt veszélyeket felelősségteljesen feltáró, az életminőséget jobbító gondolkodáshoz. Szerencsére - elsősorban a rádióban - néha megszólaltatják a hozzáértőket is. Az értelmes információ azonban, a szóbeliség jellege miatt, gyorsan tovatűnik, s csak a figyelmesebb hallgatóban marad némi nyoma. Kis hazánk nem tartozik azon nemzetek közé, ahol nagyobb lélegzetű egészségügyi kutatómunkára lenne lehetőség (lásd a mellékelt térképet!). A 750 kV-os távvezeték létesítése kapcsán, elsősorban a villamos terek hatásait illetően voltak kezdeményezések. Há-
fiti&u*
•1 tws-.iik. • • .• - v í Á ' . 1 í B«JÍ 1SNeil«l»n<í»X. « Cmads vmrmj i tlimi . TSRJIHOO 1 Ocniuik 18Ruts«
•
I F r » i t JiSdutttAtrlca ) Gtnwtiy nSwm loliiue-] 23 Swtdt n ltn»fr MS>vOsilaí<
.
lózati frekvenciás mágneses terekben végzett laboratóriumi kísérleteknek is vannak nyomai (lásd az irodalmi hivatkozásokat!) A hazai hozzáértők lehetőségeiktől függően teszik a dolgukat, a területen némileg tájékozottak a nemzetközi eredmények megismerésére törekszenek és több-kevesebb sikerrel próbálják interpretálni az irodalomban megjelent ismereteket. Ezért a tisztábban látáshoz talán érdemes körülnézni a világban és legalább a villamos szakma részére írásos összeállítást készíteni a hozzáférhető anyagokból. Mivel a (Q&A) Kérdés-Felelet típusú publikációs módszer nagyon hatékony, a jelen ismertetés keretén belül is ezt célszerű alkalmazni. Melyek a főbb forrásanyagok? A mellékelt táblázatban hivatkozott, érvényben lévő szabványokon és ajánlásokon kívül az USA-ban végzett, az egész világra kiterjedő irodalmat jórészt feldolgozó kutatások jelentései a legjelentősebbek. Az Egyesült Államok Kongresszusa által 1992-ben energiaügyi törvényben kezdeményezett, a villamos és mágneses terek kutatását és a széles közvélemény informálását célzó, Un. EMF-RAPID Programegyikkoraijelentése [1] szerint 1996-ig nemzetközi viszonylatban 27 országban folytak kutatások. (EMF-RAPID Program = Electric and Magnetic Fields Research and Public Information Dissemination Program) A program zárójelentése [ 2 ] 1999 májusi keltezésű. Ebben 320, a világ minden tájáról származó publikációt sorolnak fel. Ehhez kapcsolódóan számtalan kiegészítő anyagra tud támaszkodni a területen tájékozódni próbáló olvasó. Az USA Nemzeti Környezet-egészségügyi Tudományok Intézetének (NIEHS) honlapja bő-
MEGENGEDETT ÉRTÉKEK
Szabvány, ajánlás MSZ ENV 50166-1: Elektromágneses terek hatása az emberi szervezetre (0-10 kHz-ig) WHO Nemzetközi Sugárvédelmi Egyesület (IRPA-ICNIRP) ajánlása nem ionozó sugárzások határértékeire MSZ EN 50082-1: Elektromágneses összeférhető ség. Általános zavartűrést szabvány
Lakosság
Dolgozó
Monitor
Mágneses indukció B[\xT]
Lakosság
Villamos térerősség, E [kV/m]
640
1600
10
100
500
5
"" 3f8
Dolgozó
-
30
-
Dr. Danyek Gyula okl. villamosmérnök, kandidátus, MEE tag Lektor: Dr. Mihátkovics Tibor rovatszerkesztő
ELEKTROTECHNIKA
357
Villamos energia velkedik a Q&A típusú anyagokban, amelyek készséggel tájékoztatják a(z amerikai) honpolgárt az átlagembert érintő részletekről. Melyek az érvényes előírások? A kisfrekvenciás villamos és mágneses terekre (röviden KVMT, ill. KVM tér) vonatkozó, jelenleg is érvényben levő előírások a következők: (angolban a KVMT megfelelője az ELF-EMF rövidítés: extra-low frequency electromagnetíc fíeld ) Az 50 Hz-es elektromágneses tér nem sugárzás típusú, a viszonylag könnyen, már egy-egy nagyobb lombos fa által is árnyékolható villamos és a csak nehezen kordában tartható mágneses tér külön kezelhető. Az E jelű villamos térerősséget kV/m-ben mérjük, a B jelű mágneses indukciónak vagy más néven mágneses fluxus-sŰrűségnek az európai gyakorlatban JIT a mértékegysége. A továbbiak elsősorban a mágneses térről szólnak. A valóságban milyen mágneses indukció értékek fordulnak elő'? A mérési tapasztalat azt mutatja, hogy a mindennapokban egy-egy kirívó helyzettől eltekintve - a szabványokhoz képest jelentősen redukált szemléletű ún. IRPA előírások szerinti indukció-értékeknek legfeljebb a 20-30 %-át, azaz 20 - 30 \xT-át lehet mérni. A helyenkénti előfordulási értékek átlaga ennél jelentősen alacsonyabb is lehet. Sok ez, vagy kevés? Biztos válasz nincsen. Hosszú években mérhető távon a fent számszerűsített terekben tartózkodni valószínűleg nem egészséges. Ugyanakkor nincs arra méréssel megbízhatóan bizonyított - adat, hogy ténylegesen mekkora indukciótartomány volt az, ami a későbbiekben hivatkozott, statisztikailag regisztrált epidemiológiai eseteket kiváltotta. Rövid távon aligha várható effektív káros hatás, hacsak az érintett nem egy számítógép monitor előtt ül, amelynek képrezgése idegrendszeri kifáradást és szem-károsodást okozhat. Mit tesznek a szolgáltatók? A mellékelt táblázat szerinti megengedett és a mért, viszonylag alacsony értékek közötti jelentős különbség miatt előírás oldalról egyelőre nincsen olyan kényszer, ami a szolgáltatókat a mágneses tér általános csökkentésére ösztökélné. A valóságban azonban - szerencsére - az esetek jó részében megoldódnak a problémák. Bili Gates, a Microsoft elnöke és a számítástechnikában érdekelt többi kollégája ui. gondoskodtak a mágneses terek nagyságának korlátozásáról azzal, hogy világméretekben elterjesztették a katódsugárcsöves számítógépes monitorokat, amelyek a fenti táblázat szerint 3 és 4 uT között, azaz a megengedett IRPA érték 3-4 %-ánál - mint kissé durvább érzékenységű mérőműszerek - már egyértelműen, szemrontó képvibrálással jelzik az indukció jelenlétét. Ez a gyakorlatban azzal jár, hogy a lakosság jelentős részénél és a munkahelyek többségénél az üzemeltető előbb-utóbb beavatkozik, ui. a képernyő előtt ülő ember biztosan panaszkodni fog és minden igyekezetével azon lesz, hogy megszabaduljon a szemét és idegrendszerét valóban károsan befolyásoló hatástól. A törvényes előírásokon túlmenően van egy másik szempont is, mégpedig a minőségi szolgáltatás kötelezettsége, ami, ha nem is kötelező jelleggel, de arra készteti a szolgáltatókat, hogy megfelelő empátiával fogadják a fogyasztók panaszait. Az áramszolgáltató jól-felfogott érdeke, hogy állomásait felújítsa. A szolgáltatók mértékadó szakemberei általában azon a véleményen vannak, hogy a mágneses zavartatás és a transzformátorzaj 358
szempontjából gondot okozó állomásokat a rekonstrukciós programban előre kell venni, sőt erre a célra külön pénzügyi alapot is célszerű képezni. Ezzel amellett, hogy eleget tesznek a minőségi szolgáltatás elvárásainak, elébe mennek a problémáknak is, ui. a gyorsan kiszűrt és rendbe tett állomások ajövőben már nem okoznak fejfájást számukra. A jövőt tekintve az üzemi berendezések létesítésében is elkerülhetetlen a szemléletváltás. Annak érdekében, hogy a fogyasztó, az utca embere elektromágneses igénybevételét csökkentsük, úgy kell tervezni és megvalósítani az ezután építendő állomásokat, hogy az elektromágneses igénybevételt időben és térben eltávolítsuk az állandóan használt emberi környezettől. Ez a szemlélet lassan kezd tért hódítani. Milyen mértékű a KVM terek okozta veszélyeztetés? A hozzáférhető irodalom alapján köznapi nyelvre lefordítva az alábbiak fogalmazhatók meg: A mai napig nem tudtak kimutatni s főleg nem lehetett kísérleti eredményekkel igazolni bármiféle ok-okozati összefüggést a KVM terek és az emberi szervezet megbetegedései között, ugyanakkor arra sincs bizonyíték, hogy az ok-okozati összefüggés nem létezik. Közegészségügyi szakértők (epidemiológusok) viszont találtak olyan - megítélésük szerint - figyelmen kívül nem hagyandó (statisztikai) adatokat, miszerint KVM terekben való, években mérhető tartózkodás a rák keletkezésével kapcsolatos betegséghajlamot növelheti. A hivatkozott zárójelentés szerint: "...Miközben egyes tanulmányokból származó érvek bizonyító ereje gyenge, az epidemiológiai tanulmányok következetesen arra utalnak, hogy, a terekben való tartózkodás bizonyos feltételei mellett, növekvő időtartamú KVMT kitettség esetén a rákkeletkezés rizikója kismértékben növekvő tendenciájú". A Nemzetközi Rák(ellenes) Kutató Ügynökség (IARC) vonatkozó definíciói szerint a KVM terek önmagukban - nem ismert karcinogén (known humán carcinogen), és - nem valószínűen karcinogén (probable humán carcinogen) jellegűek. Mivel azonban az epidemiológiai esetek alapján tartós behatás esetén a gyermekkori leukémia és - foglalkozási ártalomként - a krónikus nyirokérrendszeri leukémia kialakulásának rizikója egyes megítélések szerint némileg növekedhet, a fenti zárójelentést megszavazó munkabizottság 28 tagja közül I9-en "lehetséges" karcinogén ("possible" humán carcinogen) jellegűnek ítélték a KVM tereket. (Lásd a "NIEHS következtetései" [NIEHS conclusion] c. szakaszt a zárójelentésben!) Ez a gyakorlatban nem feltétlenül, de azt jelentheti, hogy nagyobb áramot vezető távvezeték alatt, gyűjtősínek, fojtok közvetlen közelében hosszú éveken keresztül lakóknak (tartózkodóknak) a távol-lévőkhöz képest egy tényezővel több az esélyük a fenti betegségek kialakulására. Ennél keményebb megfogalmazás félrevezető lenne, ui. a statisztikai háttér nem meggyőző (lásd alább az epidemiológiai statisztikáról írottakat!). A megítélés ugyanakkor nagyon kockázatos, amint azt az interneten megjelent, olykor szenvedélyes pro- és kontra hozzászólások is egyértelműen jelzik. Mi a rák, mit kell tudni a háttér-körül menyekről, a veszélyt ellenzők hangjáról? • A rák legalább 200 olyan betegség összefoglaló elnevezése, amelyek fő jellemzője a sejtburjánzás. Kialakulásának számtalan oka van. 2001. 94. évfolyam 10. szám
Villamos energia • Közismert, hogy elsősorban a városlakók, de manapság már a vidéken élők is fokozott mértékben vannak kitéve számos káros hatásnak 111. tényezőnek, mint pl. - a mindennapok idegőrlő stressze - a közegészségügyi szempontból "kifogástalannak" nyilvánított (nemcsak tartósított) élelmiszerek „kényszerű" fogyasztása, - az autó kipufogó-gázok elkerülhetetlen belélegzése, - egyáltalán a szmog, - a növényekbe, állatokba, emberekbe bevitt kemikáliák, - az aktív és passzív dohányzás, - az egyenként többé-kevésbé megvizsgált, olykor mértéktelenül fogyasztott gyógyszerek - a gyógyszerek és az egyéb tényezők egymásra való össze-vissza hatása, stb., amelyek a KMV tereknél talán egyenként is sokkal nagyobb valószínűséggel felelősek a rák kialakulásáén. • Ha valaki egy 120 kV-os vagy ennél nagyobb feszültségű távvezeték közelében lakik, annak anyagi helyzete minden bizonnyal arra predesztinálja, hogy a fent felsorolt és fel nem sorolt rákkeltő hatásoknak, de legalábbis ezek egy részének, pl. a táplálkozási hátrányoknak ki lesz téve. Nem beszélve a veszélyeztetettséget elősegítő - örökletes egyéni hajlamokról, - az egyes hatásokkal szembeni egyedi érzékenységről, - az egyéni - esetleg kisebb - ellenálló képességről, - a betegségekkel szembeni, nem pozitív jellegű lelki beállítottságról és hasonló, - a valóságban néha igencsak meghatározó körülményről. • Vannak újkeletű epidemiológiai információk, amelyek szerint [ 3 ] mérsékelt nagyságú mágneses térnek való állandó kitettség esetén nagyminta kísérletekkel sem mutatható ki kapcsolat a mágneses tér és a gyermekkori leukémia között. • Érdekes és figyelmen kívül nem hagyandó adalék, hogy ugyanezen a forráshelyen található olyan anyag is, amelyben az American Council on Science and Health jelentésére hivatkozva csalásnak minősítik a hivatkozott EMF-RAPID programban hitelesnek tekintett egyik amerikai kutató egyes publikációiban foglaltakat. [ 4 ] A cikk vádja szerint, az egyéb rákkeltő anyagokról való figyelem elterelésben érdekelt egyes személyek a nemzeti döntéshozó grémium tagjaiként, jelentős állami pénzeket szavaztak meg a KVM terekkel kapcsolatos kutatásokra, s ezzel erre a környezeti hatásra irányították rá a közvélemény figyelmét (A cím is - némileg magyarosítva figyelemre méltó: "Nagyfeszültségű áltudomány: Hamis félelemkeltés a távvezetékekkel és a rákkal kapcsolatosan" Mit lehet tudni az epidemiológiai esetek hátteréről? • Célszerű informálódni a tényleges epidemiológiai esetek statisztikai hátteréről. [ 5ab- ] - Az Egyesült Államokban - 1996-ban, a vizsgálat idején hivatkozott adatok szerint - évente 100 000 felnőttre statisztikailag 382 rákos eset jutott. Ennek 4 %-a volt a leukémia, azaz 100 000 felnőtt között 14 -15 leukémiás eset fordult elő. A foglalkozási ártalomként regisztrált krónikus nyirokérrendszeri leukémia ennek a 10 valahány esetnek a valamekkora része. -Agyermekkori leukémiára vonatkozó előfordulásokat Összesen 14, egyenként tanulmányba foglalt eset alapján állapították meg. A 14 esetből csak 4-et lehetett statisztikailag bizonyítottként (statististically significant) elfogadni, azaz csak négy esetben lehetett biztosan azt mondani, hogy a véletlen előfordulás ki van zárva! A többi esetben olyan kicsi volt az előfordulások száma, hogy emiatt a statisztikai bizonyítottságot nem lehetett egyénei műsíteni. - A legnagyobb érdeklődést - újszerűsége és következtetései miatt - az 1992-ben nyilvánosságra hozott svéd tanulmány váltotta ki, ELEKTROTECHNIKA
mind a tudományos közvélemény, mind a nyilvánosság köreiben. A svéd vizsgálat számszerű háttere a következő: - Svédországban évente 70 új gyermekkori leukémiás eset fordul elő. - A tanulmányt készítők 500 000 olyan embert vontak bele a vizsgálatba, akik 220 - 400 kV-os távvezetékek 300 m-es körzetében laktak 1960 és 1985 között. Ebből a halmazból kerültek ki a megbetegedett és a kontroll személyek. - Ezekből 4 eset alapján állapítottak meg 1,5-szeres, 7 eset alapján 3,8-szeres relatív rizikófaktort számítással meghatározott (???) 0,1 -0,29 mT-ás, ill. 0,3 ^T-nál nagyobb KVM terekben (A részletek mellőzésével: Az I-nél nagyobb relatív rizikófaktor azt jelenti, hogy a pozitív esetek, azaz a megbetegedések túlsúlyban vannak a kontroll esetekhez képest). - A távvezetékek 50 m-es körzetében 6 esetben tudtak kimutatni 2,9-szeres rizikófaktort. Az utóbbi esetek a hivatkozott irodalom szerint statisztikailag alig bizonyítottak (azaz határesetnek minősülnek). A fenti adatok a hivatkozott irodalomból származnak. Meg kell jegyezni, hogy ezen túlmenően az interneten megjelent több száz oldalas munkabizottsági jelentések, a zárójelentés, a vitázó hozzászólások sok nézőpontból, egyedi megítélésből, az olvasó számára olykor követhetetlenül közelítik meg az eseteket. A mellette és ellene érvelő, már (elö)ítéletettel bíró olvasók mindegyike találhat a maga koncepciójának "megfelelő bizonyítékokat". Mi a helyzet Magyarországon? • Magyarországon mértékadó epidemiológiai jellegű kutatásról nem tudunk. A több száz oldalas NIEHS munkabizottsági jelentésben két hazai, patkányokon végzett, 6-sulphatoxymelaton innal kapcsolatos laboratóriumi kísérletek eredményeiről beszámoló cikkre való hivatkozás [ 6 ] [ 7ab- ] található. Ezek címéből úgy tűnik, hogy a hazai laboratóriumi kutatás eredményei mintha nem erősítenék meg a KVM terek káros hatását. • A Statisztikai Hivatal honlapja szerint 1999-ben 100 000 lakosra összesen 1450 haláleset jutott. Ebből a daganatos betegségben elhunytak száma 340 volt, a 14 év alatti összes daganatos betegség esetében 5,6 /100 000, a leukémiás esetekre 1,84 /100 000 volt a halálozási ráta. • 2000-ben 100 000 lakosra 1355 haláleset jutott. Ebből 100 000 lakosra vonatkoztatva daganatos betegségben meghalt 329 ember, azaz kb. minden negyedik ember rákban hunyt el. Összevetve a tavalyi és a tavaly előtti hazai adatokat az USA fent-hivatkozott statisztikájával, a 100 000 lakosra jutó daganatos előfordulásokban lényeges különbséget nem észlelünk. Ebből a tényből nem célszerű konzekvenciát levonni, ui. a két ország egészségügyi körülményei jelentősen eltérnek, így egy egyenes következtetés akár tévútra is vezethet. Mindenesetre az adatok rendelkezésre állnak és figyelemre méltóak. Mi a hozzáértők véleménye? 1. "A rizikó lehetősége fennáll, de nem tekinthető bizonyítottnak és biológiailag valószerűnek (...and it is not biologically plausible)" Sir Richárd Doll (Oxford University), a nemzetközi sajtóban is sokat hivatkozott, elismert epidemiológiai szakértő May 22, 1995 2. "Elég adat van arra, hogy az összefüggést valóságosnak tekintsük. Az összefüggés nem képzelt, (de) nagyon sok tennivalónk van még, hogy megértsük, bizonyos típusú behatások miért lényegesebbek a másiknál Amíg nem lesz fogódzónk a behatás mértékére, s a lényeges behatások megismerésére, addig a lehetséges 359
Villamos energia hatás(mechanizmus)okat illetően még sokáig sötétben fogunk ta(Az USA környezetvédelmi hivatalának tudományos tanácsadó testülete) pogatózni." 2. "Eddig tudományosan nincs igazolva, hogy a kisfrekvenciás Dr. Dávid Bates mágneses terek rákot vagy az emberre nézve bármiféle káros haUniversity of British Columbia tást idéznének elő, vagy annak kifejlődésben közreműködnének. July 25, 1995 Ugyanakkor az sincs tudományosan bizonyítva, hogy az ilyen te3. "Ha a KVM hatás létezik, akkor az valószínűleg nagyon gyenge, vagy speciális ill. nem szokványos feltételeket igényel. A rek nem károsak." -Advisory Panel to Australian Minister of Health 1992 gyenge hatásokkal szemben az emberi test csaknem mindig képes (Az ausztrál egészségügyi miniszter tanácsadó testülete) védekezni, igencsak megnehezítve ezzel a tanulmányozást. Mind3. Az eddig nyilvánosságra került epidemiológiai adatok nem azonáltal bizonyos olyan embercsoportok részére, akiknek a normális ellenálló képessége nem megfelelően funkcionál ez mégha- elegendőek a [KVM] terekkel kapcsolatos rákkeltés veszélyének tározó lehet. Az erre a célra kifejlesztett új kutatási eszközök sok- bizonyítására...az eddigi megállapítások csak arra elegendőek, hogy alátámasszák a további kutatások szükségességének hipotéban hozzájárulnak majd, hogy jobban megértsük a biológiai összefüggéseket, és végül is előbbre lépjünk a dolgok orvoslásá- zisét. -U.K. National Radiological Protection Board 1992 ban. (Az Egyesült Királyság nemzeti sugárvédelmi testülete) Dr. Paul Gailey 4. "A dán és svéd kutatás alátámasztja azokat a korábbi tanulOak Ridgc National Laboratory mányokat, amelyek szerint nagyáramú berendezések közelében March 1, 1996 élő gyermekek között nagyobb a rák előfordulása. Az eredmények 4. "Egyrészről a tanulmányok egy része feltételez bizonyos azonban nem zárják ki annak lehetőségét, hogy a kapcsolat esetgyenge hatást Másrészről a tanulmányok többsége a behatással leg csak a véletlen műve." kapcsolatosan csak igen korlátozottan tud valamit felmutatni, és -Danish Ministry of Health 1993 az információk is igencsak következetlenek a rákfajtákkal való (A dán egészségügyi minisztérium) kapcsolatot és a terek specifikumait illetően. így szinte lehetetlen 5. "A jelenleg rendelkezésre álló epidemiológiai eredmények arról érdemben nyilatkozni, hogy ok okozati összefüggések vannem engedik meg, hogy kizárjuk a mágneses mezőnek a leukémia, nak. Az adatok egyszerűen nem elegendőek ahhoz, hogy a nagyon s különösen annak gyermekkori előfordulásában való esetleges egyszerű és gazdaságos intézkedéseken túlmenően bármi egyebet szerepét. További kutatásokra van szükség azonban ahhoz, hogy tegyünk." ezt a szerepet megerősítsük vagy kizárjuk." Dr. Stephanie London -French National Institute of Health and Medical Research 1993 University of Southern California ( the National Institute of (A francia nemzeti egészség- és orvostudományi kutató intézet) Environmental Health Sciences munkatársa) 6. "Feltételezzük, hogy a mágneses tér bizonyos rizikót jelent az April 12, 1996 egészségre nézve, de ebben nem vagyunk biztosak. ..Jó okunk van 5. "Úgy vélem, két kulcskérdés van. Először is, a kutatás nagyon arra, hogy fokozott óvatossággal járjunk el." vegyes képet mutat azzal kapcsolatban, hogy egyáltalán van-e va-Swedish National Electrical Safety Board 1994 lami egészségügyi kockázat a munkahelyi KVM terek hatásaival (A svéd nemzeti villamosbiztonsági testület) kapcsolatban. Másodszor, véleményem szerint, ennek a bizonyta- A fentieket végiggondolva, felmerül a kérdés a józanul gondolkolanságnak a fényében csak igen egyszerű, kézenfekvő és a legcse- dó olvasóban: kélyebb mértékben sem romboló hatású védekezési intézkedéseket Ugyan ki tudja megmondani, hogy adott körülmények között szabad számításba venni." ki, mitől kap leukémiát? Dr. Dávid Savitz Úgy vélem, hogy a legvalószerűbben Dr. Paul Gailey, az Oak University of North Carolina Ridge National Laboratory munkatársa közelítette meg a problémaOctoberl3,1995 kört: 6. "Az epidemiológiai kutatások gyenge statisztikai összefüg"Ha a KVM hatás létezik, akkor az valószínűleg nagyon gyengést mutatnak a mágneses térbeli behatások és a rák között, de ge... Agyenge hatásokkal szemben az emberi test csaknem mindig ezek a kutatások nem alkalmasak okozati összefüggések kimuta- képes védekezni,....Mindazonáltal bizonyos olyan embercsoportására. Ugyanakkor nem valószínűtlen, hogy a mágneses tér okoz- tok részére, akiknek a normális ellenálló képessége nem funkcio" ta behatások kapcsolatban vannak pl. az ember belsőelválasztású nál megfelelően, ez meghatározó lehet. rendszerével" Mivel nem tudjuk, hogy a fenti megfogalmazás szerint melyik embercsoportba tartozunk, célszerű megfogadnunk minden Dr. Birgitta Floderus olyan intelmet, amely a KVM tereknek való kitettséget, a KVM teSwedish National Institute for Working Life rek behatását a minimumra csökkenti. June 3, 1996 Végezetül: tiszteletre méltóak a svéd közegészség-, és környezet7. "Nem úgy tűnik, mintha a villamos energiával működő bevédelemfokozott mértékű erőfeszítései ( jellemző a svéd felfogásra, rendezések üzemeltetése valamiféle egészségügyi következménnyeljárna. Ha a (KVM) terek mégis kockázatosak, akkor a ve- hogy - szemben a világ minden más részével - aföldzárlatkompenszély nagyon kicsi. Még az igen komoly nemzetközi kutatási erőfe- zált hálózati maradékáram megengedett értéke Svédországban nulszítések sem tudtak eddig ellentmondás-mentes eredményeket fel- la ). Ugyanakkor valószínűsíthető, hogy a világ jelentős részében, s ez nemcsak az elmaradott országokra, hanem Európa legnagyobb mutatni. " részére is igaz, elsősorban nem a néhány tized, netán a néhány Dr. Jack Sahl mT-ás KVM terek okozzák a leukémiás eseteket! Southern Califomia Edison Company June 30, 1995 Mi tehát a teendő? Mi a hivatalos álláspont néhány országban? • Mértékadó vélemények szerint összességében a következőket 1. "Néhány epidemiológiai megállapítás kapcsolatot feltételez a célszerű tenni: - Ha nem kell feltétlenül kitenni magunkat a KVM terek hatámágneses tér okozta behatások és bizonyos rákelőfordulások kösának, akkor ne tegyük. Azaz csak addig tartózkodjunk nagyárazött.....[elégséges adatok hiányában] jelenleg nem lehet erre a mú, nagy mágneses terű eszközök közelében, amíg ez szükséges. kapcsolatra nézve ok okozati összefüggést megállapítani." Igen egyszerű - de szemléletes - példával élve: ne a mikrohullá-U.S. EPA Science Advisory Board 1991
360
2001. 94. évfolyam 10. szám
Villamos energia mú sütő ajtajának támaszkodva várjuk meg, amíg a lefagyasztott étel 10 -20 perc alatt felmelegszik. Ez ugyanaz a szemlélet, mint amikor bio jellegű élelmiszerek fogyasztására törekszünk, amennyire elkerülhetjük, nem fogyasztunk ilyen-olyan vegyszerekkel telített kolbászféléket, igyekszünk minimumra csökkenteni a házi kertünk permetezését, stb. - Az áramszolgáltatók tegyenek meg mindent, hogy a lakosság KVM tereknek való kitettsége minimumra csökkentjen. Ennek érdekében - ahol ez szükséges - az alábbi szempontok figyelembevételével rekonstruálják a meglévő állomásokat, ill. tervezzenek új állomásokat • A transzformátorállomásokban a transzformátort, a csatlakozásokat és az elosztót lehetőleg központosán, a falaktól távol kell elhelyezni • A kisfeszültségű csatlakozást a mennyezet helyett az állomás padozatán vagy az alatt kiképzett kábelcsatornában kell be-, ill. kivezetni. • A elosztókban a betáplálást és a nagyobb fogyasztói leágazásokat az elosztó közepére kell koncentrálni. • Alsó, pl. a padozattól 30 - 40 cm-re húzódó gyűjtősínt javasolt alkalmazni, ha a védendő tér a mennyezet fölött van. • A lehető legkisebb fázistávolságot kell alkalmazni. • Többvezetős fáziskötegek esetén, ha lehet, a fázisok között célszerű térkiegyenlítő forgatást alkalmazni. • Az állomási egységeket csökkentve növelni kell a decentralizált betáplálási pontot számát. • Ahol lehet, növelni kell a megközelítési távolságokat (a gerjesztéstől célszerűen legalább 4 m-re) • Amegközelítési távolságok növelése érdekében az állomásokat a tartós emberi tartózkodásra szánt (lakó-, és iroda-) épületeken kívül kell elhelyezni. • A kisfeszültségű hálózatokon tudatosan szimmetrizálni kell a fogyasztók elosztását. - A tervezők 120 1750 kV-os távvezeték alá vagy annak közvetlen közelébe ne tervezzenek semmiféle élőteret. Tervezői nyilatkozatban hívják fel a figyelmet arra, hogy - törvényi tiltás hiányában - a beruházó vagy a tulajdonos csak a saját felelősségére létesíthet ilyen jellegű építményeket. Befejezésül az eddig megtett kutatási erőfeszítések nyomatékosítására, álljon itt a NIEHS igazgatójának, dr. Kenneth Oldennek néhány sora, a zárótanulmányhoz írt bevezetőből: "1999 május 4. Tisztelt Olvasó! Az Egyesült Államok Kongresszusa 1992-ben energiaügyi törvényben engedélyezte a villamos és mágneses terek kutatását és a széles közvélemény informálását célzó, ún. EMF-RAPID program beindítását. A Kongresszus a Nemzeti Környezet-egészségügyi Tudományok Intézetét (NIEHS), a Nemzeti Egészségügyi Intézetet (NIE) és az USA Energiaügyi Hivatalát (DOE) bízta meg, hogy vezessenek és menedzseljenek egy olyan kutatási és elemző programot, amely tudományos bizonyítékokkal tisztázza a KVM terek eddig nem ismert egészségügyi rizikó faktorait. Az EMF-RAPID Programnak három alapvető összetevője volt: 1) az egészségügyi hatások felderítését célzó kutatás, 2) az információk gyűjtése és közrebocsátása, és 3) a KVM terekben való tartózkodás által okozható, nem tisztázott egészségügyi veszélyek felderítése " - „A tudományos bizonyítékokat és ezen jelentés elkészítését széleskörű tudományos és nyilvános ellenőrzésnek vetettük alá. Az egész folyamat nyilvános és átlátható volt. Bárki, "akinek mondanivalója volt", lehetőséget kapott a hozzászólásra. Annak a tudományos bizonyosságnak a megalapozottsága, miszerint a KVM terekben való tartózkodás egészségügyi kockázatot jelent, gyenge^Az egészségügyi hatás legerősebb bizonyítéka a rák két fajtájára, a gyermekkori leukémiával és - foglalkozási ELEKTROTECHNIKA
ártalomként - a krónikus nyirokérrendszeri leukémiával való, statisztikai megfigyeléssel alátámasztott asszociációra épül " - „A fentiekkel ellentétben a mechanisztikus tanulmányok és az állatokkal végzett toxikológiai kísérletek semmiféle bizonyítékkal nem tudtak szolgálni, bár szórványosan vannak utalások bizonyos biológiai hatásokra. Állatkísérletekkel semmi jelét sem tudták kimutatni a leukémia-hajlam növekedésének. Az emberi, a mechanisztikus és állatkísérleti adatok közötti kapcsolat hiánya jelentősen megnehezíti az eredmények interpretálását. A humán adatok "pozitív" értelmezésú'ek és a "való élet" szerinti kitettséget mutatják, és van néhány olyan szempont, amelyek alapján nehéz lenne figyelmen kívül hagyni ezeket. A megállapítás erejét azonban mérsékeli, hogy a megfigyelések csak gyenge összefüggést tudnak kimutatni, ill. más faktorokkal és hibalehetőségekkel is meg lehet magyarázni az eredményt. A KVM terek hatásán kívül azonban egyéb következetes magyarázatot nem sikerült találni " - „A NIEHS arra a következtetésre jutott, hogy a jelenlegi ismeretek szerint a KVM terekben való tartózkodás nem tekinthető teljesen veszélytelennek, mivel gyenge tudományos bizonyíték van arra, hogy a KVM terekben való (hosszabb) tartózkodás felvetheti a leukémia kockázatát. Megítélésem szerint a jelentésből levonható következtetések nem elegendőek ahhoz, hogy drasztikus intézkedéseket kelljen hozni. Mivel az Egyesült Államokban szinte mindenki használ villamos energiát és ezért rutinszerűen ki van téve a KVM terek hatásának, passzív szabályozási intézkedéseket célszerű hozni, így pl. folyamatosan és nyomatékosan fel kell világosítani mind a nyilvánosságot, mind a hivatalos szférát olyan irányban, hogy eredőben mérsékeljük a KVM tereknek való kitettséget. A NIEHS ugyanakkor nem gondolja, hogy másféle rákkal vagy egyéb betegségekkel kapcsolatban elegendő információ állna rendelkezésre ahhoz, hogy ezeket is bevonjuk a tárgyi esetek körébe " - „Egyes jogász csoportok szembehelyezkednek a KVM terekkel kapcsolatos egészségügyi megállapításokkal. Vannak olyan jogászok, akik az egész ügyet le akarják söpörni az asztalról, mások alapvető intézkedéseket követelnek. A mi álláspontunk körültekintő és következetes, igazodik a tudományos eredményekhez. A magam részéről a jelentést megfelelőnek ítélem, pragmatikusnak, ugyanakkor tudományosan megalapozottnak tartom és alkalmasnak arra, hogy ennek alapján megfelelő intézkedéseket lehessen hozni. Ajelentést készséggel bocsátom a Kongresszus rendelkezésére. Kenneth Olden, Ph.D. igazgató" Irodalom (I ] http://www.niehs.nih.gov/emfrapid/htmVQ&A-Workplace.himl [2] NIEHS REPORT on Health Effects from Exposure to Power-Line Frequency Electric and Magnetic Fields Prepared in response to the 1992 Energy Policy Act http://www.niehs.nih.gov/emfrapid [3] Alicia M. Lukachko, M.P.H.: Study Shows No Link Between Electromagnetic Fields and Childhood Cancers drkoop.com American Council on Science and Healih http://www.drkoop.com/dyncon/article.asp?at=N&Íd= 12341 [4] Dr. E. M. Whelan: High Voltage Junk Science: Falsification Fuels Fears About Power Lines and Cancer drkoop.com American Council on Science and Health 238 [5] Questions and Answers About EMF Associated with the Use of Electric Power National Institute of Enviromental Health Services - US. Department of Energy [6] Bakos, J., Nagy, N., Thuroczy, G. & Szabó, L.D. (1995). Sinusoidal 50 Hz microtesla magnetic fíeld has no acute effect on urinary 6-sulphatoxymelatonin in Wistar rats. Bioelectromagnctics, 16, 377-380. [7] Bakos, J., Nagy, N., Thuroczy, G. & Szabó, L.D. (1997). Urinary 6-sulphatoxymelatonin excretion is increased in rats after 24 hours of exposure to verticai 50 Hz 100 microtesla magnetic field. Bioelectromagnetics, 18, 190-192. 361
Szabványosítás - Villamos fogyasztóberendezések
Az EU csatlakozáshoz szükséges biztonságtechnikai szabványok hazai bevezetésével kapcsolatos problémák Kádár Aba Az európai CENELEC termékszabványok javarésze (a hatvanezres sorszámúak) az IEC szabványokon alapul. Ezek átvételével lényegében nincs is gond, hiszen a hazai termékszabványaink is már igen régen ezek előírásait követik. A kisebb gyártók számára jelenthet nehézséget, hogy e szabványok átvételénél nem mindegyiket fordítjuk le magyar nyelvre, lesznek eredeti angol nyelven átvett termékszabványok is, amelyeknek csupán a címe jelenik meg magyar nyelven. Az MSZT határozott törekvése azonban az, hogy magyar fordításban jelentessen meg minden olyan CENELEC szabványt, amelynek előírásai a szabványfelhasználók széles körét érintik. Lényegesen nehezebb az átveendő szabványok bevezetése a létesítményeket és a villamos munkáknál szükséges magatartást szabályozó villamos biztonsági szabványok bevezetésénél. Ezek első sorban az MSZ 172-1 szabványt és az MSZ 1600 szabványsorozatot kiváltó HD 384, a robbanásveszélyes létesítmények villamos berendezéseinek előírásait kiváltó EN 60079 sorozat 10., 14. és 17. szabványa, valamint a villamos munkák magatartási biztonsági szabályokat tartalmazó EN 50110-1 szabványok. Meg kell jegyezni, hogy ezek bevezetése a jelenlegi EU tagállamoknál is komoly problémát jelentett, ezért HD és nem EN a létesítési biztonsági szabvány, és ezért sorolja hosszan az EN 50110-2 a nemzeti kiegészítéseket. Egyrészt az alkalmazók igen széles köre, másrészt a meglévő hazai szabályozás csaknem 90 éves múltja miatt nálunk is igen nehéz az átállás az MSZ 1600 szabványsorozatról és az MSZ 172-1 szabványról. E szabványaink jelenlegi szerkezetét ugyanis a hatvanas években - nem lévén nemzetközi szabványok - teljesen önállóan alakítottuk ki, s így ez nem is hasonlít a most átveendő HD-re. (A jelentősebb külföldi szabványok szerkezete sem mutatott annak idején egymáshoz való közeledést.) Az IEC előírások műszaki tartalmát mindenkor figyelemmel kísértük, s - a rézvezetők alkalmazásának kötelezettségét kivéve - igyekeztünk követni is. így a magyar szabványok szerint létesült berendezések lényegében véve megfelelnek az új előírásoknak is (vélelmezhetően azonos biztonsági szintet nyújtanak azok előírásaival). Az átálláshoz azonban az szükséges, hogy a régi szabványokat ismerő többtízezres számú hazai szakember ne csak megismerje az új előírásokat, hanem ki is ismerje magát köztük. Ehhez feltétlenül szükségesnek tartjuk egy olyan magyarázatos kiadás megjelenését, amely egyrészt szótár-szerű oda-vissza hivatkozásokkal segíti az eligazodást, másrészt a számunkra szokatlan megfogalmazásokat megmagyarázza. (Ez más államokban is szükséges volt, ezért jelentette meg a CENELEC ezt a szabványsorozatot EN helyett HD formájában, ami megengedné a nemzeti átvételnél az átszerkesztést és magyarázást; az MSZT azonban itt is ragaszkodott az eredeti forma és szöveg maradéktalan átvételéhez.). Az eddig hatályban volt MSZ 1600 sorozat és az MSZ 172-1 szabvány azt a hazai gyakorlatot vette alapul, hogy az egyszerűbb kisfeszültségű berendezéseket nem mérnökök, hanem villanyszerelők tervezik és helyezik üzembe; ezért mind megfogalmazásában, mind előírásaiban az egyszerűbb megoldásokat részesítette előnyben (még bizonyos mértékű elhanyagolások árán is). Jellemző példa erre, hogy a villamos szerkezeteket érő különleges környezeti behatások szerinti több-
KádárAba a MEE Érintésvédelmi Munkabizottság vezetője (a 2001. évi Vándorgyűlés előadása)
362
letelöírásokat mindössze hat összefoglaló szabványban rögzítette, ehhez csatlakozott a különleges célú berendezések követelményeinek hét, s a tűzveszélyes, valamint robbanásveszélyes helyekre vonatkozó két szabvány. Az európai szabvány nem törekszik a behatások azonossága alapján történő közös szabványok kialakítására, minden fajta fokozott követelményt támasztó berendezésre külön szabványt szentel (a sorozat hetedik fejezetében), s már jelenleg harmincnál több szabványt dolgozott ki ezek rendezésére. A külső környezeti hatásokat nem kevesebb, mint hatvan kategóriába sorolja, ehhez még hozzá veszi a használat tizennyolc, valamint az épület hat csoportját. Szerencsére a berendezések kialakítására vonatkozó tényleges (konkrét) előírásokat nem e besorolások alapján kell kiválasztani, hanem a berendezés fajtáira vonatkozó speciális előírásokban ezekez már (többé-kevésbé) figyelembe veszi. Hasonlóan rendkívül bonyolult a vezetékek terhelhetőségének szabályozása is, de - bölcs önmérséklettel - felhívja a figyelmet egyszerűsített táblázatok alkalmazásának lehetőségére. Az érintésvédelmi megoldásoknál a földeletlen egyenpotenciálra hozás és a védőelválasztás szabályainak finomításán (bonyolultabbá tevésén) kívül csak a törpefeszültség földelt és földeletlen rendszereinek szétválasztása az újítás (ami ráadásul nincs összhangban a gépcsoportok törpefeszültség alkalmazására vonatkozó előírásokkal). Lényeges szigorítás, hogy gyakorlatilag szinte nem tesz kivételt sem az érintésvédelem, sem az egyenpotenciálú hálózat kiépítésének kötelezettsége alól. Alapvető (az angolszász liberális beállítottságának megfelelő) enyhítés viszont a szabványnak az a kijelentése, hogy "ha valamelyik védelmi mód egyes követelményei nem teljesülnek, akkor kiegészítő intézkedésekkel kell elérni, hogy a kombinált védelmi intézkedésekkel a biztonság szintje ugyanakkora legyen, mint az összes követelmény teljesítése esetén". Ugyancsak a tervezői (illetve üzemeltetői) felelősségre való hagyatkozás az is, hogy az érintésvédelmi kioldás méretezésére nem adja meg a kiolvadási szorzó értékét, hanem csupán a kikapcsolási időket szabja meg, ráadásul olyan értékekkel (230 V-os fázisfeszültség esetén 0,4, illetve 5 s-os időtartamokkal), amelyekhez tartozó áramerősség-értékek az olvadóbiztosítók szabványaiból közvetlenül nem határozhatók meg. Mivel a szabványokat szó szerint kell átvennünk kiegészítésnek és magyarázatnak a szabványszövegbe való beépítése nélkül, e téren is szükség lesz olyan magyarázatos kiadásra, amely szakirodalom-jelleggel megadhatja, hogy "más adat hiányában az eddig megadott a értékkel lehet számolni". Műszakilag még nehezebb a robbanásveszélyes környezetek villamos berendezéseire vonatkozó előírások átvétele. Az eddigi magyar szabvány (MSZ 1600-8) ugyanis a KGST előírások alapján bevezetett és a tűzvédelmi jogszabályokban jelenleg is változatlanul megtartott tűzveszélyességi osztályokon alapul, amit viszont a CENELEC nem ismer. A korábbi magyar szabványban a robbanásveszélyes környezetek meghatározására és kiterjedésére alkalmazott zónarendszerünk ugyanúgy a robbanásveszélyes koncentráció fellépésének valószínűségére volt alapítva, mint az átveendő IEC, illetve CENELEC szabványé (EN 60079-10); tehát a két rendszer alapelve azonos, de jelölései és részletes előírásai lényegesen különböznek egymástól. Az övezetek kiterjedését korábbi előírásaink kizárólag a robbanásveszélyes gáz (gőz) a levegőhöz viszonyított sűrűségének alapján határozták meg, ami ökölszabályszerű méret-meghatározást tett lehetővé, a CENELEC ennél lényege-
ELEKTROTECHNIKA
Szabványosítás - Villamos fogyasztóberendezések sen pontosabb (megadja azt a tíz adatfajtát, ami a zóna kiterjedésének méreteit befolyásolja), de e méretek meghatározásához szükséges számításokra határozott előírás helyett csupán példákat ad. Való igaz, hogy e méretek meghatározása tulajdonképpen nem villamos, hanem vegyi technológiai feladat; de a vegyész szakma elzárkózása miatt a CENELEC is ugyanúgy belekényszerül abba a (elvben helytelen) megoldásba, hogy ezt a kérdést villamos szabványban rendezze, mint annak idején mi. Talán valamivel könnyíti az átvételt az, hogy ennek a szabványnak az alkalmazói lényegesen kisebb körre terjednek ki, s magasabb képzettséggel is rendelkeznek; ugyanakkor viszont nehezíti az, hogy a meglévő berendezések bővítésénél és átalakításánál a két rendszer nehezen illeszthető egymáshoz. (Bár erre a kérdésre kibúvót adhat az EU direktívának az az alapelve, hogy nem kötelező a szabvány előírásainak betartása, ha azok helyett más azonos biztonságú megoldást alkalmaznak. A korábbi villamos veszélyességi besorolás és az ennek alapján választott MSZ 1600-8 szerinti megoldás akár az új szabvány szerintivel azonos biztonsági szintűnek is minősíthető.) A porrobbanásveszélyes térségek besorolását és az ezekben alkalmazható villamos berendezések követelményeit a jelenlegi EN szabványok sem tudták rendezni (bár az erre vonatkozó követelmények kidolgozás alatt állnak); így az a furcsa helyzet állt elő, hogy ezekre egyelőre érvényben maradtak az MSZ 1600-8 előírásai (bár pontosan ezekre a térségekre annak előírásai sem nyújtanak megfelelő eligazítást). Az egyes robbanásveszélyes térségekben alkalmazható villamos szerkezetekre vonatkozó előírások (EN 60079-14) jóval részletesebbek az MSZ 1600-8 korábbi előírásainál, de nem ellentétesek azok szellemével, így az áttérés nem ütközhet akadályba. Ez a szabvány az érintésvédelemre is kiterjed, a PEN-vezető alkalmazását tiltja, a TT-rendszerekben áram-védőkapcsolós kioldást, az IT rendszerekben pedig állandó szigetelésellenőrző berendezés alkalmazását írja elő. Ezek ugyan eddig nálunk nem voltak kötelezőek, de a szakmai gondosság eddig is ezek alkalmazására törekedett, így a szabvány átvételének ezek sem lehetnek akadályai. Az eddigi gyakorlatunkhoz képest új a robbanásveszélyes térségek villamos berendezéseinek felülvizsgálatára és karbantartására vonatkozó EN 60079-17. Problémát azonban ezen a téren is csak az jelenthet, hogy hogyan kell értékelni a korábbi szabvány (MSZ 1600-8) szerint besorolt és ennek megfelelően létesített villamos berendezéseket. Nem csak hazánkban, de mindenütt (az EU direktívákban is) általános alapelv, hogy a meglévő berendezéseket nem kell csak azért átalakítani, mert új előírás jelenik meg. A létesítményeknél mindenütt a bővítés esetén követendő eljárás a vitatott. A robbanásveszélyes térségeknél ez még jobban kiélezett kérdés.
Békés Katalin nekrológja Nézem a képernyőt és első gondolatom, hogy erre is ő vett rá. „ Tanuld meg a számítógépet használni, nem lehet nélküle dolgozni.!,, Istenem, mi mindent tanultam Tőle! Mi volt a legfontosabb? Talán az, hogy minden este gondoljuk végig a napunkat, megtettük-e, és jól tettük-e a tőlünk telhetőt. Ha nem, másnap nehezebb és több lesz a dolgunk. Katalin minden nap megtette, amit kellett. Életét felelősen élte, támasza volt szüleinek, testvéreinek és -tanúsíthatom- munkatársainak is bármilyen szükségükben. Szakmai tudása, kiemelkedő munkabírása, kitartása, elesés gyors észjárása méltán tették elismertté személyét az energetikus társadalomban. Két évtizedig a Taurus Gumiipari Vállalat gyárainak energiagazdálkodási területén dolgozott, kezdetben beosztott mérnökként Nyíregyházán, majd a Budapesti központban osztályvezetőként, végül az ott eltöltött utolsó években energia menedzserként szervezte, fejlesztette és irányította az energetikusok tevékenységét
2001. 94. évfolyam 10. szám
Aránylag legegyszerűbb lesz a magatartási biztonsági szabályok átvételének bevezetése. Az átveendő EN szabványhoz ugyanis - a legtöbb EU tagállamhoz hasonlóan - mi is fűzünk kiegészítést, ami változatlanul az MSZ 1585 jelzetet fogja kapni, s az EN-nel együttes szövegkiadványként fog - előreláthatóan még az idén - megjelenni. Az egyik lényeges újdonsága lesz e szabványnak, hogy az üzemeltető és az idegen fogalmát az eddigiektől eltérően úgy szabályozza, hogy mindazok a szervezetek (és adott esetben egyéni vállalkozók), akik egy berendezésrész üzemeltetési feladatkörét (és nem egy meghatározott munkát) a tulajdonostól olyan módon veszik át, hogy szerződésük a munka során megtartandó villamos biztonsági követelményeket is tartalmazza, nem idegennek, hanem üzemeltetőnek minősülnek. Itt alapvető egyrészt az, hogy a feladatkört veszik át, tehát a konkrét munkát - e feladatkörön belül - maguk határozzák meg; másrészt az, hogy egy berendezésnek azonos időben csak egyetlen üzemeltetője lehet. A másik lényeges újdonság, hogy a feszültségmentes állapot mellett felveszi a feszültség nélküli állapot fogalmát is, s a kisfeszültségű épületvillamossági berendezésekben meghatározott biztonsági intézkedések megtétele esetén megengedi a feszültség nélküli állapotban való munkavégzést is (ezzel tulajdonképpen legalizálva az e berendezésekben mindig is fennálló korábbi gyakorlatot). Jogilag erősen vitatható, hogy a FAM szabályai továbbra is olyan különálló rendeletben lesznek szabályozva, amely nem ismeri el az MSZ erre vonatkozó hatályát. Valójában azonban ez csupán formai hiba, ami az MSZ EN 50110-1:1999 6.3 szakaszához kapcsolódóan eljárás-jogilag is tökéletesen rendezhető lenne. Tovább nehezíti az átállást, hogy a szabványok alkalmazását kötelezően előíró rendeleteket hamarosan visszavonják, s jelenleg nincs olyan Villamos Biztonsági Szabályzat, amiben elő lehetne írni, hogy e szabványok előírásaitól csak velük biztonságilag legalább egyenértékű más megoldás esetén szabad eltérni. Ilyen szabályzat kiadásától jelenleg a Gazdasági Minisztérium ódzkodik, mert a jelenlegi VET szövege ilyen kiadását nem írja egyértelműen elő. Az új VET ez év nyaráig megjelent tervezetei a fogyasztásmérő utáni villamos berendezések (létesítmények) biztonsági kérdéseit teljesen ki akarta venni a törvény hatálya alól, így e kérdések teljesen hatósági szabályozás nélkül maradtak volna. A legújabb tervezetbe már sikerült ezeket is felvetetni és a GM hatáskörébe utaltatni, így a törvény hatálybalépése után (feltéve, hogy ez benne marad a parlament által elfogadott szövegben) a Villamos Biztonsági Szabályzat kiadható lesz, így ennek az akadálynak elhárítása remélhetően megoldásra kerül.
1990 óta a Budapesti Elektromos Művek Energiakereskedelmi Főosztályán vállalt osztályvezetést. Ügy érezte, a fogysz tűi oldalon megszerzett tapasztalatot itt mindenki javára lehet kamatoztatni, hiszen ha valaki, akkor ő igazán tudta mit szeretnének a fogyasztók, hogyan lehet egyeztetni az érdekeket szolgáltató és fogyasztó között. Nagy szakmai változásokban vett részt, - mint például az energia szektor privatizációja, vagy a 94-es Villamos Energia Törvény végrehajtása - melyek során igényes, komoly, átfogó szelleme biztosította, hogy jó irányba follyanak a munkák, és a Vele együttműködőkben maradandó és felemelő nyomot hagyjon a közösen eltöltött idő. Azt tartják, nem az a gazdag akinek van, hanem aki adni tud. Katalin, Te gazdag voltál, sokat adtál rövid életed alatt Istenbe vetett hited, akaraterőd lehetővé tette Számodra, hogy betegségben se szorulj másra, így nem könnyíthettük meg szenvedésed. Sajnáljuk. Nélküled mi még szegényebbek leszünk. Munkatársad, életed tanúja húsz éve: Horváth Emília
363
Hírek Az UCTE teljes jogú tagjai lettünk Magyarország EU-csatlakozásának előfutáraként, több mint 11 éves műszaki és diplomáciai tevékenységének eredményeként a magyar villamosenergia-rendszer az UCTE teljes jogú tagjává vált. Miután a CENTREL-társaságok teljesítették a számukra előírt műszaki, gazdasági és szervezési követelményeket, az UC(P)TEés CENTREL-rendszerek párhuzamos összekapcsolására 1995. október 18-án került sor; először próbaüzemben, majd a sikeres kétéves próbaüzemet követően tartósan. 1999.január l-jétől a CENTREL-társaságokat társult tagként felvette a soraiba az UC(P)TE. A négy CENTREL-társaság teljes jogú tagságról az UCTE legutóbbi közgyűlésén született döntés. Az UCTE legfelsőbb szintű, vezető testületének ülése Lisszabonban volt 2001.május 16-19-én. Az ülés három külön dott: * a régi UCTE 110. Közgyűlése; * az új UCTE 1. Közgyűlése; * az új UCTE Irányító Bizottságának 1. ülési. Vi A régi UCTE 110. Közgyűlése V??sJ_^>' Az elmúlt év során az UCTE felmérte helyzetét az EU-környezetben, és elhatározta, hogy átalakul. Ez azt jelenti, hogy egy laza (klubszerű) szervezet helyett jogi személlyé alakul, az EU-hoz igazodva, brüsszeli székhellyel. Ennek érdekében a régi UCTE-t fel kellett oszlatni és új alapszabállyal, valamint belső szabályzattal egy új UCTE-t kellett alakítani. A Közgyűlés egyhangúlag határozott a régi UCTE feloszlatásáról. Az új .UCTE 1. Közgyűlése Az új UCTE tagjai villamosenergia-átviteli rendszert üzemeltető és irányító társaságok (TSO-k), vagy villamosenergia-átviteli rendszert irányító társaságok (ISO-k). E társaságok meghatalmazott jelen levő vezetői aláírták a megújult UCTE alapszabályát és belső szabályzatát. Az új UCTE-nek immár a magyar villamosenergia-rendszer is alapító tagja lehetett, magyar részről az aláíró Katona Kálmán az MVM Rt. elnök-vezérigazgatója volt. (Magyarország mint tagország 17 szavazati joggal - az összes szavazat kb. 3%-ával - rendelkezik, és 2 résztvevőt delegálhatott az UCTE Közgyűlésére. E résztvevők: Katona Kálmán, az MVM Rt. elnök-vezérigazgatója, felhatalmazva a szavazati jogok gyakorlásával és - mivel az MVM Rt. az együttműködés lebonyolításával a MAV1R Rt.-t bízta meg dr. Tombor Antal, a MAVIR Rt. vezérigazgatója. Az Irányító Bizottságban dr. Tombor Antal a magyar fél képviselője.) A Közgyűlés elfogadta Marcel Bial pályázatát, és megválasztotta őt az UCTE főtitkárának. Az UCTE-titkárság állandó székhelye 2002. január 1-jétŐl Brüsszelben lesz. 2001 végéig még ajelenlegi, berlini titkárság működik. Az UCTE új elnökét, elnökhelyettesét és az Irányító Bizottság elnökét a következő Közgyűlés fogja megválasztani. 2001 végéig ajelenlegi elnök és alelnök van hivatalban. A Közgyűlés elfogadta az UCTE költségvetését. A CENTREL nevében dr. Tombor Antal mint a társulás elnöke méltatta az UCTE és CENTREL közötti együttműködést az elmúlt 11 év során, és annak fontosságát, hogy a CENTREL-társaságok az új UCTE alapító tagjai lettek. Az UCTE-tagság lehetővé teszi, hogy a CENTREL-társaságok részt vegyenek az UCTE közös problémáinak - például irányelvek, szűk keresztmetszetek stb. - megoldásában és a döntésekben. Köszönetét fejezte ki az UCTE és CENTREL szakembereinek a munkájukért. Az UCTE következő Közgyűlése 2001. október 25-én lesz Athénban. Az új UCTE Irányító Bizottságának 1. ülése Az Irányító Bizottság elnöke ismertette, hogy a régi UCTE utolsó Irányító Bizottsági ülésén megtárgyalták a balkáni UCTE-régió újraszinkronizálásának lehetőségét és fontosságát. Erről az érintett társaságok és az UCTE elnöke egy memorandumot fogalmazott meg és írt alá. Az Irányító Bizottság megtárgyalta és kijelölte a munkacsoportok tagjait és vezetőit. Magyar részről a 364
CENTREL-társaságok képviselőjeként Oroszki Lajos és Galambos László vesznek részt az UCTE-munkacsoportok munkájában. /Tringer Ágoston/
Az MVM lett az OMIKK új multimédia-CD sorozatának főtámogatója Az Országos Műszaki Információs Központ és Könyvtár (OMIKK) 1999-ben adta ki a "Magyarok a világ tudományos-műszaki haladásáért c. CD-ROM kiadványát. A munka jelentős hazai és nemzetközi sikereket ért el, több ezer példány kelt el belőle. 2000-ben jelent meg az OMIKK új multimédia-CD sorozatának első darabja, "A magyar tudomány és technika nagyjai" címmel, mely Gábor Dénesnek, a holográfia világhírű feltalálójának, Nobel-díjas tudósnak állít emléket. Az MVM Rt. ennek a rendkívül színvonalas anyagnak a megjelenését követően döntött úgy, hogy felvállalja a sorozat főszponzorságát és áll egy olyan ügy mellé, melynek célja a villamosság területén úttörő munkát végzett világhírű magyar kutatók bemutatása. A Millner Tivadar munkásságát ismertető CD már a két cég közös gondozásában jelent meg. Millner Tivadar az izzólámpák spiráljához alkalmas volfrám előállításának legeredményesebb hazai kutatója volt. Életének kilencven esztendejéből hatvanat fordított a volfrám megismerésére és a gyártásához szükséges technológia kidolgozására. A CD a Kossuth-díjas akadémikus életéről munkásságáról tartalmaz számos ritkaságnak számító dokumentumot. Az anyagot olvasgatva nemcsak ennek a rendkívüli embernek az életéről kaphatunk átfogó képet, de megismerhetjük magát a kort is, melyben a felfedezések születtek. A CD az MVM Mester utcai Bemutatóterméből is kölcsönözhető. Még ebben az évben megjelenik a sorozat két további darabja Bay Zoltán, ill. Neumann János munkásságáról. /Tringer Ágoston/
A nukleáris energia reneszánsza az USA-ban Az Országos Atomenergia Hivatalban 2001. Június 28-án előadást tartott W. Beecker, aki turistaként tartózkodott hazánkban. Részlet az előadásokon elhangzottakból: „Biztos vagyok abban, önök tudtában vannak annak, mit hívunk ma az USA-ban a nukleáris energia reneszánszának. Néhány évvel ezelőtt az volt a köztudatban, hogy a legtöbb nukláris erőművet a tervezettnél hamarabb be kell zárni. Most úgy látjuk, hogy a jelenleg üzemelő 103 nukleáris erőművünk, vagy legalábbis a többsége a negyven éves engedélyezett működési idő húsz évvel történő meghosszabítását fogja kérni. Öt erőmű élettartamának meghosszabítását már engedélyezték és további kérelmek is elbírálás alatt vannak. A nukleáris erőművek ismét az energiaszektor érdeklődésének fókuszába kerültek. Az erőművek kapacitáskihasználtsága közel 90%-os és sok közülük 2-20% közötti kapacitásnövelést tervez. Sok cég nukleeáris erőmű építését tervezi az NRC által engedélyezett vagy még csak fejlesztési stádiumban lévő technológia alkalmazásával. És végezetül a Bush adminisztráció az energiaszektor jelentős bővüléséről beszél." /Pálos László/ ELEKTROTECHNIKA
