Hobbim az elektrotechnika

Átírás

1 A magyar elektrotechnikai egyesület hivatalos lapja Alapítva: 1908 Magyar Elektrotechnikai Egyesület Hobbim az elektrotechnika Készülj! Eltorzult szimmetria, avagy az ellenállás melankóliája három-fázisú rendszerekben Rendszerszintű szabályozási tartalékok beszerzése a magyar villamosenergia-rendszerben Egy háromszintes családi ház automatizálása Teletask micros+ épületautomatikai rendszerrel Újra meghirdetjük a pályázatot Magyar részvétel a nemzetközi IEC TC 34 Lámpák és Tartozékaik Szabványosító Bizottságban E-Learning rendszer használata az Óbudai Egyetemen Hobbid része az elektrotechnika, vagy te magad tetted részévé? Küldd el számunkra saját fejlesztésű, az elektrotechnika lehetőségeit felhasználó munkád ismertetését, amely még élvezetesebbé tette számodra hobbidat. Támogatóink: Kiemelkedően sikeres évet zárt a Paksi Atomerőmű Zrt. Dr. Simonyi Károly emlékezetére Részleteket, információk, határidők: évfolyam 2012/02

2 2012_02.qxd: qxd 2/9/12 1:35 PM Page 1 KÁBEL NYOMVONALKÖVETÔ ÉPÜLETVILLAMOSSÁGI RENDSZEREKHEZ LINE TRACER MI 2093 feszültség alatt lévô és feszültségmentes vonalakra kis-, és törpefeszültségû vezetékek követése szakadások és zárlathelyek keresése rejtett csatlakozások, elfelejtett vezetékek keresése biztosítók és áramkörök azonosítása széles érzékenységi tartomány cm hatótávolság HÔKAMERA FELÜLVIZSGÁLATHOZ, HIBAKERESÉSHEZ Akció, részletek a honlapon Akció, részletek a honlapon MIKROSHOT B 160x120 pixel felbontás C méréstartomány valós- és hôfénykép készítése egyidôben automatikus méréshatár- és skálaállítás hômérsékleti figyelmeztetések MAX/MIN hômérsékleti pontok keresése elemzô szoftver, USB kapcsolat, SD kártya egyszerû használat, kompakt kivitel HÁLÓZATI ANALIZÁTOROK C.A 8335 feszültség, áram, teljesítmény - jellemzôk mérése nagy felbontással tranziensek, felharmonikusok, induló áramok megfigyelése jelalakok megfigyelése, mentése 4 csatorna (nullavezetô áram mérése is) hosszú idejû adatgyûjtés választható lakatfogó adap terek (5 ma 6500 A) DC hálózatok mérési lehetôsége

3 Tartalomjegyzék 2012/02 CONTENTS 02/2012 Felelős kiadó: Kovács András Főszerkesztő: Tóth Péterné Szerkesztőbizottság elnöke: Dr. Bencze János Tagok: Dr. Benkó Balázs, Dr. Berta István, Dervarics Attila, Günthner Attila, Hatvani György, Dr. Horváth Tibor, Dr. Jeszenszky Sándor, Kovács András, Dr. Madarász György, Orlay Imre, Schachinger Tamás, Dr. Vajk István, Dr. Varjú György, Vinkovits András Szerkesztőségi titkár: Szelenszky Anna Témafelelősök: Technikatörténet: Dr. Antal Ildikó Hírek, Lapszemle: Dr. Bencze János Villamos fogyasztóberendezések: Dési Albert Automatizálás és számítástechnika: Farkas András Villamos energia: Horváth Zoltán Villamos gépek: Jakabfalvy Gyula Világítástechnika: Némethné Dr. Vidovszky Ágnes Szabványosítás: Somorjai Lajos Szakmai jog: Arató Csaba Oktatás: Dr. Szandtner Károly Lapszemle: Szepessy Sándor Tudósítók: Arany László, Horváth Zoltán, Kovács Gábor, Köles Zoltán, Lieli György, Tringer Ágoston, Úr Zsolt Korrektor: Tóth-Berta Anikó Grafika: Kőszegi Zsolt Nyomda: Innovariant Nyomdaipari Kft. Szeged Szerkesztőség és kiadó: 1075, Budapest, Madách Imre u. 5. III. e. Telephely: 1075, Budapest, Madách Imre u. 5. III. e. Telefon: Telefax: Honlap: Kiadja és terjeszti: Magyar Elektrotechnikai Egyesület Adóigazgatási szám: Előfizethető: A Magyar Elektrotechnikai Egyesületnél Előfizetési díj egész évre: Ft + ÁFA Kéziratokat nem őrzünk meg, és nem küldünk vissza. A szerkesztőség a hirdetések, és a PR-cikkek tartalmáért felelősséget nem vállal. Index: HUISSN: Hirdetőink / Advertisers AUDI hungaria C+D Automatika Kft. obo bettermann kft. Günthner Attila: Beköszöntő... 4 ENERGETIKA Novák Balázs: Eltorzult szimmetria, avagy az ellenállás melankóliája három-fázisú rendszerekben... 5 Kiss Evelin: Rendszerszintű szabályozási tartalékok beszerzése a magyar villamosenergia-rendszerben... 9 AUTOMATIZÁLÁS Gede Imre: Egy háromszintes családi ház automatizálása Teletask micros+ épületautomatikai rendszerrel NYELVMŰVELÉS OKTATÁS Hegyesi Franciska: E-Learning rendszer használata az Óbudai Egyetemen VILÁGÍTÁSTECHNIKA Kosák Gábor: Magyar részvétel a nemzetközi IEC TC 34 Lámpák és Tartozékaik Szabványosító Bizottságban SZAKMAI ELŐÍRÁSOK Arató Csaba: MEE Jogszabályfigyelő 2012/1 Néhány új, műszaki tartalmú jogszabály TECHNIKATÖRTÉNET Dr. Gergely György: Dr. Simonyi Károly emlékezetére Tóth Éva: Simonyi Károly szoboravatás Dr. Kiss László Iván: Aki a távolból is tanított minket HÍREK Dr. Bencze János: Energetikai hírek a világból Tóth Éva: Kiemelkedően sikeres évet zárt a Paksi Atomerőmű Zrt A Masat-1 útra kész! A megújult Margit híd régi fényében tündököl! Mayer György: Csökkenő reaktorszám, növekvő teljesítmény Geometrtia hír EGYESÜLETI ÉLET Fehér Miklós Váradi Zoltán: A bőnyi szélerőmű park megtekintése Orlay Imre: A MEE Miskolci Szervezete az ÉMAKO és a PROLAN Zrt. közös szakmai napja NEKRLÓG SZEMLE Dr. Bencze János: Japánban mégis tovább működhetnek az atomerőművek Attila Günthner: Greetings ENERGETICS Balázs Novák: Distorted symmetry, or the melancholy of resistance in three-phase systems Evelin Kiss: Procurement of P-f control reserves in the Hungarian Power System AUTOMATIONS Imre Gede: A three-level house automation by Teletask micros+ building automation system CULTIVATION OF OUR LANGUAGE EDUCATION Franciska Hegyesi: The use of E-Learning system on the Óbuda University LIGHTING TECHNICS Gábor Kosák: Hungarian participation in the International Standardization Committee IEC TC 34 Lamps and related equipment PROFESSIONAL REGULATIONS Csaba Arató: MEE rule observer 1/2012 Several new legal rules with technical content HISTORY of TECHNOLOGY Dr. György Gergely: To remember Dr. Károly Simonyi Éva Tóth: Raising the statue of Károly Simonyi Dr. László Iván Kiss: Those who thought us far away NEWS Dr. János Bencze: News from the world of Energetic Éva Tóth: Paks Atomic Power Plants after a successful year The Masat-1 is ready to start! The renewed Margaret Bridge is in her original brightness György Mayer: Decreasing number of reactors - more power Geometria news 30 SOCIETY ACTIVITIES Miklós Fehér Zoltán Váradi: Visit in Böny to see the new wind-turbine park Imre Orlay: Professional day was held by the MEE Miskolc Organisation together with ÉMAKO and PROLAN SC. OBITURY REVIEW Dr. János Bencze: The atomic power plants remain in service in Japan

4 Tisztelt Olvasó, kedves MEE-tagtársunk! Maradj talpon! Tavaly év végén indult egy vadonatúj televíziós vetélkedő, a Maradj talpon!, amelyet a következő sorokkal harangoztak be: Az 50 perces program rendkívül gyors tempót ígér: annak van esélye győzni, aki jobban tud koncentrálni, és bírja idegekkel a feszültséget Elég egyetlen hiba, tévedés, pillanatnyi rövidzárlat, és nemcsak mindent elveszít a versenyző, hanem még a föld is megnyílik a lába alatt Úgy gondolom, hogy a fenti sorok jól jellemzik a gazdasági szereplők idei évre várható viselkedését. Egyre több cég vezetőjétől hallom, hogy ezt az évet valahogy túl kell élni, azaz talpon kell maradni. Amikor Tóth Péterné főszerkesztő asszony felkért, hogy az Elektrotechnika mostani számának beköszöntőjét írjam meg, déjà vu érzésem volt. A évi februári szám főtitkári beköszöntőjének bevezető gondolatait szeretném felidézni, miszerint Ha felmérést készítenénk arról, Mit vár Ön 2009-ben? - nem kétséges az eredmény: semmi jóra nem számíthatunk, egyre mélyülő válság elé nézünk. Válság az üzleti szektorban, válság előjelei az energiabiztonságban. Naponta ömlenek hírek a megszorító intézkedésekről, kapacitáscsökkentésről, és termelés-visszafogásról. A jövőt építő szellemi és anyagi befektetésekről csak elvétve hallhatunk. A különbség az, hogy akkor az energia-iparágat nem érte el a gazdasági válság, a mostani megszorítások viszont jelentősen begyűrűztek oda is, amelyet most már egyesületünk közvetlenül is megérez. A támogatói források várható csökkenésén túl tovább nehezíti helyzetünket a megváltozott törvényi háttér. Idén három olyan törvénycsoportot is megváltoztattak, amely negatív hatással van gazdálkodásunkra: Civil szervezetekre vonatkozó törvények az egyesülési jogról, a közhasznú jogállásról, valamint a civil szervezetek működéséről és támogatásáról. Szakképzési hozzájárulásról szóló törvény változása nem teszi lehetővé a munkáltatóknak saját dolgozóik képzésére fordított költségek elszámolhatóságát a szakképzési hozzájárulás terhére, amely a felnőttképzéseink iránti kereslet csökkenését vonhatja maga után. Érvényét veszti a Kutatási és Technológiai Innovációs Alapról (KTIA) szóló tv. 4. (3) bekezdése, ami azt jelenti, hogy a vállalatok a továbbiakban innovációs járulékukból nem írhatják le a saját innovációs tevékenységük, illetve a nonprofit vagy költségvetési kutatóhelyeknél megrendelt K+F projektek költségét. Ezáltal a MEE-t megfosztották az elmúlt 5 évben tudatosan felépített K+F tevékenységéből fakadó forrásaitól. A fenti negatív hatásokat figyelembe véve a MEE 2012-es forrás- és költségterve -4 M Ft eredményt mutat. Egyesületünk stabil gazdálkodását biztosító forrásokat egy négylábú asztalhoz szoktam hasonlítani, amely lábak a következők: 1. rendezvényszervezés, 2. tagdíjak (magánszemélyek és pártoló tagok tagdíjai), 3. oktatás, 4. K+F tevékenység. A talpon maradás egy stabil, négylábú asztal tetején nem igényel zsonglőri képességeket. A négy lábból egyet (K+F) eltávolítottak, egyet (szakképzési hozzájárulás) pedig meggyengítettek. Látva az alakuló kedvezőtlen körülményeket, 2011 második felében elkészítettünk egy oktatási kérdőívet, amelynek kiértékelése egyértelmű visszaigazolást adott arról, hogy megfelelő központi koordinációval valóban országos szintű oktatóbázissá fejlődhetünk. Az új oktatási stratégiánk elkészült. Meggyőződésünk, hogy a MEE oktatási potenciálja nagy lehetőségeket hordoz magában, azonban az erre irányuló törekvéseink a szervezet egészének aktív részvételét igénylik. Az idei év nagy kihívása számunkra, hogy a meggyengült lábat megerősítsük, és megfelelő súlypontáthelyezéssel továbbra is egy stabil, most már háromlábú asztal tetejére álljunk. Természetesen nyitottnak kell lennünk, és figyelemmel kell kísérnünk azokat a további lehetőségeket is, amelyek az eltávolított láb pótlását szolgálhatják. Fontos azonban tudni, hogy a fenti sorok nem a pesszimizmusunkat kívánja sugalni, hanem egy reális helyzetértékelésről számol be. Pontosan fel kell mérnünk azokat az akadályokat, amelyek az út során várnak ránk. Ha nem váratlanul érnek bennünket, akkor nagyobb eséllyel tudjuk leküzdeni azokat. Ide kívánkozik a fentiekben már idézett beköszöntőből még egy gondolat: válságot csak okos tervezéssel, tenni akarással és szorgalmas munkával lehet leküzdeni. A MEE illetékes szervezetei ennek a gondolatnak a szellemében jártak el, amikor megtervezték és elfogadták a MEE 2012 évi programját, amely jóval túlszárnyalja az elmúlt évek sűrű programjait. Ajánlom minden tagtársunknak, hogy látogassa folyamatosan honlapunkat, ahol rendezvényeinkről friss információkat olvashat. Annak érdekében, hogy figyelmét folyamatosan fenntartsuk, hamarosan elindítjuk elektronikus hírlevelünket, amely azt a célt szolgálja, hogy Ön semmilyen fontos információról ne maradjon le. A teljesség igénye nélkül hadd emeljem ki az előttünk álló Okos hálózatok, Okos mérések konferenciánkat, amely március 21-én kerül megrendezésre a Syma rendezvénycsarnokban a Magyarregula keretein belül. A Magyar Elektrotechnikai Egyesület szakmai nap sorozatot indít Az elosztó hálózati minőség aktuális kérdései címmel. Az első, a tavaszi országos szintű konferenciánk a fák okozta hálózati zavarok csökkentésével fog foglakozni. Nyáron Budapesten kerül megrendezésre a PAC WORLD CONFERENCE 2012 melynek szervezésében mi is szerepet vállaltunk. Megkezdődött az 59. Vándorgyűlés, Konferencia és Kiállítás előkészítése, amely idén szeptember 5-7. között kerül megrendezésre a Budapest Kongresszusi Központban. A hely adottságaiból fakadóan idén nagyobb kiállítói és konferencia hellyel gazdálkodhatunk, amely nagy kihívást jelent, de örömmel állunk elébe. Az egyesület működését elődeink biztos alapokra építették, amelyet nagyon erős kapcsolati tőke erősít. Számtalanszor bizonyította már, hogy szakszerű karbantartás mellett képes extrém körülmények között is TALPON MARADNI, köszönhetően politikai és gazdasági függetlenségének. Kedves Tagtársunk, engedje meg, hogy megragadjam az időszerű alkalmat, és felhívjam figyelmét a személyi jövedelemadója 1%-ának felajánlásából származó lehetőségre, amelyen keresztül egy-egy rögzítő csavarral Ön is hozzájárulhat közös asztalunk stabilitásához. Innen is arra kérjük Önt, hogy amennyiben nem elkötelezett, illetve eddig nem rendelkezett SZJA 1%-ról, idén támogassa a Magyar Elektrotechnikai Egyesületet, hogy ebben a gazdasági szempontból nehéz időszakban is stabil lábakon állva, kellőképpen tudja ellátni küldetésében megfogalmazott közhasznú feladatait. Idén 112 éves a MEE. Erről a számról eszembe jut egy asszociáció: 112 a segélyhívó szám Günthner Attila irodavezető A Magyar Elektrotechnikai Egyesület kiemelt támogatói:

5 energetika Energetika energetika ENERGETIKA Novák Balázs Eltorzult szimmetria, avagy az ellenállás melankóliája háromfázisú rendszerekben A cikk az áramsűrűség eloszlásának szimmetriáját elemzi háromfázisú rendszerek vízszintes síkban, szimmetrikusan elhelyezett, szimmetrikus áramrendszerrel terhelt fázisvezetőiben. Kimutatja, hogy mind a terhelés, mind pedig az elrendezés szimmetriájának ellenére, a gyakorlati esetek többségében az áramsűrűség eloszlása mégsem szimmetrikus. Ez a tény még szakmai körökben sem mindenki számára teljesen elfogadott, ezért a bizonyítás a numerikus számítási módszerek és a számszerű levezetések kerekítési hibáit kizáró, egyszerű fizikai megfontolásokon alapul. The paper investigates the symmetry of current density distribution in the conductors of three-phase systems arranged in horizontal spatial symmetry and excited by symmetrical three-phase currents. It shows that instead of the symmetry of both the current system and the geometric configuration, the current density distribution is not symmetric in most of the practical cases. Sometimes, even professional people doubt this fact, blaming the computational errors for the asymmetry. Therefore the discussion here avoids any numerical calculations which have the possibility of rounding errors. 1. Bevezetés Az alábbi cikk megírásához egy PhD védés adta a lendületet, amelyen parázs vita alakult ki arról, hogy szimmetrikus-e az áramsűrűség-eloszlás síkban szimmetrikusan elrendezett, három gyűjtősínben, ha azokat szimmetrikus, háromfázisú áramrendszer terheli. A kérdést már korábban is többször nekem szegezték, sőt a védés óta is volt már alkalmam vele szembesülni. A probléma legtöbbször olyan formában kerül szóba, hogy ha aszimmetrikus az eloszlás, akkor mi ennek a magyarázata, nem lehetséges-e azt mindössze számítási pontatlanságra visszavezetni. Az aszimmetria okára nagyon egyszerű, szemléletes magyarázatot próbáltam adni [1]-ben, bár azóta be kellett látnom, hogy az ott közölt okfejtés nem eléggé meggyőző, a szimmetrikus áramsűrűség-eloszlás híveit nem tudja eltántorítani meggyőződésüktől. Eddigi rövid pályafutásom során két véleménnyel találkoztam szakmai körökben. Egyik oldalon állnak azok, akik kétkedve fogadják a jelenség meglétét. Bár ők sem tagadják azt, mégsem fogadják el igazolásként a számítási eredményeket. Ugyanis egy számítás kerekítési hibákkal járhat, továbbá numerikus (pl. végeselem) eljárásokkal a modellek sem garantáltan szimmetrikusak. A másik oldalt azok köre alkotja, akik számtalan hasonló esetet számoltak valamilyen módon. Számukra az aszimmetria magától értetődő, hiszen egyes kivételektől eltekintve minden eredmény erre mutat. Egyesek az aszimmetriát a burkolatokra, illetve az azokban folyó áramokra fogják. Azonban ez nem jó magyarázat, hiszen burkolat vagy bármely, a sínek közelében elhelyezkedő, az árameloszlást esetlegesen torzító vezető nélkül is általában aszimmetrikus áramsűrűség-eloszlást kapunk, ahogyan azt az 1. ábrán is megfigyelhetjük [2]. A torzult eloszlást nem lehet az áram negatív vagy zérus sorrendű összetevőivel sem magyarázni, mivel a három gyűjtősínre szimmetrikus áramrendszert írunk elő. Ilyenkor az áramkiszorítás jelenségének figyelembevétele nélkül nem is kaphatunk a szimmetrikus eloszlástól eltérő eredményt. 1. ábra Középfeszültségű kapcsolóberendezés cső alakú gyűjtősínjeinek áramsűrűség-eloszlása a külső kerületük mentén (polárdiagramok), keresztmetszetükben (alsó diagramok) és az áramsűrűség-eloszlás a burkolat oldalfalaiban névleges, In=2000 A terhelőáram mellett. A diagramok végeselem-szimulációval készültek [2].* * Az ábra polárdiagramjain a középponttól való távolság a számított értékekkel arányos, míg a pontok szöghelyzete a vezető kerülete mentén egy pontnak a tényleges geometriai helyzetét adja meg. A diagramok elrendezése a sínek elrendezésének felel meg. A 4. ábra is ezt az ábrázolásmódot követi. Elektrotechnika /0 2 5

6 Mégis, mi lehet az oka a szimmetrikus, háromfázisú áramrendszerrel táplált, síkban szimmetrikusan elrendezett, azonos geometriájú gyűjtősínekben kialakuló aszimmetrikus áramsűrűség-eloszlásnak? Lehetséges, hogy tényleg nincs is ilyen, mindössze a számítástechnika ördöge előidézte csalóka illúzió áldozatai vagyunk? Erre próbálok olyan választ adni, amelyben kizárom a lehetőségét bármely, számszerű levezetésből adódó kerekítési hibának. 2. Párban, de egymást soha nem érintve Mindenekelőtt öntsük az előző kérdést egy jobban megragadható formába: Mi a feltétele annak, hogy aszimmetrikus legyen az áramsűrűség-eloszlás? Ha sikerül erre egy jól körülhatárolható feltételt találni, máris könnyebben el tudjuk dönteni, hogy ez mely esetekben teljesül. Bontsuk fel a 2a ábrán látható, síkban szimmetrikusan elhelyezett, végtelen hosszúnak tekintett, háromfázisú sínrendszert elemi áramvezető szálakra. Ezek közül az ábrán jelzett módon szemeljünk ki mindhárom sínen a vízszintes szimmetriasíkban két-két áramszálat, amelyek az egyes síneken belül is szimmetrikusan helyezkednek el. Az így kialakított elemi szálakból álló áramvezetők elrendezését mutatja a 2b ábra. Amennyiben az A 1 -C 2, az A 2 -C 1 vagy a B 1 -B 2 áramvezető párok vezetői között megoszló effektív áramerősség szimmetrikus háromfázisú áramterhelésnél nem egyezik, joggal feltételezhetjük, hogy a sínek kerület menti áramsűrűség-eloszlása sem lesz szimmetrikus. Tehát ha sikerül megmutatni, hogy pl. A 1 -en és C 2 -n nem ugyanakkora áram folyik, akkor az aszimmetrikus eloszlás megléte bizonyítottnak tekinthető. 2. ábra Háromfázisú gyűjtősínrendszer keresztmetszete a) és a vízszintes középvonalban kiemelt áramszálak b) dühös ismeretlen A fenti elrendezésre az egyes áramvezetők közötti ön- és kölcsönös impedanciák figyelembevételével felírható egy hatismeretlenes egyenletrendszer, amelyben az ismeretlenek az egyes vezetőszálakban folyó komplex áramok (lásd [3]). Ez tulajdonképp 12 ismeretlen, ha külön-külön tekintjük az áramok amplitúdóját és fázishelyzetüket. A kölcsönös és önimpedanciák számolásához a kiszemelt áramvezető szálak sugara nem lehet zérus, azokat véges sugarú áramvezető csövecskékként kell felfogni. Esetleg olyan tömör, hengeres vezetőknek, amelyekben az áram egyenletesen oszlik el, és ezért helyettesíthetők egy velük egyenértékű sugarú áramvezető csővel. Az egyenletrendszer megoldásával, az áramfazorok ismeretében az abszolút vagy effektív áramok már könnyen számolhatók. A módszer egyszerű, az IEC is ezt javasolja egyerű kábelekből álló kábelvonalak veszteségeinek meghatározására [4]. Segítségével figyelembe vehetők mind a kábelek fázisvezetőiben, mind az árnyékolásaiban indukálódó áramok, nemcsak egy, hanem többrendszerű kábelvonalak esetén is. Az egyenletrendszer konkrét számadatokkal, számítógép segítségével egy pillanat alatt megoldható, a [2] DVD mellékletén található kábelveszteség-számító program is ezt használja. Azonban a számítógép kerekítési hibával számol, amit a kétkedők akár a látszólag aszimmetrikus eloszlás felelősének is kikiálthatnak. Számunkra pillanatnyilag nem is áll rendelkezésre számítógép; esetleg csak arra a célra, hogy szürke számpéldákat színes diagramokkal tarkítsunk. Ráadásul a 12 ismeretlenes egyenletrendszert paraméteresen szeretnénk megoldani ahhoz, hogy a jelenség természetére egyértelműen tudjunk következtetni. Bár az ismeretlenek száma mesébe illő, mégis azt sejtjük, hogy a logaritmusokkal, szinusz és koszinusz függvényekkel teletűzdelt egyenletrendszer végeredményének paraméteres levezetésében nemigen számíthatunk egy jóságos tündér segítségére. Inkább próbáljuk meg az árameloszlás szimmetriájának vizsgálatát más oldalról megközelíteni. Megjegyzem, hogy a módszerre a cikk végén egy-egy számpélda erejéig még viszszatérek. 4. A megoldás kulcsa: príma pozícionálás Induljunk ki a következőből. Egy szimmetrikus háromfázisú áramrendszer felírható két áramrendszer eredőjeként: 1. I A -I A I C I C ahol I A és I C komplex áramfazorok, és az itt feltüntetett sorrendjük rendre az 1. ábra A, B és C jelű vezetőiben folyó áramokat jelzik. Mivel modellünk lineáris, használható a szuperpozíció tétele: a vezetők áramait az 1. és a 2. rendszerben külön-külön meghatározva, majd az eredményt összegezve a háromfázisú rendszer árameloszlását kapjuk. Az ötlet nem új, [5]-ben a szerző már alkalmazta háromfázisú, külön tokozatú sínrendszerek burkolatának egy-dimenziós modelljében az árameloszlás meghatározására. Azonban az egydimenziós modell sajátossága, hogy abban az áramsűrűség effektív értékeinek eloszlása mindig szimmetrikus, így az ott közölt öszszefüggéssel az aszimmetria nem kimutatható. Tegyük fel, hogy amennyiben a 2b ábra vezetőire az 1. áramrendszert kapcsoljuk, akkor az egyes áramszálak áramai a 3a ábrán feltüntetett módon alakulnak. Azaz az A 1 C 2 elemi vezetőkben I 1 = A.e jα, I 2 = B.e jβ, I 3 = C.e jγ... I 6 = F.e jζ komplex áramok folynak, ahol A F az egyes vezetőszálakban folyó áramok valós amplitúdóit, α ζ pedig a komplex számsík valós tengelyéhez képesti fázistolásokat jelzik. 3. ábra Áramok eloszlása a vezetőkben az 1. (a) és a 2. (b) áramrendszerrel való terhelés esetén Elektrotechnika 2012/02 6

7 Az elrendezésre a 2. áramrendszert kapcsolva az előzőhöz hasonló eloszlást kapunk, ámde fordított sorrendben és 120 fokos eltolással. Az A 1 C 2 vezetőkön rendre I6 = a I6, o j120 I5 = a I 5 I1 = a I1 áramok folynak, ahol az a = e komplex szám a szinuszos jel időbeli 120 fokos eltolásának felel meg. A két áramrendszer okozta árameloszlás hasonlóságát az elrendezés térbeli szimmetriája eredményezi, amelynek folytán akár a bal, akár a jobb oldalról vesszük sorra a vezetőket, közöttük a kölcsönös impedanciák rendre ugyanakkorák maradnak. A 2. áramrendszerben az IC = a I A gerjesztő áram az 1. áramrendszerhez képest mindössze egy időbeli eltolást jelent (3b ábra). Vizsgáljunk két, a függőleges felezősíkra szimmetrikus vezetőt, pl. a két szélsőt. Szimmetrikus, háromfázisú gerjesztésnél a bal szélsőben I 1 + I' 6 = A.e jα + a.f.e jζ, a jobb szélsőben pedig I' 1 + I 6 = a A.e jα +F.e jζ áram folyik. Az effektív áramok eloszlása akkor szimmetrikus, ha a bal és a jobb szélső áramok abszolút értékei ugyanazok: ahol α+δ=ζ, azaz δ mindkét áramrendszerben a két szélső áramszál árama közti fázistolás. Ezt átrendezve: majd egyszerűsítve e jα -val, és a komplex áramokat trigonometrikus alakra átírva: leegyszerűsítettük két vezető szál közötti áram fázishelyzetének vizsgálatára egy aszimmetrikusan, de egyfázisú áramrendszerrel gerjesztett rendszerben. Azaz: Mi annak a feltétele, hogy az 1. áramrendszerben a két szélső vezető árama ne legyen sem azonos, sem pedig ellentétes fázisban? 5. Minő veszteség Közelítsük meg a problémát egyszerű, fizikai megfontolások alapján. Az I 5 I 6 áramokhoz tartózó vezetők alkotta áramhurokban folyó áramot az I 1 I 4 áramok által létrehozott Φ 1 Φ 4 mágneses fluxusok eredője indukálja. Az áramkiszorítás hatása miatt az I A áramhoz tartozó I 1 és I 2 áramok, illetve a I A áramhoz tartozó I 3 és I 4 áramok amplitúdói nem azonosak [6]. Ha a harmadik áramhurkot a modellből elhagynánk, azaz ha I 5 =I 6 =0, akkor I 1 = I 4 és I 2 = I 3 lenne. Azonban az indukált I 5 és I 6 visszahat az indukáló áramkörökre, így az előbbi egyenlőségek sem állnak fenn. Mindössze annyit jelenthetünk ki biztosan, hogy I 5 = I 6, vagyis I 5 és I 6 nagyságra azonosak, de ellentétes fázisúak. Tulajdonképp az amplitúdók számunkra jelenleg nem is érdekesek, mindössze az áramok fázishelyzetei. Általános esetben ezek sem egyeznek, még I 1 I 2 és I 3 I 4 párok között sem. Vizsgáljuk meg, hogy miért. Induljunk ki tisztán induktív áramkörökből, azaz tekintsünk el az ohmos veszteségektől. Továbbá legyen az I A és következésképp a I A áram valós. Vizsgáljuk először a magában álló, I A árammal gerjesztett vezetőpárt. Ha nincs a közelben egyéb, árammal átjárt vezető, akkor I 1 = I 2 = I A /2. Helyezzük el e mellé a jobb szélső, zárt vezetőhurkot. Ebben az I 1 és I 2 áramok a gerjesztési törvény szerint az árammal arányos Φ 1 és Φ 4 fluxust hoznak létre, amelyek Φ 14 eredője valós. A szinuszosan változó Φ 14 fluxus a hurokban U 56 = jωϕ 14, tehát a fluxushoz képest 90 fokkal eltolt feszültséget indukál. Tisztán induktív körben Az abszolút értékeket kifejezve: Egyszerűsítés után: Alkalmazva a szögek összegének koszinuszára vonatkozó trigonometrikus összefüggést: tehát az indukált áram szintén valós. Az I 5 és I 6 áramok hasonló módon visszahatnak a gerjesztő I 1 I 2 áramkörre, módosítva I 1 és I 2 nagyságát, de nem azok fázishelyzetét. Ugyanez a jelenség játszódik le I 1 I 2 és I 3 I 4, továbbá az I 3 I 4 és I 5 I 6 vezetőhurkok között, tehát az áramok mindegyike valós marad. Tehát a korábban kiszemelt, a függőleges felezősíkra szimmetrikusan elhelyezkedő bármely vezetőpár, pl. I 1 I 6, között a fázistolás csak 0 vagy 180 fok lehet. Végeredményben a háromfázisú rendszer árameloszlása szimmetrikus. Ámde mi a helyzet az ohmos ellenállással? Veszteséges áramkörben a vezetőhurkok ohmos ellenállása miatt majd az egyenletet egyszerűsítve: Azaz δ 0 vagy 180 fok lehet. Tehát a szimmetrikus árameloszlás teljesüléséhez akár az 1, akár a 2. rész-áramrendszerben bármely két, a függőleges felezősíkra szimmetrikusan elhelyezkedő áramvezetőben az áramok vagy azonos, vagy éppen ellentétes fázisban kell folyjanak. Így tehát az aszimmetrikus árameloszlás kérdését azaz ezen áramoknak már képzetes összetevőjük is lesz. Ezek visszahatása a gerjesztő áramok fázisait is eltolja. Hogy végül mekkora lesz az egyes, I 1 I 6 áramok fázisszöge, az az önés kölcsönös induktivitások meghatározta reaktanciák és az ellenállások arányától, tehát számos tényezőtől függ: vezetők és vezetőhurkok egymástól való távolsága, fajlagos ellenállás, frekvencia. Ha ezek bármelyike változik, akkor a fázistolás is más és más lesz. Hogy pontosan mekkora, azt az amplitúdókkal egyetemben a korábban említett egyenletrendszerrel lehet meghatározni. Mindenesetre feltételezhető, hogy csak kivételes esetekben lesz 0 vagy 180 fok. Elektrotechnika 2012/02 7

8 6. Ítéljenek az esküdtek 4. ábra Nagyfeszültségű kapcsolóberendezés cső alakú gyűjtősínjeinek áramsűrűség-eloszlása a sínek külső kerülete mentén [2] Gerjesztő áram Tisztán induktív Veszteséges I A [A] I B [A] I C [A] Valós Képzetes Eredő I A1 [A] I A2 [A] I B1 [A] I B2 [A] I C1 [A] I C2 [A] Valós Képzetes Eredő Valós Képzetes Eredő Vagy mégsem? Nem lehetséges, hogy mindössze az ábrázolás felbontása nem kellőképp pontos, apró eltérések mégis léteznek, nem is beszélve arról, hogy a kerületi áramsűrűség eloszlása nem jelenti az azonos eloszlást a teljes keresztmetszetben? Ezek mindmind jogos felvetések. Erre az esetre a szimmetria vagy aszimmetria létének belátását azonban a kedves olvasóra bízom. 1. táblázat Számpélda tisztán induktív és veszteséges áramkörök árameloszlásának összehasonlítására Végeredményben kijelenthetjük, hogy háromfázisú áramkörök vízszintes síkban, szimmetrikusan elhelyezett vezetőiben az áramsűrűség eloszlása általában nem szimmetrikus. Az aszimmetriáért a vezetők ohmos ellenállása a felelős. Tisztán induktív áramkörökben aszimmetria nem jelentkezik, ami megmagyarázza, hogy hasonló elrendezésű, szupravezető sínek esetén a jelenség miért nem tapasztalható. A fenti gondolatmenet helyességének ellenőrzésére elvégeztem egy számítást a már vázlatosan ismertetett egyenletrendszer megoldásával az 1b. ábra hat elemi vezetőt modellező elrendezésére. A megoldás során, az ábra jelöléseit felhasználva a következő paramétereket használtam: w = 60 mm, v = 20 mm, a tömör vezetők sugara r = 1 mm, a szimmetrikus terhelőáram nagysága 100 A. A hat vezetőben megoszló áramokat az 1. táblázat foglalja össze tisztán induktív és veszteséges esetekre. Utóbbinál ρ=3, Ωm fajlagos ellenállású (alumínium) vezetőt tételeztem fel. Az eredő áramokat szemügyre véve, tisztán induktív esetben a szimmetria világosan látható. Ugyanez már nem mondható el a veszteséges vezetők árameloszlására, illetve a számadatok eltérését igencsak jelentős kerekítési hiba magyarázhatná. Érdemes megfigyelni, hogy két-két vezető között megoszló áramok eredőjének összege nem adja vissza a gerjesztő áramot. Ez a párok vezetőiben folyó áramok eltérő szöghelyzetére utal. Érdekes, hogy a bemutatott példában ez az eltérés éppen a tisztán induktív esetben szembetűnőbb. Hohó! Hiszen ez ellentmond annak a korábbi állításnak, hogy bármely akár egy páron belüli két vezető árama is csak ugyanabban, esetleg ellentétes fázisban lehet. Nincs ellentmondás, hiszen ez az állítás csak az 1. és 2. rész-áramrendszerekre igaz, az eredőjükre nem. Ezek szerint az áramfazorok időbeli, 120 fokkal eltolt szimmetriája nem feleltethető meg egy térbeli szimmetriának? A vizsgált síkbeli szimmetriának biztosan nem. Bár található olyan térbeli elrendezés, ahol a három fázisvezetőben a szimmetrikus terhelőáramok hatására az áramsűrűség eloszlása még veszteséges esetben is szimmetrikus. Ez a helyzet olyan nagyfeszültségű kapcsolóberendezések gyűjtősínjeinél, ahol a sínek közös tokozáson belül, egy szabályos háromszög csúcspontjaiban helyezkednek el. Erre mutat példát a 4. ábra, amely egy 3000 A névleges áramú gyűjtősínrendszer cső alakú sínjeinek végeselemmódszerrel kapott kerület menti áramsűrűség-eloszlását mutatja [2]. A sínenkénti eloszlások jól láthatóan 120 fokonként eltolva, de azonosak. Irodalomjegyzék [1] B. Novák, Geometry optimization to reduce enclosure losses and outer magnetic field of gas insulated busbars, Electric Power Systems Research 81 (2011) [2] B. Novák, Nagyáramú villamos berendezések elektromágneses hatásai, PhD értekezés, BME, Budapest, [3] Geszti P. Ottó, Villamosművek I, Tankönyvkiadó, Budapest, [4] IEC :2002, Electric cables, Calculation of the current rating Part 1-3: Current rating equations (100 % load factor) and calculation of losses, Current sharing between parallel single-core cables and calculation of circulating current losses, International Standard, [5] Gy. Tevan, Quasi steady-state harmonic model of an infinite conductor plate pair, Electrical Engineering, Springer Verlag, Berlin, megjelenés alatt [6] Gy. Tevan, Analytical skin effect models in electrical engineering, Akadémiai Kiadó, Budapest, Lektor: Dr. Tevan György Novák Balázs okleveles villamosmérnök, PhD Hyundai Heavy Industries Co. Ltd bnovak@h-tec.hu Elektrotechnika 2012/02 8

9 Kiss Evelin Rendszerszintű szabályozási tartalékok beszerzése a magyar villamosenergia-rendszerben MEE 2011 évi Diplomaterv pályázat I. helyezett A villamos energia felhasználása, illetve az annak segítségével működtetett eszközeink használata a mindennapi életben már szinte teljesen nélkülözhetetlenné vált, azonban ennek valódi jelentőségét csak akkor vesszük észre, ha a villamosenergia-szolgáltatás valamilyen okból nem elérhető, azaz köznapi nyelven mondva, ha nincs áram. Mivel a villamos energia úgynevezett termékké vált, folyamatosan és zavartalanul kell biztosítani minden arra jogosult számára. A feladatot nehezíti azonban, hogy a magyar villamosenergia-termelést több tényező is befolyásolja, alakulását pedig tárolási lehetőség hiányában, a teljes szabadpiac és annak egyes körülményei mellett minden esetben az aktuális fogyasztás, azaz a rendszerterhelés határozza meg. Annak érdekében, hogy a termelés és fogyasztás közti egyensúly fenntartása a nap minden időpillanatában megvalósuljon, a MAVIR ZRt. (továbbiakban MAVIR ) kellő mennyiségű és minőségű szabályozási tartalékkal kell, hogy rendelkezzen, melyek összességét rendszerszintű szabályozási tartalékoknak nevezzük. The usage of electrical energy and the devices operating with it every day became essential, although its real significance can be realized only in case the electrical energy is not available. Since the electrical energy has already become a product, it has to be provided for every entitled customer continuously without any disturbance. But this obligation is made more difficult by the factors effecting on the Hungarian electrical energy generation, its profile lack of storage possibilities parallel with the liberalized market and its circumstances is every time driven by the actual consumption, system load. In favor of keeping and maintaining the balance between the generation and the consumption in each moment of the the every day life, the MAVIR Ltd. (in resume "MAVIR") as the Hungarian Independent Transmission Operator is obliged to possess adequate quantity and quality of reserves in other words altogether, ancillary services. Dervarics Attila a MEE elnöke átadja a díjat Kiss Evelinnek igényváltozás miatt fellépő zavarokat a MAVIR kompenzálni tudja a teljes magyar villamosenergia-rendszerben. A villamosenergia-rendszer terhelését tekintve tulajdonképpen két szabályozási tartományról beszélhetünk. Az egyik a tervezett, egy adott napnak megfelelő 24 órás időtartamon belül a legkisebb és legnagyobb terhelés közötti kapacitástartomány. A másik pedig minden előre nem tervezett, a pillanatnyi termelés és fogyasztás eltéréséből, kiegyenlítetlenségből adódó kiszabályozandó tartomány. A rendszerterhelési karakterisztikákat alapvetően megkülönbözteti azok alakja, tervezett szabályozási tartománya, a csúcs- és völgyterhelés ideje, amelyekre rövid távon az időjárás és a napi társadalmi szokások, hosszabb távon pedig a gazdasági események és társadalmi folyamatok gyakorolnak jelentős hatást. Mindezek a villamosenergia-rendszer hármas szereplői rétegével, a rendszerirányító, szolgáltatói réteg (kereskedők és elosztók), valamint a felhasználó által és azok szolgáltatói piacon való képviseletével valósulnak meg. A kezdetektől Magyarországon az európai (kontinentális) közösséghez való csatlakozás előkészítése és elősegítése érdekében a szabad versenypiaci körülmények kialakítása már az 1990-es évek A rendszerszintű szolgáltatások biztosítása szolgálja azt az alapvető célt, hogy termelés és fogyasztás közti adott irányú és mértékű eltérés például a termelői oldalon az erőművek műszaki meghibásodása, illetve a fogyasztói oldalon hirtelen megjelenő 1. ábra Rendszerterhelés (Forrás: Elektrotechnika 2012/02 9

10 közepén megkezdődött a magyar villamosenergia-ipar működési és szabályozási szerkezetének átalakításával. A szervezeti átalakítással párhuzamosan rendezésre került a villamos energia árszínvonala, illetve új tarifarendszer került bevezetésre. Az iparági társaságok privatizációjának eredményeként a szolgáltatók és a nagyobb erőművek többségi tulajdonjoga külföldi kézbe került. A csatlakozási folyamat eredménye, hogy a szabad villamosenergia-piac egy úgynevezett átmeneti időszakkal kezdődött el január 1-jén, és január 1-jével ténylegesen megvalósult ban került bevezetésre az úgynevezett mérlegköri rendszer, amelynek egyik fő célja a magyar villamosenergia-rendszer valós idejű termelése és fogyasztása közti különbségből adódóan igénybevételre kerülő szabályozási teljesítmény és energiaszolgáltatás költségének minimalizálása. A rendszerirányító által ilyen módon kiegyenlítő szabályozás során biztosított villamos energiához szükséges szolgáltatások igénybevétele okozathelyesen kerül megállapításra és elszámolásra a vonatkozó felelősségi viszonyoknak megfelelően január 1-jén kezdte meg működését egy speciális, belépési korlátokkal rendelkező, így a rendszerben újabb kötöttségeket teremtő, a rendszerirányító mint mérlegkörfelelős által fenntartott mérlegkör. A kötelező átvétel (továbbiakban KÁT ) az energiaforrásokra, termelési eljárásokra, az erőművi névleges teljesítőképességre, az energiaátalakítás hatásfokára, hatékonyságára, valamint az erőmű létesítésének időpontjára tekintettel létrehozott differenciált rendszer, amelynek tagjai kizárólag olyan termelők lehetnek, amelyek ehhez a Magyar Energia Hivataltól kapott engedéllyel rendelkeznek december 31-éig felbontásra kerültek a hosszú távú termelői megállapodások úgynevezett átállási költség ellenében, amelynek célja a megállapodások felbontásával hátrányos helyzetbe került kereskedők és termelők kompenzálása volt. Ennek ellenére középtávon a megállapodások megszakítása a relatíve drága magyar erőműves portfólió szabadpiaci kiszorulását, a villamosenergia-ár emelkedését, valamint az olcsóbb import növekedését idézte elő. Kereskedelem A villamos energia iránti igény kielégítésére Magyarországon a villamos energia kereskedelmi rendszerében több párhuzamos részpiac nevezhető meg, amelyeket a kereskedelem formája és a rájuk vonatkozó szabályok különböztetnek meg egymástól. Az átviteli rendszerirányító feladata a mérlegköri kiegyenlítetlenségből és a rendszer szabályozási igényéből adódó rendszerszintű szabályozási tartalékok beszerzése, amely versenytárgyalás, tőzsdén szervezett piacon kívüli piaci eljárás keretében működik. A rendszerszintű szolgáltatások beszerzése Magyarországon alapelvét tekintve két külön részpiaci szegmensre, beszerzési piacra, valamint igénybevételi piacra osztható. Ezek funkciójukat tekintve együttesen jelenleg valamennyivel több, mint egy évet fednek le. A két piaci szegmens időben átfedi és követi egymást. A beszerzési piac feladata a rendszerirányító előírások szerinti kötelezettségeinek és céljainak megfelelő szabályozási tartalék beszerzése és fenntartása. A működés módját tekintve a beszerzés az átmeneti piac megjelenése óta éves keretek között, pályáztatás útján, míg a lekötés (lefoglalás) az igénybevételt megelőző napon, napi rendszerességgel történik (angol kifejezést használva day-ahead piac). Az éves beszerzés egyrészt a napi lekötés jogi alapjait és az ajánlatok árainak keretét hivatott előre definiálni, másrészt a fogyasztók végfelhasználói árába beépülő rendszerhasználati díjának minimalizálását és transzparens meghatározását teszi lehetővé. Ezen szempontok, valamint a magyar rendszer adottságainak és biztonságának fenntartása érdekében a garantáltan rendelkezésre álló tartalék beszerezhetőségéhez 2008-ban a tőzsdei eljárásmódhoz hasonlóan market maker rendszer került bevezetésre. Az eljárás alapja, hogy a rendszerszintű szolgáltatás nyújtására jogosult piaci szereplők kötelesek az átviteli rendszerirányító által a rendszerszintű szolgáltatások (tartalékpiaci termék) beszerzésére kiírt versenytárgyaláson (tartalékpiacon), illetve a napi ajánlatadás során ajánlatot tenni, az ajánlattevő ettől csak műszaki okok miatt, indokolt esetben (vis maior) térhet el. Az ajánlatokat elsősorban a felajánlott szabályozási tartalék mennyisége, rendelkezésre állási díja, energiadíja határozza meg, a szolgáltatás minősége szempontjából a szabályozhatóság gyorsasága, a gradiens a mérvadó. A napi lekötés az igénybevételt megelőző napon történik a piaci résztvevők által beadott ajánlatoknak megfelelően, amelyért rendelkezésre állási díj kerül elszámolásra (angol megfelelőjét használva pay as bid rendszer). Az igénybevételi piac feladata, hogy a menetrend szerinti, tervezetten jórészt egyensúlyban lévő termelés és fogyasztás aktuális kiegyenlítetlenségét megszüntesse a villamosenergia-rendszerben rendelkezésre álló tartalékok megfelelő igénybevételével. Az igénybevehetőség függvényét egyrészt a napi ajánlatok szerint szándékoltan fenntartott (market maker) vagy fennmaradó (opciós), másrészt a napi ajánlatok közt meg nem jelenő, de az éves szinten felajánlott szolgáltatások menetrend és szabályozhatóság technikai határértékei közti különbség adott napi jelenléte képezi, az igénybevétel alapját pedig a legkisebb költség elve. Minden egyes piaci szereplő, amely az éves beszerzési eljáráson részt vett (vagy azt követően, évközben jelent meg a piacon) az igénybevehetőség függvényében az energiadíja alapján egy sorrendi listán (angolul 'merit order list') kerül a megfelelő helyre, amelyről a szükséges mennyiségnek megfelelő, sorrendben a legolcsóbb szolgáltatás vagy szolgáltatások kerülnek igénybevételre napközben, amikor szükséges. Ez az adott piaci partnertől igénybevett szolgáltatás tényleges teljesítés szerint kerül utólag elszámolásra. A rendszerszinten igénybevett kiegyenlítő szabályozás a mérlegköri szerveződés szerint a kiegyenlítetlenséget okozó mérlegkör által kerül kifizetésre. A rendszerszintű szolgáltatások és a villamosenergia-rendszer Bár a hazai beépített teljesítmény alapján a rendszerben megfelelő mennyiségű kapacitás áll rendelkezésre a rendszer biztonságos üzemeltetéséhez, az egyes erőművek szabályozhatósága, a villamosenergia-piaci körülmények és a villamosenergia-rendszer igényeinek változása jelentős, negatív befolyással bír a rendszerszintű szabályozási tartalékok piacára. A villamosenergia-rendszer biztonságos irányításának megfelelően az ajánlatadók számának kezdeti stagnálása, valamint a beszerzési eljárások érvénytelensége minden esetben felhívta a figyelmet arra, hogy a rendelkezésre állás garantálhatósága a legfontosabb kérdés. A magyar, alapvetően lassú reakcióképességű erőműves felépítés, a hazai szabadpiaci termelőkapacitás versenye a megkülönböztetett KÁT termeléssel és a jellemzően olcsóbban beszerezhető importtal, amelyek eredményeként folyamatosan csökken az erőműves termelőképesség kihasználtsága és a rendszerszintű szabályozás keretei közt az elérhető áron beszerezhető kapacitás tartománya. Elektrotechnika 2012/02 10

11 A szűkülő tartalékkapacitás korlátozott igénybevételt tesz lehetővé, amelynek több oka is lehet. A 2010-es évre vonatkozó adatok alapján megfigyelhető, hogy a rendszer kiegyenlítési igénye folyamatos, növekvő tendenciát mutat. Emellett a rendszerszintű szabályozásra alkalmas hazai erőművek primer szabályozáson kívüli ténylegesen igénybe vehető kapacitása a névlegesen szabályozható tartománynak átlagosan 62%-a, súlyozott átlagát tekintve pedig 57%-a. A két arány alapján a nagyobb beépített teljesítményű erőművek igénybe vehető szabályozhatósági tartománya a kisebb. A pozitív és negatív teljesítményváltoztatási irányban rendelkezésre álló szabályozási tartalék, illetve az adott pillanatban, időintervallumban ténylegesen igénybe vehető kapacitás mennyisége alapvetően két tényezőtől függ: a szabályozható erőművek aktuális menetrendjétől, illetve a tényleges termelésük és a szabályozhatósági tartományukat meghatározó biztonságos üzemelés határát képező minimum és maximum értékeiktől. Megvizsgálva az egyes erőművek szabályozhatósági tartományát és azokat az üzemi értékeihez viszonyítva, a kapott eredmény 34% és 66% között ingadozik. A kisebb arány általában olyan esetekben fordul elő, ahol az erőművi teljes rendelkezésre álló kapacitásnak szűkebb tartománya szabályozható, a nagyobb pedig relatíve tágabb tartományt jelez. Abban az esetben, ha figyelembe vesszük az egyes erőművek több szolgáltatás nyújtására való képességét, és minden esetben a legjobb minőségű képességet vesszük figyelembe, a mutatók 29% és 39% közé szűkülnek. Magyarországon a rendszerszintű kiegyenlítő szabályozás keretében igénybevett szolgáltatók jelentős része az elmúlt időszakban a villamosenergia-piacról kiszoruló nagyerőművek között volt. A versenytárgyalás alkalmazkodása, lépések és törekvések Mindezen külső, eredetüket tekintve a rendszerszintű szolgáltatásoktól, annak piacától független folyamatok és körülmények, valamint azok más piaci szegmensekre gyakorolt hatása az, amely a rendszerszintű szabályozási tartalékok beszerzését minden esetben a lehető leghatékonyabb és gyorsabb alkalmazkodásra kényszeríti, további kockázatot idézve elő ezzel a pályáztatás körülményeiben. A versenytárgyalások során, bár az elbírálás alapját képező főbb szempontok egyformák, az egyes szabályozási tartaléktípusokon belül fel és le irányú ajánlatok párhuzamos, egymástól független tartalékpiacot képeznek. A rendszerszintű szabályozási tartalékok beszerzési és későbbi igénybevételi költségének minimalizálása (rendel- kezésre állási díj és energiadíj versenyeztetése) érdekében 2009-ben már két fordulóban, 2010-ben szekunder fel irány esetében már három fordulóban került lebonyolításra a nyílt versenytárgyalás. A piaci szereplők, ajánlatadók köre a kötelező átvétel keretében értékesítő termelőkkel a menetrend és üzemi maximum közötti kapacitás tartományra vonatkozóan fel irányban, illetve a menetrend és üzemi minimum közti tartományra vonatkozóan le irányban bővülésnek indult. Előtérbe került a kisebb szabályozási kapacitással rendelkező termelőegységek, a szabályozási központok részvétele, valamint a portfólió ajánlat. Megszólításra kerültek a külföldi tartalékkapacitással rendelkező ajánlatadók is. Utóbbiak azonban a hazai termelőkkel ellentétben egyezményes eljárás hiányában felmentést élveztek az akkreditációs kötelezettség alól, ami komoly kockázatot jelenthet. A napi, operatív üzemirányítás szempontjából a felajánlott szolgáltatás minőségének ismeretlensége, a leköthető tartalék tényleges rendelkezésre állása, valamint a szükséges határkeresztező kapacitás használati jog biztosításának igénye ugyancsak növeli a kockázatot. Látható, hogy a magyar villamosenergia-rendszer biztonságos üzemének folyamatos fenntartása a MAVIR egyik legfontososabb és legnehezebb feladata. Az ehhez szükséges szabályozási tartalékok beszerzése során a MAVIR a jelen cikkben tárgyalt műszaki és kereskedelmi szempontok figyelembevételével törekszik arra, hogy a szükséges tartalékokat a legkisebb összköltség elérése mellett biztosítsa, mely által a végfogyasztók ebből fakadó terhei is minimalizálhatóak. Ezek érdekében a jövőre vonatkozóan kiemelten fontos fejlesztési irány a beszerzési eljárás hatékonyságának fokozását elősegítő tényezők keresése, illetve a kínálati oldal erősítésének megvizsgálása és ezáltal akár a termékpiac regionalizálásának megvalósítása. Kiss Evelin Okl.villamosmérnök MAVIR ZRt. Forrástervezési Szolgálat Forrástervezési munkatárs kiss.evelin@gmail.com Konzulensek: Alföldi Gábor, MAVIR ZRt. Forrástervezési Szolgálat Szabó László BME Villamos Energetika Tanszék kmop támogatásból egységes digitális közmű adatszolgáltató rendszert fejlesztett a geometria kft. A Geomeria Kft. egy egységes digitális közmű adatszolgáltató rendszert (eközmű) hozott létre KMOP támogatással. A 112 millió forintos összköltségvetést meghaladó fejlesztés megvalósítására a Geometria Kft. 39,2 millió forint támogatást nyert a Vállalati innováció támogatása című pályázati kiíráson az Új Széchenyi Terv keretében. A cégről és a fejlesztésekről bővebb információt a oldalon olvashatnak. A Philips és az Indal egyesülése január 10-én a Philips és az Indal hivatalosan egyesítette erőit annak érdekében, hogy vásárlói számára még gazdagabb kínálatú, magas értékű professzionális világítástechnikai megoldásokat kináljon egy élhetőbb és biztonságosabb környezet megteremtése érdekében. T.É. Elektrotechnika 2012/02 1 1

12 Automatizálás Automatizálás Automatizálás Gede Imre Egy háromszintes családi ház automatizálása Teletask micros+ épületautomatikai rendszerrel A családi házakkal szemben támasztott felhasználói igények egyre nagyobbak. Ezek a követelmények az építészet, épületgépészet és az informatika eszközeivel valósíthatóak meg. A biztonság és a kényelem növelése mellett fontossá vált az üzemeltetési költségek csökkentése is. Ezek a célkitűzések épületfelügyeleti rendszerrel (BMS Building Management System) realizálhatóak, amelyek képesek a házban lévő különálló villamos rendszereket integrálni. A cikkben röviden bemutatom a szakdolgozatomban szereplő családi ház automatikájának a felépítését, a megvalósított világítási, árnyékoló és fűtési rendszert. Továbbá röviden ismertetem a földszint vizualizációját és fűtésköreinek programozását. The demands of people living in family homes are forever increasing. Architecture, construction equipment and information technology are the means by which these demands are being met. Besides increasing safety and confort, the reduction in running costs has become important. These aims can be realised by implementing Building Management System which are able to integrate the disparate electrical systems found in houses. In this article I provide a summari of the structure and implementation of the automation governing the lighting, shading and heating systems featured in the family home dealt with in my thesis. Additionally I provide a brief introduction to the ground floor visualisation and tho heating circuit programiming. 1. BEVEZETÉS A kisebb épületek automatizálásában ez ideig főként a kényelmi szempontokat vették figyelembe. Létjogosultságukról gyakran fel is vetődött a kérdés, hiszen költséges beruházások. Napjainkban azonban átalakulni látszik a helyzet. A növekvő energiaárak számítanak, ezért már nem a komfort 1. ábra A Micros+ alapvető hardverfelépítése 2. ábra A Micros+ központ belső felépítése növelése az elsődleges cél, hanem az, hogy jól összehangolt vezérléssel az épület üzemeltetésének költségeit optimálisra csökkentsék. Családi házaknál a legfontosabb automatizálási terület a fűtési rendszerek szabályozása, melynek megfelelő üzemeltetése esetén kimutatható költségmegtakarítás érhető el. Az intelligens otthon elgondolás, ötlet célja: az épületben lévő egymástól független, elektromos és elektronikus rendszereket (világítás, fűtés, hűtés, redőnyvezérlés, biztonságtechnika, multi-room, stb.) egy összehangoltan működő, jól kezelhető egységgé ötvözni. Az épületautomatizálás segít a különféle energiaforrásokat (hagyományos, geotermikus, szolár) az épületben egymással kombinálni és rugalmasan elosztani. Egy modern épület felügyeleti rendszerének ellenőrzése és beállítása már nem csak helyileg, hanem az interneten keresztül a világ bármely pontjáról elvégezhető. 2. A TELETASK MICROS+ OTTHONAUTOMATIZÁLÁSI RENDSZER BEMUTATÁSA A Teletask installáció bemeneti, központi és kimeneti modulból áll (1. ábra). A digitális bemenetek feszültségmentes kontaktusok (például szabványos falra szerelhető nyomógombok, nyitás- és mozgásérzékelők stb.). A központ ebben az esetben a Micros+ egység, melynek felépítése a 2. ábrán látható. A kimeneti modulok lehetnek relék, dimmerek és motorvezérlők, amelyekhez csatlakoztatjuk a különböző áramköröket [1] Micros+ rendszerismertető A Micros+, egy kompakt Teletask házautomatika rendszer szíve. Centralizált intelligenciájának köszönhetően a központi egység dolgozza fel az öszszes beérkező információt. A BUS-on (Binary Unit System) keresztül mindegyik eszköz összeköttetésben áll egymással és adatokat küld a központba. A központ összefogja a házban lévő valamennyi gyenge- és erősáramú berendezést, így egyszerűen kezelhetővé válnak az alábbi funkciók: a hűtési és a fűtési zónák szabályozása; általános és helyi megvilágítás, fényeffektusok vezérlése; Elektrotechnika 2012/02 1 2