Villamos-energetika I.

Villamos-energetika I. BSc Dr. Tarnik István docens VILLMOS-ENERGETIK I. előadás : villamos energia-rendszerek áttekintése az erőműtől ogyasztóig. rendszer alkotóelemei, elépítése és működése Villamos ogyasztói berendezések csoportosítása ogyasztói berendezések ontosabb jellemzői és a velük szemben támasztott ő követelmények ogyasztók energiaellátásának biztonsági igényei Váltakozó áramú áramrendszerek. (Ismétlés). Egyázisú rendszer jellemzői. Háromázisú rendszer jellemzői. Kiseszültségű hálózatok vezetékeinek méretezése. vezetékméretezés szükségessége, különböző szempontjainak áttekintése. Termikus terhelhetőség, eszültségesés. Tápvezeték méretezés. Áramnyomaték, terhelési súlypont, egyenértékű terhelés. Különböző vezetői alakzatok méretezése eszültségesésre, termikus igénybevételre. Egy oldalról táplált egyszerű nyitott vezeték méretezése Sugaras vezeték méretezése. Két oldalról táplált vezeték méretezése, azonos és különböző támponti eszültség esetén. Túláram védelem. lapkövetelményei. Vezetékek és kábelek, túlterhelés és zárlatvédelme. Védelmi készülékek. Érintésvédelem. (Közvetett érintés elleni védelem.) Érintésvédelemi előírások, osztályok, módok. Védővezetős érintésvédelmi módok. Védővezető nélküli érintésvédelmi módok z érintésvédelem ellenőrzése. VILLMOS-ENERGETIK I. gyakorlat : magyar villamosenergia -rendszer őbb jellemzői. Hőerőművek elvi kapcsolásai. Áramszolgáltatók szerepe az energiaellátásban. Villamosenergia törvény. Vezeték ellenőrzése termikus igénybevételre. Tápvezeték méretezése. Egy oldalról táplált vezeték méretezése. Egyenértékű áram, súlypont meghatározása. Sugaras vezeték méretezése. Két oldalról táplált vezeték méretezése. VILLMOSENERGI-RENDSZEREK ÁTTEKINTÉSE 1. Villamosenergia-ellátás olyamata természeti energiahordozók átalakítása villamos energiává z emberi civilizáció ejlődésével szorosan együtt jár a különböző energiaajták (mechanikai energia, hőenergia, ényenergia stb.) hasznosítása a termelőolyamatokban és a mindennapi életben. z egyes energiaajták anyagi megtestesítői az energiahordozók. természeti energiahordozók vagy más néven primer energiahordozók (szén, olaj, öldgáz, víz, hasadó-anyagok stb.) eredeti megjelenési ormájukban és előordulási helyükön általában nem alkalmasak közvetlen elhasználásra. 1

különéle energiaogyasztók - az ipar, mezőgazdaság, közlekedés, háztartások stb. - az energia olyan ormáját igénylik, amely amellett, hogy viszonylag gazdaságosan állítható elő, a elhasználás helyén állandóan rendelkezésre áll, nem kíván tárolást és egyszerűen alakítható át mechanikai munkává, hővé, énnyé stb. Ez az energia a villamos energia, amely a primer energiahordozók célszerűen átalakított közvetítő ormája. természeti energiahordozók energia tartalmát villamos energiává az erőművekben alakítják át. z erőművekben termelt villamos energia szállítása és elosztása a hálózatok eladata, míg a ogyasztói berendezések a villamos energiát a szükségleteiknek megelelő ormába alakítják át és hasznosítják. villamos energia termelésének, átvitelének és elhasználásának - vagyis a villamosenergia-ellátás olyamatának - elvi vázlatát a következő ábra szemlélteti. villamos energia az ipari országok gazdaságának valamennyi ogyasztói szektorában már napjainkban is jelentős szerepet játszik. Felhasználásának terjedése és növekedése vitathatatlan előnyeivel magyarázható: - viszonylag gazdaságosan állítható elő; - nagy távolságokra is kevés veszteséggel szállítható; - nem igényel tárolást, ill. nem tárolható; - a kívánt energiaajtává egyszerűen átalakítható; - a elhasználás helyén állandóan rendelkezésre áll; - tiszta, kényelmes a elhasználása. villamos energia a természetben közvetlenül számunkra hasznosítható ormában - nem ordul elő, ezért előállításáról, majd pedig szállításáról és elosztásáról az ún. energetikai berendezések segítségével kell gondoskodni. villamos energia előállítása, szállítása, elosztása és elhasználása a villamosenergia-ellátás olyamatában valósul meg. zok a berendezések, gépek, készülékek, amelyek a villamos energiát előállítják, szállítják, átalakítják ill. elosztják a villamosművek. villamosművek, és azok irányítása valamint együttműködő üzeme alkotja a villamosenergia-rendszer -t. villamosenergia-ellátás olyamatához szervesen kapcsolódnak az alapenergia-orrások (primer, vagy elsődleges energiahordozók), valamint a ogyasztók igényelte energia-ajták. legontosabb energiaajták a következők: - mechanikai; - hő; - ény; - vegyi energia. z energiaajták anyagi megtestesítőjét energiahordozóknak nevezzük. leggyakrabban elhasznált primer energiahordozók, mint bányászott energiahordozók a következők: - szilárd tüzelőanyagok (lignit, barnaszén, eketeszén, antracit); - olyékony tüzelőanyagok (ásványolaj); - gáznemű tüzelőanyagok (öldgáz); - hasadó anyagok (uránium, tórium). z alapenergia-orrások másik kategóriáját az ún. természeti energiaorrások alkotják: - mechanikai energia (víz, szél); - hőenergia (napsugárzás, melegvíz-orrások).

zt a villamosművet, amely valamely primer energiahordozó elhasználásával villamos energiát, vagy villamos energia ejlesztésével egybekötötten hőenergiát ejleszt, erőműnek nevezzük. 1.1. Villamosművek (erőmű, hálózat) 1.1.1 Erőművek z erőműveket a villamos energia termeléséhez elhasznált primer energiahordozók ajtájától üggően három nagy csoportba sorolhatjuk: primer energiahordozó energiáját előbb az erőgépben mozgási energiává alakítják át, majd a vele összekapcsolt áramejlesztő berendezésben (villamos generátorban) jön létre a villamos energia. - hőerőművek; - vízerőművek; - atomerőművek. hőerőművekben elhasznált primer energiahordozókat tüzelőanyagnak nevezzük: hőerőművek tüzelőanyaga lehet: szén, olaj vagy olajszármazékok és öldgáz. primer energiaorrások megoszlása a villamos-energia termelésben a következő ábrán látható. széntüzeléses hőerőművekben általában az olyan, viszonylag kis űtőértékű szeneket tüzelik el, amelyeket az ipar más ágazatai (pl. vegyipar) vagy a lakosság (űtési célokra) már nem tud hasznosítani. hazai széntüzeléses hőerőművekben használt ún. energetikai barnaszenek űtőértéke 10.000..1.000 kj/kg, az energetikai lignité 6000...6500 kj/kg. z olajtüzeléses erőművek tüzelőanyagai a kőolajlepárlás ún. "nehéz" származékai (pakura, goudron), amelyek űtőértéke 40.000...41.000 kj/kg között van. hazai gyakorlatban a hőerőművekben eltüzelt öldgáz űtőértéke 35.000 kj/kg körül mozog. hőmennyiség átszámítása : 6 6 1kWh 3,6 10 Ws 3,6 10 J 3,6 10 1GJ 1 0,0036 3 kwh 77,77kWh GJ 0,0036GJ 3

hőerőművekben az energia átalakításának alapvető munkaolyamatai az alábbiak: - a tüzelőanyag kémiai energiájának átalakítása hőenergiává (a tüzelőanyag elégetése), (kazán); - a hőenergia átadása a közvetítő közegnek (hőcserélő); - a közvetítő közeg hőenergiájának átalakítása mechanikai energiává (turbina); - a mechanikai energia átalakítása villamos energiává (generátor). tüzelőanyag elégetésének módja, illetve az alkalmazott közvetítő közeg szerint megkülönböztetünk gőzerőműveket és gázturbinás erőműveket. gőzerőművekben a tüzelőanyagot gőzkazánban égetik el, ahol vízből gőzt ejlesztenek, vagyis a közvetítő közeg a kazánban előállított nagynyomású, magas hőmérsékletű vízgőz. gőz hajtja a gőzturbinát, amelynek tengelyéről levett mechanikai energia a villamos generátorban alakul át villamos energiává (a., ábra) a., Gőzerőmű olyamatábrája b., Gázturbinás erőmű olyamatábrája gázturbinás erőművekben a tüzelőanyag a sugárhajtású repülőgépek hajtóművéhez hasonló elven működő gázturbinában égethető el. (z ún. égetőkamrában nagynyomású levegő és a tüzelőanyag - öldgáz, vagy speciális tüzelőolaj - elegyét égetik el. z így keletkező kb. 1000 C-os, nagynyomású égési gáz működteti a turbinát.) közvetítő közeg itt tehát az igen intenzív égés során keletkező gáz. gázturbina hajtja a villamos generátort (b., ábra). c., Kombinált ciklusú gázturbinás erőmű olyamatábrája gázturbinát elhagyó, még mindig magas hőmérsékletű (névleges teljesítmény mellett kb. 500 C-os) kipuogógáz hőtartalmának hasznosítása - ezzel a teljes olyamat hatásokának növelése - érdekében, őleg az elmúlt évtizedben egyre nagyobb mértékben terjedtek el az ún. kombinált ciklusú, gáz, -gőz körolyamatú erőművek. Ennél az erőműajtánál a gázturbina kipuogó gázát egy gőzkazánba (az ún. hőhasznosító kazánba) vezetik és az itt előállított gőzt, vagy közvetlenül hasznosítják (pl. ipari olyamatokban, űtésre stb.), vagy gőzturbinába vezetve villamos energiát termelnek vele (c., ábra). vízerőművek a elszíni vizek helyzeti energiáját alakítják át villamos energiává úgy, hogy a víz helyzeti energiáját először a vízturbina átalakítja mechanikai munkává, és a vízturbina által hajtott villamos generátor termeli a villamos energiát. Villamos Villamos Vízturbina generátor energia Vízerőmű elvi olyamatábrája vízerőművekben tehát a primer energiahordozó a víz, amely egyben közvetítő közeg is. természetben közismert hidrológiai körorgás során a vízenergia mindig megújul. 4

z atomerőművekben az atommagok átalakulásakor, hasadásakor keletkező energiát hasznosítják. klasszikus hőerőmű és az atomerőmű között az a lényeges különbség, hogy az utóbbinál a hőtermelés a kazán helyett az atomreaktorban megy végbe. reaktorban ejlesztett hővel valamilyen célszerű módon vízgőzt termelnek, amellyel a szokásos gőzturbina- villamos generátor egységet hajtják és ez utóbbi szolgáltatja a villamos energiát. tomerőmű elvi olyamatábrája Világszerte hosszabb ideje olynak - és az olajáraknak a 70- es években bekövetkezett robbanásszerű emelkedése miatt napjainkban jelentősen elgyorsultak - a kutatások az eddig még nem használt megújuló természeti energiák villamos energiává való átalakítására, ill. a villamos energia közvetlen - tehát az erőművi energiaátalakítási olyamatok veszteségeitől mentes - előállítására. Ilyen olytonosan megújuló (regeneratív) természeti energiahordozók a villamosenergia-termelésre már régóta hasznosított vízenergián kívül a nap sugárzási energiája, a szélenergia, a geotermikus energia (vagyis a természetes hőorrások gőzének, ill. meleg vizének az energiája), a tengerek árapály-energiája. kutatások eredményeképpen ma már a világ számos országában üzemelnek elsősorban kísérleti célú nap-, szél-, geotermikus- és árapály- erőművek. Ipari méretű elterjedésüket azonban ma még egyrészt technikai, technológiai problémák, másrészt - és talán döntően - a hagyományos erőművekhez képest sokszorta nagyobb ajlagos létesítési költségeik és az általuk előállított villamos energia igen magas termelési költségei akadályozzák. gyanez mondható el a villamos energiát közvetlenül előállító magnetohidrodinamikus (MHD) generátorok, atomelemek és tüzelőanyag-cellák alkalmazásával kapcsolatos kutatások eredményeiről is. (Megjegyezzük, hogy a olytonosan megújuló energiahordozók közül a vízenergiának kiemelkedően ontos szerepe van, a villamos energia előállításában, hiszen a világ jelenlegi villamos energia szükségletének kb. 4 %-át vízenergiából edezik.) megújuló energiatermelés őleg a szélerőművi termelés térhódítása következtében (különösen Spanyolországban és Németországban) jelentősen nőtt, CTE szinten jelenleg már megközelíti a teljes termelés 15%-át (az E célja 010-re a % elérése). szélerőművekben termelt energia elszállítása nagy teljesítményáramlásokat (és szűk keresztmetszeteket) okozott. z erőművek csoportosítása. z erőművekben a primer energiahordozó energiáját előbb az erőgépben (hajtógépben) mozgási energiává alakítják át, majd a vele összekapcsolt áramejlesztő berendezésben (villamos generátorban) jön létre a villamosenergia. gyakorlatban alkalmazott erőműveket különböző szempontok (pl. energiaorrás, terhelés jellege) szerint csoportosíthatjuk. csoportosítási lehetőségeket a táblázat oglalja össze. Csoportosítási szempont Energiaorrás Hőerőgép-típus típus Tüzelőanyagok Folyóvíz, tárolt víz, tengervíz Magenergia Napsugárzás Levegőmozgás Erőműtípus Hőerőmű Vízerőmű tomerőmű Naperőmű Szélerőmű Gőzturbinás erőmű Gázturbinás erőmű Belsőégésű motoros erőmű 5

Csoportosítási szempont Fogyasztói csatlakozás Ellátási terület Energetikai rendszer Erőműtípus Együttműködő (kooperációs) erőmű Elszigetelt erőmű Országos (körzeti) erőmű Üzemi erőmű Kondenzációs erőmű Ellennyomású erőmű Elvételes erőmű Csoportosítási szempont Terhelési jelleg Rendeletetés <50MW 50-500MW 500MW >500MW Erőműtípus laperőmű Menetrendtartó erőmű Csúcs erőmű Beépített teljesítmény- egység Villamosenergia- szolgáltatás Hőszolgáltatás, kapcsolt hő- és villamos energiaszolgáltatás Kiserőmű Középerőmű Nagyerőmű továbbiakban tekintsünk át még néhány ontos meghatározást. villamosmű lehet közcélú, vagy üzemi villamosmű. közcélú villamos erőmű az ipar, a mezőgazdaság, a közlekedés, a lakosság és a különéle intézmények villamosenergia-szükségletét elégíti ki. z üzemi (ipari) villamos erőmű elsősorban az üzembentartó villamosenergia-igényét elégíti ki. közcélú villamos erőművek kivételével ide tartozik minden más erőmű, amelyek közül a jelentősebbek tagjai az együttműködő villamosenergia-rendszernek. űtőerőmű hő- és villamosenergia-termelésre egyaránt alkalmas gépi berendezésű villamos erőmű, amelynek termelésében az elsőrendű eladat a hőogyasztók igényeinek kielégítése, míg a hőszolgáltatással egybekötötten, gazdaságosan termelt villamos energia csak melléktermék jellegű. Csúcserőműveknek a csúcsterhelést ellátó, nagy terhelésingadozású, általában szakaszosan üzemben tartott erőműveket nevezik. Rossz hatásokkal rendelkeznek. Gyorsan indíthatóak ill. leállíthatóak (pl.: vízierőművek). Menetrendtartó erőművek eladata a napi terhelésingadozások elvétele, változó teljesítményigények edezése. Ezen erőművek rugalmasan szabályozhatóak és jó a hatásokuk (pl.: hőerőművek). laperőművek a villamosenergia-rendszer legjobb hatásokú, legkisebb ajlagos hőogyasztású erőművei, amelyeket a beépített teljesítőképességük maximális kihasználásával optimális üzemállapotban járatnak (pl.: atomerőművek). magyar villamosenergia-rendszer (röv. VER) a közcélú és az együttműködésbe bevont (kooperáló) üzemi villamos erőműveket, valamint az igen nagy-, nagy-, közép- és kiseszültségű villamos távvezetékeket és az idetartozó transzormátorállomásokat oglalja magába. Irányítását a Magyar Villamosenergia-ipari Rendszerirányító Rt. (röv. MVIR Rt.) látja el. (www.mavir.hu) 6

Fogalom meghatározások: Beépített teljesítőképesség az erőműben beépített gépegységek generátorkapcsokra vonatkoztatott teljesítőképessége. Gépegységen értjük az összekapcsolt turbinát és a generátort. Terhelésen a ogyasztók által igénybe vett teljesítményt értjük. dott erőműben az egyes gépek által termelt teljesítmény értékeit meghatározott időközben (például óránként) regisztráljuk és összegezve azt az idő üggvényében elrajzoljuk, akkor megkapjuk az erőmű napi terhelési görbéjét pl. egy jellemző nyári és téli napra, amely megmutatja a ogyasztás napi ingadozását. Csúcsterhelés egy meghatározott időpontban előorduló legnagyobb igénybe vett teljesítmény. 1.1.. Hálózatok Feladatuk a villamos energia továbbítsa és szétosztása a hálózat különböző eszültségű csomópontjai között. hálózat elemei a következők: távvezetékek, a csomópontok között a villamos energia továbbítására szolgálnak. távvezeték lehet szabadvezeték és kábel. Szabadvezetéken megelelő oszlopokra erősített szigetelőkön elhelyezett csupasz, vagy szigetelt vezetéket, sodronyt értünk. vezetékek egymástól és öldtől történő szigetelését az oszlopokon a szigetelők, oszlopközben a légköri levegő biztosítja megelelő távolságok betartása mellett. Kábel alatt természetes (textil, papír, gumi) vagy mesterséges (PVC, polietilén) szigeteléssel ellátott vezetéket értünk. különböző potenciálú elületek minimális távolsága az alkalmazott szigetelőanyagtól ügg. kábeleket öld alá, csatornákba, alagútba, aknába, kábelolyosóra, levegőbe, álló- és olyóvízbe, édes- és sósvízbe ektethetik, szerelhetik. z alállomások, amelyek a villamos energia szétosztására szolgálhatnak, mind azonos, mind különböző eszültségszinten. z alállomások jelentik a hálózati csomópontokat. z alállomás lehet: - kapcsolóállomás, amikor azonos eszültségszinten az áram útjának kijelölése a eladata; - transzormátorállomás, amikor különböző eszültségszintű hálózatok összekapcsolására szolgál. hálózat a villamosenergia-rendszerben betöltött szerepétől üggően lehet: - nemzetközi kooperációs hálózat, amikor a hálózat különböző országok alaphálózatait köti össze, biztosítva ezzel a nemzetközi villamosenergia-szállítást. Szokásos eszültség szintje 0,400 és 750 kv; 7

- országos alaphálózat, amely egyes nemzeteken belül az erőművek és nagy alállomások üzemszerű összekapcsolását végzi nagymennyiségű energiaszállítás céljából. Szokásos eszültségszintje 0, 400 kv; - őelosztóhálózat eladata a villamos energia elosztása az alaphálózati csomópontokból az elosztóhálózatok táppontjaihoz, ezek eszültségszintje 10, /35/ kv; - elosztóhálózat rendeltetése a villamos energia eljuttatása a ogyasztóhoz, ezen belül beszélhetünk: nagyeszültségű elosztóhálózatokról: 3, 6, 10, 0, 35 kv és kiseszültségű elosztóhálózatokról: 30, 400V névleges eszültségszint mellett. 1.. Fogyasztók z energiaelhasználás célja szerint a ogyasztók az alábbiak szerint csoportosíthatók: termikus ogyasztók; motorikus ogyasztók; világítási ogyasztók; egyéb ogyasztók; elektrolízis. Termikus ogyasztók közé tartoznak azok a ogyasztók, amelyek a villamos energiát hőejlesztésre hasznosítják (ívkemencék, ellenállásűtés, egyéb melegejlesztés). Motorikus ogyasztók a villamos hajtások, amelyek a villamos energiát mechanikai energiává alakítják át. Világítási ogyasztók a villamos energiát énykeltésre hasznosítják. Elektrolízis ogyasztói a villamos energiát vegyi átalakulások létrehozásánál hasznosítják. Egyéb ogyasztók közé sorolhatók az előző négy csoporton kívüliek. elhasználási területek szerint beszélhetünk: Ipari, mezőgazdasági, kommunális, háztartási és egyéb villamosenergia-ogyasztókról. Ipariogyasztók a villamos energia segítségével ipari tevékenységet ejtenek ki. Teljesítményigény néhány kw-tól több MW -ig terjed a munkaolyamattól és a technológiától üggően. Mezőgazdasági ogyasztók általában kis teljesítményigényű ogyasztók, amelyek villamosenergia-igénye a korszerű állattartás, növénytermesztés elterjedésével dinamikusan növekszik. Kommunális ogyasztók alatt értjük a művelődési, kulturális, oktatási, kereskedelmi intézményeket, szolgáltató cégeket, középületeket, egészségügyi létesítményeket. Háztartási ogyasztók alatt az igen nagy számú, de egyedileg kis teljesítményt képviselő lakásogyasztókat értjük. Egyéb ogyasztók alatt az előző csoportokba nem sorolható ogyasztókat (vontatás, honvédség stb.) értjük 1..1. ogyasztó és az áramszolgáltató helyzete a villamosenergia-szolgáltatásban villamos energia ogyasztói elvárják az illetékes áramszolgáltatótól, hogy a villamos energia olyamatosan, a megelelő minőségben és üzembiztosan álljon a csatlakozási pontban rendelkezésükre. villamosenergia-szolgáltatás olytonossága azt jelenti, hogy a ogyasztó számára a villamos energia az időbeli igényeinek megelelően a kellő mennyiségben rendelkezésére áll. villamosenergia-szolgáltatás minősége akkor megelelő, ha a eszültség és rekvencia értéke a névleges értéknek megelelően a szabványos tűréshatáron belül van. z erre vonatkozó követelményeket az MSZ EN 50 160:001 ( közcélú elosztó hálózatokon szolgáltatott villamos-energia jellemzői) szabvány írja elő. minőségi követelmények közé soroljuk a háromázisú eszültségrendszer szimmetrikus voltát, a eszültség időbeli állandóságát, lüktetésmentességét, elharmonikus-mentességét. ogyasztó számára az üzembiztos rendelkezésre állás azt jelenti, hogy a minőségi villamos-energia-szolgáltatás kiesési valószínűsége kicsi, azaz a megbízhatósága nagy. 8

z üzembiztosan szolgáltatott, csatlakozás helyén átvett villamos energia biztonságos és gazdaságos eljuttatása az egyes ogyasztói berendezésekhez már a ogyasztó eladata. ogyasztó és az áramszolgáltató szoros kapcsolatából következik, hogy a ogyasztó ne "szennyezze" a villamos hálózatot, azaz ne okozzon áram- ill., eszültség- elharmonikusokat (számítógépek, vezérelt egyenirányítók), eszültséglüktetéseket (ívkemencék), eszültség-szimmetria torzulásokat (aszimmetrikus terhelés). Sokszor ezek kiküszöbölése, megelőzése komoly műszaki berendezések beépítését teszi szükségessé, melyre már a beruházás idején gondolni kell. ogyasztó eladata a saját hálózati rendszerének és a csatlakozás módjának olyan megválasztása, hogy az a szolgált technológiával összhangban levő, annak megelelő és gazdaságos legyen. Példa az MSZ EN 50 160:001 szabvány szerinti mérésekre. Mérések a PMMK transzormátor utáni szekunder elosztó gyűjtősínjén. z áram eektív érték 10 perces átlagának időbeli változása alapján látható, hogy az egyik terhelési csúcs kb. 13:30-kor van. z ehhez az időponthoz tartozó eszültség- és az áram hullámormákból látható, hogy a terhelés jelentős nemlineáris elemeket is tartalmaz, mivel az áram üggvény jelalakja erősen eltér a szinuszostól. Továbbá kiemelendő, hogy a nulla gyűjtősínen is jelentős nagyságú áram olyik, annak ellenére, hogy az egyes ázisok terhelése között nincs lényeges asszimetria. z áram eektív érték 10 perces átlagának időbeli változása az L1 ázisban terhelési csúcs értéke 13:30-kor. áziseszültségek és az áramok jelalakjai. áziseszültségek, áramok és teljesítmények értékei. 9

z ehhez az időponthoz tartozó eszültség- és az áram eektív értékek 10 perces átlagából látható, hogy a transzormátor nincs túlterhelve, de a szekunder eszültsége növelhető, mert a mért értékek a tűrési sáv alsó harmadába esnek. három ázis áramából számítható átlagos áram eektív érték ekkor I ave =531. látszólagos teljesítmény értéke, mely S sum =355kV, a transzormátor 630kV-es teljesítményének 56%-a, tehát a transzormátor teljesítmény a jelenlegi ogyasztáshoz még megelelő. teljesítmény tényező PF sum (cosφ)=0,95, mely szintén megelelő értékű. z I 4 =11-es áramot, mely a nulla gyűjtősínen olyik a terhelés aszimmetria nem indokolja. Ez az áram őként a transzormátor utáni nemlineáris terhelésekből (pl.: számítógépek, kompakt énycsövek, stb.) adódik, továbbá ennek az áramnak a hatására létrejövő eszültségesés torzítja a hálózati eszültséget is. z áram FORIER spektrumából látszik, hogy a 3. elharmonikus a legnagyobb. Ezt az épületen belüli számítógép tápegységek okozzák, melyek egyázisú csúcsegyenirányítot tartalmazó egységek. áziseszültség, az áram és a teljesítmény FORIER spektruma. elharmonikus eszültségek és áramok értékei. eszültség FORIER spektrumában a 3. és az 5. a legjelentősebb, de ezek értékei a megadott határértéken belül maradnak. 3. harmonikusra megengedett relatív eszültég 5%, míg az 5. harmonikusra megengedett relatív eszültség 6%. mért adatok alapján ezen terhelési állapotban a 3. harmonikus %, míg az 5. harmonikus 4,35%. eszültségre vonatkozó teljes harmonikus torzítás a THD=4,85%, mely a megengedett 8%-os értéken belül van. z áram eektív érték 10 perces átlagának időbeli változása alapján látható, hogy a terhelési minimum kb. 3:30-kor van. enti mérési eredmények alapján az energiaellátás minőségi mutatói a 13:30-kor mért terhelési csúcsnál a transzormátor szekunder oldali gyűjtősinén mérve megelelőek. 10

három ázis áramából számítható átlagos áram eektív érték ekkor I ave =159. látszólagos teljesítmény értéke, mely S sum =106kV, a transzormátor 630KV-es teljesítményének 17%-a. transzormátor szekunder oldalán a gyűjtősínen mérve rögzítettük a áziseszültségek eektív értékének a 10 perces átlagát is a szabványnak megelelően. z áram eektív érték 10 perces átlagának időbeli változása az L1 ázisban terhelési minimum értéke 3:30-kor. Ezekből látható, hogy a eszültség maximum kb. éjjel 3 óra körül van. Ez egybe esik a terhelés minimummal. z egyes ázis eszültségek értékei ekkor 31,31V, 9,66V és 6,60V. z ezekből számítható átlagos áziseszültség eektív érték ekkor ave =9,19V. eszültség maximum kb. nappal 10-11 óra között van. z egyes ázis eszültségek értékei ekkor 1,6V, 0,51V és 18,93V. z ezekből számítható átlagos áziseszültség eektív érték ekkor ave =0,35V. z áramszolgáltatóknak a kiseszültségű hálózaton az MSZ 1:003 szabvány szerint, a mérőhely csatlakozási pontján a eszültséget n = 30 V + 5,% - 8,7% kell tartani 008 január 1.-ig. Ez az n = 10 4 V-os eszültség sávnak elel meg. áziseszültség eektív értékének maximuma a transzormátornál. transzormátor szekunder oldalán a gyűjtősínen mért és rögzített áziseszültségek eektív értékének a 10 perces átlaga a szabvány által megkövetelt sávon belül van, tehát az áramszolgáltató által szolgáltatott eszültség értéke a transzormátornál még megelelő. áziseszültség eektív értékének minimuma a transzormátornál. transzormátor szekunder oldalán a gyűjtősínen mérve rögzítettük az egyes áziseszültségekre vonatkozó harmonikus torzítást is a szabványnak megelelően. maximális eszültség torzítás az L ázisban van és maximuma 0 1 óra között mérhető. eszültségre vonatkozó teljes harmonikus torzítás maximuma THD =5,47%, mely a megengedett 8%-os értéken belül van, így az áramszolgáltató által szolgáltatott eszültség jelalakja a transzormátornál még megelelő. 11

transzormátor szekunder oldalán a gyűjtősínen mérve rögzítettük az egyes áziseszültségekre vonatkozó eszültségingadozást is. eszültségingadozás amplitúdója 0,063 V, mely nem számottevő és ezen érték un. villogás (licker) jelenséget nem okoz. Kiugró amplitúdók nem mérhetőek. áziseszültségekre vonatkozó torzítás maximuma a transzormátornál. 1... ogyasztók biztonsági igényei a villamosenergia-ellátással szemben ogyasztók a eszültség-kimaradásra való érzékenységük alapján különböző biztonsági kategóriákba sorolhatók: kategória: z energiaszolgáltatás gyakorlatilag nem maradhat ki. megengedett üzemszünet legeljebb 0,5...5 s-on belül lehetséges, ellenkező esetben robbanás, súlyos baleset, közvetlen életveszély vagy hosszú idejű termeléskiesés következik be (vegyi üzem, repülőtéri irányítás, kórházi műtő, hírközlés stb.). B kategória: z energiaszolgáltatás 5...15 percre maradhat ki. Ellenkező esetben anyaghiba, selejt, az üzemszünet idejét lényegesen meghaladó, vagy nagy értékű termeléskiesés jöhet létre (pl. kohóüzem, ívkemence, hengersorok stb.). C kategória: z energiaszolgáltatás...4 órára kimaradhat, legeljebb ugyanannyi időtartamnak megelelő termeléskiesés mellett. Itt csak pótolható termeléskiesés keletkezik (pl. egyműszakos, az előző kategóriába nem tartozó üzem, textilgyár, hűtőház stb.). D kategória: z energiaszolgáltatás hosszabb időre kimaradhat lényegtelen termeléskiesés mellett (pl. segédüzemi munkahelyek, javítóműhelyek, igénytelen termelőolyamatok.). 1..3. villamosenergia-elhasználás hatékonysági kérdései különböző kategóriába sorolt ogyasztók, ogyasztóberendezések általában a tartalékok nagyságában, ill. a tartalék kiépítési mélységében különböznek egymástól. Ez az ipartelepek villamosenergia-elosztási és -csatlakozási rendszerét már terv szinten beolyásolja. különböző primer energiahordozókból előállított és a elhasználási helyre eljuttatott villamos energia közvetlen, hőejlesztési, motorikus, világítási, vegyi és egyéb célú átalakítása a ogyasztóknál történik. különböző célú elhasználás más és más jellegű berendezésekben, eltérő hatásokú eszközökkel történhet. 1

Termikus ogyasztóknál a villamos energia teljes mértékben hőenergiává alakul, azaz a villamos energia hasznosítása szempontjából a hatások majdnem 100%- osnak tekinthető. Meg kell azonban említeni, hogy általában a hőenergia egy része elszökik, azaz már itt veszteség jelentkezik a elhasználási cél szempontjából (pl. kemencénél, sütés-őzésnél a környezetnek átadott hő). Helyiségűtés esetén, még ezen ideális hatásokú elhasználásnál sem szabad elelejteni azt, hogy a villamos energia mindig magával hordozza a primer energia átalakítása, valamint szállítása során, már a elhasználást megelőzően keletkezett veszteségeket is. Pl. Magyarországon, ahol 31%-os eredő erőművi hatások mellett, a szállítás átlagos hatásoka 91,3%, a vételezés helyén még 100%-os hatásokú hőejlesztő berendezés esetén is 0,31*0,913 = 0,83 = 8,3% azaz 8,3%-os villamosenergia-szolgáltatási hatások adódódik ki. Ha a ogyasztó villamosenergia- elhasználása nem ezen ideális hatásokkal történik, akkor ez a különbség még nagyobb lesz. Motorikus ogyasztóknál a villamos energia egy része mechanikai energiává alakul, más része a motor, a hajtás különböző helyein keletkező veszteségeket edezi (vasveszteség, tekercsveszteség, súrlódási és ventillációs veszteség). Így itt már nem beszélhetünk 100%-os elvi ogyasztási hatásokról sem. villamos motorok hatásoka a motortípus (szinkron, aszinkron, különleges motorok), valamint a motor terhelési állapotának a üggvénye. villamos motorok hatásoka a hajtásnak megelelően megválasztott különböző motortípusoknál névleges terhelés mellett 55...97% között változhat. Mivel a motort a névleges teljesítményre méretezik, ezért hatásoka akkor maximális, amikor az állandó és a terhelés üggvényében változó veszteségek értéke azonos. Így a hatások terhelésüggő. Ezért rendkívül ontos adott hajtáson belül a hajtómotor és a hajtott berendezés teljesítményeinek összehangolása az optimális energia-elhasználás biztosítása érdekében. 1.3. villamosenergia-termelés és ogyasztás ő jellemzői Világítási ogyasztóknál a villamos energia egy része ényenergia ormájában hasznosul, míg további része a veszteségek (hőképződés, esetleg tekercs- és vasveszteség) edezésére ordítódik. Külön beszélni kell az alkalmazott lámpatestek hatásokáról is, amely a énykeltő eszközök által kibocsátott és a lámpatest által kibocsátott ényáramok viszonyából határozható meg. világ energiamérlegére jellemző, hogy állandóan növekszik benne a villamos energia részaránya. 190-ban az összes energia-elhasználásban a villamos energia részaránya kb. 7% volt, 1970-ben 5%, 1980-ban meghaladta a 30%-ot és valószínűsíthető, hogy e tendencia a jövőben is érvényesül. Ezt az indokolja, hogy á villamos energia viszonylag gazdaságosan állítható elő, nagy távolságokra is kevés veszteséggel szállítható. 13

Rendkívül sokoldalúan hasznosítható és a elhasználóknál a "legtisztább" energiaorrásként jelentkezik. Ezt igazolja az a tény is, hogy a villamos energia elhasználás mindig nagyobb ütemben nő, mint az összes energia-elhasználás. villamos energia termelését - mivel a "termék" nem raktározható - alapvetően a mindenkori ogyasztói igények határozzák meg. Egy ország villamosenergia-ogyasztásának volumene, a ogyasztás struktúrája számos tényező üggvénye. Ilyenek például: az iparosítás mértéke, az ipar struktúrája, az ipari technológiák energiaigényessége, a mezőgazdaság üzemszerűsége, az inrastruktúra ejlettsége, a háztartások villamosítottságának mértéke stb. világ országainak villamosenergia-elhasználását elemezve tényszerűen igazolódik, hogy a világ villamos energia igénye olyamatosan nő. világon beépített villamosenergia-termelő kapacitások például 1960-ban 50GW, 1970-ben 116GW, 1995-ben pedig 1803,6GW teljesítményt reprezentáltak. Ezek természetesen átlagértékek és a öld egyes régióiban és az egyes országokban is egymáshoz képest jelentős eltérések mutatkoznak, a meglévő gazdasági és szociális különbségeknek megelelően. Például, az egy őre jutó beépített teljesítő-képesség Nyugat- Európában (3700W/ő) harmincszor akkora, mint a ejlődő országokban (10W/ő), vagy pl. az egy őre jutó villamos energia elhasználás Észak-merikában meghaladja a 10000kWh/ő, Dél-Ázsiában pedig alig több mint 180kWh/ó értéket (1980-as adatok). Európa néhány országa és az S villamos energia elhasználásának változása. Európa 15 legnagyobb villamos energia ogyasztó országa 1995-ben 05GWh villamos energiát ogyasztott. Általában igaz az, hogy a villamos energia elhasználás szoros korrelációban van a gazdasági teljesítmények, a nemzeti össztermék (GDP) alakulásával. villamosenergia-elhasználás növekedését korunkban jelentősen beolyásolják a primer energiahordozó készletek elsősorban a kőolaj egyre csökkenő mértéke, a villamosenergia-termelés ezzel együtt növekvő költségei, valamint az előállítás és hasznosítás különböző módszereinek a környezetre gyakorolt káros hatásai (környezet-szennyezés). Magyarország villamos energia termelésének és elhasználásának alakulása - 1930 és 1990 között -látható a 1.3.-1. ábrán. z ábrán szaggatott vonallal jelölt görbe mutatja az erőművek nettó termelését TWh-ban. (1 TWh = 10 1 Wh = 1 milliárd kwh). pontvonallal jelölt görbe az importált villamos energia mennyiségének változását mutatja. z ország összes villamosenergia-elhasználása - amely a teljes ogyasztást, az erőművek önogyasztását és a hálózati veszteségeket is tartalmazó mutató - a olytonos vonallal rajzolt görbe szerint alakult. 1.3.-. ábrán a villamosenergia-termelés és -elhasználás éves olyamatábrája látható (1990). z összes villamosenergia-termelés Magyarországon, 1990-ben 39,TWh volt. Jellegének megelelően itt termelő kapacitásnak vettük a tervszerű villamosenergia-importot, melynek részaránya láthatóan igen jelentős, több mint 8% (11,1TWh). 14

z üzemi erőművekben termelt villamos energia mennyisége éves szinten kevesebb, mint 1TWh (1,6%). z üzemi erőművek általában a nagyüzemek gyártási technológiájához szükséges gőzigények edezésére létesítik oly módon, hogy a kazánokban termelt gőzt turbinába vezetik, amely generátort hajt, és így villamos energiát termel. turbinából távozó gőznek vagy a teljes mennyisége (ún. ellennyomású rendszer), vagy egy meghatározott - az ún. turbina megcsapolásokon elvett - hányada (ún. elvételes rendszer) táplálja az üzem gőzogyasztóit. z alapvető cél itt tehát a gőzogyasztók ellátása, azonban emellett az erőmű villamos energiát termel, amit a kooperációs hálózatba táplálnak be. Ezt a megoldást nevezik hőszolgáltatással kapcsolt villamosenergia-termelésnek. 1.3.-1. ábra Magyarország villamos-energia termelésének és elhasználásának alakulása 1930 és 1990 között 31 1.3.-. ábrából látható, hogy a termelt villamos energia döntő (63,6%) hányadát a kooperáló közcélú MVM erőművekben állítják elő. z erőművekben termelt villamos energia egy része az erőművek önogyasztásának edezésére szükséges. z erőművek ő- és segédberendezései rendeltetésszerű működésükhöz ugyanis jelentős mennyiségű villamos energiát használnak. Ilyen erőművi nagyogyasztók, pl. a tüzelőanyag szállításához és előkészítéséhez használt nagyteljesítményű villamos motorok (pl. szénőrlő malmok hajtómotorjai), a kazánokat vízzel ellátó tápszivattyúk hajtómotorjai, a üstgázokat elszívó ventillátorok motorjai stb. z erőművi berendezések üzemeltetéséhez szükséges villamos energiát szolgáltató kapcsoló- és elosztó-berendezéseket összeoglaló néven segédüzemi vagy házüzemi berendezésnek nevezik. 1.3.-. ábra hazai villamosenergiatermelés és elhasználás éves olyamatábrája 1990-ben Egy erőmű önogyasztásának nagysága számos tényező üggvénye. Mindenekelőtt ügg az erőműben átalakított primer energiahordozó ajtájától. vízerőművek önogyasztása jóval kisebb, mint a hőerőműveké (nincs kazán, tehát sem a tüzelőanyag-előkészítő és -szállító berendezések, sem pedig a kazánt kiszolgáló segédberendezések nem jelennek meg mint villamosenergia-ogyasztók). hőerőművek közül az olajtüzelésű erőművek önogyasztása valamivel kisebb a széntüzelésűeknél. Előbbieknél a tüzelőanyag szállítás és előkészítés egyszerűbb, kevesebb számú és kisebb villamosenergia-ogyasztású berendezésekkel valósítható meg. Még az elvileg azonos elépítésű erőműveknél is jelentős eltérést mutat az önogyasztás mértéke az alkalmazott technológia, a gépészeti és villamos berendezések kialakítása stb. üggvényében (pl. a szénportüzelésű erőművek önogyasztása az erőmű teljesítményének 6...1%-a között mozog). Hazai erőműveink átlagos önogyasztása 1990-ben kb.,5twh volt, ami az erőművek által termelt villamos energiának mintegy 9%-a, (a 1.3.-. ábrán az önogyasztás részarányaként eltüntetett 6,4% az importtal növelt összes termelt villamos energiára vonatkoztatott érték). Ha a termelt villamos energiából levonjuk az erőművek önogyasztását, akkor megkapjuk a rendszer részére rendelkezésre álló, tehát az adott évben ogyasztott villamos energia mennyiségét. 1.3.-. ábra alsó része a villamosenergia-ogyasztás őbb ogyasztói csoportok szerinti megoszlását mutatja. 15

z ábra baloldalán a kiseszültségű, jobb oldalán pedig a nagyeszültségű ogyasztók jellemző csoportjai láthatók. Ez alól kivétel a "hálózati veszteség"-gel jelölt "ogyasztói csoport", amely rajztechnikai okokból került a kiseszültségű oldalra. villamos energiát szállító hálózatokon ugyanis - üggetlenül azok eszültségszintjétől - a rajtuk átolyó villamos áram veszteséget okoz, amelyek többnyire Joule-hő ormájában a környezetnek adódnak át. E veszteségek nagysága, ajtája már ügg a vezeték kialakításától, elhelyezésétől stb. z 1.3.-. ábrából látható, hogy 1990-ben a VER összes hálózati vesztesége az összvillamosenergia ogyasztás 10,4%- át képviselte, ami önmagában jelentős érték, de nem haladja meg a hasonló nagyságú külöldi villamos energia rendszerek hálózati veszteségének mértékét. villamosenergia-ogyasztás megoszlásának vizsgálatánál - több szempontból is eltérő jellegük miatt - alapvetően két nagy ogyasztási csoportot kell megkülönböztetni egymástól: a nagyeszültségű hálózatra csatlakozó (röviden: nagyeszültségű) és a kiseszültségű hálózatról vételező (a következőkben kiseszültségű) ogyasztókat. nagyeszültségű ogyasztók gyakorlatilag az ipari ogyasztókat jelentik. z ipari ogyasztók napi terhelési görbéje kiegyenlített jellegű (1.3.-3. ábra), ugyanis a nagyipari létesítmények közül viszonylag sok üzem dolgozik két vagy három műszakban. 1.3.-3. ábrából látható, hogy az ipari ogyasztók terhelési csúcsa a délelőtti órákban lép el, s az esti csúcsterhelésük ennél kisebb. (1990-ben például az ipari ogyasztók maximális délelőtti csúcsterhelése 80 MW, az esti pedig 067 MW volt.) nagyeszültségű ogyasztókat a villamosenergia-gazdálkodásért elelős országok hatóság (Magyar Energia Hivatal) kötelezi arra, hogy havonta egy meghatározott napon óránként és ugyanazon a napon az esti csúcsidőszakban (jelenleg télen, 16.30..1.00, illetve 18.00..1.00 között) negyedóránként mérjék és regisztrálják a tényleges terhelésüket, mely adatokat a enti hatóság részére kell, hogy szolgáltassanak. Ezért ezeket a ogyasztókat mérésköteles ogyasztóknak is szokás nevezni. 1.3.-3. ábra z ipari ogyasztók napi terhelési görbéje nagyeszültségű ogysztókra jellemző a nagy terheléssűrűség. Ezen ogysztók száma viszonylag kevés, azonban egy-egy ogysztó viszonylag nagy mennyiségű energiát használ el, ami érthető is, hiszen ezek döntő többsége energiaigényes technológiával termelő, koncentrált ipari nagyüzem. 1981-ben például az összes villamosenergia-ogyasztó (4 053 100) 0,08%-át képviselték a mérésköteles ogysztók (3100), viszont a termelt villamos energia 48,4%-át használják el. z ipari ogyasztók villamosenergia-elhasználása évente mérsékeltebb ütemben - jó közelítéssel az ipari termelés éves növekedési ütemével azonos mértékben - növekszik, és terhelési görbéjének a 1.3.-3. ábrán látható jellegét hosszabb távon is megtartják. kiseszültségű ogyasztók száma nagy (1990-ben 478180), egy-egy ogyasztó teljesítménye pedig kicsi. Ide tartoznak a háztartási és a mezőgazdasági ogyasztók, valamint a közvilágítás. 1.3.-. ábrán "Egyéb ogyasztás"- ként jelölt ogyasztói csoport igen változatos összetételű, ide tartoznak például a különéle intézmények, hivatalok, a szállítás és hírközlés, a kereskedelem, a vendéglátóipar, a kisipar stb. kiseszültségű, nem mérésköteles ogyasztók napi terhelésgörbéje meglehetősen rapszodikus, kiegyenlítetlen jellegű (1.3.-4. ábra). E ogyasztók napi csúcsterhelése az esti csúcsidőszakban jelentkezik, és ennél mindig kisebb a délelőtti csúcsterhelés értéke. 1990-ben például a nem mérésköteles ogyasztók maximális esti csúcsterhelése 316 MW, a délelőtti pedig 610 MW volt. legnagyobb csúcs és a "legmélyebb" völgy terhelési értékei között, mintegy 500 MW különbséget láthatunk. kiseszültségű ogyasztók között a legnagyobb ogyasztást a háztartások villamosenergia-elhasználása képviseli (1990- ben a termelt villamos energia 5 %-át ogyasztották el a háztartások, vagyis - a 1.3.-. ábra szerint - többet, mint önmagában bármelyik nagyeszültségű ipari ogyasztói csoport). 16

háztartási ogyasztás napi egyidejűsége, vagyis a szokásos napi életritmushoz való igazodása döntő mértékben megszabja a nem mérésköteles ogyasztók eredő napi terhelési görbéjének a 1.3.-4. ábrán bemutatott leolyását. 1.3.-4. ábra nem mérésköteles (döntően kiseszültségű) ogyasztók napi terhelési görbéje háztartási ogyasztás napi alakulása viszonylag kismértékben beolyásolható. Ennek egyik hatásos - és hazai gyakorlatban is alkalmazott - módszere a háztartási hőtároló berendezések (bojlerek és hőtároló villamos kályhák) üzemének oly módon való vezérlése, hogy azok éjszaka - tehát a rendszer terhelési völgyidőszakában - üzemeljenek. E módszer alkalmazása energetikailag azért előnyös, mert a hőtároló berendezések ogyasztása így nem a rendszer szempontjából kritikus csúcsidőszakban jelentkezik, hanem kitölti a terhelési völgyet, vagyis növeli a rendszer terhelésének egyenletességét (nő a csúcskihasználási óraszám). háztartási hőtároló berendezések elűtésvezérlésének eszközei hazai gyakorlatban az egyes ogyasztókhoz vagy ogyasztói csoportokhoz elszerelt kapcsolóórák, ill. a korszerűbb, - de viszonylag nagy beruházás-igényessége miatt csak mérsékelt ütemben terjedő - hangrekvenciás központi vezérlés. villamosenergia-ogyasztás struktúrájának a 1.3.-. ábrán bemutatott adatai egy adott év tényhelyzetét tükrözik. z egyes ogyasztói csoportok tényleges villamosenergia- elhasználása természetesen évről évre változik, azonban a ogyasztás e csoportok közötti megoszlásának arányai csak viszonylag hosszabb távon módosulnak különéle, a ogyasztási szerkezetet beolyásoló műszaki, gazdasági tényezők hatására. z egy lakosra jutó bruttó villamosenergia-ogyasztás évenkénti változását 1951 és 1990 között a 1.3.-5. ábra szemlélteti. z ENSZ 1998 évi statisztikai adatai alapján e vonatkozásban Magyarország az európai "középmezőnyben" oglal helyet. 1988-ban, hazánkban az egy lakosra jutó bruttó villamosenergia-ogyasztás 3579, míg 1997-ben 341kWh. Ez az érték, pl. Franciaországban 5977kWh, usztriában 5765kWh, Svájcban 7358kWh volt ugyanebben az évben. Érdekes, hogy a világ országai között ez a mutató Norvégiában a legnagyobb (1988-ban 4 367kWh/lakos), ott ugyanis meglehetősen sok erőmű - elsősorban vízi erőmű - üzemel, lakosainak száma viszont kevés (mintegy 4 millió). 1.4. Villamosenergia-rendszerek kialakulása, jellemzői 1.4.1. z együttműködő magyar villamosenergiarendszer őbb jellemzői 1.3.-5. ábra Egy lakosra jutó villamosenergia elhasználás változása Magyarországon 1951-1990 között z együttműködő magyar villamosenergia-rendszer (a továbbiakban VER) beépített teljesítőképessége 1996- ban kereken 7500MW volt. Beépített teljesítőképességnek nevezzük az erőművekben elszerelt generátorok névleges teljesítményeinek összegét MW-ban). E beépített teljesítőképesség 9,5%-át képviselik a széntüzelésű erőművek, 45,3%-át a szénhidrogén (olaj és öldgáz) tüzelésű erőművek, 5,4%-ot reprezentál az atomerőműbe beépített teljesítőképesség, míg a vízerőművek részaránya mindösszesen 0,7%. 17

VER 45 erőművéből 1 erőmű beépített teljesítőképessége nagyobb 100 MW-nál, ezek a nagy erőművek 1996-ban a rendszer beépített teljes teljesítőképességének 93,8%-át szolgáltatták. legnagyobb üzemelő erőműveink 1996-os adatok alapján: a Dunamenti Hőerőmű (1870 MW), a Paksi tomerőmű (1840 MW), a Tisza II. Erőmű (860 MW) és a Mátrai Erőmű (800 MW). VER erőműveiben 1996-ban termelt villamos energia 9,%-át energetikai szénéleségekből, 1%-át űtőolajból, 14,1%-át öldgázból, 44,7%-át atomenergiából állították elő. VER erőművei jelentős mértékű hőszolgáltatói tevékenységet is olytatnak, mind az ipari, mind pedig a kommunális hőigények kielégítésére. z MVM hő szolgáltatása őleg az utolsó öt évben jelentősen csökkent, elsősorban az ipari igények visszaesése miatt. gyanakkor javult a villamosenergia termeléssel kapcsolt hőszolgáltatás aránya. VER erőművei összesen 45,5 PJ energiát állítanak elő. kiadott hőből PJ gőzszolgáltatás, 3,5 PJ pedig orróvízszolgáltatás (1996). z erőművekben termelt villamos energiát a villamos hálózatok szállítják és osztják el. VER országos alaphálózatának sémája látható a következő ábrán. z ábrán megigyelhetjük a 400 kv-os és a 0 kv-os alaphálózat szabadvezetékeit, valamint a 400 kv-os és 750 kv-os rendszerösszekötő ún. kooperációs távvezetékeket is. következő ábrán bejelöltük a 100 MW-nál nagyobb beépített teljesítőképességű erőműveket is, amelyek egy része a korábban alaphálózati szerepet betöltő 10 kv-os hálózaton keresztül kooperál. 1.4.. Nemzetközi kooperációs villamos energia rendszerek Európában Magyarország a rendszerváltás előtt a volt KGST országok villamosenergia-rendszerei egyesülésének (CD- VERE) volt a tagja. z egykori KGST országok között már 1953-ban megindult a villamosenergia-átvitel - először éppen Magyarország és Csehszlovákia között -, majd a többi ország között is rendre épültek a kisebbnagyobb energiaorgalmat lebonyolító nagyeszültségű, nemzetközi távvezetékek. Ezek létrehozásának alapvető indoka a szomszédos országok közötti tervszerű, kölcsönös előnyökön alapuló villamosenergia-szállítások lebonyolítása volt. 18

szomszédos rendszerek közötti kapcsolatok bővülése szükségesség tette a nemzetközi villamos energia orgalom egységes koordinálását és rendszerszintű irányítását, ezért 196-ben megalakult a KGST tagországok villamos energia rendszer egyesülése (VERE) párhuzamos üzemének központi irányító, koordináló szerve a Prágában lévő nemzetközi teherelosztó (CD). Megjegyezzük, hogy az egyesített rendszer tagja volt az egykori Szovjetunió déli energiarendszere - a 11 nagy villamos energia rendszerének egyike - beépített teljesítőképessége 1990-ben 51 000 MW-ot tett ki. CD- VERE-ben, 1990-ben 31 nemzetközi távvezeték üzemelt, a rajtuk elméletileg átvihető teljesítmény 38 700 MV volt. CD-VERE erőműveinek beépített teljesítőképessége 1990-ben 175 000 MW volt, ennek 76%-a hőerőművi, 11%-a vízerőművi, 13%-a pedig atomerőművi teljesítmény. z 1990-es évben termelt villamos energia 770TWh, az éves energiaorgalom a CD-VERE országai között 55TWh volt. CD-VERE esetében a tervszerű villamosenergiaszállítások beépültek a szállító és vételező országok energiamérlegébe, tehát pl. Magyarország villamosenergia-mérlegének készítésénél elvileg úgy számoltak a tervszerű villamosenergia-importtal, mintha azt egy hazai erőműben termelték volna meg. Mivel a párhuzamos üzemben résztvevő országok közül hosszú időn keresztül csak a Szovjetunió volt villamos energia exportáló, a CD-VEREben, megvalósult villamos energia szállítások is alapvetően kelet-nyugat irányúak voltak. Ezt a stratégiát tükrözte a nemzetközi összeköttetések viszonylag hosszú, nagy átvivőképességű távvezetékekből kialakult struktúrája is, amely lehetővé tette a tervszerű szállításokat és meghatározott mértékig az üzemzavari kisegítéseket is. Ez a struktúra viszont egyértelműen üggő helyzetbe hozta a tagországok villamos energia ellátását a Szovjetuniótól. CD-VERE kooperációs üzemének megerősítése céljából épültek meg a Déli Energiarendszert Magyarországgal, majd Lengyelországgal illetve Romániával és Bulgáriával összekötő 750kV-os távvezetékek. magyar rendszerösszekötő 750 kv-os távvezeték 1978-ban került üzembe lbertirsa és a nyugat-ukrajnai Vinnyica alállomások között. Bár e vezeték és a végponti berendezéseinek nagy része műszakilag korszerű létesítmény, az együttműködő rendszer üzembiztonsága mégsem nőtt az elvárt mértékben, elsősorban a szovjet belső rendszer különböző műszaki problémái miatt. 750 kv-os vezetéken megnövekedett villamos energia szállítások viszont tovább növelték az energetikai üggőséget, amely a legnagyobb mértékben a magyar villamos energia rendszert érintette. magyar villamos energia rendszer egyébként a CD-VERE tagjaként is együttműködött a szomszédos CPTE tag rendszerekkel. Energiacserét bonyolított le az osztrák és a jugoszláv villamos energia rendszerekkel. Ezen országok villamos energia rendszereivel a magyar VER nem lehetett szinkron kapcsolatban, hiszen a VERE és az CPTE rendszerek ilyen "villamosan laza" összeköttetése különéle technikai okok miatt (például stabilitási problémák) nem engedhető meg. Ezért a rendszeres energiacserét ún. szigetüzemben ill. irányüzemben bonyolítottuk le, ami úgy történt, hogy vételezéskor a csereteljesítménynek megelelő nagyságú ogyasztói területet a saját rendszerünkből leválasztottuk és az osztrák vagy a jugoszláv rendszerre kapcsoltuk (szigetüzem), míg energia kitápláláskor ugyanezt megelelő számú erőművi gépegységgel végeztük el (irányüzem). szigetüzemre ill. irányüzemre való áttérést a magyar mérnökök által kiejlesztett pszeudó-szinkron automatika alkalmazása tette lehetővé. z 1980-as években aszinkron kapcsolatot jelentő egyenáramú betét is épült a magyar és osztrák rendszerek között (névleges teljesítménye 550 MW). CD- VERE rendszer-együttműködés hátrányai voltak: - nagy importhányad, - egyoldalú importüggőség a volt Szovjetuniótól, - nem elegendő tartalékteljesítmény, amely nem tette lehetővé a villamosenergia-ellátás egyik legontosabb minőségi jellemzőjének, az 50 Hz rekvenciának a nyugat-európai normáknak megelelő értékhatárok között tartását, -magyar VER egyoldalúan erős kapcsolata a volt KGST országokkal és igen gyenge kapcsolat az európai országok egyesített villamosenergia-rendszerével az CPTE-vel. 19

z CPTE (nion pour la Coordination de la Production et du Transport de l Electricité) rendszert 1951-ben nyolc nyugateurópai ország (usztria, Belgium, Franciaország, Hollandia, Luxemburg, a volt Német Szövetségi Köztársaság, Olaszország és Svájc) mértékadó villamos-energia termelő és - szállító társaságai hozták létre. Célja, hogy biztosítsák a villamos-energia termelő és átviteli rendszerek optimális és hatékony kihasználását, és hogy elősegítsék a villamosenergia nemzetközi cseréjét. szervezethez 1978-ban csatlakoztak Spanyolország, Portugália, Görögország és Jugoszlávia villamos társaságai is, így 1 nyugat-európai ország nemzeti villamos energia rendszere üzemel párhuzamosan az CPTE rendszeregyesülés keretében. z CPTE keretében kiegyensúlyozott teljesítménymérlegű villamos energia rendszerek valósítanak meg párhuzamos üzemet elsősorban rövid idejű üzemzavari kisegítés, szezonális jellegű villamos-energiacsere, a pillanatnyi gazdaságos villamosenergia-termelést segítő kölcsönös szállítások ormájában. E rendszerben a villamos energia rendszeres, huzamos ideig tartó export, ill. import szállításai csak viszonylag kismértékben valósulnak meg. Ezt tükrözi az CPTE tagországai közötti nemzetközi vezetékek nagyszámú, viszonylag rövid összeköttetésekből kialakított struktúrája is, amely általában nagy tartalékkal stabil párhuzamos üzemet biztosít. 1990-ben az CPTE rendszer országai között több mint 100 nemzetközi rendszerösszekötő távvezeték üzemelt, kereken 60 000 MV összátviteli teljesítőképességgel. rendszer erőműveinek beépített teljesítőképessége 1990- ben kereken 380 000 MW volt, amelynek 48%-a hőerőművi, 7%-a vízerőművi, 5%-a pedig atomerőművi teljesítmény. rendszer villamos energia termelése 1990-ben 1470TWh, a rendszer országai közötti villamos energia orgalom pedig kereken 10TWh volt. z CPTE rendszerrel szinkron kapcsolatban üzemelnek Dánia szárazöldi részei és lbánia. szinkron kapcsolatban üzemelnek a NORDEL és Nagy-Britannia hálózataival, tenger alatti nagyeszültségű egyenáramú kábeleken keresztül. Ez jellemezte kezdetben a kelet-európai rendszerrel is a lehetséges együttműködést, azaz az osztrák és cseh valamint az osztrák és a magyar hálózat közötti egyenáramú betéteken át. nem CPTE országokkal 1990-ben lebonyolított villamos energia orgalom elérte a 4TWh-t. centrel helyzete Euróbában 1990-ben a magyar, 1991-ben a lengyel, a cseh és a szlovák villamosenergia-társaságok bejelentik csatlakozási szándékukat az CPTE-hez. 199-ben a négy ország villamosenergiatársaságai megalakítják az együttműködés intézményes ormáját" a CENTREL-t. 1993-ban politikai és gazdasági problémák miatt a CD-VERE szinkron üzemben működő villamosenergia-rendszeregyesülés szétvált. Igen komoly szakmai előkészületek után 1995 elejére megteremtődött a lehetősége az CPTE-vel párhuzamosan kapcsolásnak is, majd 1995. október 18-án a CENTREL rendszeregyesülést szinkron próbaüzem jelleggel össze-kapcsolták az CPTE-vel. közel egy éves párhuzamos próbaüzem sikeres lezárása után a CENTREL országok villamosenergia-rendszerei szinkron üzemben együtt járnak az CPTE rendszerrel. NORDEL a skandináv országok (Svédország, Norvégia, Dánia, Finnország és Izland) villamos energia rendszeregyesülése. beépített erőművi teljesítőképesség 1990-ben 85 000 MW volt, ennek 30%-a hőerőművi, 55%-a vízerőművi, 15%-a atomerőművi teljesítmény. rendszerben 1995-ben 7TWh villamos energiát termeltek, az energiacsere mennyisége ebben az évben 30TWh volt. 0