Létesítményi energetikus szóbeli vizsgát segítő összefoglaló, a villamos alapismeretek szaktantárgy anyagából.

1. Létesítményi energetikus szóbeli vizsgát segítő összefoglaló, a villamos alapismeretek szaktantárgy anyagából. Követelménymodul megnevezése: 0092-06 Energiaellátó rendszer üzemeltetése. 52 522 05 0010 52 01 Létesítményi energetikus Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

2. Tartalomjegyzék 1. Villamos energiaátvitel, villamos hálózatok. 1.1 Ipartelepi hálózatok 1.2 Kommunális hálózatok. 2. Villamos forgógépek és hajtások. Felharmonikusok. 3. Többfázisú rendszerek.Transzformátorok. 4. Világítástechnikai összefoglaló. 5. Egyenirányítás.Egyenáram jelentősége. 6. Villamos biztonságtechnika. 6.1 Szabványhelyzet ma. 6.2 Élet- és vagyon biztonság. 6.3 Üzembiztonság Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

3. 1. Villamos energiaátvitel, villamos hálózatok. Erőműtől a fogyasztóig. Turbógenerátorok:U=10kV Országos hál.:U>120kV Elosztó hál:U=120-20kV Kis régió: U=35-20kV Kis város: U=10kV Főváros táp.U=120kV Főváros elosztó U=10kV Kommunális U=400/230V Nemzetközi, koope- ráció U>220kV High-Quality Power Supply Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

4. Villamos energiaátvitel, villamos hálózatok. Nagy és közép feszültségű rendszerek Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

5. 1.Villamos energiaátvitel, villamos hálózatok.Hálózati csatlakozások. Villamosenergia szerepe a mindennapi életben. Erőműtől a lakásig.-- Nemzetközi együttműködő hálózatok. Legtisztább közvetlen felhasználású energiahordozó. Felhasználás tekintetében nem konvertálható. Nem tárolható. Nincs olyan egyéb energia hordozó, melyhez ne volna szükség villamos energiára. Életünk része. Világítási---motorikus---híradástechnikai hálózati rendszerek. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

6. 1.Villamos energiaátvitel, villamos hálózatok.Hálózati csatlakozások. 1.1 Ipartelepi hálózatok. Vételezés feszültség szintje. Gazdaságossági kérdések. Műszaki és munkaerő lehetőségek. Üzemvitel biztonsága. Tarifális és meddő gazdálkodási kérdések. Középfeszültségű hajtások igénye. Szinkron gépek üzeme. Transzformátor(ok) száma és helye. Terhelési súlypont. Tartalékok optimális nagysága. „Katasztrófára nem lehet méretezni.” Kapcsoló - elosztó berendezések. Védelem szelektivitása. Veszteség elemzés. Vezeték keresztm. csavarkötések, Joule hő. Áram, feszültség, teljesítmény, vill.munka mérése. Akkumulátorok szerepe, alkalmazása Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

7. 1.Villamos energiaátvitel, villamos hálózatok.Hálózati csatlakozások. Technológia és villamos üzemvitel. Vegyi üzemek. Tűzveszélyes üzemek. Saját vill.energia termelés. Hulladék hő hasznosítás. Gázmotoros kis erőmű. Szigetüzem, kooperáció. Biztonsági áramforrások. Szakértelmet szinte nem igénylő berendezések. Statikus feltöltődésre hajlamos technológiák foko- zott igényei. Gazdaságos hajtás szabályozás haszná- lata. Nagy a piaci kínálat. Döntéshez használjuk az itt tanultakat. ( Teljesítmény, kW, kVA, hatásfok) Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

8. 1.Villamos energiaátvitel, villamos hálózatok. 1.1 Ipartelepi hálózatok. Fázisjavítás.a.) Intézkedésekkel elérhető.(természetes mód): Rendet kell teremteni. Motorok kiválasztása, esetleg cseréje. 85-95%-os kiterhelés legyen.Túlterhelés szintén kedvezőtlen. Át(vissza) kapcsolás csillagba. Indítások, reverzálások, üres- járások felülvizsgálata. Transzformátorok üres járása.. Természetes móddal elérhető 0,20-ad javítás is. (0,70-ről) b.) Meddö energia termelése:Szinkron gépek. Kondenzátorok. Szinkron motort túl kell méretezni. A meddőtermelésre legyen terhelési tartalék.Üzeme előnyös. Felharmonikus veszély nincs Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

9. 1.Villamos energiaátvitel, villamos hálózatok. 1.1 Ipartelepi hálózatok. Kondenzátorok. Beépítés előtt: Terhelés regisztrálás techno- lógiától függő időtartamig.Szolg.szerződések felújítása. Módszerek meghatározása. Központi—csoportos—helyi kom- penzálás. Esetleg felharmonikus analízis.Szennyezett hálózat esetén a vizsgálat költsége rövid idő alatt megtérül. A szükséges kondenzátor teljesítmény meghatározható: Számítással ( a tanultak alapján). Diagram segítségével. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

10. 1.Villamos energiaátvitel, villamos hálózatok. 1.1 Ipartelepi hálózatok. Fázisjavító kondenzátor szükséglet: (1) Valós példa: Az üzemet ellátó transzformátor Tr.Sn= 1000kVA. szekunder( fogyasztói) feszültség U=400/231V. jelenlegi teljesítmény tényező cos  =0,85 ( 31,79 fok) Tr. névleges árama : Jelenleg átvihető W-os teljesítmény : Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

11. 1.Villamos energiaátvitel, villamos hálózatok. 1.1 Ipartelepi hálózatok. Fázisjavító kondenzátor szükséglet: (2) Az Sn = 1000kVA látszólagos és P1 = 850kW hasznos teljesítményből bármelyik vektor ábra alapján, meghatározható az aktuális meddő teljesítmény (Q1) Ugyan így kiszámítjuk a kívánt cos fi (0,97)-hez tarozó P2 =970kW és Q2 =240 értékeket és az eredmény a Q3 =Q1-Q2 =530-240= 290kVAr, ami a szükséges kondenzátor teljesítmény Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

12. 1.Villamos energiaátvitel, villamos hálózatok. 1.1 Ipartelepi hálózatok. Fázisjavító kondenzátor szükséglet: (3) Fontos észrevenni, hogy ezzel az alapvető cél mellett a transzformátor terhelhetőségét is növeltük 14%-al. Központi—Csoportos—Egyedi kompenzáció. Hálózatképtől és terhelés eloszlástól függő döntések. Kondenzátorok elhelyezése, üzeme. Szellőztetés. Transzformátorok egyedi kompenzációja. Párhuzamos meddőt teljes egészében, soros meddőt részben kell kompenzálni. Kompenzálás szinkron motorral: Meddő igény:(Q=290 kVAr), mint lehetséges megoldás: Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

13. 1.Villamos energiaátvitel, villamos hálózatok. 1.1 Ipartelepi hálózatok. Szinkron gépes fázisjavítás. Elvileg egy Sn =300 kVA-es gép megfelelne.(csak meddőt termene). Gyakorlatban kiválasztunk egy nyugodt üzemű munkagépet, ahová tengely teljesítményre is szükség van, pl. P= 100 kW.- Pl. egy turbó-kompresszort. A teljesítmények vektorábrájából könnyen kiszámítható, hogy a P=100 kW és a Q=300 kVAr teljesítményekhez S= 316 kVA látszólagos teljesítmény tartozik. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

14. 1.Villamos energiaátvitel, villamos hálózatok. 1.2 Kommunális hálózatok. ( Szakzsargon, ami nem ipari) A vételezés feszültségszintje. Kis feszültség. Nagy területű eloszlás miatt, a vezeték veszteség számottevő. A lakossági csatlakozásokon túl kisebb ipari jellegű vételezési is van. Bonyolult jogi szabá- lyozási kérdés, hol kell energetikus. Közvilágítás, mint nagyüzem, energetikája. Nagy tömegforgalmú helyek villamos berendezése. Stadionok biztonságos ellátása. Kórházak műtői, pályaudvar, repülőtér stb. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

15. 2. Villamos forgógépek és hajtások.Generátorok. – Motorok. • Szinkrongépek: Működési elv. Gerjesztés-Forgómező. • Fordulatszám: n= f/p [1/s] ; Lásd: forgó mágneses tér. • Motorként való alkalmazás műszaki és gazdasági előnyei: • Energiarendszer stabilitásának fokozása. • Jó hatásfok (lásd: aszinkron motor). Állandó fordulatszám • Egyfázisú szinkron gépek. Állandó mágnes. Indító kalicka. • Ezek a szervomotorok kategóriájába taroznak.Léptető motor • Feszültséggel lineárisan változó nyomaték. • Kedvező meddőteljesítmény előállítás. Túlgerjesztés. • Nincs felharmonikus veszély.Indítás, esetleges szinkroni- zálás ma már automatikus. P>100kw-tól gazdaságos. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

16. 2. Villamos forgógépek és hajtások.Szinkrongépek nyomatéka. Sinus jellegű nyomaték. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

17. 2. Villamos forgógépek és hajtások.Hasonlítsuk össze a két görbét. Előző kép Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

18. 2. Villamos forgógépek és hajtások.Generátorok. – Motorok. Aszinkron gépek felépítése: Állórész: Háromfázisú tekercselés, 2, 4, 6, (8) pólusra, csil- lag vagy háromszög bekötési lehetőséggel. Lemezelt vas- test. Horony kiképzés. Forgórész: Tekercselt forgórész, csúszógyürűkre kivezetve. Rövidrezárt forgórész. Szigeteletlen vezetékek. Horonykiképzés: mélyhornyú, kétkalickás, stb. indítási tulajdonság (igény szerint). A vastest, csak gyártási szempontok miatt van lemezelve. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

19. 2.Villamos forgógépek és hajtások.Generátorok. – Motorok. Aszinkron gépek működési elve: Forgó mágneses tér. Indukció, forgórész áram, nyomaték. Fordulatszám, slip. n0 = (60.f)/p [1/min] ; üzemi ford.sz. nü = (1-s).n Aszinkron motor energia- diagramja. Veszteségek. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

20. 2. Villamos forgógépek és hajtások.Aszinkron gépek nyomatéka.(1) Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

21. 2. Villamos forgógépek és hajtások.Aszinkron gépek nyomatéka(2) Generátoros és ellenáramú fékezés lényege. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

22. 2. Villamos forgógépek és hajtások.Aszinkron gépek nyomatéka(2)Generátoros és ellenáramú fékezés lényege. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

23. 2. Villamos forgógépek és hajtások. Aszinkron gépek helyettesítő kapcsolási vázlata. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

24. 2.Villamos forgógépek és hajtások.Aszinkron motorok indítási kérdései. Gyártási szempontok.Forgórész kialakítás.Két kalickás, mélyhornyú. Üzemeltetési szempontok. Indítási lehetőségek. Motor kiválasztás fontossága. Nyomatéki viszonyok. Feszült- ségesés. M = c. .I, (de  négyzetesen függ U-tól ) Dinamikus nyomaték. Felfutási idő jelentősége. Csillag-háromszög. 1/3-ad áram. Átkapcsolás veszélyei. Transzformátoros indítás. Frekvenciaváltós indítás. (Ue =4,44.f.N.) Csúszógyűrűs motor. Pólus-átkapcsolás. Dhalander. . Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

25. 2. Villamos forgógépek és hajtások.Aszinkron motorok indítási kérdései. Csúszógyűrűs motor: Mély-horony: Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

26. 2. Villamos forgógépek és hajtások.Aszinkron motorok indítási kérdései. Transzformátoros ( a ) Fojtótekercses ( b) indítás. Irányváltás: Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

27. 2. Villamos forgógépek és hajtások.Aszinkron motorok indítási kérdései. Frekvencia váltós hajtás blokk vázlata. 230V. 1/3 fázis. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

28. 2. Villamos forgógépek és hajtásokEgyenáramú gépek. Egyenáramú gép metszete. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

29. 2.Villamos forgógépek és hajtásokEgyenáramú gépek. Melék áramkörű (shunt) gép. Jelrendszer: A forgórész B segédpólus C kompenzáló t. D soros gerjesztés E párhuzamos gerj. F külső gerj. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

30. 2. Villamos forgógépek és hajtásokEgyenáramú gépek.Mellék áramkörű (shunt) gépjelleggörbéi. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

31. 2. Villamos forgógépek és hajtásokEgyenáramú gépek. Soros gerjesztésű gép. Jelrendszer: A forgórész B segédpólus C kompenzáló t. D soros gerjesztés E párhuzamos gerj. F külső gerj. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

32. 2. Villamos forgógépek és hajtásokEgyenáramú gépek. Soros gerjesztésű gép. Jelrendszer: A forgórész B segédpólus C kompenzáló t. D soros gerjesztés E párhuzamos gerj. F külső gerj. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

33. 2. Villamos forgógépek és hajtásokEgyenáramú gépek. Soros gerjesztésű gép jelleggörbéi. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

34. 3. Többfázisú rendszerek. Háromfázisú rendszer. Alapkapcsolások. Csillagkapcsolás. Háromszögkapcsolás. Háromfázisú teljesítmény. Ellentmondások a váltakozó áramú teljesítmény területén. Meddő energia szerepe az országos és ipartelepi hálózatban. Pillanatnyi teljesítmény – lengő teljesítmény frekvenciája. Többhullámú áramok. Harmonikus analízis. Rendszámok. Nem lineáris fogyasztók. Károk és többletveszteségek. Transzformátor. Működési elv. Helyettesítő kapcsolás. Üzem állapotok. Gazdaságos transzformátorüzem. Mérő transzformátorok. Feszültségváltó. Áramváltó. Hálózatvédelmek. Telítődő áramváltók szerepe. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

35. 3.Többfázisú rendszerek.Csillag-háromszög kapcsolás. Fázis és vonali értékek. Üzemeltetési szempontok. A háromszög kapcs. szerepe adott üzemben, Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

36. 3. Többfázisú rendszerek.Csillag-háromszög kapcsolás. Fázis és vonali értékek. Üzemeltetési szempontok Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

37. 3.Többfázisú rendszerek.Teljesítmények. Felharmónikusok A háromfázisú rendszer egyes fázisai rendben: ua=Umax .sin t, ia = Imax .sin (t- ) ub=Umax .sin (t-120),ib = Imax .sin (t-120- ) uc=Umax .sin (t-240),ic = Imax .sin (t-240- ) a  , mint már láttuk R/X függvénye. A teljesítményekre mind az vonatkozik, amit az egyfázisú rendszernél már láttunk. Három fázisra: P = 3. Uf. If. cos  = 3. Uv . Iv. cos  Q= 3. Uf. If. sin  = 3. Uv . Iv. sin  S = 3. Uf. If = 3. Uv . Iv. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

38. 3.Többfázisú rendszerek.Teljesítmények. Felharmónikusok Fontos tudni: Csillag kapcs.esetén: If = Iv ; Uf = Uv / 3 Háromszög kapcs.esetén: Uf = Uv ; If = Iv / 3 Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

39. 3.Többfázisú rendszerek.Teljesítmények. Felharmónikusok Eddig feltételeztük: az áram ill. a feszültségszinusz alakú. A gyakorlatban nem így van.Két ok lehet, hogy nem szabályos a görbe. a)   Torzult fesz.előállítása. Légrés indukció kerületi eloszlás. b)   A nem lineáris elemek torzítanak. Egyenirányítás, elektronikus vezérlések stb. Több hullámú áramok, Fourier sor. Analízis két módja: • számítás ; b) mérés ; Erősáramú hálózaton: mérés. Gyakorlatban csak páratlan rendszámúval foglalkozunk. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

40. 3.Többfázisú rendszerek.Teljesítmények. Felharmónikusok Ha az alapharmónikus körfrekvenciája:  Akkor a 3. 5. 7. 9. stb. harmónikus Körfrekvenciája: 3, 5, 7, 9, stb lesz. A reaktanciák: Induktív hálózatban nőnek, mert XL = .L ; Kapacitiv hálózatban csökkenek, mert XC =1/C ; (Kondenzátorok veszélyben.) Különböző rendszámúak helyzete a 3 fázisú rendszerben. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

41. 3. Transzformátorok.Működési elv. Mágneses kör. Indukált feszültség középértéke és effektív értéke. Fluxus 90°-kal késik a feszültséghez képest. Az indukált fesz. középértéke: Uik = 4.f.N.m (integrál a köv. oldal) Az effektív érték: Ue = Uik./(2.2) =4,44.f.N.m Feszültség áttétel = Menetszám áttétel (üresjárat) Áram áttétel: I1/I2 = U2/U1; Helyettesítő kapcsolás N1/N2 = 1 ; esetre Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

42. 3. Transzformátorok.Működési elv. Mágneses kör. Indukált feszültség középértéke és effektív értéke. Az indukált feszűltség: Az effektív érték: Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

43. 3. Transzformátorok.Működési elv. Mágneses kör – Indukció.(a)Helyettesítő kapcs: Mágneses gerjesztés: Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

44. 3. Transzformátorok.Működési elv. Mágneses kör – Indukció.(b)N2 szerepe-üresjárás-terhelési állapot.(Lenz t.) Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

45. 3. Transzformátorok.Működési elv. Mágneses kör – Indukció.(c) Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

46. 3. Transzformátorok.Működési elv. Mágneses kör -Indukció.-Toroid Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

47. 3. Transzformátorok.Működési elv. Szórt fluxusok. Helyettesítő kapcsolás.(1) Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

48. 3. Transzformátorok.Működési elv. Szórt fluxusok. Helyettesítő kapcsolás.(2) Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

49. 3. Transzformátorok. Üzemviteli jellemzők.Veszteségek. Hatásfok. Üresjárási v.(Pv0)..gerjesztőáram ohmos vesztesége + vasveszteség (hiszterézis, örvényáram) Rövidzárási v.(Prz)..névleges I és U értékek esetén…. Pv0 és Prz Konstrukció függő.. (Gyári adat)..Mérési eljárás… Tekercs veszteség: Teljes üzemi veszteség: Hatásfok: Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György

50. 3. Transzformátorok.Mérő transzformátorok. Feszültségváltó.Gerjesztés.Feszültség transzformátor. Százalékos hiba, fesz.esés miatt…..0,2—1% Szöghiba, fázisszög miatt ( U1-U2)…10—40 perc. Áramváltó. Gerjesztés. Áramtranszformátor. Százalékos hiba, Szöghiba….Terhelési viszonyok. Vigyázat…Rövidzárás—Érintésvédelem.. Áv. szekunder feszültsége, 1A…5A. Mérési és védelmi célok….telítődő Áv. Munkaközi vázlat. Energetikus.Sárközi György