energetika energetika - veiki-vnl kft. · elektrotechnika 9 2011/12 a 4. ábrán látható „c”...

4
BEVEZETéS A távvezetékeket érő mechanikai igénybevételek közül a há- lózatok üzembiztonságát tekintve egyik legnagyobb problé- ma a jég- és zúzmaraterhelésre történő méretezés. CIGRE tanulmányok és munkabizottsági anyagok foglal- koznak a zúzmaraleolvasztás és zúzmaraeltávolítás lehető- ségeivel és kérdéseivel, de ezek elsősorban nagyfeszültségű hálózatokon alkalmazhatók. A fogyasztók zavartatása nélkül jégleolvasztás a középfeszültségű hálózatokon gazdaságo- san gyakorlatilag nem valósítható meg. Középfeszültségű hálózatokon a súlyos téli üzemzavarokat jég, zúzmara vagy nedves hó miatti vezetékleszakadások, illetve oszloptörések okozzák. A legsúlyosabb problémát a kaszkád oszloptörések jelentik. A középfeszültségű hálózatok zúzmarásodási problémá- ival, a lehetséges beavatkozások módszereivel kezdett K+F tevékenységek és vizsgálatok az E.ON kezdeményezésére és pályázati téma keretében történtek. A kutató-fejlesztő munka célja olyan hálózati elemek ki- fejlesztése, és ezeken vizsgálatok végzése volt, amelyek a szabványos mechanikai terhelés meghatározott mértékű túl- lépése esetén saját tönkremenetelükkel megóvják a nagyobb értékű hálózati elemeket a tönkremeneteltől. A HáLóZATI MEGHIBáSODáSOK JELLEGE A szabadvezetékek méretezésénél a szabványok előírásai az adott területre vonatkozó meghatározott időjárási körülmé- nyekkel számolnak [1]. A nagyon ritkán felmerülő szélsősé- ges éghajlati eredetű igénybevételekre nem lehet, és nem is kell méretezni a szabadvezeték-hálózatokat, mert az erre való méretezés jelentősen megdrágítaná a távvezetékek konstruk- cióit. A korszerű méretezési módszerek alkalmazása esetén is számolni kell egy maradék kockázattal, amely nagyon ritkán üzemzavarhoz vezethet. A méretezésnél, az egyes elemek ki- választásánál a tervezők biztonsági tényezőket alkalmaznak, ENERGETIKA ENERGETIKA Energetika ENERGETIKA amelyek meghatározásánál bizonyos meghibásodási kocká- zatokat fel kell vállalni. Ugyanakkor fontos szempont, hogy a beépített elemek megfelelő biztonsági lépcsőzéssel legyenek kiválasztva, annak érdekében, hogy egy bekövetkező túlter- helésnél az üzemzavar kialakulásának kockázata csökkenjen, és a meghibásodott elem cseréjével gyorsan helyreállítható legyen a villamosenergia-szolgáltatás. Az extrém időjárási körülmények között a bekövetkező vezetőszakadások a tartóoszlopok kaszkád töréseit okozzák. A meghibásodások arról tanúskodnak, hogy a sorozatos osz- lopsérüléseket többnyire nyomvonal irányú többletterhelés okozza. A sérülésekből az látszik, hogy mechanikai túlterhelés esetén a tartószerkezet leggyengébb eleme az oszlop, mert az állószigetelők és keresztkarok általában épek, miközben az oszlopok kitörnek. Az oszlopmeghibásodások mértéke csökkenthető lenne meghibásodásra kitüntetett elemek beépítésével, valamint rugalmasabb hálózati konfigurációk kialakításával, mint ahogy erre vonatkozóan kísérleti szaka- szon voltak már kedvező tapasztalatok [2, 3, 4] MECHANIKAI BIZTOSíTóS HáLóZATTAL KAPCSOLATOS TAPASZTALATOK A mechanikai biztosítós hálózattal kapcsolatban a 90-es években történtek fejlesztések és nagymintakísérletek, s ezek eredményeként a Bakonyban Tés térségében a rendszeres téli üzemzavarok megelőzésére megépült a mechanikai biztosí- tós kísérleti hálózat, amelyen igazolódott a mechanikai bizto- sító elemek létjogosultsága. Lengőkaros felfüggesz- téssel kombinált mechani- kus biztosítós oszlopkép az 1. ábrán látható. A lengőkaros felfüggesz- tés aszimmetrikus terhelés- kor jelentősen kompenzál- ni tudja az egyoldalú hú- zóerőt, azáltal, hogy a kar befordulásakor a nagyobb terhelésű oszlopközben a szigetelő befordulása miatt megvalósuló vezetősod- rony betoldással lecsökken- ti a húzóerőt. Szimmetrikus húzóerőnél a vezető súlyá- ból származó nyomaték a keresztkart a nyomvonal- ra merőleges helyzetben tartja. Extrém nagyságú egyenletes eloszlású pótteher vagy aszimmetrikus húzóerő veszélyeztethetné a sodrony vagy az oszlop épségét, ezért a sodrony felfüggesztő karokba két helyen, meghatározott hajlítónyomatéknál eltörő mechanikai biztosító van kialakítva. Az alsó, vízszintes szakaszon kiképzett gyengítés úgy van méretezve, hogy rendkívüli statikus, szimmetrikus terhelés esetén törjön. A függőleges részen kialakított gyengítés a rendkívüli aszimmetrikus terhelések esetén törik. A tapasztalatok azt igazolták, hogy a módszer hatékony, de a kialakításhoz szükséges speciális elemek költségessége miatt gazdaságosan nem volt alkalmazható. A mechanikai biztosítós vezető sodrony megfogási módszere továbbfejlesztésénél az volt a cél, hogy csökkentsük a speciális elemek számát, és az egyébként is használatos hálózati szerelvényeket és szigetelő- ket átalakítsuk, és kiegészítő elemekkel lássuk el [2, 3]. Elektrotechnika 2011/12 8 Mechanikai biztosítós szerelvények alkalmazásával kapcsolatos kutatások és vizsgálatok Pekánovics László, Tóth Lajos, Dr. Varga László A kutatások célja a középfeszültségű hálózatokon extrém időjárási körülmények között bekövetkező üzemzavarok hatásának mérséklése, a meghibásodásból bekövetkező károk csökkentése. A nagymintakísérletek igazolták, hogy a mechanikai biztosítós szerelvények és a függőszigetelős hálózati elrendezéssel létrehozott hálózat rugalmasságánál fogva, és a beépített mechanikai biztosító működéséből adódóan csökkentheti az extrém időjárási körülmények között bekövetkező üzemzavarok kiterjedését. The aim of the research is the minimisation of consequences of failures arising on medium-voltage power lines due to extreme weather conditions. Experiments on this model proved that the mechanical fuse clamp and the suspension insulator arrangement - due to its flexibility and the operation of the mechanical fuse - reduces the extent of power line failures under extreme weather conditions. 1. ábra Lengőkaros távvezeték leesésgátlóval

Upload: vuque

Post on 07-Mar-2019

226 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

BEvEzETés

A távvezetékeket érő mechanikai igénybevételek közül a há-lózatok üzembiztonságát tekintve egyik legnagyobb problé-ma a jég- és zúzmaraterhelésre történő méretezés.

CIGRE tanulmányok és munkabizottsági anyagok foglal-koznak a zúzmaraleolvasztás és zúzmaraeltávolítás lehető-ségeivel és kérdéseivel, de ezek elsősorban nagyfeszültségű hálózatokon alkalmazhatók. A fogyasztók zavartatása nélkül jégleolvasztás a középfeszültségű hálózatokon gazdaságo-san gyakorlatilag nem valósítható meg.

Középfeszültségű hálózatokon a súlyos téli üzemzavarokat jég, zúzmara vagy nedves hó miatti vezetékleszakadások, illetve oszloptörések okozzák. A legsúlyosabb problémát a kaszkád oszloptörések jelentik.

A középfeszültségű hálózatok zúzmarásodási problémá-ival, a lehetséges beavatkozások módszereivel kezdett K+F tevékenységek és vizsgálatok az E.ON kezdeményezésére és pályázati téma keretében történtek.

A kutató-fejlesztő munka célja olyan hálózati elemek ki-fejlesztése, és ezeken vizsgálatok végzése volt, amelyek a szabványos mechanikai terhelés meghatározott mértékű túl-lépése esetén saját tönkremenetelükkel megóvják a nagyobb értékű hálózati elemeket a tönkremeneteltől.

A HálózATI mEGHIBásoDásoK JEllEGE

A szabadvezetékek méretezésénél a szabványok előírásai az adott területre vonatkozó meghatározott időjárási körülmé-nyekkel számolnak [1]. A nagyon ritkán felmerülő szélsősé-ges éghajlati eredetű igénybevételekre nem lehet, és nem is kell méretezni a szabadvezeték-hálózatokat, mert az erre való méretezés jelentősen megdrágítaná a távvezetékek konstruk-cióit. A korszerű méretezési módszerek alkalmazása esetén is számolni kell egy maradék kockázattal, amely nagyon ritkán üzemzavarhoz vezethet. A méretezésnél, az egyes elemek ki-választásánál a tervezők biztonsági tényezőket alkalmaznak,

energetikaenergetikaEnergetikaENERGETIKA

amelyek meghatározásánál bizonyos meghibásodási kocká-zatokat fel kell vállalni. Ugyanakkor fontos szempont, hogy a beépített elemek megfelelő biztonsági lépcsőzéssel legyenek kiválasztva, annak érdekében, hogy egy bekövetkező túlter-helésnél az üzemzavar kialakulásának kockázata csökkenjen, és a meghibásodott elem cseréjével gyorsan helyreállítható legyen a villamosenergia-szolgáltatás.

Az extrém időjárási körülmények között a bekövetkező vezetőszakadások a tartóoszlopok kaszkád töréseit okozzák. A meghibásodások arról tanúskodnak, hogy a sorozatos osz-lopsérüléseket többnyire nyomvonal irányú többletterhelés okozza.

A sérülésekből az látszik, hogy mechanikai túlterhelés esetén a tartószerkezet leggyengébb eleme az oszlop, mert az állószigetelők és keresztkarok általában épek, miközben az oszlopok kitörnek. Az oszlopmeghibásodások mértéke csökkenthető lenne meghibásodásra kitüntetett elemek beépítésével, valamint rugalmasabb hálózati konfigurációk kialakításával, mint ahogy erre vonatkozóan kísérleti szaka-szon voltak már kedvező tapasztalatok [2, 3, 4]

mEcHANIKAI BIzTosíTós HálózATTAl KApcsolATos TApAszTAlAToK

A mechanikai biztosítós hálózattal kapcsolatban a 90-es években történtek fejlesztések és nagymintakísérletek, s ezek eredményeként a Bakonyban Tés térségében a rendszeres téli üzemzavarok megelőzésére megépült a mechanikai biztosí-tós kísérleti hálózat, amelyen igazolódott a mechanikai bizto-sító elemek létjogosultsága.

Lengőkaros felfüggesz-téssel kombinált mechani-kus biztosítós oszlopkép az 1. ábrán látható.

A lengőkaros felfüggesz-tés aszimmetrikus terhelés-kor jelentősen kompenzál-ni tudja az egyoldalú hú-zóerőt, azáltal, hogy a kar befordulásakor a nagyobb terhelésű oszlopközben a szigetelő befordulása miatt megvalósuló vezetősod-rony betoldással lecsökken-ti a húzóerőt. Szimmetrikus húzóerőnél a vezető súlyá-ból származó nyomaték a keresztkart a nyomvonal-ra merőleges helyzetben tartja. Extrém nagyságú egyenletes eloszlású pótteher vagy aszimmetrikus húzóerő veszélyeztethetné a sodrony vagy az oszlop épségét, ezért a sodrony felfüggesztő karokba két helyen, meghatározott hajlítónyomatéknál eltörő mechanikai biztosító van kialakítva.

Az alsó, vízszintes szakaszon kiképzett gyengítés úgy van méretezve, hogy rendkívüli statikus, szimmetrikus terhelés esetén törjön. A függőleges részen kialakított gyengítés a rendkívüli aszimmetrikus terhelések esetén törik.

A tapasztalatok azt igazolták, hogy a módszer hatékony, de a kialakításhoz szükséges speciális elemek költségessége miatt gazdaságosan nem volt alkalmazható. A mechanikai biztosítós vezető sodrony megfogási módszere továbbfejlesztésénél az volt a cél, hogy csökkentsük a speciális elemek számát, és az egyébként is használatos hálózati szerelvényeket és szigetelő-ket átalakítsuk, és kiegészítő elemekkel lássuk el [2, 3].

Elektrotechnika 2 0 1 1 / 1 2 8

Mechanikai biztosítós szerelvények alkalmazásával kapcsolatos

kutatások és vizsgálatok

pekánovics lászló, Tóth lajos, Dr. varga lászló

A kutatások célja a középfeszültségű hálózatokon extrém időjárási körülmények között bekövetkező üzemzavarok hatásának mérséklése, a meghibásodásból bekövetkező károk csökkentése. A nagymintakísérletek igazolták, hogy a mechanikai biztosítós szerelvények és a függőszigetelős hálózati elrendezéssel létrehozott hálózat rugalmasságánál fogva, és a beépített mechanikai biztosító működéséből adódóan csökkentheti az extrém időjárási körülmények között bekövetkező üzemzavarok kiterjedését.

The aim of the research is the minimisation of consequences of failures arising on medium-voltage power lines due to extreme weather conditions. Experiments on this model proved that the mechanical fuse clamp and the suspension insulator arrangement - due to its flexibility and the operation of the mechanical fuse - reduces the extent of power line failures under extreme weather conditions.

1. ábra Lengőkaros távvezeték leesésgátlóval

Elektrotechnika 2 0 1 1 / 1 2 9

A 4. ábrán látható „C” elemes függesztő szerelvények hatásos-ságát a kísérleti távvezetéken extrém pótteher leképzésével kísérletileg igazoltuk.

A kaszkád oszloptörések meg-akadályozását szolgáló rugalmas hálózat és a meghibásodásra kitüntetett hálózati elem ugyan nem akadályozza meg a jegese-désből származó üzemzavarok kialakulását, de ennek kihatását és a kialakuló kárt csökkenti.

NAGYmINTAKíséRlETEK KíséRlETI TávvEzETéKEN

A 4. ábrán látható háromszög el-rendezésű oszlopfejszerkezeten vezetékszakadást leképező vizs-gálatok történtek a 250 m hosszú kísérleti távvezetéken kialakított három tartó- és két feszítő oszlo-pot leképező hálózaton.

Az 5. ábrán látható kísérleti távvezeték két végén lévő rácsos szerkezetű oszlopot végfeszítő oszlopként használtuk, és három faoszlopot állítottunk fel, amelyek tartóoszlopként funkcionáltak.

A nagymintakísérleteket az E.ON Észak-Dunántúli Áramhá-lózati Zrt. segítségével és közreműködésével végeztük el, amely részt vett a hálózat kialakításában és a vezetékszaka-dással járó üzemzavar leképzésében [5, 6].

A nagymintakísérlet célja a mechanikai biztosítók műkö-désének előidézése volt. Az egyes vizsgálatoknál pótsúlyokat helyeztünk fel a vezetékszakaszokra, amelyek a zúzmarater-helést szimbolizálták. A vezeték dinamikus vizsgálatánál a sodrony elvágását az egyik feszítő oszlopnál hajtottuk végre.

Statikus vizsgálatokAz 5. ábrán látható kísérleti távvezetéki elrendezésben

először a középső fázisba helyeztük fel a zúzmaraterhelést le-képező súlyokat egészen addig, amíg az álló szigetelőn lévő tartószerelvényben megcsúszik a vezetősodrony.

A nagyobb mértékű jegesedés leképezésénél megaka-dályoztuk a szerelvényekben a vezető megcsúszását, és a vizsgálatot a pótsúlyoknak a vezeték C szakaszára történt fel-helyezésével a mechanikai biztosító elem meghibásodásáig folytattuk.

„c” ElEmEs mEcHANIKAI BIzTosíTós mEGolDás FEJlEszTésE

A 2009 januári, Nyugat-Dunántúlon történt kaszkád oszlop-törések ismét ráirányították a figyelmet a középfeszültségű hálózatok zúzmarásodás miatti meghibásodásának csök-kentése szükségességére. A fejlesztés során felhasználtuk a

korábban alkalmazott megoldások hálózati tapasztalatait, kísérleti táv-vezetéken a porcelánszigetelőkkel végzett vizsgálatok eredményeit, valamint a középfeszültségű szige-telők fejlesztésében elért eredmé-nyeket, többek között a 2. ábrán látható „C” elemes fejszerelvényes szigetelő konstrukciót.

A kutatások és fejlesztések során alkalmaztuk a korábbi kedvező eredményeket, és a „C” elemes sze-relvényt kiegészítettük a már bevált mechanikai biztosító elemmel.

Az E.ON-Észak-Dunántúli Áram-hálózati Zrt. által is támogatott projekt keretében elkészültek a kí-sérlethez szükséges szerelvények, amelyekkel kísérleti távvezetéken nagymintakísérletekre került sor.

A kutatási és fejlesztési munka, valamint a vizsgálatok során olyan megoldások kerültek kidolgozásra és vizsgálatra, amelyek az egyéb-ként is használatos elemekből, kevesebb speciális elem felhaszná-lásával összeállíthatók. A megoldás

kidolgozásánál azt az elvet követtük, ha nem lehet megaka-dályozni a zúzmarásodás vagy jegesedés miatti üzemzavarok bekövetkezését, akkor az is előnyt jelent, ha olyan megoldá-sok alkalmazása történik, amelyek csökkentik az üzemzavar kiterjedését, csökkentik a fogyasztók zavartatását [2, 3].

A távvezetékek állékonyságát javítja a felfüggesztés rugal-massága, ami azt jelenti, hogy extrém aszimmetrikus terhelés esetén az oszlopközben vezetékbetoldódás jön létre, ezáltal csökkentve a húzóerőt. A vezetékbetoldódás létrejöhet a felfüggesztő szerelvényben történő megcsúszásból vagy a függő szigetelő nyomvonal irányú elhajlásából.

A másik lehetséges megközelítési mód a vezetők felfüg-gesztésébe beiktatott mechanikai biztosító, amely a vezető-sodronyra vagy a tartóoszlopra nézve veszélyes mértékű túlterhelésnél eltörik, a vezető leesik, és fennakad a földelt leesésgátló karon.

A mechanikai biztosító szerelvény cseréje lényegesen egy-szerűbb, mint szakadt vezeték vagy kidőlt oszlop helyreállí-tása. A fejlesztésnél felhasználtuk a középfeszültségű háló-zatokon alkalmazott rugós fejszerelvény konstrukciót, amely lehetővé teszi a vezető megcsúszását adott nagyságot meg-haladó aszimmetrikus terhelésnél.

Teljesen új vezetékfelfüggesztés költséges lett volna, így kompromisszumos megoldás született a függő szigetelők-re szerelt mechanikai biztosítóval ellátott, ún. „C” elemes függesztő szerelvények alkalmazásával, amelyet a 3. ábra szemléltet.

A kidolgozott konstrukció biztosítja, hogy a rendkívüli túl-terhelésnél a „C” elemek letörnek, ezáltal jelentősen lecsök-kentik az oszlop igénybevételét, így az jó eséllyel elviseli az oszlopcsúcsra szerelt álló szigetelőn levő sodrony húzását.

3. ábra „C” elemes, mechanikai biztosí-tós függesztő szerelvény

5. ábra Kísérleti távvezetéki elrendezés statikus és dinamikus vizsgálatnál

4. ábra Rugalmas oszlopfej kialakítás2. ábra Rugós fejszerelvényes „C” elemes kompozit szigetelőleesésgátlóval

A vizsgálat célja annak ellenőrzése volt, hogy a zúzmarával terhelt vezető függőleges irányú lengése mekkora pótteher-nél okozza a biztosító elemek törését.

Dinamikus vizsgálatokA vizsgálatnak azt az üzemi helyzetet kellett leképeznie,

amikor az extrém jégterheléssel egy időben szélterhelés is igénybe veszi a távvezetéket. Az 5. ábra C szakaszára szerel-tük fel a pótsúlyokat olyan mértékben, amely egyenlő azzal az értékkel, amely vezetőszakadásnál a mechanikai biztosító törését fogja eredményezni.

A pótsúlyok felszerelését követően a sodronyt elvágtuk a feszítőoszlopnál, amelynek következtében a mechanikai biztosítónak működnie kellett. A vizsgálatról készített film-felvételekből megállapítható volt, hogy a mechanikai bizto-sító sérülése megakadályozta a szigetelő, az oszlopkar és a tartóoszlop törését.

A NAGYmINTAKíséRlETEK vIzsGálATI EREDméNYEI

A kísérleti távvezetéken statikus és dinamikus vizsgálatok történtek, amelyek igazolták a fejlesztési célként kitűzött mechanikai biztosító elem működését.

A vezetősodrony függőleges irányú jégterhelésének leké-pezésével elérhető volt, hogy a terhelés hatására belengő vezetékben olyan függőleges irányú dinamikus erő keletkez-zen, hogy a C elemen kialakított gyengítési pont eltörjön. A vezető egyik tartóoszlopon történő leszakadása maga után vonta az ép tartószerkezetnél lévő pótsúlyok függőleges irányú dinamikus elmozdulását. Ennek a dinamikus erőnek a hatására eltört a másik tartóelem is a gyengítési pontnál, amelyet a 6. ábra szemléltet.

A dinamikus igény-bevételt, azaz az extrém terhelést a pótsúlyok felhelyzésével és a feszí-tőoszlopnál (5-ös számú oszlop) a vezetősodrony elvágásával valósítottuk meg. A vezetőszakadás következtében a pótte-herrel terhelt vezető olyan függőleges irányú dinami-kus hatást váltott ki az osz-lopköz másik tartóelemén, hogy annak törése is bekö-

vetkezett. A vezetősodrony a leszakadásig egyik szerelvény-ben sem csúszott meg, mivel a függőszigetelők elmozdulása jelentősen csökkentette a terhelt oszlopköz irányába ható húzóerő-különbséget.

Az egyenlőtlen húzóerő csökkentéséhez az is hozzájárult, hogy a faoszlopok rugalmasságuk következtében a függő-szigetelőkhöz hasonlóan elhajoltak a pótteher miatt keletke-ző egyenlőtlen húzóerő irányába.

A vezetősodrony elvágása után a szakadási oldalon lévő függőszigetelő a terhelt oszlopköz irányába belengett, és a nyomvonal irányba beállt C elemre hatott. A vezetőszakadás miatt nyomvonal irányba kilengett szigetelő következtében a rugós fejszerelvényre olyan erő hatott, amely a lengőtartón és a C elemen okozott deformációt és törést.

A pótteherrel terhelt oszlopköz másik függőszigetelőjét az a függőleges irányú dinamikus erő érte, amely akkor ke-letkezett, amikor a vezetőszakadás következtében kilengő függőszigetelő lehetővé tette a pótsúlyok oszlopközben tör-ténő lezuhanását. Ez olyan függőleges dinamikus erőhatást

idézett elő a másik, még ép függőszigetelős tartóelemen, amelytől a C elem működésbe lépett, és a vezető a földre zuhant.

A dinamikus igénybevétel hatására egyrészt a rugós fejsze-relvények sérültek, másrészt a beépített törőelemek műkö-désbe léptek. A dimamikus igénybevételi hatások következ-tében az oszlopcsúcsok is elmozdultak nyomvonal irányban, de oszloptörés nem következett be.

A középső fázisban lévő állószigetelők viselkedésére vég-zett dinamikus vizsgálat során a szigetelő csap az egyenlőt-len terhelés miatt eltört az egyenlőtlen nyomvonal irányú erő következtében, de az oszlop nem sérült meg. A szigetelő csap törése igazolta, hogy az oszlopcsúcson lévő állószigete-lő is méretezhető a tartószerkezetre ható erő korlátozásának figyelembevételével.

A vizsgálatok eredményeképpen megállapítható volt, hogy a függő- és tartószigetelős mechanikai biztosítós megoldások a jelenlegi tartószerkezetekhez képest lé-nyegesen nagyobb biztonsággal védik az oszlopokat a sérülésektől, és képesek a nagykiterjedésű kaszkád törések megakadályozására.

A vIzsGálATI EREDméNYEKBől lEvoNHATó KövETKEzTETésEK

A mechanikai biztosítós szerelvényekkel végzett nagyminta-kísérletek igazolták a kutatások és fejlesztések alapján várt eredményeket: - Az extrém terhelési állapotban az oszlopokra háruló kü-

lönbözeti húzást a függőszigetelők alkalmazása jelentő-sen csökkenti.

- Az oszlopok állékonyságát veszélyeztető nagyságú külön-bözeti húzás csak vezetőszakadás esetén tud kialakulni. Ebben az esetben a szigetelőkkel együtt alkalmazott sza-kadó elemet úgy kell méretezni, hogy az extrém pótteher hatására bekövetkező vezetőszakadást megelőzze.

- Állószigetelők fejszerelvényét úgy célszerű kialakítani, hogy abban a fázisvezető az oszlop nyomvonal irányú terhelhetőségének egyharmadát elérő különbözeti húzás hatására megcsússzon, illetve a fejszerelvény letörjön.

- Amennyiben az állószigetelőn nem mechanikai biztosí-tós fejszerelvény kerül alkalmazásra, gondoskodni kell a szigetelő csap megfelelő törőerőre történő méretezésé-ről. Merev kötéssel és változatlan szigetelő csappal szerelt álló-

szigetelők alkalmazása esetén az oszlopok nyomvonal irányú kisebb terhelhetősége miatt a korlátozó elemek megbízható működése nehezen biztosítható. Ez a veszélyeztetett szaka-szokon nagyobb csúcshúzású oszlopok alkalmazását teheti szükségessé. Ennek elkerülése érdekében az extrém terhe-léseknek kitett szakaszokon célszerű a mindhárom fázis függőszigetelős felfüggesztését lehetővé tevő fejszerkezet alkalmazása.

összEFoGlAlás

A távvezetékeket érő mechanikai igénybevételek közül a há-lózatok üzembiztonságát tekintve egyik legnagyobb problé-ma a jég- és zúzmaraterhelésre történő méretezés.

A korszerű méretezési módszerek alkalmazása esetén is számolni kell egy maradék kockázattal, amely nagyon ritkán üzemzavarhoz vezethet.

Az extrém időjárási körülmények kialakulása esetén be-következő üzemzavarok hatásainak mérséklését célzó kuta-tások és nagymintakísérletek célja az volt, hogy igazolható

Elektrotechnika 2 0 1 1 / 1 2 1 0

6. ábra A mechanikai biztosító törése statikus igénybevételnél

Elektrotechnika 2 0 1 1 / 1 2 1 1

legyen, hogy függőszigetelős konstrukciók és mechanikai biztosítós szerelvények alkalmazásával csökkenthető az üzemzavarok kiterjedése.

A nagymintakísérletekből megállapítható volt, hogy kö-zépfeszültségű hálózatokon a mechanikai biztosítós fejsze-relvényes szigetelők és függőszigetelős oszlopfejszerkezet alkalmazása lényegesen lecsökkentheti az extrém időjárási körülmények között az oszlopok kaszkád törésének előfor-dulási valószínűségét és az üzemzavarok kiterjedését.

Irodalomjegyzék[1] I. Krómer: Hungarian Icing Activity Survey, Atmospheric Research, Elsevier,

vol. 36, no 3-4. p.311-319, May. 1995[2] Dr. Güntner ottó - Dr. sági lajos - Dr. varga lászló: KÖF Szabadvezeté-

kek mechanikai lépcsőzése, MEE tanulmány, Budapest, 2010. március[3] Kocsis csaba - varga B. Tamás - Dr. Güntner ottó - Dr. sági lajos - Dr.

varga lászló: Innovatív oszlopfej szerkezet kifejlesztése nagykiterjedésű üzemzavarok megelőzésére, MEE Vándorgyűlés Siófok, 2010. szeptember 15-17.

[4] pekánovics lászló - schmidt lászló - Dr. varga lászló: Távvezeték sod-ronyok jegesedési problémáinak megoldása, Tanulmány, NAL-10/2011, VEIKI-VNL Kft, Budapest, 2011. július

[5] Dr. Güntner o. - Dr. varga l.: KÖF szabadvezetékek elemeinek mechanikai lépcsőzése K+F téma során kidolgozott szerelvények és oszlopfej szerkeze-tek vizsgálata, Vizsgálati jelentés, NAL-26/2009-J, Budapest, 2010. május 31.

[6] Dr. Güntner o. - Dr. varga l.: KÖF szabadvezetékek elemeinek mechani-kai lépcsőzése K+F téma során kidolgozott szerelvények és oszlopfej szer-kezetek vizsgálata, Tanulmány, NAL-26/2009-T, Budapest, 2010. május 31.

Dr. Varga Lászlóügyvezető igazgató VEIKI-VNL [email protected]

Tóth Lajosvillamosmérnök, kutató VEIKI-VNL [email protected]

Pekánovics Lászlóvillamosmérnök, kutató VEIKI-VNL [email protected]

Lektor: Dr. Krómer István

E-mobility – A villamos autók hatása a villamos hálózatra

II. részE-töltőállomás-paraméterek meghatározása

sztochasztikus modellezés segítségével

A cikk előző részében a villamos autók kisfeszültségű hálózat-ra gyakorolt hatását vizsgáltuk meg. A folytatásban azt néz-zük meg, hogyan lehet modellezni a valószínűségszámítás eszközeivel sok villamos autónak a mai benzinkutakhoz hasonló töltőállomásokon, valamint bevásárlóközpontok parkolóiban kialakított állomásokon történő feltöltését. A villamos autók elterjedésével ugyanis számítani lehet arra, hogy a hosszabb, országúti utazások során is nagyszámú autót kell majd feltölteni az otthontól távol, valamint vásár-lás közben az autókat a tulajdonosaik célszerűségből töltőre csatlakoztatva kívánják majd parkolni. Ezen igények kiszol-gálására töltőállomásokat kell létesíteni, melyek számára új KÖF-betáplálás szükséges. A betáplálás méretezéséhez szükség van a töltőállomás paramétereinek, elsősorban a töltőfejek számának ismeretére, de az építészeti kivitelezés során fontos lehet a biztosítandó férőhelyek számának meg-határozása is. Másik fontos, a méretezés során felhasználan-dó paraméter az akkumulátorok feltöltéséhez szükséges idő. Egy bevásárlóközpontban az emberek eltölthetnek egy-két órát, így itt opcionális lehet a lassú töltés feltételezése, míg a benzinkutakhoz hasonló töltőállomások esetén csak a gyorstöltés jöhet szóba.A cikkben a töltőállomás-méretezéshez szükséges paramé-terek meghatározásához szükséges modell kerül bemuta-tásra, majd néhány példán keresztül alkalmazhatóságát vizsgáljuk meg.

Farkas csabaThe first part of the article has dealt with the impact of charging of electric vehicles (EVs) on the low voltage distribution grid. Now we are going to model EV charging stations based on probability theory. There are two options for such a charging station: it can be built either at the parking lots of shopping centers, or along highways, similar to the gas stations of today. These charging stations of course require additional feed-in of electric energy. To calculate the necessary capacity of such infeed one has to know the main operating parameters of the charging stations, such as the number of charging sockets or the parking capacity of the station. Another important parameter is the time needed to charge the battery.In this article the mathematical model of charging stations is proposed , followed by the results of the numerical simulations based on stochastic modelling of EV charging.

BEvEzETés

A villamos autók elterjedésével párhuzamosan várhatóan nem csak otthon, saját garázsban, valamint utcai parkolók-ban lesz szükség töltési pontok kialakítására, hanem áruhá-zak parkolóiban, illetve az országutak mentén a mai benzin-kutakhoz hasonló töltőállomásokon is. Az ilyen töltési helyek azonban limitált befogadóképességgel rendelkeznek, így ter-vezésükkor előzetesen meg kell határozni, hogy mekkora vil-lamosteljesítmény-igény várható, és ezt hány töltőfejjel lehet kielégíteni, valamint mennyi további parkolóhelyet biztosít-sanak a beérkező autók kiszolgálására, várakozási lehetőség fenntartására. A továbbiakban egységesen töltőállomásként fogjuk említeni a bevásárlóközpontokban kialakított töltőhe-lyeket, valamint a benzinkutak mintájára létrehozott állomá-sokat is. Amikor ettől eltérünk, azt jelezni fogjuk.

Természetesen az, hogy egy kiszemelt autó mikor vesz igénybe egy ilyen e-töltőállomást, teljességgel megjósol-

bvarga
Téglalap