Barion Pixel

Villanyszerelők Lapja

Biztonságtechnika

Villamosenergia-monitoring

2008. március 1. | Kerekes Zoltán |  3764 | |

Az alábbi tartalom archív, 13 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Az energiagazdálkodás elméleti tudomány vagy inkább gyakorlati tevékenység? Erre a kérdésre keressük a választ a fogyasztói villamosenergia-gazdálkodás (alkalmazás) segítségével. Köztudott, hogy Földünk primerenergia-forrásai végesek: ha növekvő szü...

Az energiagazdálkodás elméleti tudomány vagy inkább gyakorlati tevékenység? Erre a kérdésre keressük a választ a fogyasztói villamosenergia-gazdálkodás (alkalmazás) segítségével.


Köztudott, hogy Földünk primerenergia-forrásai végesek: ha növekvő szükségleteink kielégítéséhez csökkenő forrásokra támaszkodva vagyunk kénytelenek előállítani a szükséges energiát, akkor a fajlagos költségek növekedni fognak. Így az energiagazdálkodás területén jelentkező folyamatokkal kapcsolatos törvényszerűségek vizsgálata nem más, mint elméleti tudomány.

Ennek segítségével rendszerezzük mindazon jelenségeket, amelyek az energetikai tevékenységek során érvényre jutnak. Elméleti úton tehát rendszerezhetők és így megoldhatók energiaproblémáink? Jelen esetre is igaz az, hogy gyakorlat teszi a mestert: ha adott a megfelelő elméleti háttér, az csak a gyakorlati, energiagazdálkodást segítő eszközök meglétével lehet teljes mértékben sikeres.

A villamosenergia-gazdálkodás napjainkban már nem csupán teljesítményviszonyok regisztrálását, illetve ezek elemzését foglalja magába, hanem a villamosenergia-minőség témakörét is. A villamos energia minősége (így a villamosenergia-ellátás hatása) az egyes gazdasági résztvevők piaci teljesítményét jelentős mértékben befolyásolhatja, ezért annak a szabványokban, illetve rendeletekben meghatározott, jellemző műszaki paramétereinek betartása előtérbe került. Nem elhanyagolható szempont a villamos energia díjának mértéke sem.

Ez a fogyasztók minden rétegét érintő probléma, amelyet napjaink drasztikus energiadíj-növekedései csak tovább fokoznak. Az ésszerű energiagazdálkodás a vételezett energia és az adott munkafolyamatok energiaigényeinek ismeretével (azaz mérésével) realizálható, elérhető. A mért adatok megfelelő kiértékelése hozzásegítheti a felhasználót a piaci előny megszerzéséhez, megtartásához a realizálhatóan kisebb villamosenergia-költségek elérésének lehetőségével.

Napjaink rohamosan fejlődő digitális technológiái (pl. méréstechnológia stb.) lehetővé teszik számunkra a megfelelő műszerezettség kiépítését. Egy villamosenergia-minőségi monitoring rendszer összetettségét elsősorban a kívánalmak határozzák meg, azaz hogy az általa szolgáltatott információkat "milyen" szinten szándékozunk felhasználni.

Jelen esetben a rendszerrel szemben állított követelményeink az alábbiak:
-a kommunális csatlakozási ponton (PCC) mérhető fogyasztási, illetve teljesítményviszonyokon túlmenően a villamosenergia-minőség jellemzőinek mérése is szükséges az MSZ EN 50160:2001 szabványelőírásnak megfelelően (villamosenergia-minőségmérés);
- a rövid idejű (gyors) hálózati zavarok mérése, azok terjedési irányának, illetve nagyságának, valamint keletkezésük pontos időpontjának meghatározása (villamosenergia-ellátás megbízhatósága);
-adott transzformátorkörzetre (pl. Tr2-CNC műhely és raktár, Tr3-Öntöde, Tr4-Irodaépület) vonatkoztatott energiafelhasználás regisztrálása, teljesítménygörbék meghatározása (költségmenedzsment);
-egy transzformátorkörzeten belül az adott fogyasztói gépek/gépcsoportok/berendezések (pl. épületgépészeti rendszerek, "nagy" CNC gépsor; kompresszor stb.) fogyasztási viszonyainak mérése, folyamatszabályozási lehetősége (költségmegoszlás/folyamatszabályozás);
a nevezett villamos hálózat valamennyi kijelölt pontjáról a szükséges informá- ciók "távfelügyelet" révén (pl. más városban lévő központi iroda számára is stb.) hozzáférhetők legyenek.

A következőkben egy komplex VEM-rendszer felépítését mutatjuk be, melynek sematikus felépítését az 1. ábra szemlélteti. Az ábrázolt monitoring rendszerben használandó "műszercsoportok" típusai (műszaki paraméterei) nem azonosak, mindegyik ugyanis külön feladatot lát el, így alkotva egy teljes rendszert. A mérési pontok, illetve a mérőműszerek kiválasztása, valamint azok elhelyezése az elméleti úton meghatározott kívánalmaknak megfelelően került kialakításra (1. ábra).

A villamos elosztóhálózatokon számos elektromos jelenség játszódik le, melyek különböző mérhető paraméterekkel, illetve azok mértékével jellemezhetők. A minősítésre alkalmas jellemzés tartós (folyamatos) mérést igényel valamennyi alapvető paraméter esetére vonatkoztatva, az adott szabványelőírásoknak megfelelően (pl. EN 50160, EN 61000-4-7 stb.).

Az 1. mérési pont a villamosenergia-minőség mérésének alappillére. A kommunális csatlakozási ponton (PCC) "elhelyezett" mérőműszer jelen rendszer legösszetettebb egysége. Lehetőséget biztosít az általános hálózati paraméterek (U, I, cos stb.) regisztrálásán túlmenően az MSZ EN 50160:2001 szabványban meghatározott paraméterek (frekvencia, harmonikus feszültség, villogás, feszültség-aszimmetria stb.) előírásnak megfelelő mérésre is.

A 2. mérési pont a villamosenergia-rendszer megbízhatóságát hivatott mérni, illetve jellemezni. Ebben az esetben általában feszültségminőség mérésére alkalmas speciális mérőműszert alkalmazunk, amely a nevezett jellemzővel kapcsolatos zavarokat (aszimmetria, letörés, emelkedés, kiesés, harmonikus- tartalom stb.) méri. Természetesen ezen mérési pont számos egyéb hálózati paraméter mérésére is alkalmas (pl. transzformátor-veszteség stb.) lehet, de ahhoz egy összetettebb mérőműszert lenne szükséges választani, amelynek magas költségei nem állnának egyensúlyban a nyerhető információ (gazdasági) mértékével.

Mindenképpen meg kell jegyezni, hogy a hálózati zavarok irányának meghatározásához az ezen a mérési ponton, illetve az alappillérnek nevezett 1. mérési ponton elhelyezett mérőműszereknek azonos belső idővel szükséges üzemelni, futni. Ennek több megoldási lehetősége is van, de talán az egyik legkézenfekvőbb alternatívát a GPS biztosítja.

A 3. mérési ponton elhelyezett, energiafelhasználást mérő műszerek a költségmenedzsmentnek nevezett tevékenységi kör eszközei. Jelen műszerek az adott transzformátorkörzetre vonatkoztatott energiafelhasználás mértékét mérik, melyek az egyéb termelési mutatók (pl. termék-darabszám, selejt-termék-darabszám, alapanyagköltség stb.) felhasználásával, illetve összevetésével gazdasági mutatók kialakítását eredményezik. Az így nyert kimutatások az adott piaci tevékenységi körre vonatkozó esetleges fejlesztésekre/bővítésekre/leépítésekre vonatkoztatott tervek első számú iránymutatója.

A 4. mérési pont mérőegységei az adott rendszerek/gépek/gépsorok energiafelhasználását, -megoszlását mérik, regisztrálják. Ezen eszközök lehetőséget biztosítanak egy adott (speciális) termék előállításához szükséges villamos energia mértékének méréséhez (a cél: az adott technológia energiaigényének megismerése az adott alapanyag-minőségre vonatkozóan), így az arra vonatkoztatott fajlagos (pl. darab stb.) költség pontos meghatározásához.

Természetesen ezen mérőműszerek által mért fogyasztási, illetve teljesítményviszonyok alapul szolgálnak a kiterheltség/terhelhetőség/üzemidő pontos meghatározásában is. Ezeket a rendszereszközöket sok esetben kiegészítik folyamatszabályozásai/beavatkozási elemekkel is. Ezen eszközök, amelyek a monitoring rendszer szerves részét képezik, "teljesítménykorlátozó" néven ismertek.

Az utóbbi mérési ponton rögzített adatok lehetőséget biztosítanak (pl. műszakok stb.) az adott termék előállítására vonatkozó mutatók palettájának további szélesítésére is.

Erre jó példa, hogy egy üzemben a mérőállások felszerelése előtt a három műszakos munkarend esetében a 8 órás termelésmutatók között kb. 2%-os eltérés mutatkozott, illetve az, hogy a gépeken az esti műszakot követően nagyobb számban volt szükség az eseti karbantartás elvégzésére. A rendszer installációját követően azonban a mért teljesítménygörbék összehasonlításából kiderült, hogy az esti műszak ezen mutatót mindösszesen 5 óra időtartamú tényleges munkavégzéssel teljesítette!

Ennek eredményeként az eddig "pihenésre" fordított 3 órát ismét a munkavégzésre lehetett fordítani, így a gépek tartós nagymértékű terhelése lecsökkent, amely az eseti karbantartási igény csökkenését eredményezte, a karbantartásra fordított idő pedig a termelésre lett fordítható. Természetesen ez a rendszer az emberi gondolkodásra gyakorolt hatásával ("a főnök néz!"), a felügyelt körülmények melletti munkavégzés esetére vonatkozóan a termelési mutatók 2%-os növekedését eredményezte a kiindulási esethez viszonyítva valamennyi műszakban!

A mérési pontokon elhelyezett mérőműszerek által mért, illetve tárolt adatok különböző kommunikációs kapcsolatokkal lekérdezhetők, és egy központi számítógépre elmenthetők. Az elmentett adatok egy kiértékelő szoftver segítségével a kívánt formában megjeleníthetők (pl. energiafolyam-ábra, grafikonok, táblázatok, statisztikák stb.).
Megjegyzés: a mérőműszerek azonos belső idővel történő üzemeltetése jelen esetben is javasolt! Végül is, mit is adhat egy elméleti úton megfelelően megtervezett és ahhoz "illesztett" műszerezettséggel kiépített villamosenergia-monitoring rendszer?

A villamosenergia-elszámolási fogyasztásmérő-óra mérési hitelességének megerősítését.
Az energiaszolgáltatói hálózat irányából eredő hálózati hatások okozta termelés- kiesés esetén fellépő vitás (pl. pénzügyi kompenzáció stb.) kérdések eldöntésének kiindulási adatait, bizonyítékait.

A villamosenergia-minőség jellemzőinek, illetve mértékének megismerését, a kedvezőtlen hatások megelőzésére szolgáló intézkedések meghozatalát, az ennek hiányából adódó termeléskiesés lehetőségének megszüntetését.

A villamos hálózat kiterheltségének, illetve a "rejtett" tartalékainak megismerését.

Adott technológiai folyamatok villamosenergia-felhasználásának pontos ismeretét.

A villamosenergia-piacon a "kedvező vásárláshoz" szükséges adatok (fogyasztási adat, minimális toleranciasáv stb.) megadásának lehetőségét akár 15 perces periódusidőre vonatkoztatva.

További villamosenergia-gazdálkodási (pl. induktív vagy kapacitív meddő-kompenzáció, világítási hálózat korszerűsítése stb.) lehetőségek felmérése.
Egyéb kalorikus energiagazdálkodási rendszerekkel (pl. víz, gáz stb.) egészíthető ki (komplex energiagazdálkodási rendszer kiépítésének lehetősége).

(Folytatása következik)


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem