Tolna Megyei Levéltári Füzetek 12. Tanulmányok (Szekszárd, 2009)

Major Attila: Tolna nagyközség villamosítása

áramgörbe késni fog a feszültséggörbéhez képest. A görbék szinuszos lefolyásúak, Ha az áram késik, a nullátmeneti szög nem 0 fok lesz, hanem annál több, 10, 15 vagy 30 fok. Ezt a szöget itt nem részletezett okokból kifolyólag a cosinus függvénnyel fejezzük ki. A 30 fokos szög cosinusa 0,86, a 40 fokosé 0,76. Vagyis, minél nagyobb a két görbe közötti eltolódás szöge, annál kisebb számértéket kapunk szögfüggvényben kifejezve. Ezt az értéket nevezik cosinus (pnek, más néven teljesítménytényezőnek. Míg az egyenáram esetében a teljesítmény számítása nagyon egyszerű, vagyis a feszültség szorozva az áramerősséggel, a váltakozó áramnál a dolog nem ilyen egyszerű, pontosan a feszültséggörbe és az áramgörbe eltolódása miatt. Ha a feszültséggörbe és az áramgörbe nullpontjai nem esnek egybe, az egyszerű áram és feszültség szorzat nem a valós teljesítményt adja meg, hanem annál nagyobbat. Ez a látszólagos teljesítmény. (S=U x I) S a látszólagos teljesítmény jele, mértékegysége a VA, vagyis Voltamper. (Nagyobb egységei a kV A, MVA.) A valós teljesítményt akkor kapjuk meg, ha ezt az értéket még megszorozzuk a cp szög koszinuszával, a teljesítménytényezővel. (P=U x I x cos(p, P a hasznos teljesítmény jele.) Ez adja a Wattban (KW-ban, MW-ban) mért teljesítményt. Van még egy teljesítmény, a meddő teljesítmény. Ezt akkor kapjuk meg, ha az áram és feszültség szorzatát a cp szög szinuszával szorozzuk meg. (Q=U x I x sinq), Q a meddő teljesítmény jele.) Mértékegysége a VAr (Voltamper reaktív), kV Ar, MVAr. A meddő teljesítmény azért káros, mert a vezetőn folyik áram, amely a vezetőt terheli, de hatásos teljesítménye nincs. Ezért kötötték ki a szerződésben a 0,75-ös cos (p-t, és ezért kell büntetést fizetni, ha ez az érték csökken. Tekintettel arra, hogy az áram fáziseltolását villamos motorok okozzák, ha sok motort kötünk a hálózatra, biztos, hogy nagy lesz a (p szög, vagyis kicsi, 0,6 vagy még kisebb lesz a cos cp. Ekkor a meddő áram nagysága megnő, romlik az átvitt teljesítmény. Ezt elkerülendő, van megoldás, az ún. „fázisjavítás". Ez azt jelenti, hogy a hálózatra kondenzátorokat kötünk, (kapacitív terhelés) mert ezeknek hatására az áram sietni kezd a feszültséghez képest. így a késésben lévő áramgörbét vissza lehet „húzni" a nullpont felé. Vannak fázisjavító automaták, amelyek mérik a fáziseltolódás szögét, és ha az növekszik, automatikusan bekapcsolnak megfelelő teljesítményű kondenzátorokat, amelyek csökkentik az eltolódás szögét, ezzel „javítják" a teljesítménytényezőt. A másik dolog a transzformátor. A váltakozó áram gyors elterjedését a transzformátor tette lehetővé. Ezt az eszközt három magyar kutató, villamosmérnök készítette el először, 1885-ben. (Déry Miksa, Bláthy Ottó, Zipernovszky Károly). A transzformáció ebben az esetben azt jelenti, hogy egy adott feszültségű váltakozó áramból egy más értékű, kisebb vagy nagyobb feszültségű váltakozó áram állítható elő. Ha például az áramfejlesztő generátor 15 kV feszültségű áramot állít elő, azt az elosztáshoz feltranszformálhatjuk 35 kV-os, vagy akár 400 vagy 750 kV-os feszültségre.