Мегавати са Ђердапа, инжењер Николић објашњава како Капланове турбине праве струју

Потребе за струјом вишеструко су нарасле па се од извозника Србија претворила и у свакодневног увозника веома скупе струје. Око три четвртине струје добија се из угља уз велику емисију угљен-диоксида, која се мора смањити на нулу у наредних неколико деценија.

Енергетска криза тресе свет, сви су наелектрисани као честице у електричном пољу. Прича се о цени струје, а мало је оних који знају како заправо настаје, шта утиче на њену производњу и на ком принципу ради хидроелектрана.

Дефиниција гласи: хидроелектрана је електрично постројење за производњу електричне енергије са погоном на воду. Текућа вода обрће својом кинетичком енергијом хидрауличну турбину, која је повезана са електричном машином – генератором електричне енергије.

Овај вид електрана се гради на местима где постоји довољно текуће воде у смислу количине и висинске разлике. Снага хидроелектране је сразмерна количини воде и висинској разлици. Зато се бирају водотоци са великим протоком воде или планинске реке са мањим током, али великим падовима.

Један киловат-час енергије произведен у хидроелектрани је знатно јефтинији од оног у термоелектрани и има мањи негативни утицај на животну околину.

Међутим, количина произведене енергије зависи од количине дотока воде и варира током године. Ово се сматра највећим недостатком ових електрана уз чињеницу да акумулациона језера заузимају огромна пространства највероватније плодног земљишта.

Да бисмо разумели како се добија струја из воде, кренимо редом, прво слова и бројке, док не стигнемо до струје и киловат-сати. О томе за РТС говори дипломирани инжењер електротехнике Петар Николић, запослен у ХЕ "Ђердап 1", као руководилац службе извршења. 

Каплановa турбина – пречник радног кола 9,5 метара 

Хидроенергетски и пловидбени систем "Ђердап 1", изграђен је на 943. километру Дунава од ушћа у Црно море. Највећа хидротехничка грађевина на Дунаву, укупне дужине 1.278 метара, потпуно је симетрична и пројектована тако да Србија и Румунија располажу истим деловима главног објекта.

Свака страна располаже са по једном електраном, бродском преводницом и по седам преливних поља од укупно 14, колико их има у заједничкој преливној брани.

У електрани је монтирано укупно шест хидроагрегата, један неревитализован снаге од 171 мегавата и пет ревитализовних хидроагрегата по 190 мегавата, са Каплановим турбинама, чији пречник радног кола износи 9,5 метара. До тада у свету нису грађене турбине већег пречника.

У енергетски критичним периодима (при ниским водостајима) електрана ради тако да покрива врхове у дневном дијаграму оптерећења.

Обе електране су међусобно повезане тако да у случају потребе агрегати електране на српској страни могу испоручивати електричну енергију у мрежу на румунској страни и обратно.

Производња зависи од дотока Дунава 

Инжењер електротехнике Петар Николић каже да производња у ХЕ "Ђердап 1" искључиво зависи од дотока Дунава, који се непрекидно мења. С обзиром на то да је за најефикасније искоришћење воденог потенцијала потребно да пад воде, тј. разлика између нивоа воде узводно и низводно од електране, буде што већи, кота горње воде се одржава на највишем дозвољеном нивоу.

"Диспечерске службе румунске и српске стране независно једна од друге прате водостаје Дунава и значајних притока узводно од хидроелектране, на основу чега израчунавају кубне метре воде која дотиче и могућу производњу електричне енергије за сутрашњи дан", напомиње Николић.

У договореном сату одређеног дана, диспечерске службе обе стране размењују своје прорачуне да би након усаглашавања данас у 12 часова свака страна пријавила свом националном диспечерском центру могућу производњу електричне енергије у наредна 24 часа. 

Даље објашњава да је циљ националног диспечера да преузме целокупну "понуђену" енергију и да је оптимално распореди у току енергетског дана, узимајући у обзир и податке о процењеним производњама које је добио од других електрана у нашем систему.

Будући да ће се у наредном периоду повећати удео електричне енергије коју производе соларне и ветро-електране, диспечери ће имати све сложенији задатак да у дневне дијаграме производње и потрошње "удену" те непредвидиве изворе електричне енергије.

"За досадашње 52 године експлоатације ХЕ 'Ђердап 1' статистички годишњи доток воде је уједначен, а самим тим су и просечне годишње производње електричне енергије такође уједначене и крећу се око 5.500 гигават-часова годишње, што чини око 16 одсто производње електричне енергије ЕПС-а", подвукао је инжењер Николић.

Аутоматско управљање електраном

Чињеница је да су рачунари заузели значајну улогу у свим производним процесима па и у производњи електричне енергије.

Моћни софтвери брзо обрађују бројне информације које пристижу из погона и посредством извршних релеја и друге помоћне опреме, спроводе у дело управљачке акције.

Према његовим речима, приликом ревитализације хидроагрегата, уграђени су многи "паметни" уређаји који међусобно комуницирају, размењују податке и прорачуне, што особљу електране олакшава надгледање свих важних подсистема агрегата.

Довољно је неколико клика мишем и преглед неколико екрана на рачунарима да оператор стекне потпуни увид у стање побудног система, турбинског регулатора, расхладног система и др.

Са квалитетним и правовременим информацијама човек лакше и брже доноси кључне одлуке везане за управљање погоном.

Поједини процеси као што је, на пример, аутоматско покретање или заустављање агрегата, са нпр. секвенцама аутоматског побуђивања или разбуђивања машине, потпуно су аутоматизовани и не захтевају учешће човека.

Дешавају ли се грешке, како их спречити

Поред самог хидроагрегата, који заједно чине турбина и генератор, за нормално одвијање процеса производње електричне енергије, како истиче Николић, неопходно је да у функцији буду и бројни помоћни уређаји и системи.

На објекту постоји на стотине различитих уређаја као што су електромотори, пумпе, трансформатори, кранови, сервомотори, прекидачи, мерни уређаји и др. Бројни системи, као што су системи за припрему уља и ваздуха под притиском, системи за дренажу воде, црпне станице, трафо-станице и др. у погону су током целе године.

Сви набројани елементи и системи у себи садрже делове и склопове који се хабају, старе и подложни су отказу или настанку квара.

Погон се непрекидно надгледа и прати, како од стране аутоматских уређаја тако и од људи, са циљем да се благовремено уоче недостаци и да се планирано спроведу поправке или замене одређених елемента.

Такође, хидроелектрана је сложен грађевински објекат који захтева непрекидно осматрање и одржавање тог дела објекта.

"Неизбежно је да се у једном овако комплексном систему дешавају кварови на појединим елементима или читавим склоповима, који за последицу могу али и не морају да имају хаварију која би утицала на процес производње електричне енергије", каже Николић.

Кад се наниже низ неправилности 

Указује да до већих хаварија по правилу не долази због отказа само једног елемента већ је потребно да се у датом временском тренутку наниже низ неправилности, од којих је понекад и људски фактор једна од карика у низу, које ће на крају довести до већег квара или хаварије на опреми.

Напомиње да се у погону догађају и кварови које проузрокује један једини елемент, често без икакве претходне "најаве".

Таква је, на пример, била хаварија генераторског прекидача од пре пар година. У току искључења прекидача настала је пукотина на залемљеном споју бакарне цеви и прикључка на цилиндру ваздуха под притиском због чега је цев испала из лежишта.

Тиме је процес искључења прекидача заустављен у неповољном тренутку што је резултирало трополним кратаким спојем на прекидачу.

Енергија која се ослободила при настанку електричног лука у великој мери је оштетила прекидач и он је морао да се замени са резервним. Испоставило се да је "замор" материјала једног елемента који вреди неколико хиљада динара изазвао трошкове реда десетак милиона динара, објашњава инжењер.

Сваки квар, уочена нерегуларност или одступања од номиналног режима рада опреме је уједно и прилика да се открију "слаба" места, да се научи нешто ново, да се извуку поуке, донесу закључци и предузму мере како би се могућност будућих хаварија свела на минимум.

Како је било на почетку, а како је данас – шта је измењено

"Пре више од педесет година изграђена је највећа хидроелектрана на Дунаву. Један од агрегата, који је у рад пуштен далеке 1971. године, и даље производи енергију са опремом која је стара више од пола века. Осталих пет агрегата је обновљено и они су започели нови животни век", рекао је Николић.

Приликом ревитализације нових агрегата уграђено је на стотине тона нове машинске и електроопреме, положени су километри каблова, санирани су проточни делови турбина, уграђени су савремени системи управљања и заштита и др.

У свим пословима на демонтажи старе и уградњи и испитивањима нове опреме учествовали су радници запослени у ХЕ "Ђердап 1".

"На тај начин је ова генерација запослених имала јединствену прилику да својим рукама споји два технолошка века. Овим темпом следећу ревитализацију би требало да спроведу деца која су у просеку рођена 2015. године", закључио је Николић.