Brošura ČHE Avče 2012

Črpalna hidroelektrarna Avče
od ideje do izvedbe
Ideja o črpalni hidroelektrarni, ki s svojim delovanjem omogoča
bolj ekonomično izrabo vodnega vira, je nastala predvsem zaradi velikih potreb po vršni energiji. V času nizkih cen električne
energije – ponoči in ob koncu tedna, črpalna hidroelektrarna
porablja energijo za črpanje vode v akumulacijski bazen, v času
visoke porabe in visokih cen električne energije pa akumulirano
vodo uporablja za proizvodnjo električne energije.
Črpalna hidroelektrarna Avče tako pomembno prispeva k reševanju problematike neugodne strukture električne energije, saj
proizvaja vršno energijo, ki je v Sloveniji stalno primanjkuje. S
svojo napredno tehnologijo – je med prvimi reverzibilnimi črpalnimi elektrarnami s spremenljivo hitrostjo vrtenja v črpalnem
režimu v Evropi, pa prinaša tudi vrsto drugih pridobitev: sistemske rezerve, regulacijo napetosti, kompenzacijo jalove energije
in tako izboljšuje obratovanje elektroenergetskega sistema.
Hkrati pa izkorišča že obstoječo akumulacijo Ajba in tako dopolnjuje verigo hidroelektrarn na reki Soči.
Tlačni cevovod – med gradnjo
Jeklena obloga sifona
Objekt ČHE Avče sestavljajo: zgornji akumulacijski bazen na Kanalskem Vrhu, dovodni tunel, tlačni cevovod, strojnica, ki se nahaja na levem bregu Soče ob izlivu potoka Avšček, in spodnji vtočno-iztočni objekt (že obstoječa akumulacija Ajba za HE Plave).
Zgornji akumulacijski bazen prostornine 2,2 milijona m3 je
zgrajen v naravni kotanji v bližini vasi Kanalski Vrh in se razteza na
površini 15 hektarjev. Na severni in južni strani je omejen z naravnimi pobočji, na severovzhodni in jugozahodni strani pa sta z izkopnim materialom zgrajeni zemeljski pregradi višine 23 in 17 m.
Pri gradnji nasutih pregrad sta bili v Sloveniji prvič uporabljeni
tehnologija kontinuiranih površinskih dinamičnih meritev zgoščenosti nasipnih plasti (Continuous Compacting Control) in AccuGrade GPS metoda za meritev izravnave zemeljskih površin. Vodotesnost bazena na brežinah zagotavlja dvoslojna asfaltna
obloga, ki je sestavljena iz 8 cm nosilnega sloja in 8 cm zapornega sloja, ki sta nanešena na 30 centimeterski tamponski podlagi.
Na dnu pa je vodotesnost zagotovljena tako, da je na 20 cm tamponske podlage naneseno 7 cm nosilnega ter 7 cm zapornega
sloja asfalta. Asfaltna plast je pred staranjem in drugimi vremenskimi vplivi zaščitena z vročim bitumenskim mastiksom. Za izvedbo obloge je bila uporabljena posebna tehnologija s prilagojeno opremo za vgradnjo asfaltnih plasti pri večjih naklonih.
Glavni razvod lastne rabe – 400/230 V
SENG Avce SLO_FIN.indd 1-4
Dvojni dvosistemski 110 kV daljnovod s prehodom v kablovod
Dovodni tunel povezuje zgornji bazen s tlačnim cevovodom. Tunel je dolg 697 m in premera 3,90 m. Po celotni dolžini je obdan
z armirano betonsko oblogo, na odseku med zapornično komoro
in dušilko je vgrajena jeklena obloga v dolžini 100 m. Pred preho-
dom dovodnega tunela v jekleni tlačni cevovod je zgrajen vodostan, ki ga sestavljajo spodnja komora dolžine 107 m in premera 3,9 m, jašek višine 41 m in premera 3,9 m ter zgornja komora dolžine 36 m in dimenzijami v prerezu 4,5 m x 4,5 m. Zapornična komora je armirano betonska zgradba s tlorisom 8 m x 9 m.
Temeljni del zapornične komore, dimenzij v tlorisu 5,5 m x 10,3 m
in spremenljive višine med 7 m in 9 m, predstavlja povezavo med
dovodnim tunelom, jeklenim cevovodom in zgornjim delom zapornične komore. Tlačni cevovod dolžine 1567 m poteka po
pobočju Avškega Kuka in povezuje dovodni tunel s strojnico.
Trasa cevovoda je razdeljena na zgornji odsek nadzemnega cevovoda in spodnji odsek podzemnega cevovoda.
Nadzemni del je dolg 862 m, preko kolena preide v vertikalni podzemni jašek globine 190 m, po katerem poteka vertikalni tlačni
cevovod. Nato preide v horizontalni tlačni cevovod dolžine 395 m,
nazadnje pa v poševni cevovod dolžine 120 m. Pri obsežnih betoniranjih podzemnih jaškov in tunelov so bile uporabljene specialne
recepture betonov in sodobna tehnologija vgradnje samozgoščevalnih betonov. Strojnica je zgrajena na levem bregu reke Soče
ob izlivu potoka Avšček. Podzemni del predstavlja 80 m globok
strojnični jašek premera 18 m. V njem je nameščen reverzibilni
agregat (črpalka/turbina in motor/generator) z varspeed tehnologijo. Moč črpalke/turbine znaša 185 MW v generatorskem
režimu in 180 MW v črpalnem režimu. Agregat je izveden tako, da
omogoča spreminjanje hitrosti vrtenja od -4 do +4 nazivne hitrosti
600 vrtljajev na minuto (varspeed). To omogoča večje prilagajanje
razmeram v elektroenergetskem sistemu in razpoložljivi količini
vode. Nadzemni del strojnice obsega montažni plato z mostnima
dvigaloma, naprave vzbujalnega sistema ter pomožne prostora za
ostalo elektro opremo (transformatorji, stikališče, generatoski odklopnik, dizel agregat …). V kletnih prostorih so elektro razvodi,
oljni rezervoarji, akumulatorji in pomožna skladišča.
Povezava spodnjega akumulacijskega bazena Ajba s turbinskim
traktom je speljana preko vtočno-iztočnega objekta, ki ga sestavljajo: odvodni tunel z odvodnim jaškom, spodnji iztok in odvodni kanal. Spodnji iztok je s spodnjim akumulacijskim bazenom povezan s 40 m dolgim odvodnim kanalom. Ta deluje kot
iztočni kanal, ko je elektrarna v generatorskem obratovalnem režimu, in kot vtočni kanal, ko je elektrarna v črpalnem obratovalnem režimu. Obstoječi bazen akumulacije Ajba (za HE Plave) na
reki Soči je uporabljen kot spodnji bazen ČHE.
Elektrarna je priključena na 110 kV omrežje severnoprimorske
zanke preko dvosistemskega 110 kV daljnovoda in kablovoda v
skupni dolžini 1,6 km ter mrežnega transformatorja moči 200 MVA.
Predstavitev črpalne
hidroelektrarne Avče
Premer tlačnega cevovoda v navpičnem jašku:
Dolžina tlačnega cevovoda v horizontalnem tunelu:
Premer tlačnega cevovoda v horizontalnem tunelu:
Dolžina tlačnega cevovoda v poševnem tunelu:
Premer tlačnega cevovoda v poševnem tunelu:
Strojnica
Tloris strojnične zgradbe:
60 x 35 m
Višina strojnične zgradbe:
20 m
Notranji premer strojničnega jaška:
18 m
Globina strojničnega jaška:
80 m
Tip črpalne turbine:
Francisova, vertikalna enostopenjska
reverzibilna turbina z enim agregatom
Nazivna vrtilna hitrost:
600 min-1 (±4 %)
Nosilnost mostnega dvigala:
300 t
Vodostan
Presek zgornje vodostanske komore:
Dolžina zgornje vodostanske komore:
Premer vodostanskega jaška:
Višina vodostanskega jaška:
Premer spodnje vodostanske komore:
Dolžina spodnje vodostanske komore:
Skupna prostornina vodostana:
3,1 m
395 m
3,1 m
120 m
2,6 m
4,5 x 4,5 m
36 m
3,9 m
41 m
3,9 m
107 m
2.500 m³
Elektro-strojna oprema
Dvojno napajani motor/generator:
195 MVA
Glavni transformator:
200 MVA 116/18 kV
Stikališče v oklopljeni, s plinom izolirni izvedbi:
110 kV
Dolžina daljnovoda in kablovoda:
1.550 m
Vrsta:
dvojni dvosistemski 110 kV
daljnovod in kablovod
Tehnični podatki
Maksimalni bruto padec:
Koristni volumen vode:
Instalirani pretok (generatorski režim):
Instalirani pretok (črpalni režim):
Instalirana moč turbine v generatorskem režimu:
Instalirana moč črpanja:
Letna proizvodnja električne energije:
Letna poraba energije za črpanje:
N(Elč/Elp) – izkoristek elektrarne:
Zgornji akumulacijski bazen (Kanalski Vrh)
Maksimalna kota zgornje vode:
Minimalna kota zgornje vode:
Koristni volumen akumulacije:
Spodnji akumulacijski bazen (Ajba)
Maksimalna kota spodnje vode:
Minimalna kota spodnje vode
pri dnevnem obratovanju:
Koristni volumen dnevne akumulacije:
Hb = 521,00 m
Vk = 2,2 mio m³
Qi = 40 m³/s
Qč = 34 m³/s
Pi = 185 MW
Pč = 180 MW
El = 426 GWh
Eč = 553 GWh
0,77
625 m n.m.
597 m n.m.
2,2 mio m³
Soške elektrarne Nova Gorica d.o.o.
Krajše ime družbe: SENG d.o.o.
Erjavčeva 20, p.p. 338, 5000 Nova Gorica
T: + 386 (0)5 339 63 10
F: + 386 (0)5 339 63 15
E: seng@seng.si
S: www.seng.si
Kronologija izgradnje ČHE Avče
september 2004
Pridobitev gradbenega dovoljenja in postavitev temeljnega kamna
106.0 m n.m.
104.5 m n.m.
0,42 mio m³
Dovodni tunel in tlačni cevovod
Skupna dolžina dovodnega tunela in tlačnega cevovoda: 2.264 m
Dolžina dovodnega tunela:
697 m
Notranji premer dovodnega tunela:
3,9 m
Dolžina dela tlačnega cevovoda na površini:
862 m
Premer dela tlačnega cevovoda na površini:
od 3,3 do 3,1
Dolžina tlačnega cevovoda v navpičnem jašku:
190 m
januar 2005 – september 2009
Izgradnja objekta je obsegala: pripravljalna dela, glavna gradbena
dela, dobavo in montažo turbine/generatorja, dobavo in montažo
cevovoda in hidromehanske opreme, dobavo in montažo dvigal in
ostale elektro opreme ter izvedbo priključnega daljnovoda.
september – oktober 2009
Prva polnitev sistema: cevovod, dovodni tunel in akumulacija po
fazah do max. kote in uspešno opravljen tehnični pregled
januar 2010
Pričetek poskusnega obratovanja ter zagonski in funkcionalni
poskusi
črpalna
hidroelektrarna
Avče
6.7.12 14:31
DV 110 kV
Gorica 2
AED02
AED03
110 kV
stikališËe
v GIS izvedbi
DV 110 kV
Doblar
DV 110 kV
Tolmin
AED05
AED06
Projekt črpalne hidroelektrarne so uresničili:
Investitor: Soške elektrarne Nova Gorica d.o.o. Podpora projektu: Holding Slovenske elektrarne d.o.o. Inženirski nadzor: HSE Invest d.o.o., PE Nova Gorica
Projektiranje in strokovna podpora: Konzorcij Korona – Colenco, IBE d. d., Univerza v Ljubljani – Biotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani – Fakulteta za elektrotehniko, Laboratorij za energetske strategije, Univerza v Ljubljani – Fakulteta za
gradbeništvo in geodezijo, Katedra za mehaniko tal z laboratorijem, HABITAT –
N
DV 110 kV
Gorica 1
110 kV stikališče
sp. vtočno/
iztočni
objekt
vzbujalni
transformator
dizel
agregat
spodnji
akumulacijski
bazen Ajba
prostor vzbujalnega sistema
strojnična
zgradba
D
58.50m
DV 20 kV
Most na SoËi
0,4 kVA
50 Hz
20m
strojniËna zgradba
Lastna raba
z rezervnimi
viri napajanja
4
vtoËno iztoËni objekt
odvodni kanal
8m
vodostan:
• zg. vodostan. komora
• vodostanski jašek
• sp. vodostan. komora
600
zgornji
bazen
dovodni
tunel
zapornična
komora
180,0
650
600
180 MW
170,0
550
160,0
500
450
400
tlačni
cevovod
150,0
140,0
350
strojnica
vertikalni
jašek
zgornji bazen
Kanalski Vrh
180 MW
horizontalni
tunel
300
250
strojniËni jašek
zg. voda 625.00 m n.m.
190,0
528,8 m
650
zg. vtočno
iztočni objekt
dovodni
tunel
0 1 2
zgornji
vtok
vodostan
XJA00
630 kVA
0,4 kV
80.00m
SV nasip
h = 20 – 23 m
info
točka
2500 kVA
20/0,4 kV
DV 20 kV
Plave
500,2 m
površina akum.: 15 ha
volumen akum.: 2,2 mio m³
kota zg. vode 625,00 m n.m.
kota sp. vode 597,00 m n.m.
DV Gorica –
Avče – Doblar
tlačni
cevovod
24,50
Tloris strojnice na koti 120,00 m n.m.
biotop
20 kV
Enopolna shema
MoË Ërpanja (MW)
Situacija strojnice
tlačni
tunel
AJD03
spodnji iztok
pomožni
prostori
2x2x110 kV
AJT02
delavnice
34,00
strojnica
ČHE Avče
AJD01
G
2500 kVA
18/0,4 kV
Vzbujanje 195 MVA
18 kV
priključni
daljnovod
priključni
daljnovod
G/M
z vzbujalnim
sis. in gen.
stikalom 11,6 MVA
18/2,54 kV
montažni
plato
strojnični jašek
200 MVA
116/18 kV
6,20
Zgornji bazen, Kanalski Vrh
generatorsko
stikalo
glavni transformator
29,10
glavni
transformator
AEZ04
GIS 110 kV
19.50m
TK prostor
AET01
Jelko Valenčak s.p., Inštitut za hidravlične raziskave, Limnos d.o.o., RGP d.o.o.,
ECONO PROJEKTIRANJE d.o.o. Izvajalci: Konzorcij Primorje – SCT, Konzorcij
Consortium Melco – Rudis – Sumitomo, Montavar Metalna Nova d.o.o., Sol Intercontinential d.o.o., Gorenje d.d., Mikomi d.o.o., Irma d.o.o., Zavod za gradbeništvo Slovenije, GEO – BIRO d.o.o. Nova Gorica, Elektroinštitut Milan Vidmar,
Q Techna d.o.o., ZI-VP inženiring – varnost pri delu d.o.o.
odvodni jašek
Situacija
celotne
naprave
kontrolna
soba
dovozna
pot
139 MW
130,0
120,0
125 MW
odvodni tunel
200
110,0
150
max. sp. kota 106 m n.m.
vodotesna obloga
drobljenec-asfalt
debeline 45 cm
Umestitev v prostor
SENG Avce SLO_FIN.indd 5-8
Cevovod ob zaključku gradnje, 2008
Strojnični jašek
Situacija zgornjega bazena
poševni tlačni tunel
JZ nasip
h = 15 – 17 m
100
50
dovodni tunel 697 m, D = 3,90 m
tlačni cevovod 862 m, D = 3,3 – 3,1 m
0 2 4
100,0
495,0
500,0
505,0
510,0
515,0
520,0
525,0
530,0
8
16m
34 m
Neto Ërpalna višina (m)
horizontalni tunel 395 m, D = 3,1 m
poševni tlačni tunel 120 m, D = 2,6 m
Podolžni profil celotne naprave
Karakteristika črpalke s spremenljivo
hitrostjo vrtenja – varspeed
Prerez strojnice
6.7.12 14:32