ENERGOEFEKT_elektrownia_wodna

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

n r 9 / 2 0 0 5

p r e z e n t a c j a

modernizacja

Elektrowni Wodnej Czchów

mgr inż. Andrzej Smoliński – Południowy Zakład Automatyki i Zabezpieczeń ENERGOEFEKT Sp. z o.o.

lektrownia Wodna Czchów zloka-
lizowana jest w 67,420 km biegu

rzeki Dunajec, w województwie Mało-
polskim w powiecie Brzesko i jest czę-
ścią zapory wybudowanej w latach
1936-1949. EW Czchów jest elektrow-
nią przepływową pracującą z założe-
niem wyrównywania przełyku szczy-
towej elektrowni Rożnów z 200 m

do 114 m

/s. W całości elektrownia zo-

stała przekazana do eksploatacji
w 1954 r. Wyposażona jest w dwa hy-
drozespoły z turbinami Kaplana z re-
gulacją położenia aparatu kierownicze-
go ustawiającego przepływ wody przez
turbinę i regulacją łopat wirnika turbi-
ny dla optymalizacji pracy turbiny
i ograniczenia zjawisk kawitacyjnych.

Moc zainstalowana każdej turbi-

ny wynosi 4 MW przy 150 obr./min
i przepływie wody przez turbinę
57 m

. Moc znamionowa generatorów

wynosi 4,8 MW dla HZ1 i 5,25 MW
dla HZ2 przy napięciu generatoro-
wym 6,3 kV.

Ponadpięćdziesięcioletnia prawi-

dłowa eksploatacja elektrowni prze-
biegała praktycznie bez żadnego ka-
pitalnego remontu. Naturalne zuży-
cie eksploatacyjne urządzeń oraz ko-
nieczność dostosowania elektrowni
do nowych standardów technicznych
i wymagań środowiskowych zaważy-
ły o podjęciu decyzji dotyczącej prze-
prowadzenia kompleksowej moderni-
zacji, obejmującej części: mechanicz-
ną, elektryczną, automatyki i budow-
laną. Zmodernizowane zostały urzą-
dzenia wytwórcze i pomocnicze elek-
trowni, przyelektrowniana rozdziel-
nia 15 kV wyprowadzenia mocy oraz
układy sterowania i pomiarów poło-
żenia klap jazu.

Prowadzenia GRI (Generalnej Re-

alizacji Inwestycji) podjął się Zespół
Elektrowni Wodnych Rożnów Sp. z o.o.

Realizację procesu modernizacyjnego
przewidziano na lata 2004-2005. Kom-
pleksowa modernizacja, przy założe-
niu zachowania ciągłości ruchu i pro-
dukcji energii przez elektrownię, wy-
magała od prowadzących bardzo du-
żego zaangażowania, a także szybkie-
go i bezpiecznego rozwiązywania po-
jawiających się licznych i niespodzie-
wanych problemów technicznych i or-
ganizacyjnych. Zachowanie ciągłości
ruchu wielokrotnie wymuszało sytu-
ację równoległej pracy urządzeń pod-
legających modernizacji i wymianie,
z urządzeniami nowymi, dostarcza-
nymi przez wykonawców. Dokony-
wanie przełączeń między nimi po-
winno być planowane przy założe-
niu minimalizowania wyłączeń pra-
cującego hydrozespołu. W pełni uda-
ło się to podczas modernizacji hydro-
zespołu HZ2, realizowanej od marca
do grudnia 2004 roku. Obecnie pro-
wadzona jest modernizacja hydroze-
społu HZ1, a jej zakończenie planowa-
ne jest na październik 2005 r.

Wykonawcą modernizacji w bran-

ży elektrycznej i automatyki jest Po-
łudniowy Zakład Automatyki i Za-
bezpieczeń ENERGOEFEKT Sp. z o.o.
z Rudy Śląskiej. Doświadczenie na-
byte przez zespół specjalistów ﬁrmy
ENERGOEFEKT podczas podobnych,
kompleksowych procesów moderni-
zacyjnych realizowanych w latach po-
przednich w EW Porąbka, EW Rożnów,
EW Myczkowce, EW Solina i EW Tre-
sna dało gwarancję należytego wyko-
nania powierzonych mu zadań. Za-
kres prac modernizacyjnych realizo-
wanych przez ENERGOEFEKT w EW
Czchów w części elektrycznej i auto-
matyki pokazano na

rysunku 1.

Dodatkowo, w ramach oddzielne-

go kontraktu, dostarczono i urucho-
miono rezerwowe źródła zasilania po-

trzeb własnych elektrowni z wyko-
rzystaniem agregatu prądotwórcze-
go Diesela, uruchamianego po zani-
ku napięcia na szynach zasilających
rozdzielni potrzeb ogólnych.

W większości prace prowadzo-

ne są według zatwierdzonych przez
inwestora projektów technicznych.
Wprowadzamy również koniecz-
ne modyﬁkacje uzgodnione z użyt-
kownikiem i projektantem moder-
nizacji, a wynikające z sytuacji zaist-
niałej podczas prac demontażowych
i stosowania najnowszych rozwią-
zań technicznych urządzeń. Przykła-
dami układów, w których dla zwięk-
szenia funkcjonalności i niezawod-
ności dokonano zmian projektowych
w trakcie modernizacji są między in-
nymi system nadzoru pracy elektrow-
ni oraz statyczny układ wzbudzenia
generatora.

System automatycznego sterowa-

nia elektrownią jest zrealizowany na
podstawie trzech niezależnych ste-
rowników. Sterowniki hydrozespo-
łów realizują sterowanie hydroze-

społami i urządzeniami bezpośred-
nio związanymi z ich pracą. Ste-
rownik potrzeb ogólnych obsługuje
urządzenia zaliczane do potrzeb wła-
snych elektrowni oraz połączenie
ze sterownikiem zapory. Sterownik
potrzeb ogólnych obsługuje sygnały
związane z rozdzielnią 0,4 kV i prą-
dem stałym oraz realizuje powiąza-
nie z nową rozdzielnią wnętrzową
15 kV. Zastosowano sterowniki ﬁr-
my SIEMENS z rodziny SIMATIC S7
400. Dla realizacji pól oddalonych
zastosowano inteligentne systemy
oddalone ﬁrmy BECKHOFF. Jako ko-
munikacyjną sieć obiektową zasto-
sowano INDUSTRIAL ETHERNET.
W ramach pomieszczenia z szafa-
mi sterowników sieć jest zbudowa-
na na bazie łącz elektrycznych. Po-
między budynkiem elektrowni i bu-
dynkiem nowej nastawni zastoso-
wano łącza światłowodowe, reali-
zujące pętlę z automatycznym wy-
krywaniem uszkodzenia i odbudo-
wą połączenia redundantną nitką
światłowodu. Wykonane są łącza ko-

Rys. 1 Zakres prac modernizacyjnych realizowanych przez ENERGOEFEKT Sp. z o.o.

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

n r 9 / 2 0 0 5

munikacji szeregowej ze sterowni-
kami regulatorów turbin, urządze-
niami pomiarów elektrycznych, sys-
temami zabezpieczeń elektrycznych
bloków i układami wzbudzenia ge-
neratorów. Dla sieci tych jako me-
dium transmisyjnego użyto łączy
w standardzie RS485.

System nadzoru składa się ze stacji

operatorskiej i stacji inżynierskiej, speł-
niającej również wszelkie funkcje stacji
operatorskiej. Komputery stacji opera-
torskich z urządzeniami zasilania bez-
przerwowego oraz zegarem systemo-
wym i urządzeniami transmisyjnymi
są zamontowane w oddzielnej szaﬁe,
w pomieszczeniu nowej nastawni. Sta-
nowiska operatorskie wyposażone zo-
stały w komputery najnowszej gene-
racji do zastosowań przemysłowych
typu Industrial Line z procesorami
o najwyższej dostępnej (w czasie reali-
zacji) szybkości i niezawodności działa-
nia oraz przestrzenią dyskową wystar-
czającą na potrzeby archiwizacji.

Obydwie stacje są podłączone

do sieci INDUSTRIAL ETHERNET
za pomocą kart komunikacyjnych.
Z punktu widzenia operatora są jed-
nakowo użyteczne, ponadto stacja
operatorsko-inżynierska wyposa-
żona jest w dodatkowe oprogramo-
wanie diagnostyczne. Dedykowa-
na aplikacja wizualizacji stworzona
jest na podstawie handlowego syste-
mu wizualizacji ASIX oraz szaty gra-
ﬁcznej i sposobu obsługi zgodnych
z aplikacją EW Rożnów. Umożliwia
to integrację aplikacji EW Czchów
z aplikacją EW Rożnów.

Wizualizacja elektrowni podzielo-

na jest na część elektryczną (praca hy-

drozespołu, rozdzielni itp.) oraz tech-
nologiczną (wodną, wizualizację za-
pory), diagnostykę systemu oraz ste-
rowanie hydrozespołem (sekwen-
cje rozruchu, zatrzymania, itp.). Na
rysunku 2 pokazano przykład ma-
ski wizualizacji stanu pracy hydro-
zespołu.

fotograﬁi 1 przedstawiono sta-

tyczny układ wzbudzenia i regulacji
napięcia WSD, zaprojektowany i wy-
konany przez ENERGOEFEKT dla mo-
dernizowanych hydrozespołów EW
Czchów.

Funkcje statycznego układu wzbu-

dzenia i regulacji napięcia WSD:



regulacja napięcia w trybie au-

tomatycznym jest wykonana
w technologii cyfrowej,



regulacja prądu wzbudzenia

(tzw. regulacja ręczna) wykonana
w technologii cyfrowej,



rezerwowa regulacja ręczna wyko-

nana w technologii analogowej,



regulacja mocy biernej dla utrzy-

mywania stałej wartości Q lub
współczynnika mocy cosϕ,



wzbudzenie początkowe przy

braku napięcia z transformatora
wzbudzenia podczas rozruchu hy-
drozespołu,



odwbudzanie generatora,



ograniczenie prądu stojana,



ograniczenie prądu wzbudzenia,



ograniczenie pojemnościowej

mocy biernej,



ograniczenie indukcji U/f,



soft-start,



stabilizator systemowy,



możliwość regulacji w trybie ste-

rowania lokalnego i zdalnego
z systemu nadzoru z wykorzysta-

niem komuni-
kacji szeregowej
w standardzie
RS485.

Działanie sta-

tycznego układu
wzbudzenia WSD
opiera się na mi-
kroprocesoro-
wym regulatorze
DECS300. Zasto-
sowanie techni-
ki cyfrowej po-

zwala na swobodne, dostosowują-
ce się do potrzeb użytkownika, mo-
dyﬁkowanie programu działania
układu w realizacji funkcji podsta-
wowych, jak również dodatkowych
funkcji zabezpieczeniowych, moni-
torujących i sterujących. Wbudowa-
nie wewnętrznego rejestratora za-
kłóceń i zdarzeń umożliwia szybką
diagnostykę układu oraz analizę sta-
nów awaryjnych.

Oprócz prac dotyczących elektryki

i automatyki ENERGOEFEKT przepro-
wadzi kompleksowe rozruchy techno-
logicznych hydrozespołów po zakoń-
czeniu ich remontów. W ramach pro-
wadzonych prac rozruchowych roz-
wiązywane są między innymi nastę-
pujące zagadnienia:



analiza dokumentacji projekto-

wej i technicznej wykonawczej
w aspekcie osiągnięcia zakłada-
nych parametrów technicznych,



analiza zakresu prac dostawców

i wykonawców w zakresie zgod-
ności z założeniami technicznymi
i wymaganiami obowiązujących
przepisów,



opracowanie propozycji struktury

organizacyjnej rozruchu,



kompletacja zespołu rozruchowe-

go zgodnie z uzgodnioną struktu-
rą organizacyjną rozruchu,



opracowanie „Projektu rozruchu

hydrozespołów Elektrowni Wod-
nej Czchów”,



opracowanie „Instrukcji rozruchu

Elektrowni Wodnej Czchów”,



uzgodnienie z wykonawcami i do-

stawcami zakresu prób montażo-
wych i funkcjonalnych oraz te-
stów rozruchowych,



udział w badaniach pomontażo-

wych i próbach funkcjonalnych,



opracowanie szczegółowego har-

monogramu prób rozruchowych,



kompletacja i analiza dokumenta-

cji dopuszczającej do rozpoczęcia
rozruchu,



sprawdzenie zgodności rozwiązań

projektowych ze stanem faktycz-
nym (schematy, typy urządzeń,
aparatura, użyte materiały, itp.),



testy sterowania ręcznego po-

szczególnych urządzeń,



testy sterowania automatycznego
poszczególnych urządzeń,



pomiary i analiza parametrów

pracy układów technologicznych,



sprawdzenie rzeczywistego stanu

procesu technologicznego z zało-
żonymi parametrami kontrakto-
wymi i projektowymi,



badania parametrów procesu

technologicznego w warunkach
pracy awaryjnej,



symulacje zakłóceń w pracy turbi-

ny i urządzeń pomocniczych,



nadzór nad ruchem próbnym,



kompletacja dokumentacji rozru-

chowej,



opracowanie protokołów z testów

rozruchowych.
Grupa rozruchowa zapewnia

pełną koordynację i nadzór nad
wszystkimi pracami realizowany-
mi w obiekcie w czasie rozruchu od
chwili przejęcia obiektu do rozru-
chu po zakończeniu prac montażo-
wych, do czasu przekazania całości
do eksploatacji.

reklama

ENERGOEFEKT Sp. z o.o.

41-700 Ruda Śląska

ul. Kokotek 6

tel. (0-32) 344 77 10

faks (0-32) 248 00 71

info@energoefekt.com.pl

www.energoefekt.com.pl

Rys. 2 Maska wizualizacji hydrozespołu HZ2 – układ olejowy

Fot. 1 Statyczny układ wzbudzenia

i regulacji napięcia WSD hydro-

zespołu HZ2