Elektrárna a vodní dílo Orlík – výkonná baterka

• Foto

Přehradní hráz je betonová, gravitační. Je v ní uloženo 923 000 m³ betonu a váží celkem asi 2 215 000 tun. Maximální výška hráze od základu po korunu činí 92 metrů, výška od maximální spodní hladiny je 76,5 metru, šířka základové spáry je 66,5 metru, šířka v koruně hráze je 10 metrů a délka v koruně činí 470 metrů. Délka vzdutí dosahuje až 67 kilometrů.

PŘÍVOD VODY DO STROJOVNY

Elektrárna se čtyřmi soustrojími je situována v samostatném třípodlažním objektu při levém břehu řeky navazujícím na těleso hráze. Voda je přiváděna ke každému soustrojí zvlášť, a to přívodním potrubím o průměru 6,25 metru. Vtok každé turbíny je dělený na dvě části, které jsou opatřeny česlemi. Za česlemi se vtok spojuje v hradidlové šachtě, kde je možno jej zahradit čtyřmi ocelovými hradidlovými tabulemi o rozměru 6,5 × 3 metry a hmotnosti 15,5 tuny každé z nich.

Následuje rychlozávěrová šachta. Rychlouzávěr představuje bezpečnostní prvek, používaný při havarijních situacích a při potřebě zajištění soustrojí proti roztočení. Nepoužívá se tedy při běžném provozu. Tvoří jej ocelová tabule o rozměru 6 × 9,1 metru a váze cca 60 tun. Tabule je dimenzovaná na uzavření i při plném průtoku vody soustrojím. Je zvedána a spouštěna přímočarým hydraulickým servomotorem o pracovním tlaku oleje 3 MPa. Dále je přívodní potrubí v prostoru mezi hrází a elektrárnou přerušeno dilatační vložkou, za níž následuje ocelová zabetonovaná spirála. V ní voda prochází mezi lopatkami rozváděcího kola do mezilopatkového prostoru a shora působí na oběžné lopatky Kaplanových turbín o průměru 4,6 metru. Odpady od turbín jsou vedeny savkami, které ústí do vývaru dolní nádrže zadržované vodním dílem Kamýk.

STROJOVNA

Každé soustrojí je tvořeno Kaplanovou turbínou přímo spojenou se synchronním alternátorem. Třetím strojem na stejném hřídeli je budič generátoru, nad kterým je umístěna ještě rozdělovací hlava pro přívod tlakového oleje do servomotoru oběžného kola, umístěného na spojce mezi turbínou a generátorem v prostoru víka turbíny. Celková délka rotujících částí je 27 metrů, celková hmotnost pak 650 tun. Vše je zavěšeno na jediném závěsném ložisku, které za provozu přenáší ještě dalších cca 600 tun hydraulického tahu vody působící shora na oběžné kolo. Prakticky toto ložisko odolává svislému tahu až kolem 1 200 tun. Dále jsou rotující části uloženy v celkem třech vodicích ložiskách – horním a dolním generátorovém a vodicím ložisku turbíny.

Pro montáž zařízení elektrárny jsou ve strojovně instalovány dva mostové jeřáby, každý o nosnosti 2 × 125 + 2 × 5 tun. Pro manipulaci s nejtěžší součástí soustrojí, kterou je rotor generátoru o váze 400 tun, se oba jeřáby spojují speciální traverzou.

FUNKCE ENERGETICKÁ

Generátory jsou 32pólové (vertikální) o výkonu 91 MW, 100 MVA, jmenovité napětí činí 15 kV, jmenovitý proud 3 850 A. Vinutí magnetů rotoru generátoru je napájeno z hlavního budiče o výkonu 450 kW (jmenovité napětí 350 V, jmenovitý proud 1 285 A), který je umístěn na hřídeli generátoru. Navíc je každý generátor možno budit pomocí společného rezervního budiče, poháněného asynchronním motorem s kotvou nakrátko.

Elektrická energie vyrobená v generátorech se vede přes tlakovzdušné vypínače do blokových transformátorů, kde se transformuje na napětí 220 kV. Vždy dva generátory pracují do jedné trojice jednofázových transformátorů umístěných na dolním „předprsí“. Sedmá transformátorová jednotka je rezervní.

Výkon je z elektrárny Orlík vyveden prostřednictvím dvou linek 220 kV, které jsou zaústěny do rozvodny Milín vzdálené od vodního díla 10 kilometrů. Především pro zajištění vlastní spotřeby elektrárny slouží dva 10,5 kV kabely do elektrárny Kamýk a dva 10,5 kV kabely do rozvodny Milín.

SYSTÉM ŘÍZENÍ

Řízení elektrárny je plně automatické. Místní obsluha pouze kontroluje provoz a určuje pořadí a priority u zálohovaných systémů. Najíždění a odstavování soustrojí probíhá na povel z centrálního dispečinku vodních elektráren ve Štěchovicích. Plně digitální je i regulace soustrojí a systém chránění elektrických strojů a vedení.

K ovládání tabule rychlouzávěru a k regulaci otevření rozvodných lopat i oběžných lopat Kaplanových turbín se používají servomotory s velkým množstvím olejové náplně. Olejovými náplněmi jsou opatřena i všechna ložiska generátoru a turbíny. Transformátorovým olejem je plněno také všech 12 výkonových transformátorů elektrárny. Celkové množství provozních olejových náplní zde dosahuje hodnoty 285 tun oleje. Z toho nejvíce (180 tun) je v regulačních a mazacích náplních všech soustrojí. Toto množství bude podstatně sníženo po generálních opravách soustrojí, kdy se předpokládá přechod na vysokotlaké systémy, kde objem náplně regulačního oleje jednoho soustrojí (dnes 32 m³) se až osminásobně sníží.

Dalšími důležitými částmi elektrárny jsou čistírna odpadních (komunálních) vod, systém vypouštění prosáklých vod elektrárny s jejich odolejováním, systém vyčerpání savek při pracích na jednotlivých soustrojích se studnou savek vybavenou trojicí čerpadel o příkonu 185 kW, zabezpečovací a požární systémy, olejové hospodářství, odpadové hospodářství, sklady a řada dalších částí vyžadujících péči.

FUNKCE VODOHOSPODÁŘSKÁ

V srpnu 2002 bylo velkou povodní na Vltavě zasaženo také toto vodní dílo, kde množství vody protékající přes Orlík kulminovalo v objemu blížícím se hodnotě 4 000 m³/sec. Hráz vodního díla tomuto zatížení odolala spolehlivě, ale přesto při povodni bohužel došlo k zaplavení vnitřních prostor hráze i elektrárny. Následně zde musely být provedeny rozsáhlé opravy. Nejvýznamnější byla ta, která se týkala převinutí všech generátorů. Následně byla realizována řada protipovodňových opatření, s nimiž by napříště měla elektrárna Orlík obdobně veliké povodni odolat ještě lépe a bez větších škod.

ORLÍK A CELÁ VLTAVSKÁ KASKÁDA JAKO VÝKONNÉ BATERKY

V současně době je velmi aktuálním úkolem nejen vodního díla Orlík, ale i celé vltavské kaskády, která k tomuto úkolu může využít instalovaný výkon překračující 700 MW, rychlá reakce nejen na nedostatek energie v síti, ale také na její nepredikovaný přebytek, vznikající neřiditelnými obnovitelnými zdroji o stále větším instalovaném výkonu. Zde je možno naplno uplatnit vynikající vlastnost vodních elektráren, kterou je nejen rychlé najíždění do provozu, ale také (v případě potřeb) rychlé ukončení tohoto provozu bez dalších energetických ztrát.

Autor

• (red)