Как в аптеке

На Угличской ГЭС ввели систему инструментально-технического контроля водных ресурсов. На старейшей гидростанции Волги в конце прошлого года началась опытная эксплуатация системы учета расхода воды, разработанная специалистами ­НИИЭС. Цель ученых – получить максимально точные данные о расходе воды через створ ГЭС, которые впоследствии позволят увеличить выработку электро­энергии благодаря оптимизации эксплуатационно-технических характеристик ­гидроагрегатов.

Говорят, вода всегда найдет лазейку, но не в этом случае, – рассказывает начальник отдела автоматизированных систем контроля безопасности ГТС НИИЭС Александр Тищенко. – Наша система учитывает все расходы воды: через гидротурбины, водосбросные, судопропускные и рыбопропускные сооружения, а также расходы на фильтрацию и собственные нужды. Разработка – результат двух НИОКР, выполняв­шихся специалистами института с 2011 года.

Основной научной задачей, решаемой в ходе данных работ, было получение истинных значений расходов через гидротурбины ГЭС, от знания которых напрямую зависит возможность работы гидроагрегатов в зоне оптимального КПД. Дело в том, что в настоящее время расход воды через турбины русловых ГЭС не измеряется напрямую, а рассчитывается с использованием паспортной эксплуатационной характеристики гидротурбины, полученной заводом-изготовителем на основании испытаний ее модели. Однако реальная эксплуатационная характеристика всегда отличается от паспортной. Причем чем дольше эксплуатируется турбина, тем выше это отклонение. Причина – в коррозионно-эрозионных изменениях элементов рабочего колеса и проточной части. Значительная погрешность расчетов не позволяет использовать их результаты для оптимизации работы гидроагрегатов.

Алексей Малышев, начальник производственно-технической службы КВВГЭС:

– Безусловно, чтобы в полной мере оценить все преимущества новой системы учета водных ресурсов, должно пройти некоторое время, после которого ученые проанализируют полученные данные. Однако уже сейчас мы оценили практическую пользу ноу-хау: теперь оперативникам не нужно рассчитывать расходы воды по графикам, за них это делает система, а данные автоматически отображаются на экранах мониторов.



Сотрудники НИИЭС тщательно изучили мировой и отечественный опыт, поэкспериментировали с несколькими расходомерами, в том числе с пионерными разработками, но в итоге выбор ученых пал на метод Винтера–Кеннеди, при котором турбинные расходы измеряются индексным способом на основе перепада давления в спиральной камере.

На стенках турбинных камер гидро­агрегатов Угличской ГЭС были смонтированы три створа измерения давления с дифференциальными манометрами «Метран-150». Через пролеты водосливной плотины проложили оптоволоконную сеть, объединяющую контроллеры управления затворами и дающую информацию о текущем положении каждого из них. На основании этих данных система в режиме реального времени рассчитывает значение расхода через водосбросы. За сбор информации от многочисленных датчиков и непрерывное ведение базы данных по текущим расходам воды через створ ГЭС отвечает программа, разработанная специалистами НИИЭС на базе SCADA. Непрерывный обмен информацией между системой учета водных ресурсов и системой телемеханики станции осуществляет блок интеграции. Благодаря этому оперативный персонал Угличской ГЭС получает значения текущих расходов и КПД гидроагрегатов в режиме онлайн. Гидравлические испытания первого гидроагрегата показали, что система функционирует в точном соответствии с ожиданиями ее разработчиков.

– Подобная система на русловых гидроэлектростанциях в России реализована впервые, – отметил директор аналитического центра по безопасности ГТС и надежности оборудования НИИЭС Владимир Щербина. – По завершении периода опытной эксплуатации предполагается тиражировать ее на аналогичные станции РусГидро.