Telem d.o.o.
ČHE Čapljina je reverzibilna črpalno-akumulacijska hidroelektrarna z lastnim naravnim dotokom v zgornji kompenzacijski bazen.
Elektrarna uporablja vode lastnega zlivnega območja, ter prelivno vodo iz dotokov iz drugih HE. Zgornji kompenzacijski bazen ima površino okrog 70 ha, volumen 7,2 hm³, uporabnega volumna pa je 6,5 hm³. Maksimalna delovna višina bazena je 231,5 m n.v., minimalna pa 224 m n.v. Uporabni volumen bazena omogoča uravnavanje vodnega pretoka tako v turbinskem kot v črpalnem režimu.
Na vhodnem objektu dovodnega tunela je nameščena rešetka, pomožni zapiralni sistem in glavni varnostni ploščati zapiralnik, ki ga poganja hidravličnim servomotor. Na koncu dovodnega tunela se nahaja zgornja vodna komora, iz katere se razdvojita dve vertikalni tlačni cevi, dolgi 620 m in premera 5250 mm. Globoko v kraškem masivu je nameščena podzemna strojnica, do katere se pride po dostopnem tunelu (7,5 x 6 m), dolgim 640 m. V podzemni strojnici so nameščeni proizvodni agregati in druga glavna oprema, komandna zgradba – večnadstropna zgradba s štirimi nadstropji – montažni plato in mostni dvigali (2 x 160 t). V razširitvi dostopnega tunela sta nameščena dva blok-transformatorja, vsak z močjo 240 MVA. Črpalni pogon reverzibilnih agregatov zahteva globoko potopitev črpalk-turbin v primerjavi s spodnjo vodo, zato je strojnica globoka 77 m, široka 24 m, dolga pa 98 m, zaradi česar je eden največjih objektov te vrste v svetu. Na koncu izpusta iz difuzorja črpalk-turbin so nameščeni ploščati varnostni zapiralniki, ki jih poganjajo hidravlični servomotorji, po en za vsako črpalko-turbino. Oba sta povezana s spodnjo vodno komoro, ki je nameščena na začetku odvodnega tunela pod pritiskom, dolžine 630 m in premera 9 m.
Objekt prehaja v spodnji kompenzacijski bazen, ki ima površino 1.000 ha in maksimalni volumen 44.000.000 m³. Spodnji kompenzacijski bazen je povezan z reko Neretvo Delovna višina v spodnjem kompenzacijskem bazenu variira med 2,30 in 5,80 m n.v.
Tehnični podatki:
Število agregatov: 2
Instalirana moč: 420 MW
Instalirani pretok: 225 m³/s
Tehnični minimum na agregat: 140 MW
Srednja letna proizvodnja: 620 GWh
Maksimalna delovna višina: 231,5 m n.v.
Minimalna delovna višina: 224 m n.v.
Dolžina dovodnega tunela: 8 km
Premer dovodnega tunela: 8 m
Leto obratovanja: 1979
ČHE Čapljina, poleg črpalnega pogona, lahko deluje tudi kot kompenzator, torej proizvaja ali odvzema jalovo energijo iz omrežja, tako v turbinskem kot črpalnem režimu vrtenja. V turbinskem režimu se agregati vrtijo v eno smer, pri neto padcu 213 m pa vsak agregat prepušča 112,5 m³/s vode. V črpalnem, nasprotnem režimu, črpajo iz spodnjega kompenzacijskega bazena 85 m³/s vode, ki jo s črpanjem prenesejo v zgornji kompenzacijski bazen, pri tem pa iz energetskih sistemov porabijo vsak po 210 MW. Možen je hiter vstop agregatov v pogon in prehod iz enega režima v drugega.
Za nadzor in optimalno upravljanje delovanja agregatov je izredno pomembno poznavanje pretoka v turbinskem in črpalnem režimu. Te vrednosti se določijo na osnovi merjenja razlike v pritiskih na vhodnem konusnem delu tlačne cevi (os konusa je na višini -30 m n.m.), na mestih različnih premerov. Pri prehodu vode skozi konus se zaradi zmanjšanja premera tlačnega cevovoda zmanjša pritisk. Razlika v pritisku, in s tem tudi pretok, se meri z diferencialnimi merilniki, enim za črpalni in enim za turbinski režim.
Merilniki so nameščeni v strojni sobi na višini -34,4 m n.m. in so vgrajeni v steno na višini 1,3 m od tal. Vsi merilni instrumenti so nameščeni tako, da omogočajo merjenje za vsak agregat posebej in za vsak režim posebej (turbinski in črpalni). Pritisk vode v tlačni cevi se prenaša na diferencialne merilnike preko merilnih vodov (nerjaveča cev 18/1,5).
V turbinskem režimu je merilni razpon diferencialnega merilnika med 0 in 140 m³/s, medtem ko normalni operativni razpon turbine znaša od 50 do 112,5 m³/s. Če pretok v turbinskem režimu znaša 110 m³/s, razlika v pritisku (učinkovit tlak) znaša 2,35 m vodnega stebra. V črpalnem režimu je merilni razpon diferencialnega merilnika med 0 in 100 m³/s, medtem ko normalni operativni razpon črpalke znaša od 80 do 90 m³/s.
Za merjenje pretoka skozi eno turbino sta vgrajena dva natančna merilnika diferencialnega tlaka, ki sta povezana na ustrezne tlačne priključke. Vsak merilni instrument ima svoj ventilski blok namenjen za zapiranje in odpiranje dovodov ter odzračevanje merilne linije. Uporabljeni so bili merilniki diferencialnega a tlaka proizvajalca Siemens in sicer merilniki iz serije Sitrans P420 z ustreznimi ventilski bloki. Merilnika za meritev pretoka v turbinskem režimu imata merilno območje 0 – 600 mbar, merilnika za meritev pretoka v črpalnem režimu pa merilno območje 0 – 250 mbar. Določanje ustrezne konstante za uporabo Bernoullijeve enačbe je bilo preprosto za turbinski režim obratovanja, saj takrat voda prosto pada po vertikalnem cevovodu in do odvzemnih tlačnih priključkov nima ovir, ki bi povzročala večje turbulence in neenakomerno gibanje vode. Za črpalni režim obratovanja pa je določanje konstante bilo nekoliko bolj zahtevo, saj ima voda v tem režimu različne hitrosti v odvisnosti od moči črpanja, še večja nevšečnost pa so fizične ovire do tlačnih priključkov za merilnike, kot so iztočna zapornica in rešetke, razni pomožni cevni priključki za tehnološko vodo in predturbinska loputa, ki vse vplivajo na določanje konstante za korensko enačbo. Po končani izvedbi so še izvedena testiranja na obeh agregatih in v obeh obratovalnih režimih. Pridobljeni rezultati se ujemajo z modelnimi izračuni pretokov. Razlika med njimi je manj kot 1%. Vse pridobljene meritve so zajete v lokalnem krmilniku, tam obdelane in poslane uporabniku za njegove potrebe. Signali se prenašajo po klasični poti preko tokovne zanke ter preko komunikacijske povezave lokalnega krmilnika in centralnega sistema vodenja.
