-
ICES VIŠJA STROKOVNA ŠOLA
Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Program: Elektroenergetika
Modul: Elektroenergetska učinkovitost in električne
instalacije
TEHNIČNO-EKONOMSKA UPRAVIČENOST
ZAMENJAVE ELEKTROSTROJNE
OPREME V HE DOBLAR I
Mentor: mag. Drago Bokal Kandidat: Peter Kovačič
Lektorica: Marta Medvešček, prof. slov.
Tolmin, junij 2014
-
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorju, g. Dragu Bokalu, za odlična predavanja
in vso podporo pri
izdelavi diplomske naloge.
Zahvala gre tudi g. Iztoku Gabrijelčiču, ki mi je kot vodja
verige HE na Soči svetoval
in predlagal literaturo. Posebna zahvala gre staršema, Dušanki
in bratu Andreju za
razumevanje, strpnost ter potrpljenje.
-
IZJAVA
Študent Peter Kovačič izjavljam, da sem avtor tega diplomskega
dela, ki sem ga
napisal pod mentorstvom mag. Draga Bokala.
Skladno s 1. odstavkom 21. člena Zakona o avtorski in sorodnih
pravicah
dovoljujem objavo tega diplomskega dela na spletni strani
šole.
Dne _____________ Podpis: __________________
-
POVZETEK
Hidroelektrarne so pomemben obnovljiv vir kakovostne električne
energije v
elektroenergetskem sistemu Slovenije. Kljub trenutni gospodarski
situaciji, tako v
Sloveniji kot tudi širše, bodo potrebe po dobavi električne
energije rasle tudi v
prihodnosti. Prav to je eden od glavnih razlogov nenehnega
posodabljanja in
nadgrajevanja energetskih objektov.
Hidroelektrarne nam zagotavljajo prepotrebno električno
energijo, brez katere si
danes niti ne moremo več zamišljati življenja. Poleg tega je pri
hidroenergiji poseben
poudarek na proizvodnji iz obnovljivih virov energije, kamor se
seveda uvršča tudi
energija iz hidroelektrarn. V današnjem obdobju, ko imamo v
ospredju besede eko,
bio, zeleno in podobna poimenovanja, je vlaganje v hidroenergijo
še toliko
pomembnejše.
V diplomski nalogi sem predstavil zgodovinski pregled delovanja
HE Doblar I. Opisal
sem način delovanja HE Doblar I in njeno vlogo v
elektroenergetskem sistemu,
predstavil sem stanje opreme pred in po prenovi ter tehnično in
stroškovno utemeljil
zamenjavo naprav.
KLJUČNE BESEDE
- HE Doblar,
- ekonomska upravičenost,
- elektrostrojna oprema,
- zamenjava.
-
ABSTRACT
The title of my graduation project is Technical - economic
justification of replacing
electro - mechanical equipment in power plant Doblar 1. Despite
the current
economic situation in Slovenia and beyond, we will need to grow
up with supply of
electricity in the future. This is one of the main reasons for
updating and upgrading
of power plants.
Hydro power plants provide us much needed electricity. Without
electricity our life is
unthinkable. In addition, hydro power plants provide us
renewable energy. In today's
time, when we are surrounded with words like eco, bio, green ...
investing in
hydropower plants is even more important.
In my graduation project I presented the historical overview of
hidro power plant
Doblar I. I described the operation mode of hidro power plant
Doblar I and its role in
the electro energetic power system, introduced conditions of the
equipment before
and after the renovation and technically and through the costs
justified the
renovation.
KEYWORDS
- hydro power plant HE Doblar,
- economical justification,
- electro–mechanical equipment,
- replacement.
-
KAZALO
1 UVOD
...............................................................................................................
1 1.1 PREDSTAVITEV PROBLEMA
...................................................................
1 1.2 PREDSTAVITEV OKOLJA
.........................................................................
1 1.3 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE
............................................................... 2
1.4 METODE DELA
.........................................................................................
2
2 ZGODOVINSKI PREGLED DELOVANJA HE DOBLAR I
.................................. 3 2.1 GRADNJA HIDROELEKTRARN NA
SOČI ................................................. 3 2.2
STROJNI DEL
............................................................................................
5 2.3 ELEKTRO DEL
..........................................................................................
5
3 NAČIN OBRATOVANJA HE DOBLAR I IN NJENA VLOGA V
ELEKTROENERGETSKEM SISTEMU
.....................................................................
7
3.1 TEHNIČNI OPIS
.........................................................................................
7 3.1.1 PREGRADA PODSELO
......................................................................
7 3.1.2 VTOČNI OBJEKT
................................................................................
8 3.1.3 DOVODNI TUNEL
...............................................................................
8 3.1.4 VODOSTAN
........................................................................................
8 3.1.5 TLAČNI TUNEL
..................................................................................
9 3.1.6 STROJNICA
........................................................................................
9 3.1.7 STROJNIČNA ZGRADBA
...................................................................
9 3.1.8 TURBINSKI JAŠKI
............................................................................
10 3.1.9 TURBINSKI IZTOK
...........................................................................
13
3.2 VLOGA HE DOBLAR I V ELEKTROENERGETSKEM SISTEMU .............
14 3.2.1 ZNAČILNOSTI HIDROPROIZVODNJE IN VLOGA HIDROELEKTRARN V
ELEKTROENERGETSKEM SISTEMU ....................... 14 3.2.2 VLOGA
HE DOBLAR I V ELEKTROENERGETSKEM SISTEMU ...... 15
4 TEHNIČNA UTEMELJITEV ZAMENJAVE NAPRAV, STANJE OBSTOJEČE OPREME
IN OCENA NJENE PREOSTALE ŽIVLJENJSKE DOBE ........................
18
4.1 VARIANTE OBNOVE PO PROJEKTU
..................................................... 18 4.2
ANALIZA IZPADA PROIZVODNJE ELEKTRIČNE ENERGIJE PO VARIANTAH
.......................................................................................................
20 4.3 PRIMERJAVA POSAMEZNIH VARIANT
................................................. 21 4.4 STROŠKOVNO
VREDNOTENJE GRADBENIH DEL PO POSAMEZNIH VARIANTAH
.......................................................................................................
22 4.5 OBSEG OBNOVITVENIH DEL NA OBJEKTIH, NAPRAVAH IN UREDITVI PO
POSAMEZNIH SKLOPIH ZA IZBRANO VARIANTO
.................................... 22
4.5.1 GRADBENI DEL
...............................................................................
22 4.5.2 STROJNI DEL
...................................................................................
22 4.5.3 ELEKTRO DEL
.................................................................................
24
4.6 OPIS IZBRANE VARIANTE
.....................................................................
28 4.6.1
SPLOŠNO.........................................................................................
28 4.6.2 POSEGI NA NIVOJU GENERATORSKE ETAŽE (ETAŽA 120,50 M N. M.)
..........................................................................................................
28 4.6.3 POSEGI NA NIVOJU ETAŽE VMESNEGA LEŽAJA (ETAŽA 114,30 M N.
M.)
..........................................................................................................
28 4.6.4 POSEGI MED ETAŽAMA (114,30–120,50 M N. M.)
......................... 28 4.6.5 POSEGI NA NIVOJU SPIRALE
........................................................ 29 4.6.6
VHOD V SN STIKALIŠČE
.................................................................
29 4.6.7 VPLIV NA OKOLJE
...........................................................................
30
-
4.6.8 STROŠKI
..........................................................................................
30 4.7 OCENA ŽIVLJENJSKE DOBE PREOSTALE OPREME
........................... 30
5 STROŠKOVNA UTEMELJITEV ZAMENJAVE OPREME
................................ 31 5.1 VREDNOST INVESTICIJE
.......................................................................
31 5.2 REZULTATI IZRAČUNA UPRAVIČENOSTI INVESTICIJE
...................... 34
5.2.1 ENOSTAVNA DOBA VRAČANJA SREDSTEV
................................. 34 5.2.2 DISKONTIRANA DOBA
VRAČANJA SREDSTEV (DVS) IN NETO SEDANJA VREDNOST (NSV)
........................................................................
38 5.2.3 INTERNA STOPNJA DONOSA
......................................................... 48 5.2.4
INDEKS DONOSNOSTI
....................................................................
54 5.2.5 RELATIVNA NETO SEDANJA VREDNOST
..................................... 55
LITERATURA IN VIRI
............................................................................................
57 KAZALO SLIK
........................................................................................................
58 KAZALO TABEL
.....................................................................................................
58 KAZALO GRAFOV
.................................................................................................
59 KRATICE IN
AKRONIMI.........................................................................................
59
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 1 od 60
1 UVOD
1.1 PREDSTAVITEV PROBLEMA
Uspešnost gospodarstva vsake države, tudi Slovenije, je v veliki
meri odvisna od
uspešnosti njenega elektroenergetskega sistema, saj je
električna energija dejavnik,
ki neposredno vpliva na pospeševanje ali omejevanje razvoja
družbe kot celote.
Začetki raziskovalnih del za gradnjo HE Doblar segajo v leto
1936. Prvi agregat je
pričel z obratovanjem leta 1939, kmalu za tem pa sta pričela
obratovati tudi
preostala dva agregata. Po skoraj 40 letih obratovanja se je po
letu 1979 začela
prva večja obnova elektrarne, ki je zajemala zamenjavo iztrošene
opreme in
preureditev za popolno lokalno avtomatizacijo in daljinsko
vodenje iz takratnega
območnega centra vodenja. Obnova, začeta leta 1979, je zajemala
zamenjavo
vzbujanja (prešli so na tiristorsko vzbujanje), zamenjavo
turbinskega regulatorja,
zamenjavo komandnih omar, signalizacije ter zamenjavo vseh
generatorskih zaščit.
Generatorji, turbine in transformatorji so ostali isti in niso
bili vključeni v obnovo.
Temeljita rekonstrukcija HE Doblar se je začela leta 2010 in se
je v letu 2014 tudi
zaključila. Rekonstrukcija v HE Doblar je zajemala zamenjavo
iztrošene
elektrostrojne opreme (generatorji, turbine, transformatorji,
zaščite, signalizacija idr.)
zaradi zagotavljanja večje učinkovitosti, razpoložljivosti in
zanesljivosti v okviru
elektroenergetskega sistema. V diplomskem delu smo proučili
smotrnost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I.
Upravičenost zamenjave elektrostrojne opreme smo proučili z
ekonomskega in
tehničnega vidika, proučili smo, kako je zamenjava prispevala k
izkoristku in večji
proizvodnji ter kako je zamenjava prispevala k učinkovitosti,
zanesljivosti in
razpoložljivosti v okviru EES (elektroenergetskega sistema).
1.2 PREDSTAVITEV OKOLJA
HE Doblar I je del verige velikih HE na Soči, s katerimi
upravljajo Soške elektrarne
Nova Gorica, d. o. o. (SENG, d. o. o.).
SENG, d. o. o. je družba, katere osnovna dejavnost je
proizvodnja električne
energije iz obnovljivih virov energije. V našem primeru je to
modra energija,
pridobljena v hidroelektrarnah na porečju reke Soče. Soča in
njeni pritoki poganjajo
5 velikih, 21 malih hidroelektrarn ter črpalno hidroelektrarno v
Avčah. Skupna
instalirana moč vseh hidroelektrarn skupaj znaša 346 MW.
S proizvodnjo električne energije iz obnovljivih virov energije
se v SENG-u ukvarjajo
že vse od ustanovitve leta 1947. Vodni potencial reke Soče in
njenih pritokov pa je že
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 2 od 60
pred tem letom zagotavljal električno energijo. Danes so Soške
elektrarne tehnološko
napredno podjetje, ki ga odlikujeta jasna razvojna strategija in
visok nivo znanja.
Zahvaljujoč jasni razvojni strategiji Soške elektrarne nenehno
vlagajo v obnovo
obstoječih hidroelektrarn, kamor sodi tudi HE Doblar I, in
gradnjo novih. Zavedati se
moramo, da je energetski potencial povodja reke Soče izkoriščen
le do slabe tretjine,
vse ostalo nam je še vedno na voljo, vendar ne za vsako ceno.
Tega se zavedajo
tudi v SENG-u, kjer umeščanje in posodabljanje HE vedno skrbno
pretehtajo in
poskušajo ohranjati naravno ravnovesje. Pridobivanje modre
energije poteka
gospodarno in ob upoštevanju okoljevarstvenih vidikov. Potrebe
po električni energiji
pa nenehno rastejo.
Od leta 2007 so Soške elektrarne v 100 % lasti HSE. Sicer so se
že leta 2001
kapitalsko povezale s HSE, vendar so se šele nekaj let pozneje
odločili za 100 %
povezanost. Vzrok temu je bilo zagotavljanje večje
konkurenčnosti, zmanjševanje
tveganj, pretok znanja in skupno sodelovanje pri projektih.
Rezultat te povezave je
tudi obnova HE Doblar I. Tu so prišli do izraza sinergijski
učinki pri povezovanju.
Slika 1: Logotip podjetja Soške elektrarne Nova Gorica, d. o.
o.
(Vir: www.seng.si)
1.3 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE
Pri raziskovanju upravičenosti zamenjave elektrostrojne opreme v
HE Doblar I je
bilo treba upoštevati, da je HE Doblar del SENG in s tem del
holdinga HSE.
V diplomski nalogi smo se omejili na zamenjavo elektrostrojne
opreme v HE Doblar I
ter na stanje obstoječe opreme in oceno njene preostale
življenjske dobe.
1.4 METODE DELA
Obravnavana tema diplomske naloge je v precejšnji meri
analitične narave.
Uporabili smo deskriptivne metode in metode raziskave v okviru
analitičnega
pristopa.
http://www.seng.si/
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 3 od 60
Deskriptivne metode:
• metoda deskripcije, s katero smo opisali razlike v delovanju
elektrostrojne
opreme v HE Doblar I pred in po zamenjavi,
• s komparativno metodo smo elektrostrojno opremo v HE Doblar I
primerjali s
prenovljeno elektrostrojno opremo HE Doblar I,
• zgodovinska metoda je prisotna v teoretičnem delu, kjer smo
predstavili
začetek delovanja HE Doblar I in njen razvoj skozi
zgodovino,
• z metodo primerjave smo v sklepu povzeli opažanja, oblikovali
lastna stališča
in sklepe.
2 ZGODOVINSKI PREGLED DELOVANJA HE DOBLAR
I
2.1 GRADNJA HIDROELEKTRARN NA SOČI
Razmišljanja o energetski izrabi Soče segajo še v čas
Avstro-Ogrske, ko je bila
ustanovljena prva vodomerna služba. Po prvi svetovni vojni so z
raziskavami za
gradnjo elektrarne Doblar I nadaljevala italijanska podjetja,
leta 1936 pa je
specializirano podjetje Rodi iz Milana že predložilo načrt
zajezitve. Določeno je bilo
mesto za jez v soteski reke Soče pri naselju Podselo in lokacija
strojnice HE Doblar
v naselju Doblar. Prvi agregat je pričel z obratovanjem leta
1939, kmalu za tem sta
pričela obratovati tudi preostala dva agregata. Do leta 1947 je
elektrarna Doblar
proizvajala energijo za takratno italijansko elektroenergetsko
omrežje. V obdobju po
drugi svetovni vojni sta HE Doblar I in Plave I s svojimi
zmogljivostmi zadovoljevali
kar 40 % slovenskih potreb po električni energiji. Po skoraj 40
letih obratovanja se je
po letu 1979 začela prva večja obnova elektrarne, ki je zajemala
zamenjavo
iztrošene opreme in preureditev za popolno lokalno
avtomatizacijo in daljinsko
vodenje iz takratnega območnega centra vodenja. Obnova, začeta
leta 1979, je
zajemala zamenjavo vzbujanja (prešli so na tiristorsko
vzbujanje), zamenjavo
turbinskega regulatorja, zamenjavo komandnih omar, signalizacije
ter zamenjavo
vseh generatorskih zaščit. Generatorji, turbine in
transformatorji so ostali isti in niso
bili vključeni v obnovo. Temeljita rekonstrukcija HE Doblar, ki
je zajela tudi
generatorje, turbine in transformatorje, je trajala od leta 2010
do leta 2014, ko je bila
zaključena.
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 4 od 60
Slika 2: Gradnja pregrade Podselo 1937
(Vir: www.seng.si)
Slika 3: Pregrada Podselo
(Vir: www.seng.si)
Slika 4: Elektrarniško naselje v Doblarju okrog leta 1940
(Vir: www.seng.si)
http://www.seng.si/http://www.seng.si/http://www.seng.si/
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 5 od 60
2.2 STROJNI DEL
Trije vertikalni agregati HE Doblar I s francisovim gonilnikom
in sinhronskim
generatorjem so bili v obratovanju od leta 1939 in so do leta
1947 oddajali električno
energijo v takratno italijansko omrežje. Sicer pa so podatki
treh turbin, ki so kar 74
let oddajale električno energijo, naslednji:
2x 1x
proizvajalec: RIVA Milano Litostroj
leto izdelave: 1936 2001
vrtilna hitrost: prvotno 252 min-1, kasneje 300 min-1 300
min-1
nazivni padec: 44 m 45 m
nazivni pretok: 30 m³/s 35 m³/s
nazivna moč: 11.360 kW 14.400 kW
nazivni premer: 2100 mm 2176 mm
število gonilnih lopat: 14 11
število vodilnih lopat: 24 24
V letu 1950 so primorske elektrarne v povezavi z ostalim
slovenskim omrežjem
prešle s frekvence 42 na 50 Hz, s čimer so agregati prešli z 252
min-1 na 300 min-1.
S tem se je povečal pretok in moč turbin, premik obratovalne
točke v področje večje
kavitacijske ogroženosti pa je povzročil kavitacijske poškodbe
na gonilnikih. To je
privedlo do kasnejše zamenjave gonilnikov turbin 3 in 2 z novima
gonilnikoma, ki ju
je Litostroj izdelal po prvotni hidravlični obliki. Pri turbini
številka 1 je do leta 2001
ostal vgrajen originalni gonilnik RIVA, dodatno so bile varjene
le kavitacijske
poškodbe. Nova turbina proizvajalca Litostroj, vgrajena leta
2001 v agregat številka
1, je bila prilagojena za obratovanje z omrežno frekvenco 50 Hz.
Projektirana je bila
za obratovanje pri manjših pretokih, kot sta jih dosegala
agregata 2 in 3, a z boljšim
izkoristkom. Skladno s hidravličnim modelom so bile predelane
tudi predvodilne in
vodilne lopatice. Iz inoxa uliti francisov turbinski gonilnik je
imel 14 lopat pri
gonilnikih prvotne hidravlične oblike, gonilnik iz leta 2001 pa
11 lopat. Temeljita
prenova opreme je bila nujno potrebna za zanesljivo in varno
obratovanje agregatov
v prihodnje.
2.3 ELEKTRO DEL
V HE Doblar I so bili vgrajeni trije vertikalni agregati s
Francisovimi turbinami.
Generatorji proizvajalca BBC Milano so bili prvotno izdelani za
frekvenco omrežja 42
Hz z nazivnimi vrtljaji 252 min-1. Po priključitvi Primorske k
Jugoslaviji leta 1947 se je
HE vključila v slovensko električno omrežje, kar je po letu 1950
zahtevalo prehod od
42 Hz na 50 Hz (oziroma 300 min-1). Leta 1963 se je z elaboratom
ugotovilo nove
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 6 od 60
tehnične karakteristike, ki določajo nove obratovalne parametre
za trajno
obratovanje generatorjev z naslednjimi tehničnimi podatki:
• nazivna moč: 16 MVA,
• nazivna napetost: 10,5 kV +5 % do –10 %,
• nazivni tok: 875 A +10 % do –5 %,
• nazivni cos : 0,75,
• nazivna frekvenca: 50 Hz,
• nazivno število vrtljajev: 300 min-1,
• pobeg: 598 min-1,
• hlajenje: zaprto zračno preko vodnih izmenjevalnikov,
• razred izolacije: B na statorju in rotorju.
Slika 5: Strojnica HE Doblar I pred obnovo
(Vir:http://www.seng.si/mma_bin.php/$fId/2008092508064352/$fName/
HE+Doblar+1.pdf)
Z rednim vzdrževanjem se je obratovalna sposobnost naprav
ohranjala na visokem
tehničnem nivoju. Po skoraj 40-letnem obratovanju se je po letu
1979 pričelo z
obnovo sekundarne elektro opreme in avtomatizacijo elektrarne
ter pripravami za
daljinsko vodenje. V tem obsegu je bil zamenjan tudi vzbujalni
sistem agregatov.
Primarna oprema HE (turbine z izjemo pri prvem agregatu,
generatorji, hladilni
sistem) je ostala nespremenjena 74 let. Primarna elektro oprema
HE Doblar I je bila
zaradi svoje starosti dotrajana in zastarela (z izjemo dela
opreme, ki je bila dotlej
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 7 od 60
prenovljena). Temeljita in celovita prenova elektro opreme je
bila nujno potrebna za
zanesljivo in varno obratovanje agregatov in HE kot celote v
prihodnje.
Rekonstrukcija v HE Doblar I je zajemala zamenjavo iztrošene
elektrostrojne
opreme (generatorji, turbine, transformatorji, zaščite,
signalizacija idr.) zaradi
zagotavljanja večje učinkovitosti, razpoložljivosti in
zanesljivosti v okviru
elektroenergetskega sistema.
Prenova HE Doblar I je zajela prenovo treh agregatov in vseh
pomožnih sistemov in
naprav obstoječe HE, zgrajene že leta 1939.
3 NAČIN OBRATOVANJA HE DOBLAR I IN NJENA
VLOGA V ELEKTROENERGETSKEM SISTEMU
3.1 TEHNIČNI OPIS
HE Doblar I je akumulacijsko derivacijska hidroelektrarna, ki
skupaj s HE Doblar 2
obratuje v odvisnosti od razpoložljivih pretokov; lahko tudi
vršno po principu dnevne
izravnave pretokov. HE Doblar I sestavljajo naslednji glavni
pogonski objekti, in
sicer:
• pregrada Podselo,
• vtočni objekt,
• dovodni tunel,
• vodostan,
• strojnica,
• odvodni tunel.
3.1.1 PREGRADA PODSELO
Pregrada Podselo uvozno ustvarja akumulacijsko jezero, ki
zajezuje Sočo in deloma
tudi izlivni krak Idrijce do nivoja 153,00 metrov nad morjem (m
n. m.). HE Doblar 1
ima skupaj s HE Doblar 2 možnost prilagajanja obratovanja
dnevnemu konzumu
porabe električne energije z variabilnim obratovanjem po
principu dnevne izravnave
naravnega dotoka Soče, tako da akumulacija zaradi tega dnevno
niha med
nivojema 153 in 151 m n. m. Po konstrukcijski zasnovi je
težnostno-ločnega tipa
višine 30 m, v sredini je opremljena z dvema izpustoma za visoko
vodo, prav tako
pa ima še dva dodatna evakuacijska organa kot temeljna izpusta v
levem in desnem
bloku pregrade.
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 8 od 60
Slika 6: Jez Podselo na reki Soči
(Vir: www.izvrs.si, foto: N. Smolar-Žvanut)
3.1.2 VTOČNI OBJEKT
Vtočni objekt je lociran na desnem bregu v neposredni bližini
pregradnega profila.
Vtok je opremljen z jeklenimi tablastimi zapornicami za primer
revizije dovodnega
sistema.
3.1.3 DOVODNI TUNEL
Dovodni tunel poteka v desnem bregu Soče. Dolvodno od pregrade
premošča potok
Ušnik v sklopu težnostne pregradne konstrukcije, ki uzvodno
ustvarja manjšo
akumulacijo. Dolžina dovodnega tunela je 3.567 m, notranji
premer je 5,6 m.
Tunelska obloga je armiranobetonska, debeline 30 cm.
3.1.4 VODOSTAN
Na koncu dovodnega tunela se nad njim nahaja vodostan, ki je
eliptičnega
tlorisnega preseka z varnostnim prelivom. Prelivna količina v
vodostanu se skozi
tunel odvaja v strugo Doblarca. V nadaljevanju vodostana v smeri
proti strojnici je
lociran vodni stolp, na katerega so priključeni vsi trije tlačni
tuneli. Vsakega od treh
tlačnih tunelov je možno z vrha vodnega stolpa zapreti z jekleno
tablasto zapornico.
https://www.google.si/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=25ZjC7lJ0G_QuM&tbnid=v_XerF-qCDg3yM:&ved=0CAQQjB0&url=http%3A%2F%2Fwww.izvrs.si%2Fch2oice%2F&ei=z2FFU5Vkwte1BtTAgNAP&bvm=bv.64507335,d.bGQ&psig=AFQjCNH3zFr_BwGPc5nSDbTwOAJvyGuL3A&ust=1397142329999999
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 9 od 60
3.1.5 TLAČNI TUNEL
Tlačni tunel poteka od vodnega stolpa do turbinskega jaška, in
sicer v zgornjem delu
kot tlačni tunel premera 3,2 m, zadnjih 10 m pa je izveden v
jekleni oblogi kot tlačni
cevovod spremenljivega krožnega preseka od premera 3,2 m do 2,4
m in je intaktno
zabetoniran do hribine. Tlačni cevovod vstopa v turbinski jašek
na koti 107,50 m n.
m. (os cevovoda).
3.1.6 STROJNICA
Strojnica HE Doblar I predstavlja kompleks večjega števila
objektov, ki so v glavnem
podzemne, deloma pa tudi nadzemne izvedbe. V grobem lahko
strojnico razdelimo
na naslednje objekte:
• upravna zgradba (komanda, delavnice, transportni šaht), ki
leži neposredno
ob regionalni cesti Nova Gorica–Bovec,
• transformatorski boksi zunanje izvedbe v neposredni bližini
upravne zgradbe,
• stikališče v neposredni bližini upravne zgradbe med regionalno
cesto in
transformatorskimi boksi,
• strojnična zgradba s tremi turbinskimi jaški,
• povezovalni tunel za osebni prehod med upravno zgradbo in
galerijo
strojnice,
• povezovalno-transportni tunel med upravno zgradbo (transportni
šaht) in
galerijo strojnice,
• razni kabelski in drenažni tuneli.
3.1.7 STROJNIČNA ZGRADBA
Strojnična zgradba je v celoti podzemne izvedbe. Na nivoju
120,50 m n. m. leži
montažni plato, ki je istočasno tudi generatorska etaža.
Strojnična galerija na tej koti
je pravokotnega preseka v tlorisnih izmerah 13,8 x 41,25 m.
Strop galerije na tej koti
je ločne oblike s temenom na koti 136,45 m n. m. V vzdolžni
smeri zgradbe potekata
na nivoju 131,50 m n. m. na obeh straneh galerije nosilca
mostnega dvigala. Ta se
opirata na armiranobetonske stebre 1 x 1 m, ki potekajo v rastru
od 4,5 do 5,5 m.
Prostor med stebri kot tudi del nad žerjavno progo zapira
armiranobetonska stena
debeline 25 cm. Stropna konstrukcija je armiranobetonski obok
debeline 25–35 cm.
Primarna konstrukcija strojnične galerije je izvedena neposredno
na hribinsko
osnovo in je od zgoraj opisane konstrukcije umaknjena navzven za
cca 70 cm.
Prostor med obema ravninama konstrukcije služi primarno kot
drenažni prostor,
deloma pa se koristi tudi za vodenje posamenznih cevovodov
(drenažna in hladilna
voda). Vzdolžno ob nizvodni steni galerije so nameščene elektro
omare.
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 10 od 60
Slika 7: Strojnica in komandne omare HE Doblar I
(Vir: Peter Kovačič)
3.1.8 TURBINSKI JAŠKI
Pod koto 120,50 m n. m. potekajo za vsak agregat posebej trije
med seboj ločeni
turbinski jaški do najnižje kote 104,40 m n. m. v tlorisnem
gabaritu 9,3 x 10 m. Jaški
so med seboj ločeni z armiranobetonsko steno debeline 1,5 m. Na
spodnji koti na
nivoju 107 m n. m. je med njimi možen osebni prehod, ki ga
zapirajo masivna
jeklena vodotesna vrata. Od konca tlačnega cevovoda, ki v
turbinski jašek vstopa na
koti 107,50 m n. m., poteka predturbinski kroglasti zasun, ki je
temeljen na
samostojnem armiranobetonskem podstavku. V nadaljevanju
kroglastega zasuna
sledi jeklena spirala Francisove turbine, ki je do polovice
svoje višine obbetonirana,
tj. do kote 107,50 m n. m. Spirala se na nizvodnem delu
turbinskega jaška zareže v
nizvodno steno izven njegovega notranjega gabarita, tako da je
na tem delu spirala
skoraj po celotnem preseku obbetonirana do same hribinske
osnove. Za uzvodno
steno vsakega turbinskega jaška se nahaja niša, v kateri so
nameščene drenažne
črpalke. Niša poteka do kote 120,50 m n. m. in je tako povezana
z drenažnim
prostorom strojnične galerije. Skozi nišo poteka napeljava
hladilne in drenažne
vode. Turbinski sifon je jeklene izvedbe. Na mestu sifona je
jašek še dodatno
poglobljen, tako da znaša najnižja kota sifona 100,00 m n. m. in
hribinska podlaga
99,50 m n. m. Sifon je do hribinske osnove intaktno
obbetoniran.
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 11 od 60
Slika 8: Turbinski ležaj HE Doblar I
(Vir: Peter Kovačič)
Na nivoju 114,50 m n. m. je locirana etaža, na kateri leži
vmesni turbinski ležaj.
Konstrukcija te etaže je armiranobetonska plošča debeline 50 cm,
ki je na eni strani
naslonjena na nizvodno steno turbinskega jaška, na drugi strani
pa se plošča
naslanja na nosilec, ki je hkrati tudi parapetni zid te etaže.
Tloris vmesne etaže
zavzema cca 50 % osnovnega gabarita jaška, tako da znaša
tlorisna izmera te
etaže cca 5 x 10 m. Poleg vmesnega turbinskega ležaja se na tej
koti nahajajo še
generatorski izklopi in nekatere pomožne naprave za hladilni
sistem generatorja.
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 12 od 60
Slika 9: Srednji vodilni ležaj HE Doblar I
(Vir: Peter Kovačič)
Generatorska etaža je na nivoju 120,50 m n. m. Nosilno
konstrukcija, na katero
nalegajo generator (stator, rotor), glavni nosilni ležaj ter
turbinska gred s tekačem
Francisove turbine, sestavlja glavni oz. primarni
armiranobetonski nosilec preseka
2,8 x 3,1 m, ki premošča turbinski jašek na razponu 10 m. Prečno
potekata na vsaki
strani pod generatorjem sekundarna armiranobetonska nosilca
preseka 0,8 x 2,0 m
in se naslanjata na eni strani na primarni nosilec, na drugi
strani pa na nizvodno
nosilno steno turbinskega jaška. Vmesni prostor med nosilci
predstavlja
armiranobetonska plošča debeline 60 cm. Na nivoju 120,50 m n. m.
se osnovni
notranji gabarit turbinskega jaška zoža na presek 10,0 x 3,5 m,
skozenj poteka tudi
ves transport strojne opreme v času remontov. Prostor med obema
nivojema, tj.
120,50 in 114,30 m n. m., je deloma zaprt še z lažjo
konstrukcijo na nivoju 116,50 m
n. m. (armiranobetonska plošča debeline 12 cm). V tem zaprtem
delu so nameščeni
hladilniki generatorja.
Pod koto 120,50 m n. m. ob nizvodnem delu strojnične galerije
poteka drenažni oz.
kabelski kanal preseka 1,5 x 1,5 m z obokanim stropom, skozi
katerega se odvaja
vsa drenažna kot tudi hladilna voda v spodnjo vodo. Kanal poteka
deloma pod
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 13 od 60
pristopnim (transportnim) tunelom, kjer se nahaja tudi vstopni
jašek. Drenažni kanal
se zaključi v desnem bregu Soče približno nad turbinskimi iztoki
na nivoju 118 m n.
m. Iztok je opremljen z varnostno jekleno tablasto zapornico na
elektromotorni
pogon. V primeru zaprtja iztoka kanala ob visoki spodnji vodi se
vsa drenaža
prečrpa v spodnjo vodo.
Posamezne etaže turbinskega jaška so med seboj povezane s
kovinskimi
stopnicami.
Slika 10: Turbinski prostor
(Vir: Peter Kovačič)
3.1.9 TURBINSKI IZTOK
Odvodni sistem HE Doblar I je izveden ločeno za vsako enoto
posebej. Od
zaključka sifona potekajo trije samostojni odvodni tuneli
podkvastega preseka
premera 5 m s polkrožno kaloto. Dolžine tunelov znašajo od 108
do 143 m. 7 m
dolvodno od konca sifona se nad srednjim iztokom nahaja
vertikalni odzračevalni
jašek premera 1,4 m, ki se na koti 124 m n. m. zaključi v
odzračevalnem tunelu.
Vhodni portal v odzračevalni tunel je v desnem bregu Soče tik
nad portalom
iztočnega objekta HE Doblar 2. Odzračevalna jaška nad drugima
dvema odvodnima
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 14 od 60
tuneloma se na višini 112,9 m n. m. (os priključka) priključita
na že opisani sredinski
jašek. Odvodni sistem zato ni popolnoma ločen.
Slika 11: Iztočni rovi HE Doblar I
(Vir: Peter Kovačič)
V času izvajanja remontnih del na turbinski opremi se običajno
zapira vrh sesalne
cevi s slepo prirobnico, ki služi kot zaščita pred visoko vodo
Soče. V nasprotnem
primeru lahko pri visokih vodah Soče nad 600 m³/s pride do
preplavljenja
turbinskega jaška, kar se je že zgodilo.
3.2 VLOGA HE DOBLAR I V ELEKTROENERGETSKEM SISTEMU
3.2.1 ZNAČILNOSTI HIDROPROIZVODNJE IN VLOGA HIDROELEKTRARN V
ELEKTROENERGETSKEM SISTEMU
»Hidroelektrarne sodijo med obnovljive vire energije in so
izredno zaželene v
vsakem elektroenergetskem sistemu, še zlasti z rezervoarji vode
– akumulacijami.
Zasnova hidroelektrarne je v tesni povezavi z okoljskimi
problemi in doseganjem
večstranskih učinkov, ne le energetskega.
Glede na različne tehnične izvedbe, topografijo, izkoristljiv
padec, energetsko vlogo,
instalirano moč in vodnogospodarsko izrabo delimo elektrarne na
naslednje glavne
skupine:
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 15 od 60
• rečne elektrarne, največkrat pretočne elektrarne (sem sodijo
tudi elektrarne z
manjšimi akumulacijami);
• akumulacijske elektrarne;
• črpalne elektrarne;
• ostale elektrarne.
Rečne elektrarne – pretočne elektrarne izkoriščajo vodno
energijo naravnega
dotoka reke in so primerne za kritje osnovnega dela
obremenilnega diagrama
elektroenergetskega sistema. V sistemu, kakršen je slovenski
EES, so pomembne
tudi manjše akumulacije, saj večjih ni. Tudi manjše akumulacije
izkoriščamo za
delno kritje vršnih obremenitev, pa tudi za sistemske storitve
(primarna, sekundarna
regulacija). Pretočne rečne elektrarne z malimi akumulacijami
nimajo vse leto
možnosti, da vstopajo v sistemske regulacije niti ne v
pokrivanje dnevnih vršnih
obremenitev. Njihova sistemska vloga je časovno omejena. Posebno
vlogo imajo
rečne elektrarne na eni reki, ko obratujejo v posebnem režimu
»pretočne
akumulacije«. Naziv »pretočna« je pomensko nasproten nazivu
»akumulacijska«.
Povezava obeh nazivov označuje sistem elektrarn za čim boljše
izkoriščanje
možnosti fleksibilnosti, ki jih nudijo akumulacijski bazeni.
Drug naziv za pretočne
akumulacije v verigi elektrarn je tudi »elektrarne v kaskadi«.
Ta tip elektrarn je
posebnega pomena za Slovenijo, saj je prvi sistem kaskadnih
elektrarn že dograjen
na Dravi, drugi na Savi pa se gradi. Tudi elektrarne na Soči
obratujejo upoštevajoč
delovanje prejšnje elektrarne in upoštevajoč omejitve iztoka iz
zadnje elektrarne.
Praviloma naj bi imela prva elektrarna v kaskadi večjo
akumulacijo, ki bi jo
izkoriščale tudi ostale elektrarne. Dejansko pa so akumulacije
tam, kjer so dane
okoljske možnosti. Naloga obratovanja in optimizacije v centru
vodenja pa je, da je
fleksibilnost elektrarn izkoriščena v čim večji meri. Zadnja
akumulacija ne služi v
energetske namene, temveč za zadostitev vodnogospodarskih pogodb
z nadaljnjimi
koristniki reke. Običajno je ta koristnik druga pokrajina ali
druga država.
Veriga elektrarn pridobiva tekoče informacije o predhodnem
koriščenju reke in
pretokih, ki vstopajo v sistem kaskadnih elektrarn običajno na
osnovi meddržavnih
pogodb.
Vsaka elektrarna ima omejitve pri koriščenju vodnega bazena, ki
jih podaja
maksimalna in minimalna vodna gladina bazena in hitrost
praznjenja. Denivelacija
se mora gibati le v dovoljenem območju.« (Hrovatin, 1932, str.:
38–40)
3.2.2 VLOGA HE DOBLAR I V ELEKTROENERGETSKEM SISTEMU
HE Doblar I letno proizvede povprečno 73,00 GWh električne
energije, kar v
slovenskem merilu predstavlja 0,99 % skupno proizvedene
električne energije med
vsemi proizvajalci. V kategoriji HE pa delež HE Doblar I
predstavlja 4,3 % skupno
proizvedene električne energije. V letu 2012 so v SENG-u
proizvedli 454.152 MWh
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 16 od 60
električne energije. Sicer pa družba SENG poleg manjših HE na
pritokih Soče
upravlja z elektrarnami Doblar I in II, Plave I in II, HE Solkan
ter črpalno HE Avče.
Hidroelektrarna Instalirana
moč (MW)
Začetek
obratovanja
Upravljalec
Doblar 1 30 1939 SENG
Doblar 2 40 2002 SENG
Plave 1 15 1940 SENG
Plave 2 20 2002 SENG
ČHE Avče 185 2010 SENG
Solkan 32 1984 SENG
Tabela 1: Instalirana moč verige HE na Soči
(Vir: http://sl.wikipedia.org/wiki/Soča)
Vrsta proizvodnje Proizvodnja
(GWh)
Delež
(%)
Proizvodnja
– 50 % NEK
(GWh)
Delež
(%)
Jedrska elektrarna 5.902 39,0 2.951 24,2
Termoelektrarne 4.916 32,5 4.916 40,3
Hidroelektrarne 3.420 22,6 3.420 28,1
Drugi manjši proizvajalci (na prenosnem omrežju) 497 0,6 497
0,8
Drugi manjši proizvajalci (na distribucijskem omrežju) 803 5,3
803 6,6
Skupaj 15.137 100,0 12.186 100,0
Tabela 2: Deleži različnih vrst proizvodnje električne energije
v Sloveniji
(Vir: http://www.agen-
rs.si/sl/informacija.asp?id_informacija=722&id_meta_type=29&type_informacij)
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 17 od 60
Graf 1: Letna proizvodnja in poraba električne energije v
Sloveniji do leta 2030 po
obravnavanem scenariju
(Vir:
http://www.mgrt.gov.si/fileadmin/mgrt.gov.si/pageuploads/Energetika/Dokumenti/Str
at_pomen_JE.pdf)
Graf 2: Napoved cen produktov električne energije po
obravnavanem scenariju
(Vir:
http://www.mgrt.gov.si/fileadmin/mgrt.gov.si/pageuploads/Energetika/Dokumenti/Str
at_pomen_JE.pdf)
http://www.mgrt.gov.si/fileadmin/mgrt.gov.si/pageuploads/Energetika/Dokumenti/Strat_pomen_JE.pdfhttp://www.mgrt.gov.si/fileadmin/mgrt.gov.si/pageuploads/Energetika/Dokumenti/Strat_pomen_JE.pdf
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 18 od 60
V okviru EES-ja je HE Doblar I pomembna zaradi konične in
trapezne moči,
možnosti regulacije moči in frekvence, regulacije napetosti in
jalovih moči, možnosti
črnega starta “black start” ob razpadu elektroenergetskega
sistema in hitrega
prevzema moči ob izpadu zmogljivosti. Vloga verige HE oz. HE
Doblar I na Soči
bistveno povečuje delež OVE v elektroenergetiki. HE Doblar I
izboljšuje kakovost
dobavljene električne energije odjemalcem pri nestalnosti
proizvodnje OVE ter ima
dolgo življenjsko dobo.
4 TEHNIČNA UTEMELJITEV ZAMENJAVE NAPRAV,
STANJE OBSTOJEČE OPREME IN OCENA NJENE
PREOSTALE ŽIVLJENJSKE DOBE
4.1 VARIANTE OBNOVE PO PROJEKTU
Obnova HE Doblar I je potekala po redosledu od 3(C), 2(B) in
1(A), kar v praksi
pomeni, da je bil vsako leto v rekonstrukciji le en agregat,
ostala dva sta normalno
obratovala. Dopustne so bile le kratkotrajne zaustavitve celotne
HE Doblar I zaradi
posega na 110 kV in 10 kV zbiralnice. Sicer pa so bile na voljo
tri idejne rešitve:
• Varianta 1 – zamenjava elektrostrojne opreme (Francisova
turbina (spirala in
gonilnik), predturbinski zasun, generator, ostala elektrostrojna
oprema).
• Varianta 2 – Zamenjava elektrostrojne opreme kot v varianti 1
in spust
generatorja na nižjo etažo; obsežna gradbena dela.
• Varianta 3 – Zamenjava elektrostrojne opreme (Kaplanova
turbina,
predturbinski zasun, generator, ostala elektrostrojna oprema);
zelo obsežna
gradbena dela.
V vseh treh variantah so bila predvidena tudi dela na
transformatorjih in stikališču
(zamenjava elektro opreme) s spremljajočimi manjšimi gradbenimi
deli. Ta dela so
bila predvidena v vseh treh variantah in niso vplivala na izbiro
optimalne variante.
Obseg gradbenih del po posameznih variantah:
VARIANTA 1
• Na dnu turbinskega jaška na nivoju 107,50 m n. m. je bilo
predvideno
izsekavanje dela nizvodne stene jaška ter odstranjevanje
obstoječega
betona do določene kote pod špiralo ter izvedba nove
armiranobetonske
konstrukcije spirale, delno odstranjevanje armiranobetonskega
podstavka
predturbinskega zasuna in izvedba nove armiranobetonske
konstrukcije
podstavka.
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 19 od 60
• Na nivoju vmesnega ležaja 114,30 m n. m. je bilo predvideno
delno
odstranjevanje obstoječe konstrukcije za namestitev vbetoniranih
delov
konstrukcije novega vmesnega ležaja (sekundarni beton).
• Na nivoju generatorske etaže 120,50 m n. m. je bilo predvideno
delno
odstranjevanje obstoječe konstrukcije za namestitev vbetoniranih
delov
konstrukcije statorja generatorja (sekundarni beton).
• Manjša gradbena dela na popravilu sten turbinskega jaška
(zaščita proti
vlagi) ter obrtniška dela, potrebna zaradi poškodb, nastalih
med
rekonstrukcijo.
VARIANTA 2
• Po tej varianti so bila predvidena obsežna gradbena dela na
120,50 m n. m.,
kjer bi bilo potrebno obstoječo konstrukcijo z delno
odstranitvijo prilagoditi
gabaritom novega generatorja; medtem ko je bila na nižji etaži
114,30 m n.
m. predvidena izvedba nove nosilne konstrukcije generatorja.
• Na dnu turbinskega jaška na nivoju 107,50 m n. m. je bilo
predvideno
izsekavanje dela nizvodne stene jaška ter odstranjevanje
obstoječega
betona do kote 105 m n. m. pod spiralo ter izvedba nove
nosilne
armiranobetonske konstrukcije spirale; delno odstranjevanje
armiranobetonskega podstavka predturbinskega zasuna in izvedba
nove
armiranobetonske konstrukcije podstavka.
• Odstranjevanje (izsekavanje) dela primarnega nosilca
generatorja, obeh
sekundarnih nosilcev ter stropne plošče na nivoju 120,50 m n.
m.,
odstranjevanje nizvodne stene jaška po celotni širini do nivoja
113,70 m n.
m., odstranjevanje nosilne konstrukcije (armiranobetonska plošča
60 cm) na
nivoju 114,30 m n. m. Sprotno z odstranjevanjem nizvodne stene
jaška
zaradi potrebne razširitve generatorske etaže je bilo predvideno
tudi
odstranjevanje dela hribinske osnove, za kar bi bila potrebna
tudi
zavarovalna dela pri izkopih (brizgani beton, sidra, mrežasta
armatura).
• Izvedba nove nosilne konstrukcije generatorja na nivoju 114,30
m n. m. in
nove nizvodne stene turbinskega jaška med nivojema 114,30 m n.
m. in
120,50 m n. m. Dobetoniranje manjkajočega vmesnega dela vmesnih
ab
sten med turbinskimi jaški. Nad generatorsko etažo je bila na
nivoju 120,50
m n. m. predvidena konstrukcija lažje izvedbe, ki se lahko v
času remontov
(demontaža generatorja) brez večjih težav odstrani, v nasprotnem
primeru je
treba odprtino ograditi z varnostno ograjo.
• Manjša gradbena dela na popravilu sten turbinskega jaška
(zaščita proti
vlagi) ter obrtniška dela, potrebna zaradi poškodb, nastalih
med
rekonstrukcijo.
VARIANTA 3
• Ta varianta bi zahtevala zelo obsežna gradbena dela na samem
turbinskem
jašku kot tudi na tlačnem tunelu in odvodnem sistemu.
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 20 od 60
• Zaradi potrebne potopitve agregata (Kaplanova turbina) bi se
os znižala
(102,50 m n. m.) za cca 5 m od višine pred obnovo. Enako bi bilo
potrebno
poglobiti tudi turbinski jašek, kar pomeni odstranjevanje
masivnih betonov in
dodatne izkope v hribini. Zaradi podbetoniranja obstoječih sten
jaška bi delo
zaradi varnosti potekalo sukcesivno (izkopi, podbetoniranje
sten) z vsemi
potrebnimi zavarovalnimi deli pri izkopih.
• Zaradi hidravlično ugodne izpeljave natočnega dela bi bilo
težko uporabiti
obstoječi cevovod, ker bi bilo treba v jašku izvesti dvojni
zavoj cevovoda za
prehod na 5 m nižjo koto z vmesnim predturbinskim zasunom. Zato
bi bilo
smiselno tlačni cevovod paralelno spustiti na predvideno koto
osi nove
spirale. To bi praktično pomenilo popolnoma nov tlačni
cevovod.
• Podobna problematika se je pojavila tudi na sifonu, kjer je
bila predvidena
kompletna izdelava novega sifona z navezavo na odvodni tunel z
vso
spremljajočo problematiko pri izkopnih delih.
• Generatorska etaža bi bila v tej varianti predvidena približno
na nivoju
obstoječe spirale, tj. na koti 107,50 m n. m. Obstoječa
konstrukcija na nivoju
114,30 m n. m. bi se v celoti odstranila, medtem ko bi se na
koti 120,50 m n.
m. odstranila do mere (enako, kot je opisano v varianti 2), da
je omogočena
neovirana montaža generatorja.
4.2 ANALIZA IZPADA PROIZVODNJE ELEKTRIČNE ENERGIJE
PO VARIANTAH
Pri izračunu izpada proizvodnje v času obnove se je čas omejil
na obdobje treh let,
znotraj katerih so bili predvideni izpadi agregatov po
posameznih variantah. Pri tem
se je upoštevalo obratovanje po dotoku in izračun deleža
proizvodnje posameznega
agregata.
V varianti 1 bi znašal izpad enega agregata cca 10 mesecev.
Obnova naslednjega
agregata sledi po dokončanju predhodnega agregata. Po tej
varianti sta v
obratovanju vedno 2 agregata.
V varianti 2 je bilo predpostavljeno, da bi se zaradi obsežnosti
gradbenih del
obnovile vse tri enote hkrati. Izpad prvega agregata bi trajal
16 mesecev, izpad
drugega 18 mesecev, izpad tretjega pa 20 mesecev. Z enakim
zamikom dveh
mesecev je bilo predvideno vključevanje obnovljenih agregatov v
pogon.
V varianti 3 je bilo prav tako predpostavljeno, da bi se zaradi
obsežnosti gradbenih
del obnovile vse tri enote hkrati. Po tej varianti bi znašal
izpad prvega agregata 23
mesecev, izpad drugega 25 mesecev in izpad tretjega 27 mesecev.
Z enakim
zamikom dveh mesecev je bilo predvideno vključevanje obnovljenih
agregatov v
pogon.
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 21 od 60
Izpadi proizvodnje po posameznih variantah bi bili
naslednjii:
Varianta 1 – 16 GWh
Varianta 2 – 46 GWh
Varianta 3 – 64 GWh
Izpadi proizvodnje električne energije pri ceni 50 EUR/MWh po
posameznih
variantah znašajo:
Varianta 1 – 0,8 mio EUR
Varianta 2 – 2,3 mio EUR
Varianta 3 – 3,2 mio EUR
4.3 PRIMERJAVA POSAMEZNIH VARIANT
• V vseh variantah, še posebej pa pri variantah 2 in 3, bi bilo
treba računati z
zamudnimi vertikalnimi transporti (transportni tunel, materialni
šaht).
• Varianto 2 in 3 bi glede na varianto 1 bremenila še izgubljena
proizvodnja, ki
bi nastala zaradi razlike v trajanju izvedbe posamezne
variante.
• Spuščanje nivoja generatorske etaže (varianta 2 in 3) bi
predstavljalo tudi
določeno stopnjo tveganja za preplavljanje turbinskega jaška
oz.
generatorske etaže, zaradi povezanega odvodnega sistema. Za
popolno
varnost bi morali prekiniti povezavo odvodnih tunelov s skupnim
centralnim
odzračevalnim jaškom, ki leži nad srednjim odvodnim tunelom.
Dograditi bi
bilo treba dva nova odzračevalna jaška.
• Obratovanje HE Doblar I pri višjih pretokih od cca 600 m³/s ni
smiselno, saj
gre za majhna trajanja, ki za večletno povprečje (1961–1990)
znašajo cca 2–
3 dni letno. Povprečno število ur v obravnavanem obdobju, ko je
bil urni
pretok nad 600 m³/s, je okrog 200, kar pomeni manj kot 3
GWh/leto
proizvedene električne energije. Da bi omogočili varno
obratovanje tudi pri
visokih vodah (nad koto 113), bi bilo treba rekonstruirati
odvodni sistem, kar
pomeni izvedbo vodostanskih jaškov nad vsakim odvodnim
tunelom.
Gradnja takšnih konstrukcij bi bila zaradi težkega dostopa
precej zamudna,
draga in ne opravičuje ekonomskih koristi.
• Etapnost gradnje nima posebnih energetskih koristi, kvečjemu
nevšečnosti
zaradi potrebne zaščite delujočih enot, ki pa v nobenem primeru
ni popolna,
še posebej v varianti 2 in 3, ko bi šlo za obsežna gradbena
dela. Glede na
dejstvo, da HE Doblar II obratuje ločeno, bi bila logična
zamenjava vseh treh
agregatov hkrati.
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 22 od 60
4.4 STROŠKOVNO VREDNOTENJE GRADBENIH DEL PO
POSAMEZNIH VARIANTAH
Stroškovno vrednotenje posameznih variant zajema le gradbena
dela v turbinskem
jašku, medtem ko bi bila ostala dela na ostalih konstrukcijah
(vhod v SN stikališče,
trafo boksi) pri vseh variantah enaka in ne bi bremenila
finančne razlike med njimi.
Varianta 1 – 452.064 EUR
Varianta 2 – 986.184 EUR
Varianta 3 – 4.156.047 EUR
4.5 OBSEG OBNOVITVENIH DEL NA OBJEKTIH, NAPRAVAH IN
UREDITVI PO POSAMEZNIH SKLOPIH ZA IZBRANO VARIANTO
Obnova je zajela zamenjavo elektrostrojne opreme s
spremljajočimi gradbenimi deli.
Dela pa so se odvijala v naslednjih prostorih HE:
• turbinski jaški,
• prostor srednje napetostnega stikališča ob montažnem
platoju,
• transformatorski boksi.
4.5.1 GRADBENI DEL
Gradbena dela v strojnici, transformatorskih boksih in
stikališču so zajemala:
• rušitvena dela pri demontaži obstoječih agregatov po redosledu
3(C), 2(B) in
1(A),
• preureditev strojnične zgradbe – podzemni del,
• preureditev transformatorskih boksov,
• preureditev stikališča 10,5 kV – podzemni del,
• preureditev stikališča 10,5 kV – zunanji del.
4.5.2 STROJNI DEL
Obnova strojnega dela je zajemala:
• turbine s pomožno strojno opremo,
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 23 od 60
Slika 12: Ploščica turbine številka 2 HE Doblar I
(Vir: Peter Kovačič)
• demontažo obstoječe strojne opreme (turbine, predturbinski
zasun, spirala,
sifon, turbinski regulator, pomožna oprema),
• montažo francis turbin z opremo in podaljšano gredjo,
• kroglaste zasune s krmiljenjem,
Slika 13: Kroglasti zasun HE Doblar I
(Vir: Peter Kovačič)
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 24 od 60
• regulacijske sisteme turbine z digitalnim turbinskim
regulatorjem ter gretjem
olja v zimskih mesecih (če agregati mirujejo),
• hladilni in mazalni sistem ležajev in tesnilke, ter gretje
olja v zimskih mesecih
(če agregati mirujejo),
• drenažo turbinskega pokrova in drenažnega jaška,
• sistem stisnjenega zraka,
• lokalno opremo meritev in zaščit turbin z monitoringom
vibracij,
• pripravo hladilne vode (odprti sistem),
• gradbeno strojno instalacijo,
• prezračevanje in ogrevanje,
• opremo za varstvo pred požarom.
4.5.3 ELEKTRO DEL
V sklopu prenove elektro opreme je bilo vključeno:
• sinhroni generatorji 10,5 kV ± 10 %,
Slika 14: Generator 3 HE Doblar I
(Vir: Peter Kovačič)
• demontaža obstoječe elektro opreme po redosledu 3(C), 2(B) in
1(A),
• dobava in montaža sinhronskega generatorja z dušilno kletko in
drsnimi
obroči,
• odprt hladilni sistem generatorja in ležajev (zrak–voda in
olje–voda),
• statični vzbujalni sistem,
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 25 od 60
Slika 15: Vzbujanje HE Doblar I
(Vir: Peter Kovačič)
• oprema generatorskih izvodov z merilnimi transformatorji in
ozemljitvijo
zvezdišča,
• lokalna oprema meritev, krmiljenja in zaščit generatorja,
• monitoring sistem agregata,
• blok transformatorji 116 kV + 2 x 2,5 %/10,5 kV,
• dobava in montaža trifaznega energetskega transformatorja
OFWF,
Slika 16: Trifazni energetski transformator HE Doblar I
(Vir: Peter Kovačič)
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 26 od 60
• odprt hladilni sistem transformatorja (olje–voda),
• oprema meritev, krmiljenja, hlajenja in primarnih zaščit
transformatorja,
• transformatorji vzbujalnega sistema,
• demontaža obstoječe elektro opreme po redosledu 3(C), 2(B) in
1(A),
• dobava in montaža: trifaznega energetskega transformatorja
suhe izvedbe s
termično zaščito,
• stikališče 110 kV (3 polja),
Slika 17: Stikališče HE Doblar I
(Vir: Peter Kovačič)
• dobava in montaža zbiralnega ločilnika 123 kV,
• kombinirani merilni transformatorji 123 kV,
• podporni in skozni izolatorji 123 kV,
• odvodniki prenapetosti ZnO 123 kV oz. 81 kV v zvezdišču,
• omara lokalnega krmiljenja meritev in zaščit v posameznem
polju s povezavo
na obstoječi generatorski odklopnik SB6-145.
Ostala elektro oprema:
• demontaža obstoječe elektro opreme po redosledu 3(C), 2(B) in
1(A),
• dobava in montaža: celice notranjega stikališča 10,5 kV
(ločilnik, ozemljitveni
noži, izvlačljiv odklopnik LR, priključek na vzbujalni
transformator, merilni
transformatorji 3x),
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 27 od 60
Slika18: Novo 10 kV stikališče HE Doblar I
(Vir: Peter Kovačič)
• zbiralnice LR 10,5 kV,
• kabelski priključki na generator 10,5 kV – 3x,
• kabelski priključki na blok transformator 10,5 kV – 3x,
• celice notranje lastne rabe 10,5 kV za povezavo z zunanjo LR
10,5 kV,
• celice zunanje lastne rabe 10,5 kV/0,4 kV,
• avtomatika LR 10,5 kV,
• 110 kV razvod enosmerne lastne rabe,
• 0,4 kV razvod izmenične lastne rabe,
• oprema električnih zaščit in števčnih meritev agregata,
• oprema nadrejenega vodenja s povezavo na obstoječo opremo
in
komunikacijo,
• start stop avtomatika in sinhronizacija,
• oprema lokalnega krmiljenja in vodenja agregata ter lokalna
SCADA,
• nadrejeni regulator, ki zajema vse tri agregate in Doblar
II.
Gradbene elektroinstalacije:
• prilagoditev notranje razsvetljave in male moči,
• prilagoditev sistema za zgodnje odkrivanje požara,
• prilagoditev ozemljitvenega sistema in izenačitev potenciala
ter strelovoda
instalacije,
• predelava mostnega dvigala z možnostjo radijskega vodenja,
• zamenjava drenažnih črpalk.
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 28 od 60
4.6 OPIS IZBRANE VARIANTE
4.6.1 SPLOŠNO
Izbrana varianta 1 je glede na predhodne študije SENG-a
predstavljala minimalni
gradbeni poseg, najkrajši čas izvedbe in s tem povezane
energetske izgube zaradi
izpada proizvodnje ter je bila zato z energetsko-ekonomskega
vidika optimalna.
Pri tej varianti je bila večina gradbenih posegov opravljena v
turbinskem jašku,
manjši obseg gradbenih del pa se je izvajal tudi v določenih
prostorih izven jaška.
Gradbeni posegi v turbinskem jašku so bili naslednji:
• manjša gradbena dela pri nameščanju podpornih elementov
generatorja,
• manjša gradbena dela pri nameščanju podpornih elementov
vmesnega
ležaja,
• večja gradbena dela na dnu turbinskega jaška pri
odstranjevanju in
ponovnem vgrajevanju spirale (odstranjevanje in ponovna
vgradnja
sekundarnega betona in izvedba podpornih konstrukcij
špirale).
Gradbeni posegi izven turbinskega jaška so bili naslednji:
• izvedba novega vhoda v SN stikališče,
• manjša gradbena dela na transformatorskih boksih (sanacija
ometov).
4.6.2 POSEGI NA NIVOJU GENERATORSKE ETAŽE (etaža 120,50 m n.
m.)
Na tej etaži so bila izvedena manjša gradbena dela pri
nameščanju podpornih
elementov konstrukcije novega statorja generatorja. Obstoječi
sidrni elementi so bili
v večji meri ohranjeni.
4.6.3 POSEGI NA NIVOJU ETAŽE VMESNEGA LEŽAJA (etaža 114,30 m n.
m.)
Podobno kot na zgornji etaži so se tudi tu izvajala manjša
gradbena dela pri
nameščanju podpornih elementov konstrukcije novega vmesnega
ležaja.
4.6.4 POSEGI MED ETAŽAMA (114,30–120,50 m n. m.)
V območju med etažama se je pred prenovo nahajala lažja
armiranobetonska
konstrukcija pod generatorjem, ki je nalegala na masivno
armiranobetonsko ploščo
turbinskega ležaja. Ta konstrukcija, v okviru katere so se
nahajali hladilniki
generatorja, in je bila namenjena samo zračenju, je po zamenjavi
opreme z
drugačnim konceptom hlajenja izgubila svoj smisel, zato se jo je
v celoti odstranilo.
Na nivoju vmesne etaže se je pridobilo nov prostor za namestitev
pomožne
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 29 od 60
elektrostrojne opreme. Ker se je z odstranitvijo pridobil
prostor tudi po višini, se je na
tem delu namestilo opremo pomožnih sistemov.
Konstrukcija vmesne etaže je po novem lažje izvedbe. Na eni
strani sidrana v
nizvodno steno turbinskega jaška, na drugi strani pa na primarni
generatorski
nosilec. Nosilci so prekriti s pohodnimi pocinkanimi rešetkami,
tako da jih je možno
pri montaži opreme brez težav odstraniti. Za dvigovanje opreme
na vmesno etažo
se uporabljajo lažje dvižne naprave, ki se pritrdijo v nosilno
ploščo zgornje etaže
(120,50 m n. m.).
4.6.5 POSEGI NA NIVOJU SPIRALE
Po odstranitvi sekundarnega betona so bili izvedeni podporni
temelji spirale, ki so se
sidrali v primarni beton. Temelji širine 30 cm in spremenljive
dolžine in višine
potekajo radialno po obodu spirale. Vidni del spirale na dnu
jaška se je odbetoniral
do višine osi in se po opravljenih delih v enakem obsegu
zabetoniral nazaj. V niši pa
se je obbetoniralo v celoti in kasneje kontaktno injektiralo
stik med spiralo in
sekundarnim betonom.
Sekundarni beton se je nad manjšim delom v tlorisnih izmerah 4 x
1,3 m izvedel do
nivoja 109,30 m, s čimer se je pridobilo konstrukcijo za
pritrditev hidravličnih
cilindrov za upravljanje vodilnika.
4.6.6 VHOD V SN STIKALIŠČE
Pred obnovo je vhod v SN stikališče potekal z višje ležečega
komandnega prostora
po razmeroma ozkih stopnicah, ki so omogočale le osebni dostop.
Zaradi
zamenjave opreme stikališča se je izvedlo nov vhod, ki služi
tudi kot osebni vhod.
Nov vhod v SN stikališče je sedaj izveden s podesta ob montažnem
platoju. Stena,
ki je razmejevala oba prostora, se je porušila, tako da je sedaj
koristna širina vhoda
2 m. Zabetonirana je bila nova preklada in izveden stopniščni
dostop iz kote 120,50
na 118,80 m n. m. Zaradi višinske razlike med obema podestoma je
bila zaradi
varnosti nameščena tudi ograja v višini 1 m. Zaradi vodenja
kablov med celicami
stikališča se je v SN stikališču izvedlo dvojni pod, katerega
pohodni del se nahaja 80
cm nad temeljno ploščo.
Ostali pogonski objekti niso bili vključeni v obnovo, saj so
strokovne službe na
podlagi analiz in izračunov ocenile, da bodo ti objekti ob
ustreznem vzdrževanju
svojo nalogo opravljali do izteka življenjske dobe novo vgrajene
opreme.
V gradbenem smislu se konstrukcijska zasnova v turbinskem jašku
ni spreminjala.
Pri strojnem delu pa je bila v obnovo vključena celotna strojna
oprema agregatov in
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 30 od 60
pomožnih sistemov, z izjemo jeklenega dela tlačnega cevovoda
pred predturbinskim
kroglastim zasunom ter vbetoniranega kolena sesalne cevi.
Koncept izvedbe
hladilnega sistema je tudi po prenovi ostal enak kot prej. Odprt
sistem z odvzemom
hladilne vode na vseh treh tlačnih cevovodih neposredno pred
kroglastimi zasuni,
polnjenjem zbiralnika hladilne vode na koti 140,00 ter
gravitacijskim dovodom do
ležajev agregatov, generatorjev ter transformatorjev. Dodatno je
voda za tesnilke
turbinskih gredi filtrirana.
4.6.7 VPLIV NA OKOLJE
Po obnovi HE Doblar I se vpliv na okolje glede na prejšnje
stanje ni spremenil, saj je
prenova zajela zamenjavo dotrajane strojne in elektro opreme,
nameščene v
prostorih kaverne strojnice in pomožnih prostorih že prej
obstoječih stavb. Instalacija
in s tem odvzem in izpust pogonske vode sta ostala
nespremenjena. Moderne
tehnološke rešitve so kvečjemu prispevale k izboljšanju vpliva
na okolje v
ekološkem smislu.
4.6.8 STROŠKI
V grobem je bila celotna obnova razdeljena na tri dele:
• obnova strojne opreme: 10.907.764 EUR,
• obnova elektro opreme: 11.225.000 EUR,
• gradbena dela: 452.064 EUR.
Vloga HE v EES se je v zadnjih letih bistveno spremenila. Pri
zagotavljanju
dnevnega diagrama obtežbe se njihova vloga manjša, veča pa se
potreba po
proizvodnji vršne energije, ki jo HE lahko zagotavljajo. Poraba
električne energije v
Sloveniji nenehno raste, zato potrebujemo nove kapacitete za
proizvodnjo električne
energije ter posodabljanje obstoječih sistemov. Tudi v primeru
odloga prenove HE
Doblar I bi Slovenija še v večji meri postala odvisna od uvoza
električne energije,
posledično pa bi se ji s tem zmanjšala tudi pogajalska moč v
tržnem prostoru. Boljša
izkoriščenost naravnih virov, ki so nam na voljo, je za
Slovenijo ključnega pomena,
saj nam povečuje samostojnost, zanesljivost, varnost in
konkurenčnost v okviru
EES.
4.7 OCENA ŽIVLJENJSKE DOBE PREOSTALE OPREME
HE Doblar I je v skladu z definicijo funkcionalnega sklopa
razdeljena na naslednje
sklope:
• agregati,
• jez Podselo,
• VN stikališče,
• SN stikališče,
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 31 od 60
• razvod lastne porabe,
• pomožni sistemi elektrarne.
V sklopu prenove se je zamenjala praktično vsa elektro oprema,
razen elektro-
gradbenih instalacij, akumulatorskih baterij elektrarne in 110
kV odklopnikov VN
stikališča, saj so bili ti deli obnovljeni pred kratkim. Vsi
neobnovljeni deli oziroma
ostali sklopi elektrarne bodo ob ustreznem vzdrževanju po ocenah
strokovnih služb
SENG delovali nemoteno do izteka njihove življenjske dobe. Novo
vgrajena oprema
naj bi služila svojemu namenu najmanj 25 let.
5 STROŠKOVNA UTEMELJITEV ZAMENJAVE
OPREME
5.1 VREDNOST INVESTICIJE
Osnovna vrednost investicije je znašala 24,4 milijonov EUR.
Vrednost investicije s
stroški financiranja in vključenim 20 % DDV pa 30,57 milijonov
EUR. Največji delež
v osnovni vrednosti investicije so predstavljala vlaganja v
opremo (73,7 % vrednosti
celotne investicije). Investicijska vlaganja so potekala v
obdobju od 2006 do 2014.
Najvišja investicijska vlaganja so potekala v zadnjih treh letih
obnove. Stroški
obnove HE Doblar I se financirajo v višini 41 % iz lastnih
sredstev in 59 % s
posojilom. Posojilo ima dobo odplačevanja 10 let po 5 % letni
obrestni meri.
Predmet vlaganj EUR
Gradbena dela 452.064,00
Elektro oprema 11.225.000,00
Strojna oprema 10.907.764,00
Ustanovna vlaganja 1.777.000,00
Osnovna vrednost investicije 24.361.828,00
Stroški financiranja 1.116.000,00
Investicija s stroški
financiranja
25.477.828,00
DDV (20,00 %) 5.095.565,60
SKUPAJ 30.573.393,60
Tabela 3: Vrednost investicije po predmetu vlaganj
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 32 od 60
Graf 3: Deleži vrednosti investicije po predmetu vlaganj
Sklop opreme ali storitev Cena opreme
EUR
Cena storitev
EUR
Skupaj
EUR
1. turbine 5.292.000 5.292.000
2. turbinski regulatorji 838.083 838.083
3. hladilni sistem 565.000 565.000
4. sistem drenaže in odvodnjavanja 400.000 400.000
5. naprave za pripravo stisnjenega zraka 341.667 341.667
6. prenova predturbinskega kroglastega
zasuna z zamenjavo hidravlike
781.500 781.500
7. prezračevanje, ogrevanje in varstvo
pred požarom
16.667 16.667
8. naprave za montažo 105.833 105.833
9. nadomestni deli 385.417 385.417
10. kovinske konstrukcije, olje za prvo
polnjenje in ostala strojna oprema
agregatov
164.583 164.583
11. meritve zajamčenih veličin,
prevzemne meritve in poskusno
obratovanje
145.833 145.833
12. demontaža, odvoz in montaža strojne
in pripadajoče elektro opreme
1.351.763 1.351.763
SKUPAJ 10.388.346
13. nepredvideno (5 %) 444.538 74.880 519.417
SKUPAJ Z NEPREDVIDENIM 9.335.288 1.572.476 10.907.764
Tabela 4: Strojna oprema
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 33 od 60
Tabela 5: Elektro oprema
Sklop opreme ali storitev Cena opreme
EUR
Cena storitev
EUR
Skupaj
EUR
E.1 generator 5.175.000 795.833 5.970.833
E.2 blok transformator 1.025.000 50.000 1.075.000
E.3 SN oprema 237.500 112.500 350.000
E.4 110 kV oprema stikališča 206.250 20.833 227.083
E.5 oprema lastne porabe 554.583 276.667 831.250
E.6 oprema vodenja 1.239.583 437.500 1.677.083
E.7 elektro-gradbene instalacije 29.167 31.250 60.417
E.8 rezervni deli 0 125.000 125.000
E.9 prevzemne meritve in poskusno obratovanje 0 104.167
104.167
E.10 demontaža in odvoz materiala 0 270.833 270.833
SKUPAJ 8.467.083 2.224.584 10.691.667
E.11 nepredvideno (5 %) 423.354 111.229 533.333
SKUPAJ ELEKTRO OPREMA 8.890.437 2.335.813 11.225.000
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 34 od 60
Sklop opreme ali storitev Cena opreme
EUR
Cena storitev
EUR
Skupaj
EUR
A.) GRADBENA DELA
I. preddela in pripravljalna dela 176.413
II. betonska dela 90.417,00
III. tesarska dela 25.608,00
IV. zidarska dela 100.090,00
V. razna dela 4.250,00
SKUPAJ 0 0 396.777
nepredvideno (5 %) 0 0 19.839
SKUPAJ GRADBENA DELA 0 0 416.616
B.) OBRTNIŠKA DELA
VI. ključavničarska dela 225
VII. tlakarska dela 21435
VIII. slikopleskarska dela 12100
SKUPAJ 0 0 33.760
nepredvideno (5 %) 1688
SKUPAJ OBRTNIŠKA DELA 0 0 35.448
GRADBENA IN
OBRTNIŠKA DELA SKUPAJ
452.064
Tabela 6: Gradbeni del
5.2 REZULTATI IZRAČUNA UPRAVIČENOSTI INVESTICIJE
Izračun upravičenosti temelji na primerjavi denarnih tokov skozi
celotno življenjsko
dobo obnovljene hidroelektrarne, to je 25 let. Celoten strošek
obnove je po podatkih
SENG znašal 30.573.393,60 EUR. Pri izračunih smo uporabili ceno
električne
energije, na podlagi katere so bili napravljeni izračuni SENG,
ki je ob pripravi
projektne dokumentacije znašala 65,37 EUR za MWh in upoštevali
povprečno letno
proizvodnjo 73 GWh. Poleg tega so bili narejeni še izračuni za
naslednje cene
električne energije: 25, 55, 69,279, 75 ter 100,00 EUR za
MWh.
5.2.1 ENOSTAVNA DOBA VRAČANJA SREDSTEV
Enostavna doba vračanja sredstev nam pove pričakovano število
let, potrebnih za
povrnitev začetnega investicijskega izdatka oz. kako hitro bodo
neto denarni tokovi,
ki so posledica investicije, povrnili začetni vložek. Dobo
vračanja sredstev smo
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 35 od 60
izračunali tako, da smo seštevali neto denarne tokove po
posameznih letih tako
dolgo, dokler njihova kumulativa ni bila enaka investicijskemu
izdatku. Doba
vračanja sredstev nam daje koristno informacijo o tem, kako
hitro bo projekt povrnil
denar. Izračun ne upošteva vrednosti denarja v času, saj pri tej
metodi prihodnjih
denarnih tokov ne diskontiramo na začetno obdobje, ampak
upoštevamo zgolj
njihovo nominalno vrednost, neodvisno od obdobja, v katerem
nastopajo.
-
Enostavna doba vračanja sredstev
cena
(EUR MWh)
cena
(EUR MWh)
cena
(EUR MWh)
cena
(EUR MWh)
cena
(EUR MWh)
cena
(EUR MWh)
65,37 25,00 55,00 75,00 100,00 69,279
Leto odhodki proizvodnja prihodki prihodki prihodki prihodki
prihodki prihodki
1 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
2 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
3 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
4 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
5 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
6 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
7 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
8 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
9 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
10 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
11 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
12 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
13 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
14 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
15 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
16 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
17 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
18 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
19 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
20 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
21 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
22 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
-
23 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
24 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
25 3.073.488,13 73.000,00 4.772.010,00 1.825.000,00 4.015.000,00
5.475.000,00 7.300.000,00 5.057.367,00
Skupaj 76.837.203,25 119.300.250,00 45.625.000,00 100.375.000,00
136.875.000,00 182.500.000,00 126.434.175,00
Razlika 42.463.046,75 -31.212.203,25 23.537.796,75 60.037.796,75
105.662.796,75 49.596.971,75
Naložba 30.573.393,60
Sd-So 1.698.521,87 -1.248.488,13 941.511,87 2.401.511,87
4.226.511,87 1.983.878,87
EVS 18,00 -24,49 32,47 12,73 7,23 15,41
Tabela 7: Enostavna doba vračanja sredstev
-
ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega
strokovnega študija
Peter Kovačič: Tehnično-ekonomska upravičenost zamenjave
elektrostrojne opreme v HE Doblar I Stran 38 od 60
Enostavno dobo vračanja sredstev smo izračunali po naslednji
enačbi:
kjer je:
EVS – ENOSTAVNA DOBA VRAČANJA SREDSTEV = t – odplačilna doba v
letih
N – Naložba
d = Sd-So – Povprečni letni donos (letna vrednost dobička od
naložb)
Izračuni enostavne dobe vračanja sredstev so pokazali, da se pri
ceni električne
energije 25,00 EUR za MWh investicija ne povrne v roku 25 let.
Pri ceni električne
energije 55,00 EUR za MWh se investicija povrne v 32,47 letih,
pri ceni 65,37 EUR
za MWh se investicija povrne v 18 letih, pri ceni 69,279 EUR za
MWh se investicija
povrne v 15,41 letih, pri ceni 75,00 EUR za MWh se investicija
povrne v 12,73 letih
in pri ceni 100,00 EUR za MWh se investicija povrne že v 7,23
letih.
5.2.2 DISKONTIRANA DOBA VRAČANJA SREDSTEV (DVS) IN NETO
SEDANJA VREDNOST (NSV)
Diskontirana doba vračanja sredstev (DVS) je podobna metodi
enostavne dobe
vračanja sredstev. Razlika je v tem, da smo pri DVS denarni tok
diskontirali s stroški
kapitala. Izračun nam pokaže leto preloma po pokritju zahtevane
stopnje donosnosti
kapitala in dolgov. Po tej metodi izračunamo, koliko časa bodo
sredstva vezana v
projektu. Upoštevana je bila diskontna stopnja v višini 4,13 %,
kot je bila tudi sicer
upoštevana pri izračunih SENG.
Neto sedanja vrednost (NSV) predstavlja razliko med sedanjimi
prejemki, ki so
posledica investicije, in sedanjimi izdatki, ki jih je
investicija povzročila. Merilo neto
sedanje vrednosti predpostavlja, da je neto denarne tokove, ki
jih prinaša investicija,
mogoče reinvestirati po stopnji donosa, ki je enaka diskontni
obrestni meri,
uporabljeni pri diskontiranju. V našem primeru le-ta znaša 4,13
%. Pozitivna NSV
vrednost nam pove, da je vrednost naložbe večja od vrednosti
investicijskih
izdatkov. Pozitivna NSV investicije je ustrezen kriterij za
sprejetje investicije.
-
Tekoči
indeks i Leto Naložba EUR
Letna
proizvodnja
MWh
Čisti donos pri
ceni 25,00 EUR
Diskontna
stopnja 4,13
%
Diskontni
faktor
Diskontirani čisti donos
pri 4,13 % ds (EUR)
0 2014 30.573.393,60
1,00 1,00 0
1 2015 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,04 0,96 -1.198.789,97
2 2016 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,08 0,92 -1.151.243,61
3 2017 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,13 0,89 -1.105.583,03
4 2018 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,18 0,85 -1.061.733,44
5 2019 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,22 0,82 -1.019.623,01
6 2020 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,27 0,78 -979.182,76
7 2021 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,33 0,75 -940.346,46
8 2022 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,38 0,72 -903.050,47
9 2023 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,44 0,69 -867.233,72
10 2024 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,50 0,67 -832.837,53
11 2025 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,56 0,64 -799.805,56
12 2026 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,63 0,62 -768.083,70
13 2027 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,69 0,59 -737.620,00
14 2028 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,76 0,57 -708.364,54
15 2029 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,84 0,54 -680.269,41
16 2030 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,91 0,52 -653.288,59
17 2031 0,00 73.000 -1.248.300,00 1,99 0,50 -627.377,89
18 2032 0,00 73.000 -1.248.300,00 2,07 0,48 -602.494,85
19 2033 0,00 73.000 -1.248.300,00 2,16 0,46 -578.598,72
20 2034 0,00 73.000 -1.248.300,00 2,25 0,45 -555.650,36
21 2035 0,00 73.000 -1.248.300,00 2,34 0,43 -533.612,18
-
22 2036 0,00 73.000 -1.248.300,00 2,44 0,41 -512.448,07
23 2037 0,00 73.000 -1.248.300,00 2,54 0,39 -492.123,38
24 2038 0,00 73.000 -1.248.300,00 2,64 0,38 -472.604,80
25 2039 0,00 73.000 -1.248.300,00 2,75 0,36 -453.860,37
Skupaj 30.573.393,60
-31.207.500,00
-19.235.826,45
So 30.573.393,60
NSV -49.809.220,05
Tabela 8: Diskontirana doba vračanja sredstev pri ceni 25,00 EUR
za MWh
Tekoči
indeks i Leto Naložba EUR
Letna
proizvodnja
MWh
Čisti donos pri
ceni 55,00 EUR
Diskontna
stopnja 4,13
%
Diskontni
faktor
Diskontirani čisti
donos pri 4,13 % ds
(EUR)
0 2014 30.573.393,60
1,00 1,00 0
1 2015 0,00 73.000 941.700,00 1,04 0,96 904.350,33
2 2016 0,00 73.000 941.700,00 1,08 0,92 868.482,02
3 2017 0,00 73.000 941.700,00 1,13 0,89 834.036,32
4 2018 0,00 73.000 941.700,00 1,18 0,85 800.956,81
5 2019 0,00 73.000 941.700,00 1,22 0,82 769.189,29
6 2020 0,00 73.000 941.700,00 1,27 0,78 738.681,73
7 2021 0,00 73.000 941.700,00 1,33 0,75 709.384,17
8 2022 0,00 73.000 941.700,00 1,38 0,72 681.248,60
9 2023 0,00 73.000 941.700,00 1,44 0,69 654.228,95
10 2024 0,00 73.000 941.700,00 1,50 0,67 628.280,94
11 2025 0,00 73.000 941.700,00 1,56 0,64 603.362,09
12 2026 0,00 73.000 941.700,00 1,63 0,62 579.431,56
13 2027 0,00 73.000 941.700,00 1,69 0,59 556.450,17
-
14 2028 0,00 73.000 941.700,00 1,76 0,57 534.380,27
15 2029 0,00 73.000 941.700,00 1,84 0,54 513.185,70
16 2030 0,00 73.000 941.700,00 1,91 0,52 492.831,75
17 2031 0,00 73.000 941.700,00 1,99 0,50 473.285,07
18 2032 0,00 73.000 941.700,00 2,07 0,48 454.513,66
19 2033 0,00 73.000 941.700,00 2,16 0,46 436.486,76
20 2034 0,00 73.000 941.700,00 2,25 0,45 419.174,84
21 2035 0,00 73.000 941.700,00 2,34 0,43 402.549,54
22 2036 0,00 73.000 941.700,00 2,44 0,41 386.583,64
23 2037 0,00 73.000 941.700,00 2,54 0,39 371.250,97
24 2038 0,00 73.000 941.700,00 2,64 0,38 356.526,43
25 2039 0,00 73.000 941.700,00 2,75 0,36 342.385,89
Skupaj 30.573.393,60
23.542.500,00
14.511.237,49
So 30.573.393,60
NSV
-16.062.156,11
Tabela 9: Diskontirana doba vračanja sredstev pri ceni 55,00 EUR
za MWh
Tekoči
indeks i Leto Naložba EUR
Letna
proizvodnja
MWh
Čisti donos pri
ceni 65,37 EUR
Diskontna
stopnja 4,13
%
Diskontni
faktor
Diskontirani čisti
donos pri 4,13 % ds
(EUR)
0 2014 30.573.393,60
1,00 1,00 0
1 2015 0,00 73.000 1.698.710,00 1,04 0,96 1.631.335,83
2 2016 0,00 73.000 1.698.710,00 1,08 0,92 1.566.633,85
3 2017 0,00 73.000 1.698.710,00 1,13 0,89 1.504.498,08
4 2018 0,00 73.000 1.698.710,00 1,18 0,85 1.444.826,74
-
5 2019 0,00 73.000 1.698.710,00 1,22 0,82 1.387.522,08
6 2020 0,00 73.000 1.698.710,00 1,27 0,78 1.332.490,23
7 2021 0,00 73.000 1.698.710,00 1,33 0,75 1.279.641,05
8 2022 0,00 73.000 1.698.710,00 1,38 0,72 1.228.887,98
9 2023 0,00 73.000 1.698.710,00 1,44 0,69 1.180.147,87
10 2024 0,00 73.000 1.698.710,00 1,50 0,67 1.133.340,89
11 2025 0,00 73.000 1.698.710,00 1,56 0,64 1.088.390,37
12 2026 0,00 73.000 1.698.710,00 1,63 0,62 1.045.222,67
13 2027 0,00 73.000 1.698.710,00 1,69 0,59 1.003.767,09
14 2028 0,00 73.000 1.698.710,00 1,76 0,57 963.955,72
15 2029 0,00 73.000 1.698.710,00 1,84 0,54 925.723,35
16 2030 0,00 73.000 1.698.710,00 1,91 0,52 889.007,35
17 2031 0,00 73.000 1.698.710,00 1,99 0,50 853.747,57
18 2032 0,00 73.000 1.698.710,00 2,07 0,48 819.886,27
19 2033 0,00 73.000 1.698.710,00 2,16 0,46 787.367,97
20 2034 0,00 73.000 1.698.710,00 2,25 0,45 756.139,41
21 2035 0,00 73.000 1.698.710,00 2,34 0,43 726.149,44
22 2036 0,00 73.000 1.698.710,00 2,44 0,41 697.348,93
23 2037 0,00 73.000 1.698.710,00 2,54 0,39 669.690,70
24 2038 0,00 73.000 1.698.710,00 2,64 0,38 643.129,46
25 2039 0,00 73.000 1.698.710,00 2,75 0,36 617.621,68
Skupaj 30.573.393,60
42.467.750,00
26.176.472,60
So 30.573.393,60
NSV
-4.396.921,00
Tabela 10: Diskontirana doba vračanja sredstev pri ceni 65,37
EUR za MWh
-
Tekoči indeks
i Leto Naložba EUR
Letna
proizvodnja
MWh
Čisti donos pri
ceni 69,279 EUR
Diskontna
stopnja 4,13
%
Diskontni
faktor
Diskontirani čisti
donos pri 4,13 % ds
(EUR)
0 2014 30.573.393,60
1,00 1,