Гидроэлектростанции в Швеции вырабатывают электричество уже более 100 лет, удовлетворяя почти 50% потребностей Швеции в энергии. Гидроэлектростанции в основном сосредоточены на берегах крупных рек северной части страны, за Северным полярным кругом. Режим эксплуатации напрямую зависит от текущего объема энергопотребления страны, а также от постоянно меняющегося уровня воды в образованных плотинами водохранилищах.

«В отличие от ядерной энергии объем выработки гидроэлектроэнергии гораздо проще регулировать. Мы можем увеличивать или уменьшать объем выработки в зависимости от текущих потребностей», – рассказывает Йоран Элунд, менеджер проектов компании Vattenfall Power Consultant AB, проработавший на гидроэлектростанциях 40 лет.

Vattenfall – это государственная шведская энергетическая компания. Объем продаж Vattenfall в 2007 г. составил 15,2 млрд. евро. С учетом деятельности компании в Финляндии, Польше, Дании и Германии, Vattenfall в 2007 г. произвела 167,6 тераватт-часов (ТВт) энергии, включая все формы выработки энергии.

В Швеции гидроэлектростанциями вырабатывается 30,8 ТВт энергии. Из них 16% энергии производится 15 гидроэлектростанциями Vattenfall, точечно расположенными по берегам северной реки Лулеэльвен, протяженность которой – 460 км.

Река Лулеэльвен берет свое начало в гористой местности под названием Сарек, расположенной вдоль границы с Норвегией. Оттуда река проделывает свой извилистый путь до города Лулеo и впадает в Ботнический залив.

По объему выработки энергии крупнейшей электростанцией на реке Лулеэльвен и крупнейшей электростанцией в Швеции является станция Харспронгет, расположенная в 30 км к северу от саамского городка Йокмок с населением 5 600 жителей, известного своей 400-летней традицией проведения февральских ярмарок.

Большинство гидроэлектростанций на реке Лулеэльвен построены в тех местах, где раньше располагались естественные водопады или речные пороги. «16% энергопотребления в Швеции обеспечиваются станциями, расположенными на реке Лулеэльвен, – рассказывает г-н Элунд из компании Vattenfall. – Иначе говоря, все лампы в Швеции горят за счет энергии этой реки».

Строительство станции Харспронгет, которая на сегодняшний день производит 2 ТВт энергии ежегодно и имеет общий объем выработки 970 МВт, началось в начале 20-х годов прошлого века, но затем было заморожено (из-за перераспределения ресурсов на строительство других электростанций) в период экономического спада после Первой мировой войны. Строительство возобновилось в 1945 г., а первый генератор был введен в эксплуатацию в 1951 г. Строительство, на котором было занято 3 тысячи рабочих, продолжалось семь лет. Для размещения рабочих неподалеку был построен небольшой городок, где была почта, церковь, школа, магазин, жилые кварталы и даже бассейн. Сегодня от него практически ничего не осталось – здесь полноправно царит тундра.

Станцию ежедневно посещают несколько специалистов по техобслуживанию. В остальном Харспронгет работает полностью в автоматическом режиме: управление осуществляется из центральной диспетчерской в Вуоллериме, в 100 км от станции.

В 1952 г. шведский король Густав VI Адольф торжественно открыл ГЭС. На глазах 1700 гостей была включена высоковольтная линия электропередач 400 кВ протяженностью в 1000 км, которая соединила гидроэлектростанции на реке Лулеэльвен от Харспронгета до Хальсберга, что в центральной части Швеции.

Большинство ограждающих дамб и плотин на Лулеэльвен видны со стороны дороги, которая идет вдоль реки, но сердце этих ГЭС – машинные залы и уравнительные резервуары протяженностью в несколько километров, напорные туннели и отсасывающие трубы – погружено под землю на глубину 60 метров.

На станции Харспронгет установлено 5 турбин, подключенных к пяти генераторам. Каждая из таких турбин — размером с пятиэтажный дом. Четыре из этих турбин расположены в машинном зале длиной 100 м и шириной 60 м, выбитом в гранитной плите вниз по течению от плотины. Каждая из турбин оснащена собственной отсасывающей трубой.

Для строительства этой плотины высотой 50 м потребовалось 2 млн. кубометров камня, необходимого для укрепления железобетонного основания, что сопоставимо с объемом материала, использованного при возведении пирамиды Хеопса в Египте.

При открытии шлюзов плотины с высоты 107 м на лопасти турбин обрушивается 1000 кубометров воды в секунду, приводя в движение огромные оси турбин, которые начинают вращаться со скоростью до 107 оборотов в минуту. Эти оси приводят в действие генераторы, которые в свою очередь вырабатывают электроэнергию.

Крупнейшая турбина-генератор на станции Харспронгет носит название «Gerhard» (названия есть у всех таких агрегатов). Она способна обработать почти 500 кубометров воды в секунду, благодаря чему считается самой крупной и самой мощной турбиной-генератором в Швеции. Этот агрегат был введен в эксплуатацию в 1980 г.

Диаметр рабочего колеса турбины – почти 17 м, а вес вращающейся оси и роторов турбины – более 1000 тонн. Выходная мощность генератора 475 МВт аналогична выходной мощности ядерной станции Рингхальс, которая также принадлежит компании Vattenfall.

---

Основа техобслуживания по фактическому состоянию

В конце 2007 г. компанией Vattenfall было принято решение установить на две турбины гидроэлектростанции Харспронгет системы он-лайнового мониторинга SKF для контроля состояния оборудования .

На турбину «Gerhard» и турбину мощностью 190 МВт были установлены датчики MasCon 48 и MasCon 16.

Ранее системы мониторинга SKF уже устанавливались на четырех других гидроэлектростанциях, расположенных в бассейне реки Лулеэльвен, поэтому выбор компании-партнера был очевиден.

В ближайшее время такие датчики будут подключены к аппаратуре центральной диспетчерской Vattenfall на реке Лулеэльвен в местечке Вуоллерим.

« На турбины были установлены низкочастотные датчики вибраций, а также датчики перемещения с целью мониторинга нарушения балансировки турбин и износа подшипников скольжения» , – рассказывает Ханс Шединг, коммерческий директор SKF Nordic Region.

Сбор и хранение всех данных осуществляются системой SKF @ptitude Observer, которая в свою очередь подключена через сервер OPC к системе управления Vattenfall.

Основным преимуществом внедрения такой системы является непрерывное наблюдение за уровнями вибраций, а также применение программного обеспечения для анализа функционирования оборудования.

«SKF обладает значительным опытом в этой области, – считает Йоран Элунд, менеджер проектов компании Vattenfall Power Consultant AB. – Мы приобрели очень ценный инструмент, который заранее предупредит нас о неисправности».