Telemonitorizarea amenajărilor hidroenergetice
Studiu de caz: Telemonitorizare Adcon la captarea secundară Topolog din amenajarea hidroenergetică Vidraru-Argeş
În vara anului 2011, conducerea Sucursalei Hidrocentrale Curtea de Argeş şi cea a Uzinei de Exploatare Hidrocentrale Vidraru au avut iniţiativa instalării la captarea secundară Topolog a unui sistem de telemonitorizare.
Sistemul respectiv a fost pus in funcţiune în luna septembrie 2011, cu echipament Adcon Telemetry (www.adcon.at), de către S.C. Beia Consult International Bucureşti (www.beia.ro), cu sprijin substanţial din partea colegilor de la cele două unităţi Hidroelectrica menţionate mai sus.
De la data mentionata, sistemul de telemonitorizare de la captarea secundara Topolog a furnizat continuu date care au permis, adesea, prevenirea şi depăşirea unor situaţii critice.
În cele ce urmează este descris pe scurt sistemul instalat şi se trec în revistă câteva situaţii interesante apărute în cursul exploatarii acestuia.
Telemonitorizarea amenajărilor hidroenergetice:
1. Structura sistemului
Echipamentul instalat la captarea secundară Topolog lucrează sub controlul centrului de date (Gateway + Server) aflat în funcţiune la sediul S.C. Beia Consult International din Bucureşti.
Datele furnizate de către serverul central sunt accesibile oricând şi oriunde, prin Internet, oricărei persoane care se poate autentifica prin nume şi parola. Serverul poate fi accesat de pe orice calculator personal cu acces la Internet şi dotat cu browser de uz general (Internet Explorer 6.0 sau superior, Mozzila Firefox etc.), dar şi de pe alte tipuri de terminale (tabletă, smartphone etc).
Comunicaţia între echipamentul de la captare şi centrul de date se realizează prin intermediul serviciului de date GSM/GPRS, prestat în zona captării Topolog de către Vodafone Romania.
La captare funcţionează total autonom, cu alimentare din propriul panou solar, două staţii Adcon, şi anume:
– O unitate distantă de telemetrie (Remote Telemetry Unit = RTU) de tipul Adcon A723, cu funcţionarea în banda UHF de 450 MHz, instalată pe parapetul bazinului deznisipator, într-un punct total lipsit de orice „urmă” de semnal GSM. La această RTU sunt racordaţi toţi senzorii prin care se măsoară parametrii enumeraţi la capitolul 2 al acestei prezentări;
– O staţie-punte (bridge) UHF-GPRS de tipul Adcon RA440, care preia datele transmise în UHF de către RTU A723 şi le retransmite prin GSM/GPRS către centrul de date. Din cauza traseului lung şi accidentat până la unica staţie GSM din zonă, staţia bridge RA440 a trebuit să fie instalată pe un catarg înalt de 30 m şi dotată cu o antenă Yagi cu câştig de aproximativ 14 dBi. Catargul este amplasat în curtea cabanei aflate pe un versant al Văii Topologului, la o altitudine de aproximativ 150 m faţă de baraj şi de celelalte instalaţii ale captării secundare Topolog.
2. Parametrii telemonitorizaţi
Parametrii telemonitorizaţi la captarea secundară Topolog sunt următorii:
2.1. Debitul captat în perioada de vară. Pentru măsurarea acestui debit, se utilizează o sondă de nivel apă cu plaja de 0 – 150 cm, montată pe peretele bazinului deznisipator în interiorul unui tub metalic de protecţie. Nivelul de referinţă al sondei se află la aproximativ 50 cm sub nivelul pragului de deversare din acest bazin.
2.2. Debitul captat în perioada de iarnă. Pentru măsurarea acestui parametru, se utilizează o sondă de nivel apă cu plaja de 0 – 10 m, montată la baza barajului, cu nivelul de referinţă al sondei sub pragul inferior al prizei de iarnă.
2.3. Nivelul apei în lacul de acumulare, la baraj. Măsurarea acestui parametru se face cu sonda de nivel apă menţionată la 2.2.
2.4. Temperatura aerului. Acest parametru este raportat de către senzorul de temperatură încorporat în RTU A723, amplasată la baraj.
2.5. Nivelul precipitaţiilor. Pentru măsurarea acestui parametru, se utilizează pluviometrul Adcon standard din aluminiu, cu rezoluţia de 0,2 mm, racordat la RTU A723.
2.6. Parametri rezultaţi prin integrare (însumare). Pentru ambele tipuri de debite, este posibilă aflarea cantităţii de apă (în mc) captată într-o perioadă de timp dată. De asemenea, este posibilă aflarea cantităţii de precipitaţii (în mm = l/mp) căzute într-o perioadă de timp dată.
Aflarea valorii acestor parametri rezultaţi se face manevra de click and drag, efectuată pe diagrama parametrului respectiv, pe perioada de timp dorită
3. Aplicaţia „Grătar”
O situaţie în care aplicaţia „Grătar” a acţionat eficient poate fi vizualizată în diagramele din figura alăturată
În serverul central al sistemului a fost configurată şi pusă în exploatarea curentă o aplicaţie care s-a dovedit deosebit de utilă în mod special în perioadele de viitură de primăvară.
Aplicaţia are le bază faptul că sistemul hidrodinamic de la captare are o evoluţie de tip staţionar, perfect predictibilă. Mai exact, unui nivel dat în lacul de acumulare al captării îi corespunde întotdeauna un anumit debit captat, atâta vreme cât pe traseul apei din lacul de acumulare până la fereastra de descărcare nu apar obstacole artificiale, de natură să înfunde grătarul orizontal sau interstiţiile verticale ale dispozitivului de liniştire a scurgerii.
Prin observaţii îndelungate în perioade garantate ca fiind de „grătar curat”, s-a putut constitui un tabel cu debite captate de referinţă (normale), reprodus mai jos. Sistemul a fost configurat să emită către toţi factorii interesaţi avertizări sub formă de e-mail în toate situaţiile în care debitul captat s-a îndepărtat cu mai mult de două poziţii de tabel faţă de valoarea considerată ca normală pentru un anumit nivel în lacul de acumulare.
Imagini de la Captarea Topolog
Diagrame (Click pe diagrame pentru a le mări)
La 15 martie 2012, captarea secundară Topolog a fost trecută la regimul de exploatare de vară. Nivelul apei în lacul de acumulare, la baraj, era la data respectivă de 1,51 m, iar debitul captat avea valori relativ modeste, de ordinul a 2.400 mc/h
La 26.04.2012/02.00 s-a declanşat un proces de înfundare severă a grătarului, ceea ce a dus la captarea a numai aprox. 4.270 mc/h în condiţiile în care nivelul apei în lac ajunsese la 2,44 m. Situaţia a fost rezolvată la 26.04.2012 / 08.00 de către o echipă de intervenţie, debitul captat ajungând la 40.000 mc/h, respectiv la capacitatea maximă de preluare a galeriei spre lacul Vidraru.
Spre sfârşitul lunii mai 2012, nivelul în lacul de acumulare şi debitul captat s-au stabilizat în jurul valorilor de 1,80 m şi respectiv 21.000 mc/h. Abateri importante de la aceste valori s-au observat numai în timpul ploilor intense, cum a fost cea din dimineaţa zilei de 31.05.2012.
Datorită secetei prelungite, în septembrie 2012, atât nivelul în lac cât şi debitul captat sunt stabile, la valori foarte mici (debit captat aproximativ 2.860 mc/h). În ziua de 11.09.2012, procesul de captare a apei a fost întrerupt timp de aproximativ 8 ore, în vederea efectuării unor lucrări.