Všeobecná charakteristika vodního díla ve Vranově nad Dyjí.

Celé vodní dílo Vranov je postaveno v údolí řeky  Dyje  v katastru obce Vranov,  Onšov,Štítary a slouží:
1. K zajištění zásoby vody pro vodárenský odběr
2. Snížení povodňových průtoků a nebo nadlepšení průtoků pod nádrží
3. Výrobě elektrické energie
4. Pro rekreaci
5. Zemědělské závlahy

Vodní dílo sestává z:
1. Údolní přehrady Vranov
2. Vodní elektrárny Vranov

Výstavba vodního díla probíhala v letech 1930 - 1934.

Nadržování vody bylo zahájeno v roce 1933, do provozu dáno v roce 1934

Technická a stavební data:

Hydrologie:

vodní tok                                                                                               Dyje

říční km                                                                                               175,4      km

plocha povodí                                                                                    2 221,3      km²

průměrné roční srážky                                                                          678,-       mm

průměrný roční průtok  Qa                                                                     10,6      m³/vt.

minimální průtok                                                                                     0,30    m³/vt

stoletá voda                                                                                       435,-       m³/vt.

výpar vody                                                                                         740,-       mm

průměrná roční teplota vody                                                                  6,0      ^oC

průměrná roční teplota vzduchu                                                             8,0      ^oC

průměrné průtočné množství vody ya rok                                               3,342 mil. m³

Údolní přehrada:

obsah nádrže při kótě 352,01 m.n.m. (vzdutí)                                      132,2      mil.m³

obsah nádrže při kótě 350,65 m.n.m. (přepad)                                    122,66    mil. m³

retenční prostor                                                                                 11,16    mil. m³

prostor pro využití vodní síly                                                                90,79    mil. m³

zatopená plocha                                                                                  720,-       ha

maximální délka záplavy                                                                        32,-       km

délka přehradní zdi v koruně včetně předmostí                                      293,-       m

dno údolí u hráze                                                                               305,0      m.n.m.

hrana volných přelivů                                                                          350,65    m.n.m

koruna hráze - silnice                                                            353,94    m.n.m.

maximální kapacita přelivů                                                     420,0      m³/vt.

výška přepadového paprsku                                                   6,0      m

spodní výpusti válcové ( 2 x průměr 1800 mm )                       307,32    m.n.m.

     maximální průtok ( 2 x 45 m³/vt)                                       90,0      m³/vt.

spodní výpusti  Jonsohn  ( 2x průměr 1200 mm )                      307,32    m.n.m

 maximální průtok ( 2 x 45 m³/vt  )                                          90,0      m³/vt.

elektrárenské potrubí ( 3 x 1 800 mm )                                    320,00    m.n.m.

     maximální průtok ( 3 x 17 m³/vt. )                                      17,0      m³/vt.

kubatůra betonářských prací                                                    220 000,-       m³

 

Přehrada je betonová, gravitační, s 6 -ti normálními, 8 -mi přepadovými , 2-mi  funkčními a 2-mi okrajovými bloky. Je založena na rulovém a svorovém podloží. 

Hráz má 3 podélné revizní chodby  . Revizní chodby jsou propojeny  šachtami.

Základové výpusťové zařízení tvoří 4 potrubí o průměru 1 800 mm a jsou opatřena na návodní straně Stoneyovými stavidly jako rychlouzávěry  a na vzdušné straně válcovými a Jonsonovými uzávěry a regulovatelnými rozstřikovacími uzávěry.

Technické údaje strojního výrob. zařízení vodní elektrárny  Vranov

     V elektrárně jsou instalovaná tři  turbosoustrojí.

TG 1 do sítě najeto 27.6.1948. V roce 1999 provedena rekonstrukce  pro automatické najíždění a odstavení.

TG 2 do sítě najeto 3.6. 1934 V roce 2002 provedena rekonstrukce  pro automatické najíždění a odstavení.

TG 3 do sítě najeto 11,5. 1934 V roce 2003 provedena rekonstrukce  pro automatické najíždění a odstavení.

Celková modernizace proběhla v letech 1999 – 2003 ,kdy byly postupně jednotlivé soustrojí rekonstruovány a modernizovány .

Elektrárna pracuje do 110 kV sítě . Jsou zde však zaústěny  i čtyři distribuční vedení 22kV.

Generátory                         

       - výrobce                    Škoda Plzeň

       - typ                           HB 7450 / 20                                            

       - výkon                            7000  kVA ; 6,3 MW

       - max.proud                    612 A

       - budič                             65 kW

       - cos f                             0,8

 Turbíny      

   ČKD  Blansko

-         Typ                                   F 30 H

-         Spád                                42,5 m

-         Max.průtok                      16m³/sec

-         Max.výkon                       6280 kW

 70-ti leté výročí vodní elektrárny ve Vranově nad Dyjí

(zpracoval ing.Stanislav Čupr – vedoucí odboru výroby EE )

Dne 11. března 1934 se začalo roztáčet a 11. dubna téhož roku bylo připojeno na síť první soustrojí  vodní elektrárny Vranov nad Dyjí. V následujícím článku se pokusím stručně nastínit, co této události předcházelo, a též co následovalo až do dnešních dnů.

Otázkou využití vodní síly řeky Dyje v úseku od Frejštýna po Znojmo v délce 139 km  se již od roku 1908 zabývaly bývalé Podyjské závody (THAYAWERKE für STAU – und ELEKTRIZITÄTSANLAGEN).

Využití bylo navrženo v pěti stupních, přičemž Vranovská přehrada byla stupněm nejhořejším. Její výstavba včetně udělení koncese na využití vodních sil pro výrobu elektřiny byla Podyjským závodům povolena  vodohospodářským rozhodnutím Okresního hejtmanství Znojmo ze dne 28. srpna 1912  na dobu devadesát let trvání. Rozhodnutí nabylo právní moci v roce 1914.

Přehrada ve Vranově měla již od počátku příprav více úkolů. Hlavními bylo omezení a zachycení velkých vod při povodních,  nalepšení průtoků v řece Dyji v obdobích sucha pro uživatele  a pro zavlažování, a též využití vodní síly k výrobě elektrické energie. V této době se uvažovalo s instalací deseti turbín o celkové hltnosti 45 m³/s.

Především z finančních důvodů však Podyjské závody vlastní výstavbu přehrady ani hydrocentrály nezahájily.

Další rozhodnutí ( modernizované) o přípustnosti stavby přehrady Vranov vydalo Ministerstvo veřejných prací dne 24.5.1930 . Stavba hydroelektrárny  byla povolena výměrem Zemského úřadu v Brně ze dne 25.VII.1933. Vlastní práce na stavbě přehrady i hydroelektrárny  postupně probíhaly tak, že 11. dubna 1934 bylo připojeno na síť první soustrojí.

Koncem roku 1934 byla voda nadržena na kótu 329,70 m nm a ZME vyrobily od spuštění  765 MWh . Maximální provozní hladina, kóta 349,0 m nm byla v přehradě poprvé dasažena 12. dubna 1935. V tomto roce  bylo vyrobeno ve vodní elektrárně celkem 8,736 MWh. Takže  počínaje rokem 1935 začíná normální provoz vodní elektrárny.

 Takzvaná "superkolaudace" přehradní zdi s vývařištěm, kaskádami, přemostění volných přepadů a říčních úprav pod přehradou  proběhla dne 23.3.1937. Tímto dnem převzali stavebníci vodohospodářské části (země i Čsl. stát) celý objekt do vlastnictví i udržování v poměru finanční účasti.

Po Mnichovu v roce 1938 byla elektrárna, i se vším elektrárenským zařízením zabrána a přičleněna k Rakousku.  ZME byly nuceny odprodat elektrárnu včetně elektrických zařízení v zabraných obcích akciové společnosti "NEWAG" ve Vídni (Gauwerke- Niederdonau).

Po skončení druhé světové války se stává znárodněním vlastníkem vodní elektrárny ve Vranově na řece Dyji stát, který ji začleňuje do národního podniku Západomoravské elektrárny.

V roce 1948 bylo v elektrárně instalováno a uvedeno do provozu třetí soustrojí TG1 a v období 1949 až 1950 byla zrealizována transformovna 110/6,3 kV. 

Vodní elektrárna byla vybudována jako špičková a v tomto režimu je provozována i v současnosti. Pro vyrovnání nepravidelných odtoků do řeky Dyje slouží vyrovnávací nádrž Znojmo s průtočnou vodní elektrárnou, ve které jsou instalovány dvě přímoproudé Kaplanovy turbíny s protékanými generátory.

 Špičkovým provozem vodní elektrárny Vranov je tedy ovlivněn úsek řeky Dyje v délce zhruba 43 km, z čehož cca 40 km leží v I. Zóně Národního parku Podyjí a asi v délce 26 km tvoří hranici s Rakouskem. Ve smyslu původních projektů měl být využit energeticky i tento úsek, v posledním Směrném vodohospodářském plánu na využití vodní energie jsou zde evidovány dvě locality. Vlivem dotčení zájmu Rakouska, a též z důvodů ochrany životního prostředí  nebyly tato díla realizovány .

Technologické zařízení vodní elektrárny

Hlavními dodavateli původního strojního a elektrického zařízení  elektrárny, kterou postavily a uvedly do provozu Západomoravské elektrárny v roce 1934 nákladem 16 mil. Kč, byly následující firmy :

Turbína s regulátory a hradidla   ……………       Českomoravská-Kolben-Daněk, Blansko

Hydroalternátory s budiči            ……………        Škodovy závody, Plzeň

Rozvodny  6 a 100 kV                 ……………       Škodovy závody, Brno

Rozvodna 22 kV                           ……………       Křižík-Chaudoir, Praha

Velín                                              ……………        Škodovy závody, AEG, Brno

Ochranné přístroje                       ……………       AEG Brno

Transformátory 6 / 50 kV, 10 MVA     ………       Českomoravská-Kolben-Daněk, Praha

Staniční baterie                            ……………       Českomoravská-Kolben-Daněk, Praha

Vodní a olejové potrubí v elektrárně   ………       Českomoravská-Kolben-Daněk, Praha

Transformátory 6 / 22 kV, 3 MVA ……………     Čs Brown-Boveri závody, Drásov

           

V průběhu dalšího období došlo, v rámci oprav a investiční činnosti, k mnoha změnám.

V roce 1948 bylo strojní zařízení elektrárny doplněno o třetí soustrojí, stejných parametrů, jako měly obě předchozí.

V letech 1962 až 1964 byly soustrojí doplněny o releovou poruchovou poloautomatiku. V roce 1976 byla rozvodna 110 kV rozšířena o jedno pole pro distribuční transformátor 110 /22 kV, 16 MVA a současně byla zrušena původní transformace 22/6 kV.   

V období 1980 až 1985 byly z důvodu zvýšení účinnosti vyměněny u všech turbín, v rámci úkolu RVT (Racionalizace provozu vodních elektráren), původní oběžná kola F-25 za kola typu F 30 H.

V rozvodnách byly postupně od roku 1980 vyměněny olejové a vzduchové vypínače za vypínače maloolejové. Ovládání vypínačů a odpojovačů v R 110kV bylo nahrazeno ovládáním s elektrickým pohonem. Ruční ovládání odpojovačů v R 22 a 6 kV bylo nahrazeno ovládáním elektrickým 400 V AC.

V období 1993 až 1998 proběhly postupně rekonstrukce, modernizace a opravy rozvodné části. Jednalo se zejména o zrušení transformátorového pole 110 kV včetně transformátoru 110/22kV za nové 2 transformátory 20/16/20MVA, 115 / 22 kV .  Dále byla provedena rekonstrukce rozvoden 6 kV, 400 V AC a 220 V DC, včetně stavební elektroinstalace, výměna manipulačních rozvaděčů  velínu, výměna ochran a rozšíření rozvodny 22kV.

V rozmezí let 1999 až 2003 byly postupně provedeny celkové generální opravy všech tří soustrojí, včetně moderizace automatik.

U všech turbín byly kompletně vyměněny rozváděcí lopaty, čepy, pouzdra,  těsnění, táhla, spojovací material, atd.

U turbíny soustrojí TG1 zůstalo oběžné kolo stávající, ale u soustrojí TG2 a TG3 byla oběžná kola vyměněna za nová, dynamicky vyvážená, s modifikovaným profilem, a to včetně hrotu, kavitační vložky a spojovacího materiálu. 

Výměnným způsobem byly řešeny i opravy dalších částí technologie,které pocházely z doby výstavby. Jedná se zejména o uzávěry a regulátory otáček  a napětí.

Z důvodu ochrany životního prostředí jsou používány ve všech soustrojích  hydraulické i mazací oleje  syntetické, biologicky odbouratelné Panolin  jako výrobek šetrný k životnímu prostředí. V roce 2003 byl ve vodní elektrárně instalován nový systém čištění prosáklých odpadních vod.

Dále byla u všech turbín provedena modernizace automatik, kdy stávající releové poruchové poloautomatiky byly u každého stroje nahrazeny  řídícím systémem, jehož jádrem je programovatelný automat SAIA . Řídící systém na základě programu provádí veškeré úkony související s automatickým spouštěním, provozním i havarijním odstavováním a regulací zařízení příslušného soustrojí. Umožňuje místní ovládání ze strojovny elektrárny prostřednictvím terminálu nebo  nadřazeným stupeěm  řízení každého soustrojí  z centrálního operátorského pracoviště (COP).

Toto pracoviště slouží k dálkovému ovládání a monitorování všech vodních elektráren JME 

( Vranov,Znojmo a Vír )  je tvořeno komunikačními servery SAIA, redudantním datovým serverem na bázi PC a operátorskými pracovišti na bázi PC . V současné době nejsou  ještě připojeny vodní elektrárny Vír 1 a Vír 2, a to z důvodu budování přenosových cest.

Dokončení opravy a modernizace posledního soustrojí TG3 v roce 2003 umožnilo snížení počtu směnových pracovníků vodní elektrárny Vranov v podstatě na polovinu.

Po stavební stránce byly provedeny v období 2000 až 2003 opravy všech budov.

 Závěrem je možno souhrnně konstatovat, že i po 70-ti letém provozu je vodní elektrárna schopna dalšího využívání vodní síly k výrobě elektrické energie, a to v plně automatickém provozu,  při vyšší účinnosti přeměny mechanické energie vody v energii elektrickou a s menším počtem pracovníků, než bylo původně. Za to jistě patří poděkování všem pracovníkům v dlouhé řadě od počátků její historie až po dnešní dobu, neboť lze říci bez nadsázky, že nejen ve vodní elektrárně pracovali, ale s touto "perlou jižní Moravy" přímo žili a stávající dosud žijí.