Elektrownia wodospadu Omanawa

Elektrownia Omanawa Falls
Lokalizacja elektrowni Omanawa Falls w Nowej Zelandii
Kraj	Nowa Zelandia
Lokalizacja	Zatoka Obfitości
Współrzędne
Zamiar	Moc
Status	Operacyjny
Rozpoczęła się budowa	1914
Data otwarcia	1915
Zbudowane przez	Rada Gminy Tauranga
Właściciel(e)	Rada gminy Tauranga Tauranga Electricity Trustpower Rada miasta Tauranga
Zapory i przelewy
Rodzaj zapory	Jaz
Konfiskaty	Rzeka Omanawa
Zbiornik
Całkowita pojemność	Nic
Elektrownia wodospadu Omanawa
Operator(zy)	Omanawa Falls Hydro Limited
Data prowizji	1915
Typ	Bieg rzeki
Głowica hydrauliczna	109 stóp (33,22 m).
Turbiny	1
Zainstalowana pojemność	0,3 MW (400 KM)
Generacja roczna	2,2 GWh (7,9 TJ)

Elektrownia Omanawa Falls to elektrownia wodna na rzece Omanawa w Zatoce Obfitości w Nowej Zelandii . Zbudowana w 1915 roku w celu dostarczania energii elektrycznej do miasta Tauranga , była to pierwsza podziemna elektrownia na półkuli południowej.

Historia

Rozwój

Pierwszą elektrownią w Zatoce Obfitości była elektrownia Okere Falls na rzece Kaituna, która została oddana do użytku w 1901 roku.

Ustawa o energii wodnej z 1903 r. Nadała Koronie prawa do wytwarzania energii elektrycznej. Ustawa o robotach publicznych z 1908 r. Ujednoliciła kontrolę rozwoju elektrowni wodnych zarówno przez rozwój centralny, jak i lokalny, chociaż w tym samym roku ustawa została zmieniona, aby umożliwić prywatnym firmom wytwarzanie energii elektrycznej na ściśle określonych warunkach. Pierwsza dekada XX wieku była świadkiem rozwoju wielu projektów hydroelektrycznych przez różne władze lokalne. Świadomy możliwości, jakie elektryczność oferuje BC Robbins, burmistrz Rady Gminy Tauranga zaangażował inżynierów-konsultantów HW Climie & Son of Napier w celu zbadania możliwości poprawy infrastruktury miasta, w tym oprócz kanalizacji sanitarnej i ulepszeń ulic, dostawy i dystrybucja energii elektrycznej. Raport konsultanta, który został dostarczony 19 grudnia 1912 r., Stwierdza, że ​​bystrza na Waimapu i Rzeki Wairoa , a także wodospady na rzekach Omanawa i Wairohi stwarzały możliwości wytwarzania energii elektrycznej. Firma HW Climie & Son zaproponowała, aby w przypadku wodospadów Omanawa:

Aby okiełznać ten Upadek, należy przebić tunel nieco powyżej i poniżej Upadku wzdłuż jednej strony wąwozu. Power House miałby zostać zbudowany około dwunastu stóp nad poziomem basenu, we wnęce wykopanej w zboczu wąwozu. Woda kierowana byłaby tunelem, a stamtąd pionowym rurociągiem zasilającym bezpośrednio do turbin i odprowadzana do kanału ogonowego zbudowanego w formie tunelu pod elektrownią.

Dzięki takiemu układowi cała górniak oraz elektrownia byłyby chronione przed obrażeniami w przypadku poślizgnięć występujących w pobliżu wodospadów. Wejście do tunelu byłoby chronione przed unoszącymi się gruzami za pomocą żelaznej kraty, a liście i patyki itp. nie mogłyby dostać się do turbin dzięki układowi ekranów, które w razie potrzeby byłyby codziennie czyszczone. Ponieważ większość konstrukcji będzie wykonana z betonu, prace będą miały bardzo trwały charakter.

Zostałyby zainstalowane dwa zespoły prądotwórcze, każdy składający się z turbiny o dużej prędkości, bezpośrednio połączonej z generatorem prądu przemiennego. Każdy zestaw powinien być w stanie rozwinąć około 120 KM. Dopóki zapotrzebowanie nie przekroczy wydajności jednego zestawu, drugi będzie traktowany jako rezerwowy, ale gdy konieczne będzie uruchomienie obu, wskazane byłoby zainstalowanie trzeciego zestawu. Każda turbina byłaby sterowana za pomocą czułego regulatora.

Raport zawierał szacunkowy koszt planu sieci elektrowni Omanawa Falls i stwierdził, że przyniesie on zysk. Ponieważ jednak prawdopodobny zysk był dość mały, pojawił się lokalny sprzeciw. W 1912 r. podatnicy głosowali stosunkiem głosów 250 do 98 za zaciągnięciem pożyczki w wysokości 15 000 funtów na spłatę programu.

W 1913 r. Rada Gminy Tauranga zwróciła się do Departamentu Ziem o nadanie Wodospadów Omanawa ich organowi korporacyjnemu na potrzeby wytwarzania energii wodnej. Złożyli również wniosek zgodnie z sekcją 268 ustawy o robotach publicznych z 1908 r. o pozwolenie na wytwarzanie energii elektrycznej.

W październiku 1914 r. Wydział Robót Publicznych wydał zgodę na pobieranie wody z rzeki Omanawa w celu wytwarzania energii elektrycznej i rozprowadzania jej po całej gminie i okolicach.

Firma HW Climie & Son wygrała przetarg na wykonanie projektu elektrowni i zarządzanie jej budową. Najpierw duża łukowata jaskinia o długości 50 stóp (15 m), szerokości 19 stóp (5,8 m) i wysokości 19 stóp (5,8 m) w środku parabolicznego łuku została wystrzelona z litej skały na prawą stronę podstawy upadki. Na dnie jaskini położono betonową podłogę o grubości 2 stóp (0,61 m), aby wyrównać powierzchnię, przykryć wnękę wylotową i na której można zamontować maszynę. Następnie wycięto tunel do odprowadzania wody z ujęcia, podczas gdy tunel dostępowy został również przecięty, aby zapewnić personelowi dostęp do elektrowni. Jaskinię wyłożono 3 stopami (910 mm) betonu do wysokości 8 stóp (2,4 m).

Zainstalowano dwa generatory o łącznej mocy 200 kW. Sprzęt elektryczny został zainstalowany przez firmę Electrical Construction Company z Auckland. W przypadku innych części robót kontrakty zawierano na dostawę materiałów, a montaż odbywał się za dniówkę. W 1915 r. rada gminy zatrudniła Lloyda Mandeno jako inżyniera elektryka, odpowiedzialnego nie tylko za budowę systemu dystrybucji, który przejmie moc z nowej elektrowni, ale także za przekonanie 1540 mieszkańców do rezygnacji ze świec, lamp naftowych i gazu miejskiego dla nowej, niewypróbowanej energii elektrycznej.

Do 1924 r. 68 domów z 700 w gminie korzystało z kuchni elektrycznej.

Uruchomienie

W dniu 28 sierpnia 1915 r. Syn Henry'ego Westcotta Climie, Henry („Harry”) Richmond Climie, z pomocą pana HM Millara, zastępcy inżyniera elektryka Departamentu Robót Publicznych, rozpoczął rozruch elektrowni. 2 października 1915 r. gmina po raz pierwszy otrzymała elektryczne oświetlenie uliczne, zastępując system lamp gazowych. Wyjście z Omanawy było dostarczane do Tauranga trójfazową linią 11 kV.

Tauranga zaciągnął dług w wysokości 17 250 funtów na budowę elektrowni i związaną z nią siatkę, co wyniosło 11 funtów na głowę.

Pierwotnym operatorem zatrudnionym do obsługi elektrowni był EL Gossett. W czasie jego nieobecności w czynnej służbie podczas I wojny światowej zatrudniono na jego miejsce W. Milne.

Ekspansja

Po dwóch latach eksploatacji zapotrzebowanie na energię elektryczną wzrosło do takiego poziomu, że maszyny okazały się za małe.

Po niepowodzeniu w znalezieniu płatnego złota na sąsiedniej Fleming's Reef na południe od Te Puke, właściciel ziemski Malcolm Fleming sprzedał posiadłość George'owi Muirowi w 1918 roku, który zatrudnił doświadczonego poszukiwacza Roberta Wortha, aby sprawdził, czy uda mu się znaleźć więcej złota. Worth odkrył kolejną złotą rafę na północ od rafy Flemings. Kopalnia, która została nazwana Muir's Reef, działała od 1920 do 1928 roku, kiedy została zamknięta.

Aby zasilić baterię wydobywającą złoto, właściciele gruntów zwrócili się do Rady Gminy Tauranga z prośbą o zapewnienie dostaw energii elektrycznej. To nowe potencjalne obciążenie dodane do zwiększonego obciążenia w gminie przekonało radę do zwiększenia mocy elektrowni z 200 kW do 800 kW. Zaproponowano zasilanie kopalni nowym wysokim napięciem w paśmie Otawa.

Lloyd Mandeno odwiedził Australię, aby zlokalizować sprzęt, który mógłby zostać wykorzystany do rozbudowy elektrowni.

Chociaż turbina została pierwotnie zaprojektowana na wysokość 80 stóp, została zmodyfikowana lokalnie po konsultacji z firmą i działała zadowalająco na wysokości 110 stóp. W 1921 roku zakupiono w USA nowy generator General Electric o mocy 650 kW, a nadwyżkę szwajcarskiej turbiny Escher Wyss o mocy 1200 KM (wyprodukowanej w 1908 roku) zidentyfikowano w zakładzie kruszenia kwarcu złota w wąwozie Karangahake po tym, jak zakład ten zawiódł we własnym próba uzyskania zasilania. Turbina została usunięta z masywnych betonowych fundamentów i podzielona na dwie sekcje w ramach przygotowań do przeniesienia do nowej lokalizacji.

Ponieważ żadna ciężarówka nie była wystarczająco duża, aby przewieźć turbinę, firma kontraktowa Brennans w Paeroa otrzymała kontrakt na przewóz sekcji turbiny wozami konnymi na odległość 100 km do Omanawy. pokonanie najcięższego odcinka zajęło pięć dni zaprzęgiem składającym się z pięciu koni uzupełnionym o kolejne pięć koni na stromych odcinkach trasy. Aby pomieścić nowy generator, istniejące jednostki zostały usunięte, a elektrownia została powiększona, a W. Milne był brygadzistą odpowiedzialnym za modyfikacje sprzętu elektrycznego dokonane na miejscu. W tym samym czasie wysokość głowy została zwiększona do 33,5 metra.

Ten nowy generator wytwarzał średnio 700 kW do 1974 r., kiedy to jego przestój został zmniejszony do 150 do 160 kW, aby umożliwić przekierowanie wody do innych elektrowni w zlewni Wairoa.

W 1985 roku bawełniana izolacja na uzwojeniach zepsuła się, uszkadzając cewki. Te zostały wymienione.

W wyniku wprowadzenia ustawy o spółkach energetycznych w 1992 r. własność elektrowni została przekazana przez radę nowo utworzonej spółce Tauranga Electricity Ltd, której większościowym właścicielem była należąca do gminy spółka Tauranga Civic Holdings Ltd. W czerwcu 1997 r. Tauranga Civic Holdings Ltd. przejął całkowitą kontrolę nad Tauranga Electricity. Po licznych ofertach fuzji i przejęć Tauranga Electricity została sprzedana przez Radę Miejską Tauranga firmie Trustpower w dniu 31 października 1997 r. W zamian za znaczny pakiet akcji i gwarantowany roczny dochód w wysokości 3,3 mln USD przez następne pięć lat.

Likwidacja

Stacja została zlikwidowana przez Trustpower w dniu 29 lipca 1998 r., Który podarował ją Radzie Miejskiej Tauranga.

Remont i ponowne uruchomienie

Po likwidacji stacji ucierpiała z powodu wandalizmu. W 2007 roku entuzjasta energii elektrycznej z Te Kuiti, Michael Davis, postanowił zachować to miejsce ze względu na jego historyczne znaczenie. Po uzyskaniu 35-letniej dzierżawy od Rady Miasta Tauranga. Davis zainwestował 300 000 NZ $ w odbudowę elektrowni.

Chociaż generator był w złym stanie do dalszego użytku, został uratowany i jest teraz wystawiany w elektrowni. Chociaż konieczne było zainstalowanie nowoczesnego nowego generatora, turbina była w dobrym stanie i została odrestaurowana przez inżyniera Bay of Plenty, Jima Berrymana. Zainstalowano również nowy, w pełni zautomatyzowany system sterowania. Stacja zaczęła generować ponownie w listopadzie 2008 roku.

Projekt

Elektrownia znajduje się w sąsiedztwie wodospadu Omanawa o wysokości 35 metrów (115 stóp). Woda jest odprowadzana znad wodospadu przez jaz. Pierwotna propozycja polegała na pobieraniu wody tuż nad wodospadami, ale później uznano za wskazane skorzystanie z dodatkowych 30 stóp (9,14 m) wysokości, które można by uzyskać poprzez przedłużenie tunelu o około 5 kanałów (100,58 m) do 6 kanałów (120,70 m) dalej w górę rzeki, co daje całkowitą wysokość 109 stóp (33,22 m).

Woda jest pobierana z rzeki Omanawa tuż nad bystrzami z głębokiego basenu, którego naturalny jaz kieruje wodę do konstrukcji wlotowej chronionej przed dużymi gruzami przez stalowe poręcze kratowe. Za tym znajduje się duża żeliwna śluza górna obsługiwana przez przekładnię z betonowego zaworu znajdującego się 15 stóp (4,57 m) nad normalnym poziomem wody. Od wlotu tunel o wysokości 6 stóp (1,83 m) i szerokości 4 stóp (1,22 m) biegnie przez 9 kanałów (181,05 m) do dużej żelbetowej wnęki o wysokości 20 stóp (6,1 m) i szerokości 10 stóp (3,0 m). Przednia część zawiera obrotowy filtr siatkowy o długości 17 stóp (5,2 m) i szerokości 10 stóp (3,0 m), który zapobiega przedostawaniu się liści i innych zanieczyszczeń wnoszonych przez wodę do turbin. Z części dziobowej pionowy rurociąg zasilający o długości 90 stóp (27 m) i średnicy 1100 mm (1100 mm) doprowadza wodę do elektrowni, gdzie była pierwotnie rozprowadzana przez zawory do oryginalnych dwóch turbin. Zawory te kontrolują dopływ wody do poszczególnych turbin i są obsługiwane przez przekładnię za pomocą kół ręcznych w maszynowni. Zastawka została pierwotnie zwymiarowana i ułożona tak, aby trzeci generator (w razie potrzeby dwukrotnie większy) mógł zostać zainstalowany w późniejszym terminie. Od 1921 r. była tylko jedna turbina. Elektrownia jest wykuta w wąwozie po jednej stronie podstawy wodospadu. Otwarty koniec był zamknięty betonową ścianą z oknami i drzwiami wystarczająco dużymi, by umożliwić wniesienie wszystkich maszyn do elektrowni.

Turbina wyładowuje się do wnęki pod podłogą, która zajmuje połowę szerokości i połowę długości elektrowni i która rozciąga się na głębokość 18 stóp (5,5 m) poniżej poziomu podłogi. W normalnych warunkach na dnie wnęki znajduje się 5 stóp (1,5 m) wody, która wypływa przez tunel o wysokości 8 stóp (2,4 m) i szerokości 8 stóp (2,4 m) do basenu poniżej wodospadu.

Tunel dostępowy o 250 stopniach zapewniał personelowi dostęp do elektrowni. Dostęp do tunelu zasilającego uzyskuje się za pomocą kilku biegów schodów, które odchodzą od głównego tunelu dostępowego.

Zasilana źródliskiem rzeka ma stały przepływ, co pozwala stacji wytwarzać stałą moc wyjściową, bez sezonowych wahań. Zgoda wodna na pobór wody z rzeki zapewnia utrzymanie minimalnego przepływu nad wodospadem Omanawa.

Oryginalne wyposażenie elektryczne

Pierwotnie zainstalowano dwa generatory o łącznej mocy nominalnej 200 kW. Wyprodukowane przez firmę Escher Wyss z Zurychu, każda pozioma turbina Francisa miał moc 150 KM (110 kW) przy 750 obr./min. Prędkość każdej turbiny była kontrolowana przez dedykowany regulator ciśnienia oleju, który również został dostarczony przez firmę Escher Wyss. Turbina z brązowym wirnikiem o średnicy 15 cali (380 mm) była połączona z kołem zamachowym, z którego elastyczne sprzęgło przenosiło moc bezpośrednio do trójfazowego generatora prądu przemiennego produkowanego przez British Electrical Engineering Company of Loughborough . Każdy generator miał wzbudnicę sprzężoną bezpośrednio, która była w stanie wzbudzić magnesy obu generatorów przy pełnym obciążeniu. Wyjście każdego generatora zostało podłączone kablami do transformatora podwyższającego napięcie od 400 V do 11 kV wyprodukowanego przez British Electrical Engineering Company, przed podłączeniem do rozdzielnicy wysokiego napięcia z izolacją olejową.

Główne elementy wyposażenia elektrycznego były sterowane i monitorowane za pomocą sześciopanelowej tablicy rozdzielczej o długości 12 stóp (3,7 m) i długości 7,5 stopy (2,3 m), która częściowo rozciągała się w poprzek przedniej części elektrowni. Każdy panel był licowany marmurem o grubości 2 cali (51 mm). Dwa z paneli zostały przydzielone do generatorów, z zapasowym panelem zarezerwowanym dla potencjalnego trzeciego generatora, inny panel zawierał automatyczny regulator napięcia Tirrel, a ostatnie dwa panele zostały przydzielone do transformatorów podwyższających napięcie. Rozdzielnica i rozdzielnica zostały wyprodukowane przez firmę Johnson and Phillips w Londynie. Transformatory i rozdzielnice znajdują się za tablicą rozdzielczą w przestrzeni o powierzchni 12 stóp (3,7 m), otoczonej wysokimi plecionymi ekranami z drutu, aby ograniczyć dostęp personelu. Aby zmniejszyć ryzyko rozprzestrzenienia się wybuchu w rozdzielnicy na pozostałą część elektrowni, rozdzielnice zostały umieszczone w betonowych szafkach i obsługiwane zdalnie za pomocą systemu dźwigni korbowych. Z rozdzielnicy moc wyjściowa stacji jest przenoszona przez opancerzony kabel na poziom gruntu, zanim zostanie przeniesiona przez strumień nad wodospadami w stalowych rurach około trzydziestu stóp nad wodą. Następnie przechodzi w górę wschodniego zbocza i kończy się w małej ocynkowanej żelaznej chacie, w której znajdowały się odgromniki (wyprodukowane przez General Electric Company of USA) i od której rozpoczyna się napowietrzna trójfazowa linia przesyłowa 11 kV. Linia przesyłowa o długości 13,5 mil (21,73 km) (z której wszystkie miały również obwód telefoniczny) była wsparta na naturalnych okrągłych słupach z kory żelaza, rozmieszczonych średnio w odległości 100 jardów (91 m). Pierwsze 3 mile (4,83 km) przecinały zarówno wąwozy Kopuererua, jak i Tau Tau, zanim transmisja dotarła do Tauranga wzdłuż ujścia rzeki Waikareao i przed zakończeniem w podstacji na zachodnim krańcu Wharf Street, gdzie napięcie zostało obniżone do 400 V do dystrybucji wokół miasto.

Aktualny stan

Obecnie zainstalowana pozioma turbina Escher Wyss Francis o mocy 1200 KM obraca się z prędkością 375 obr./min.

Wyposażenie elektrowni zostało w 2020 roku znacząco zmodernizowane w celu odzyskania utraconej sprawności turbiny i przywrócenia stanu urządzeń odpowiedniego do długotrwałej pracy. Prace modernizacyjne zostały starannie zaplanowane, aby zachować wygląd i styl oryginalnej turbiny oraz jej historyczne znaczenie, co znacznie skomplikowało projekt. Obejmowało to umieszczenie nowego generatora z napędem bezpośrednim z powrotem na oryginalnym fundamencie, przywracając w ten sposób pierwotną konfigurację urządzenia. Produkcja wzrosła do 330 kW i 2,2-2,5 GWh energii elektrycznej rocznie. Wytwarzanie jest dostarczane do zasilacza Kaimai 11 kV firmy Powerco do gospodarstw domowych na Omanawa Rd i dalej w górę Kaimais.

Dalsza lektura

• Bellamy, Alan Charles, wyd. (1982). Tauranga 1882-1982: Stulecie Gazetting Tauranga jako gminy . Tauranga: Rada Miejska Tauranga.
• Hutton (red.), LB; Stace (red.), EN (1958). Historia inżynierii dostaw energii elektrycznej w Nowej Zelandii . Wellington: Electric Supply Authority Engineer's Institute of New Zealand. {{ cite book }} : |last1= ma nazwę ogólną ( pomoc )
•   Martin, John E, wyd. (1991). Ludzie, elektrownie i elektrownie: wytwarzanie energii elektrycznej w Nowej Zelandii 1880 - 1990 . Wellington: Bridget Williams Books Ltd i Electricity Corporation z Nowej Zelandii. ISBN 0-908912-16-1 .

Linki zewnętrzne

• Elektrownia Omanawa Falls Heritage New Zealand z numerem 7358.
• Plan zarządzania wodospadami Omanawa