Strom aus vier Zentralen
Imposant: Eine der drei Speicherpumpen in der Zentrale Ferrera.
Komplexe Gesamterneuerung der Kraftwerke Hinterrhein
Die Kraftwerke Hinterrhein AG (KHR) betreibt die grösste Wasserkraftwerkskombination im schweizerischen Kanton Graubünden. Mit einer dreistufigen Anlagengruppe produzieren die KHR seit 50 Jahren im Jahresmittel rund 1'400 GWh umweltfreundlichen Strom. In den letzten Jahren wurden die Anlagen gesamterneuert, was allein schon durch die Komplexität des Projekts, den Zeitplan und den äusseren Rahmenbedingungen eine grosse Herausforderung war.
Nach jahrzehntelangen Projektierungen und Verhandlungen konnte im Jahr 1956 auf der Basis eines 1949 abgeschlossenen Staatsvertrags zwischen der Schweiz und Italien die heutige Kraftwerke Hinterrhein AG gegründet werden. In Folge wurde eines der grössten Schweizer Bauprojekte der 1950er- und 1960er-Jahre in Angriff genommen: Mit einem Investitionsvolumen von über 600 Mio. Franken wurden in nur sechs Jahren rund 37 Kilometer neue Strassen und Wege, zehn Seilbahnen, 13 Bachfassungen, fünf Staumauern, 59 km Stollen und Schächte und drei Kraftwerkszentralen gebaut sowie fast 110 Kilometer Übertragungsleitungen verlegt. 1959, auf dem Höhepunkt der Bauarbeiten, waren dazu auf den Baustellen fast 3'400 Menschen beschäftigt.
Wichtiger Stromversorgungsknoten
Seit September 1963 ist die Kraftwerkskombination mit den Zentralen in Ferrera, Bärenburg und Sils in Betrieb. 1968 wurde dann das Kraftwerk Thusis in Betrieb genommen, welches das im Hinterrhein verbliebene Dotier- und Restwasser verwertet. Mit einer installierten Leistung von 650 MW nutzen die Turbinen die Kraft des Wassers über drei Kraftwerksstufen vom 1'931 m ü.M. gelegenen Stausee Lago di Lei bis 667 m ü.M. in Sils. Über die Kavernenzentrale in Ferrera kann mit einer Pumpleistung von 90 MW das bereits einmal turbinierte Wasser aus dem Ausgleichsbecken bzw. aus dem Stausee in Sufers in den Lago di Lei zurückgepumpt werden.
Die Stauanlage des Saisonspeichers Valle di Lei ist dabei ein Werk der Superlative: 840'000 m3 Beton wurden in der Staumauer mit ihrer Kronenlänge von 690 Metern verbaut und mit einem Fassungsvermögen von 197 Mio. m3 ist der Stausee der drittgrösste der Schweiz. Ebenso imposant sind auch die 220/380 kV-Schaltanlagen der swissgrid in Sils: Über diese Anlagen fliessen fast 25 Prozent des in der Schweiz verbrauchten Stroms und rund 30 Prozent der in der Schweiz aus Wasserkraft gewonnenen elektrischen Energie. Sils stellt damit einen bedeutenden Knotenpunkt im schweizerischen und europäischen Stromverbund dar.
Gesamterneuerung nach 50 Jahren
«Nach 50 Betriebsjahren war die maximale Lebensdauer bei vielen Anlageteilen unserer Infrastruktur erreicht», erzählt Guido Conrad, Direktor der KHR, von der Motivation zur Gesamterneuerung der Anlagen mit einem Investitionsvolumen von rund 300 Mio. Franken. Da die Leistung der Anlagen nicht erhöht wird, war für die Sanierung keine Konzessionsänderung nötig: «Dank dem Einsatz modernster Technologien kann die Effizienz der Produktionsanlagen dennoch gesteigert werden», so Guido Conrad. «Allein der Ersatz der alten Turbinenlaufräder durch neue ermöglicht eine Verbesserung des Wirkungsgrads von rund drei Prozent.»
Umweltschonende Sanierung – minimale Betriebsunterbrüche
Während bei vergleichbar grossen Anlagen oft in Etappen saniert wird, setzten die KHR auf eine Gesamterneuerung mit minimalen Betriebsunterbrüchen. «Dies war sicher eine der herausforderndsten Aufgaben», erklärt Guido Conrad, «denn um an die wasserseitigen Anlagenteile zu gelangen, mussten auch alle Stauseen und Becken entleert werden.» Dabei war den KHR ein äusserst umweltschonender Ablauf wichtig, weshalb gleichzeitig umfangreiche Massnahmen zum Schutz der Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen getroffen wurden. Aufgrund der Wasserverhältnisse fanden die meisten Arbeiten in den Wintermonaten statt, «auch wenn dabei die äusseren Rahmenbedingungen in den Bergen nicht gerade ideal sind», beschreibt Guido Conrad den Zeitplan, und ergänzt: «Während zwei Jahren mussten wir so jedoch lediglich im Winter mit einer reduzierten Stromproduktion rechnen, die über die gesamte Phase des Erneuerungsprojekts gerechnet nur circa 12 Prozent unserer Jahresproduktion entspricht.»
«Rittmeyer ist ein Projektpartner auf Augenhöhe.»
Komplette Leittechnik erneuert
Erneuert und revidiert werden jedoch nicht nur die 13 grossen Maschinensätze der KHR sondern auch die gesamte Leittechnik. Das Gesamtprojekt wurde dabei in rund 100 Lose aufgeteilt und öffentlich ausgeschrieben. «Für die Erneuerung der Leittechnik legte Rittmeyer das günstigste Angebot und konnte gleichzeitig mit exzellenten Referenzen überzeugen», erinnert sich Guido Conrad.
Im normalen Betrieb werden nun sämtliche Anlagen der Kraftwerke Hinterrhein von der Zentralen Leitstelle in Sils überwacht und gesteuert. Basis dafür ist ein verteiltes RITOP-Gesamtsystem mit redundanten Client/Server-Teilsystemen in jedem der vier Kraftwerkstandorte. Über 150 Prozessstationen RIFLEX M1 automatisieren die 21 Maschinengruppen sowie die Anlagen in 26 Aussenobjekten. Mehr als 200 Schaltschrankfelder, die alle im Rittmeyer-Werk in Baar gefertigt wurden, beherbergen nun die Maschinensteuerungen, Turbinenregler, Spannungsregler sowie den elektrischen Schutz. «Wo immer möglich sind die Anlagen an allen Kraftwerkstandorten identisch aufgebaut», beschreibt Guido Conrad die Umsetzung. So wird nicht nur die Ersatzteilhaltung vereinfacht, sondern auch der Betriebs- und Wartungsaufwand reduziert.
Im Zeitplan
Mehr als zwei Drittel der Bauphase sind abgeschlossen, die meisten Arbeiten im Zeitplan. «Die Anforderungen an die Leittechniker sind dabei besonders hoch. Sie kommen immer erst ganz zum Schluss zum Zug und müssen alle Verzögerungen, die während des Umbaus der Anlagen entstehen, auffangen», sagt Guido Conrad. Die Komplexität des Gesamtprojektes stellt deshalb neben den rein technischen Aspekten ausserordentliche Anforderungen an die Projektleitung und die Kompetenz als Systemintegrator. Die Zusammenarbeit hat dabei Guido Conrad überzeugt: «Rittmeyer begegnet uns als Projektpartner auf Augenhöhe, immer offen, fair und mit einer hohen Fachkompetenz.»
Mitte des Jahres 2016 werden alle Arbeiten abgeschlossen sein – und die Kraftwerke Hinterrhein mit Rittmeyer-Leittechnik in ein nächstes halbes Jahrhundert sicheren Betriebs gehen.
Bildnachweis: Kraftwerke Hinterrhein
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