РусГидро. Колымская ГЭС

Колымская ГЭС функционирует в уникальных условиях по множеству параметров. Во-первых, энергосистема Магаданской области является изолированной от единой энергосистемы России, и эта гидроэлектростанция обеспечивает примерно 95% ее мощности. Во-вторых, станция расположена в зоне вечной мерзлоты. Она имеет самую высокую в России грунтовую плотину, а также является самой мощной в стране гидроэлектростанцией с подземным расположением машинного зала. Даже одного этого пункта было достаточно, чтобы съездить на нее. О да, конечно, она расположена еще так, что фиг до нее доберешься. 🙂

Фотографии и текст russos

1. Колымская ГЭС расположена на 1854 км от устья одноимённой реки, на месте расположения Больших Колымских порогов (в настоящее время затоплены водохранилищем ГЭС). В створе ГЭС долина реки сужается, образуя ущелье с крутыми склонами.

2. Конструктивно Колымская ГЭС представляет собой мощную плотинную высоконапорную гидроэлектростанцию. Сооружения ГЭС разделяются на каменно-набросную плотину, подземное здание ГЭС с водоприёмником, водосброс, производственно-технологический комплекс (ПТК) с закрытым распределительным устройством (ЗРУ).

Колымская ГЭС имеет большое количество постоянных и временных подземных сооружений общей длиной 7,2 км и объёмом выломки 425 тыс. м³. Установленная мощность электростанции — 900 МВт, гарантированная мощность — 224 МВт, среднегодовая выработка электроэнергии — 3,325 млрд кВт·ч. Кликабельно.

3. Съемки были сентябре, когда пик летне-осеннего дождевого паводка закончился, но для поддержания уровня воды, чтобы продлить летний завоз по реке, станция срабатывает воду через водосброс. С вводом Усть-Среднеканской ГЭС в полном объеме можно будет переключить на нее регулирование судоходных попусков, что позволит снять ограничения на режимы работы Колымской ГЭС. А пока после каждого сброса воды приходится укреплять дно реки и противоположный берег, так как водосброс работает большее время, чем был рассчитан.

4. Главный щит управления. Симбиоз унылой схемотехники 80-х с еще более скучными современными компьютерами.

5. А вот в стойках уже интереснее — аналоговые релюшки и современные микропроцессорные системы.

6. Как я написал выше, эта самая мощная станция в нашей стране с подземным машзалом. Небольшой пример поперечного разреза по водоприемнику. На схеме видна выработка первой очереди, когда станция была пущена с маленьким напором.

7. Вход в тоннель, который приведет к машинному залу.

8. Длина тоннеля 300 метров. Помимо этого есть лифтовые шахты и аварийные выходы.

9. Первоначально я подумал, что это дренажная перекачка, но потом, уже на фото, увидел по четыре цилиндра и черный грибочек. Скорее всего, это компрессорная станция.

10. Воистину огромные тоннели, уходящие куда-то вглубь горы. Мирно припаркованный трактор 🙂

11. Тоннель, резко опускаясь, поворачивает почти на 360 градусов.

12. Обделка разная. Набрызг бетон, просто бетон. Анкера.

13. Машинный зал Колымской ГЭС — подземный, расположен в скальной выломке левого берега, имеет длину 130 м и ширину 24 м, состоит из монтажной площадки и пяти агрегатных блоков. В машинном зале установлено 5 гидроагрегатов мощностью по 180 МВт: четыре с диагональными турбинами и один с радиально-осевой турбиной.

14. Интересна история появления гидроагрегата с радиально-осевой турбиной. Дело в том, что после пуска гидроагрегатов выяснилось, что некоторые их элементы не обладают достаточной надёжностью.

В 1985 году в спиральных камерах гидроагрегатов № 1 и 2 были зафиксированы разрушения участков стальной облицовки. Помимо этого, наблюдалось активное трещинообразование в лопастях турбин, что 24 июня 1991 года привело к обрыву лопасти турбины гидроагрегата № 3. В результате были повреждены направляющий аппарат и крышка турбины, нарушена герметичность турбины, вследствие чего была затоплена турбинная шахта гидроагрегата. Угроза затопления всего машинного зала была предотвращена оперативным закрытием затворов.

В 1998 году на гидроагрегате № 1 была заменена гидротурбина с диагональной на радиально-осевую, но от замены остальных турбин было решено отказаться, поскольку после проведённых доработок их надёжность перестала вызывать сомнения.

15. Когда я был на станции, то третий гидроагрегат находился на капитальном ремонте.

16. Все работы осуществляются на монтажной площадке в подземном машинном зале.

17. Статор генератора.

18. Вид на гидроагрегат. По краям — крепление лопаток направляющего аппарата.

19. По центру — система изменения угла атаки лопаток турбины. Используется в начале старта для плавного выхода на рабочие режимы.

20. С гидрогенераторов электроэнергия подаётся напряжением 13,8 кВ по трём шинным галереям на генераторное распределительное устройство, расположенное в ПТК (Производственно-технологический корпус).

21. Вода на гидротурбины поступает по пяти напорным водоводам длиной 262 м и диаметром 6 м каждый с водоприёмника, расположенного на левом берегу, вблизи водосброса. В период временной эксплуатации ГЭС на пониженном напоре использовался временный водоприёмник и временные водоводы для первых трёх гидроагрегатов. Впоследствии временный водоприёмник был выведен из эксплуатации и затоплен водохранилищем, а временные водоводы заделаны бетонными пробками.

22. Водоприёмник примыкает к плотине и отделён от неё подпорной стенкой. Водоприёмник состоит из пяти секций шириной по 18 м, к которым примыкают водоводы. Кликабельно.

23. Напорные сооружения ГЭС образуют крупное Колымское водохранилище сезонного регулирования (коэффициент зарегулирования стока 0,7). Площадь водохранилища 454,6 км², полная и полезная ёмкость водохранилища 15,08 и 7,24 км³ соответственно. Кликабельно.

24. При создании водохранилища было затоплено 40,84 тыс. га сельхозугодий (главным образом оленьих пастбищ), перенесено 66 строений.

25. Отметка нормального подпорного уровня водохранилища составляет 451,5 м над уровнем моря, форсированного подпорного уровня — 457,6 м, уровня мёртвого объёма — 432,0 м. Кликабельно.

26. Как я уже написал, Колымская ГЭС является основным источником энергоснабжения Магаданской области, обеспечивая около 95 % её энергопотребления. Ввод ГЭС в эксплуатацию позволил вывести в резерв Аркагалинскую ГРЭС и существенно сократить потребление угля на Магаданской ТЭЦ (с прекращением отопительного периода ТЭЦ останавливается и используется электрокотельная).

На электроотопление также переведён ряд населённых пунктов Магаданской области. Сокращение потребления угля позволяет ежегодно предотвращать сжигание около 1 млн. тонн этого вида топлива. В ходе возведения Колымской ГЭС были также построены посёлки Синегорье и Уптар, линии электропередачи, реконструирована транспортная инфраструктура.

27. Слева отапливаемое здание водоприемника. Справа — здание с лебедками для управления затворами водосброса.

28. Монументальная эстакада для лебедок.

29. Водосброс Колымской ГЭС поверхностный, берегового типа, расположен слева от плотины в скальной выемке и примыкает к водоприёмнику здания ГЭС, имея с ним общий подводящий канал. Пропускная способность водосброса — 11 300 м³/с. Кликабельно.

30. Водосброс бетонный, состоит из трёхпролётного водослива и быстротоков, заканчивающихся трамплинами. Каждый из трёх пролётов водослива шириной по 13 м перекрывается сегментным затвором высотой 21 м.

31. В период строительства станции использовалось временное водосбросное сооружение, расположенное на правом берегу у основания плотины, общей длиной 1060 м. Оно состоит из подводящего канала длиной 300 м, оголовка башенного типа с четырьмя донными отверстиями, железобетонной трубы длиной 350 м, шириной 22 м и высотой 29,5 м, отводящего канала длиной 360 м с виражом, водобойным колодцем и бетонной рисбермой.

Пропускная способность временного водосброса — 10 700 м³/с. Строительство временного водосброса заняло 8 лет, в него было уложено 400 тыс. м³ бетона (30 % всех бетонных работ по Колымской ГЭС), его сметная стоимость составила 80 млн рублей в ценах 1984 года. Использование временного водосброса в период постоянной эксплуатации ГЭС не предусмотрено, в настоящее время он забетонирован. Такое решение по отношению к столь сложному и дорогостоящему сооружению некоторыми специалистами считается инженерной ошибкой. Кликабельно.

32. Разрез плотины — можно увидеть в теле основной плотины временную, малой высоты. Что интересно, реку Колыма перекрывали дважды. 4 декабря 1978 года Колыма была перекрыта в первый раз, вода пошла через строительный тоннель. Предполагалось пропустить паводок 1979 года поверх перемычек и недостроенной части основной плотины, защитив её от размыва крупным камнем, уложенным слоем в 1 м. Однако паводок разрушил защиту и размыл уложенный в плотину грунт.

Повторное перекрытие Колымы было произведено 20 сентября 1980 года, вода пропускалась через ещё не достроенный к тому моменту временный водосброс. Строительство временной плотины Колымской ГЭС высотой 62 м было произведено в 1980—1981 годах за 15 месяцев между двумя перекрытиями.

33. Плотина Колымской ГЭС каменно-набросная с противофильтрационным ядром. Максимальная строительная высота плотины — 134,5 м (самая высокая грунтовая плотина в России), длина по гребню — 683 м, ширина гребня — 15 м. Плотина состоит из верховой и низовой упорных призм из гранитной каменной наброски, противофильтрационного ядра из суглинисто-супесчаных грунтов, а также фильтров из песчано-гравийного грунта, расположенных между ядром и упорными призмами.

В верховой клин плотины включена временная плотина высотой 62 м с противофильтрационным ядром, использовавшаяся в период строительства станции. Объём тела плотины — 10 млн м³, из которых на каменную наброску приходится 8 млн м³, на ядро — 1,2 млн м³ и на фильтры — 0,8 млн м³. В основании плотины расположены железобетонная цементационная галерея, скальное основание под ядром плотины облицовано бетоном.

Также в правобережной части плотины у её основания расположено временное водосбросное сооружение, использовавшееся в период строительства станции и в настоящее время забетонированное. Водонепроницаемость горных пород в основании плотины обеспечивается при помощи цементационной завесы глубиной 60—100 м.

34. Лотки быстротока водосброса расположены на разной высоте (самый высокий — левый, под № 1) и разделены бычками. Длина лотков различна, наибольшая — у лотка № 1 (220 м); за счёт этого концевой участок водосброса с трамплинами расположен под углом к оси лотков, что усиливает эффект рассеивания струи и отворачивает поток от левобережного склона к руслу реки. Гашение энергии потока происходит в яме размыва в русле реки.

35. Поселок Синегорье. Тлен на самом деле.

36. Другой особенностью станции является закрытое распределительное устройство, расположенное на крыше ПТК. Такое нетипичное расположение и вертикальная компоновка обусловлена отсутствием мест для сооружения открытого распределительного устройства и желанием спрятать оборудование под крышу. Из-за вертикальной компоновки пришлось применять интересные технические решения — вертикальные разъединители.

37. Для разъединения они опускаются в пол.

38. Так же смонтировано и все остальное оборудование. А выдача электроэнергии осуществляется по четырем линиям электропередачи на напряжении 220 кВ.

39. Во время проведения взрывных работ этот камень прилетел в ЗРУ, пробил стену и остался на перекрытии.

40. Решили его не вытаскивать (он, в общем-то, тяжелый) и оставить на память.

41. Панорама нижнего бьефа с работающим водосбросом. Кликабельно.

42. Внезапно радуга.

43. Естественно, надо было поймать кадр водосброса и радуги. Кликабельно.

44. Огромное спасибо пресс-службе Рус-Гидро за возможность доехать в эти глухие места. Отдельное спасибо Юре Попову и Юлии Павловской. Кликабельно.

Также смотрите «Самая большая ГЭС в России» и «Чемальская ГЭС в горах Алтая».