в каком городе находится саяно шушенская гэс
Общие сведения
Саяно-Шушенская ГЭС расположена в посёлке Черемушки (возле города Саяногорск) в Республике Хакасия и является самой мощной гидростанцией в России и одной из самых мощных в мире. Установленная мощность Саяно-Шушенской ГЭС — 6400 МВт, среднегодовая выработка 24 млрд кВт·ч. В здании ГЭС размещено 10 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью 640 МВт каждый.
Саяно-Шушенская ГЭС является самым мощным источником покрытия пиковых нагрузок в Единой энергосистеме России и Сибири. Основными потребителями электроэнергии СШ ГЭС были Саяногорский алюминиевый завод, Хакасский алюминиевый завод, Красноярский алюминиевый завод, Новокузнецкий алюминиевый завод, Кузнецкий ферросплавный завод. В полноводные годы в связи с ограниченной пропускной способностью ЛЭП ГЭС вынуждена была сбрасывать часть воды вхолостую, что приводило к недовыработке 1,6 — 2 млрд кВт·ч.
Майнский гидроузел расположен ниже по течению Енисея в 21,5 км от Саяно-Шушенской ГЭС. Установленная мощность Майнской ГЭС — 321 тыс. кВт, годовая выработка электроэнергии — 1,7 млрд кВт·ч. Наряду с выработкой электроэнергии он является контррегулятором СШГЭС, то есть выполняет задачу поддержания постоянного уровня воды в нижнем бьефе СШГЭС. Регулирование водотока через Майнский гидроузел обеспечивается с помощью трех гидроагрегатов и пяти водосливных затворов. В этой связи задача управления водосливными затворами Майнской ГЭС является не менее ответственной, чем выработка электроэнергии, и ей уделяется особое внимание.
Береговой водосброс находится на правом берегу реки Енисей на расстоянии 5 км от Саяно-Шушенской ГЭС. Строительство дополнительного берегового водосброса Саяно-Шушенской ГЭС, начавшееся в 2005 г., было продиктовано необходимостью повышения надежности и безопасности гидротехнических сооружений станции. Сооружение предназначено для пропуска экстремальных паводков и паводков редкой повторяемости. В случае рядовых паводков использования берегового водосброса не предполагается.
Строительно-монтажные работы по обеспечению готовности первой очереди берегового водосброса к пропуску паводковых вод завершились 1 июня 2010 года.
Приемка берегового водосброса в постоянную эксплуатацию состоялась 12 октября 2011 года. Береговой водосброс Саяно-Шушенской ГЭС после завершения строительства и выхода на проектную мощность позволил осуществить дополнительный пропуск расходов до 4000 м 3 /сек и не имеет аналогов в мире по объемам холостых сбросов половодья.
Саяно-Шушенская ГЭС
Саяно-Шушенская ГЭС (СШГЭС) — самая большая по мощности действующая гидроэлектростанция на всей территории РФ, построенная на реке Енисей. Она также входит в десятку самых мощных электростанций во всем мире. Весь комплекс состоит из самой СШГЭС, берегового водосброса и Майнского гидроузла, расположенного ниже по течению.
Мощность Саяно-Шушенской ГЭС составляет 6400 МВт; среднегодовая выработка электроэнергии — 24 млрд кВт·ч.
Высота плотины Саяно-Шушенской ГЭС — 242 метра.
Название гидроэлектростанции пошло от Саянских гор и села Шушенское. Строительство этого сооружение шло 37 лет. В состав гидроэлектростанции входит сама плотина ГЭС, здание с корпусами, береговой и эксплуатационный водосброс, распределительное устройство. Вниз по течению реки Енисей находится Саяно-Шушенское водохранилище и одноименный государственный природный заповедник.
Саяно-Шушенская ГЭС на панорамах Google maps
Авария на Саяно-Шушенской ГЭС
Техногенная катастрофа на СШГЭС произошла утром 17 августа 2009 года. Причиной этой масштабной аварии стало повреждение гидроагрегата № 2. На момент аварии работали 9 гидроагрегатов. В результате этой крупной катастрофы погибли 75 рабочих. Серьезно пострадало оборудование и помещения станции.
Эта техногенная катастрофа нанесла серьезный экологический ущерб прилежащей акватории — в Енисей попало масло из оборудования станции. Кроме того, авария на Саяно-Шушенской ГЭС имела не менее серьезные экономические и социальные последствия.
Восстановительные работы на станции начались сразу после проведения аварийно-спасательных работ. Первым в работу в 2011 году был запущен гидроагрегат № 1. На втором этапе восстановительных работ с 2012 по 2013 годы были запущены 6 гидроагрегатов — с № 7 по № 10 включительно, а также № 6 и № 5. Третий этап работ ознаменовался запуском трех агрегатов: № 2, № 3, № 4.
Основной объем восстановительных работ был завершен до конца 2014 года. Полностью работа на станции была восстановлена только к 2017 году.
Надпись на Саяно-Шушенской ГЭС
Плотина гидроэлектростанции в 2020 году стала полотном для граффити. В честь праздника дня России художники изобразили на плотине огромную надпись «Россия». На сегодня это самое большое граффити в стране. Высота рисунка — 52 метра, длина — более полукилометра. Для изображения такого рисунка художникам потребовалось 9 тыс. литров краски и неделя работы. Над надписью на плотине СШГЭС трудились 15 художников.
Где находится Саяно-Шушенская ГЭС
Расположена станция на реке Енисей между Хакасией и Красноярским краем. СШГЭС является первой ступенью целого комплекса гидроэлектростанций на Енисее. Возле станции находится поселок Черемушки, а ближайший крупный город — Саяногорск.
История строительства Саяно-Шушенской ГЭС
Строительные работы Саяно-Шушенской ГЭС им. П. С. Непорожнего велись с 1963 по 2000 годы. Началось все с разработки проекта гидроэлектростанции. В конце 50-х годов XX века была подготовлена схема использования верхнего Енисея в районе Саянского коридора для создания мощного гидроэнергетического узла.
Изыскательные работы начались в 1961 году под руководством П. В. Ерашова. Исследовательской группе предстоял сбор данных о трех различных створах, чтобы в дальнейшем выбрать один из них, который бы лег в основу станции. В 1962 году по изыскательным материалам экспертная комиссия выбрала Карловский створ.
Проект строительство арочно-гравитационной плотины был разработан сотрудниками Ленинградского отделения института «Гидропроект». Подготовительный этап работ начался в 1963 году со строительства дорог, домов для рабочих и организации инфраструктуры.
Главный этап по возведению гидроэлектростанции начат только в 1968 году. Работы по осушению котлована развернулись в 1970 году, а к 1975 году построено основание водосборной части плотины. В 1978 году началось наполнение водохранилища станции. С этого же года стартовали работы по подключению гидроагрегатов. С 1978 по 1985 годы были подключены все десять гидроагрегатов.
Официально работы по строительству СШГЭС закончились в 2000 году. В 2001 году гидроэлектростанция получила имя П. С. Непорожнего. В 2008 году станция вошла в состав «РусГидро».
Саяно-Шушенская гидроэлектростанция
Самая мощная гидроэлектростанция в России.
После выделения Хакасии из Красноярского края в 1991 г. станция оказалась на границе между двумя этими регионами.
История строительства
Решение о строительстве ГЭС было принято в 1961 г. на XXII Съезде КПСС. 4 ноября 1961 г. первый отряд изыскателей института «Ленгидропроект» прибыл в поселок Майна и обследовал три створа на реке Енисей. По итогам изысканий был выбран Карлов створ, 21 июля 1962 г. это решение одобрила Государственная комиссия.
Подготовительный этап строительства ГЭС начался в 1963 г. со строительства дорог, жилья для строителей и других объектов инфраструктуры. Головной организацией, ответственной за строительство гидроузла, стал «Красноярскгэсстрой».
Непосредственные работы по сооружению ГЭС были начаты 12 сентября 1968 г. с отсыпки перемычек котлована первой очереди.
После осушения котлована 17 октября 1970 г. в основные сооружения станции был уложен первый кубометр бетона. К моменту перекрытия Енисея 11 октября 1975 г. было построено основание водосбросной части плотины с донными водосбросами первого яруса, значительная часть водобойного колодца и рисберма.
9 января 2008 г. было ликвидировано путем присоединения к (позднее переименованного в ); станция вошла в состав компании на правах филиала.
Авария
17 августа 2009 г. в 4:13 московского времени на ГЭС произошла серьезная авария. Находившийся в работе гидроагрегат № 2 внезапно разрушился и был выброшен напором воды со своего места. В момент аварии мощность станции составляла 4 100 МВт, в работе находились девять гидроагрегатов, автоматическая защита на большинстве которых не сработала. Было потеряно электропитание собственных нужд станции, в результате чего сброс затворов на водоприемниках (с целью остановки поступления воды) персоналу станции пришлось производить вручную.
В результате аварии погибли 75 человек. Большая часть погибших являлась сотрудниками подрядных организаций, занимавшихся ремонтными работами. Все гидроагрегаты станции получили повреждения различной степени тяжести; наиболее сильные, вплоть до полного разрушения, — гидроагрегаты № 2, 7 и 9. Было частично разрушено здание машинного зала, повреждено электротехническое и вспомогательное оборудование. В результате попадания в Енисей турбинного масла был нанесен экологический ущерб.
К 23 августа 2009 г. работы на станции были в целом завершены и начались работы по восстановлению. 24 февраля 2010 г. после восстановительного ремонта был пущен гидроагрегат № 6, который в момент аварии находился в ремонте и получил меньшие повреждения.
22 марта 2010 г. был включен в сеть гидроагрегат № 5, остановленный во время катастрофы автоматической защитой. Гидроагрегат № 4 был пущен 2 августа 2010 г. Гидроагрегат № 3, на котором пришлось заменить гидрогенератор, начал работать 25 декабря 2010 г., № 1 — 19 декабря 2011 г., № 7 — 15 марта 2012 г., № 8 — 15 июня 2012 г., № 9 — 21 декабря 2012 г., № 10 — 4 марта 2013 г., № 6 — в июле 2013 г.
Станция сегодня
Установленная мощность ГЭС — 6 400 МВт, среднегодовая выработка 24 млрд кВт·ч. Электроэнергия ГЭС передается по четырем воздушным линиям в регион и в энергосистемы Сибири. Крупнейшими клиентами и партнерами станции являются «Красноярскэнерго», «Кузбассэнерго» и другие, 75 % электроэнергии ГЭС потребляет Саянский алюминиевый завод.
Ниже ГЭС расположен ее контррегулятор — Майнская ГЭС мощностью 321 МВт, организационно входящая в состав гидроэнергетического комплекса. Майнская ГЭС сглаживает колебания уровня воды в Енисее, возникающие при смене режимов работы мощной ГЭС.
С созданием ГЭС связано появление Саянского водохранилища, являющегося сборником воды с обширной горной территории. Его полный объем составляет около 30 млрд куб. м, площадь зеркала — 670 кв. км. Вода водохранилища отличается высоким качеством, что позволило организовать в нижнем бьефе ГЭС рыбоводные хозяйства, специализирующиеся на выращивании форели. При создании водохранилища было затоплено 35,6 тыс. га сельхозугодий и перенесено 2 717 строений.
Саяно-Шушенская ГЭС
Саяно-Шушенская гидроэлектростанция имени П.С.Непорожнего расположена в Саянском каньоне у выхода Енисея в Минусинскую котловину вблизи города Саяногорска на юго-востоке республики Хакасия, Россия. Самая мощная ГЭС в России, её плотина входит в десятку самых высоких построенных плотин мира.
«Саяно-Шушенская ГЭС имени П. С. Непорожнего» – филиал ОАО «РусГидро». Директор филиала — Неволько Николай Иванович.
Количество ГЭС в филиале: Саяно-Шушенская и Майнская.
Определение Госкомиссией Карловского створа для строительства Саяно-Шушенской ГЭС – июль 1962 года.
Начало строительства – сентябрь 1968 года.
Завершение строительства (основного) – 1988 год.
Саяно-Шушенская ГЭС – самая мощная электростанция в России и самый мощный источник покрытия пиковых перепадов электроэнергии в Единой энергосистеме России и Сибири.
Установленная мощность 6 721 МВт.
Среднегодовая выработка 24 500,0 миллионов кВт.ч.
Выработка за I полугодие 2009 12 502,5 миллионов кВт.ч.
Полезный отпуск за I полугодие 2009 12 437,6 миллионов кВт.ч.
Климат в районе плотины – резко континентальный: максимальная температура плюс 40°С, минимальная – минус 44°С.
Продолжительность безморозного периода – 128 дней.
Место расположения – узкая долина с крутыми берегами, возвышающимися над урезом воды на 800-900 метров, имеет ширину на уровне поймы 360 метров, а на отметке гребня плотины – 900 метров.
Состав сооружений Саяно-Шушенской ГЭС
В состав сооружений входит бетонная арочно-гравитационная плотина высотой 245 метров, длиной 1066 метров, шириной в основании — 110 метров, шириной по гребню 25 метров.
левобережную глухую часть длиной 246,1 метров;
станционную часть длиной 331,8 метров;
водосбросную часть с 11 отверстиями шириной по 5 метров, имеющую общую длину 189,6 метров и рассчитанную на пропуск 13600 м3/с воды;
правобережную глухую часть длиной 298,5 метров.
В основании плотины выполнены площадная цементация и цементационная завеса на глубину до 100 метров.
В состав сооружений ГЭС входит приплотинное здание ГЭС, в котором размещено 10 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью по 640 МВт, работающих при расчётном напоре 194 метров. Расстояние между осями агрегатов 23,7 метров. В здание ГЭС уложено 480 тысяч кубометров бетона.
В состав сооружений входит строящийся береговой водосброс (с 2005). Его ввод повысит надёжность и безопасность функционирования электростанции. Строительство планируется завершить в 2010 году.
Плотина ГЭС образует крупное Саяно-Шушенское водохранилище полным объемом 31,34 кубических километров (полезный объём — 15,34 кубических километров) и площадью 621 квадратных километров.
При создании водохранилища было затоплено 35,6 тысяч га сельхозугодий и перенесено 2717 строений.
В районе водохранилища расположен Саяно-Шушенский биосферный заповедник.
ГЭС присвоено имя крупнейшего энергетика страны, видного учёного, доктора технический наук Петра Степановича Непорожнего. Он возглавлял министерство энергетики и электрификации СССР (1962-1985), был вдохновителем и организатором большой программы строительства гидроэлектростанций в стране. В музее строительства Саяно-Шушенской гидростанции хранятся его личные вещи, подаренные семьей Непорожних.
Саяно-Шушенская ГЭС является объектом туризма. На станции есть свой музей и смотровая площадка, с которой ночью открывается захватывающий вид на красиво освещенные плотину и памятник строителям.
Ниже Саяно-Шушенской ГЭС расположен её контррегулятор — Майнская ГЭС мощностью 321 МВт, организационно входящая в состав Саяно-Шушенской ГЭС. Её строительство велось в 1979-1987 годах. Состав сооружений Майнской ГЭС: гидроэлектростанция, водосбросная плотина, грунтовые плотины – левобережная, русловая и правобережная, ОРУ 220 кВ. Длина её водохранилища – 21,5 метров, ширина до 0,5 метров, глубина до 13 метров.
История создания
Саяно-Шушенская ГЭС спроектирована институтом «Ленгидропроект». 4 ноября 1961 года первый отряд изыскателей института под руководством Ерашова П.В. прибыл в горняцкий поселок Майна с целью обследования трёх конкурирующих створов для строительства гидроэлектростанции. Геодезисты, геологи, гидрологи работали в мороз и непогоду, 12 буровых установок в три смены «прощупывали» со льда дно Енисея.
В июле 1962 года экспертная комиссия выбрала окончательный вариант – Карловский створ. В 20 километрах ниже по течению было намечено строительство спутника Саяно-Шушенской – контррегулирующей Майнской ГЭС.
Изначально рассматривались четыре варианта конструкции плотины: гравитационная, арочно-гравитационная, арочная и каменно-набросная. На стадии технического проекта рассматривался вариант арочно-контрфорсной плотины.
Выбрана была арочно-гравитационная, как наиболее отвечающая топографическим и инженерно-геологическим условиям створа.
Создание плотины такого типа в условиях широкого створа Енисея и сурового климата Сибири не имело аналогов в мире. Проектное задание разрабатывалось под руководством главного инженера проекта Г.А. Претро. После его утверждения начальником отдела и главным инженером проектов был назначен Я.Б. Марголин (1965). Начатые при нем разработки технического проекта были продолжены Л.К. Доманским (1968-72 гг.) и А.И. Ефименко (1972-91 гг.).
В 1967 году ЦК ВЛКСМ объявил строительство Саяно-Шушенской ГЭС Всесоюзной ударной комсомольской стройкой. 4 ноября 1967 г. была заложена символическая плита под фундамент первого крупнопанельного дома, положившего начало городу Саяногорску. Летом 1979 года в возведении ГЭС принимали участие студенческие строительные отряды общей численностью 1700 человек, на строительстве сформировались комсомольско-молодежные коллективы.
В строительстве было задействовано более 200 организаций, самой крупной из которых стала «КрасноярскГЭСстрой» Минэнерго СССР.
Специально для гидростанции создавали новейшее оборудование самые крупные производственные объединения СССР: «Ленинградский металлический завод» (гидротурбины), Ленинградский производственное электротехническое объединение «Электросила» (гидрогенераторы), объединение «Запорожтрансформатор» (трансформаторы). Водным путём длиною почти в 10 000 километров – через Северный Ледовитый океан в верховья Енисея были доставлены рабочие колеса турбин. Благодаря оригинальному техническому решению – установке на первых двух турбинах временных рабочих колес, способных работать при промежуточных напорах воды, появилась возможность до окончания строительно-монтажных работ начать эксплуатацию первой очереди станции.
Первый кубометр бетона был уложен в основные сооружения Саяно-Шушенской ГЭС – 17 октября 1970.
В апреле 1974 года был подписан «Договор двадцати восьми», или совместное обязательство, направленное на сокращение сроков строительства и повышение качества выполняемых работ. Идея договора предусматривала выявление резервных возможностей всех участников строительства и постоянную координацию их действий. Координационный совет с самого начала возглавил директор «Ленгидропроекта» Ю.А. Григорьев.
Первый кубометр бетона в водосливную часть плотины уложен 26 декабря 1972 года.
Русло Енисея перекрыто 11 октября 1975 года.
Строительство Саяно-Шушенской ГЭС велось с поэтапным освоением.
Каждая из десяти турбин ГЭС, снабженная рабочим колесом из нержавеющей кавитационностойкой стали 6,77 метров в диаметре и весом 156 тонн, способна развивать мощность 650 000 кВт при расчетном напоре 194 метров. Первые два генератора Саяно-Шушенской ГЭС были введены в эксплуатацию с временными рабочими колесами гидротурбин, способными работать на низких напорах. Это позволило уже при частичном напоре, начиная с 60 метров, вырабатывать электроэнергию.
Для обеспечения пуска первого гидроагрегата в назначенный срок было спешно начато наполнение водохранилища. В нижний бьеф сбрасывался лишь санитарный пропуск. При этом не была предусмотрена возможность сброса воды из водохранилища на случай каких-либо непредвиденных обстоятельств.
Машинный зал Саяно-Шушенской ГЭС (длина 287,97 метров, ширина 36 метров) построен на базе пространственной перекрестно-стержневой конструкции, которая впервые была применена в практике строительства гидроэлектростанций. Она состоит из унифицированных металлических элементов системы московского Архитектурного института (МАРХИ). Перекрытие и стены зала служат ограждением оборудования и людей от внешней среды. При проектировании не учитывались нагрузки, связанные с действием гидравлических процессов при работе водосбросов и агрегатов. Поэтому из-за повышенной вибрации раз в три года после каждого холостого водосброса необходимо обследовать тысячи узлов конструкции с измерением зазоров в стыковочных узлах.
Аварии и проблемы
Первый агрегат был сдан в эксплуатацию в конце декабря 1978 года. Технологические возможности не позволили уложить требующийся объем бетона в водосбросную плотину, поэтому к мощному половодью она оказалась не готова и 23 мая 1979 года первый агрегат и здание ГЭС подверглись затоплению. Аэраторы, встроенные в стенки водосбросов, должны были обеспечивать подвод воздуха в поток в месте схода его с носка водосброса в водобойный колодец. Но вместо подсоса воздуха в аэратор произошло нагнетание в него воды из водосброса.
В 1985 году во время мощного половодья произошло разрушение 80% площади дна водобойного колодца. Были полностью разрушены плиты крепления (толщиной более 2 метров), бетонная подготовка под ними и скалы ниже подошвы на глубину до 7 метров. Анкера диаметром 50 мм были разорваны с характерными следами наступления предела текучести металла. Были проведены работы по реконструкции водобойного колодца (1991).
В 1988 году паводок привёл к разрушению отремонтированного колодца. Было принято решение об эксплуатации ГЭС в щадящем режиме на пониженной отметке максимального уровня воды – не более 540 метров вместо проектных 545.
Одной из главных проблем строительства было обнаружение увеличивающейся фильтрации тела плотины. Во избежание вымывания бетона провели дополнительную инъекцию в массив по существующей на тот период технологии, повторно цементировались межсекционные швы, выполнялась цементация трещин через восходящие скважины. Но все усилия были недостаточно эффективными: фильтрация продолжала увеличиваться. Чтобы устранить недостаток, между Саяно-Шушенской ГЭС и французской фирмой «Солетаншбаши» была достигнута договоренность о применении её технологии (на основе французских смол) подавления фильтрации воды через бетон (1993). Были проведены опытные ремонтные работы, которые оказались успешными: фильтрация была практически подавлена.
17 августа 2009 года на втором гидроагрегате в ходе проведения ремонтных работ произошла авария. Разрушена часть машинного зала, сам гидроагрегат, станция остановлена. Погиб 71 человек, 4 пропали без вести.
Было проведено отключение Саянского и Хакасского алюминиевых заводов, снижена нагрузка на Красноярский алюминиевый завод, Кемеровский завод ферросплавов, снижена нагрузка на Новокузнецкий алюминиевый завод.
Общие сведения
Саяно-Шушенский гидроэнергетический комплекс: общие сведения
Саяно-Шушенский гидроэнергетический комплекс расположен на реке Енисей на юго-востоке Республики Хакасия в Саянском каньоне у выхода реки в Минусинскую котловину. Комплекс включает Саяно-Шушенскую ГЭС, расположенный ниже по течению контррегулирующий Майнский гидроузел и береговой водосброс.
Саяно-Шушенская ГЭС расположена рядом с посёлком Черемушки (недалеко от города Саяногорск) в Республике Хакасия. СШ ГЭС является первой в каскаде енисейских гидроэлектростанций и одной из крупнейших в мире. Установленная мощность СШГЭС — 6400 МВт, среднегодовая выработка — 22,5млрдкВт·ч электроэнергии.
Напорный фронт Саяно-Шушенской ГЭС образует бетонная арочно-гравитационная плотина — уникальное по размерам и сложности возведения гидротехническое сооружение. Конструкция высоконапорной арочно-гравитационной плотины не имеет аналогов в мировой и отечественной практике. Высота сооружения 242 м, длина по гребню 1074,4 м, ширина по основанию — 105,7 м и по гребню — 25 м. В плане она имеет вид круговой арки радиусом 600 м с центральным углом 102 градуса. Плотина СШГЭС входит в десятку самых высоких плотин мира.
Устойчивость и прочность плотины под напором воды (около 30 млрд тонн) обеспечивается и за счет собственного веса (примерно на 60%) и путем передачи гидростатической нагрузки на скальные берега (на 40%). Плотина врезана в скальные берега на глубину до 15 м. Сопряжение плотины с основанием в русле произведено врезкой до прочной скалы на глубину до 5 м.
По условиям бетонирования и омоноличивания тела плотины ее массив разделен по оси радиальными швами на секции, а в поперечном сечении на четыре столба. Арочно-гравитационная плотина состоит из водосбросной, станционной и глухих береговых частей.
В теле плотины вдоль верховой грани устроены продольные галереи, используемые для наблюдения за состоянием плотины, размещения контрольно-измерительной аппаратуры (КИА), сбора и отвода дренажных вод, выполнения цементационных и ремонтных работ.
Всего в теле плотины вдоль верховой грани устроены 10 продольных галерей, где размещено порядка пяти тысяч единиц контрольно-измерительной аппаратуры, и в которые выведены кабели от более чем шести тысяч датчиков, установленных в процессе строительства и эксплуатации. Вся эта КИА позволяет оценивать состояние сооружения в целом и отдельных его элементов.
Водосбросная часть плотины длиной 189,6 м расположена у правого берега и является эксплуатационным водосбросным сооружением СШГЭС. Эксплуатационный водосброс имеет 11 отверстий, которые заглублены на 60 м от НПУ (нормальный подпорный уровень 539 м) и 11 водосбросных каналов, состоящих из закрытого участка и открытого лотка, которые проходят по низовой грани плотины. Водосбросы оборудованы основными и ремонтными затворами. Четырехметровые носки-трамплины завершают водосбросы, на сходе с них скорость воды достигает 55 м/с.
В нижнем бьефе для гашения энергии воды и защиты скального основания от размыва устроен бетонный водобойный колодец длиной 144,8 м, заканчивающийся водобойной стенкой. В колодце поток теряет значительную часть своей энергии, за водобойной стенкой колодца скорость потока снижается до 6 м/с. Дно реки за водобойной стенкой на длине 60 м укреплено бетонными плитами.
Максимальная пропускная способность эксплуатационного водосброса при нормальном подпорном уровне (НПУ — 539 м) составляет 11700 м 3 /с.
Станционная часть плотины располагается в левобережной части русла реки и состоит из 21 секции при общей длине 331,6 м. Со стороны нижнего бьефа к ней примыкает здание ГЭС, в зоне примыкания на отм. 333 м устроена трансформаторная площадка.
В станционной части плотины имеется 10 водоприемников, от которых отходят проложенные по низовой грани плотины турбинные водоводы в виде металлической оболочки с внутренним диаметром 7,5 м и железобетонной облицовки толщиной 1,5 м. Отверстия водоприемников находятся на 3 метра ниже уровня мертвого объема водохранилища (УМО — 500 м) и каждое из них перекрывается плоским затвором с гидравлическим приводом.
В машинном зале ГЭС размещено 10 гидроагрегатов мощностью по 640 МВт с радиально-осевыми турбинами. Расчетный напор составляет 194 м, максимальный статический напор — 220 м.
Глухие береговые части плотины осуществляют сопряжение плотины с берегами. Глухая левобережная часть имеет длину по гребню 252,8 м и состоит из 16 секций, правобережная — 300,2 м и состоит из 19 секций.
История строительства Саяно-Шушенской ГЭС
Началом биографии Саяно-Шушенского гидроэнергокомплекса можно считать 4 ноября 1961 г., когда первый отряд изыскателей института «Ленгидропроект» во главе с опытнейшим изыскателем Петром Васильевичем Ерашовым прибыл в горняцкий поселок Майна. Было обследовано три конкурирующих створа. По материалам изысканий был выбран окончательный вариант — Карловский створ.
В 1968 г. начата отсыпка правобережного котлована первой очереди. В 1970 г. уложен первый кубометр бетона. 11 октября 1975 г. перекрыт Енисей.
Пуски гидроагрегатов СШ ГЭС:
Первый — 18 декабря 1978; второй — 5 ноября 1979; третий — 21 декабря 1979; четвертый — 29 октября 1980; пятый — 21 декабря 1980; шестой — 6 декабря 1981; седьмой — 5 сентября 1984; восьмой — 11 октября 1984; девятый — 1 декабря 1985; десятый — 25 декабря 1985.
Майнская и Саяно-Шушенская ГЭС представляют собой единый гидроэнергетический комплекс, тесно связанный технологически: Майнская — контррегулирующая станция, Саяно-Шушенская — пиковая. По техническому уровню этот комплекс не знает аналогов в нашей стране. И в течение года, и в течение суток потребности в электроэнергии различны, поэтому пиковая гидростанция должна оперативно реагировать на эти колебания. Постоянные колебания уровня воды за Саяно-Шушенской ГЭС вызвали бы неудобства для водопользователей населенных пунктов, расположенных ниже по течению.
Для решения этой проблемы и была создана Майнская ГЭС. Основная ее задача — сглаживание колебаний уровня реки в нижнем бьефе (контррегулирование), когда Саяно-Шушенская ГЭС ведет глубокое регулирование нагрузки в энергосистеме. К тому же Майнская ГЭС осуществляет выработку электроэнергии и за счет этого повышает совокупную выработку Саяно-Шушенского гидроэнергокомплекса.
Майнский гидроузел расположен ниже по течению Енисея в 21,5 км от Саяно-Шушенской ГЭС. В состав Майнского гидроузла входят правобережная, русловая и левобережная грунтовые плотины, здание ГЭС с тремя гидроагрегатами с поворотнолопастными турбинами и бетонная водосбросная плотина с пятью пролетами по 25 м каждый. Установленная мощность Майнской ГЭС — 321 МВт, годовая выработка электроэнергии — 1,7 млрдкВт·ч.
Береговой водосброс находится на правом берегу реки Енисей в створе плотины Саяно-Шушенской ГЭС и предназначен для повышения надежности и безопасности гидротехнических сооружений станции.
В состав сооружений берегового водосброса входят: входной оголовок, два безнапорных туннеля сечением 10х12 м, выходной портал, пятиступенчатый перепад и отводящий канал.
Входной оголовок служит для организации плавного входа водного потока в два безнапорных туннеля длиной 1130 метров каждый. Водосбросные туннели по всей длине и по всему периметру закрепляются монолитной железобетонной обделкой корытообразного очертания. Расчетная скорость движения воды на выходе из туннеля — 22 м/с, режим эксплуатации туннелей — безнапорный.
Пятиступенчатый перепад представляет собой пять колодцев гашения шириной 100 м и длиной от 55 до 167 м, разделенных водосливными плотинами. Перепад обеспечивает гашение энергии потока и спокойное сопряжение с руслом реки. Отводящий канал шириной по дну 100 м и длиной по оси около 700 м обеспечивает сопряжения сбрасываемого потока с руслом реки.
Строительство берегового водосброса началось в 2005 году, строительно-монтажные работы по обеспечению готовности первой очереди берегового водосбросак пропуску паводковых вод завершились 1 июня 2010 года. Первая очередь сооружения включала в себя входной оголовок, правый безнапорный туннель, пятиступенчатый перепад и отводящий канал. Полное завершение строительно-монтажных работ и предпусковые испытания объекта состоялись 28 сентября 2011 г.
Береговой водосброс Саяно-Шушенской ГЭС после завершения строительства и выхода на проектную мощность позволил осуществлять дополнительный пропуск расходов до 4000 м 3 /сек. Сооружение может начать пропуск расходов после наполнения водохранилища до отметки 527 м.
Гидравлические испытания готового берегового водосброса начались 28 сентября 2011 г. и продолжались в общей сложности четверо суток. Программа испытаний состояла из нескольких этапов, во время которых проверялась работоспособность всего сооружения в целом. На каждом этапе испытаний была проведена оценка состояния гидротехнических сооружений берегового водосброса. Анализ результатов измерений и наблюдений показал, что все контрольные параметры берегового водосброса находятся в пределах, установленных проектом. Прием берегового водосброса в постоянную эксплуатацию состоялся 12 октября 2011 года.
В ноябре 2009 года были завершены работы по созданию теплового контура машинного зала, что позволило, не снижая темпов, продолжить работы по восстановлению Саяно-Шушенской ГЭС.
30 ноября ПАО «РусГидро» и ОАО «Силовые машины» заключили контракт на изготовление нового оборудования для Саяно-Шушенской ГЭС. По условиям контракта «Силовые машины» изготовят 10 гидротурбин и девять гидрогенераторов мощностью по 640 МВт, а также шесть систем возбуждения. Помимо этого специалисты «Силовых машин» окажут услуги по монтажу поставленного оборудования, включая шеф-монтаж и пуско-наладочные работы. Сумма контракта составляет 11,7 млрд рублей (без НДС).
24 февраля 2010 года с опережением директивного срока восстановлен и пущен в эксплуатацию гидроагрегат № 6.
22 марта 2010 года, также с опережением сроков, установленных планом-графиком восстановления СШГЭС, был возращен в строй гидроагрегат № 5. В результате рабочая мощность станции выросла до 1280 МВт.
15 апреля 2010 года был закончен демонтаж гидроагрегата № 2, полностью разрушенного во время аварии.
1 июня 2010 года завершены строительно-монтажные работы по обеспечению готовности первой очереди строительства берегового водосброса к пропуску паводковых расходов.
2 августа 2010 г. был введён в эксплуатацию гидроагрегат № 4. Мощность станции составила 1920 МВт.
1 октября 2010 г. завершились гидравлические испытания берегового водосброса, которые подтвердили готовность сооружения к пропуску паводковых вод.
22 декабря 2010 г. был включен в сеть для проведения эксплуатационных испытаний гидроагрегат № 3. Рабочая мощность Саяно-Шушенской ГЭС достигла 2560 МВт (40 % от установленной мощности). Суммарная выработка электроэнергии на восстанавливаемой станции преодолела отметку в 10 млрд.кВт·ч.
Включённые в сеть в 2010 г. гидроагрегаты работали в базовом режиме с максимальной нагрузкой по напору без участия во вторичном регулировании частоты и перетоков мощности.
Запуск гидроагрегата № 3 в декабре 2010 года подвел черту под первым этапом реконструкции Саяно-Шушенской ГЭС, в ходе которого после восстановительного ремонта были введены в работу четыре наименее пострадавшие в аварии гидроагрегата. В 2011 году РусГидро начало работы по реализации второго этапа восстановления станции, в ходе которого в машинном зале станции должны быть смонтированы и введены в эксплуатацию пять абсолютно новых гидроагрегатов (№1, 7, 8, 9 и 10).
19 декабря 2011 года введен в эксплуатацию первый новый гидроагрегат (под станционным номером 1), 15 марта 2012 года в соответствии с планом-графиком восстановления СШГЭС пущен гидроагрегат под станционным номером 7. В июле был введён в эксплуатацию гидроагрегат со станционным номером 8. 21 декабря 2012 года был пущен в постоянную эксплуатацию гидроагрегат номер 9. После пуска в марте 2013 года гидроагрегата №10 второй этап восстановления СШГЭС был завершен.
На третьем этапе восстановления Саяно-Шушенской ГЭС были заменены на новые четыре ранее восстановленных гидроагрегата, а также смонтирован наиболее пострадавший при аварии гидроагрегат №2. В результате к окончанию 2014 года в машинном зале СШ ГЭС были установлены десять абсолютно новых гидроагрегатов. В рамках третьего этапа в августе и декабре 2013 года введены в эксплуатацию гидроагрегаты № 6 и 5 соответственно, а в 2014 году были запущены оставщиеся агрегаты №4, 3 и 2.
Срок службы новых гидроагрегатов увеличен до 40 лет, при этом максимальный КПД гидротурбины составляет 96,6%. Одновременно улучшены ее энергетические характеристики, что позволило устранить кавитацию. Кроме того, турбины оснащены более эффективной системой технологических защит, действующих на автоматический останов агрегата в случае возникновения недопустимых режимных отклонений контролируемых параметров.
Транспортная операция по доставке нового оборудования
Для реализации проекта восстановления Саяно-Шушенской ГЭС ПАО «РусГидро» осуществило уникальную транспортную операцию по доставке крупногабаритных тяжеловесных узлов гидроагрегатов с причала завода-изготовителя (концерн «Силовые машины», г. Санкт-Петербург) на СШГЭС (Республика Хакасия, п. Черемушки). Эта операция была осуществлена единственно возможным способом — по морским и речным трассам в летнюю навигацию 2011 и 2012 гг. Протяженность маршрута составила около 6500 км. Тяжеловесные узлы для гидроагрегатов СШГЭС грузились на судно класса «река—море» на причале возле производственного филиала ОАО «Силовые машины» — «Ленинградский Металлический завод» (г. Санкт-Петербург). Судно с грузом проходило по Ладожскому и Онежскому озерам. Затем через Беломорско-Балтийский канал выходило в Белое море, а далее шло по Северному морскому пути, вверх по Енисею до Красноярска. В Красноярском речном порту оборудование перегружалось на речное судно, которое, преодолев судоподъемник Красноярской ГЭС, доставляло груз до причала (перегрузочного узла) в нижнем бьефе Майнской ГЭС. До монтажной площадки Саяно-Шушенской ГЭС новые узлы гидроагрегатов доставлялись автотранспортом.
В районе Майнской ГЭС, входящей в Саяно-Шушенский гидроэнергокомплекс, был построен специальный перегрузочный узел (шевр). Именно в этом месте завершался основной этап уникальной транспортной операции по доставке первой партии крупногабаритного тяжеловесного оборудования для новых гидроагрегатов СШГЭС. Здесь прибывшие водным путём из Санкт-Петербурга рабочие колёса гидротурбин (вес каждого колеса — 145 тонн, диаметр — 6,77 м), маслованны подпятника (вес каждой — 21 тонна, диаметр — 6,1 м) и 13-тонные остовы роторов вспомогательных генераторов диаметром 6,09 м каждый перегружались на специальный автотранспорт для отправки на монтажную площадку СШГЭС.
Шевр представляет собой П-образную металлоконструкцию, состоящую из верхнего горизонтального ригеля и ног, опирающихся на специальные поворотные шарниры. В комплект шевра входят лебедки, используемые в качестве привода полиспастов. Лебедки устанавливаются на специальных фундаментах.
Грузоподъёмность узла достигает 190 тонн. Генеральный проектировщик строительства перегрузочного узла на Майнской ГЭС — ОАО «Ленгидропроект», строительно-монтажные работы проводило ОАО «ОЭК».
Также для безопасной доставки на станцию негабаритного и тяжеловесного оборудования, прибывшего к перегрузочному узлу на Майнской ГЭС водным путём и по железной дороге в г. Саяногорск, была проведена реконструкция автодороги Саяногорск — Майнская ГЭС — СШГЭС. В ходе реализации этого проекта было улучшено дорожное полотно и реконструированы девять мостов.
Уроки аварии: технологические изменения на СШГЭС с учетом новых требований к надёжности и безопасности объектов гидроэнергетики
Выводы, сделанные после аварии, произошедшей 17 августа 2009 года на Саяно-Шушенской ГЭС, стали отправной точкой изменения правил, определяющих требования к обеспечению надежности и безопасности гидроэнергетических объектов. В результате в правилах появилось более ста дополнений и изменений, и восстановление станции идет с учетом этих требований, которые внедряются на всех ГЭС ПАО «РусГидро» и, скорее всего, будут использованы на всех объектах гидроэнергетики России.
Расследование показало, что непосредственной причиной аварии стало усталостное разрушение шпилек крепления крышки гидроагрегата, что привело к её срыву и затоплению машинного зала. В ходе расследования установлено, что срок службы, требования к объему и периодичности контроля состояния металла шпилек, условия их замены не были определены ни одним нормативным актом. Завод-изготовитель выдал рекомендации по контролю состояния шпилек, которые включены в стандарты РусГидро и инструкции Саяно-Шушенской ГЭС. Инструментальный контроль состояния шпилек будет производиться ежегодно. Раз в 20 лет и при каждом капремонте гидроагрегата будет производиться их замена.
Вода, затопившая машинный зал и все помещения под ним, стала причиной коротких замыканий на работающих гидроагрегатах, что вывело их из строя. Полный сброс нагрузки привёл к обесточиванию самой станции. Без электропитания остались центральный пульт управления, приборы автоматики и сигнализации. Пропало освещение и связь. Отсутствие энергоснабжения означало, что аварийно-ремонтные затворы можно закрыть лишь в ручном режиме.
Предпринятые после аварии меры исключают полное обесточивание станции. Установленные дополнительные дизельные электрогенераторы автоматически запускаются при исчезновении основного питания, с чем бы это ни было связано. Генераторы способны обеспечить надежное электроснабжение переменным током силового оборудования, устройств автоматики, аварийно-ремонтных затворов. Кроме этого, на гребне плотины для резервного питания шкафов управления применена автономная аккумуляторная батарея, что многократно повышает надежность работы автоматики.
Появились новые защиты оборудования и модернизированы алгоритмы работы старых. Одна из новых защит контролирует положение лопаток турбины друг относительно друга и срабатывает при их расхождении на 7,5 процентов и более. Появилась защита, действующая при появлении воды на крышке турбины.
Модернизированная система пуска-останова останавливает агрегат, когда пропадает напряжение питания, в том числе и при внештатной ситуации: при обрыве кабеля, пожаре, затоплении, замыкании (до аварии система могла сработать только находясь под напряжением). Действие всех защит приводит к закрытию направляющего аппарата, аварийно-ремонтного затвора и отключению генератора от сети.
Даже если по каким-то причинам автоматика не сработает, остановить гидроагрегат и сбросить аварийно-ремонтный затвор можно с помощью специальных ключей, расположенных на центральном пульте управления.
Аварийные ключи существовали и раньше, но по проекту находились они непосредственно у гидроагрегатов. Во время аварии эти отметки были затоплены, и воспользоваться ключами не представлялось возможным.
После аварии на гребне плотины было организовано круглосуточное дежурство оперативного персонала, который в случае необходимости сможет без промедления сбросить затворы в ручном режиме. Связь с ЦПУ поддерживается с помощью стационарной УКВ-радиостанции, которая также появилась после аварии. В случае необходимости радиостанция может целые сутки работать на аккумуляторных батареях.
Появилась система технологического телевидения, которая позволяет минимизировать нахождение людей на затопляемых отметках. В отличие от охранной, которая также была восстановлена и модернизирована после аварии, новая система позволяет не только наблюдать за несанкционированным доступом в помещения, но и осуществлять визуальный контроль работы оборудования и сооружений, в том числе и при возникновении внештатных ситуаций. Изображение с камер транслируется на центральный пульт управления с одновременной записью в архив, то есть видео, полученное со всех камер можно использовать не только в режиме реального времени, но и в дальнейшем по мере необходимости. Для хранения видеофайлов существуют два специальных сервера: основной и резервный.
Стационарная система виброконтроля стала обязательным элементом системы диагностики состояния гидросилового оборудования. Датчики, установленные на каждом гидроагрегате, отслеживают перемещения валов относительно генераторных и турбинных подшипников, а также колебания всей конструкции. Защита срабатывает, если превышен уровень максимально допустимой вибрации. Изменения системы виброконтроля коснулись типа датчиков и действия защиты: она срабатывает на останов агрегата и сброс аварийного затвора.
Система контроля за состоянием плотины СШГЭС
Контроль состояния плотины Саяно-Шушенской ГЭС — процесс непрерывный. На станции существует специальное подразделение, в задачи которого входит контроль работы всех гидротехнических сооружений СШГЭС, в том числе плотины: служба мониторинга ГТС СШГЭС. Входящие в нее высококвалифицированные специалисты осуществляют постоянный инструментальный и визуальный контроль по фильтрационной, геодезической, телеметрической контрольно-измерительной аппаратуре, установленной на объектах Саяно-Шушенского гидроэнергетического комплекса, а также проводят инженерно-сейсмологические и сейсмометрические наблюдения.
На плотине установлены автоматизированные системы телеметрического, геодезического и сейсмометрического контроля. В тело плотины еще на этапе строительства установлено свыше 6 000 закладных датчиков дистанционной контрольно-измерительной аппаратуры (КИА). С их помощью ведутся постоянные наблюдения за «поведением» гидросооружения. Всего на сооружениях станции и прилегающей к ней территории имеется более 11 000 измерительных точек контроля (пунктов), в которых контролируются показатели состояния сооружения и его основания.
Вся получаемая по результатам инструментальных и визуальных наблюдений информация поступает техническим руководителям станции, которые также отслеживают ситуацию и вместе со специалистами СМ ГТС принимают решения об изменении, при необходимости, уровневых режимов. Преимущества такой работы — в оперативности, а комплексный контроль обеспечивает эксплуатационную надежность плотины.
Результаты постоянно выполняемых замеров и визуального контроля по оценке состояния плотины Саяно-Шушенской ГЭС ни по одному показателю не приближаются к предельному значению. Уровень эксплуатации соответствует нормативным требованиям, что обеспечивает ее надежность и безопасность. Контрольные показатели системы «плотина-основание» СШГЭС остаются существенно ниже предупреждающих критериев безопасности К1 — предельных значений количественных и качественных показателей состояния гидротехнического сооружения и условий его эксплуатации, утвержденных в установленном порядке федеральными органами исполнительной власти, осуществляющими государственный надзор за безопасностью ГТС.