Саяно-шушенская ГЭС

Саяно-Шушенская гидроэлектростанция является самой мощной в России и шестой по мощности в мире. Она находится в Республике Хакасия, недалеко от города Саяногорска на реке Енисей.

Уникальная арочно-гравитационная плотина, изготовленная из бетона является основой данного объекта. Конструкция плотины на сегодняшний день не имеет аналогов в мире. Её высота составляет 245 метров, ширина бетонного основания – 105.7 метра, длина по гребню – 1074.4 метра, а ширина по гребню – 25 метров. Благодаря уникальной конструкции плотины ей удается сдерживать нагрузки около 30 млрд. тонн воды. Данная нагрузка ложиться не только на собственный вес (что составляет лишь 60% нагрузки), но и на скальные берега благодаря работе верхнего арочного комплекса плотины. Передача нагрузки на скальные берега позволила снизить объем необходимой бетонной кладки, которая необходима для монтажа гравитационных плотин.

Сама плотина состоит из глухих береговых, водосбросной и станционной частей. Вдоль верховых граней плотины расположены продольные галереи, которые широко используются для наблюдения за состоянием объекта, отвода дренажных вод и установки необходимой измерительной аппаратуры. Всего таких галерей, расположенных вдоль верхней грани 10, в них расположены свыше 10 тысяч единиц различной измерительной аппаратуры. Самая нижняя галерея имеет ширину в три с половиной метра, она имеет специальные уклоны по краям, которые ведут в 36 секцию. Там располагаются насосные станции, предназначенные для откачки воды.

У правого берега плотины располагается водосбросная часть Саяно-Шушенской ГЭС. Её длинна составляет 189.6 метра, и она является основным водосбросным сооружением плотины. Для гашения энергии сбрасываемой воды на бьефе был организован водобойный колодец из бетона. Он служит для защиты скального основания от размыва сбрасываемой водой, длина колодца составляет 144.8 метра.

Эксплуатационный сброс плотины может пропускать в пиковом режиме 13090 кубометров воды в секунду, в оптимальном режиме объем пропуска воды находится на уровне в 7000-7500 м3/с. Водосбросный колодец тоже является интересным сооружением. Поток сбрасываемой воды попадая в колодец теряет большую часть своей энергии и достигает по прохождению водобойной стенки 6 м/c. За водобойной стенкой по дну установлены бетонные плиты для того, чтобы препятствовать размыванию грунта. Для того, чтобы осуществлять плановые и внеплановые ремонтные и профилактические мероприятия в раздельном устое находится насосная станция с тремя насосами мощностью 1200 м3/ч. Для того, чтобы осушить водосбросный колодец насосной станции потребуется 55 часов.

Длина станционной части плотины находится в левобережной части русла. Её общая длина составляет 331.6 метра. К станционной части примыкает здание самой гидроэлектростанции вместе с трансформаторной площадкой.

Машинный зал гидроэлектростанции представляет собой 10 радиально-осевых гидроагрегатов с мощностью 640 МВт каждый. Они работают при расчетном напоре воды 194 метра, тогда как максимальный напор на плотину – 220м. Также в станционной части находятся 10 водоприемников, которые продолжаются турбинными водоводами имеющие диаметр в 7.5 метра. Они облицованы железобетонной конструкцией толщиной в полтора метра.

Глухие части выполняют функцию стыковки плотины с берегами реки. Левая часть имеет длину по гребню – 252.8 метра, а правоя – 300 метров. Общая площадь водохранилища составляет 621 км2, а его емкость – 31,3 км3. Максимальный расход воды через гидроузел составляет 13 300 м3/c.

Авария на Саяно-Шушенской ГЭС

17 августа 2009 года для Саяно-Шушенской гидроэлектростанции стал днем траура. Из-за аварии в машинном зале частичному обрушению подверглись конструкции гидроагрегатов, местами были разрушены несущие колонны, что привело к выводу из строя, расположенного на них оборудования системы регулирования, управления и главное защиты гидроагрегатов. В момент аварии в строю находились 9 из 10 гидроагрегатов. Зона трансформаторной площадки тоже получила серьёзные повреждения, пять фаз силовых трансформаторов вышли из строя.

Повреждения различной степени тяжести получили все гидроагрегаты гидроэлектростанции из-за попадания воды. Технологическое оборудование и системы, которые располагались ниже отметки 327 – были затоплены, в следствии чего получили различные повреждения, многие из которых были необратимы. Некоторые кабельные тоннели и галереи нижнего бьефа были обрушены и затоплены.

Аварийно-спасательные мероприятия

Поступление воды в машинный зал удалось перекрыть силами самого персонала станции и подрядных организаций, которые выполняли работы на тот момент. Баланс расхода воды через гидроузел был восстановлен лишь через 2 часа, до этого момента за регулирование санитарного попуска по Енисею отвечала Майнская ГЭС.

Для ликвидации аварии и её последствий было задействовано 2700 человек, в основном это были представители МЧС, но им активно оказывали содействие сотрудники Минэнерго России. За время проведения работ было разобрано свыше 5 000 кубометров завалов. Было откачено большое количество воды и собрано почти 330 тонн маслосодержащих эмульсий.

После ликвидации последствий на территории Саяно-Шушенской ГЭС был создан оперативный штаб Министерства энергетики России, который возглавлял заместитель министра энергетики. План ликвидации и восстановления Саяно-Шушенской ГЭС был представлен 24 августа в корпорацию «РусГидро».

Восстановление станции

Возобновление работы станции проходило в несколько этапов. Для ремонта станции было необходимо новое оборудование и РусГидро подписало контракт с ОАО «Силовые машины контракт на его изготовление.

Уде в начале 2010 года были запущены гидроагрегаты №5 и 6, которые позволили вывести рабочую мощность Саяно-Шушенской ГЭС до 1280 МВт. А в августе, благодаря подключению агрегата №4 удалось вывести мощность станции на уровень в 1920 МВт. В конце года, благодаря подключению гидроагрегата №3 станцию удалось вывести на работу в 40% от установленной мощности.

Таким образом на первом этапе выполнения работ была восстановлена работа четырёх агрегатов, которые позволили вывести мощность станции до 2560 МВт.

Второй этап восстановительных работ ознаменовал собой доставку и установку нового оборудования, которое было произведено компанией «Силовые Машины». Кроме того, были произведены ремонтные работы на береговых частях плотины и водосбросном колодце. В конце 2011 года мощность станции достигла её до аварийного уровня, выработав более 18 миллиардов кВт∙ч электроэнергии.

В 2012 году в строй ввели еще 3 гидроагрегата, и мощность станции достигла отметки в 3840 МВт. Далее ремонт станции пошел ускоренными темпами, были доставлены все крупногабаритные узлы, необходимые для монтажа гидроузлов, некоторые детали достигали веса в 145 тонн. В 2013 году были подключены к сети еще три гидроагрегата. Было установлено новое оборудование для различных систем станции, что позволило существенно увеличить эффективность её эксплуатации.

В 2014 году был торжественно произведен пуск гидроагрегата №2, который фактически завершает восстановительные работы. Со вводом в эксплуатацию данного агрегата, суммарная мощность Саяно-Шушенской ГЭС достигла проектного уровня в 6400 МВт.