Саяно-Шушенская ГЭС

Саяно-Шушенская ГЭС — крупнейшая по установленной мощности электростанция России, расположенная на реке Енисей в Хакасии, у города Саяногорска. Является верхней ступенью Енисейского каскада гидроэлектростанций и одной из самых мощных гидроэлектростанций в мире. Станция играет ключевую роль в обеспечении электроэнергией Сибири, а также в регулировании водного режима Енисея. Входит в состав ПАО «РусГидро».

История строительства

Проектирование Саяно-Шушенской ГЭС началось в середине 1950-х годов. Место для строительства было выбрано в Карловском створе — узком участке долины Енисея, где река прорезает отроги Западного Саяна. Первые изыскательские работы начались в 1956 году. Проект был разработан институтом «Ленгидропроект». Главным конструктором арочно-гравитационной плотины стал Н. В. Хлебников, а главным инженером проекта — А. А. Ефимов.

Строительство велось с 1963 по 1978 год. 12 октября 1961 года было принято постановление Совета Министров СССР о начале строительства. В 1963 году начались подготовительные работы: прокладка дорог, строительство жилья для рабочих и подъездных путей. Первый бетон в тело плотины был уложен в 1968 году. В 1970 году было перекрыто русло Енисея, что позволило начать возведение основных сооружений.

Пуск первого гидроагрегата состоялся 18 декабря 1978 года. Станция была введена в эксплуатацию поэтапно: последний, десятый гидроагрегат, был запущен в 1985 году. Однако строительство отдельных объектов, в том числе берегового водосброса, продолжалось до 2000-х годов. Официально станция была принята в постоянную эксплуатацию в 2000 году.

Технические характеристики

Плотина

Основное сооружение ГЭС — уникальная арочно-гравитационная плотина, которая является самой высокой в России и одной из самых высоких в мире. Её высота составляет 245 метров, длина по гребню — 1066 метров, ширина по основанию — 105,7 метра, по гребню — 25 метров. Плотина состоит из двух частей: левобережной глухой и правобережной станционной (где расположены водоприёмники и здание ГЭС). Устойчивость плотины обеспечивается как собственным весом (гравитационная составляющая), так и передачей нагрузки на берега (арочная составляющая). Тело плотины разделено на секции температурно-усадочными швами.

Водосбросы

Станция оснащена двумя системами водосброса:

• Эксплуатационные водосбросы — 11 донных водосбросов, расположенных в теле плотины, предназначенных для пропуска паводков и регулирования уровня воды в водохранилище. Они оснащены затворами и гасителями энергии потока.
• Береговой водосброс — построен в 2011 году для повышения надёжности пропуска катастрофических паводков. Представляет собой открытый канал длиной около 1,5 км, заканчивающийся трамплином и водобойным колодцем. Его пропускная способность составляет до 4000 м³/с.

Здание ГЭС и гидроагрегаты

Машинный зал расположен у подножия плотины с правого берега. В нём установлены 10 гидроагрегатов, каждый из которых включает гидротурбину и гидрогенератор. Турбины — радиально-осевые, типа РО-230/833-0-677, производства Ленинградского металлического завода (ныне «Силовые машины»). Генераторы — типа СВФ-1285/275-48, производства завода «Электросила». Установленная мощность каждого гидроагрегата — 640 МВт, общая мощность ГЭС — 6400 МВт. Среднегодовая выработка электроэнергии — около 23,5 млрд кВт·ч.

Водохранилище

Саяно-Шушенское водохранилище образовано плотиной ГЭС. Его полный объём составляет 31,34 км³, полезный объём — 15,34 км³. Площадь зеркала — 621 км². Водохранилище имеет сезонное регулирование стока: наполняется в период весенне-летнего половодья и срабатывается в зимнюю межень. Длина водохранилища — около 320 км, наибольшая ширина — 9 км.

Авария 2009 года

17 августа 2009 года на Саяно-Шушенской ГЭС произошла крупная техногенная авария, ставшая одной из самых масштабных в истории мировой гидроэнергетики. В результате разрушения второго гидроагрегата и затопления машинного зала погибли 75 человек. Авария привела к полной остановке станции и значительному экономическому ущербу.

Причиной аварии, по заключению официальной комиссии, стало разрушение шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата № 2 из-за усталостных трещин, возникших вследствие длительной работы в режиме повышенной вибрации. Восстановительные работы велись с 2009 по 2014 год. В ходе них были заменены все гидроагрегаты на новые, модернизированы системы управления и защиты, а также построен береговой водосброс.

Модернизация и современное состояние

После аварии 2009 года станция прошла полную модернизацию. Были заменены все десять гидроагрегатов на новые, более надёжные и эффективные. Новое оборудование было поставлено компанией «Силовые машины» и включало турбины с улучшенными вибрационными характеристиками и современные генераторы. Также была обновлена система автоматического управления, установлена современная система мониторинга вибрации и напряжений.

В 2011 году был введён в эксплуатацию береговой водосброс, который повысил надёжность пропуска паводков и позволил проводить ремонтные работы на плотине без остановки станции. В настоящее время Саяно-Шушенская ГЭС работает в штатном режиме, её установленная мощность составляет 6400 МВт. Станция является системообразующим элементом энергосистемы Сибири, обеспечивая электроэнергией промышленные предприятия региона, в том числе Саяногорский алюминиевый завод.

Экологические и социальные аспекты

Строительство и эксплуатация Саяно-Шушенской ГЭС оказали значительное влияние на окружающую среду. Создание водохранилища привело к затоплению земель, в том числе сельскохозяйственных угодий и населённых пунктов. Были переселены жители нескольких деревень. Водохранилище изменило гидрологический режим Енисея, что повлияло на нерестилища рыб. Для компенсации ущерба было построено рыбоводное хозяйство.

В то же время, ГЭС является экологически чистым источником энергии, не производящим выбросов парниковых газов и загрязняющих веществ. Регулирование стока водохранилищем позволяет снизить риск наводнений в нижнем течении Енисея. В зоне влияния водохранилища сформировался своеобразный микроклимат, что привело к изменениям в растительном и животном мире.

Интересные факты

• Плотина Саяно-Шушенской ГЭС является самой высокой в России и занимает 8-е место среди самых высоких плотин мира.
• До аварии 2009 года станция была самой мощной ГЭС России, уступая по этому показателю только некоторым станциям в Китае, Бразилии и Венесуэле.
• Строительство ГЭС велось в суровых климатических условиях: зимой температура воздуха опускалась до -40 °C, что требовало применения специальных методов бетонирования.
• На станции установлен уникальный козловой кран грузоподъёмностью 500 тонн, предназначенный для монтажа и ремонта гидроагрегатов.
• Саяно-Шушенская ГЭС изображена на купюре достоинством 10 рублей образца 1997 года.

Источники

• Официальный сайт ПАО «РусГидро» — раздел «Саяно-Шушенская ГЭС».
• Отчёт о расследовании аварии на Саяно-Шушенской ГЭС (Ростехнадзор, 2009).
• «Гидроэнергетика России» / под ред. В. И. Обрезкова. — М.: Энергоатомиздат, 2002.
• «Саяно-Шушенская ГЭС: История строительства и эксплуатации» / А. А. Ефимов, Н. В. Хлебников. — СПб.: Гидропроект, 2005.
• Данные Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору.