Зеленчукская ГЭС-ГАЭС

Зеленчукская ГЭС-ГАЭС
Здание Зеленчукской ГЭС-ГАЭС с нижнего бьефа
Страна	Россия
Местоположение	Правокубанский
Река	Большой Зеленчук, Маруха, Аксаут
Собственник	РусГидро
Статус	действующая
Год начала строительства	1976
Годы ввода агрегатов	1999, 2002, 2016
Основные характеристики
Годовая выработка электроэнергии, млн  кВт⋅ч	577
Разновидность электростанции	деривационная
Расчётный напор, м	234; 220
Электрическая мощность, МВт	300т/156н
Характеристики оборудования
Тип турбин	радиально-осевые
Количество и марка турбин	2×РО 230-В-224, 2×ОРО 230-В-221
Количество и марка генераторов	2×СВ-475/210-14УХЛ1, 2×СВО 407/215-10УХ4
Мощность генераторов, МВт	2×80, 2×70
Основные сооружения
Тип плотины	грунтовая насыпная
Высота плотины, м	12,4
Длина плотины, м	670
Шлюз	нет
РУ	КРУЭ 110 кВ, 330 кВ
На карте
Зеленчукская ГЭС-ГАЭС
Медиафайлы на Викискладе

Зеленчукская гидроэлектростанция — гидроаккумулирующая электростанция — гидроэнергетический объект на притоках реки Кубань. Расположена в Карачаево-Черкесии, между Карачаевском и Усть-Джегутой. Зеленчукская ГЭС-ГАЭС входит в состав Карачаево-Черкесского филиала ПАО «РусГидро».

Конструкция станции

Зеленчукская ГЭС-ГАЭС представляет собой сложный гидротехнический комплекс, сочетающий в себе деривационную гидроэлектростанцию с подводящей безнапорной деривацией и внутрибассейновой переброской стока, и гидроаккумулирующую электростанцию. Установленная мощность электростанции в турбинном режиме — 300 МВт, в насосном режиме — 156 МВт, проектная среднегодовая выработка электроэнергии — 577 млн кВт·ч, в том числе в части ГЭС — 415 млн кВт·ч, в части ГАЭС — 162 млн кВт·ч.

Концепция ГЭС-ГАЭС подразумевает переброску в реку Кубань части стока рек Большой Зеленчук, Маруха и Аксаут с использованием перепада высот между этими реками и Кубанью для создания напора ГЭС. Далее переброшенные объёмы воды планировалось отбирать в Большой Ставропольский канал для целей орошения с попутным увеличением выработки расположенных на нём ГЭС Кубанского каскада (порядка 240 млн кВт·ч). Одновременно перепад высот между бассейном суточного регулирования и нижним бассейном (на правом берегу Кубани) используется для работы станции в режиме гидроаккумулирования. В состав сооружений ГЭС-ГАЭС входят гидроузлы на реках Большой Зеленчук, Маруха и Аксаут, деривация, напорно-станционный узел.

гидроузел на реке Большой Зеленчук

Расположен в 114 км от устья реки Большой Зеленчук, является головным сооружением станции, обеспечивает забор воды в деривацию в объёме 35 м³/с. Включает в себя следующие сооружения:43°47′56″ с. ш. 41°32′47″ в. д.

• земляная плотина длиной 670 м и максимальной высотой 12,4 м, отсыпана из гравийно-галечного грунта, имеет противофильтрационный экран из суглинка;
• водосброс, состоящий из входного оголовка и лотка с концевым консольным сбросом. Имеет два пролёта шириной по 10 м, перекрываемых сегментными затворами. Пропускная способность водосброса при НПУ — 456 м³/с;
• водозаборное сооружение пропускной способностью 35 м³/с, примыкает к водозабору с правого берега, представляющее собой четырехпролётную бетонную конструкцию, оборудованную сороудерживающими решётками;
• рыбоход длиной 710 м, представляющий собой железобетонный канал с перегородками, предназначенными для снижения скорости воды. Максимальный расход воды через рыбоход составляет 7 м³/с;
• правобережная дамба обвалования длиной 150 м, отсыпана из суглинка;
• малую ГЭС «Большой Зеленчук» мощностью 1,26 МВт, включающую в себя водозаборное сооружение (расположенное на земляной плотине), два напорных водовода, здание ГЭС, отводящий канал.

Сооружения гидроузла образуют небольшое водохранилище. Площадь водохранилища при нормальном подпорном уровне 0,456 км², полная ёмкость составляет 1,36 млн м³, полезная ёмкость отсутствует. Отметка нормального подпорного уровня водохранилища составляет 1012 м над уровнем моря.

гидроузел на реке Маруха

Расположен в 15,2 км от устья реки Маруха, обеспечивает забор воды в деривацию в объёме 15 м³/с. Включает в себя следующие сооружения:43°47′32″ с. ш. 41°39′38″ в. д.

• земляная плотина длиной 745 м и максимальной высотой 12,25 м, отсыпана из гравийно-галечного грунта, имеет противофильтрационный экран из суглинка;
• водопропускной лоток, расположенный в теле грунтовой плотины, по которому проходит вода, перебрасываемая по деривации с реки Большой Зеленчук. Представляет собой закрытую железобетонную трубу сечением 3,5×4,5 м, длиной 904 м. Соединена с водозобором, после которого меняет конструкцию (из одноочковой становится двухочковой) и пропускная способность возрастает с 45 м³/с до 60 м³/с;
• водосброс с шугосбросом, состоит из входного оголовка и лотка с концевым консольным сбросом. Имеет два пролёта шириной по 10 м, перекрываемых сегментными затворами, а также пролет шугосброса шириной 6 м, перекрываемый клапанным затвором. Суммарная пропускная способность водосброса и шугосброса при НПУ — 517,8 м³/с. Водопропускной лоток пересекает водосброс по акведуку;
• водозаборное сооружение пропускной способностью 15 м³/с, оборудованное промывными галереями пропускной способностью 46 м³/с, примыкает к водосбросу с правого берега.

Сооружения гидроузла образуют небольшое водохранилище. Площадь водохранилища при нормальном подпорном уровне 0,196 км², полная ёмкость составляет 0,58 млн м³, полезная ёмкость отсутствует. Отметка нормального подпорного уровня водохранилища составляет 1000,45 м над уровнем моря.

гидроузел на реке Аксаут

Расположен в 14,6 км от устья реки Аксаут, обеспечивает забор воды в деривацию в объёме 20 м³/с. Включает в себя следующие сооружения:43°47′33″ с. ш. 41°41′27″ в. д.

• земляная плотина длиной 894 м и максимальной высотой 11,15 м, отсыпана из гравийно-галечного грунта, имеет противофильтрационный экран из суглинка;
• водопропускной лоток, расположенный в теле грунтовой плотины, по которому проходит вода, перебрасываемая по деривации с рек Большой Зеленчук и Маруха. Представляет собой закрытую двухочковую железобетонную трубу с сечением каждого отверстия 3,5×4,5 м, длиной 298 м. Соединена с водозобором, после которого её пропускная способность возрастает с 60 м³/с до 80 м³/с;
• водосброс с шугосбросом, состоит из входного оголовка и лотка с концевым консольным сбросом. Имеет два пролёта шириной по 10 м, перекрываемых сегментными затворами, а также пролет шугосброса шириной 6 м, перекрываемый клапанным затвором. Суммарная пропускная способность водосброса и шугосброса при НПУ — 517,8 м³/с. Водопропускной лоток пересекает водосброс по акведуку;
• водозаборное сооружение пропускной способностью 20 м³/с, оборудованное промывными галереями пропускной способностью 69 м³/с, примыкает к водосбросу с правого берега;

Сооружения гидроузла образуют небольшое водохранилище. Площадь водохранилища при нормальном подпорном уровне 0,46 км², полная ёмкость составляет 1,19 млн м³, полезная ёмкость отсутствует. Отметка нормального подпорного уровня водохранилища составляет 996,55 м над уровнем моря.

Деривация

В состав деривации Зеленчукской ГЭС-ГАЭС входит система каналов, тоннелей и дюкеров, по которым производится переброска части стока рек Большой Зеленчук, Маруха и Аксаут к напорно-станционному узлу. Состав сооружений деривации:

• канал Большой Зеленчук — Хуса-Кардоникская длиной 3,64 км с расчётным расходом воды 35 м³/с. В головной части на протяжении 1 км канал выполнен в виде закрытой железобетонной трубы размерами 3,8×3,5 м, далее открытого типа с креплением откосов гравийно-галечниковым грунтом. Реку Хуса-Кардоникская канал пересекает по насыпи, сток реки пропускается через водопропускную трубу;
• безнапорный туннель Хуса-Кардоникская — Маруха длиной 5,188 км, пропускной способностью 35 м³/с;
• безнапорный туннель Маруха — Аксаут длиной 1,755 км, пропускной способностью 60 м³/с;
• аварийно-перегораживающее сооружение, расположенное за гидроузлом Аксаут;
• отстойник длиной 900 м и шириной 40 м;
• рыбоход длиной 743 м, служащий для пропуска рыбы через сооружения гидроузла на реке Аксаут;
• канал Аксаут — Кардоник длиной 7 км;
• дюкер через реку Кардоник с входным и выходным оголовками, пропускной способностью 70 м³/с. Состоит из двух ниток длиной по 3,729 км, диаметром 4 м (правая) и 3,24 м (левая). Правая нитка состоит из железобетонного и металлического участков, левая — полностью металлическая;
• канал Кардоник — Кубыш с входным и выходным оголовками длиной 2,296 км;
• дюкер через реку Кубыш, пропускной способностью 70 м³/с. Состоит из двух ниток длиной по 1,143 км, диаметром 4 м (правая) и 3,24 м (левая). Правая нитка состоит из железобетонного и металлического участков, левая — полностью металлическая;
• канал Кубыш — бассейн суточного регулирования, длиной 2,288 км;

Напорно-станционный узел

Деривация завершается напорно-станционным узлом, в состав которого входят сооружения, обеспечивающее непосредственную выработку электроэнергии на ГЭС, а также весь комплекс сооружений в части ГАЭС.

• шлюз-регулятор на сопряжении деривационного канала и бассейна суточного регулирования;
• бассейн суточного регулирования (БСР), также выполняющий функцию верхнего бассейна ГАЭС, длиной 1250 м, шириной 400 м, полезной ёмкостью 1,85 млн м³, отметка НПУ 983 м; 43°51′56″ с. ш. 41°52′02″ в. д.
• водоприёмник с двумя водопропускными отверстиями размером по 5×5 м;
• железобетонные напорные трубопроводы (2 нитки) диаметром по 5 м, длиной 423,5 м и 411,7 м;
• напорные деривационные тоннели (2 нитки) диаметром по 5 м и длиной по 2271,5 м;
• два уравнительных резервуара в виде металлического цилиндра диаметром 13,4 м и высотой 30,7 м с металлической трубой-стояком диаметром 5 м внутри. Уравнительные резервуары соединены с деривационным тоннелем шахтами высотой 44 м;
• две вертикальные шахты высотой 130,6 м и диаметром 4,5 м;
• два напорных тоннеля диаметром 4,5 м и длиной по 542 м;
• здание ГЭС-ГАЭС; 43°53′54″ с. ш. 41°52′57″ в. д.
• два напорных водовода диаметром 5 м от здания ГЭС-ГАЭС к нижнему бьефу, проложенных по дну реки Кубань;
• водоприёмник нижнего бассейна;
• нижний бассейн площадью 15 га и полезным объёмом 1,1 млн м³, с НПУ 762 м, расположенный на правой террасе реки Кубань.

В здании ГЭС-ГАЭС установлено 4 вертикальных гидроагрегата. Два из них (гидроагрегаты ГЭС) имеют мощность по 80 МВт, они оборудованы радиально-осевыми турбинами РО 230-В-224, работающими на расчетном напоре 234 м, и генераторами СВ-475/210-14УХЛ1. Еще два (гидроагрегаты ГАЭС) имеют мощность по 70 МВт (в турбинном режиме) и 78 МВт (в насосном режиме), они оборудованы радиально-осевыми насос-турбинами ОРО 230-В-221, работающими на расчётном напоре 220 м, и двигателями-генераторами СВО 407/215-10УХ4. Перед турбинами смонтированы шаровые затворы. Гидротурбины и шаровые затворы изготовлены предприятием «Турбоатом», генераторы и двигатели-генераторы — предприятием «Электротяжмаш» (г. Харьков). Электроэнергия с генераторов ГЭС и ГАЭС на напряжении 13,8 кВ подается на трехфазные силовые трансформаторы ТДЦ-125 000/110/13,8 (2 шт.), ТДЦ-2000000/330/13,8-У1 (1 шт.) и автотрансформатор АТДЦТН-200000/330/110/13,8-У1 (1 шт.), а через них через КРУЭ 110 кВ и 330 кВ — в энергосистему по следующим линиям электропередачи:

• ВЛ 330 кВ Зеленчукская ГАЭС — Черкесск;
• ВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС — Карачаевск (Л-31);
• ВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС — Южная (Л-42);
• ВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС — Ток Москвы (Л-143);
• ВЛ 110 кВ Зеленчукская ГАЭС — Зеленчук (Л-144);

История строительства

Строительство Зеленчукской ГЭС началось в 1976, закончилось в 2006. По первоначальному проекту, мощность ГЭС — 320 МВт (4х80 МВт), проектная среднегодовая выработка электроэнергии — 651 млн кВт·ч. Строительство ГЭС было приостановлено в начале 1990-х гг. как в результате протестов экологов, так и из-за недостатка средств. В 1993 первоначальный проект был скорректирован в сторону уменьшения отбора стока, что привело к уменьшению мощности и выработки ГЭС. По первоначальному проекту, планировался отбор 77 % стока рек Большой Зеленчук, Маруха и Аксаут, по скорректированному проекту, предполагается отбор 50 % стока (Большой Зеленчук — 35 м³/сек, Маруха — 15 м³/сек, Аксаут — 20 м³/сек)

Определенное оживление в осуществлении проекта наступило в 1994, когда в соответствии с приказом РАО «ЕЭС России» от 28 января 1994 № 25 решено было осуществить необходимые меры по обеспечению ввода в действие первого гидроагрегата Зеленчукской ГЭС. В 1998 было создано открытое акционерное общество «Зеленчукские ГЭС» — дочернее «РАО ЕЭС России» — для строительства и эксплуатации каскада электростанций.

Первый гидроагрегат Зеленчукской ГЭС мощностью 80 МВТ с водозабором на р. Аксаут введён в промышленную эксплуатацию 9 августа 1999. 2 октября 2002 введён в эксплуатацию второй гидроагрегат Зеленчукской ГЭС с водозабором на р. Маруха. Мощность ГЭС составила 160 МВт, среднегодовая выработка 187,5 млн кВт·ч. В апреле 2005 началось строительство третьего пускового комплекса — гидроузла на р. Большой Зеленчук с трактом переброски воды, оконченное 16 декабря 2006. Стоимость строительства третьего пускового комплекса составила 1,5 млрд руб.

После ввода двух агрегатов Зеленчукской ГЭС остался неиспользованный строительный задел, созданный по первоначальному проекту станции — деривационный тоннель, вертикальная шахта, кратеры на еще два гидроагрегата в здании ГЭС (со спиральными камерами и шаровыми затворами). Наличие задела давало возможность создания на базе Зеленчукской ГЭС гидроаккумулирующей электростанции, для чего было необходимо определиться с местом расположения нижнего бассейна. Первоначально в его качестве рассматривалось водохранилище перспективной Верхне-Красногорской ГЭС, но в итоге по ряду причин (в частности, из-за опасений заиливания водохранилища) было принято решение о строительстве искусственного нижнего бассейна на правом берегу Кубани. При этом возникала задача создания перехода водоводов через Кубань; изначальное проектное решение в виде мостового перехода уже в процессе строительства было изменено на подрусловой переход, как лучше соответствующий гидравлическим условиям напорного тракта ГАЭС и более удобного в эксплуатации.

Решение о строительстве ГАЭС было принято в 2006 году, церемония начала работ прошла 16 декабря 2006 года. Финансирование строительства ГАЭС было включено в инвестиционную программу ОАО «РусГидро», ввод гидроагрегатов на тот момент планировался на 2011 год. Поверочные расчеты и уточнение конструкции сооружений осуществял ООО «Гидротехпроект» (Украина, Харьков). Однако, строительные работы развернуты не были, в 2008 году инвестиционная программа ОАО «РусГидро» была скорректирована, была проведена дополнительная проработка проектной документации. В 2008 году было получено положительное заключение Главгосэкспертизы РФ по проекту ГЭС-ГАЭС, утверждена декларация безопасности гидротехнических сооружений станции, выполнена разработка 1-го этапа рабочей документации по строительству.

ТЭО (проект) Зеленчукской ГЭС-ГАЭС был утвержден приказом РусГидро в сентябре 2010 года, в октябре того же года был выпущен приказ о развороте строительства станции, были начаты первоочередные строительные работы. В 2011 году осуществлен разворот строительства, заключены договоры о поставке основного оборудования (насос-турбины, двигатели-генераторы, силовые трансформаторы).

Гидроагрегаты ГАЭС были введены в эксплуатацию 23 декабря 2016 года.

Зеленчукская ГЭС-ГАЭС участвует в покрытии пиковой части нагрузки Объединённой энергосистемы Юга России.

Ссылки

• Официальный сайт Карачаево-Черкесского филиала ПАО «РусГидро»
• Официальный сайт АО «Мособлгидропроект»