Ве́рхне-Сви́рская ГЭС и́мени С. А. Каза́рова ( Верхнесвирская ГЭС, ГЭС-12, Свирь ГЭС-2 ) — гидроэлектростанция на реке Свири в Подпорожском районе Ленинградской области , в городе Подпорожье . Входит в каскад Свирских ГЭС , являясь его первой, верхней ступенью.

Строительство станции было предусмотрено планом ГОЭЛРО , подготовительные работы по её возведению были начаты в 1932 году, работы на основных сооружениях — в 1938 году. Вскоре после начала Великой Отечественной войны строительство было остановлено и возобновлено в 1947 году, гидроагрегаты ГЭС были пущены в 1951—1952 годах.

Верхне-Свирская ГЭС является объектом культурного наследия России регионального значения. За исключением судоходного шлюза , станция принадлежит ПАО « ТГК-1 ».

Природные условия

Верхне-Свирская ГЭС расположена на реке Свири в 127 км от её устья, является первой (верхней) ступенью каскада гидроэлектростанций на этой реке. Площадь водосбора реки в ГЭС составляет 67 100 км² , среднегодовой расход воды в реке в районе расположения станции составляет 583 м³/с , среднегодовой сток — 18,6 км³ . Максимальный расход воды, с повторяемостью один раз в 1000 лет, оценивается в 1770 м³/с . Водный режим Свири полностью зарегулирован Верхнесвирским водохранилищем , боковая приточность не оказывает большого влияния. В ходе весеннего половодья (апрель — май) проходит около 37 % годового стока, самый маловодный период — с января по март. Климат в районе расположения ГЭС умеренно континентальный , с продолжительной, но сравнительно мягкой зимой и умеренно тёплым летом. Среднегодовая сумма осадков составляет 550 мм . В основании сооружений Верхне-Свирской ГЭС залегают девонские глины с прослойками песков .

Конструкция станции

Верхне-Свирская ГЭС представляет собой низконапорную русловую гидроэлектростанцию (здание ГЭС входит в состав напорного фронта). Сооружения гидроэлектростанции включают в себя земляные плотину и дамбу , бетонную водосбросную плотину, здание ГЭС, судоходный шлюз , ОРУ 110 и 220 кВ , длина напорного фронта — 660 м . Установленная мощность электростанции — 160 МВт , проектная среднегодовая выработка электроэнергии — 591 млн кВт·ч , фактическая среднегодовая выработка электроэнергии — 622,8 млн кВт·ч . По сооружениям гидроэлектростанции со стороны верхнего бьефа проложен автомобильный мост .

Земляные плотина и дамба

Правобережная земляная плотина расположена между правым берегом и водосбросной плотиной, намыта из песка, противофильтрационных элементов не имеет. Длина плотины составляет 312,75 м , максимальная высота — 31,1 м , максимальная ширина по основанию — 2201 м , ширина по гребню — 13,5 м . С верховой и низовой сторон плотины расположены отсыпанные из камня банкеты, верховой откос сооружения закреплён бетонными плитами, низовой — одерновкой . В плотину намыто 1112 тыс. м³ грунта. Левобережная дамба расположена между судоходным шлюзом и левым берегом, длина дамбы — 350 м .

Водосбросная плотина

Водосбросная плотина, расположенная между земляной плотиной и зданием ГЭС, предназначена для пропуска воды в сильные паводки либо при остановленных гидроагрегатах . По конструкции водосбросная плотина — гравитационная бетонная распластанного профиля. Длина плотины — 111 м , ширина по основанию — 52,6 м , максимальная высота — 34 м , в плотину уложено 185,5 тыс. м³ бетона. В плотине имеется 3 водосбросных пролёта шириной по 27 м , перекрываемых секторными затворами .

Плотина рассчитана на пропуск 1200 м³/с воды при нормальном подпорном уровне водохранилища и 1620 м³/с — при форсированном уровне. Гашение энергии сбрасываемой воды производится на железобетонной водобойной плите длиной 45 м с зубьями гасителя и водобойной стенкой, за которой расположена рисберма длиной 105 м , выполненная из железобетонных плит. Противофильтрационные сооружения плотины включают в себя анкерный понур длиной 35 м и толщиной 0,3 м .

Здание ГЭС

Здание ГЭС руслового типа (воспринимает напор воды), длина здания (по подводной части) — 117,75 м . В здание ГЭС уложено 188,4 тыс. м³ бетона. В машинном зале здания ГЭС размещены четыре вертикальных гидроагрегата мощностью по 40 МВт, с поворотно-лопастными турбинами ПЛ 91-ВБ-800, работающими при расчётном напоре 14 м, с пропускной способностью по 1370 м³/с . Турбины приводят в действие гидрогенераторы СВ 1100/145-88. Гидротурбины изготовлены Ленинградским металлическим заводом , гидрогенераторы — заводом « Электросила ». Также в машинном зале расположены два мостовых крана грузоподъёмностью по 250 тонн, а в районе монтажной площадки — донные водосбросные отверстия (в период нормальной эксплуатации не используемые) .

Схема выдачи мощности

Электроэнергия вырабатывается генераторами ГЭС на напряжении 15,75 кВ , которое повышается до 110 кВ при помощи двух трёхфазных силовых трансформаторов ТДНГ-31500/110 мощностью по 31,5 МВА и до 220 кВ при помощи шести однофазных силовых трансформаторов ОЦГ-33333/220 (две группы) мощностью по 33,3 МВА. Выдача мощности ГЭС в единую энергосистему производится с открытых распределительных устройств 110 кВ и 220 кВ (расположенных на левом берегу вблизи шлюза) по семи линиям электропередачи :

• ВЛ 220 кВ Верхне-Свирская ГЭС — Нижне-Свирская ГЭС (Л-203);
• ВЛ 220 кВ Верхне-Свирская ГЭС — Нижне-Свирская ГЭС (с отпайками на ПС Подпорожская) (Л-204);
• ВЛ 220 кВ Верхне-Свирская ГЭС — ПС Древлянка (Л-251);
• ВЛ 110 кВ Верхне-Свирская ГЭС — ПС Ольховец (Ольховецкая-1);
• ВЛ 110 кВ Подпорожская-1;
• ВЛ 110 кВ Подпорожская-2;
• ВЛ 110 кВ Подпорожская-3.

Судоходный шлюз

Судоходный шлюз расположен на левом берегу, между зданием ГЭС и дамбой. Шлюз однониточный однокамерный, длина камеры — 285 м (полная) и 281 м (полезная), ширина — 22 м (полная) и 21,5 м (полезная), минимальная глубина на пороге — 4,05 м. Система питания шлюза — с использованием донных галерей, время заполнения/опорожнения камеры шлюза составляет 8—9 минут. На верхней голове шлюза расположен опускной плоский затвор, на нижней голове — двустворчатые ворота. В шлюз уложено 279,6 тыс. м³ бетона. Помимо камеры, в состав сооружений шлюза входят верхний и нижний подходные каналы с дамбами, а также металлический поворотный мост. Собственником судоходного шлюза является ФБУ «Администрация Волго-Балтийского бассейна внутренних водных путей» .

Водохранилище

Напорные сооружения ГЭС образуют Верхнесвирское водохранилище , включившее в свой состав Онежское озеро , уровень которого был поднят на 0,3 м. Водохранилище состоит из озёрной и речной частей, при этом 96 % его полезного объёма сосредоточено в озёрной части. Площадь водохранилища при нормальном подпорном уровне 9925 км² (в том числе речной части 205 км² ), длина 345 км , максимальная ширина 91 км , максимальная глубина 91 м . Полная и полезная ёмкость водохранилища составляет 260,589 км³ и 13,201 км³ соответственно, что позволяет осуществлять многолетнее регулирование стока — водохранилище наполняется в многоводные годы и срабатывается в маловодные. Отметка нормального подпорного уровня водохранилища составляет 33,3 м над уровнем моря (по Балтийской системе высот ), форсированного подпорного уровня — 34,3 м в озёрной части и 33,8 м в речной части, уровня мёртвого объёма — 32 м в озёрной части и 29,8 м в речной части. При создании водохранилища было затоплено 1870 га сельхозугодий, перенесено 431 строение .

• Сооружения и оборудование Верхне-Свирской ГЭС
• 
  Здание ГЭС и водосбросная плотина
• 
  Судоходный шлюз
• 
  Декоративные элементы на здании ГЭС
• 
  Барельефы

Экономическое значение

Верхне-Свирская ГЭС работает в пиковой части графика нагрузок энергосистемы Северо-Запада. Обладая ёмким водохранилищем, Верхне-Свирская ГЭС регулирует сток Свири, увеличивая выработку электроэнергии на нижележащей Нижне-Свирской ГЭС . Водохранилище станции является частью Волго-Балтийского водного пути , входящего в Единую глубоководную систему Европейской части России , оно затопило , существенно затруднявшие судоходство, и обеспечивает необходимую для крупнотоннажного судоходства глубину 4 м . По сооружениям Верхне-Свирской ГЭС проложен мост — один из двух (по состоянию на 2022 год) автомобильных мостов через Свирь. Следствием строительства станции стало появление города Подпорожье, возникшего как посёлок гидростроителей на месте ранее существовавшей деревни .

История строительства и эксплуатации

Первый эскизный проект гидроэлектростанций на Свири был создан в 1916 году инженером И. В. Егиазаровым по заказу Министерства путей сообщения . Проект подразумевал возведение двух гидроэлектростанций и разборной плотины в истоке Свири. В конце 1917 года «Бюро Свири» (небольшая группа инженеров во главе с Егиазаровым) объединилась с инициативной группой инженеров Морского ведомства , также разрабатывавших проект ГЭС на Свири. В 1918 году была утверждена схема гидроэнергетического использования Свири в составе трёх ступеней — на 17, 96 и 143 километрах течения реки. В утверждённом в 1920 году плане ГОЭЛРО предусматривалось строительство гидроэлектростанций «Свирь-2» (будущая Верхне-Свирская ГЭС) мощностью 120 тысяч л. с. (10 гидроагрегатов мощностью по 12 тысяч л. с.) и «Свирь-3» (будущая Нижне-Свирская ГЭС) мощностью 165 тысяч л. с. (11 гидроагрегатов мощностью по 15 тысяч л. с.). Первоочередной станцией каскада была признана Нижне-Свирская ГЭС, строительство которой было начато в 1927 году и завершено в 1936 году .

В 1929 году была образована Дирекция строящейся гидростанции Свирь № 2 (Верхне-Свирской ГЭС). Проект станции был разработан в 1936 году Ленинградским отделением института «Гидроэнергопроект» , главный инженер проекта — А. А. Бережной. При создании проекта использовался опыт проектирования и строительства Нижне-Свирской ГЭС, возведённой в схожих геологических условиях. Подготовительные работы по сооружению станции были начаты в 1932 году управлением строительства (позднее — трестом) «Свирьстрой», к ним привлекались в том числе заключённые « » (до его ликвидации в 1937 году) . Работы на основных сооружениях станции были начаты в 1938 году, к июню 1941 году было закончено сооружение базы строительства, выполнено 90 % земляных работ, начата укладка бетона в котловане основных сооружений. Вскоре после начала Великой Отечественной войны сооружение станции было приостановлено, строители ГЭС под руководством Якова Рапопорта в июле 1941 года участвовали в возведении оборонительного рубежа Малая Вишера , Крестцы , озеро Селигер , Осташков . В сентябре 1941 года строительная площадка была захвачена финскими войсками и оставалась под их контролем до июня 1944 года. В ходе войны котлован был затоплен, а все сооружения на строительной площадке в ходе боёв были разрушены .

В 1947 году был утверждён новый технический проект Верхне-Свирской ГЭС, базировавшийся на проекте 1936 года, с уточнением некоторых параметров и проведением дополнительных изысканий. В том же году трест «Свирьстрой» (директор — Б. Н. Никольский, главный инженер — П. С. Непорожний ) начал восстановительные работы, а в 1948—1949 годах — работы на основных сооружениях. Бытовые, геологические и климатические условия строительства были очень тяжёлыми, многие работы выполнялись вручную, помимо советских строителей к сооружению станции привлекались немецкие военнопленные. Первый гидроагрегат на пониженном напоре был введён в эксплуатацию 21 декабря 1951 года, три остальных — в 1952 году. В 1953 году Верхне-Свирская ГЭС была выведена на проектную мощность, в 1955 году вместе с Нижне-Свирской ГЭС она вошла в состав структурного подразделения «Ленэнерго» — «Каскад Свирских гидроэлектростанций» .

25 декабря 1954 года Верхне-Свирская ГЭС была принята во временную эксплуатацию. Официально строительство Верхне-Свирской ГЭС было завершено 13 февраля 1960 года после приёмки гидроузла в промышленную эксплуатацию. В ходе строительства была произведена выемка 5908 тыс. м³ и насыпь 1436 тыс. м³ мягкого грунта, уложено 495 тыс. м³ каменной наброски, дренажей и фильтров, а также 705 тыс. м³ бетона и железобетона, смонтировано 4000 т металлоконструкций и механизмов. Сметная стоимость строительства гидроузла в ценах 1961 года составила 99,1 млн руб . Ввод станции в эксплуатацию позволил значительно сократить дефицит электроэнергии и мощности в Ленинградской энергосистеме .

С момента ввода в эксплуатацию Верхне-Свирская ГЭС входила в состав Ленинградского районного управления « Ленэнерго », в 1989 году преобразованного в производственное объединение энергетики и электрификации «Ленэнерго», а в 1992 году в АООТ (позднее ОАО) «Ленэнерго». В 2005 году в рамках реформы РАО «ЕЭС России» гидроэлектростанции Ленинградской области, в том числе и Верхне-Свирская ГЭС, были выделены из состава «Ленэнерго» и переданы в состав ПАО «ТГК-1». Организационно в ходит в Невский филиал компании, структурное подразделение Каскад Ладожских ГЭС . В связи с продолжительным сроком работы станции, её оборудование и сооружения постепенно модернизируются. В 1992—1995 годах были заменены гидрогенераторы, в 2007 году — силовые трансформаторы 220 кВ, в 2020—2021 годах — конструкции моста через сооружения ГЭС. Рассматривается возможность замены гидроагрегатов. С 1990-х годов ведутся работы по реконструкции судоходного шлюза. В 1979 году Верхне-Свирская ГЭС была включена в список памятников истории местного значения. Не позднее 2012 года станции было присвоено имя С. А. Казарова , возглавлявшего «Ленэнерго» на протяжении более чем 20 лет .

Примечания

Литература

• Дворецкая М. И., Жданова А. П., Лушников О. Г., Слива И. В. Возобновляемая энергия. Гидроэлектростанции России. — СПб. : Издательство Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого , 2018. — 224 с. — ISBN 978-5-7422-6139-1 .
• Гидроэлектростанции России. — М. : Типография Института Гидропроект, 1998. — 467 с.
• Слива И. В. История гидроэнергетики России. — Тверь: Тверская Типография, 2014. — 302 с. — ISBN 978-5-906006-05-9 .
• . — М. : Росводресурсы , 2014. — 64 с. от 8 февраля 2015 на Wayback Machine
• . — М. : Росводресурсы, 2014. — 136 с. от 14 февраля 2015 на Wayback Machine
• Непорожний П. С. Энергетика страны глазами министра: Дневники 1935—1985 гг. — М. : Энергоатомиздат, 2000. — 782 с. — ISBN 5-283-05022-X .

Ссылки

• (неопр.) . ПАО «ТГК-1». Дата обращения: 29 сентября 2022.
• (неопр.) . Музей истории энергетики Северо-Запада. Дата обращения: 29 сентября 2022.
• (неопр.) . Институт «Ленгидропроект». Дата обращения: 29 сентября 2022.