Братская епархия
- 1 year ago
- 0
- 0
Бра́тская ГЭС ( им. 50-летия Великого Октября ) — гидроэлектростанция на реке Ангаре в городе Братске Иркутской области . Является третьей по мощности и первой по среднегодовой выработке гидроэлектростанцией России. Входит в Ангарский каскад ГЭС , являясь его второй ступенью. Сооружения станции образуют Братское водохранилище , крупнейшее в России по полезному объёму и одно из крупнейших в мире.
Строительство Братской ГЭС ударной комсомольской стройкой . Первый гидроагрегат станции был пущен в 1961 году, последний — в 1966 году. Для советской гидроэнергетической школы строительство Братской ГЭС стало этапным проектом, в 1963—1971 годах станция являлась крупнейшей гидроэлектростанцией в мире по установленной мощности . Станция играет важную роль в обеспечении надёжного функционирования энергосистемы России , являясь основным регулятором частоты в Объединённой энергосистеме Сибири. Всего за время эксплуатации Братская ГЭС выработала более 1,2 триллиона кВт·ч возобновляемой электроэнергии .
было начато в 1954 году и объявленоБратская ГЭС стала основой крупного Братского (позднее трансформировавшегося в Братско-Усть-Илимский) территориально-производственного комплекса , включающего крупнейший в России Братский алюминиевый завод (являющийся крупнейшим потребителем производимой электростанцией электроэнергии), а также крупный и Коршуновский горно-обогатительный комбинат . Собственником Братской ГЭС является ООО « ЕвроСибЭнерго-Гидрогенерация » ( дочернее общество En+ Group ).
Братская ГЭС представляет собой мощную высоконапорную гидроэлектростанцию плотинного типа. Сооружения гидроузла включают в себя бетонную и две земляные плотины , здание ГЭС и открытые распределительные устройства (ОРУ). Установленная мощность электростанции — 4500 МВт , фактическая среднегодовая выработка электроэнергии — 22 500 млн кВт·ч. По сооружениям гидроэлектростанции проложены пешеходный, автомобильный (часть автодороги «Вилюй» ) и железнодорожный (является частью БАМа ) переходы. Судопропускными сооружениями Братский гидроузел не оборудован .
Напорный фронт Братской ГЭС образуют гравитационная бетонная плотина , а также левобережная и правобережная земляные плотины. Бетонная плотина облегчённого типа (с расширенными деформационными швами шириной 7 м) общей длиной 1430 м и максимальной высотой 125 м разделяется на три участка: русловой (длиной 924 м), левобережный глухой (длиной 286 м) и правобережный глухой (длиной 220 м). Русловой участок плотины, в свою очередь, разделяется на станционную, глухую и водосливную части. В станционной части плотины длиной 440 м расположены 20 водоприёмников , оборудованных и плоскими , а также проходящие в теле плотины турбинные водоводы. Глухая часть длиной 242 м расположена напротив монтажных площадок здания ГЭС .
В водосливной части плотины длиной 242 м, находящейся в правобережной части гидроузла, расположены 10 водосливных пролётов шириной по 18 м (отметка порогов — 395,73 м), перекрываемых сегментными затворами высотой 12,5 м. Для маневрирования затворами на гребне плотины смонтированы два козловых крана грузоподъёмностью по 150 т. Гладкая водосливная грань плотины заканчивается трамплином , отбрасывающим поток в нижний бьеф на расстояние 100—200 м, где в яме размыва происходит гашение энергии сбрасываемой воды. Для защиты бетона водосброса от кавитации пролёты № 2—9 оборудованы металлическими трамплинами-аэраторами , установленными в процессе эксплуатации в 1985—1986 годах. Пропускная способность водосброса при нормальном подпорном уровне (НПУ) водохранилища составляет 4680 м³/с, при форсированном подпорном уровне (ФПУ) — 6000 м³/с. С учётом пропуска воды через турбины максимальный расход воды через Братскую ГЭС при НПУ составляет 9980 м³/с, при ФПУ — 11 410 м³/с. В строительный период пропуск воды производился через временные водосбросные сооружения, представляющие собой шесть донных отверстий размером 12 × 10 м и десять глубинных водоспусков размером 3 × 6 м . В ходе строительства, после того как потребность в них исчезла, временные водосбросные сооружения были забетонированы .
Правобережная земляная плотина длиной 2987 м, шириной по гребню 21,76 м и максимальной высотой 36 м намыта из песков , имеет насыпной супесчаный противофильтрационный экран. Левобережная земляная плотина длиной 723 м, шириной по гребню 21,55 м и максимальной высотой 34,5 м насыпная, имеет противофильтрационное ядро из суглинков .
Здание ГЭС приплотинного типа, длина здания — 515,5 м, ширина 37,6 м. Здание разделяется на 20 агрегатных секций и две монтажные площадки, расположенные с торцов здания. Для подачи на монтажную площадку № 1 тяжёлых грузов на левом берегу сооружён вертикальный грузоподъёмник , к которому подведена железнодорожная ветка. В машинном зале ГЭС установлено 18 гидроагрегатов мощностью по 250 МВт, оборудованных радиально-осевыми турбинами РО-115-В-558 (12 шт.) и РО-662-ВМ-550 (6 шт.), работающих на расчётном напоре 101,5 м. Турбины имеют диаметр рабочего колеса 5,5 м, пропускную способность 254 м³/с и приводят в действие синхронные гидрогенераторы СВ-1190/250-48 с воздушным охлаждением обмотки статора . Гидротурбины изготовлены Ленинградским металлическим заводом (за исключением рабочих колёс шести гидроагрегатов, изготовленных фирмой Voith ), генераторы — заводом « Электросила » (оба предприятия в настоящее время входят в концерн « Силовые машины »). В здании ГЭС смонтированы два мостовых крана грузоподъёмностью по 350 тонн и один 75 тонн. Проектом станции предусмотрена возможность установки ещё двух гидроагрегатов, для которых создан необходимый строительный задел (водоприёмники, турбинные водоводы, конструкции здания ГЭС) .
Гидроагрегаты выдают электроэнергию на напряжении 15,75 кВ. Десять гидроагрегатов подключены к трёхфазным трансформаторам ТЦ-300000/220, остальные восемь объединены в укрупнённые блоки: каждые два генератора подключены к группе из трёх однофазных трансформаторов ОРЦО-210000/500. Трансформаторы расположены в пазухе между зданием ГЭС и плотиной. С трансформаторов электроэнергия передаётся на открытые распределительные устройства напряжением 500 кВ и 220 кВ, расположенные на левом берегу. Для связи распределительных устройств друг с другом смонтированы две группы однофазных автотрансформаторов АОДЦТН-267000/500 .
Электроэнергия Братской ГЭС выдаётся в энергосистему в общей сложности по 25 линиям электропередачи :
Напорные сооружения ГЭС образуют крупнейшее в России по полезному объёму Братское водохранилище . Площадь водохранилища при нормальном подпорном уровне 5480 км² , длина 565 км, максимальная ширина 33 км, площадь водосбора 736 тыс. км² . Полная ёмкость водохранилища составляет 169,3 км³ , проектная полезная ёмкость — 48,22 км³, фактическая полезная ёмкость при отметке уровня мёртвого объёма , сработка ниже которого не допускается по условиям работы водозаборов, — 35,08 км³. Водохранилище позволяет осуществлять многолетнее регулирование стока — наполняется в многоводные годы и срабатывается в маловодные. Отметка нормального подпорного уровня водохранилища составляет 401,73 м над уровнем моря (по Балтийской системе высот ), форсированного подпорного уровня — 401,79 м, проектный уровня мёртвого объёма — 391,73 м, фактический уровень мёртвого объёма, сработка ниже которого не допускается по условиям работы водозаборов, — 394,73 м .
Братская ГЭС является третьей по мощности и первой по фактической среднегодовой выработке электроэнергии гидроэлектростанцией России. Всего за время эксплуатации станция выработала 1,2 триллиона кВт·ч возобновляемой электроэнергии. Помимо выработки электроэнергии, ГЭС играет важную роль в обеспечении надёжного функционирования энергосистемы России, являясь основным регулятором частоты в Объединённой энергосистеме Сибири. В энергосистеме Братская ГЭС выполняет следующие функции: выдача в систему активной и реактивной мощности и энергии; участие в суточном и недельном регулировании графиков нагрузки; оперативное автоматическое вторичное регулирование частоты и перетоков активной мощности; регулирование уровня напряжения в контрольных пунктах; аварийный резерв мощности системы; автоматическое противоаварийное управление. Обладая ёмким водохранилищем, Братская ГЭС обеспечивает регулирование стока, накапливая воду в многоводные периоды и срабатывая в маловодные, что повышает выработку электроэнергии на нижележащих Усть-Илимской и Богучанской ГЭС. Братская ГЭС стала основой Братского (позднее трансформировавшегося в Братско-Усть-Илимский) территориально-производственного комплекса, включающего крупнейший в России Братский алюминиевый завод , а также крупный Братский лесопромышленный комплекс и Коршуновский горно-обогатительный комбинат . Вблизи станции практически с нуля был построен город Братск с населением более 200 тыс. человек (по состоянию на 2021 год) .
Плотина Братской ГЭС является железнодорожным мостовым переходом Байкало-Амурской магистрали, а также единственным автомобильным переходом через Ангару между Иркутском и Усть-Илимском . Братское водохранилище улучшило условия для судоходства на участке Ангары, находящемся в зоне подпора водохранилища; кроме того, участвуя в регулировании стока, плотина обеспечивает повышенный пропуск воды в навигационный период, улучшая условия судоходства на Нижней Ангаре. В то же время Братская ГЭС, как и другие гидроэлектростанции Ангарского каскада, не оборудована судопропускными сооружениями, что сделало сквозное судоходство по Ангаре невозможным. Братское водохранилище обеспечивает водоснабжение Братска и промышленных предприятий (наибольшие объёмы воды, около 200 млн м³ в год, забирает Братский лесопромышленный комплекс) .
В зону затопления попали 166,3 тыс. га сельскохозяйственных угодий, 135,2 тыс. га лесов, участок железной дороги Тайшет — Лена с мостами через Ангару и Илим , который был переустроен по новой трассе, проложенной на незатопляемых отметках, 57 промышленных предприятий, в том числе Усольский сользавод, Заярский мельзавод, завод Востсибэлемент .
При создании Братского водохранилища было переселено 67 434 человека (или более 16,5 тыс. семей) из 248 населённых пунктов, в подавляющем большинстве сельских, отличавшихся хаотичной застройкой, не имевших благоустройства, энергоснабжения и централизованного водоснабжения. Для переселенцев были построены 50 новых населённых пунктов и расширен 21 существующий. В зону затопления попало старинное село Братск ( Братский острог ) .
В ходе подготовки ложа водохранилища к затоплению силами Ангарской экспедиции Ленинградского отделения Института истории материальной культуры Академии наук СССР в 1955—1960 годах были проведены масштабные археологические раскопки . Наиболее существенные результаты были получены в ходе исследования могильников эпохи неолита , многослойных археологических поселений, наскальных рисунков . Были исследованы остатки Братской крепости, сохранившиеся башни Братского острога были законсервированы и перевезены в архитектурный музей «Коломенское» в Москве .
При подготовке ложа Братского водохранилища было вырублено 20 млн м³ леса, ещё 12 млн м³ было затоплено. Значительные объёмы затопленной древесины (более 2 млн м³) при этом всплыли, наблюдения за всплывшей древесиной не показали её негативного влияния на качество воды. Произошли изменения в ихтиофауне, доминирующее положение стали занимать менее ценные виды рыб. Водохранилище станции затопило Падунские пороги и устье реки Оки , которые являлись местами массового скопления и размножения гнуса ( мошки ), в результате его численность в районе расположения станции резко сократилась .
Первые серьёзные работы по изучению Ангары были выполнены в 1887—1890 годах под руководством инженера Черцова по заданию Министерства путей сообщения . В ходе них был создан план реки и подробно изучены порожистые участки, в результате чего были выполнены работы по приспособлению реки для судоходства, в частности, в районе Падунского порога устроено сложное и громоздкое приспособление для провода судов. В 1917 году также по заданию этого министерства была проведена рекогносцировочная съёмка реки в более крупном масштабе, на основании которых инженером А. Вельнером по заданию комиссии ГОЭЛРО была подготовлена записка «Водные силы Ангары и возможность их использования». В записке, помимо прочего, обосновывалась возможность строительства на Ангаре 11 гидроэлектростанций общей мощностью около 2000 МВт. По итогам анализа этой работы в плане ГОЭЛРО был отмечен значительный гидроэнергетический потенциал Ангары, но при этом отмечалось, что малоизученность реки, сложность и высокая стоимость работ по строительству на ней крупных ГЭС не позволяют запланировать гидроэнергетическое строительство в период действия плана (ближайшие 10-15 лет) .
В 1923 году американский инженер Веннет по заданию треста «Ангарометалл» создал план исследования ангарских порогов и провёл расчёты их мощности. В 1924—1925 годах при пересмотре плана ГОЭЛРО В. М. Малышевым была выполнена работа «Ленобайкальская область и перспективы её электрификации», в которой были определены конкретные показатели запасов гидроэнергии реки. Это позволило получить финансирование на исследовательские работы, которое начало выделяться в небольших объёмах с 1926 года. На эти средства, в частности, были организованы на Ангаре гидрологические посты . В 1930 году академиком И. Г. Александровым был разработан план комплексных исследований гидроэнергетического потенциала Ангары. В 1931 году все работы в этом направлении были сосредоточены в Управлении работ по изучению Ангарской проблемы при Энергоцентре, финансирование изыскательских работ было значительно увеличено . С 1932 года, с созданием Всесоюзного треста «Гидроэлектропроект» (позднее «Гидроэнергопроект»), работы концентрируются в специально созданном при нём подразделении — Бюро Ангары . В 1935 году В. М. Малышев в книге «Гипотеза решения Ангарской проблемы» предложил освоение гидроэнергетического потенциала Ангары шестью гидроэлектростанциями, крупнейшая из которых, Братская ГЭС, располагалась ниже Падунских порогов и при напоре около 90 м должна была иметь мощность 2500 МВт. В работе была проработана конструкция станции, которая включала в себя бетонную плотину высотой 110 м, правобережную грунтовую плотину и здание ГЭС . Створ Братской ГЭС, выбранный Малышевым, был впоследствии подтверждён, и станция была построена на нём. Одновременно к середине 1930-х годов были созданы рабочая гипотеза комплексного использования Ангары, предварительная схема освоения верхнего участка Ангары от истока до Братска, схематический проект первоочередной Байкальской (Иркутской) ГЭС, технико-экономическая схема Братского энергопромышленного комплекса промышленных предприятий. Все эти предложения были рассмотрены и в целом одобрены экспертной комиссией Госплана СССР в 1936 году, но к их реализации не приступили, а после почти одновременной смерти А. Г. Александрова и В. М. Малышева в 1936 году дальнейшие изыскательские работы замедлились .
В 1947 году на Конференции по развитию производительных сил Иркутской области было рекомендовано руководству страны приступить к гидроэнергетическому освоению Ангары, включая строительство Братской ГЭС, чья мощность определялась в 3600—4500 МВт . Проектирование Братской ГЭС было начато институтом «Гидроэнергопроект» в 1949 году . В 1952 году был подготовлен «Схематический проект Братской ГЭС», в 1954—1956 годах было разработано проектное задание станции, изначально мощностью 3200 МВт; в ходе дальнейшего проектирования мощность станции была увеличена до 4050 МВт (18 гидроагрегатов по 225 МВт), с возможностью дальнейшего расширения путём монтажа ещё двух гидроагрегатов. При составлении проектного задания прорабатывались различные варианты компоновки станции — с бетонной плотиной и приплотинным зданием ГЭС (выбранный для реализации), с бетонной плотиной и встроенным в плотину зданием ГЭС, с грунтовой плотиной и двумя подземными зданиями ГЭС, с грунтовой плотиной и надземным зданием ГЭС. Разработка проектной документации гидроэлектростанции велась комплексным отделом Братской ГЭС Московского отделения института «Гидроэнергопроект» (МосГИДЭП, впоследствии вошёл в состав Института Гидропроект ), главный инженер проекта Г. К. Суханов .
Строительство Братской ГЭС было санкционировано Постановлением Совета Министров СССР от 23 сентября 1954 года «О мероприятиях по организации строительства Братской ГЭС и об оказании помощи строительству Иркутской ГЭС Министерства электростанций» . Этим постановлением возведение станции возлагалось на новообразованное управление строительства «Нижнеангаргэсстрой» (с 2 января 1956 года переименованное в Специальное управление строительства Братской ГЭС « »), руководителем которого был назначен И. И. Наймушин , главным инженером — А. М. Гиндин . Первые строители прибыли в Братск уже в ноябре 1954 года. Начался подготовительный этап строительства — сооружение жилья, дорог, линий электропередачи, материально-технических баз. Работы сильно осложнялись расположением площадки в малообжитой таёжной местности с тяжёлыми климатическими условиями (долгая и суровая зима), а также большим количеством кровососущих насекомых (гнуса) летом . Вырубка леса в зоне затопления водохранилища была начата ещё раньше, в 1952 году .
В 1955 году началось строительство линии электропередачи напряжением 220 кВ Иркутск — Братск, завершённое в 1957 году, что позволило обеспечить строительную площадку необходимым объёмом электроэнергии. В ноябре того же года было закончено строительство железнодорожной ветки, соединившей правобережный участок строительства с магистралью Тайшет—Лена. Одновременно велось строительство жилья и инфраструктуры в новом Братске (старый попал в зону затопления), и 12 декабря 1955 года Указом Президиума Верховного Совета РСФСР рабочий посёлок Братск получил статус города областного подчинения . В 1956 году были построены автодорога и железная дорога к створу плотины на правом берегу, введён в эксплуатацию первый бетонный завод .
В январе 1957 года началось сооружение перемычек правобережного котлована (занимавшего две трети русла реки ), которое впервые в мире проводилось со льда с помощью заполненных камнем ряжей , в крайне сложных гидрологических условиях — в русле реки, на 70 % забитом шугой и льдом, с очень неоднородным рельефом дна. Сооружение перемычек котлована было завершено 30 марта 1957 года. 24 сентября 1957 года в осушенном котловане началась выемка грунта, 12 марта 1958 года в основание плотины был уложен первый бетон. 19 июня 1959 года была окончательно перекрыта Ангара, сток реки стал пропускаться через шесть временных донных отверстий плотины сечением 10 × 12 м и пять водосливных пролётов шириной по 12 м, впоследствии заделанных .
С 1959 года начинается период наиболее интенсивных бетонных работ, которые активно велись и в зимнее время (всего на строительстве Братской ГЭС зимой было уложено 52 % бетона). В пиковом 1962 году было уложено 1,3 млн м³ бетона. Для ускорения укладки бетона была сооружена бетоновозная эстакада, одновременно выполнявшая функции временного железнодорожного моста на линии Тайшет—Лена и автодорожного моста. На эстакаде размещались шесть крупнейших в своём классе в СССР двухконсольных кранов-бетоноукладчиков грузоподъёмностью 22 т и размахом стрел в 118 м. В целом строительство станции было высоко механизировано — так, по состоянию на 1963 год на стройке было задействовано 265 экскаваторов , 52 экскаваторных и 689 иных кранов, 405 бульдозеров . Степень механизации монтажных работ составляла 100 %, железобетонных — 95,5 %, земляных — 98,3 % .
12 июля 1960 года был начат монтаж первого гидроагрегата Братской ГЭС. 1 сентября 1961 года путём поэтапного закрытия временных донных отверстий началось заполнение Братского водохранилища, пропуск воды был постепенно переключён на девять глубинных отверстий сечением 3 × 6 м , с порогом на высоте 20 м от дна реки (впоследствии также закрытых и заделанных). Торжественная церемония ввода в эксплуатацию первого агрегата станции (станционный № 18), в которой принял участие Первый секретарь ЦК КПСС Н. С. Хрущёв , состоялась 28 ноября 1961 года. Впрочем, следующей же ночью гидроагрегат был аварийно остановлен по причине заводского брака генератора и вновь пущен через два месяца. Всего до конца 1961 года заработали четыре гидроагрегата, в 1962 году — шесть гидроагрегатов, в 1963 году — шесть гидроагрегатов (а также переведены на постоянные водоприёмники шесть первых гидроагрегатов). Первые шесть гидроагрегатов вводились в эксплуатацию с использованием временных водоприёмников, на напоре воды, значительно меньшем проектного (на проектный напор станция вышла только в сентябре 1967 года). Гидроагрегаты, введённые в эксплуатацию в 1961—1962 годах, пускались при неполном (выштрабленном) профиле плотины , в недостроенном машинном зале под временными шатрами. К осени 1963 года основной объём бетона был уложен, далее велись в основном работы, связанные с оформлением гребня плотины. В 1964 году были забетонированы глубинные водосбросные отверстия, в 1965 году — введён в эксплуатацию один гидроагрегат и 19 декабря 1966 года — ещё один, последний гидроагрегат .
8 сентября 1967 года Государственная комиссия приняла Братскую ГЭС в постоянную эксплуатацию с оценкой «отлично», на чём её строительство было официально завершено. В ходе строительства станции было уложено 4918 тыс. м³ бетона, произведена выемка и насыпь 27 400 тыс. м³ мягких и скальных грунтов, пройдено 70,5 км цементационных и буровых дренажных скважин в основании плотины, смонтировано 79,5 тыс. т металлоконструкций и механизмов. Общая стоимость строительства составила 765 млн руб. (при утверждённой смете в 789 млн руб.). При этом за счёт выработки электроэнергии в период строительства Братская ГЭС к концу 1967 года окупила затраты на своё создание .
После ввода станцию в промышленную эксплуатацию 23 сентября 1967 года ей было присвоено наименование «имени 50-летия Великого Октября ». На тот момент мощность Братской ГЭС составляла 4100 МВт (16 гидроагрегатов по 225 МВт и 2 гидроагрегата по 250 МВт), что делало её крупнейшей в мире; также на тот момент самыми мощными в мире были и гидроагрегаты станции. Титул самой мощной гидроэлектростанции мира Братская ГЭС сохраняла до 1971 года, когда на полную мощность была выведена Красноярская ГЭС . Гидроагрегаты Братской ГЭС имели конструктивные запасы по мощности, что позволило ещё на этапе строительства увеличить мощность двух последних гидроагрегатов с 225 МВт до 250 МВт за счёт применения более термостойкой изоляции обмоток статора . В 1970-х годах, после замены обмотки статоров на остальных генераторах, мощность Братской ГЭС была увеличена до 4500 МВт. В 1971 году Братская ГЭС была награждена орденом Ленина .
С момента ввода в эксплуатацию Братская ГЭС входила в состав регионального энергетического управления « Иркутскэнерго ». При образовании в 1992 году ОАО «Иркутскэнерго» станция вошла в его состав, за исключением плотин (кроме русловой), которые остались в федеральной собственности и были арендованы «Иркутскэнерго». Распоряжением Правительства РФ от 29.12.2010 г. плотины были внесены в уставной капитал ОАО « РусГидро ». В 2016 году плотины были проданы «РусГидро» группе « Евросибэнерго » (в состав которой к тому времени входило «Иркутскэнерго»). С 2018 года собственником Братской ГЭС является ООО «ЕвроСибЭнерго-Гидрогенерация» (входит в группу En+) .
13 января 2010 года Братская ГЭС выработала рекордный для евразийского континента и России триллионный киловатт-час электроэнергии. К апрелю 2020 года общая выработка станции с начала эксплуатации составила 1 триллион 200 миллиардов киловатт-часов .
Оборудование Братской ГЭС отработало около 60 лет, в связи с чем на станции реализуется программа модернизации. Её наиболее крупным проектом является замена рабочих колёс гидротурбин, начатая в 2006 году с гидроагрегатов, вводившихся в эксплуатацию первыми, работавших на пониженных напорах и имевших в связи с этим значительный кавитационный износ и сниженный КПД . Первые шесть рабочих колёс были заменены в 2006—2010 годах, новые колёса были изготовлены концерном « Силовые машины ». Ещё шесть колёс производства фирмы Voith были смонтированы в 2014—2017 годах. Оставшиеся шесть рабочих колёс планируется заменить в 2021—2026 годах, контракт на их изготовление заключён с заводом « Тяжмаш ». Благодаря увеличенному КПД, замена первых 12 рабочих колёс позволила увеличить выработку станции на 1,3 млрд кВт·ч в год. В 2003—2007 годах воздушные выключатели на ОРУ-500 кВ были заменены на элегазовые , с 2009 года ведутся аналогичные работы на ОРУ-220 кВ. Также были заменены силовые трансформаторы и автотрансформаторы. В 2016—2019 годах были заменены маслонаполненные кабели 220 кВ на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена .