Усть-Среднека́нская ГЭС имени А. Ф. Дьякова — строящаяся гидроэлектростанция на реке Колыме , в Среднеканском городском округе Магаданской области . Входит в Колымский каскад ГЭС , составляя его вторую, нижнюю ступень. Строительство Усть-Среднеканской ГЭС ведётся в суровых климатических условиях с 1991 года, пуск первых гидроагрегатов осуществлён в 2013 году, завершение строительства намечено на 2023 год. Ввод станции имеет большое значение для обеспечения надёжного энергоснабжения региона и развития горнодобывающей промышленности . Строительство и эксплуатация Усть-Среднеканской ГЭС осуществляется ПАО « РусГидро ».

Природные условия

Усть-Среднеканская ГЭС возводится на реке Колыма, в 217 км ниже по течению от действующей Колымской ГЭС и в 1677 км от устья Колымы, в месте наибольшего сужения долины реки, в 12 км выше заброшенного в настоящее время посёлка Усть-Среднекан . На участке между Колымской и Усть-Среднеканской ГЭС Колыма принимает ряд притоков, наиболее крупные из которых — Бохапча , Дебин , Оротукан , Таскан ; объём боковой приточности составляет 4,5 км³. Среднемноголетние расходы Колымы в районе Усть-Среднеканской ГЭС составляют 739 м³/с, причем зимние расходы могут падать ниже 5 м³/с. В тёплый период года наблюдаются два паводковых сезона: весеннее половодье и летне-осенние паводки; максимальный наблюдённый расход был зафиксирован в 1939 году и составлял 17 900 м³/с, максимальные расчётные расходы (повторяемость реже 1 раза в 10 000 лет) составляют 33 300 м³/с .

Строительство ведётся в суровых климатических условиях, в условиях развития многолетней мерзлоты , глубина которой составляет около 300 м (за исключением зоны подруслового талика). Климат резко континентальный , средняя температура января −38°С, абсолютный минимум температур −62°С, среднегодовая температура составляет −12°С. Годовая сумма осадков — 509 мм .

В основании сооружений располагаются сильно трещиноватые песчаники , сланцы и алевролиты . В русле коренные породы перекрыты небольшим (около 1 м) слоем аллювия , на берегах — делювиальными отложениями толщиной 10—15 м. Фоновая сейсмичность составляет 7—8 баллов по шкале MSK-64 .

Конструкция станции

Конструктивно Усть-Среднеканская ГЭС представляет собой мощную плотинную средненапорную гидроэлектростанцию. Сооружения ГЭС разделяются на бетонную плотину , земляную плотину, здание ГЭС, производственно-технологический комплекс (ПТК). Установленная мощность электростанции — 570 МВт, проектная гарантированная мощность — 132 МВт, проектная среднегодовая выработка электроэнергии — 2,555 млрд кВт.ч .

Плотина

Напорный фронт Усть-Среднеканской ГЭС общей длиной 2490 м включает в себя земляную и бетонную плотины. Земляная плотина отсыпается из песчано - гравийного грунта, имеет противофильтрационные элементы в виде ядра и понура из суглинисто - супесчаного грунта. Проектные длина плотины — 2100 м, максимальная высота — 65 м. В верховой клин плотины вписана первоочередная земляная плотина длиной 1218 м и высотой 33,5 м (отметка гребня 260,5 м), создававшая напор для временной работы первых двух гидроагрегатов ГЭС на сменных рабочих колёсах .

Бетонная плотина общей длиной 325 м и максимальной проектной высотой 74 м состоит из водосбросной плотины, станционной плотины, глухой плотины. Сопряжение с земляной плотиной осуществляется с помощью бетонного сопрягающего устоя длиной 70 м, включающего в себя бетонную шпору, верховую и низовую подпорные стены. В основании бетонной плотины размещается противофильтрационная глубиной 25 м (на участке тектонических нарушений — до 100 м). На участках с вечномёрзлыми грунтами завеса устраивается после предварительного электрооттаивания мёрзлых пород .

Водосбросная плотина гравитационного типа, длиной 150 м и проектной высотой 74 м, с 10 глубинными отверстиями размером 6×12 м, обеспечивает пропуск расходов до 17 200 м³/с (обеспеченность 0,01 %). Гашение энергии потока сбрасываемой воды производится в водобойном колодце длиной 168,5 м и шириной 147 м. Станционная плотина, длиной 96 м, высотой 70 м, шириной по основанию 57 м, включает в себя водоприёмник из 4 секций с отверстиями 11,7×9 м, которые переходят в металлические напорные водоводы диаметром 7,6 м. Пропускная способность водосброса при отметке нормального подпорного уровня составляет 17200 м³/с. Глухая бетонная плотина длиной 105 м гравитационного типа, сопрягает напорный фронт с правым берегом .

Станционный узел

Здание гидроэлектростанции приплотинного типа, длина машинного зала 138 м и ширина 26 м, длина монтажной площадки 36 м, расстояние между осями агрегатов 22,5 м. В здании ГЭС установлены 4 вертикальных гидроагрегата мощностью по 142,5 МВт каждый, с радиально-осевыми турбинами РО 115/0910-В-580, работающими при расчётном напоре 58,4 м (максимальном 62 м). Первые две турбины были введены в работу на временных сменных рабочих колёсах РО 75/841И-580, предназначенных для работы в диапазоне напоров 24—46 м, с уменьшенной мощностью; в 2021 году рабочие колёса были заменены на постоянные. Турбины приводят в действие гидрогенераторы СВ 1258/172-60УХЛ4, вырабатывающие электроэнергию на напряжении 15,75 кВ. Производитель гидротурбин — Ленинградский металлический завод , гидрогенераторов — завод « Электросила » (оба предприятия входят в концерн « Силовые машины »). Отработавшая на турбинах вода сбрасывается в шириной 105 м, отделённый от водобойного колодца раздельной стенкой .

С генераторов электроэнергия передаётся на 4 повышающих трансформатора ТДЦ 200000/220, расположенных в пазухе между станционной плотиной и зданием ГЭС. К зданию ГЭС примыкает производственно-технологический комплекс, состоящий из трёх блоков: блок КРУЭ 220 кВ, административно-хозяйственный блок и здание эксплуатационных служб. Выдача мощности Усть-Среднеканской ГЭС в энергосистему Магаданской области должна осуществляться с комплектного распределительного устройства элегазового (КРУЭ) закрытого типа. Выдача электроэнергии и мощности станции производится по следующим линиям электропередачи: .

• ВЛ-220 кВ Усть-Среднеканская ГЭС — ПС Оротукан (2 цепи);
• ВЛ 220 кВ Усть-Среднеканская ГЭС — Колымская ГЭС (планируемая);

Эксплуатация станции осуществляется вахтовым методом . Для временного проживания эксплуатационного персонала предусмотрено здание эксплуатационных служб гостиничного типа на 120 человек .

• Сооружения и оборудование Усть-Среднеканской ГЭС
• 
  Здание ГЭС
• 
  Водосбросная плотина
• 
  Земляная плотина
• 
  Машинный зал
• 
  Центральный пульт управления
• 
  Рабочее колесо турбины
• 
  Подпятник генератора
• 
  КРУЭ-220 кВ
• 
  Затвор напорного водовода

Водохранилище

Напорные сооружения ГЭС образуют проектной площадью 265 км², полной и полезной ёмкостью 5,4 и 2,57 км³ соответственно. Отметка нормального подпорного уровня (НПУ) — 290 м, форсированного подпорного уровня (ФПУ) — 292,3 м, уровня мёртвого объёма — 278 м. При создании водохранилища затапливается 40 га сельхозугодий , переселения населения не требуется . В 2013—2018 годах водохранилище функционировало при следующих параметрах: отметка НПУ — 256,5 м, площадь 59,6 км², полный объём 0,524 км³, полезный объём отсутствует . Осенью 2018 года водохранилище было заполнено до новой отметки и эксплуатируется со следующими параметрами: отметка НПУ — 274,3 м для зимнего периода и 268,5 м для летнего периода, площадь 110,4 км², полный объём (при отметке НПУ зимнего периода) 2,284 км³ .

Экономическое значение

Завершение строительства Усть-Среднеканской ГЭС, как планируется, позволит:

• увеличить в 1,5 раза (на 102 МВт) зимнюю гарантированную мощность и выработку Колымской ГЭС;
• в перспективе увеличить гарантированную зимнюю мощность Колымского каскада до 430 МВт путём повышения НПУ на Колымской ГЭС на 1,5 м при минимальных затратах;
• создать предпосылки для развития горнодобывающих предприятий, в первую очередь — золотодобывающих (в качестве основного потребителя электроэнергии рассматривается );
• переключить на Усть-Среднеканскую ГЭС регулирование судоходных , что позволит снять ограничения на режимы работы Колымской ГЭС;
• пропускать в летний период всю боковую приточность транзитом в нижний бьеф , не задерживая воду в Усть-Среднеканском водохранилище;
• увеличить надёжность энергоснабжения Магаданской области, обеспечить энергетическую безопасность региона, в зимний период станция будет принимать участие в суточном и недельном регулировании нагрузки центрального энергоузла Магаданэнерго , поддерживать постоянную частоту и выполнять функции аварийного резерва в энергосистеме ;
• отказаться от строительства новых тепловых электростанций , сократить потребление привозного топлива и за счёт этого улучшить экологическое состояние региона;
• снизить рост тарифов на электроэнергию в Магаданской области за счёт снижения себестоимости её производства;
• создать новые рабочие места , сократить отток населения, улучшить социальную обстановку в регионе;
• улучшить качество жизни населения за счёт перевода котельных на и горячее водоснабжение .

Заказчиком строительства Усть-Среднеканской ГЭС является АО «Усть-Среднеканская ГЭС им. А. Ф. Дьякова», генеральным подрядчиком — АО «Усть-СреднеканГЭСстрой». Обе организации являются дочерними обществами ПАО «Колымаэнерго», которое в свою очередь входит в группу «РусГидро».

Экологические последствия

Влияние Усть-Среднеканской ГЭС на окружающую среду оценивается как ограниченное. Режим работы водохранилища предполагает его заполнение в зимний период увеличенными (по сравнению с природными значениями стока реки) сбросами с Колымской ГЭС и сработку в летний (паводковый) период, что позволит минимизировать влияние водохранилища на водный режим в нижнем бьефе и уменьшить таковое влияние Колымского водохранилища . Проектом предусмотрена полная ложа водохранилища. Усть-Среднеканское водохранилище, действуя как отстойник, будет способствовать улучшению качества воды в Колыме, загрязняемой стоками с горнодобывающих предприятий. Ниже ГЭС в зимний период ожидается образование незамерзающей полыньи протяженностью 10—25 км, не оказывающей существенного отрицательного воздействия на здоровье людей по причине отсутствия в этом районе постоянного населения . Проходные лососевые рыбы в Колыму не заходят, нерестилища большинства ценных полупроходных и жилых видов рыб ( сибирский осётр , пелядь , чир , муксун и т. п.) расположены значительно ниже створа ГЭС .

История строительства

Усть-Среднеканская ГЭС была спроектирована институтом « Ленгидропроект » в 1980-х годах, технико-экономическое обоснование строительства станции было утверждено приказом Министерства энергетики и электрификации СССР (Минэнерго СССР) от 4 января 1989 года. По поручению Магаданским областным комитетом по охране природы по проекту строительства Усть-Среднеканской ГЭС была проведена экспертиза и выдано положительное заключение от 25 октября 1990 года. утверждён Минэнерго СССР 21 декабря 1990 года, строительство предполагалось осуществить в 1991—2000 годах, с вводом гидроагрегатов в 1999 году. В 1991 году было создано управление строительства «СреднеканГЭСстрой», начаты работы подготовительного этапа — строительство автомобильной дороги до посёлка Усть-Среднекан, подготовка строительной базы. В 1992 году в створе гидроузла были начаты земляные работы — отсыпаны котлована основных сооружений, был введён в эксплуатацию временный бетонный завод. Первый кубометр бетона на строительстве ГЭС был уложен в 1993 году, в этом же году введён в эксплуатацию мост через Колыму, обеспечивший транспортную связь с левобережной площадкой строительства. В 1996 году в эксплуатацию был введён первый башенный кран ( ), а также вторая очередь временного бетонного завода и подстанция 110/35/6 кВ. Постановлением Правительства Российской Федерации от 20 ноября 1995 года «О неотложных мерах государственной поддержки для решения социально-экономических проблем Магаданской области» Усть-Среднеканская ГЭС включена в перечень важнейших строек и объектов, финансируемых за счёт средств федерального бюджета . В 1999 году начался монтаж гидросилового оборудования — первых двух гидротурбин , а также начаты работы по устройству . В целом в 1990-х годах строительство велось низкими темпами ввиду недостаточного финансирования, которое осуществлялось в основном из федерального бюджета .

В 2000 году были смонтированы спиральные камеры гидротурбин, в 2002 году произведён монтаж отсасывающих труб гидроагрегатов № 3 и 4. В 2001 году при пропуске ледохода в створе гидроузла образовался ледяной затор , что привело к нерасчётному подъёму воды и затоплению строительного котлована, из которого были заблаговременно выведены люди и техника, что позволило свести ущерб к минимуму. В дальнейшем были разработаны специальные мероприятия по предотвращению заторов путём повышенных сбросов воды с Колымской ГЭС . В 2004 году на склады заказчика были доставлены два гидрогенератора, уложено 26 тыс. м³ железобетона . Проект Усть-Среднеканской ГЭС прошёл повторную государственную экспертизу и 9 марта 2004 года был заново утверждён актом Министерства энергетики . Был поднят вопрос о целесообразности продолжения строительства станции — 21 января 2005 года в Минпромэнерго России состоялось заседание Межведомственной рабочей группы по определению целесообразности достройки Усть-Среднеканской ГЭС. В заседании приняли участие представители Минэкономразвития России , РАО «ЕЭС России» , администрации Магаданской области, независимые эксперты. Межведомственной рабочей группой с учётом экспертного заключения и позиций заинтересованных ведомств было принято решение о достройке пускового комплекса Усть-Среднеканской ГЭС. В 2005 году были изготовлены и доставлены два гидрогенератора, уложено 26 тыс. м³ железобетона и 30 тыс. м³ насыпи .

Финансирование строительства Усть-Среднеканской ГЭС с 2002 года, млн рублей
2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	2021	2022
468	678	677	877	888	1270	2517	2446	3266	4729	4823	3608	4252	1979	3521	3739	4519	5700	5404	8768	14521

В 2006 году на строительстве было уложено 26 тыс. м³ железобетона, 13 и 27 сентября того же года в аэропорт Магадана были доставлены два временных рабочих колеса турбин ГЭС, весом по 96 тонн каждое. Общая готовность пускового комплекса ГЭС превысила 80 % . В 2007 году строительство Усть-Среднеканской ГЭС было включено в федеральную целевую программу «Экономическое и социальное развитие Дальнего Востока и Забайкалья на период до 2013 года» и было существенно активизировано — впервые на продолжение строительства было выделено более миллиарда рублей. В июле 2007 года из ОАО «Колымаэнерго» были выделены дочерние общества — ОАО «Усть-Среднеканская ГЭС» (заказчик строительства) и генеральный подрядчик по строительству ОАО «Усть-СреднеканГЭСстрой» .

В 2008 году в результате реформы «РАО ЕЭС» строящаяся станция перешла в собственность ОАО «РусГидро». В апреле на стройплощадку станции были доставлены по зимнику рабочие колёса гидротурбин, до того момента находившиеся на хранении в аэропорту. В декабре была начата сборка гидроагрегата № 1. За год уложено 86 тыс. м³ гидротехнического бетона, выполнен монтаж напорных водоводов, мостовых кранов машинного зала грузоподъёмностью 320 т, большие объёмы земляных и цементационных работ. Начато строительство ВЛ 220 кВ «Усть-Среднеканская ГЭС — Оротукан». Значительное увеличение объёмов работ вызвано ростом финансирования в 2 раза, до 2,5 млрд руб . В 2009 году было уложено 55 тыс. м³ бетона, велись монтаж двух гидротурбин (смонтирована 1000 т оборудования) и проходка подходного и дренажного тоннелей .

В 2010 году строительство впервые финансировалось не только из средств федерального бюджета (812 млн руб.), но и за счёт инвестиционных средств ОАО «РусГидро» в объёме 2 млрд руб. За год уложено 56 тыс. м³ бетона, на строительную площадку доставлены два силовых трансформатора, вёлся монтаж водосбросной плотины, земляные работы . В 2011 году строительство станции было профинансировано на рекордные 4,7 млрд руб., 7 июля было произведено затопление строительного котлована ГЭС, 25 сентября в створе ГЭС перекрыта река Колыма, пропуск воды осуществляется через отверстия водосбросной плотины. В течение года было уложено 73 тыс. м³ бетона, смонтировано более 2000 тонн металлоконструкций , земляные работы (разработка карьеров и отсыпка грунта) выполнены в объёме 2,8 млн м³, завершена проходка подходного и дренажного тоннелей .

В 2012 году сооружения напорного фронта Усть-Среднеканской ГЭС возведены до отметки первого пускового комплекса. В течение года велись работы по отсыпке земляной плотины, монтажу гидроагрегатов и КРУЭ 220 кВ .

Пуск первых двух агрегатов на пониженной отметке водохранилища произведён в 2013 году (мощность ГЭС составила 168 МВт) . В 2015 году в основные бетонные сооружения Усть-Среднеканской ГЭС уложено почти 32 тыс. м³ бетона, высота отдельных секций плотины увеличена на 6 метров. Также в 2015 году строители продолжали возведение земляной плотины в её русловой части. Выполнялась отсыпка упорных призм, ядра, переходных зон. Всего за год в тело плотины уложено более 1 млн м³ грунта . В июне 2016 на стройплощадку доставлено рабочее колесо турбины гидроагрегата № 3 .

Гидроагрегат № 3 пущен 5 марта 2019 года, мощность ГЭС увеличилась до 310,5 МВт. В июне 2021 года, после замены временного рабочего колеса гидроагрегата № 1 на штатное, мощность станции возросла до 369 МВт. В январе 2022 года после проведения аналогичных работ на гидроагрегате № 2 мощность станции возросла до 427,5 МВт. Четвертый гидроагрегат был пущен 6 сентября 2022 года, после чего станция достигла проектной установленной мощности. Полное завершение строительства станции запланировано на 2023 год .

Строительство станции ведётся вахтовым методом , для проживания строителей построен вахтовый посёлок с 5 пятиэтажными общежитиями , рассчитанными на 800 человек .

Эксплуатация

В январе 2017 года Усть-Среднеканской ГЭС было присвоено имя Анатолия Федоровича Дьякова .

Выработка электроэнергии Усть-Среднеканской ГЭС, млн кВт·ч

2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	2021	2022
118	373	280,5	337	342	452	614	747	532	536

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 .
• Усть-СреднеканГЭСстрой. Усть-Среднеканская ГЭС. Энергетическая стабильность Магаданской области. — Магадан: «Охотник», 2011. — 20 с.
• Когадовский О. А, Фриштер Ю. И. Гидроэнергетика Крайнего Северо-Востока. — М. : Энергопромиздат, 1996. — 304 с. — ISBN 5-283-01259-X .
• Ферингер А. Б., Кабанов Н. В. Усть-Среднеканская ГЭС // Гидротехническое строительство. — 2012. — № 8 . — С. 38—40 .
• Ильина Т. Усть-Среднеканская ГЭС: уникальные инженерные решения в условиях вечной мерзлоты // Гидротехника. — 2019. — № 2 . — С. 36—39 .

Ссылки

• (неопр.) . АО «Усть-Среднеканская ГЭС». Дата обращения: 13 мая 2020. 5 января 2013 года.
• (неопр.) . Институт «Ленгидропроект». Дата обращения: 13 мая 2020. 20 января 2013 года.
• (неопр.) . ПАО «РусГидро». Дата обращения: 13 мая 2020. 5 января 2013 года.
• (неопр.) . Александр Хитров. Дата обращения: 13 мая 2020.