Где гэс. Как работает гидроэлектростанция

Практически каждый представляет себе предназначение гидроэлектростанций, однако лишь немногие достоверно понимают принцип работы ГЭС. Основная загадка для людей - каким образом вся эта огромная плотина без какого-либо топлива генерирует электрическую энергию. Об этом и поговорим.

Что такое ГЭС?

Гидроэлектростанция - это сложный комплекс, состоящий из разных сооружений и специального оборудования. Возводятся гидроэлектростанции на реках, где есть постоянный приток воды для наполнения плотины и водохранилища. Подобные сооружения (плотины), создаваемые при постройке гидроэлектростанции, необходимы для концентрации постоянного потока воды, который при помощи специального оборудования для ГЭС преобразовывается в электрическую энергию.

Отметим, что важную роль в плане эффективности работы ГЭС играет выбор места для строительства. Необходимо наличие двух условий: гарантированная неиссякаемая обеспеченность водой и высокий угол

Принцип работы ГЭС

Работа гидроэлектростанции достаточно проста. Возведенные гидротехнические сооружения обеспечивают стабильный напор воды, который поступает на лопасти турбины. Напор приводит турбину в движение, в результате чего она вращает генераторы. Последние и вырабатывают электроэнергию, которую затем по линиям высоковольтных передач доставляют потребителю.

Основная сложность подобного сооружения - обеспечение постоянного напора воды, что достигается путем возведения плотины. Благодаря ей большой объем воды концентрируется в одном месте. В некоторых случаях используют естественный ток воды, а иногда плотину и деривацию (естественное течение) применяют совместно.

В самом здании находится оборудование для ГЭС, основная задача которого заключается в преобразование механической энергии движения воды в электрическую. Эта задача возложена на генератор. Также используется и дополнительное оборудование для контроля работы станции, распределяющие устройства и трансформаторные станции.

Ниже на картинке показана принципиальная схема ГЭС.

Как видите, поток воды вращает турбину генератора, тот вырабатывает энергию, подает ее на трансформатор для преобразования, после чего она транспортируется по ЛЭП к поставщику.

Мощности

Есть разные гидроэлектростанции, которые можно поделить по вырабатываемой мощности:

Очень мощные - с выработкой более 25 МВт.
Средние - с выработкой до 25 МВт.
Малые - с выработкой до 5 МВт.

Технологии

Как мы уже знаем, принцип работы ГЭС основан на использовании механический энергии падающей воды, которая в дальнейшем с помощью турбины и генератора преобразуется в электрическую. Сами турбины могут быть установлены либо в дамбе, либо возле нее. В некоторых случаях применяют трубопровод, через который вода, находящаяся ниже уровня дамбы, проходит под высоким давлением.

Индикаторов мощности любой ГЭС несколько: расход воды и гидростатический напор. Последний показатель определяется разницей высот между начальной и конечной точкой свободного падения воды. При создании проекта станции на одном из этих показателей основывают всю конструкцию.

Известные сегодня технологии производства электричества позволяют получать высокий КПД при преобразовании механической энергии в электрическую. Иногда он в несколько раз превышает аналогичные показатели тепловых электростанций. Столь высокая эффективность достигается за счет применяемого на гидроэлектростанции оборудования. Оно надежное и относительно простое в использовании. К тому же за счет отсутствия топлива и выделения большого количества тепловой энергии срок службы подобного оборудования достаточно большой. Поломки здесь случаются крайне редко. Считается, что минимальный срок службы генераторных установок и вообще сооружений - около 50 лет. Хотя на самом деле даже сегодня вполне успешно функционируют гидроэлектростанции, которые были построены в тридцатых годах прошлого века.

Гидроэлектростанции России

На сегодняшний день на территории России действует около 100 гидроэлектростанций. Конечно, их мощность разная, и большая часть - это станции с установленной мощностью до 10 МВт. Есть также такие станции, как Пироговская или Акуловская, которые были введены в эксплуатацию еще в 1937 году, а их мощность составляет всего 0.28 МВт.

Самыми крупными являются Саяно-Шушенская и Красноярская ГЭС с мощностью 6400 и 6000 МВт соответственно. За ними следуют станции:

Братская (4500 МВт).
Усть-Илимская ГЭС (3840).
Бочуганская (2997 МВт).
Волжская (2660 МВт).
Жигулевская (2450 МВт).

Несмотря на огромное количество подобных станций, они вырабатывают всего 47700 МВт, что равно 20% от суммарного объема всей производимой энергии в России.

В заключение

Теперь вы понимаете принцип работы ГЭС, преобразовывающих механическую воды в электрическую. Несмотря на достаточно простую идею получения энергии, комплекс оборудования и новые технологии делают подобные сооружения сложными. Впрочем, по сравнению с они действительно являются примитивными.

Зейская ГЭС — одна из крупнейших в России и вторая по мощности на Дальнем Востоке. Она находится в Амурской области, у города Зея и играет особую роль в дальневосточной энергосистеме.

Зейская ГЭС в Амурской области открыла историю большой гидроэнергетики на Дальнем Востоке 35 лет назад. Она построена в условиях сурового климата, оригинальна по конструкции и уникальна по техническому решению.

«Дорожка» водосброса:

В здании ГЭС установлено 6 гидроагрегатов, общая мощность которых составляет 1 330 МВт, среднегодовая выработка 4 910 миллионов киловатт часов. На Дальнем Востоке по мощности Зейскую ГЭС с недавних пор превосходит только Бурейская, о которой тоже скоро будет рассказ.

Зейская ГЭС имеет ряд уникальных особенностей. Плотина гидроэлектростанции имеет высоту почти 116 метров. Изюминкой станции является ее турбины. Зейская ГЭС первая в России с диагональными гидротурбинами. Такие турбины конструктивно сложнее, но зато могут эффективно работать при больших колебаниях напора воды.

Еще одна забавная особенность — целая колония сусликов живет на территории Зейской ГЭС:

Это такие некрупные грызуны семейства беличьих. Они известны своей привычкой при опасности вставать «столбиком» и издавать характерные свистящие звуки. (Фото Bob Cuthill):

Затворы — устройства, позволяющие регулировать пропуск воды через плотину:

Вид с гребня плотины:

С крана, находящегося на гребне, можно оценить перепад уровня воды, созданный плотиной:

Машинный зал:

Шахта гидрогенератора:

И вот мы попадаем в спиральную камеру , в начало начал — место, где вода движется на турбину и раскручивает ее. Даже представить сложно масштабы происходящего здесь процесса, во время работы генератора

Водовод Зейской ГЭС:

Это место, где можно увидеть ротор. Людям во время работы генератора находиться внутри запрещено, но если очень хочется, то ненадолго можно. Скорость вращения этой махины 136.4 оборота в минуту:

Но самое интересное — это внутренние пространства плотины. За счет того, что плотина массивная, внутри нее очень много пустого пространства. На нижних этажах достаточно сыро, стоит небольшой туман и пахнет, как в метрострое:

Этажи», которых насчитывается целых 6!

Цепь от старой набережной, разрушенной в 2007 году мощнейшим паводком:

Зейская ГЭС со включенной праздничной подсветкой:

Скульптура Зея, установленная здесь в 1981 году. Стрелы символизируют энергию, которую дает покоренная человеком своенравная горная река Зея:

Трансформаторы:

Виды моей родной Амурской области вокруг плотины:

Это была небольшая экскурсия на Зейскую ГЭС.

Бурейская ГЭС — это самая большая ГЭС на Дальнем Востоке и одна из самых современных электростанций в России. Познакомимся с ней поближе.

Бурейская ГЭС расположена в Амурской области на реке Бурея, что на языке эвенков означает «большая река ». Река берет свое начало в горах на высоте 1700 м в стыке хребтов Эзоп и Дуссе-Алинь.

Бетонная гравитационная плотина высотой 140 метров является самой высокой в нашей стране плотиной подобного типа:

Имея установленную мощность 2010 МВт, Бурейская ГЭС входит в десятку крупнейших гидроэлектростанций России. Водосброс ГЭС сконструирован таким образом, что потоки воды сталкиваются друг с другом и взаимно гасят свою энергию:

Вид с гребня плотины:

Водоводы:

140 метров:

Кран на гребне плотины:

Вид на ГЭС с левого берега:

Строительство береговых укреплений:

Внутри: красивый и просторный холл:

Машинный зал:

Мощность одного такого гидроагрегата составляет 335 МВт. Это много. Например, мощность всей ГЭС составляет 455 МВт:

Спиральная камера:

Пульт управления:

Одно из самых интересных и красивых мест на самой большой — это КРУЭ 500. Расшифровывается как «комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией на 500 кВ». Неспециалистом это мало что говорит:

Интересно, что если вдохнуть в себя элегаз, то голос станет низким, превратится в рык (действие, противоположное действию гелия):

Тоннели внутри плотины:

21/07/2010

В 1920 году был принят план ГОЭЛРО. Спустя 90 лет после строительства первой советской ГЭС самое время разобраться, нужна ли гидротехника сегодня – во времена инноваций, модернизаций и нанотехнологий? Является ли специальность гидротехника перспективной, или через десяток лет о ней будут говорить со снисходительной улыбкой. Ответы Online812 искал в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете – у доктора технических наук, профессора инженерно-строительного факультета (раньше назывался гидротехническим) СПбГПУ Владимира БУХАРЦЕВА.

- Гидротехника - это еще актуально? Это только ГЭС, или ее область гораздо шире?
- Важнейшими отраслями гидротехники являются: гидроэнергетика, инженерные мелиорации, водный транспорт и т.д. Еще - борьба с вредными проявлениями водной стихии, то есть наводнениями и паводками. Эти разделы гидротехники будут востребованы и через 20 лет, и в более далекой перспективе.

- В чем основное преимущество гидроэлектростанций? В том, что воды у нас больше, чем солнца?
- В эффективности и надежности. Во всем российском энергетическом комплексе именно гидроэлектростанции создают резерв регулировочной мощности. А это - ключевой элемент обеспечения системной надежности. Вспомните: когда произошла авария на Саяно-Шушенской ГЭС, регион ни на минуту не оставался без света. Потому что соседние, расположенные на Енисее электростанции тут же восполнили этот провал. Из всех существующих типов электростанций именно ГЭС являются наиболее маневренными, способными моментально включить дополнительный энергоблок и существенно увеличить выработку электроэнергии, если будет такая необходимость, если возникнет пиковая нагрузка. Мне кажется, в будущем у нас будут функционировать электростанции двух типов: атомные, которые будут давать основной объем энергии, постоянный, мощный поток, и гидростанции - для дополнительной нагрузки. А может, появятся другие виды энергии, о которых сейчас ничего не известно. Например, водородная, которая сейчас нигде толком не применяется, хотя водород можно получать прямо из воздуха.

- А ветряные и солнечные станции?
- Ветровая и солнечная энергетика составляют около 3 - 5 процентов в общем балансе и составить конкуренцию гидроэнергетике не могут. И потом они ведь требуют отчуждения земель, так что быстро наводнить ими все регионы не получится. Хотя как дополнительный вид энергетики - они могли бы работать очень хорошо, обслуживая один блок - один дом. Например, там, где подвод ЛЭП от основной электростанции слишком затруднен и затратен. Представьте себе маяк в пятистах километрах от ближайшего населенного пункта. Поставить рядом с ним вертушку и генератор - и маяк будет светить сам.

- Геотермальная энергия у нас не применяется?
- Вулканы - нет, а вот гейзеры, которые работают постоянно, способны и отапливать помещения, и даже давать электрический ток. Кажется, на Камчатке есть несколько небольших комплексов, которые используют такого вида энергию.

Говорят, в некоторых южных деревнях люди перекрывают речки, ставят самодельные генераторы и - пожалуйста, имеют собственную гидроэлектростанцию, правда, на общественном русле. Это возможно?
- Здесь даже не нужен самодельный генератор, такие игрушки продаются в магазинах в Европе или Америке. Серьезно к этому относиться, конечно, нельзя… Но если у вас проходит ручей по дачному участку и вы желаете получить альтернативный источник энергии - можете попробовать. Высота «сооружения» между верхним и нижним бьефом должна составлять не меньше двух метров, тогда есть шанс, что турбина будет работать.

- В мире в целом какое отношение к гидроэнергетике?
- По данным на 2005 год, она обеспечивает до 19 процентов всей электроэнергии в мире. Установленная мощность гидроустановок достигает 715 ГВт. В пересчете киловаттов на душу населения лидерами по выработке гидроэнергии являются Норвегия, Исландия и Канада. Сейчас самое активное гидростроительство ведет Китай, где построена примерно половина всех малых ГЭС мира и самая крупная ГЭС в мире - «Три ущелья» на реке Янцзы. Как все страны с быстроразвивающейся экономикой, Китай сделал ставку на ГЭС, и сейчас там гидравлические станции - едва ли не единственный потенциальный источник энергии. Гидроэлектростанции - очень капиталоемкое предприятие: строительство затратное, зато обслуживание стоит копейки. Но вот не все страны могут себе это позволить.

- В Африке гидроэлектростанции строились с помощью российских специалистов. Так и будет дальше?
- У меня есть опасения, что их рано или поздно вытеснят китайцы. Но в Африке действительно подходят к этому вопросу очень серьезно. Наш выпускник Хамиди Ахмет, построивший ГЭС в Марокко, рассказывал, что его статус в те годы соответствовал примерно министерскому. Например, ему был положен личный самолет.

- А европейские страны захотят потом вернуться от атомных станций к ГЭС - или это уже невозможно?
- Во многих странах гидроэнергетический потенциал полностью задействован, поэтому новые станции построить невозможно. Швейцария использует 99 процентов потенциала, Франция - 89%, США и Япония - 82, Канада - 66, Бразилия - 44. А Россия только 20. Строительство ГЭС будет неизбежно развиваться на Дальнем Востоке и в Восточной Сибири - кстати, там гидроэнергетический потенциал используется всего на пять процентов. Кроме того, засуха 2010 года напомнила, что следует развивать и мелиоративное строительство - создание поливных площадей для сельскохозяйственного производства в южных и центральных районах России. Я, кстати, считаю, что идея с поворотом стока сибирских рек для спасения Аральского моря - не так уж безумна, и к ней все равно вернутся не в этом, так в следующем десятилетии. И сейчас разговоры об этом периодически ведутся.

- То есть мы будем своей водой спасть среднеазиатские республики?
- И Россия обретет колоссальный рычаг для влияния в политике всех среднеазиатских государств.

С появлением любой ГЭС страдает окружающая среда. Перекрываются реки, затапливаются огромные территории, меняются флора и фауна, а в дальнейшем - климат. Это может служить ограничением для развития гидроэнергетики?
- Отчуждения территорий требуют практически все виды хозяйственной деятельности: строительство городов, дорог, металлургических комбинатов. Любой шаг человека на земле влияет на окружающую среду. Но человек не будет так ходить, чтобы наступать себе же на ногу. На стадии проектирования оцениваются все объекты предполагаемого строительства, взвешиваются все положительные эффекты, соизмеряются с отрицательным влиянием. Только после такого анализа решения принимается. Или не принимаются. Ограничением для развития гидроэнергетики может явиться только ограничение потребностей общества. Правда, сам я не в восторге от малой гидроэнергетики на небольших реках. Вот там рыбному промыслу может быть нанесен серьезный урон, а энергия меж тем будет получена небольшая. Впрочем, на большинстве станций у нас осознали опасность, которая может быть причинена породам ценных рыб, и стараются не ставить преграды на пути их миграции. Чтобы спасти, скажем, осетра или лосося, на таких реках, как Дон, Волга, Днепр, Обь, Тулома, Кура, Енисей, Даугава, построили рыбоходы и рыбоподъемники - специальные пропускные пункты.

- Енисей в районе Саяно-Шушенской ГЭС превратился в судоходный тупик. Неужели это экономически оправдано?
- Такая проблема возникает при строительстве всех гидроэлектростанций. И их решают. Ну, в районе Саяно-Шушенской ГЭС особого судооборота нет, дикий край. В других местах проблему стараются решать. В Красноярске работает судоподъемник, который поднимает и опускает корабли. Где-то делают отводные каналы. Но проще организовать перевалочный пункт с разгрузкой баржи, погрузкой содержимого в фуры или железнодорожный состав…

- В этом веке у нас уже не будет гигантских строек гидроэлектростанций?
- гигантскими кажутся только для обывателей. В мире есть ГЭС, в разы превышающие нашу Саяно-Шушенскую и по мощности, и по объему водохранилища. Сейчас тоже идут большие стройки. Например, Зарамагский гидроузел и Нижне-Черкесский, Мотыгинская, Нижне-Бурейская ГЭС, Богучанская ГЭС, которая уже достраивается.

- Куда развивается гидроэнергетика, и как будут выглядеть ГЭС через 30 - 50 лет?
- Принцип останется тот же: преображение механической энергии водного потока в электрическую. Внешний облик будет прежним, модернизации подвергнется оборудование, позволяющее выйти на более высокий КПД. Например, появятся новые нанотехнологичные материалы с пониженным коэффициентом трения, из которых будут изготавливать турбины. Хотя сейчас слабо верится.

Считается, что главная проблема российских ГЭС - они построены давно и обветшали. Что с ними теперь делать - восстанавливать или строить новые?
- Проблема не в самих ГЭС, а в отношении к ним. Действительно, многие ГЭС, построенные по плану ГОЭЛРО, трудятся уже больше 75 лет. Но на тех ГЭС, где регулярно ведутся планово-предупредительные ремонтные работы, симптомов обветшалости нет. Ведь Петропавловскую крепость ветхой не назовешь. И Исаакиевский, который воздвигнут на деревянных сваях. Наиболее уязвимым элементом ГЭС является ее оборудование - турбины, генераторы, трансформаторы. Их меняют… Недавно обновили на Светогорской и Лесогорской ГЭС.

- А почему тогда произошла авария на Саяно-Шушенской? Или это загадка?
- Никакой загадки нет и не было. Причин тут две. Низкая профессиональная компетенция обслуживающего персонала, точнее, людей, от которых зависит принятие решения. И жадность олигархов, которые стремились максимально сократить обслуживающий персонал, в том числе тот, от которого зависела надежная работа ГЭС.

- Тот айсберг, который нарос на плотине СШГЭС за эту зиму, угрожал ее состоянию - дамбу могло прорвать?
- С точки зрения механики увеличение вертикальной нагрузки, каковой являлись наледи на ледосбросе, увеличивают устойчивость плотины. Горизонтальная нагрузка от давления воды со стороны водохранилища в течение зимы не возрастала. Поэтому опасности не было.

СПРАВКА
План ГОЭЛРО, рассчитанный на 10 - 15 лет, предусматривал строительство 30 районных электрических станций (20 ТЭС и 10 ГЭС) общей мощностью 1,75 млн кВт. В числе прочих намечалось построить Штеровскую, Каширскую, Горьковскую, Шатурскую и Челябинскую районные тепловые электростанции, а также ГЭС - Нижегородскую, Волховскую, Днепровскую, две станции на реке Свирь и др. План в основном был перевыполнен к 1931 году. Выработка электроэнергии в 1932 году по сравнению с 1913 годом увеличилась не в 4,5 раза, как планировалось, а почти в 7 раз: с 2 до 13,5 млрд кВт.ч.

Для разработки проекта электрификации 21 февраля 1920 года была создана Государственная комиссия по электрификации России (ГОЭЛРО). В декабре 1920 года выработанный комиссией план был одобрен VIII Всероссийским съездом Советов, а за месяц до этого В. Ленин сказал, что «коммунизм - это есть Советская власть плюс электрификация всей страны» Впрочем, подготовка проекта масштабной электрификации России велась еще до революции 1917 года.

ГИДРОЭНЕРГЕТИКА В МИРЕ
Абсолютным лидером по выработке гидроэнергии на душу населения является Исландия. Кроме нее этот показатель высок в Норвегии, Канаде, Швеции. Наиболее активное гидростроительство на начало 2000-х ведет Китай.

Страны - крупнейшие производителями гидроэнергии
	Страна	Потребление гидроэнергии в ТВт.ч
1	Китай	585
2	Канада	369
3	Бразилия	364
4	США	251
5	Россия	167
6	Норвегия	140
7	Индия	116
8	Венесуэла	87
9	Япония	69
10	Швеция	66
11	Франция	63

ПЛЮСЫ И МИНУСЫ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ
- Себестоимость электроэнергии на российских ГЭС более чем в два раза ниже, чем на тепловых электростанциях.

Генераторы ГЭС можно достаточно быстро включать и выключать в зависимости от потребления энергии.

Значительно меньшее воздействие на воздушную среду, чем другими видами электростанций.

Строительство ГЭС более капиталоемкое.

Часто ГЭС удалены от потребителей.

Водохранилища занимают значительные территории, с 1960-х годов в СССР используются защитные сооружения, ограничивающие площадь водохранилища.

Плотины изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку перекрывают путь к нерестилищам проходным рыбам, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище.

На первый взгляд, гидроэлектростанция штука довольно простая - льётся вода, крутится генератор, вырабатывается электричество. На самом деле современная ГЭС - система с очень сложным оборудованием и тысячами датчиков, управляемая компьютерами.

Сегодня я расскажу о том, что мало кто из обычных людей знает о ГЭС.

Сейчас я нахожусь на стройплощадке Усть-Среднеканской ГЭС, которая расположена в 400 километрах от Магадана. Подробно о ГЭС и строительстве я ещё расскажу, а сегодня несколько любопытных фактов.

1. ГЭС - возможно единственный крупный инженерный объект, который начинает эксплуатироваться задолго до окончания строительства. На Усть-Среднеканской ГЭС ещё не до конца возведена плотина, не до конца построен машинный зал, а первые два гидроагрегата из четырёх уже вырабатывают электричество.

2. Пока ГЭС строится, в её гидроагрегатах работают временные рабочие колёса, рассчитанные на малый напор воды. Когда плотина будет достроена, напор воды повысится и временные колёса заменят постоянными для высокого напора с другой формой лопастей.

3. Несмотря на то, что строительство ГЭС очень дорогое удовольствие, многие ГЭС окупаются ещё до того, как их достраивают до конца. Кстати, Усть-Среднеканская ГЭС продаёт электричество по 1.10 руб за кВтч.

4. Перед тем, как попасть на турбину ГЭС, вода закручивается с помощью огромной стальной улитки - спиральной камеры. Сейчас на Усть-Среднеканской ГЭС как раз заканчивается монтаж спиральной камеры третьего энергоагрегата и мне удалось увидеть и сфотографировать её. Когда энергоагрегат будет достроен, гигантская улитка окажется в толще бетона.

Чтобы осознать размеры конструкции, обратите внимание на рабочих, занимающихся монтажом спиральной камеры.

5. Рабочее колесо гидроагрегата всегда крутится с одинаковой скоростью, обеспечивая стабильную частоту 50 герц. Для меня всегда было загадкой, как поддерживается стабильная скорость вращения. Оказалось, просто с помощью изменения потока воды. Лопатки, управляемые компьютером, постоянно находятся в движении, уменьшая и увеличивая поток воды. Задача системы добиться точной скорости вращения независимо от усилия, с которым крутится вал генератора (а оно зависит от вырабатываемой мощности).

6. Напряжение, выдаваемое генератором, регулируется с помощью изменения напряжения возбуждения. Это постоянное напряжение, которое подаётся на электромагнит ротора. При этом напряжение, которое генерируется обмоткой статора зависит от силы магнитного поля. На фото у меня над головой вращается многотонный ротор.

7. Генератор ГЭС вырабатывает напряжение 15.75 кВ. На Усть-Среднеканской ГЭС установлены генераторы, имеющие номинальную мощность 142.5 МВт (142500000 Вт) и ток в проводах, отводящих выработанное электричество от генератора, может достигать 6150 А. Поэтому эти провода, а точнее шины, имеют огромное сечение и заключены вот в такие трубы.

Любая коммутация при таких токах превращается в большую проблему. Вот так выглядит простой выключатель. Конечно, на токе в шесть тысяч ампер и напряжении пятнадцать тысяч вольт он становится совсем непростым.

8. Повышающие трансформаторы обычно стоят на улице за машинным залом ГЭС (для передачи потребителям напряжение, полученное с генераторов, повышается чаще всего до 220 кВ).

9. По проводам линий электропередач передаётся не только электроэнергия на частоте 50 Гц, но и информационные сигналы на высокой частоте. С помощью них, например, можно с высокой точностью определить место аварии на ЛЭП. На электростанциях и подстанциях ставятся специальные фильтры высокочастотного сигнала. Наверняка, вы такие штуки видели, но вряд ли знали, для чего они.

10. Вся коммутация на высоких напряжениях происходит в среде элегаза (фторид серы, имеющий очень низкую электропроводность), поэтому провода выглядят, как трубы и электрика больше напоминает сантехнику. :)

p.s. Спасибо сотрудникам Усть-Среднеканской ГЭС Илье Горбунову и Вячеславу Сладкевичу (он на фото) за подробные ответы на мои многочисленные вопросы, а так же компании Русгидро за возможность своими глазами посмотреть на строительство и работу такого грандиозного сооружения.

2016, Алексей Надёжин

Основная тема моего блога - техника в жизни человека. Я пишу обзоры, делюсь опытом, рассказываю о всяких интересных штуках. А ещё я делаю репортажи из интересных мест и рассказываю об интересных событиях.
Добавьте меня в друзья

Экспериментальный пост, можно сказать:)

Гидроэлектростанции меня привлекали давно. А теперь меня продали туда в рабство и появилась возможность спокойно посмотреть на всё своими глазами.

Поскольку я не вхожу в разряд блоггеров и прочих журналистов, экскурсию в стиле «посмотрите, как у нас красиво» нам никто не проводил, зеркалки у меня нет, и заморачиваться получением красивых картинок без штатива было просто некогда. Зато узнала много интересных вещей:) И их явно больше, чем приемлимый формат жж-постов. Поэтому, начиная рассказ, даже не знаю, что получится. Первый блин комом, и смотрибельных фотографий с Угличской ГЭС у меня вышло немного. Наверно потому, что большую часть времени я просто радостно бегала туда-сюда, забыв про всё на свете.

Немного о старой станции, и чем они вообще уникальны, эти ГЭС:)

Зачем нужны ГЭС?

На гидроэнергетику сейчас приходится около 16% мирового производства электроэнергии, и около 80% электроэнергии из возобновимых источников. Россия по производству гидроэлектроэнергии занимает пятое место.

На вопрос о преимуществах ГЭС перед другими типами электростанций, как правило, отвечают, что это сравнительно дёшево, экологично, надёжно и почти вечно. Да, это так. Но, на самом деле, есть и другой, гораздо более важный момент.

Наверно, многие помнят системную аварию 2005 года в Москве. Выход из строя подстанции «Чагино» привёл к отключению связанной с ней ТЭЦ-22. А вскоре, с наступлением утреннего пика энергопотребления, от перегрузок - к сбоям в работе московского энергокольца и всей объединённой с ним энергосистемы.
А вот если бы в этом кольце была ГЭС... :)
Впрочем,
«Для обеспечения надежного функционирования Единой энергетической системы России и компенсации неравномерного потребления электроэнергии в условиях увеличения доли базисных АЭС в европейской части страны необходимо ускорить сооружение гидроаккумулирующих электростанций» , — говорится в документе об энергетической стратегии России до 2020г, утвержденной в 2008 году.

Дело в том, что из всех существующих типов электростанций именно ГЭС являются наиболее манёвренными, и только они способны при необходимости существенно увеличить объемы выработки в считанные минуты, покрывая пиковые нагрузки. Для тепловых станций этот процесс измеряется часами, а для атомных — целыми сутками. И само по себе создание Единой Энергетической Сети России стало возможным именно благодаря вводу в эксплуатацию мощных ГЭС Волжско-Камского каскада.

ГЭС в зависимости от условий размещения делятся на: русловые, приплотинные и деревационные. Волжские являются именно русловыми. Строятся такие на равнинных реках, с напором воды не больше 40 метров. Точнее, строятся-то они, конечно, изначально на речной пойме, а уже потом после перекрытия основного русла и поднятия уровня оказываются в воде.

Угличская ГЭС.

Вторая ступень Волжского каскада.
Первая в СССР крупная гидроэлетростанция. В каком-то смысле, даже экспериментальная, что нашло отражение в её необычной конструкции.

Решение о её строительстве было принято 14 сентября 1935 г. Строительство велось в 1938-1943 годы. Пуск первого гидроагрегата состоялся в 1940 году, второго - в 1941. В годы войны Угличская и соседняя Рыбинская ГЭС были главными источниками электроэнергии для Москвы, поскольку тепловые станции были законсервированы. И если первые работы в Угличе выполняли заключенные ВолгоЛАГа, то к окончанию строительства наряду с ними трудились 4 тысячи пленных немцев. И все, что построено тогда, стоит до сих пор. Сейчас ГЭС реконструируют, но то самое оборудование 40-х годов всё ещё работает.

Про саму конструкцию и устройство ГЭС... не знаю, писать подробно или нет. В другой раз, наверно:)

Торцевая сторона здания ГЭС. Прям сталинка...) Только сфотографировалось как-то криво...

Большой мостовой кран грузоподъемностью 310т для извлечения гидроагрегатов был спроектирован внутри здания ГЭС, отчего машинный зал построен довольно высоким (потом так больше не делали). Поскольку он отапливался станционным же генератором, оказалось, что при таких размерах тепло быстро улетучивается и зимой становится весьма холодно. Тогда над машзалом сделали вторую крышу меньшего размера. Простите, забыла отдельно сфотографировать...)

Маслонапорная установка

Пособие по дёрганью рычажков и тыканью кнопочек...

А вот - колонка управления турбиной ГА №1! Старая, рабочая! Еще та самая.

Изначально на станции были установлены два гидроагрегата, каждый мощностью 55 МВт, диаметр рабочего колеса - 9 метров, 60 оборотов в минуту. Общая мощность станции составляла 110 МВт. К 2011 году был заменён гидроагрегат №2 на более мощный (65МВт), причем заменен полностью - вместе со всеми прилежащими системами. На новых станциях реконструкция проходит обычно лишь частично и последовательно.

Выработка электроэнергии, особенно в маловодные периоды, не является приоритетом гидроэнергетиков. Режимы работы ГЭС устанавливаются таким образом, чтобы соблюсти интересы всех водопользователей. Так, в связи с маловодной весной этого года и падением уровня в реке, Угличская ГЭС была на несколько дней остановлена, чтобы наполнить водохранилища станции до минимально допустимой навигационной отметки - 111м.
Вот, кстати, на этой страничке всегда можно посмотреть текущую ситуацию с наполнением водохранилищ.

Гидроэнергетики ждали дождей, а мне наоборот повезло - довелось залезть в шахту второго агрегата:)

Где-то между турбиной и генератором... Вы же знаете как оно устроено, да? :) Если что, следующий раз расскажу. Но вот эта вертикальная штука впереди - вал, их соединяющий.

А снизу видны - поворотное кольцо, сервопривод и лопатки направляющего аппарата - то есть часть агрегата, отвечающая за поступление воды на рабочее колесо турбины.

Вот схема оттуда же, для понятности. Вот мы - по серединке)

И разрез здания целиком.

Ой, что это?..

Тема кабельников не раскрыта:)

Вообще под машзалом была куча всяких трубопроводов и приборчиков, которые я, совершенно в них не понимая, по глупости своей даже не фоткала. Предполагаю, что здесь должны бы быть какие-то насосные и напорные установки.

Куда больше меня привлекла ремонтная площадка. Своими просторами и сталинским духом:)

Уииии! Глубинные затворы!..

И прочая запорная арматура....

Да, кстати. Какие бы стереотипы ни ходили, но на этих ГЭС бетонные водосбросные плотины для как такового сброса воды почти не используются, разве что для пропуска больших паводков и сброса льда через верхний затвор. А всё лишнее в штатном режиме проходит через специальные придонные отверстия (примерно там же внизу, где турбина, только мимо неё. Размером 5х8,5 метров). Угличскую ГЭС построили такой первой - то ли из соображений предвоенной маскировки, то ли из-за отсутствия достаточного количества информации по расчету перестраховаться решили. Но потом так дальше и строили.

Вот схема у меня откуда-то.

К сожалению, я так запрыгалась от радости что совсем забыла сфотографировать, но вот в этой стене (справа) щитового отделения раположена еще куча быстропадающих затворов, скидывающихся для перекрытия... подводящего канала) Вдали - кран на 50т для тягания еще одной разновидности затворов или решеток.

Вид в другую сторону. Нашли лопатку турбины?)

Чуть-чуть меня для масштаба:)