Нижнекамская ГЭС

Нижнекамская ГЭС
Страна	Россия
Местоположение	Татарстан, г. Набережные Челны
Река	Кама
Каскад	Волжско-Камский
Собственник	АО «Татэнерго»
Статус	действующая
Год начала строительства	1963
Годы ввода агрегатов	1979—1987
Основные характеристики
Годовая выработка электроэнергии, млн  кВт⋅ч	1630
Разновидность электростанции	плотинная русловая
Расчётный напор, м	12,4 (6,5—14)
Электрическая мощность, МВт	1 205 (566)
Характеристики оборудования
Тип турбин	поворотно-лопастные
Количество и марка турбин	16×ПЛ 20/811-ВБ-1000
Расход через турбины, м³/с	16×725
Количество и марка генераторов	16×СВ-1477/142-104
Мощность генераторов, МВт	15×78, 1×35
Основные сооружения
Тип плотины	бетонная водосливная, земляные намывные и насыпные
Высота плотины, м	36,5; 30
Длина плотины, м	73; 3685
Шлюз	двухниточный однокамерный
РУ	ОРУ 500 кВ
На карте
Нижнекамская ГЭС
Медиафайлы на Викискладе

Нижнекамская ГЭС — гидроэлектростанция на реке Кама, в городе Набережные Челны в Татарстане. Входит в каскад гидроэлектростанций на Каме (составной части Волжско-Камского каскада), являясь его нижней и крупнейшей по установленной мощности ступенью. Собственником Нижнекамской ГЭС является АО «Татэнерго».

Конструкция станции

Административный корпус Нижнекамской ГЭС. 2007 год.

Нижнекамская ГЭС представляет собой низконапорную гидроэлектростанцию руслового типа (дание ГЭС входит в состав напорного фронта). Сооружения гидроузла включают в себя три земляную плотину, водосливную плотину, здание ГЭС с донными водосбросами, судоходный шлюз с дамбами и подходными каналами, открытое распределительное устройство (ОРУ) 500 кВ. По напорным сооружениям ГЭС проходят федеральная автомагистраль М7 «Волга» (Москва — Казань — Уфа) и построенная одновременно со станцией железнодорожная линия Агрыз — Акбаш, соединившая Альметьевск и Набережные Челны с Ижевском.

Установленная мощность электростанции — 1205 МВт, располагаемая мощность — 566 МВт, фактическая среднегодовая выработка электроэнергии — 1630 млн кВт·ч. Проектная мощность Нижнекамской ГЭС составляет 1248 МВт, среднегодовая выработка электроэнергии — 2670 млн кВт·ч, однако проектная отметка водохранилища 68,0 м не была достигнута, в результате чего гидроагрегаты станции работают на пониженном напоре при отметке водохранилища 63,3 м со сниженными характеристиками.

Земляные плотины

В состав сооружений станции входят три земляных плотины, образующие большую часть напорного фронта. Левобережная земляная плотина отсыпана из песчаных грунтов, имеет длину 678 м, максимальную высоту 30 м и ширину по гребню 9,5 м. Русловая плотина расположена между водосливной плотиной и правобережной земляной плотиной, её длина составляет 1200 м, максимальная высота (без учёта дорожной насыпи высотой от 5,2 до 10,7 м) — 25 м, ширина по гребню — от 25 до 150 м. Плотина намыта из мелкозернистых песков под защитой каменного банкета. Правобережная земляная плотина имеет длину 1807 м, ширину по гребню 18,5 м, плотина намыта из мелкозернистых песков (за исключением небольшого участка длиной 90 м, возведённого отсыпкой). Общий объём тела грунтовых плотин составляет 6867 млн м³. Верховой откос плотин защищён от размывания волнами железобетонными плитами толщиной 0,4 м.

Водосливная плотина

Водосливная плотина расположена между зданием ГЭС и русловой земляной плотиной. По конструкции плотина гравитационная бетонная, длиной 73,35 м и наибольшей высотой 36,5 м. Плотина имеет три водосливных пролёта шириной по 20 м, перекрытых плоскими затворами, оперирование затворами производится при помощи двух козловых кранов грузоподъёмностью 225 тонн. Гашение энергии сбрасываемой воды происходит на водобое с толщиной фундаментой плиты 5 м и рисберме длиной 144 м с толщиной плит от 1,0 до 2,5 м. На плитах первого ряда расположена стенка с клиновидными гасителями высотой 4,0 м. В плотину уложено 118,7 тысяч м³ бетона. Пропускная способность водосливной плотины составляет 2080 м³/с при нормальном подпорном уровне (НПУ) и 5090 м³/с при форсированном подпорном уровне (ФПУ). Суммарная водопропускная способность сооружений гидроузла (с учётом пропуска через гидроагрегаты и донные водосбросы здания ГЭС) составляет 16480 м³/с при НПУ 63,3 м.

Здание ГЭС

Здание ГЭС руслового типа (воспринимает напор воды), совмещено с донными водосбросами, длина здания — 486,4 м, ширина 24 м. Конструктивно здание ГЭС выполнено из монолитного железобетона (всего уложено 891,65 тысяч м³), разделяется на 8 секций. В каждой секции расположены по два гидроагрегата и по два донных водосброса, итого на ГЭС имеется 16 донных водосбросов. Пропускная способность водосбросов составляет 14 400 м³/с при нормальном подпорном уровне водохранилища и 20 290 м³/с при форсированном подпорном уровне. Гашение потока сбрасываемой воды происходит на водобое длиной 47,9 м и рисберме длиной 124,4 м.

В машинном зале ГЭС установлены 16 вертикальных гидроагрегатов: 15 — мощностью по 78 МВт и 1 — мощностью 35 МВт. Гидроагрегаты идентичны по конструкции, различия мощности связаны с перемаркировкой одного их них на фактическую мощность при имеющейся отметке водохранилища. Гидроагрегаты оборудованы поворотно-лопастными турбинами ПЛ 20/811-ВБ-1000, работающими на фактическом напоре 6,5-14,0 м (проектный расчётный напор 12,4 м). Турбины приводят в действие гидрогенераторы СВ-1477/142-104. Сборка/разборка гидроагрегатов производится при помощи двух мостовых кранов грузоподъёмностью 280 т.

Схема выдачи мощности

Гидроагрегаты выдают электроэнергию на напряжении 13,8 кВ на четыре трёхфазных трансформатора ТЦ-400000/500, каждые четыре генератора присоединены к одному трансформатору. С трансформаторов электроэнергия выдаётся в энергосистему через расположенное слева от здания ГЭС открытое распределительное устройство (ОРУ) напряжением 500 кв по двум линиям электропередачи:

• ВЛ 500 кВ Нижнекамская ГЭС — ПС Щёлоков;
• ВЛ 500 кВ Нижнекамская ГЭС — Заинская ГРЭС.

Судоходные шлюзы

Судопропускные сооружения расположены на левобережной пойме, включают в себя одноступенчатый двухниточный шлюз с причальными сооружениями и направляющими палами верхней и нижней голов, аванпорт с волнозащитной ограждающей дамбой, верховой подходной канал длиной 2300 м и шириной 150 м, низовой подходной канал длиной 1600 м и шириной 150 м с ограждающей дамбой. Система питания шлюза головная, время наполнения и опорожнения камер составляет 12 минут. Длина каждой камеры шлюза — 300 м (полезная длина — 288 м), ширина — 30 м, судоходная глубина — 4,0 м. В шлюз уложено 471,48 тысяч м³ бетона. Судоходные шлюзы находятся в государственной собственности и эксплуатируются ФБУ «Администрация Камского бассейна внутренних водных путей».

Водохранилище

Гидроузел образует крупное Нижнекамское водохранилище. Площадь водохранилища 1370 км², полный объём 4,21 км³, полезный объём 0,77 км³. При фактически используемой отметке НПУ водохранилище может осуществлять недельное и суточное регулирование стока. Фактическая отметка нормального подпорного уровня (НПУ) водохранилища составляет 63,3 м над уровнем моря (по Балтийской системе высот) (проектная отметка — 68 м), отметка форсированного подпорного уровня (ФПУ) — 68,99 м, отметка уровня мёртвого объёма (УМО) — 62,7 м.

История строительства

Строительство ГЭС началось в 1963 году (начальник строительства — С. В. Утретский). В 1979 году был пущен первый гидроагрегат, водохранилище было заполнено до отметки 62 метра (минимальный уровень, при котором энергетическое оборудование способно работать, а суда могут проходить через шлюз). Было затоплено 78 тысяч гектаров земель в пойме Камы и её притоков Белая, Ик, Иж, всего же под водохранилище отведено 173 тысячи гектаров — на территории Татарстана (91,4 тысячи гектаров), Башкортостана, Удмуртии, и небольшой участок в Пермской области. Предварительно на площадях, подлежащих затоплению, были выполнены подготовительные работы: их очистили от лесов, переселили местных жителей (6165 дворов) в безопасные места, построив для них новое жилье, снесли все строения, а дороги, линии электроснабжения и связи перенесли. В 1987 году запустили последний, 16-й агрегат ГЭС.

Выйти на проектную мощность станции с заполнением водохранилища до отметки 68 метров планировалось в 1990 году. Однако строительство ГЭС привело к массовым протестам экологических организаций, пользовавшихся в конце 1980-х гг. значительной общественной поддержкой. В итоге в апреле 1990 года Верховный Совет Татарстана, а в сентябре того же года и Верховный Совет Башкортостана были вынуждены принять решение о сохранении уровня водохранилища на отметке 62 метра.

В 2001 году правительства Татарстана, Башкортостана, в 2002 году к ним присоединилось и руководство Удмуртии, подписали соглашение о повышении отметки Нижнекамского водохранилища до 63,3-63,5 метра и эксплуатации в таком режиме до 2010 года. В настоящее время нормальный подпорный уровень водохранилища находится на отметке 63,3 м.

Проблема подъема уровня водохранилища

Работа водохранилища на промежуточных отметках вызывает ряд проблем, как экономических, так и экологических. ГЭС не развивает проектной мощности и выработки, затруднено судоходство, сооружения инженерной защиты работают в непроектном режиме, что вызывает их разрушение. Водохранилище активно «цветёт». Сегодня площадь мелководий (где глубина водоёма составляет меньше двух метров) достигает пятидесяти процентов, хотя по санитарным нормам не должна превышать двадцати.

Подъём уровня водохранилища до проектной отметки приведёт к затоплению в Татарстане 43 тыс. га сельхозугодий (0,9 %), в Удмуртии — 13 тыс. га (0,6 %), Башкортостане — 15 тыс. га (0,2 %), в Пермском крае количество земель в зоне затопления незначительно. С другой стороны, земли в зоне затопления в значительной степени были выведены из сельхозоборота и списаны еще 20 лет назад и их потенциал давно утрачен — площади заросли кустарником и заболотились. Предстоит переселить жителей 4149 дворов, в том числе в Татарстане — 2672 дворов, Удмуртии — 1068, Башкортостане — 399 дворов, в Пермском крае — жителей 10 дворов. Ориентировочная стоимость завершения строительства гидроузла составляет 42 млрд руб.. Подъём уровня водохранилища активно лоббируется властями Татарстана, однако встречает сопротивление властей Удмуртии, Башкортостана и Пермского края.

Авария 12 мая 2010 г. — взрыв в машинном зале

Около 15.00 12 мая 2010 года в машинном зале ГЭС началось задымление. Затем произошёл взрыв. В результате взрыва погибло два человека и десять пострадало.

Взрыв произошёл в компрессорной режима синхронного компенсатора, который качает воздух на собственные нужды станции. Был повреждён один из четырёх компрессоров. Здание и конструкции не были повреждены. На работе станции данное происшествие не сказалось.

Причиной взрыва стал разрыв патрубка, ведущего к компрессору. Разрыв повлек утечку масла. Смешиваясь с воздухом, масло преобразовалось в масляно-воздушную смесь, которая воспламенилась в результате нагрева либо случайной искры от работающего электрооборудования. В результате чего в помещении турбинного цеха произошло возгорание масляно-воздушной смеси и последующий взрыв.

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.
• История Гидропроекта. 1930—2000 / под ред. Новоженина В. Д. — М.: АО «Институт Гидропроект», 2000. — 574 с.

Ссылки

• Официальный сайт ОАО «Генерирующая компания», текущего владельца Нижнекамской ГЭС