Министерство высшего образования и науки Российской Федерации ФГАУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова»
Отчет по практике
Тема: Вилюйская ГЭС
Выполнил студент 1 курса
Группы БА-ЭЭ-19
Харлампьев Нь.Д.
Анадырь 2020
Вилюйская ГЭС
Введение
Вилюйская ГЭС (Вилюйская ГЭС-1 и ГЭС-2, Каскад Вилюйских ГЭС им. Е. Н. Батенчука) — гидроэлектростанция на реке Вилюй в Якутии, у посёлка Чернышевский Мирнинского района. Входит в Вилюйский каскад ГЭС, являясь его верхней ступенью. Основной источник энергоснабжения Западной Якутии. Собственник станции — ПАО «Якутскэнерго» (входит в группу РусГидро).
Конструкция станции
Вилюйская ГЭС представляет собой плотинную гидроэлектростанцию с приплотинными зданиями ГЭС. Установленная мощность электростанции — 680 МВт, проектная среднегодовая выработка электроэнергии - 2710 млн кВт·ч, фактическая среднемноголетняя выработка 2580 млн кВт·ч. Особенностью конструкции станции является наличие двух отдельно расположенных зданий ГЭС, использующих для создания напора одну плотину. Состав сооружений гидроузла:
· каменно-набросная плотина длиной 600 м и максимальной высотой 75 м. В качестве противофильтрационного элемента плотина имеет экран из суглинка;
· поверхностный береговой водосброс, включающий в себя однопролётный водоприёмник (оборудованный сегментным затвором пролётом 40 м) и водосбросной канал длиной 500 м в виде быстротока с виражом на повороте и трамплином на выходе в реку. Пропускная способность водосброса 3900 м³/с при НПУ и 4250 м³/с при ФПУ;
· станционный узел ГЭС-1 на правом берегу, в составе подводящего канала длиной 515 м, водоприёмника глубинного типа, четырех напорных водовода длиной по 100 м, полуподземного здания ГЭС-1 и отводящего канала;
· станционный узел ГЭС-2 на левом берегу, в составе подводящего канала длиной 250 м, водоприёмника, четырех напорных водовода длиной по 118 м, здания ГЭС-2 и отводящего канала.
В здании ГЭС-1 установлены 4 гидроагрегата мощностью по 85 МВт с поворотно-лопастными турбинами ПЛ 70/3164-ВМ410, которые приводят в действие гидрогенераторы СВВ 780/190-32. В здании ГЭС-2 установлены 4 гидроагрегата мощностью по 85 МВт с радиально-осевыми турбинами РО 75/3123-В450, которые приводят в действие генераторы СВВ 872/150-44ХЛ4. Все гидротурбины работают при расчётном напоре 55 м производитель гидротурбин — харьковское предприятие «Турбоатом», генераторов — новосибирский завод «Элсиб». Вырабатываемая генераторами на напряжении 13,8 кВ электроэнергия преобразуется восемью трансформаторами ТДЦ 125000/220 и через закрытое распределительное устройство (ЗРУ) напряжением 220 кВ выдается в энергосистему по следующим линиям электропередачи:[3]
· ВЛ 220 кВ Вилюйская ГЭС — ПС Районная с отпайкой на ПС Чернышевский, 2 цепи (Л-201, Л-202);
· ВЛ 220 кВ — ПС Айхал, 3 цепи (Л-203, Л-204, Л-208)/
Напорные сооружения гэс образуют крупное вилюйское водохранилище. Площадь водохранилища при нормальном подпорном уровне (нпу) 2360 км², длина 410 км, максимальная ширина 18 км. Полная и полезная ёмкость водохранилища составляет 40,4 и 22,4 км³ соответственно, что позволяет осуществлять многолетнее регулирование стока (водохранилище наполняется в многоводные годы и срабатывается в маловодные). Отметка нормального подпорного уровня водохранилища составляет 246 м над уровнем моря (по балтийской системе высот), форсированного подпорного уровня — 249 м, уровня мёртвого объёма — 234 м[4].
Здание Вилюйской ГЭС-I
Водосбросной канал
Машзал Вилюйской ГЭС-I
Здание Вилюйской ГЭС-II
История строительства
Значок советского периода «Вилюйская ГЭС». Клеймо «КФС»
Проектирование и строительство Вилюйской ГЭС непосредственно связано с открытием в Якутии алмазных месторождений. В 1954 году в регионе была открыта первая кимберлитовая трубка «Зарница», в 1955 году — уникальная по запасам и качеству алмазов трубка «Мир». Крупномасштабная разработка алмазных месторождений требовала большого количества электроэнергии, которую в условиях удаленной от дорог и источников топлива местности могла обеспечить только гидроэнергетика. В марте 1957 года институту «Гидропроект» было поручено разработать ТЭО гидроэлектростанции на Вилюе. Изыскательские работы были развернуты в июле 1957 года и изначально были сконцентрированы на створе, расположенном выше устья р. Малая Ботуобия, но в ходе работ было установлено сложное геологическое строение створа и фокус внимания бы перенесен на Эрбейэкский створ. Не дожидаясь завершения изыскательских работ, в августе 1958 года было принято решение о начале строительства Вилюйской ГЭС. Проектирование гидроузла было выполнено институтом «Ленгидропроект», проектное задание первой очереди утвердили в 1960 году, второй очереди — в 1969 году. Проект станции характеризуется очень низкими масштабами затопления освоенных земель — при создании водохранилища было затоплено 2,3 тыс. га сельхозугодий и перенесено 50 строений[4][2].
Подготовительные работы в створе Вилюйской ГЭС были начаты в 1959 году, земляные работы — в 1961 году. Строительство станции велось в чрезвычайно сложных условиях: совершенно необжитая местность с полным отсутствием жилья, дорог, производственной базы, суровый климат с морозами до −65°С, вечная мерзлота. Многие конструктивные решения отрабатывались впервые. Для доставки грузов на строительство была организована сложная транспортная схема — сначала речным транспортом по Лене, затем автодорогой до Мирного и далее по автозимнику протяженностью 100 км (автодорога вместо зимника была построена лишь в 1965 году). В августе 1962 года началась отсыпка плотины, 31 октября 1964 года русло Вилюя было перекрыто с переводом стока реки в строительную траншею, в конце 1966 года траншея была перекрыта, и с весны 1967 года началось наполнение водохранилища. 3 октября 1967 года введён в эксплуатацию первый агрегат ГЭС-1, в ноябре 1967 года второй агрегат, через год — третий, а в декабре 1968 года — четвёртый, последний агрегат первой очереди Вилюйской ГЭС. Мощность ГЭС составила 308 МВт (4 гидроагрегата по 77 МВт). Отсыпка плотины была завершена в 1969 году, станция в объёме первой очереди была принята государственной комиссией в эксплуатацию в сентябре 1970 года. Далее было начато строительство второй очереди станции (здание ГЭС-2 с четырьмя гидроагрегатами мощностью по 85 МВт), первый агрегат которой был пущен 21 декабря 1975 года, остальные три — в 1976 году. Строительство Вилюйской ГЭС мощностью 648 МВт было завершено в 1978 году[4].
В ходе строительства Вилюйской ГЭС была произведена 1104 тыс. м³ мягкого грунта и 4807 тыс. м³ скального грунта, насыпь 2019 тыс. м³ мягкого грунта, уложено 6144 тыс. м³ каменной наброски, дренажей и фильтров, 594,5 тыс. м³ бетона и железобетона, смонтировано 22,7 тыс. т металлоконструкций и механизмов. Сметная стоимость строительства станции составила 382,87 млн рублей в ценах 1969 года[2].
Самое начало стройки в 1960 году
Стройка первой очереди ГЭС-1
Начало стройки водоприемника
Организационная структура
Вилюйская ГЭС входит ПАО «Якутскэнерго»
ПАО «Якутскэнерго» — российская энергетическая компания, входит в группу РусГидро. Штаб-квартира компании расположена в Якутске. Обеспечивает энергоснабжение на территории Республики Саха (Якутии), за исключением южной части региона.
Основные владельцы компании на 31.03.2020 г.:[1]
· АО «РАО ЭС Востока» — 49,37 %. В свою очередь, РАО ЭС Востока полностью принадлежит ПАО «РусГидро»
· ПАО «РусГидро» — 29,8 %
· физические лица — 10,95 %
· прочие акционеры — 9,88 %
Всего акций:
· обыкновенных 7 963 562 986 штук
· привилегированных 1 332 635 125 штук
Председатель правления, генеральный директор — Стручков Алексей Александрович
Осуществляет энергоснабжение на территории Республики Саха (Якутия), за исключением юга региона, занимая, таким образом, одно из первых мест по площади обслуживания (территория республики составляет пятую часть России). Является основным гарантирующим поставщиком электрической энергии в Якутии, также осуществляет теплоснабжение. Активы компании охватывают центральный и западный энергорайоны Якутии, а также обширную зону децентрализованного энергоснабжения. Является интегрированной компанией, занимающейся производством, распределением и сбытом электроэнергии и тепла[2].
По состоянию на начало 2020 года компания (без учета дочерних обществ) эксплуатирует электростанции общей электрической мощностью 1221,45 МВт и общей тепловой мощностью 1726,2 Гкал/ч. Генерирующие активы компании представлены следующими станциями:[2][3]
· Вилюйская ГЭС — 680 МВт
· Якутская ГРЭС — 229 МВт, 661 Гкал/ч
· Якутская ГРЭС-2 — 193,48 МВт, 469 Гкал/ч. Станция принадлежит АО «Якутская ГРЭС-2», арендуется Якутскэнерго.
· Якутская ТЭЦ — 12 МВт, 497 Гкал/ч
· Дизельные электростанции центральных электрических сетей — 80,26 МВт, 13,5 Гкал/ч
· Дизельные электростанции западных электрических сетей — 26,71 МВт, 14,4 Гкал/ч
· котельные — 70,7 Гкал/ч.
Выработка электроэнергии станциями Якутскэнерго (без учёта дочерних обществ) в 2019 году составила 4624,2 млн кВт.ч, тепловой энергии — 2425,5 тыс. Гкал[2].
Передача и распределение электроэнергии производится по линиям электропередачи напряжением 0,4-220 кВ общей длиной 23 014 км, используется 5168 трансформаторных подстанций общей мощностью 5535 МВА. Также эксплуатируется 481 км тепловых сетей[2].
Дочернее общество компании, АО «Сахаэнерго» работает в зоне децентрализованного энергоснабжения Якутии и эксплуатирует объекты генерации общей мощностью 210,134 МВт и тепловой мощностью 84,9 ГВт, в том числе Депутатскую ТЭЦ (7,5 МВт), ВЭС в п. Тикси (0,9 МВт) и ВЭС в п. Быков мыс (0,04 МВт), 21 солнечную электростанцию общей мощностью 1,661 МВт, включая Батагайскую СЭС (1 МВт). Остальные мощности представлены дизельными электростанциями. Дочернее общества АО «Теплоэнергосервис» обеспечивает теплоснабжение в удаленных населённых пунктах, эксплуатирует котельные общей тепловой мощностью 734,7 Гкал/ч и электрической мощностью 19,945 МВт (резервные источники питания).