Wasserkraftwerk-Bratsk

Братская ГЭС

Бра́тская ГЭС (им. 50-летия Великого Октября) — гидроэлектростанция на реке Ангаре в городе БратскеИркутской области. Является третьей по мощности и первой по среднегодовой выработке гидроэлектростанцией России. Входит в Ангарский каскад ГЭС, являясь его второй ступенью. Была крупнейшей ГЭС в мире по установленной мощности до марта 1970 года, когда её превзошла Красноярская ГЭС1. Сооружения станции образуют крупнейшее в России по полезному объёму и одно из крупнейших в мире Братское водохранилище. Собственником Братской ГЭС является компания En+ Group23.

Сметная стоимость Братской ГЭС составляла 1 020,8 млн рублей, и при строительстве благодаря новаторским инженерным решениям и рационализаторским предложениям было сэкономлено почти 300 миллионов. Окончательная стоимость станции составила 736, 8 млн рублей, при этом мощность Братской ГЭС увеличилась с 3,6 млн квт до 4,1 млн квт. Правительственная комиссия при приемке Братской ГЭС поставила ей общую итоговую оценку «отлично»4.

Конструкция станции

Братская ГЭС представляет собой мощную высоконапорную гидроэлектростанцию плотинного типа. Сооружения гидроузла имеют I класс капитальности и включают в себя бетонную и две земляные плотины, здание ГЭС и открытые распределительные устройства (ОРУ). Установленная мощность электростанции — 4500 МВт, проектная среднегодовая выработка электроэнергии — 22 600 млн кВт·ч. По сооружениям гидроэлектростанции проложены пешеходный, автомобильный (часть автодороги «Вилюй») и железнодорожный (является частью БАМа) переходы. Судопропускными сооружениями Братский гидроузел не оборудован56.

Плотины

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 сороудерживающими решётками и плоскими затворами, а также проходящие в теле плотины турбинные водоводы. Глухая часть длиной 242 м расположена напротив монтажных площадок здания ГЭС567.

В водосливной плотине длиной 242 м, находящейся в правобережной части гидроузла, расположены 10 водосливных пролетов 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 пролеты № 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 учетом 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 настоящее время временные водосбросные сооружения забетонированы568.

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 суглинков56.

Здание ГЭС

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 тяжелых грузов на левом берегу сооружен вертикальный грузоподъемник, 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 расчетном напоре 101,5 м. Турбины имеют диаметр рабочего колеса 5,5 м, пропускную способность 254 м³/с. Турбины приводят в действие синхронные гидрогенераторы СВ-1190/250-48 с воздушным охлаждением обмотки статора. Гидротурбины изготовлены Ленинградским металлическим заводом, 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 еще двух гидроагрегатов, для которых создан необходимый строительный задел (водоприёмники, турбинные водоводы, конструкции здания ГЭС)56.

Схема выдачи мощности

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 передается 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-267000/5009.

Электроэнергия Братской ГЭС выдаётся в энергосистему в общей сложности по 25 линиям электропередачи:10

  • ВЛ 500 кВ Братская ГЭС — ПС «Тулун» (2 цепи)
  • ВЛ 500 кВ Братская ГЭС — Братский ПП (2 цепи)
  • ВЛ 500 кВ Братская ГЭС — Усть-Илимская ГЭС
  • ВЛ 220 кВ Братская ГЭС — Братский алюминиевый завод (12 цепей)
  • ВЛ 220 кВ Братская ГЭС — ПС «Падунская» (2 цепи)
  • ВЛ 220 кВ Братская ГЭС — ПС «Заводская»
  • ВЛ 220 кВ Братская ГЭС — БЛПК
  • ВЛ 220 кВ Братская ГЭС — Седановский ПП (2 цепи)
  • ВЛ 220 кВ Братская ГЭС — ПС «Покосное»
  • ВЛ 220 кВ Братская ГЭС — НПС-4

Водохранилище

Напорные сооружения ГЭС образуют уникальное, крупнейшее в России по полезному объёму Братское водохранилище. Площадь водохранилища при нормальном подпорном уровне5480 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 (водохранилище 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 мертвого объёма, сработка ниже которого не допускается по условиям работы водозаборов — 394,73 м5611.

Экономическое значение

Братская ГЭС очень важна для всей энергозоны Сибири. ГЭС стала основой Братского территориально-производственного комплекса. Братская ГЭС является основным поставщиком электроэнергии для Братского алюминиевого завода (БрАЗ).

Показатели деятельности

По данным Федеральной энергетической комиссии за 1998 год, рентабельность Братской ГЭС превосходит рентабельность всех электростанций России любого типа.12 Утверждённые для электростанции отпускные тарифы для торгов на ФОРЭМ за 1998 год составляли 17 коп/кВт·ч.12 По состоянию на 2012 год, Братская ГЭС является самым крупным производителем гидроэлектроэнергии в России, генерируя в среднем за год 22,6 млрд кВт·ч, что соответствует коэффициенту использования мощности 57 %. Проектное значение гарантированной отдачи ГЭС с учетом необходимости многолетнего регулирования уровня водохранилища составляет 21,2 млрд кВт·ч.13 На 2005 год, минимальная выработка была в 1997 году и составила 19,4 млрд кВт·ч, максимальное значение было достигнуто в 1995 году — 26,5 млрд кВт·ч.13

Среднегодовая выработка, исходя из известных гидротехнических параметров, может составлять несколько бо́льшую величину и — в зависимости от средней высоты верхнего бьефа — может находиться в пределах 23−25 млрд кВт·ч. В отдельные многоводные годы выработка может достигать значения 30 млрд кВт·ч.14 Более низкая выработка, по сравнению с потенциально возможной, обусловлена низким КПДтурбин (86 %), которые были установлены в начале 1960-х годов и в ходе эксплуатации снизили свою эффективность на 6 % (КПД гидротурбин современных ГЭС составляет 95-96%).15 Устанавливаемые в рамках современной программы модернизации турбины имеют КПД 95%.15

История строительства и эксплуатации

Панорама строительства водосливной плотины Братской ГЭС, сентябрь 1959
Панорама строительства водосливной плотины Братской ГЭС, сентябрь 1959
Строительство Братской гидроэлектростанции на реке Ангаре, февраль 1960
Строительство Братской гидроэлектростанции на реке Ангаре, февраль 1960
Вид на плотину, март 1960
Вид на плотину, март 1960
Вид на плотину, октябрь 1960
Вид на плотину, октябрь 1960
Спиральная камера, март 1961
Спиральная камера, март 1961

У Братской ГЭС было много противников: у страны не хватало ресурсов одновременно на космическую, ядерную, авиационную гонку и испытания, которым Советский Союз подвергала холодная война16.

Гидроэнергетики убеждали правительство в том, что использование Ангары и Енисея помогло бы ликвидировать хронический дефицит электроэнергии в Сибири, до этого времени жившей на угле. Кроме этого, в Братске планировалось строительство крупнейшего в стране алюминиевого завода, которому требовалось много энергии. А алюминий нужен для авиации, космоса16.

Решение о строительстве Братской ГЭС было принято в сентябре 1954. Осенью того же года в Братск прибыли первые рабочие и техника, а 21 декабря1954 были начаты подготовительные работы по возведению гидроэлектростанции. Сооружение объекта вело специально созданное управление Нижнеангаргэсстрой, позднее переименованное в Братскгэсстрой.

Одновременно началось строительство крупного сибирского города. 12 декабря1955 Указом Президиума Верховного Совета РСФСР рабочий посёлок Братск получил статус города областного подчинения.

Строительство Братской ГЭС было объявлено ударной комсомольской стройкой и находилось в центре общественного внимания. Многие из строителей были награждены государственными наградами. Гидроэлектростанция стала символом промышленного развития Сибири.

В июле 1955 года началось строительство линии высоковольтной электропередачи Иркутск-Братск-ЛЭП-220, оконченное в октябре 1957. 6 ноября Братская подстанция получила первый ток Иркутской ГЭС, а 8 декабря начала свою работу ЛЭП-220. В 19591961 была сооружена вторая линия электропередачи — ЛЭП-500.

Перекрытие Ангары со льда

Первое в мире перекрытие Ангары со льда при строительстве плотины Братской ГЭС было осуществлено ради сокращения сроков строительства. Именно это революционное решение главного инженера Арона Гиндина и начальника «БратскГЭСстроя» Ивана Наймушина решило судьбу Братской ГЭС: они были уверены, что если «влезут в реку», то Москва будет вынуждена продолжить строительство.

Первоначально перекрытие Ангары предполагалось делать летом. Решение о ледовом перекрытии приняли директор строительства Иван Иванович Наймушин и главный инженер Арон Маркович Гиндин. Побудило к этому то, что зимой 1956—1957 года выдались сильные морозы, и толщина льда на Ангаре в Падунском сужении достигла 2,5 метра. Это позволило готовить бревенчатые ряжи к погружению непосредственно на льду реки17.

Главную техническую сложность представляло вскрытие льда для погружения ряжа. Необходимые для этого инженерные решения разработала «группа штурма» из восьми учёных и инженеров во главе с Роальдом Годассом. Общее руководство проектом осуществлял инженер, строивший до этого Цимлянскую и Горьковскую ГЭС, Григорий Кузьмич Костюченко. Технология позже была описана в монографии участника «группы штурма» Алексея Николаевича Марчука «Перекрытие рек под ледяным покровом». Продольная стенка перемычки была готова к марту17.

Банкет верховой перемычки был отсыпан самосвалами также со льда, кромку которого потребовалось укрепить брусчатым настилом, поскольку её толщина к этому времени уменьшилась до 1,8 метра. Перекрытие правобережной части Ангары было успешно выполненоза девять часов 30 марта1957. Это было первое в мире перекрытие крупной реки со льда. Аналогичная технология впоследствии была применена на Ершовском пороге на Ангаре, при отсыпке банкета на Усть-Илиме. Монография Марчука была переведена на английский язык Научно-технической лабораторией холодных регионов армии США17

Завершение плотины и пуск генераторов

18-19 июля1961 началось наполнение Братского водохранилища, после его завершения уровень у плотины поднялся более чем на 100 метров. Братское водохранилище стало самым крупным в мире искусственным водоёмом.

Первый (станционный 18) гидрогенератор мощностью 225 МВт был поставлен под нагрузку и дал промышленный ток 28 ноября1961 в 10 часов 15 минут. Через 7 дней, 5 декабря, дал ток второй агрегат.

12 декабря1963 были поставлены под промышленную нагрузку и включены в сеть единой энергетической системы Сибири 15 и 16 агрегаты Братской ГЭС. 9 мая1964 вступил в строй центральный пульт управления станцией, руководить работой которой теперь могли лишь два человека. 30 сентября1964 уложен последний кубометр бетона в тело плотины.

3 марта1965 уложены последние метры постоянного железнодорожного пути по гребню плотины. 16 июня1965 по плотине Братской ГЭС прошли первые грузовой и пассажирский поезда, 28 июля было открыто автомобильное движение. После пуска 14 декабря1966 под промышленную нагрузку последнего, восемнадцатого, агрегата Братская ГЭС стала крупнейшей в мире гидроэлектростанцией. 8 сентября1967 года Государственная комиссия приняла Братский гидроузел в постоянную эксплуатацию с оценкой «отлично». 23 сентября того же года Братской ГЭС было присвоено имя 50-летия Великого Октября18. До 1971 года Братская ГЭС была самой мощной в мире.

С 2006 года «Иркутскэнерго» совместно с ОАО «Силовые машины» модернизирует гидроагрегаты ГЭС. Проект предусматривает замену рабочих колес гидроагрегатов первой очереди (станционные номера 13-18), работавших в период достройки ГЭС на пониженных напорах, что вызвало их ускоренный износ. В 2006 году было изготовлено новое рабочее колесо для гидроагрегата № 16, в 2007 году — для № 17, в 2008 году — для № 14 и № 18, в 2009 году — для № 1519 и № 1320. Новые рабочие колеса позволяют гидроагрегатам развивать мощность в 255 МВт. Программу модернизации гидроагрегатов первой очереди планируется завершить к июлю 2010 года.

13 января2010 годаГЭС выработала рекордный для евразийского континента и России триллионный кВт·ч21.

К апрелю 2020 года Братская ГЭС установила новый рекорд в 1 триллион 200 миллиардов киловатт-часов за весь период работы станции.22

Мемориальная доска комсомольцам — строителям Братской ГЭС и города Братска
Мемориальная доска комсомольцам — строителям Братской ГЭС и города Братска

В культуре

  • Поэма Евгения Евтушенко «Братская ГЭС» (1965).
  • Песенный цикл «Таёжные звёзды» композитора Александры Пахмутовой и поэтов Николая Добронравова и Сергея Гребенникова, созданный в результате творческой командировки на Братскую ГЭС в 1963 году. В него вошли песни «Марчук играет на гитаре», «Письмо на Усть-Илим», «ЛЭП-500», «Девчонки танцуют на палубе», «Главное, ребята, сердцем не стареть». В 1968 году, после завершения строительства ГЭС, Пахмутовой и Добронравовым написана песня «Прощание с Братском».
  • Повесть Валентина Распутина «Прощание с Матёрой» (1976) написана по мотивам переселения населённых пунктов, затопленных при наполнении Братского водохранилища23.

Посещения ГЭС

По воспоминаниям Алексея Николаевича Марчука, строительство посещали Александра Пахмутова, Николай Добронравов, Иосиф Кобзон, Евгений Евтушенко, Михаил Танич, Александр Лившиц, Александр Левенбук и другие деятели советского искусства, в том числе сибирские писатели17.

Иностранные гости

  • Фидель Кастро — май 1963 года24
  • Юмжагийн Цэдэнбал — 22 апреля 1964 года2425
  • Жак Дюкло — август 1966 года24
  • Король и королеваБельгии — 1975 год24.

Примечания

  1. Журнал «Гидротехническое строительство», 1970, № 4.
  2. En+Group завершила сделку по приобретению доли участия 40,29% в Иркутскэнерго. neftegaz.ru (7 июня 2016).
  3. En+ Group обновляется и наращивает выработку. Gazeta.ru (03.06.2019,).
  4. А.А. Ермакова, Н.Н. Лебедева. [https://brstu.ru/static/unit/journal_2/docs/number-40/111-115.pdf Арон Маркович Гиндин — выдающийся инженер,ученый и педагог] // Проблемы социально-экономического развития Сибири : Научный журнал. — 2020. — № 2. — С. 111-115. — ISSN2224-1833.
  5. , с. 380—385.
  6. , с. 56—57.
  7. Рассказов Л.Н. и др.1 // Гидротехнические сооружения. — М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2008. — С. 576. — 560 с. — ISBN 9785930935936.
  8. , с. 9—12.
  9. Молодкин К. А.Братская ГЭС — флагман российской гидроэнергетики // Гидротехника : журнал. — 2011. — № 2. — С. 32—34.
  10. Линии электропередачи Иркутской энергосистемы по состоянию на 1 января 2017 года. Правительство Иркутской области. Дата обращения: 1 апреля 2018.
  11. , с. 11.
  12. В. И. Брызгалов.Из опыта создания и освоения Красноярской и Саяно-Шушенской гидроэлектростанций // Производственное издание. — Т. 1. — С. 27—28.
  13. Обзор ОЭС СибириАрхивная копия от 21 апреля 2013 на Wayback Machine, Войтков Вячеслав, Февральс 2005, «ЭнергоРынок»
  14. Братская ГЭС наработала на рекорд, Дементьева Е, 13.01.2010, Российская газета, Восточная Сибирь
  15. Братская ГЭС меняет турбины(недоступная ссылка — история )., Еременко Е, 29.09.2006, Газета «Областная»
  16. Арон Гиндин, прошедший от Баксана до Братска | Как воевали плотины. hydro1945.ru. Русгидро. Дата обращения: 21 ноября 2020.
  17. Кривомазова, Людмила.Люди и время. Алексей Николаевич Марчук. baikal-irkzem.ru. Иркутское землячество "Байкал" (7 июля 2014). Дата обращения: 7 ноября 2020.
  18. Хрестоматия по истории Иркутской области / под общ. ред. А. П. Косых. — 2-е изд., доп. и перераб. — Иркутск: Восточно-Сибирское кн. изд-во, 1969. — С. 378. — 411 с.
  19. Иркутскэнерго: Новости. 14 апреля в аэропорт г. Братска доставлено 5-е рабочее колесо для Братской ГЭС
  20. Иркутскэнерго: Новости. 7 октября в аэропорт г. Братска доставлено 6-е рабочее колесо для Братской ГЭС
  21. Братская ГЭС установила рекорд Евразии по выработке энергии. Лента.Ру (13 января 2010). Дата обращения: 4 июля 2019.
  22. Братская ГЭС установила рекорд по производству электроэнергии в России и Европе (01.04.2020).
  23. Дальжинова Ирина Александровна, Плюснина Виктория Валерьевна.Переселение жителей Боханского района в ходе строительства Братской ГЭС // Вестник Бурятского государственного университета. Педагогика. Филология. Философия : журнал. — 2011. — № 7. — С. 144—148. — ISSN1994-0866.
  24. Перк Н. И. Братск - Богучаны. — М.: Советская Россия, 1977. — 158 с.
  25. Василий Федорович Мальцев.Братская ГЭС: сборник документов и материалов. — Восточно-Сибирское книжное изд-во, 1964. — С. 583. — 724 с.