Каскад Нижне-Черекских ГЭС

Каскад Нижне-Черекских ГЭС. Каскад Нижне-Черекских ГЭС состоит из трех станций, полностью построенных в постсоветский период: Аушигерской ГЭС (введена в эксплуатацию в декабре 2002 года), Кашхатау ГЭС (введена в эксплуатацию в декабре 2010 года), и Зарагижской ГЭС (введена в эксплуатацию в декабре 2016 года). Каскад общей мощностью 155,7 МВт является крупнейшим энергетическим комплексом Кабардино-Балкарии.

Верхняя ступень Каскада - Кашхатау ГЭС

Установленная мощность, МВт – 65,1

Среднемноголетняя выработка, млн кВт.ч – 241

Месторасположение – Кабардино-Балкарская Республика, Черекский район

Водный объект – река Черек

Год пуска первого гидроагрегата – 2010

Тип компоновки – деривационная

Напорные сооружения

Тип плотины – грунтовая

Максимальная высота, м – 37

Длина по гребню, м – 397,6

Расчетный максимальный сбросной расход, м³/с – 460

Водохранилище

Объем полный, млн м³ – 6,9

Объем полезный, млн м³ – 0,9

Площадь при НПУ, км² – 0,44

Отметка НПУ, м – 738

Гидроагрегаты

Количество и мощность гидроагрегатов – 3х21,7 МВт

Тип турбин – радиально-осевые

Расчетный напор, м – 94

Гидроэлектростанция Кашхатау расположена на реке Черек, в Кабардино-Балкарской Республике, у поселка Кашхатау. Входит в Нижне-Черекский каскад, являясь его верхней ступенью. Одна из первых гидроэлектростанций, строительство которых было начато в постсоветской России. Крупнейшая гидроэлектростанция Кабардино-Балкарии.

Проектирование каскада ГЭС на реке Черек было начато еще в советское время. Институт «Еревангидропроект» разработал проект гидроэнергетического комплекса, состоящего из двух деривационных станций – Советской (Кашхатау) ГЭС и Аушигерской ГЭС. Впоследствии проект был доработан институтом «Гидропроект», при этом мощность станций комплекса была увеличена (так, мощность Советской ГЭС была увеличена с 55,4 МВт до 65,1 МВт).

Строительство Нижне-Черекского каскада ГЭС было начато в 1993 году, станции каскада стали первыми ГЭС, которые начали возводить в новой России. Но общая сложная экономическая ситуация в стране привела к тому, что строительные работы велись низкими темпами. В связи со сложностями строительства деривационного тоннеля Советской ГЭС, первоочередным объектом была признана Аушигерская ГЭС. После ее пуска в конце 2002 года строительные работы на площадке Советской ГЭС были активизированы, что позволило в 2006 году ввести в эксплуатацию головной узел. В том же году станция была переименована в Кашхатау ГЭС.

Наибольшей интенсивности строительные работы достигли в 2007-2010 годах, после перехода строительства под контроль компании «РусГидро». Наибольшие сложности вызвала проходка деривационного тоннеля в сложных геологических условиях (слабые песчано-обводненные грунты), потребовавшая применения технологии химического закрепления грунтов.

Гидроагрегаты Кашхатау ГЭС были введены в работу 26 декабря 2010 года. Станция входит в состав Кабардино-Балкарского филиала ПАО «РусГидро».

Описание сооружений

Кашхатау ГЭС – деривационная электростанция с подводящей деривацией. Сооружения станции включают в себя головной узел, деривацию, напорно-станционный узел.

Головной узел обеспечивает очистку воды реки Черек от наносов и забор ее в деривацию. Сооружения головного узла включают в себя грунтовую плотину, водосброс с шугорыбосбросом, водозабор с отстойником и аварийным водосбросом, рыбоход. Напорные сооружения головного уза образуют небольшое водохранилище с НПУ 738 м, полным объемом - 6,9 млн м³, полезным объемом - 0,9 млн м³.

Грунтовая плотина длиной 397,6 м и максимальной высотой 37 м отсыпана из местных материалов, имеет противофильтрационное ядро из смеси суглинка и гравийно-галечникового грунта.

Бетонные водосброс и шугорыбосброс, примыкающие к плотине справа, входят в состав напорного фронта. Водосброс имеет два водосбросных пролета шириной 7 м каждый, шугорыбосброс - один пролет шириной 4 м. Водосбросные сооружения обеспечивают пропуск максимального расчетного паводка с расходом 460 м³/с (0,1 %-обеспеченности). Водозаборное сооружение непосредственно примыкает к водосбросу и также входит в состав напорного фронта. Непосредственно за водозабором размещён четырёхкамерный отстойник, служащий для очистки воды от наносов. В состав отстойника входит автоматический аварийный водосброс на расход 100 м³/с.

Деривация Кашхатау ГЭС имеет общую длину 6243 м и состоит из открытого и закрытого участков. Открытый участок представлен железобетонным каналом-лотком прямоугольного сечения длиной 2029 м. Закрытый участок представляет собой деривационный тоннель длиной 4144 м. Режим работы тоннеля - напорный, максимальный статический напор составляет 16 м.

Напорно-станционный узел состоит из бассейна суточного регулирования, водозаборного устройства, напорных трубопроводов, уравнительного резервуара, здания ГЭС, отводящего канала и распределительного устройства. Бассейн суточного регулирования (БСР), также выполняющий функции напорного бассейна, имеет длину около 700 м, ширину около 200 м, полный объем 0,95 млн м³, полезный объем — 0,88 млн м³.

Водоприёмник находится в концевой части БСР, снабжен двумя водозаборными отверстиями, перекрываемыми аварийно-ремонтными затворами. Напорный водовод состоит из металлического напорного трубопровода длиной 564 м, вертикального напорного ствола водовода глубиной около 65 м и напорного тоннеля длиной 384 м. Все участки напорного водовода имеют внутренний диаметр 4,4 м. В середине водовода размещён железобетонный уравнительный резервуар высотой около 40 м.

В здании ГЭС установлены 3 гидроагрегата мощностью по 21,7 МВт с радиально-осевыми турбинами, работающими на расчетном напоре 94 м. Отработавшая на турбинах вода сбрасывается в отводящий канал длиной 570 м, который сопрягается с деривацией Аушигерской ГЭС. Выдача вырабатываемой станцией электроэнергии производится с открытого распределительного устройства напряжением 110 кВ.

Средняя ступень Каскада – Аушигерская ГЭС

Установленная мощность, МВт – 60

Среднемноголетняя выработка, млн кВт.ч – 240,5

Месторасположение – Кабардино-Балкарская Республика, Черекский район

Водный объект – река Черек

Год пуска первого гидроагрегата – 2002

Тип компоновки – деривационная

Напорные сооружения

Тип плотины – гравитационная бетонная

Максимальная высота, м – 15

Длина по гребню, м – 154

Расчетный максимальный сбросной расход, м³/с – 485

Водохранилище

Объем полный, млн м³ – 1,4

Объем полезный, км³ – 0,9

Площадь при НПУ, км² – 0,26

Отметка НПУ, м – 634,2

Гидроагрегаты

Количество и мощность гидроагрегатов – 3х20 МВт

Тип турбин – радиально-осевые

Расчетный напор, м – 91

Аушигерская гидроэлектростанция расположена на реке Черек, в Кабардино-Балкарской Республике, у сел Аушигер и Зарагиж. Входит в Нижне-Черекский каскад, являясь его средней ступенью. Одна из первых гидроэлектростанций, строительство которых было начато в постсоветской России.

Проектирование каскада ГЭС на реке Черек было начато еще в советское время. Институт «Еревангидропроект» разработал проект гидроэнергетического комплекса, состоящего из двух деривационных станций – Советской (Кашхатау) ГЭС и Аушигерской ГЭС. Впоследствии проект был доработан институтом «Гидропроект», при этом мощность станций комплекса была увеличена (так, мощность Аушигерской ГЭС была увеличена вдвое – с 32 МВт до 60 МВт).

Строительство Нижне-Черекского каскада ГЭС было начато в 1993 году, станции каскада стали первыми ГЭС, которые начали возводить в новой России. Но общая сложная экономическая ситуация в стране привела к тому, что строительные работы велись низкими темпами. В связи со сложностями строительства деривационного тоннеля Кашхатау ГЭС, первоочередным объектом была признана Аушигерская ГЭС, что потребовало включения в состав сооружений резервного головного узла. В 1999 году финансирование стройки значительно возросло, строительные работы были интенсифицированы, что позволило 25 декабря 2002 года ввести Аушигерскую ГЭС в эксплуатацию. Пуск Аушигерской ГЭС привел к выводу из эксплуатации и демонтажу существующей малой Советской ГЭС мощностью 2 МВт в связи со снижением водотока реки Черек в створе водозаборных сооружений станции. Аушигерская ГЭС входит в состав Кабардино-Балкарского филиала ПАО «РусГидро».

Описание сооружений

Аушигерская ГЭС – деривационная электростанция с безнапорной подводящей деривацией. Сооружения станции включают в себя головной резервный узел, деривационный канал, напорно-станционный узел.

Головной резервный узел расположен на реке Черек, постоянно использовался для обеспечения забора воды в деривацию в 2002-2010 годах (до ввода в работу Кашхатау ГЭС), далее используется как резервный водозабор в случае остановки Кашхатау ГЭС. Головной узел включает в себя глухую бетонную плотину, водосливную плотину с водосбросами и шугорыбосбросом, водоприемник, рыбоход. Глухая бетонная плотина имеет длину 72,6 м. Водосливная плотина представляет собой автоматический водослив длиной 51,4 м с отметкой порога 634,2 м, состоящий из 8 пролетов. Водосбросы и шугорыбосброс выполнены в едином блоке общей длиной 30 м, в котором расположены два пролета водосброса и один шугорыбосброса, шириной по 4 м, перекрываемые сегментными затворами. Максимальный расход через водопропускные сооружения составляет 485 м³/с, максимальный объем забираемой в деривацию воды - 75 м³/с. Подпорные сооружения головного резервного узла образуют небольшое водохранилище с НПУ 634,2 м, полным объемом – 1,4 млн м³, полезным объемом – 0,9 млн м³.

Деривационный канал включает в себя участок трапециедального сечения в земляном русле длиной 675 м и железобетонный лоток прямоугольного сечения 6,9х5,2 м, длиной 6185 м. Деривационный канал сопрягается с отводящим каналом Кашхатау ГЭС, по которому в обычном эксплуатационном режиме подается вода в деривацию Аушигерской ГЭС.

Напорно-станционный узел включает в себя напорный бассейн с аварийным водосбросом и грязеспуском, водоприемник, напорный трубопровод, здание ГЭС, отводящий канал и распределительное устройство.

Напорный бассейн имеет площадь 4,5 га, протяженность 180 м и ширину по дну 80 м. Отметка НПУ напорного бассейна составляет 629,12 м. Напорный бассейн оборудован автоматическим аварийным водосбросом и грязеспуском (промывником). В концевой части напорного бассейна расположен водоприемник, с двумя водозаборными отверстиями, перекрываемыми аварийно-ремонтными затворами.

Из водоприемника вода попадает в однониточный металлический напорный трубопровод длиной 615 м и диаметром 4,4 м. В концевой части трубопровод разделяется на три трубопровода, направляющих воду к гидротурбинам здания ГЭС. В здании Аушигерской ГЭС размещены три гидроагрегата мощностью по 20 МВт с радиально-осевыми турбинами, работающими на расчетном напоре 91 м. Перед турбинами расположены дисковые затворы. Выдача электроэнергии в энергосистему производится с открытого распределительного устройства 110 кВ.

Отработавшая на турбинах вода сбрасывается в отводящий канал длиной 2,26 км, из которого она поступает либо в деривацию Зарагижской ГЭС, либо в р.Черек.

Нижняя ступень Каскада – Зарагижская ГЭС

Установленная мощность, МВт – 30,6

Среднемноголетняя выработка, млн кВт.ч – 114

Месторасположение – Кабардино-Балкарская Республика, Урванский район

Водный объект – река Черек

Год пуска первого гидроагрегата – 2016

Тип компоновки – деривационная

Напорные сооружения

Тип плотины – плотина отсутствует

Водохранилище (Напорный бассейн)

Объем полный, млн м³ – 0,3

Объем полезный, км³ – 0,19

Площадь при НПУ, км² – 0,05112

Отметка НПУ, м – 533

Гидроагрегаты

Количество и мощность гидроагрегатов – 3х10,6 МВт

Тип турбин – радиально-осевые

Расчетный напор, м – 44

Зарагижская гидроэлектростанция расположена на реке Черек, в Кабардино-Балкарской Республике, у сел Псыгансу и Зарагиж. Входит в Нижне-Черекский каскад, являясь его нижней ступенью. Отличается отсутствием плотины и каких-либо иных подпорных сооружений – весь напор создается только за счет деривации.

Первый проект Зарагижской ГЭС был подготовлен в 2007 году – станция рассматривалась как малая ГЭС мощностью 15,6 МВт, с деривацией в виде напорного трубопровода. В 2011 году проект был переработан, при этом мощность станции возросла вдвое.

Возведение Зарагижской ГЭС было начато осенью 2011 года. Сначала строители сконцентрировались на возведении деривационных каналов и лотков, эти работы были в целом завершены к началу 2013 года. В 2013-2015 годах был выполнен основной объем работ по строительству напорного бассейна, водоприемника и здания ГЭС. В 2016 году завершили монтаж гидроагрегатов и другого оборудования, был проведен полный цикл испытаний. Пуск Зарагижской ГЭС состоялся 29 декабря 2016 года.

Пуском Зарагижской ГЭС было завершено создание Нижне-Черекского каскада – крупнейшего энергокомплекса Кабардино-Балкарии мощностью 156 МВт. Зарагижская ГЭС эксплуатируется Кабардино-Балкарским филиалом ПАО «РусГидро».

Описание сооружений

Зарагижская ГЭС – деривационная электростанция с безнапорной подводящей деривацией. В составе сооружений ГЭС отсутствуют плотины и другие подпорные сооружения. Напор на турбинах Зарагижской ГЭС создается при помощи системы лотков и каналов, в которые поступает вода из отводящего канала Аушигерской ГЭС. Такое техническое решение позволило отказаться от дорогостоящей системы очистки воды от наносов – к Зарагижской ГЭС поступает вода, уже очищенная на верхних ступенях каскада.

В состав сооружений Зарагижской ГЭС входят деривационный канал, напорный бассейн, холостой водосброс, водоприемник, напорный трубопровод, здание ГЭС, отводящий канал, распределительное устройство.

Деривационный канал берет свое начало в отводящем канале Аушигерской ГЭС, где построен узел затворный узел, позволяющий направлять воду либо в деривацию Зарагижской ГЭС, либо сбрасывать ее в русло реки Черек. Общая длина канала составляет 3354 м, в том числе открытый канал трапецеидального сечения длиной 1690 м и железобетонный канал-лоток прямоугольного сечения длиной 1664 м. Пропускная способность деривационного канала составляет 80 м³/с.

Из деривационного канала вода поступает в напорный бассейн, представляющий треугольную акваторию, созданную насыпными дамбами. Длина напорного бассейна составляет 284 м, ширина – 180 м, отметка НПУ – 533 м. Полная емкость бассейна составляет 0,3 млн м³, полезная – 0,19 млн м³. Напорный бассейн оборудован аварийным водосбросом, состоящим из автоматического бокового водослива и быстротока. Для опорожнения напорного бассейна предусмотрен водовыпуск, сбрасывающий воду в быстроток холостого водосброса.

В концевой части напорного бассейна расположен водоприемник, имеющий два водозаборных отверстия, перекрываемых аварийно-ремонтными затворами. Из водоприемника вода поступает в однониточный металлический напорный трубопровод длиной 284,8 м и диаметром 4,4 м. Перед зданием ГЭС трубопровод имеет развилку на три гидроагрегата.

В здании Зарагижской ГЭС размещены три гидроагрегата мощностью по 10,6 МВт с радиально-осевыми турбинами, работающими на расчетном напоре 44 м. Перед турбинами смонтированы дисковые затворы. Отработавшая на турбинах вода сбрасывается в отводящий канал длиной 1400 м и из него – в русло реки Черек.

Выработанная электроэнергия передается потребителям через открытое распределительное устройство напряжением 110 кВ. Станция автоматизирована и управляется с пульта Кашхатау ГЭС.