ds2018-2
ППРК-Сервис
Архив номеров / Архив в электронном виде / СТО 06/47/СЕНТЯБРЬ 2016 / Перспективы гидроэнергетики Северо-Запада
Перспективы гидроэнергетики Северо-Запада

Перспективы гидроэнергетики Северо-Запада

Стабильное и бесперебойное энергоснабжение – один из основных факторов развития любого региона России. От того, насколько надежно работает энергосистема, зависит комфортная жизнь людей и эффективная работа предприятий. На Северо-Западе нашей страны крупнейший производитель и поставщик энергии – компания ТГК-1, в составе которой 53 электростанции. Причем 19 из них расположены за Полярным кругом. Модернизация существующих генерирующих мощностей и строительство новых – приоритетные задачи компании.

В последние несколько лет ТГК-1 завершила ряд крупных, важных для региона проектов. В Петербурге введены в эксплуатацию новые турбины Василеостровской и Выборгской ТЭЦ, современные энергоблоки Южной, Первомайской и Правобережной ТЭЦ. Завершается строительство водогрейного комплекса Первомайской ТЭЦ, который позволит закрыть выработавшую свой ресурс электростанцию. Обновляется и старейшая ТЭЦ в Петербурге – Центральная. Здесь в 2014 году начал работать новый электрический комплекс – закрытое распределительное устройство с современным оборудованием ячеек комплексного распределительного устройства 110/6 кВ с элегазовой изоляцией, рассчитанное на токи короткого замыкания до 50 кА. А в следующем году в составе Центральной ТЭЦ появится, по сути, новая станция, состоящая из двух газотурбинных установок мощностью 100 МВт. 

ТГК-1 регулярно инвестирует в проекты, направленные на защиту окружающей среды и экологическую безопасность. Тем более что экологически чистая гидрогенерация составляет около 40% от всей мощности компании. И это уникальная особенность ТГК-1. Правда, многие гидроэлектростанции были построены в первой половине XX века, их ежегодная модернизация – обязательная задача компании. Более того, «ТГК-1» реализует крупные инвестиционные проекты. Один из них – масштабная реконструкция каскада Вуоксинских ГЭС в Ленинградской области.
В составе каскада – четыре гидроэлектростанции: две расположились на территории Финляндии, еще две – в России: Светогорская и Лесогорская. Последние в 1949 году образовали каскад Вуоксинских ГЭС.
Сегодня он – основной источник, снабжающий электрической энергией Карельский перешеек. Годовая выработка станций каскада – более миллиарда кВт∙ч.

Спустя более чем полвека интенсивной работы оборудование ГЭС потребовало замены и модернизации. Масштабная реконструкция каскада Вуоксинских ГЭС началась в 2007 году. Для сохранения энергобаланса региона энергетики решили менять агрегаты по очереди, получив новый опыт – монтаж нового оборудования без перестройки гидротехнических сооружений. В результате установленная электрическая мощность станции возросла практически на треть – с 184 МВт до 240 МВт. 

В процессе монтажа новых гидроагрегатов применялись новаторские технические решения, не имеющие аналогов в России и за рубежом: новые агрегаты устанавливали на место старых с изменением конфигурации проточной части турбин. Количество лопастей рабочего колеса увеличилось с четырех до пяти. Для этого проекта был разработан особый механизм поворота лопастей, что способствовало повышению коэффициента полезного действия турбины, увеличив ее мощность более чем на 30%. Помимо этого, на станциях отремонтировали спиральные камеры, полностью сменили генераторы, обновили системы защиты, а также произвели замену 10 и 110 кВт распределительных устройств.

Одним из самых серьезных этапов работа стали операции по установке роторов в статоры гидроагрегатов. Здесь требовалась особая точность: допустимые отклонения были минимальны. Немаловажным фактом можно назвать привлечение лучших специалистов не только России, но и Европы. Только за время монтажа нового оборудования было задействовано 60 человек. 

Каждый реконструированный гидроагрегат прошел испытания в режиме холостого хода генератора с последующей наладкой системы автоматического пуска и остановки агрегата. Также во время реконструкции на обеих гидроэлектростанциях была установлена полностью автоматизированная система управления станцией на базе контроллеров Metso DNA.
18 декабря 2013 года со вводом в эксплуатацию гидроагрегата № 4 на Лесогорской ГЭС завершилась масштабная реконструкция мощностей каскада Вуоксинских ГЭС.

Новые мощности – Заполярью

Особое внимание уделяется и станциям Заполярья. Одним из самых важных проектов здесь стала реконструкция Иовской ГЭС. Станция входит в состав каскада Нивских ГЭС. Первый агрегат был введен в эксплуатацию 28 декабря 1960 года. Изначально оборудование работало под деревянным шатром, само здание гидроэлектростанции возвели только после пуска. В промышленную эксплуатацию ГЭС принята 17 марта 1965 года.

Иовская ГЭС стала первой в мире экспериментальной станцией, оборудованной асинхронизированными синхронными генераторами с поворотной осью намагничивания. В результате долгих исследований была разработана уникальная аппаратура управления и регулирования, которая позволила в декабре 1971 года произвести успешное включение и генератора № 2 параллельно с энергосистемой.

Несмотря на ежегодное обновление оборудования, в начале XXI века потребовалась комплексная реконструкция станции.
Работы стартовали уже в ноябре 2012 года. В 2013 был полностью заменен первый гидроагрегат, и за девять месяцев 2014 года – второй.
При этом до начала производства были проведены модельные испытания: сначала изготовлена и протестирована полная 3D-модель рабочих колес, только после этого началось производство конструкций в реальных масштабах. Доставка оборудования осуществлялась водным и наземным транспортом из австрийского города Гранца.

На ГЭС полностью заменили рабочие колеса гидроагрегатов. Вместо пропеллерных установили новые поворотно-лопастные турбины, после чего появилась возможность работать в более широком диапазоне регулирования мощности. Раньше можно было набирать нагрузку только от 35 до 48 МВт, сейчас – от 19. Кроме того, улучшились параметры надежности работы турбин. 

Для новых турбин была применена уникальная система регулирования высокого давления, практически не имеющая аналогов в России. Она позволила снизить объемы использования масла, а значит, и повысить экологичность оборудования.
Помимо прочего, были полностью усовершенствованы системы регулирования и возбуждения, реконструированы комплексы защиты и автоматика. В результате генераторы станции оснащены новыми современными микропроцессорными защитами и системами, что позволяет повысить безаварийность.

Техническое перевооружение Иовской ГЭС позволило значительно увеличить коэффициент полезного действия гидроагрегатов и более рационально использовать водохранилище для оперативного регулирования нагрузки в соответствии с потребностями энергосистемы Мурманской области. В целом повысилась надежность работы станции, а внедрение новейшей автоматизированной системы контроля дает возможность управлять станциями с головного узла Нивского каскада ТГК-1.

В 2015 году на станциях каскада принята в промышленную эксплуатацию система обмена технологической информацией с автоматизированной системой системного оператора (СОТИ АССО). СОТИ АССО собирает и передает данные о состоянии основного оборудования ГЭС как оперативному и эксплуатационному персоналу самих гидростанций, так и диспетчерскому персоналу системного оператора.

А 27 февраля 2015 года совет директоров компании определил в число приоритетных инвестиционных проектов модернизацию Верхне-Туломской ГЭС каскада Туломских ГЭС филиала «Кольский» с поэтапной заменой гидроагрегатов.

Главными задачами модернизации являются вывод устаревшего оборудования, установка нового и повышение эксплуатационной надежности, исходя из требований к режимам работы ГЭС.
Учитывая важность Верхне-Туломской ГЭС для энергосистемы Мурманской области, обновление будет проходить поэтапно и займет несколько лет. К проекту предъявляются высокие требования: новое оборудование должно отвечать современным стандартам безопасности и экологичности.

Помимо этого, в рамках инвестиционной программы проводится реконструкция водосброса Нижне-Туломской ГЭС. Ведутся работы по замене несущих конструкций мостового перехода, обновлению гидромеханического оборудования – аварийных щитов и затворов водосброса, установке нового грузоподъемного механизма. Проект осуществляется в целях повышения надежности и прочности гидротехнических сооружений, обеспечения безопасной эксплуатации плотины. Это будет достигнуто за счет поэтапной замены всех элементов водосброса. И вскоре каскад Туломских ГЭС станет одним из самых надежных в регионе.

ТГК-1 за последние годы модернизировала значительный объем мощностей: строятся новые станции, проводится техническое перевооружение действующего оборудования. В общей сложности введено 1650 МВт новой мощности – а это надежность энергосистемы, комфорт жителей и основа развития экономики региона.