Воткинская ГЭС

Воткинская ГЭС представляет собой средненапорную русловую гидроэлектростанцию (здание ГЭС входит в состав напорного фронта). Сооружения гидроузла включают в себя земляные плотины, водосливную плотину, здание ГЭС, судоходный шлюз с подходными каналами, ОРУ 110 и 220 кВ, КРУЭ 500 кВ. По сооружениям ГЭС проложена автомобильная дорога. Установленная мощность электростанции — 1085 МВт, проектная среднегодовая выработка электроэнергии — 2220 млн кВт·ч, фактическая среднегодовая выработка электроэнергии — 2519 млн кВт·ч[1][2][3].

Воткинская ГЭС является одной из ключевых электростанций энергосистемы Урала. Электроэнергия и мощность станции выдается в Пермскую, Удмуртскую, Кировскую, Башкирскую и Свердловскую энергосистемы, работа ГЭС позволяет регулировать пиковые нагрузки энергопотребления (как в суточном, так и в недельном разрезе). Также Воткинская ГЭС участвует в автоматическом регулировании частоты и перетоков мощности по линиям электропередач «Центр — Урал», несет функцию высокооперативного аварийного резерва мощности. Всего за время эксплуатации Воткинская ГЭС выработала более 145 млрд кВт·ч возобновляемой электроэнергии[3][9][5].

Создание Воткинского водохранилища позволило обеспечить крупнотоннажное судоходство на участке Камы от Чайковского до Перми. Кроме того, Воткинская ГЭС, работая совместно с Камской ГЭС, с помощью специальных судоходных попусков обеспечивает работу речного транспорта ниже по течению Камы, до выклинивания Нижнекамского водохранилища. Также Воткинское водохранилище используется для водоснабжения (годовой объём забора воды — 0,3 км³), защиты от наводнений, рыболовства (допустимый улов оценивается в 383 тонны в год), служит автомобильным мостом через Каму. Строительство ГЭС привело к появлению и развитию города Чайковский с населением более 80 тыс. человек, основанного в 1955 году как рабочий поселок строителей станции[5][3][11].

Проектное задание Воткинской ГЭС, как второй гидроэлектростанции на Каме, было разработано институтом «Ленгидропроект» в 1953 году и предусматривало строительство станции мощностью 540 МВт. Первоначальный проект Воткинской ГЭС был уже в ходе строительства значительно переработан с целью снижения стоимости гидроузла. В частности, в разработанном в 1956 году техническом проекте мощность ГЭС была увеличена до 1000 МВт, были уменьшены размеры подводной части станции и толщина фундаментной плиты, принят вариант закрытого здания ГЭС с «островным» расположением гидроагрегатов без пола машинного зала на отметке генераторов, уменьшены высота машинного зала. Водосливная плотина стала пустотелой, были уменьшены её длина и число пролётов. На 10 метров уменьшили ширину станции, снизили толщину стен, было предусмотрено широкое использование сборного железобетона. Вместо двухступенчатого судоходного шлюза был принят одноступенчатый. В итоге объём бетонных работ был снижен на 416 тыс. м³, а стоимость станции составила 241,5 млн рублей, что на 45 млн рублей меньше сметной стоимости, предусмотренной проектным заданием[1][12].

Строительство Воткинской ГЭС было санкционировано распоряжением Совета Министров СССР от 22 марта 1955 года, первые строители прибыли на площадку станции ещё до этого, весной 1954 года. Земляные работы на основных сооружениях были начаты в июне 1957 года с отсыпки перемычек первой очереди. Первый бетон на стройке был уложен 5 ноября 1957 года. Река Кама на строительстве станции была перекрыта 6 октября 1961 года, первый гидроагрегат (станционный № 2) был пущен 23 декабря 1961 года, второй — 27 декабря того же года. В 1962 году были введены в эксплуатацию 4 гидроагрегата, в 1963 году — оставшиеся 4 машины (последняя, со станционным № 1 — 20 декабря 1963 года). В июне 1964 года Воткинское водохранилище впервые было заполнено до НПУ, 9 июля 1966 года Воткинская ГЭС была официально принята в промышленную эксплуатацию и её строительство было завершено[12][1][13].

Завершающий этап возведения станции был омрачён аварией на судоходном шлюзе 10 мая 1962 года. Во время шлюзования двух судов, в том числе пассажирского парохода «Дмитрий Фурманов» на ещё не достроенном шлюзе произошло обрушение стенки камеры шлюза. Потоки воды затопили межкамерное пространство и правую камеру шлюза, где продолжались строительные работы. Жертвами аварии стали 21 человек[12].

Всего в ходе строительства станции было произведено 36,6 млн м³ земляных работ и 2,2 млн м³ выемки скального грунта, уложено 0,88 млн м³ каменной наброски, дренажей и фильтров, 1,237 млн м³ бетона и железобетона, смонтировано 18,2 тыс. т металлоконструкций и механизмов. Воткинская ГЭС стала одной из самых экономичных гидроэлектростанций СССР, затраты на 1 кВт установленной мощности составили 167 рублей (для сравнения, на Волжской ГЭС — 520 рублей). Кроме того, станция была выведена на полную мощность на два года раньше, чем было предусмотрено проектным заданием[4][12].

Решением Минэнерго СССР Воткинская ГЭС была утверждена в качестве экспериментальной станции по внедрению вычислительной техники в энергетике. В 1975 году была внедрена автоматизированная система система управления технологическим процессом ГЭС на базе АСВТ М-6000. В 1970-х — 1980-х годах была реконструирована система охлаждения генераторов, на двух генераторах заменены обмотки статора, что позволило увеличить их мощность до 110 МВт, соответственно мощность станции возросла до 1020 МВт. В 1984—1989 годах были заменены силовые трансформаторы и автотрансформаторы. В 1986 году станция полностью окупила затраты на свое строительство[12][13].

В 2003 году была принята долгосрочная программа технического перевооружения и реконструкции станции, в 2011 году станция была включена в программу комплексной модернизации РусГидро. В 2006—2007 годах была завершена замена оборудования ОРУ 110 и 220 кВ. В 2014 году завершена реконструкция ОРУ 500 кВ с вводом в эксплуатацию КРУЭ 500 кВ. В 2008—2014 годах заменены затворы водосливной плотины. В 2015 году подписан договор на комплексную замену всех гидроагрегатов Воткинской ГЭС. Первый замененный гидроагрегат был введён в эксплуатацию в 2017 году, далее работы ведутся с темпом замены по одному гидроагрегату в год. В результате замены оборудования на более мощное мощность станции с 2018 года постепенно увеличивается, после завершения намеченных работ мощность станции должна достичь 1150 МВт. Для обеспечения выдачи повышенной мощности одновременно ведутся работы по замене трансформаторов и автотрансформаторов, в 2018—2019 годах были заменены группы 2АТГ и 3АТГ[13][14].

• 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.
• Слива И. В. История гидроэнергетики России. — Тверь: Тверская Типография, 2014. — 302 с. — ISBN 978-5-906006-05-9.
• Заключённые на стройках коммунизма. ГУЛАГ и объекты энергетики в СССР. Собрание документов и фотографий. — М.: Российская политическая энциклопедия (РОССПЭН), 2008. — 448 с. — ISBN 978-5-8243-0918-8.
• Мельник С.Г. Вечный двигатель. Волжско-Камский каскад: вчера, сегодня, завтра. — М.: Фонд «Юбилейная летопись», 2007. — 352 с.

• Правила использования водных ресурсов Камского и Воткинского водохранилищ на р.Каме (неопр.). Росводресурсы. Дата обращения: 28 мая 2020.
• Официальный сайт филиала ПАО «РусГидро» — «Воткинская ГЭС» (неопр.). РусГидро. Дата обращения: 28 мая 2020.
• Фотообзор Воткинской ГЭС (неопр.). Игорь Ягубков. Дата обращения: 28 мая 2020.
• Воткинский гидроузел (неопр.) (недоступная ссылка). Институт «Ленгидропроект». Дата обращения: 28 мая 2020. Архивировано 9 сентября 2019 года.