Колимська гідроелектростанція імені Ю. І. Фріштера - ГЕС на річці Колимі у селища Синьогора Ягоднінского району Магаданської області. Колимська ГЕС є основою енергосистеми Магаданської області, вона виробляє близько 95% електроенергії в регіоні. Є верхнім ступенем колимського каскаду ГЕС. Будівництво станції здійснено в суворих кліматичних умовах, в зоні поширення вічної мерзлоти. Має найвищу в Росії грунтову греблю, а також є найпотужнішою в країні гідроелектростанцією з підземним розташуванням машинного залу. Входить до складу ПАТ «Колимаенерго» - дочірнього товариства ПАТ «РусГідро».
Клімат різко континентальний, з дуже холодною зимою і помірно теплим літом. Річна амплітуда коливань температури повітря досягає 98 ° С, мінімальна зимова температура - мінус 62 ° С, максимальна річна - плюс 36 ° С. Тривалість опалювального періоду - 270 днів. Середньорічна кількість опадів становить 449 мм, досить рівномірно розподілених протягом року. Для району розташування Колимській ГЕС характерні практично постійні зимові вітри, які обумовлюють високу жорсткість погоди.
В області будування Колимській ГЕС залягають міцні тріщинуваті граніти, перекриті шаром пухких відкладень товщиною 3-20 м (в руслі річки залягають алювіальні відкладення товщиною 2-5 м). Гірські породи знаходяться в стані вічної мерзлоти глибиною близько 300 м; виняток становить русло річки, де є наскрізний Талік. Сейсмічність району - 7 балів за шкалою MSK-64.
Конструктивно Колимська ГЕС є потужною греблею високонапірну гідроелектростанцію. Споруди ГЕС поділяються на кам'яно-накидну греблю, підземне будівля ГЕС з водоприймача, водоскид, виробничо-технологічний комплекс (ПТК) з закритим розподільчим пристроєм (ЗРП). Колимська ГЕС має велику кількість постійних і тимчасових підземних споруд загальною довжиною 7,2 км і об'ємом виломкі 425 тис. М³. Встановлена потужність електростанції - 900 МВт, гарантована потужність - 224 МВт, середньорічне вироблення електроенергії - 3,325 млрд кВт год.
Гребля Колимській ГЕС кам'яно-накидна з протифільтраційним ядром. Максимальна будівельна висота греблі - 134,5 м (найвища грунтова гребля в Росії), довжина по гребеню - 683 м, ширина гребеня - 15 м. Гребля складається з верхової і низової наполегливих призм з гранітної кам'яної начерки, проти фільтраційного ядра з суглинисто-супіщаних грунтів, а також фільтрів з піщано-гравійного грунту, розташованих між ядром і наполегливими призмами. У верхової клин греблі включена тимчасова гребля висотою 62 м з протифільтраційним ядром, що використовувалась в період будівництва станції. Обсяг тіла греблі - 10 млн м³, з яких на кам'яну начерку доводиться 8 млн м³, на ядро - 1,2 млн м³ і на фільтри - 0,8 млн м³. В основі греблі розташовані залізобетонна цементаційна галерея, скельну підставу під ядром греблі облицьований бетоном. Також в правобережній частині греблі у її заснування розташоване тимчасове водоскидна спорудження, що використовувалося в період будівництва станції і в даний час забетоноване. Водонепроникність гірських порід в основі греблі забезпечується за допомогою цементаціонной завіси глибиною 60-100 м.
Водоскид Колимській ГЕС поверхневий, берегового типу, розташований зліва від греблі в скельній виїмці і примикає до водоприймача будівлі ГЕС, маючи з ним спільну підвідний канал. Пропускна здатність водоскиду - 11 300 м³ / с. Водоскид бетонний, складається з трёхпролётного водозливу і швидкотоків, що закінчуються трамплінами. Кожен з трьох прольотів водозливу шириною по 13 м перекривається сегментним затвором висотою 21 м. Оперування затворами проводиться за допомогою лебідок вантажопідйомністю 200 т кожна (по дві на кожен затвор). Лебідки встановлені в спеціальному приміщенні на естакаді.
Також є три плоских ремонтних затвора, розташованих перед сегментними і керованих за допомогою козлового крана. Лотки бистротоку розташовані на різній висоті (найвищий - лівий, під № 1) і розділені бичками. Довжина лотків різна, найбільша - у лотка № 1 (220 м); за рахунок цього кінцева ділянка водоскиду з трамплінами розташований під кутом до осі лотків, що підсилює ефект розсіювання струменя і відвертає потік від лівобережного схилу до русла річки. Гасіння енергії потоку відбувається в ямі розмиву в руслі річки.
У період будівництва станції використовувалося тимчасове водоскидна споруда, розташована на правому березі біля основи греблі, загальною довжиною 1060 м. Воно складається з підводить каналу довжиною 300 м, оголовка баштового типу з чотирма донними отворами, залізобетонної труби довжиною 350 м, шириною 22 м і висотою 29,5 м, відвідного каналу довжиною 360 м з віражем, водобійного колодязем і бетонної рісберми. Пропускна здатність тимчасового водоскиду - 10 700 м³ / с. Будівництво тимчасового водоскиду зайняло 8 років, в нього було укладено 400 тис. М³ бетону (30% всіх бетонних робіт по Колимській ГЕС), його кошторисна вартість склала 80 млн рублів у цінах 1984 року. Використання тимчасового водоскиду в період постійної експлуатації ГЕС не передбачено, в даний час він забетонований. Таке рішення по відношенню до такого складного і дорогого спорудження деякими фахівцями вважається інженерної помилкою.
Машинний зал Колимській ГЕС - підземний, розташований в скельній виломкі лівого берега, має довжину 130 м і ширину 24 м, складається з монтажної площадки і п'яти агрегатних блоків. У машинному залі встановлено 5 гідроагрегатів потужністю по 180 МВт: чотири з діагональними турбінами ПЛД-45-2256В-420 і один з радіально-осьової турбіною РО-868М-В-410. Турбіни працюють на розрахунковому напорі 108 м і пускають у хід гідрогенератори СВ 812 / 240-28УХЛ4. Виробник турбін - Ленінградський металевий завод, генераторів - Сибелектротяжмаш. Повідомлення машинного залу з поверхнею здійснюється по транспортному тунелю довжиною 300 м і ліфтовим шахтам.
Вода на гідротурбіни надходить по п'яти напірним водоводах довжиною 262 м і діаметром 6 м кожен з водоприймача, розташованого на лівому березі, поблизу водоскиду. Водоприймач примикає до греблі і відділений від неї підпірною стінкою. Водоприймач складається з п'яти секцій шириною по 18 м, до яких примикають водоводи. Устаткування водоприймача включає в себе плоскі аварійно-ремонтні затвори, ремонтний затвор і сміттєстримні грати.
Управління аварійно-ремонтними затворами проводиться за допомогою гідропод'ёмніков. Устаткування розміщено в опалювальному приміщенні, в якому також змонтований мостовий кран вантажопідйомністю 200 т. У період тимчасової експлуатації ГЕС на зниженому напорі використовувався тимчасовий водоприймальник і тимчасові водоводи для перших трьох гідроагрегатів. Згодом тимчасовий водоприймальник був виведений з експлуатації і затоплений водосховищем, а тимчасові водоводи закладені бетонними пробками.
Схема видачі потужності
З гідрогенераторів електроенергія подається на напрузі 13,8 кВ за трьома шинним галереям на генераторное розподільний пристрій, розташоване в ПТК (оснащено повітряними вимикачами ВВГ-20 і генераторними роз'єднувачами РВПЗ-2/20). Звідти вона надходить на силові трансформатори ТЦ 250000/220 ХЛ (5 шт. Виробник - Запоріжтрансформатор), розташовані на станційної майданчику, а з них - на розташоване на даху ПТК закритий розподільний пристрій 220 кВ і з нього - в енергосистему. Устаткування ЗРУ-220 кВ включає в себе маломаслянимівимикачами HLR-245, вимикачі і лінійні роз'єднувачі типу РНДз 220. Крім розподільних пристроїв, в ПТК розташовані адміністративний корпус, головний щит управління, електрокотельня, обладнання власних потреб станції, трансформаторно-масляне господарство та інші виробничі приміщення. Видача електроенергії здійснюється за такими лініях електропередачі на напрузі 220 кВт.
Колимська ГЕС - Ягідне (двухцепна, довжина 96 км, максимальна пропускна здатність 600 МВт);
Колимська ГЕС - Оротукан (одноланцюгова, довжина 93 км, максимальна пропускна здатність 250 МВт);
Колимська ГЕС - Усть-Омчуг (двухцепна, довжина 160 км, максимальна пропускна здатність 300 МВт);
Колимська ГЕС - Котельня (одноланцюгова, довжина 9 км, максимальна пропускна здатність 220 МВт).
Напірні споруди ГЕС утворюють велике Колимське водосховище сезонного регулювання (коефіцієнт зарегулювання стоку 0,7). Площа водосховища 454,6 км², повна і корисна ємність водосховища 15,08 і 7,24 км³ відповідно. Відмітка нормального підпірного рівня водосховища становить 451,5 м над рівнем моря, форсованого підпірного рівня - 457,6 м, рівня мертвого об'єму - 432,0 м. При створенні водосховища було затоплено 40,84 тис. Га сільгоспугідь (головним чином оленячих пасовищ) , перенесено 66 будівель.
Вперше ідею будівництва ГЕС на Колимі висунув геолог Д. В. Вознесенський, який в 1932 році обстежив верхів'я річки. Вишукування можливості будівництва гідроелектростанції в районі Великих Колимських порогів з метою енергопостачання об'єктів Дальстроя були розпочаті інститутом «Дальстройпроект» в 1934 році, в район створу станції була направлена експедиція під керівництвом інженера-гідротехніка І. П. Морозова. У 1935 році був розроблений проект ГЕС потужністю 50 МВт (4 × 12,5 МВт) з ґрунтової греблею висотою 76 м. Цей проект не був реалізований через високу вартість (будівництво ГЕС оцінювалося в 183 мільйони рублів). У 1938 році дослідження були продовжені, було пробурено кілька свердловин глибиною 60 м, складений проект ГЕС потужністю 148 МВт при висоті греблі 65 м. У 1948 році Дальстройпроектом була складена схема гідроенергетичного використання Верхньої Колими, що включала в себе Верхнепорожскую, Ніжнепорожскую і Усть-Среднеканского ГЕС , загальною потужністю 1080 МВт. Однак замість будівництва ГЕС більш ефективним було визнано використання місцевих вугілля.
Схема будівництва станції передбачала її спорудження в дві черги. В першу чергу станції входило спорудження цементаціонной галереї основний греблі, тимчасових гребель, водоскидного споруди, водоприймача і тунельних водоводів, частини будівлі ПТК, а також частини машинного залу на три агрегати, що включаються в роботу на знижених напорах (40-56 м). У другу чергу будується основна гребля, постійні водоскид і водоприймач, будівля ГЕС і ПТК в повному обсязі.
Гребля Колимській ГЕС