Жигулёвская ГЭС (ранее Куйбышевская ГЭС, с 1958 по 2004 год — Волжская ГЭС имени Ленина) — гидроэлектростанция на реке Волге в Самарской области, между городами Жигулёвском и Тольятти. Входит в Волжско-Камский каскад ГЭС, являясь шестой ступенью каскада ГЭС на Волге. Вторая по мощности гидроэлектростанция в Европе, в 1957—1960 годах была крупнейшей ГЭС в мире. Помимо выработки электроэнергии, обеспечивает крупнотоннажное судоходство, водоснабжение, защиту от наводнений. Водохранилище Жигулёвской ГЭС является основным регулирующим водохранилищем Волжско-Камского каскада. Собственником Жигулёвской ГЭС (за исключением судоходных шлюзов) является ПАО «РусГидро».
Конструкция станции Жигулёвская ГЭС представляет собой низконапорную русловую гидроэлектростанцию (здание ГЭС входит в состав напорного фронта). Сооружения гидроэлектростанции имеют I класс капитальности и включают в себя земляную плотину с сопрягающими дамбами, здание ГЭС с донными водосбросами и сороудерживающим сооружением, водосбросную плотину, судоходные шлюзы с дамбами и подходными каналами, ОРУ 110, 220 и 500 кВ. По сооружениям ГЭС проложены автомобильная и железная дороги. Установленная мощность электростанции — , проектная среднегодовая выработка электроэнергии — , фактическая среднегодовая выработка — .
Земляная плотина Земляная плотина расположена между зданием ГЭС и водосбросной плотиной, её длина составляет 2802,5 м, максимальная высота — 45 м, ширина по гребню — 85 м, объём — 28,5 млн м³. Плотина делится на русловую часть длиной 1301,5 м и пойменную часть длиной 1501 м, в районе сопряжений с со зданием ГЭС и водосбросной плотины с помощью дамб (имеющих № 43, 49, 50 и 53) устроены уширения, на одном из которых расположено распределительное устройство напряжением 220 кВ. Земляная плотина намыта из мелкозернистых песков, со стороны нижнего бьефа расположен каменный банкет (дренажная призма). Верховой откос плотины защищён от размывания волнами железобетонными плитами толщиной 0,5 м и каменной наброской, низовой откос закреплён слоем щебня толщиной 0,2 м. Противофильтрационные устройства представлены расположенным в нижнем бьефе в зоне переменного уровня трёхслойным фильтром толщиной 0,9 м с каменной пригрузкой толщиной 1 м, в основании которого размещена железобетонная дренажная галерея сечением 1,6×0,8 м с пятью водовыпусками.
Водосбросная плотина Водосбросная плотина гравитационная бетонная, длиной 981,2 м, шириной 53 м, высотой 40,15 м, в плотину уложено 2,267 млн м³ бетона. Конструктивно плотина разделяется на водосливную часть, понур, водобой и рисберму. Водосливная часть состоит из 19 секций, в том числе 17 типовых длиной по 52 м и две береговых длиной по 62,6 м. В теле плотины проложена потерна размерами 2,5×3,5 м, служащая для отвода профильтровавшейся воды и размещения контрольно-измерительной аппаратуры. Водосливной фронт плотины состоит из 38 пролётов по 20 м каждый, перекрываемых плоскими затворами. Оперирование затворами производится тремя козловыми кранами грузоподъёмностью 2×125 т. При нормальном подпорном уровне (НПУ) пропускная способность плотины составляет . Общая пропускная способность гидроузла (с учётом пропуска воды через донные водосбросы здания ГЭС и турбины) составляет при НПУ , при форсированном подпорном уровне (ФПУ) — .
Для удлинения пути фильтрационного потока со стороны верхнего бьефа устроен анкерный понур длиной 45 м, имеющий сложную конструкцию: железобетонная плита толщиной 40 см, перекрытая двумя слоями битумных матов, над которыми расположен защитный слой бетона толщиной 23 см, слой суглинка толщиной 2 м, пригрузка из песка толщиной 11 м, защищённая от размыва железобетонными плитами толщиной 25—75 см. Для защиты понура от подмыва перед ним устроен ковш, заполненный камнем. Энергия сбрасываемой воды гасится на водобое, состоящем из двух частей длиной 55 и 40 м соответственно. Первая часть представляет собой железобетонную плиту толщиной от 5 до 6,5 м, на которой расположены в шахматном порядке два ряда гасителей в виде четырёхгранных усечённых пирамид высотой 2 и 2,5 м, а также сплошная водобойная стенка. Вторая часть представляет собой железобетонную плиту толщиной 4,5 м с водобойной стенкой в конце. Водобой имеет собственную противофильтрационную систему из обратного фильтра толщиной 1 м, дренажных скважин и дренажных колодцев. За водобоем расположена рисберма, состоящая из горизонтального участка (длина 50 м, толщина плит 2 м) и наклонного участка (толщина плит 1 м). Рисберма заканчивается ковшом шириной по дну 40 м, заполненным камнем.
Здание ГЭС
Здание ГЭС руслового типа (воспринимает напор воды), совмещено с донными водосбросами. Длина здания — 600 м, ширина 100 м, высота (от нижней части фундамента) — 81,1 м. Конструктивно здание ГЭС выполнено из монолитного железобетона (всего уложено 2,978 млн м³), разделяется на 10 секций. В каждой секции расположены по два агрегата и по четыре донных водосброса, итого на ГЭС имеется 40 донных водосбросов, перекрываемых плоскими аварийно-ремонтными и ремонтными затворами. Пропускная способность водосбросов при нормальном подпорном уровне водохранилища составляет 18 400 м³/с. Кроме того, в левобережном устое расположен грязеспуск пропускной способностью 315 м³/с, перекрываемый плоским затвором. Для оперирования затворами со стороны нижнего бьефа имеются два козловых крана грузоподъёмностью 2×125 т, со стороны верхнего бьефа — два мостовых крана грузоподъёмностью 2×200 т. Со стороны верхнего бьефа по зданию ГЭС проложена двухпутная железная дорога.
Со стороны нижнего бьефа к основному массиву здания ГЭС примыкает пристройка, по которой проложена автодорога; фундаментная плита пристройки длиной 29,71 м служит водобоем. За водобоем расположена рисберма длиной 159,5 м, на которой происходит окончательное гашение энергии потока воды, проходящей через турбины и донные водосбросы. Со стороны верхнего бьефа на расстоянии 60 м перед зданием ГЭС расположено сороудерживающее сооружение с сороудерживающими решётками, оперирование которыми производится с помощью козловых кранов грузоподъёмностью 2×125 т. Противофильтрационная система здания ГЭС включает в себя понур длиной 33 м (перед сороудерживающим сооружением) и дренажную систему из горизонтального и вертикального дренажа.
В машинном зале ГЭС установлены 20 вертикальных гидроагрегатов: 16 по 125,5 МВт и 4 по 120 МВт. Гидроагрегаты оборудованы поворотно-лопастными турбинами ПЛ 30/587-В-930 (4 шт.) и ПЛ 30/877-В-930 (16 шт.), работающими на расчётном напоре 21 м (изначально на станции было установлено 20 турбин ПЛ 587-ВБ-930). Диаметр рабочего колеса турбин — 9,3 м, пропускная способность 650—680 м³/с. Турбины произведены Ленинградским металлическим заводом. Турбины приводят в действие гидрогенераторы СВ 1500/200-88 мощностью 125,5 МВт, производства завода «Электросила». Сборка/разборка гидроагрегатов производится при помощи двух мостовых кранов грузоподъёмностью 450 т. Водоводы и отсасывающие трубы гидроагрегатов оборудованы плоскими ремонтными затворами. Вход в спиральную камеру перекрывается плоскими аварийными затворами, оперирование которыми производится при помощи гидроподъёмников.
Схема выдачи мощности Гидроагрегаты выдают электроэнергию на напряжении 13,8 кВ на однофазные трансформаторы и автотрансформаторы, расположенные на здании ГЭС со стороны нижнего бьефа. Всего имеется 8 групп трансформаторов и автотрансформаторов: одна группа автотрансформаторов АОРЦТ-90000/220/110 (3 шт.), одна группа автотрансформаторов АОРЦТ-135000/500/110 (3 шт.), три группы автотрансформаторов АОРЦТ-135000/500/220 (9 шт.), три группы трансформаторов ОРЦ-135000/500 (9 шт.). Станция имеет три открытых распределительных устройства (ОРУ) напряжением 110, 220 и 500 кВ. ОРУ 500 кВ расположено на правом берегу, оборудовано 24 элегазовыми выключателями. ОРУ 220 кВ расположено на уширении земляной плотины, оборудовано 13 элегазовыми выключателями. ОРУ 110 кВ расположено на правом берегу, оборудовано 13 элегазовыми выключателями. Электроэнергия Жигулёвской ГЭС выдаётся в энергосистему по следующим линиям электропередачи: ВЛ 500 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Куйбышевская» ВЛ 500 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Азот» ВЛ 500 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Вешкайма» (южная) ВЛ 500 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Вешкайма» (северная) ВЛ 220 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Сызрань» I цепь ВЛ 220 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Сызрань» II цепь ВЛ 220 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «КС-22» ВЛ 220 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Солнечная» ВЛ 220 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Левобережная» I цепь ВЛ 220 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Левобережная» II цепь ВЛ 110 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Цементная» I цепь с отпайкой на ПС «Жигулёвская» (Цементная-1) ВЛ 110 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Цементная» II цепь с отпайкой на ПС «Жигулёвская» (Цементная-2) ВЛ 110 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Услада» с отпайкой на ПС «Отвага» ВЛ 110 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Переволоки» с отпайкой на ПС «Отвага» ВЛ 110 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Зольное» с отпайками (Жигулёвск-Зольное) ВЛ 110 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «ЖЭТЗ» (Комсомольская-1) ВЛ 110 кВ Жигулёвская ГЭС — ПС «Александровка» (Александровка-2)
Судоходные шлюзы
Для пропуска через гидроузел речных судов используется каскад из двух однокамерных двухниточных судоходных шлюзов, расположенных на левом берегу. Шлюзы разделены промежуточным бьефом протяженностью 3,8 км. В системе внутренних водных путей камеры верхнего шлюза (находящегося на уровне ГЭС) имеют номера 21 и 22, а камеры нижнего — 23 и 24. Шлюзовые камеры железобетонные доковой конструкции, длина каждой камеры — 290 м, ширина — 30 м. Система наполнения камеры — распределительная, состоит из трёх продольных галерей, проложенных в днище камеры. Время наполнения или опорожнения каждой камеры — 8 минут, в шлюзы уложено бетона. Помимо камер, в состав судопропускных сооружений входят верхний и нижний подходные каналы с ограждающими дамбами, волнозащитная дамба аванпорта, направляющие и причальные сооружения. Через верхние головы шлюзов проложены путепроводы автомобильной и железной дорог. Судоходные шлюзы принадлежат Самарскому району гидротехнических сооружений и судоходства — филиалу ФГУ «Волжское Государственное бассейновое управление водных путей и судоходства».
Водохранилище Напорные сооружения ГЭС образуют крупное (самое большое в Европе) Куйбышевское водохранилище. Площадь водохранилища при нормальном подпорном уровне , длина 680 км, максимальная ширина 27 км, максимальная глубина 32 м. Полная и полезная ёмкость водохранилища составляет 57,3 и соответственно, что позволяет осуществлять сезонное регулирование стока (водохранилище позволяет аккумулировать сток в половодье и срабатывать его в маловодный период). Отметка нормального подпорного уровня водохранилища составляет 53 м над уровнем моря (по Балтийской системе высот), форсированного подпорного уровня — 55,3 м, уровня мёртвого объёма — 45,5 м.
История строительства
Первый проект гидроэлектростанции на Волге в районе Жигулёвских гор, предложенный инженером К. В. Богоявленским, датируется 1910 годом. Позднее к работе подключился инженер Г. М. Кржижановский. В результате проект гидроузла включал строительство гидроэлектростанции и плотины в Жигулях, а также электростанции, канала и шлюзов в Переволоках, с общей мощностью 588,4 тыс. кВт и стоимостью 130 млн рублей в ценах 1913 года. В 1913 году проект обсуждался на заседаниях Самарского отделения Русского технического общества, но до его реализации дело не дошло.