Буре́йская ГЭС — гидроэлектростанция, расположенная на реке Бурее, в Амурской области у посёлка Талакан. Крупнейшая электростанция на Дальнем Востоке России. Водохранилище ГЭС расположено на территории двух субъектов федерации — Амурской области и Хабаровского края. Является верхней ступенью Бурейского каскада ГЭС. Имея установленную мощность 2010 МВт, Бурейская ГЭС входит в десятку крупнейших гидроэлектростанций России. В 2011 году Бурейская ГЭС была выведена на полную мощность, а в декабре 2014 года станция была полностью сдана в постоянную эксплуатацию. Собственником Бурейской ГЭС является ПАО «РусГидро».
Природные условия Основные сооружения Бурейской ГЭС расположены на реке Бурее в Талаканском створе, расположенном в 174,5 километрах от устья Буреи. Ближайшая станция железной дороги, Бурея Забайкальской железной дороги находится в 80 километрах.
В районе Бурейского гидроузла характерна верхнепалеозойская гранитная интрузия, с рыхлыми отложениями неоген-четвертичного возраста. Количество и величина трещин и микротрещин в указанных гранитах варьируется, но в целом их водопроницаемость низка. Вторичные изменения в породе наблюдаются в незначительной степени, в основном это разрушение минералов внутри горных пород из-за тектонических движений и выветривание. Указанные граниты, в основном имеют монолитный внешний облик и постоянный минеральный и петрографический состав. На левом склоне, в районе примыкания плотины, обнаружено пятно многолетнемёрзлых пород.
Гидроузел расположен в пределах единого тектонического блока. Выявленные разрывные нарушения подразделяются на зоны III, IV и более высоких порядков. В створе гидроузла преимущественно распространены тектонические зоны и крупные трещины северо-западного простирания, в основном крутопадающие. Фоновая сейсмичность составляет 8 баллов при повторяемости 1 раз лет.
Площадь водосбора Буреи в створе Бурейской ГЭС составляет . Среднемноголетний расход воды реки в створе ГЭС — , годовой объём стока , модуль стока — . Питание Буреи на 70 % состоит из сезонных муссонных дождей, в весенне-осенний период через створ проходят от 3 до 15 кратковременных паводков с подъёмом воды до 14 м. Максимальный расход воды во время паводка наблюдался в реке 7 июня 1972 года и составлял , минимальный — 7 августа 1954 года . Максимальный расчётный паводок обеспеченностью 1 % составляет .
Климат в районе расположения ГЭС сочетает в себе черты муссонного и резко континентального. В зимние месяцы устанавливается морозная и ясная погода, снежный покров невелик. Среднегодовая температура в районе ГЭС отрицательная . Среднемесячная температура июля равна (абсолютный максимум равен ), а в январе составляет (абсолютный минимум равен ). Заморозки наблюдаются в течение всего тёплого времени года, за исключением июля. Переход температур через 0° происходит в середине октября и апреля.
Конструкция станции Бурейская ГЭС представляет собой мощную высоконапорную гидроэлектростанцию приплотинного типа. Конструктивно сооружения ГЭС разделяются на плотину, здание ГЭС, открытое распределительное устройство (ОРУ) и здание элегазового комплектного распределительного устройства (КРУЭ). В гидроузле отсутствуют судопропускные сооружения, в связи с чем речные суда через него проходить не могут. Ниже гидроэлектростанции расположен её контррегулятор — Нижне-Бурейская ГЭС мощностью , составляющий с Бурейской ГЭС единый технологический комплекс. Бурейская ГЭС и Нижне-Бурейская ГЭС спроектированы институтом «Ленгидропроект». Строительство Нижне-Бурейской ГЭС позволило снять все ограничения в режиме работы Бурейской ГЭС, обеспечивая допустимые режимы изменения уровня воды в нижнем течении Буреи и в среднем течении Амура.
Плотина
Напорный фронт Бурейской ГЭС образует железобетонная гравитационная плотина, устойчивость и прочность которой обеспечивается собственным весом с опорой на скальное ложе реки. Железобетонная гравитационная плотина длиной 744 м, высотой 139 м состоит из водосливной части длиной 180 м, станционной части длиной 144 м, левобережной глухой части длиной 195 м и правобережной глухой части длиной 225 м. Максимальный статический напор — 122 м. Плотина разделена радиальными температурно-осадочными швами через . Она сложена из трёх видов бетона: верхняя часть выполнена из высококачественного вибрированного бетона, центральная часть — из малоцементного укатанного бетона, а низовая грань — из вибрированного морозостойкого бетона. В качестве основного противофильтрационного элемента предусмотрена глубокая цементационная завеса по оси плотины в сочетании с дренажом низовой части основания. Благодаря цементации, фильтрационные расходы в основании плотины составляют по сравнению с проектным расходом . Круглогодичная укладка в больших объёмах укатанного бетона является одной из особенностей плотины. В общей сложности, в плотину было уложено бетона, из него укатанного. Использование такого составного профиля является отличительной особенностью конструкции плотины Бурейской ГЭС по сравнению с другими гравитационными плотинами, построенными в СССР. Удельный расход бетона на тонну гидростатического давления равен 0,7 — это минимальное значение из всех, построенных в СССР.
В станционной части плотины размещены 6 постоянных водоприёмников, а также 3 временных (к настоящему времени забетонированы) водоприёмника, использовавшиеся в период работы первых трёх гидроагрегатов станции на пониженных напорах. За профиль плотины выступают 6 стальных обетонированных водоводов внутренним диаметром 8,5 м каждый. Водоприёмники ГЭС оборудованы сороудерживающими решётками, ремонтными и аварийно-ремонтными затворами. Маневрирование аварийно-ремонтными затворами осуществляется индивидуальными гидроприводами, а решётки и ремонтные затворы обслуживаются козловым краном. Для работы на пониженных напорах использовались 3 временных водоприёмника с неизвлекаемыми сороудерживающими решетками и аварийно-ремонтными затворами с гидроприводами.
Водосброс
Поверхностный водосброс предназначен для сброса избыточного притока воды в половодье и паводки, когда приток не может быть пропущен через гидроагрегаты ГЭС либо аккумулирован в водохранилище. Максимальный расход воды, который может быть пропущен через водосброс, составляет .
От станционной части плотины водосливная часть отделена разделительным устоем, она имеет длину 180 м и состоит из 8 пролётов, каждый шириной 12 м, и двух разделительных стенок. Каждый пролёт оборудован двумя рядами пазов для основного плоского колёсного и аварийно-ремонтного затворов, маневрирование которыми осуществляется с помощью козлового крана грузоподъёмностью 180 т и специальной траверсы. Водослив представляет собой трамплин, ограниченный слева и справа виражными поверхностями, направляющими поток воды в центр. Таким образом, происходит взаимное гашение энергии разнонаправленными потоками. Конструкция обеспечивает отброс потока воды на 160 метров от плотины.
Здание ГЭС Здание гидроэлектростанции имеет классическую приплотинную конструкцию. Машинный зал имеет длину 150 м и ширину 33,1 м, монтажная площадка — длину 36 м. Расстояние между осями гидроагрегатов составляет 24 м. Перекрытие машинного зала станции создано пространственно-стержневой конструкцией системы Московского архитектурного института (МАРХИ) длиной 150 м, шириной 28,5 м и высотой 7,05 м. Надводная часть низовой грани машинного зала образована витражом из голубого тонированного стекла. Пол машинного зала расположен на отметке .
В здании ГЭС размещено 6 гидроагрегатов мощностью каждый, с радиально-осевыми турбинами РО140/0942-В-625, работающими при расчётном напоре (максимальном ) и имеющими мощность . Номинальная частота вращения гидротурбин — , максимальный расход воды через каждую турбину — . Изначально на первых двух гидроагрегатах станции эксплуатировались сменные рабочие колёса из углеродистой стали для работы при уровне водохранилища ниже проектного, при напорах от 50 до 90 м. Пуск гидроагрегатов № 1 и № 2 был осуществлён при напоре 50 м с КПД турбины, составляющим 91,3 %; впоследствии временные рабочие колёса были заменены на штатные. Гидроагрегат № 3 оснащён экспериментально-штатным рабочим колесом, позволяющим работу на напорах в диапазоне , остальные гидроагрегаты — штатными рабочими колёсами, работающими при напоре от 96,5 до 120 метров с КПД 95,5 %. Системы регулирования турбин работают при давлении масла 6,3 МПа и оснащены микропроцессорной системой регулирования частоты вращения.
Турбины приводят в действие синхронные гидрогенераторы зонтичного типа СВ-1313/265-48 УХЛ4 мощностью , выдающие ток на напряжении . Гидрогенераторы имеют естественное воздушное охлаждение. Номинальная частота вращения генератора — , — , нагрузка на подпятник — . Ширина спиральных камер — 21,654 метра, входной диаметр — 6,936 метра; отсасывающая изогнутая труба имеет высоту 16,062 метра и длину 27,0 метров. Удельная масса оборудования равна . Производитель гидротурбин — Ленинградский металлический завод, гидрогенераторов — завод «Электросила» (в настоящее время оба предприятия входят в концерн «Силовые машины»).
Для выдачи мощности гидроагрегатов № 1 и № 2 установлены трасформаторы ТДЦ-400000/220, а для остальных четырёх — ТДЦ-400000/500 производства ОАО «Электрозавод». Первые два гидроагрегата подсоединены к системе шин , другие присоединены попарно к системе шин . Трансформаторы расположены в пазухе плотины. Генераторы подключаются к трансформаторам посредством элегазовых генераторных выключателей производства французской компании Alstom.
Распределительные устройства
После повышения напряжения электроэнергия подаётся с трансформаторов на открытое распределительное устройство -220 кВ и на -500 кВ. Производимая гидроагрегатами № 1 и 2 электроэнергия, проходя по воздушным линиям, подаётся на ОРУ. Открытое распределительное устройство расположено на скальном основании и насыпной песчано-гравийной подушке толщиной около 5 метров, что позволяет выдерживать землетрясение до 8 баллов. На ОРУ установлены баковые элегазовые выключатели типа ВГБУМ 220 со встроенными трансформаторами тока, разъединители типа РГН-220, индуктивные антирезонансные трансформаторы напряжения типа НАМИ.
Электроэнергия от остальных четырёх гидроагрегатов, проходя по двум силовым кабелям в оболочке из сшитого полиэтилена длиной 850 м и диаметром 128 мм производства ABB «Energiekabel» (подобный кабель используется впервые в России и второй раз в мире) через 340-метровый тоннель и 150-метровую шахту, прорубленные в скале, подаётся на КРУЭ-500 кВ, которое было впервые установлено в России. КРУЭ-500 кВ представляет собой ангар 18×90 м, что много меньше планировавшегося ранее ОРУ-500. Для связи между ОРУ и КРУЭ установлено 4 автотрансформатора АОДЦТН-167000/500/220.
Электроэнергия, производимая станцией, выдаётся в энергосистему Дальнего Востока России по линиям электропередачи и : ВЛ-500 кВ Бурейская ГЭС — ПС Амурская; ВЛ-500 кВ Бурейская ГЭС — ПС Хабаровская (2 цепи); ВЛ-220 кВ Бурейская ГЭС — ПС Талакан (2 цепи); ВЛ-220 кВ Бурейская ГЭС — ПС Завитая (2 цепи).
Водохранилище
Плотина ГЭС образует крупное Бурейское водохранилище горного типа с относительно малой площадью затопления. Площадь водохранилища при нормальном подпорном уровне (НПУ) — , при уровне мёртвого объёма (УМО) — , протяжённость — 234 км, ширина — до 5 км, полная и полезная ёмкость водохранилища — 20,94 и соответственно. Отметка нормального подпорного уровня составляет 256 м над уровнем моря, форсированного подпорного уровня (ФПУ) — 263,4 м, мёртвого объёма — . Ежегодная сработка уровня водохранилища составляет . Водохранилищем затоплено около земель, в основном лесных (площадь затопленных сельхозугодий — ), большая часть которых находится в Хабаровском крае, а также часть железнодорожной ветки Известковая — Чегдомын, соединяющей Транссиб с БАМом. Взамен был построен обход длиной . Наполнение водохранилища началось 15 апреля 2003 года, завершилось летом 2009 года.
Экономическое значение
Ввод Бурейской ГЭС позволил решить следующие задачи: