Заго́рская гидроаккумули́рующая электроста́нция — гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС) на реке Кунье у посёлка Богородское в Сергиево-Посадском районе Московской области. Бо́льшая из двух действующих в России гидроаккумулирующих электростанций. Является важным структурным элементом энергосистемы Центра, участвуя в автоматическом регулировании частоты и перетоков мощности, а также покрывая суточные пиковые нагрузки в Московской и Центральной энергосистемах. Первая очередь Загорской ГАЭС мощностью 1200 МВт была построена в 1980—2003 годах, с 2007 года ведётся строительство второй очереди мощностью 840 МВт, после завершения которого Загорская ГАЭС станет самой крупной электростанцией Московского региона. Входит в состав ПАО «РусГидро».
Природные условия Сооружения Загорской ГАЭС расположены на северном склоне Клинско-Дмитровской моренной гряды (сформировавшейся в московскую стадию среднечетвертичного оледенения), в пределах древней переуглублённой долины реки Куньи (левый приток реки Дубны). В пределах участка расположения станции широко развиты оползневые процессы, что существенно осложнило её строительство. Геологические условия района расположения ГАЭС характеризуются как сложные. Современный рельеф сформирован моренными отложениями (суглинками и супесями), перекрытыми чехлом покровных суглинков, а также аллювиальными отложениями, сформировавшими существующие пойму и террасу реки Куньи. Под ними залегают меловые отложения, представляющие собой чередующиеся пласты песков и глин, залегающие практически горизонтально. В толщу меловых пород на глубину до 100 м врезана древняя погребённая долина Пра-Куньи, заполненная песчаными отложениями. В пределах участка строительства выявлено три основных водоносных горизонта, не считая ряда локальных горизонтов в толще моренных отложений. Грунтовые воды в большинстве случаев имеют напор 10—15 м. Загорская ГАЭС расположена в таёжно-лесной зоне. Климатические условия характеризуется как влажные — среднемноголетнее количество осадков составляет 629 мм в год, из которых 70 % выпадает в тёплое время года. Количество дней с осадками в году — до 260, суточный максимум осадков может достигать 60 мм.
Конструкция станции Загорская ГАЭС конструктивно разделяется на две очереди — собственно Загорскую ГАЭС (первая очередь) и строящуюся Загорскую ГАЭС-2 (вторая очередь). Некоторые сооружения (нижний бассейн, КРУЭ 500 кВ) являются общими для обеих очередей. Обе очереди станции спроектированы институтом «Гидропроект».
Сооружения первой очереди ГАЭС В состав первой очереди Загорской ГАЭС мощностью 1200/1320 МВт (в турбинном/насосном режимах соответственно) и среднегодовой выработкой 1,932 млрд кВт·ч входят станционный узел, верхний аккумулирующий бассейн, напорные трубопроводы, реверсивный водоприёмник, нижний аккумулирующий бассейн.
Станционный узел В состав станционного узла первой очереди Загорской ГАЭС входят: здание ГАЭС; монтажная площадка; сопрягающие подпорные стенки 1 и 2 ярусов; крепление нижнего бьефа; сопрягающие напорно-земляные дамбы; открытое распределительное устройство (ОРУ) 500 кВ; служебно-производственный корпус; трансформаторная мастерская; помещения пусковых тиристорных устройств; дренажные системы. Здание Загорской ГАЭС (1 очереди) железобетонное, длиной 138 м, шириной 73 м и высотой 50 м. Конструктивно здание разделено на 5 секций: 4 боковых с одним гидроагрегатом в каждой и центральную, в которой размещены 2 гидроагрегата и насосная станция системы осушения. В машинном зале здания ГАЭС размещены 6 вертикальных обратимых гидроагрегатов. Монтаж/демонтаж гидроагрегатов производится при помощи двух мостовых кранов грузоподъёмностью 320 т каждый. Обратимые гидроагрегаты состоят из насосотурбин и двигателей-генераторов. Насосотурбина РОНТ 115/812-В-630 радиально-осевая с диаметром рабочего колеса 6,3 м, имеет мощность в турбинном режиме 205 МВт, работает на расчётном напоре 100/105 м. Направляющий аппарат имеет 20 лопаток; приводы лопаток на агрегатах № 1 и 2 с индивидуальными сервомоторами на каждую лопатку, на остальных агрегатах — с регулирующим кольцом и сдвоенными сервомоторами. Насосотурбины изготовлены Ленинградским металлическим заводом. Двигатель-генератор ВГДС 1025/245-40УХЛ4 зонтичного типа имеет мощность 200/220 МВт в двигательном и генераторном режимах соответственно; номинальная частота вращения — 150 об/мин. Двигатели-генераторы изготовлены предприятием «Уралэлектротяжмаш».
Электроэнергия на/с двигателей-генераторов подаётся на напряжении 15,75 кВ, для его преобразования в напряжение линий электропередачи (500 кВ) используются 6 блочных трансформаторов номинальной мощностью 250 000 кВ.А и весом 330 т каждый, установленных на открытом воздухе со стороны напорных трубопроводов. На крыше здания ГАЭС установлены портальные опоры воздушных перекидок на КРУЭ 500 кВ.
КРУЭ 500 кВ предназначено для связи ГАЭС с энергосистемой. Шесть агрегатов ГАЭС объединены без выключателей в два укрупнённых блока (по три агрегата), которые подключены к комплектному элегазовому распределительному устройству (КРУЭ). Изначально станция использовала распределительное устройство открытого типа (ОРУ) со сборными шинами, выполненными по схеме четырёхугольника (такая схема упрощает конструкцию ОРУ, но снижает его надёжность), с использованием воздушных выключателей ВНВ-500. С энергосистемой КРУЭ 500 кВ соединено двумя линиями электропередачи напряжением 500 кВ: на Костромскую ГРЭС и подстанцию Трубино. Линия электропередачи Костромская ГРЭС — Трубино существовала до строительства Загорской ГАЭС, ОРУ которой было подключено к ней путём врезки. Планируется, что после завершения строительства 2 очереди Загорской ГАЭС выдача электроэнергии и мощности как первой, так и второй очередей станции будет осуществляться с единого КРУЭ 500 кВ.
Верхний аккумулирующий бассейн Верхний аккумулирующий бассейн (водохранилище) первой очереди Загорской ГАЭС имеет полезный объём 22,4 млн м³, полный объём — 30 млн м³, площадь зеркала — 2,6 км². Объём бассейна позволяет осуществлять работу ГАЭС на мощности 1200 МВт в течение 4 часов 20 минут; при этом вырабатывается 4,6—5,2 млн кВт·ч электроэнергии. Отметка нормального подпорного уровня верхнего бассейна составляет 266,5 м, уровня мёртвого объёма — 257,5 м. Бассейн имеет вытянутую с востока на запад форму, образован с помощью дамб общей длиной около 9 км и высотой 15—30 м. Дамбы возведены как из моренных грунтов, так и из смеси грунтов различных типов — моренных и покровных. Для отвода фильтрующихся вод в теле дамб проложен вертикальный и горизонтальный песчаный дренаж. Напорная грань дамб укреплена монолитным железобетоном толщиной 20 см, закреплённым бетонными анкерами.
Реверсивный водоприёмник Реверсивный водоприёмник первой очереди располагается в районе верхнего аккумулирующего бассейна и предназначен для подачи воды из/в напорных трубопроводов. Конструкция водоприёмника руслового типа (его сооружения непосредственно воспринимают напор бассейна). Водоприёмник представляет собой железобетонное сооружение длиной 102 м, шириной 70 м и высотой 48 м, с шестью водопроводящими галереями и башней управления. В состав сооружений водоприёмника входят двухъярусные подпорные стенки, здание водоприёмника, крепление подводящего канала и железобетонный понур. В водоприёмнике смонтированы сороудерживающие решётки, а также плоские ремонтные и аварийно-ремонтные затворы, для оперирования которыми имеется козловой кран.
Напорные трубопроводы Напорные трубопроводы предназначены для перемещения воды из нижнего в верхний бассейн и обратно в процессе работы ГАЭС. Первая очередь Загорской ГАЭС имеет шесть напорных трубопроводов, по одному на каждый агрегат. Напорные трубопроводы располагаются на склоне (уклон до 10°), соединяя реверсивный водоприёмник и здание ГАЭС; склон в районе трубопроводов укреплён многоступенчатой бетонной плитой толщиной 20 см с дренажными устройствами. Каждый трубопровод имеет длину 723 м и внутренний диаметр 7,5 м.
Напорные трубопроводы сталежелезобетонные (внутренняя оболочка толщиной 10 мм стальная, стенки толщиной 40 см железобетонные), выполнены из отдельных секций (по 19 секций длиной 40 м на каждый трубопровод), между которыми размещены температурные компенсаторы из листовой резины. Каждая секция, в свою очередь, смонтирована из отдельных звеньев длиной 4,41 м и весом 140 т каждое. Трубопроводы опираются на фундамент, выполненный в виде ростверка из одиночных буронабивных свай диаметром 1 м, заглублённых на 16—22 м.
Нижний аккумулирующий бассейн Нижний аккумулирующий бассейн является единым для обеих очередей Загорской ГАЭС (при строительстве второй очереди производится увеличение его ёмкости путём выемки грунта). Бассейн представляет собой водохранилище, созданное путём перекрытия реки Кунья грунтовой плотиной, намытой из песка. Длина плотины — 770 м, максимальная высота — 26 м, верховой откос плотины укреплён железобетонными плитами. Сброс избыточных расходов воды производится через двухниточный донный водосброс пропускной способностью 160 м³/с, перекрываемый затворами. Склоны бассейна, прилегающие к зданию ГАЭС, а также противоположный от здания ГАЭС склон укреплены железобетонными плитами; на остальном протяжении бассейна крепления нет, участки, не обладающие устойчивостью, подвергнуты искусственному уположению. Полный объём нижнего бассейна (до его расширения при строительстве второй очереди ГАЭС) составляет 33,9 млн м³, отметка нормального подпорного уровня — 162,5 м, уровня мёртвого объёма — 152 м.
Сооружения второй очереди ГАЭС Строящаяся вторая очередь (Загорская ГАЭС-2) располагается в 700—800 м южнее сооружений первой очереди — . Конструктивно вторая очередь состоит из тех же сооружений, что и первая, — станционного узла, напорных водоводов, реверсивного водоприёмника, верхнего и нижнего аккумулирующих бассейнов. Проектная мощность Загорской ГАЭС-2 составляет 840/1000 МВт (турбинный/насосный режимы), среднегодовая выработка — 1 млрд кВт·ч, среднегодовое потребление электроэнергии — 1,35 млрд кВт·ч.
Станционный узел включает в себя здание ГАЭС и распределительное устройство закрытого типа (КРУЭ). В здании ГАЭС, представляющем собой неразрезную железобетонную конструкцию длиной 105,5 м, должно быть установлено 4 обратимых агрегата мощностью по 210/250 МВт каждый. Каждый агрегат включает в себя радиально-осевую насос-турбину РОНТ 115-В-630 (расчётный напор 97,5—100 м) и синхронный двигатель-генератор СВГД 1030/245-40 УХЛ4. К зданию ГАЭС слева примыкают здания монтажной площадки и временной монтажной площадки, справа — подпорные стенки. Производитель насос-турбин — Ленинградский металлический завод, двигателей-генераторов — Русэлпром.
Двигатели-генераторы выдают/потребляют электроэнергию на напряжении 15,75 кВ, которое преобразуется на напряжение 500 кВ при помощи четырёх силовых трансформаторов ТДЦ-265000/500У1. Соединение с энергосистемой как второй, так и первой очередей Загорской ГАЭС планируется осуществить через комплектное распределительное устройство элегазовое (КРУЭ) 500 кВ. Помимо уже существующих ЛЭП 500 кВ на Костромскую ГРЭС и подстанцию Трубино для связи второй очереди Загорской ГАЭС с энергосистемой планируется построить три ЛЭП 500 кВ — ещё одну на подстанцию Трубино и две на подстанцию Ярцево, которая реконструируется с целью её перевода с напряжения 220 кВ на 500 кВ.