Как работает самая мощная в Беларуси гидроэлектростанция

Энергия чистой воды

А что нам надо? Да только свет в оконце и тепло в доме, то есть бесперебойные поставки электричества. По большей части вырабатывается оно благодаря невозобновляемым источникам энергии, запасы коих на планете небезграничны. Поэтому рационально и целесообразно использовать те, которые восстанавливаются природным путем за короткий период времени. Например, энергия ветра, солнце, вода. Гидропотенциал нашей страны не слишком велик, несмотря на обилие рек и озер. Тем не менее в Беларуси действует более двух десятков гидроэлектростанций, самая мощная из которых — Витебская, запущенная в промышленную эксплуатацию в 2017 году. Благодаря ей энергосистема страны ежегодно может экономить более 40 тысяч тонн условного топлива. Как работает Витебская ГЭС и кого снабжает электроэнергией — об этом и не только узнала «Р».

Да будет свет!

Самая мощная в стране Витебская ГЭС представляет собой расположенную на реке Западная Двина типичную русловую низконапорную гидроэлектростанцию, включающую в себя бетонную водосбросную и грунтовую насыпную плотины, здание ГЭС, однокамерный однониточный судоходный шлюз, распределительное устройство.

Течение Западной Двины довольно быстрое, что позволяет ему быть источником энергии. Однако река зависима от дождей. Чтобы увеличить силу напора до той, которая необходима для выработки электроэнергии, создано водохранилище. С высоты от 9 до 12 метров вода из него низвергается на капсулы с гидроагрегатами Витебской ГЭС и в полном соответствии с законом сохранения энергии, проходя по направляющему аппарату и рабочему колесу, отдает им свою силу, которая преобразовывается и аккумулируется.

Засушливая погода, стоявшая в Беларуси, расстроила не только грибников: уровень воды в водохранилище перед плотиной значительно понижался.

— Такая ситуация сложилась впервые со времени запуска гидроэлектростанции, — отмечает Владимир Шарандо, заместитель начальника Витебской ГЭС. — Впрочем, для нас важны дожди не столько в Беларуси, сколько в России, ведь именно на ее территории наполняется русло Западной Двины. Когда река полноводная, станция может работать на всю мощность.

Владимир Шарандо: «Станция таких масштабов впервые построена в Беларуси, все оборудование новое, работает хорошо».

Годовой план выработки — 138 миллионов кВт·ч. И он выполняется.

На ГЭС установлены четыре горизонтальных капсульных гидроагрегата с диаметром рабочего колеса 3,95 метра, мощностью по 10 МВт.

— Вода под давлением, достигнутым благодаря перепаду высоты, обтекает капсулу, попадает на направляющий аппарат и раскручивает гидрогенератор, — уточняет подробности Владимир Шарандо. — Каждый из них рассчитан на определенную кубатуру воды. Когда ее много, все генераторы работают на полную мощность. Если с избытком, как бывает, например, в весеннее половодье, приходится производить водосброс — выдать больше номинальной мощности станция все равно не сможет. Предусмотрен и клапан для сброса шуги, ведь ее огромный массив может повредить плотину. Если воды меньше, снижается перепад высоты, а с ним и давление воды. Тогда генераторы вырабатывают меньше энергии. Сейчас работают только два генератора из четырех. Если понадобятся все, то их запустят дистанционно, в работу они включатся меньше чем за минуту.

Выработанная в результате давления воды энергия поступает на повышающую трансформаторную подстанцию. Пройдя через витки трансформаторной обмотки, каждые полученные 10 кВ увеличиваются до 110 кВ.

Вся электроэнергия, которую вырабатывает Витебская ГЭС, как и энергия из других источников, в том числе всех ТЭЦ и БелАЭС, отправляется в общую закольцованную систему. Поэтому сказать точно, где она используется, невозможно. Известно, однако, что мощности станции хватает для того, чтобы обеспечить электроэнергией весь Витебский район. Впрочем, даже при рекордно низких уровнях воды регион без электричества не останется.

Для работы ГЭС на реке создан перепад высоты от 9 до 12 метров.

Тандем автоматики и механики

Синеет под осенним солнцем водохранилище, его покой нарушает лишь рыба, которая безмятежно плещется перед плотиной (кстати, довольно крупная). А вот заглядывать вниз с другой стороны плотины как-то боязно — слишком далеко внизу стоит вода. По идее, с высоты в 11 метров она должна низвергаться с оглушительным ревом, однако на плотине тихо: все процессы скрыты на глубине.

Где хватает шума и вибрации, так это в машинном зале, где на глубине в семь этажей установлены гидроагрегаты — каждый размером с комнату. Трудятся над выработкой энергии ближайшие к нам. Каждую секунду через направляющий аппарат генератора проходит около 70 кубов воды, а когда река полноводна, их количество достигает 123 кубов. Даже смотреть вниз страшновато, а их постоянно обследуют люди. Работа станции, конечно, полностью автоматизирована, показания всех датчиков выводятся на специальный щит. Однако необходимо еще и обслуживание, которое проводится специалистами. Кроме того, автоматика может дать сбой, поэтому работа всех датчиков дублируется механическими средствами измерения, которые регулярно проходят поверку. Очень важна для объекта и система пожарной безопасности, которая обслуживается ежемесячно.

На Витебской ГЭС с учетом круглосуточной работы трудятся 29 человек, десять из которых — оперативный персонал, а 19 — руководители, специалисты и рабочие.

— Витебская ГЭС возведена «Китайской национальной корпорацией по электрооборудованию» (CNEEC). Все оборудование и материалы поставлены ей же, — отмечает Владимир Шарандо. — Станция таких масштабов впервые построена в Беларуси, все оборудование новое, работает хорошо.

Работа станции автоматизирована, однако процессы контролируются людьми.

В помещении, где находится щит управления, внимательно следит за показаниями датчиков машинист гидроагрегатов Алексей Киселев. Говорит, в его сегодняшнюю смену, как и в прежние, сбоев не зафиксировано. Если появятся какие-то замечания, направится на осмотр. Впрочем, каждые два часа он и так осматривает всю станцию. К слову, при этом обязательно должна быть включена укрепленная на нагрудном кармане видеокамера. Она бесстрастно зафиксирует все «увиденное», а также проконтролирует работу машиниста с точки зрения охраны труда и соблюдения техники безопасности. О результатах осмотра докладывается начальнику смены гидроэлектростанции. На Витебской ГЭС Алексей работает с самого запуска. Причем персонал сюда набирали на конкурсной основе.

Почти как на Панамском канале

Еще один объект на территории Витебской ГЭС, который нельзя обойти вниманием, хоть он и не принадлежит энергетикам, — судоходный шлюз. Находится он на балансе РУЭСП «Днепро-Бугский водный путь» и используется для пропуска барж, судов технического обслуживания и прогулочных теплоходов. Шлюз, по сути, является лифтом для судов, ведь когда река перегорожена плотиной, то уровень воды перед ней гораздо выше, чем в реке ниже по течению. Чтобы подняться до уровня водохранилища, судно, идущее с низовьев, заходит в шлюз — часть канала, отгороженную двумя гидравлическими водонепроницаемыми воротами — верхними и нижними. Как только судно вошло в шлюз, нижние ворота закрываются, а верхние открываются. Начинается заполнение шлюза, а судно поднимается до необходимого уровня, затем выходит в водохранилище и продолжает путь. Спуск судов, идущих вниз по реке, происходит в обратном порядке. Вся процедура занимает около 30 минут.

С 1 декабря 2016 года, когда станция начала выдавать электроэнергию в сеть, выработано более 770 миллионов кВт⋅ч зеленой электроэнергии.