Zelenchukskaya HPP-PSPP | |
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País | Rusia |
Ubicación | Karachay-Cherkessia , P.Pravokubansky |
Río | Gran Zelenchuk , Marukha , Aksaut |
Dueño | RusHydro |
Estado | Actual |
Año de inicio de la construcción | 1976 |
Años de puesta en marcha de las unidades | 1999, 2002, 2016 |
Características principales | |
Generación anual de electricidad, millones de kWh | 577 |
Tipo de planta de energía | derivacional |
Altura estimada , m | 234t/210n [aprox. una] |
Potencia eléctrica, MW | 300/156,18 [aprox. 2] |
Características del equipo | |
tipo de turbina | radial-axial |
Número y marca de turbinas | 2×RO 230-V-224, 2×RO 230-V-221 |
Caudal a través de turbinas, m³/ s | 2×76, 2×77 |
Número y marca de generadores | 2×SV-475/210-14UHL1, 2×SVO 407/215-10UH4 |
Potencia del generador, MW | 2×80, 2×70 |
Edificios principales | |
tipo de presa | granel molido |
Altura de la presa, m | 12,4 [aprox. 3] |
Longitud de presa, m | 670 |
Puerta | No |
ru | SIG 110 kV, 330 kV |
En el mapa | |
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Zelenchukskaya HPP-PSPP es una instalación hidroeléctrica que combina una central hidroeléctrica y una central eléctrica de almacenamiento por bombeo en un complejo de estructuras , utilizando el flujo combinado de los ríos Bolshoy Zelenchuk , Marukha y Aksaut , transferido al río Kuban . Se encuentra en Karachay-Cherkessia, cerca del pueblo de Pravokubansky , distrito de Karachaevsky . Es la central eléctrica más grande de Karachay-Cherkessia y la cuarta central hidroeléctrica más grande del norte del Cáucaso, así como una de las tres centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo de Rusia. Tiene la derivación más larga (longitud total de 35,5 km) entre las centrales hidroeléctricas rusas y también, a partir de 2021, la tercera cabecera más grande entre las centrales hidroeléctricas rusas (después de Zaramagskaya HPP-1 y Gizeldonskaya HPP ). La estación participa en la cobertura de la parte máxima de la carga del Sistema de Energía Unido del Sur de Rusia, aumentando la confiabilidad del sistema eléctrico y el suministro de energía a los consumidores y permitiendo que las plantas de energía térmica y nuclear operen en los modos más óptimos. Zelenchukskaya HPP-PSPP es parte de la rama Karachay-Cherkess de PJSC RusHydro .
Zelenchukskaya HPP-PSPP es un complejo hidroeléctrico complejo que combina una planta de energía hidroeléctrica de desvío (HPP) con un desvío sin presión de entrada y una transferencia de escorrentía dentro de la cuenca, así como una planta de energía de almacenamiento por bombeo (PSPP). La capacidad instalada de la planta de energía en el modo de turbina es de 300 MW , en el modo de bomba - 156,18 MW , la generación de electricidad anual promedio de diseño es de 577 millones de kWh , incluidos 415 millones de kWh en la parte HPP, 162 millones de kWh en la PSP , el consumo de electricidad anual promedio de diseño por carga de la planta de energía de almacenamiento por bombeo es de 181,4 millones de kWh [1] .
El concepto HPP-PSPP implica la transferencia de parte del caudal de los ríos Bolshoy Zelenchuk, Marukh y Aksaut al río Kuban utilizando la diferencia de altura entre estos ríos y el Kuban. Además, los volúmenes de agua transferidos pueden retirarse al Gran Canal de Stavropol con fines de riego con un aumento concomitante en la producción (en aproximadamente 240 millones de kWh) de las centrales hidroeléctricas Kuban Cascade ubicadas en el canal . Al mismo tiempo, la diferencia de altura entre la dársena de regulación diaria y la dársena inferior (en la margen derecha del Kuban) se utiliza para operar la estación en el modo de almacenamiento por bombeo. Estructuralmente, Zelenchuk HPP-PSPP se divide en instalaciones hidroeléctricas en los ríos Bolshoy Zelenchuk, Marukha y Aksaut, una derivación, un centro de estaciones de presión. Una característica de la estación es la longitud récord del tramo de desvío para Rusia: más de 30 km, incluidos casi 10 km de túneles [2] .
El complejo hidroeléctrico sobre el río Bolshoy Zelenchuk se encuentra a 113,6 km de su desembocadura en 43°47′56″ N. sh. 41°32′47″ E e.H la estructura de cabecera de la estación, proporcionando toma de agua a la derivación en un volumen de 35 m³/s. Incluye las siguientes instalaciones: [3] [4]
Las instalaciones hidroeléctricas forman un pequeño embalse . El área del embalse en un nivel de remanso normal es de 0,456 km², la capacidad total es de 1,36 millones de m³, no hay capacidad útil. La marca del nivel de retención normal del embalse es de 1012 m sobre el nivel del mar.
El complejo hidroeléctrico del río Marukha se encuentra a 15,2 km de su desembocadura en 43°47′32″ N. sh. 41°39′38″ E e.H de agua a la derivación en un volumen de 15 m³/s. Incluye las siguientes instalaciones: [5] [4]
Las instalaciones hidroeléctricas forman un pequeño embalse. El área del embalse en un nivel de remanso normal es de 0,196 km², la capacidad total es de 0,58 millones de m³, no hay capacidad útil. La marca del nivel normal de retención del embalse es de 1000,45 m sobre el nivel del mar.
El complejo hidroeléctrico del río Aksaut se encuentra a 14,6 km de la desembocadura del río Aksaut 43°47′33″ n. sh. 41°41′27″ E e.H de agua a la derivación en un volumen de 20 m³/s. Incluye las siguientes instalaciones: [6] [4]
Las instalaciones hidroeléctricas forman un pequeño embalse. El área del embalse en un nivel de remanso normal es de 0,46 km², la capacidad total es de 1,19 millones de m³, no hay capacidad útil. La marca del nivel normal de retención del embalse es de 996,55 m sobre el nivel del mar.
forma general
alcantarilla del acueducto
Obturador de segmento
La derivación de la HPP-PSPP de Zelenchukskaya incluye un sistema de canales , túneles y sifones , a través de los cuales se transfiere parte del caudal de los ríos Bolshoi Zelenchuk, Marukha y Aksaut al empalme de la estación de presión. Composición de las estructuras de derivación: [7] [4]
canal de derivación
Construcción de barrera de emergencia
Duque
La derivación finaliza con una unidad de estación de presión, que incluye instalaciones que aseguran tanto el funcionamiento de la UHE (incluido el tramo final de la derivación) como todo el complejo de instalaciones en la parte de la central de bombeo. Sus instalaciones incluyen: [8] [4]
Hay 4 unidades hidráulicas verticales instaladas en el edificio HPP-PSPP . Dos de ellos (unidades hidroeléctricas HPP) tienen una capacidad de 80 MW, están equipados con turbinas radial-axiales RO 230-V-224, que operan a una cabeza de diseño de 234 m, y generadores SV-475 / 210-14UHL1 . Dos más (unidades de almacenamiento hidroeléctrico) tienen una capacidad de 70 MW (en modo turbina) y 78,09 MW (en modo bomba), están equipados con turbinas bomba radial-axial ORO 230-V-221 que operan a una altura de diseño de 210 m , y motogeneradores SVO 407/215-10UH4. Las válvulas de bola están montadas delante de las turbinas . Las turbinas hidráulicas y las válvulas de bola fueron fabricadas por la empresa " Turboatom ", los generadores y los motogeneradores, por la empresa " Elektrotyazhmash " (Jarkov) [9] [4] . La electricidad de los generadores de HPP y PSPP a un voltaje de 13,8 kV se suministra a los transformadores de potencia trifásicos TDTs-125 000/110/13.8 (2 uds.), TDTs-2000000/330/13.8-U1 (1 ud.) y autotransformador ATDTsTN-200000/330/110/13.8-U1 (1 ud.), y a través de ellos a través de la aparamenta completa (KRUE) 110 kV y 330 kV - al sistema de alimentación a través de las siguientes líneas eléctricas : [10]
Panorama del nodo de la estación. La cuenca inferior se drena
Piscina de regulación diurna
Piscina inferior drenada
Unidades hidroeléctricas HPP
eje de turbina
válvula de bola
Transformador
SIG
Zelenchukskaya HPP-PSPP es la planta de energía más grande de Karachay-Cherkessia y una de las más grandes del norte del Cáucaso (solo superada por Chirkeyskaya HPP , Irganayskaya HPP y Zaramagskaya HPP-1 en términos de capacidad). Proporciona alrededor de un tercio del consumo de electricidad en Karachay-Cherkessia, en total, durante su operación, Zelenchukskaya HPP-PSPP generó más de 6 mil millones de kWh de electricidad renovable . También es una de las tres centrales de acumulación por bombeo existentes en Rusia (además de la PSP de Zagorskaya y la pequeña PSP de Kuban con regulación estacional). La estación participa en la cobertura de la parte máxima de la carga del Sistema de Energía Unido del Sur de Rusia, aumentando la confiabilidad del sistema eléctrico y el suministro de energía a los consumidores y permitiendo que las plantas de energía térmica y nuclear operen en los modos más óptimos. La transferencia de agua de escorrentía dentro de la cuenca de Bolshoi Zelenchuk, Marukha y Aksaut a Kuban hace posible aumentar el suministro de agua al Canal Bolshoy Stavropol tanto con el propósito de un mayor desarrollo de la agricultura de regadío en las tierras áridas de Kalmykia , el Territorio de Stavropol y la región de Rostov , y para aumentar la producción de la cascada de la central hidroeléctrica de Kuban , así como las prometedoras centrales hidroeléctricas de Krasnogorsk en Kuban [4] [10] [11] .
La historia de la construcción de Zelenchukskaya HPP-PSPP se divide en dos períodos principales: la construcción de Zelenchukskaya HPP (1976–2006) y la construcción de Zelenchukskaya HPS (2010–2016).
A fines de la década de 1950 y principios de la de 1960, el Instituto de Proyectos Hidrológicos desarrolló el "Plan para el uso de energía del Alto Kuban", que fue aprobado por la comisión de expertos del Comité Estatal de Planificación de la URSS el 21 de septiembre de 1963. Durante el desarrollo del esquema, se estableció la posibilidad de crear una planta de energía de desviación (en el esquema se denominó HPP No. 1) para transferir el flujo de las cuencas de Bolshoy y Maly Zelenchuk al Kuban. Según el esquema, se suponía que la central hidroeléctrica tendría los siguientes parámetros: potencia de 300 MW, producción anual promedio de 793 millones de kWh, cabeza de 248 m [12] [13] .
En 1967, se desarrolló la tarea de diseño "Centrales hidroeléctricas de Zelenchuk y la segunda etapa de las centrales hidroeléctricas de Kurshavskiye". La construcción de la HPP Zelenchukskaya, según este documento, fue una parte integral del complejo general de gestión del agua del Alto Kuban. Además de la generación real de electricidad en la central hidroeléctrica de Zelenchukskaya, se suponía que la transferencia de la escorrentía de Zelenchuk al Kuban aumentaría el volumen de agua tomada en el Gran Canal de Stavropol, con un aumento en la generación de electricidad en las centrales hidroeléctricas de la cascada de Kuban y la expansión de la agricultura de regadío. La asignación de diseño justificó la construcción de una serie de instalaciones que se planeó construir en dos fases. La primera etapa incluyó la HPP Zelenchukskaya con el tramo de transferencia Zelenchuki-Kuban, el embalse regulador Arkhyz con una HPP en el río. Bolshoy Zelenchuk, etapa 2 de las centrales hidroeléctricas Kurshavsky con un aumento de la capacidad de producción de la sección principal del Gran Canal de Stavropol. En la segunda etapa, se planeó construir el embalse regulador de Aksaut con una central hidroeléctrica en el río. Aksaut, Krasnogorsk HPPs en el Kuban y un túnel para transferir la escorrentía del río. Kyafar en el río. Gran Zelenchuk. La implementación de las medidas de la primera etapa permitió transferir 1,24 km³ de escorrentía por año, con la generación de alrededor de 700 millones de kWh de electricidad en la CH Zelenchukskaya y alrededor de 600 millones de kWh de generación adicional en las estaciones de la cascada de Kuban CHP [ 12] .
La asignación de diseño fue aprobada por el Ministerio de Energía de la URSS el 7 de junio de 1968 y se convirtió en la base para el desarrollo de un proyecto técnico, que fue desarrollado por la Oficina de Diseño Especial del Instituto de Proyectos Hidrológicos (actualmente el Instituto Mosoblhydroproekt ) y aprobado el mayo 28, 1971. El proyecto técnico no preveía la construcción de los embalses de Arkhyz y Aksaut, el volumen de transferencia de escorrentía se redujo a 1.112 km³. La capacidad de la HPP de Zelenchukskaya se fijó en 320 MW, la generación de electricidad anual promedio fue de 651 millones de kWh [14] [15] .
El título de construcción de la HPP Zelenchukskaya fue abierto por el Decreto del Consejo de Ministros de la URSS del 17 de noviembre de 1975. El trabajo de construcción fue iniciado por la organización Sevkavgidroenergostroy en septiembre de 1976 y, por varias razones, se retrasó significativamente. En 1989, la construcción de la estación se suspendió debido a las críticas al proyecto por parte de organizaciones ambientalistas y al deterioro general de la situación ambiental en el país. En ese momento, la mayoría de las estructuras del complejo de la estación de presión se habían erigido (en particular, se completó la construcción de túneles y la construcción del conjunto de edificios HPP para la instalación de cuatro unidades hidroeléctricas) y el tramo de transferencia de Aksaut y Marukhi. En 1990, por razones medioambientales, se revisó el proyecto técnico para reducir el volumen de caudal transferido a 0,96 km³ por año, lo que provocó una disminución de la capacidad de la UHE a 160 MW y de la generación a 516 millones de kWh. Posteriormente, el volumen de escorrentía captada se redujo a 0,7 km³. Según el proyecto original, se planeó extraer el 77% del caudal de los ríos Bolshoy Zelenchuk, Marukha y Aksaut, según el proyecto ajustado - 50% de la escorrentía de inundación (Bolshoi Zelenchuk - extracción hasta 35 m³/s, Marukh - hasta 15 m³/s, Aksaut - hasta 20 m³/s) [16] [4] .
El trabajo de construcción se intensificó en 1994, el 10 de marzo de 1998, se estableció Zelenchukskaya HPP OJSC (una subsidiaria de RAO UES de Rusia ), cuya tarea principal fue completar la construcción de Zelenchukskaya HPP. La primera unidad hidráulica de la UHE Zelenchukskaya con toma de agua en el río. Aksaut se puso en operación comercial el 9 de agosto de 1999. El 20 de abril de 2002, se bloqueó el río Marukhi; Marukh y la ruta de transferencia Marukh-Aksaut. La potencia de la HPP alcanzó los 160 MW, la producción anual promedio fue de 187,5 millones de kWh. En abril de 2005, comenzó la construcción del tercer complejo de puesta en marcha: un complejo hidroeléctrico en el río. Bolshoi Zelenchuk con la ruta de transferencia Bolshoy Zelenchuk - Aksaut, que fue realizada por la organización Bureyagesstroy. Bolshoy Zelenchuk se cerró el 20 de abril de 2005 y el 16 de diciembre de 2006 se puso en funcionamiento el tercer complejo de puesta en marcha, lo que significó la finalización de la construcción de la central hidroeléctrica Zelenchukskaya y su producción a los parámetros de diseño de generación de electricidad [17 ] [18] [4] .
Después de la puesta en servicio de dos unidades de la central hidroeléctrica Zelenchukskaya, quedó una reserva de construcción no utilizada, creada de acuerdo con el diseño inicial de la estación: parte del tanque BSR, parte de la toma de agua BSR para unidades hidráulicas No. válvulas de bola). La presencia de este atraso hizo posible crear una central eléctrica de almacenamiento por bombeo sobre la base de Zelenchukskaya HPP. En 2007, el instituto Mosoblgidroproekt elaboró un estudio de viabilidad para la construcción de la PSP Zelenchukskaya, que recibió un dictamen pericial positivo el 8 de febrero de 2008. Inicialmente, al diseñar, el embalse de la prometedora HPP Verkhne-Krasnogorskaya en el río Kuban se consideró como la cuenca inferior de la PSP, pero al final, por una serie de razones (en particular, por temor a una rápida sedimentación de la embalse), se decidió construir una cuenca inferior artificial en la margen derecha del Kuban. Al mismo tiempo, se planteó la tarea de crear un cruce de conductos de agua a través del Kuban; La solución de diseño original en forma de cruce de puente se cambió a un cruce bajo el canal ya durante el proceso de construcción, ya que se adapta mejor a las condiciones hidráulicas del tracto de presión HPSP y es más conveniente en operación. Para transformar una central hidroeléctrica en una HPP-PSPP fue necesario culminar la construcción y terminación del desvío, túneles de presión y pique vertical, montar dos unidades hidroeléctricas reversibles, dos transformadores de potencia, KRUE-330 kV, construir una tubería, un tanque de compensación, un conducto de agua que cruza el Kuban y la cuenca inferior [19] [17] .
El proyecto Zelenchukskaya HPP-PSPP fue aprobado por orden de RusHydro en septiembre de 2010, en octubre del mismo año se emitió una orden para revertir la construcción de la estación y se iniciaron los trabajos de construcción prioritarios, confiados a Karachay-Cherkess Hydrogenerating Company OJSC ( subsidiaria de RusHydro). La recuperación del proyecto se realizó en el marco del acuerdo de suministro de energía (CDA) concluido [20] . En 2011 se realizó una vuelta completa de construcción, se firmaron contratos para el suministro de equipos básicos (bombas-turbinas, motogeneradores, transformadores de potencia) [21] . En 2012 se tomó la decisión de cambiar el diseño de los conductos de agua a través del Kuban a uno bajo canal, hormigonado del muro de contención de la cuenca inferior y excavación del suelo en la cuenca de la cuenca, instalación de estructuras metálicas en el tanque de compensación se llevo a cabo. Las funciones del cliente-desarrollador de Zelenchukskaya PSP se transfirieron a la sucursal Karachay-Cherkess de RusHydro. En 2013 se ha trabajado de forma importante en la instalación de un conducto de presión y un tanque de compensación, se ha iniciado el hormigonado del fondo y la ejecución de un foso para la toma de la dársena inferior, y se han instalado turbinas de bombeo y motogeneradores. entregado al sitio de construcción. En 2014, se inició la instalación de equipos de energía hidráulica, se inició la construcción de conductos de agua debajo del canal, por lo que los gastos de Kuban cambiaron de dirección. En 2015 se completó en general la construcción de la dársena inferior, tanque de compensación, conductos de presión y contracorriente. Las unidades hidroeléctricas del PSPP Zelenchukskaya se pusieron en funcionamiento el 23 de diciembre de 2016 [22] [17] .
Sala de máquinas de Zelenchukskaya HPP en 2011. Aún no ha comenzado la instalación de unidades hidroeléctricas HPP
El portal de entrada del túnel de desvío, aún no se ha iniciado la instalación de la tubería de presión. junio de 2011
Movimiento de tierras en la cuenca baja, octubre de 2011
Movimiento de tierras en la pata superior del pozo de presión, octubre de 2011
Toma de la cuenca inferior en la etapa de finalización de la construcción, julio de 2015
Finalización de la instalación del tanque de compensación, julio de 2015
Finalización de la instalación de las unidades hidráulicas, julio de 2015
Desde el momento en que se inauguró la estación, fue operada por JSC Zelenchukskiye HPPs, que se liquidó el 9 de enero de 2008 en relación con la creación de la sucursal Karachay-Cherkess de PJSC RusHydro sobre esta base. En cuanto a las centrales hidroeléctricas, el principal volumen de generación eléctrica cae en el período de inundación (de abril a octubre). Durante el período invernal de aguas bajas (de noviembre a marzo), no se extrae agua de Marukhi y Aksaut, y de Bolshoy Zelenchuk solo por encima de la descarga sanitaria de 2,5 m³/s; como resultado, en invierno, la producción de la estación es insignificante o inexistente. En la parte del PSP, la generación de electricidad se puede realizar todo el año [17] [23] . Se está realizando una modernización escalonada de la central, dentro de la cual en 2014 se sustituyeron los sistemas de excitación del generador, en 2015, en lugar del equipo obsoleto de una aparamenta abierta, se puso en funcionamiento un moderno KRUE-110 kV [24] [25] . En 2007, se construyó un pasaje para peces en el complejo hidroeléctrico Bolshoi Zelenchuk [26] , en 2011, se construyó un pasaje para peces en el complejo hidroeléctrico Aksaut [27] , en 2017, se inauguró la pequeña central hidroeléctrica Bolshoy Zelenchuk [28] . En 2019, se inició la construcción en Kuban aguas abajo de las PCH de Krasnogorsk , cuyo embalse actuará como contrarregulador de la HPP-PSPP de Zelenchukskaya, suavizando las fluctuaciones en el nivel del agua en el río que se producen cuando los modos de operación de la cambio de central hidroeléctrica [29] .