CH Shirokovskaya

Shirokovskaya HPP  es una central hidroeléctrica en el río Kosva en el distrito urbano Gubakhinsky del territorio de Perm , cerca del pueblo de Shirokovsky . La construcción de la central hidroeléctrica Shirokovskaya se inició en 1942 y se llevó a cabo durante los años de la Segunda Guerra Mundial, principalmente por las fuerzas de prisioneros del Gulag y representantes de los pueblos deportados ( alemanes y kalmyks ). Una de las tres centrales hidroeléctricas de la región de Perm pertenece a T Plus PJSC .

Condiciones naturales

La CH de Shirokovskaya está ubicada en el río Kosva (un afluente del Kama ), a 105 km de su desembocadura. El área de captación del río en el sitio de la CH es de 4760 km². El régimen hídrico de Kosva se caracteriza por una inundación de primavera pronunciada , inundaciones de lluvia de verano y otoño y un nivel bajo de agua estable en invierno . La proporción de agua de deshielo en el caudal del río es de alrededor del 60%, la crecida suele comenzar en abril, su duración media es de 65 días. El caudal medio anual de agua en el río es de 68,7 m³/s, el caudal medio anual es de 2,16 km³. El caudal máximo de agua, con una repetibilidad de una vez cada 1000 años, se estima en 1700 m³/s [1] . Debajo de la central hidroeléctrica Shirokovskaya en el río Kosva, se encuentra la represa Gubakhinskaya , que actúa como un contrarregulador  : en el embalse formado por ella , se extinguen las descargas de la central hidroeléctrica Shirokovskaya que son irregulares durante el día, lo que permite que esta última funcione. en la modalidad más rentable, sin perjuicio de los consumidores de agua aguas abajo [2] .

El clima de la zona donde se ubica la UHE es continental templado , con inviernos largos y veranos cortos. La temperatura mínima anual alcanza los -54 °C, la máxima es de +36 °C, la duración del período libre de heladas  es de 181 días [3] . Lodolitas , areniscas y depósitos aluviales se encuentran en la base de las estructuras de la HPP [4] .

Diseño de la estación

Estructuralmente, la central hidroeléctrica de Shirokovskaya es una central hidroeléctrica de presa de presión media con un edificio central hidroeléctrico de pasada (el edificio central forma parte del frente de presión). Las construcciones de la central hidroeléctrica tienen capital clase II e incluyen una presa en escollera , una presa vertedero de hormigón, un edificio de central, una presa de interfaz margen izquierda y una aparamenta exterior de 110 kV . La capacidad instalada de la central eléctrica a partir del 1 de enero de 2014 es de 23,8 MW (según los estándares rusos, la central está clasificada como pequeña central hidroeléctrica ), la generación de electricidad anual promedio es de 99,4 millones de kWh [5] [6] [ 4] [7] [8] .

Presa de escollera

La mayor parte del frente de presión del complejo hidroeléctrico está formado por una presa de escollera de 278 m de longitud y una altura máxima de 40 m (la presa más alta de este tipo en el momento de su construcción en la URSS [9] ), la el ancho de la presa a lo largo de la cresta es de 5 m, a lo largo de la base: 81,1 m Desde el lado de la pendiente aguas abajo, se construyeron cuatro bermas de 2 m de ancho y 6 m de altura La cresta de la presa es de 209 m .

En la cuña de aguas arriba de la presa, la piedra se coloca con selección, la parte central de la presa y la cuña de aguas abajo están hechas de escollera sin compactar. Desde el paramento inferior hasta la cota de 185 m, la sobrecarga se realizó con canto rodado (residuos de cantera). Durante la reconstrucción y el fortalecimiento de la presa en 1974-1989, la parte inferior de la zona central de la presa hasta las alturas de 187-189 m se lavó con arena y se realizó la lechada en la parte superior de la presa . Además, se ha realizado el rejuntado de los taludes de la berma y el hormigonado de la coronación de la presa [11] .

La presa está protegida de filtraciones por una pantalla de madera y betún hecha de tres capas de tablas de abeto . La pantalla se ubica en toda la superficie de la cara de presión, se apoya sobre la mampostería en el mortero, se acopla a la base con la ayuda de un diente de hormigón , profundizado 5-6 ]m.4 .

Presa de aliviadero

La presa de aliviadero está diseñada para hacer pasar agua durante inundaciones severas o cuando se detienen las unidades hidroeléctricas. La presa es de hormigón armado, tiene un diseño original de contrafuertes -caja: las losas de hormigón armado del lado de los paramentos de presión y vertedero descansan sobre los testeros, estribos y contrafuertes situados en el interior de la presa. Las cavidades en el interior de la presa se rellenan con piedra y masa de grava-cascajo. La longitud de la presa es de 44 m, la altura es de 34 m, la cresta de la presa es de 209 m .

La presa tiene 4 vanos de presa cubiertos por compuertas planas de 8 × 8 m de tamaño, los umbrales del aliviadero están en el nivel de 198,2 m de nivel - 2080 m³ / s. Para garantizar la descarga sanitaria en el tubo de escape cuando el depósito desciende por debajo del nivel de los umbrales del vertedero y las unidades hidráulicas detenidas, se diseña un vertedero inferior . Se encuentra en el vano izquierdo (más cercano al edificio de la UHE) de la presa a la altura de 183 m y consta de tres tuberías metálicas de 45 cm de diámetro con una toma de agua común que tiene una rejilla para basura y una compuerta. La capacidad de descarga del desagüe es, según el nivel del depósito, de 5,9-3,2 m³/s [15] [4] .

La energía del flujo de agua descargada se apaga en un pozo de agua sobre una losa de hormigón armado de 3-4,5 m de espesor con dos filas de dientes amortiguadores. Detrás del pozo de agua hay un delantal en forma de colchón flexible hecho de losas de hormigón armado con bisagras de 2 × 2 m de tamaño. El estribo de la margen derecha, a su vez, se divide en tres estructuras independientes: el estribo en sí, la pared del pozo de agua y la pared de buceo aguas abajo. En la margen izquierda, el pozo de agua está separado del canal de descarga del edificio HPP por un muelle separado de 31 m de largo [14] [4] .

Edificio hidroeléctrico

El edificio de la central hidroeléctrica forma parte del frente de presión, situado entre el aliviadero y la presa de la margen izquierda. Su longitud, según diversas fuentes, es de 33-38,5 m, ancho - 26,4 m, altura máxima - 47 m . , con el relleno de silos (cavidades en el cuerpo de la presa) con piedra. Se colocaron 20,5 mil m³ de hormigón en el edificio HPP [16] [4] .

En la sala de máquinas, de 24 m de largo y 11,3 m de ancho, se instalaron dos unidades hidroeléctricas verticales con una capacidad de 11,9 MW cada una (inicialmente, cada unidad hidroeléctrica tenía una capacidad de 14 MW). Turbinas radial-axiales RO-123-VM-275, con un diámetro de impulsor de 2,75 m, operando a una cabeza de diseño de 29,3 m con un caudal máximo de 57,6 m³/s a través de cada turbina. Las turbinas fueron fabricadas por Uralgidromash . Los conductos de la turbina están equipados con rejillas de retención de desechos, así como con compuertas planas de reparación y reparación de emergencia. Los generadores del tipo VGS 525/114-40 producen electricidad a una tensión de 10,5 kV [17] [16] [4] [8] .

La electricidad se suministra a través de un grupo de tres transformadores monofásicos OMG-10500/110 con una capacidad de 31,5 MVA a un tablero abierto (OSG) y luego al sistema de energía en la subestación de Gubakha a lo largo de una línea eléctrica con un voltaje de 110 kV [4] .

Presa de interfaz de la margen izquierda

La presa de conjugación de la margen izquierda (conjugación de la margen izquierda) se encuentra entre el edificio HPP y la margen izquierda. Se trata de una presa ciega de hormigón armado del tipo contrafuerte-silo, con relleno de los silos con grava y masa de grava. La presa consta de cuatro secciones separadas, su longitud es, según diversas fuentes, 77-82 m En la base de la presa, se realiza un drenaje de cinta [18] [4] .

Embalse

Las estructuras de contención de la HPP forman el embalse de Shirokovskoye , que, en un nivel de contención normal, tiene un área de 40,8 km² , una longitud de 32,5 km y un ancho máximo de 5 km. La capacidad total y útil del embalse es de 526 y 363 millones de m³ , respectivamente, lo que permite regular el caudal diario, semanal y estacional (el embalse se llena durante la crecida y se agota en temporada baja) . La marca del nivel de retención normal del embalse es de 206 m sobre el nivel del mar (según el sistema báltico de alturas ), el nivel del volumen muerto  es de 194,5 m, el nivel de retención forzado  es de 208,3 m Durante la creación del embalse , se inundaron 260 hectáreas de tierras agrícolas [19] [4 ] . La actividad de oleaje del embalse expone las rocas sedimentarias del sistema Vendian (serie Sylvitsky) y las mantiene limpias y en buen estado.

Historia de la construcción y operación

Al comienzo de la Gran Guerra Patria , un gran número de empresas industriales fueron evacuadas a los Urales . Tenían una gran necesidad de electricidad. Una de las formas de resolver el problema del suministro de energía fue el uso de los recursos hidroeléctricos de la región, en relación con lo cual ya en 1941 el Proyecto Hidroeléctrico comenzó a estudiar los ríos Urales para identificar la posibilidad de construir centrales hidroeléctricas. Para el otoño de 1942, se preparó un programa para la construcción de once centrales hidroeléctricas medianas y pequeñas en los Urales con una capacidad total de 100 MW, con su puesta en marcha en 1943. Este programa encontró objeciones del académico B. V. Vedeneev , quien insistió en que la construcción de estas centrales hidroeléctricas no era conveniente debido a los mayores costos de capital específicos en comparación con la expansión de las centrales térmicas existentes . Al mismo tiempo, según el Comité Estatal de Planificación de la URSS , la construcción de centrales hidroeléctricas pequeñas y medianas en los Urales parecía apropiada por una serie de razones, entre las que se encontraban la escasez de combustible en la región, menor (en comparación con centrales térmicas) costos de materiales escasos para la construcción de centrales hidroeléctricas, menores costos de operación de centrales hidroeléctricas. Como resultado, prevaleció el punto de vista de Gosplan [20] [21] .

El 5 de noviembre de 1942, se firmó el Decreto del Comité de Defensa del Estado de la URSS No. 2484-s "Sobre la construcción de centrales hidroeléctricas medianas y pequeñas de la primera etapa en los ríos de los Urales", que autorizó la construcción. de quince centrales hidroeléctricas pequeñas y tres medianas en la región de los Urales con su puesta en marcha a finales de 1943. Entre las centrales hidroeléctricas medianas, se planeó construir la central hidroeléctrica Shirokovskaya con una capacidad de 24 MW, la central hidroeléctrica Ponyshskaya en el río Chusovaya con una capacidad de 24 MW y la central hidroeléctrica Vilukhinskaya en el río Usva con una capacidad de 15 MW. La construcción de estas centrales hidroeléctricas se confió a la NKVD , ya que se suponía que su equipo principal utilizaría unidades hidroeléctricas evacuadas de las centrales hidroeléctricas en la región de Leningrado y Karelia (por ejemplo, se planeó montar una unidad hidroeléctrica de la central hidroeléctrica Lesogorskaya en la central hidroeléctrica Shirokovskaya ) [21] [22] .

El diseño de la central hidroeléctrica de Shirokovskaya estuvo a cargo del Instituto de Proyectos Hidroeléctricos, que formaba parte de la NKVD en ese momento , y el equipo de diseñadores estuvo encabezado por N. V. Razin . La construcción de la estación comenzó a fines de 1942 con trabajos preparatorios: la construcción de una vía férrea, una base de construcción, canteras para la extracción de arena y grava y la organización del suministro eléctrico temporal al sitio de construcción. La estación fue construida por las fuerzas de los prisioneros, los alemanes del Volga movilizados y, desde 1944, también por los kalmukos retirados del frente después de que se tomó la decisión de deportar al pueblo kalmuko . Todos ellos fueron alojados en el campo de trabajos forzados de Shirokovsky organizado el 27 de noviembre de 1942 , el número de prisioneros en el que llegó a 7,7 mil personas. Las condiciones en el campo eran difíciles; por ejemplo, de enero a marzo de 1943, los prisioneros del contingente del campo vivían principalmente en tiendas de campaña, la mayoría de las cuales no tenían calefacción ni otras comodidades, lo que contribuía a la propagación de enfermedades. La comida, dadas las dificultades de la guerra, era escasa [23] [24] [25] [26] .

A partir de enero de 1943 se inició la construcción de las principales estructuras de la estación, la cual se llevó a cabo principalmente a mano. Debido a la falta de mano de obra, equipos y materiales, la mala organización del trabajo, la construcción de la estación se retrasó, los plazos para ponerla en funcionamiento se pospusieron repetidamente. En 1944, se hizo evidente la imposibilidad de construir simultáneamente tres HPP a la vez, por lo que se decidió suspender la construcción de Ponyshskaya HPP y concentrar todos los recursos en la construcción de Shirokovskaya HPP (la construcción de Vilukhinskaya HPP, aparentemente, nunca se puso en marcha). El proyecto de la estación, desarrollado por Hydroproject, fue revisado repetidamente. En el otoño de 1943, se decidió abandonar el aliviadero costero y reemplazarlo con una presa de aliviadero de canal, lo que redujo la intensidad de mano de obra en 3 veces. En la primavera de 1944, se abandonó la instalación de la turbina de la CH Lesogorskaya (la unidad ya entregada en el sitio de construcción fue reevacuada a la Región de Leningrado) a favor de dos nuevas unidades, al mismo tiempo que se decidió aumentar la altura de la presa [21] [23] [27] .

En 1944, en la margen derecha, se prepararon los cimientos de la presa para su colocación en piedra; Se colocó hormigón en la presa de la margen izquierda, se completó el hormigonado del diente de la presa. Se inició el desmonte de la zona inundable y el traslado de asentamientos desde el lecho del embalse. A partir del 1 de febrero de 1946, la disponibilidad del edificio HPP fue del 47,7%, el aliviadero del 70,8%, la presa del 45,8%. A fines de 1946, la empresa " Uralgidromash " instaló la cámara espiral de la primera turbina. En junio de 1947, la preparación del edificio HPP aumentó al 78%, el aliviadero al 88%, la presa al 95% y el cruce de la margen izquierda al 86%. En la primavera de 1947, comenzó el llenado del embalse, la primera unidad hidráulica de la central hidroeléctrica Shirokovskaya se inauguró en diciembre de 1947, la segunda, el 29 de abril de 1948. La estación fue aceptada en operación permanente el 16 de junio de 1949 [23] [28] [4] .

En total, durante la construcción de la UHE Shirokovskaya, se excavaron 165 mil m³ de suelo rocoso, se excavaron 97 mil m³ de suelo y se completaron 224 mil m³ de colocación de rocas, drenaje y filtros. Se colocaron 67 mil toneladas de hormigón y hormigón armado, se montaron unas 700 toneladas de estructuras metálicas y mecanismos. El costo estimado de la construcción de la central hidroeléctrica Shirokovskaya a precios de 1936 fue de 118,9 millones de rublos [4] .

Desde el momento de su puesta en marcha, la CH Shirokovskaya formó parte del departamento regional de energía de Molotovenergo, que pasó a llamarse departamento regional de energía de Permenergo en 1962 . En 1988 se transformó en Permenergo, asociación de producción de energía y electrificación, que a su vez se transformó en Permenergo OJSC en 1992. En 2004, como parte de la reforma de RAO UES de Rusia, Shirokovskaya HPP, al igual que otras centrales eléctricas en el territorio de Perm, se escindió de Permenergo en OAO Perm Generating Company, que, a su vez, se fusionó con OAO Perm. Empresa Generadora en 2006. TGC-9. En 2012, OJSC TGC-9 creó una subsidiaria, LLC Gubakha Energy Company, que incluía Shirokovskaya HPP y Kizelovskaya GRES. En 2014, como parte de la consolidación de los activos de IES Holding , TGC-9 OJSC se fusionó con Volzhskaya TGC OJSC (más tarde rebautizado como T Plus PJSC) [29] [30] [31] . En 2016, Shirokovskaya HPP se retiró de LLC Gubakha Energy Company y se incluyó en la sucursal de Perm de PJSC T Plus.

En el curso de la operación, la central hidroeléctrica de Shirokovskaya se modernizó repetidamente. En 1974-1989, debido a persistentes deformaciones, la presa de escollera fue reconstruida y reforzada [11] . En 2005 se fabricó un moderno sistema de excitación [32] para los hidrogeneradores de la central , posteriormente también se reconstruyó el sistema de automatización de hidroturbinas y sincronización de generadores [33] . Había planes para reemplazar las unidades hidráulicas de la CH Shirokovskaya por otras nuevas con una capacidad de 20 MW cada una en 2007-2008, pero no se implementaron [34] . En 2007, el impulsor de la turbina hidráulica fue reemplazado en la unidad hidroeléctrica No. 1 de la central, pero el nuevo impulsor resultó tener inconvenientes importantes, en particular, la potencia de la turbina después de su reemplazo disminuyó en 0,5 MW [35] . OAO Tyazhmash fabricó un nuevo impulsor para la unidad hidráulica No. 2 en 2013 [36] . Debido al desgaste de los equipos, la potencia de la central se redujo de los 28 MW originales a 23,8 MW [8] .

Notas

1. ↑ Reglas, 2014 , p. 5-7.
2. ↑ Reglas, 2014 , p. 12
3. ↑ Reglas, 2014 , p. 2.
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Centrales hidroeléctricas de Rusia, 1998 , p. 235-238.
5. ↑ Reglas, 2014 , p. 14, 66.
6. ↑ Programa y esquema para el desarrollo de la industria de energía eléctrica del Territorio de Perm para 2014-2018 . Consultado: 25 de septiembre de 2014. (Ruso)
7. ↑ GOST R 51238-98 . Recuperado: 20 de noviembre de 2014. (Ruso)
8. ↑ 1 2 3 4 5 Energía renovable. Centrales hidroeléctricas de Rusia, 2018 , p. 184-185.
9. ↑ Ciruela I.V. Historia de la energía hidroeléctrica en Rusia. - Tver: Imprenta Tver, 2014. - S. 88. - 302 p. - ISBN 978-5-906006-05-9 .
10. ↑ Reglas, 2014 , p. diez.
11. ↑ 1 2 Reglas, 2014 , p. 10, 66.
12. ↑ Solicitud abierta de propuestas para el derecho a celebrar un acuerdo para la realización de obras "Realización de un estudio técnico y de ingeniería integral y un análisis multivariado del estado del complejo de estructuras hidráulicas de la central hidroeléctrica Shirokovskaya" para las necesidades de OOO GEK (418209 ). Información general sobre el GTS de Shirokovskaya HPP LLC "GEK" (enlace inaccesible) . Portal de Compras . Fecha de acceso: 15 de octubre de 2014. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016. (indefinido) 
13. ↑ Reglas, 2014 , p. 10, 66-67.
14. ↑ 1 2 Reglas, 2014 , p. 10, 67.
15. ↑ Reglas, 2014 , p. 10-11, 17, 67.
16. ↑ 1 2 Reglas, 2014 , p. 11, 67-68.
17. ↑ Solicitud abierta de propuestas para el derecho a concluir un acuerdo para la realización de obras "Realización del mantenimiento del sistema de excitación de hidrogeneradores No. 1,2" para las necesidades de OOO GEK (Shirokovskaya HPP) (297267) (enlace inaccesible) . Portal de Compras . Fecha de acceso: 15 de octubre de 2014. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016. (indefinido) 
18. ↑ Reglas, 2014 , p. 11, 67.
19. ↑ Reglas, 2014 , p. 2, 13.
20. ↑ Prisioneros en las obras de construcción del comunismo, 2008 , p. 75-77.
21. ↑ 1 2 3 Energía hidroeléctrica en la Gran Guerra Patriótica. Ural . JSC RusHydro. Recuperado: 18 de noviembre de 2014. (indefinido)
22. ↑ Prisioneros en las obras de construcción del comunismo, 2008 , p. 77-79.
23. ↑ 1 2 3 El primogénito de la construcción de energía hidroeléctrica en los Urales - Shirokovskaya HPP (enlace inaccesible) . Archivo Estatal de Historia Contemporánea de Perm. Fecha de acceso: 18 de noviembre de 2014. Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2014. (indefinido) 
24. ↑ Shirokovsky ITL (Shirokstroy, Shirok-Vilukhstroy, Shiroklag) . Monumento. Recuperado: 19 de noviembre de 2014. (indefinido)
25. ↑ Shiroklag - continuación de la tragedia (enlace inaccesible) . Kalmukia hoy. Consultado el 19 de noviembre de 2014. Archivado desde el original el 3 de diciembre de 2014. (indefinido) 
26. ↑ Shirokovskaya HPP (enlace inaccesible) . OAO "Volzhskaya TGC". Fecha de acceso: 7 de diciembre de 2014. Archivado desde el original el 8 de diciembre de 2014. (indefinido) 
27. ↑ Prisioneros en las obras de construcción del comunismo, 2008 , p. 83-85.
28. ↑ Prisioneros en las obras de construcción del comunismo, 2008 , p. 87.
29. ↑ Historia de OJSC "TGC-1" (enlace inaccesible) . TGK-9. Consultado el 19 de noviembre de 2014. Archivado desde el original el 14 de julio de 2014. (indefinido) 
30. ↑ Los ingenieros de energía de Perm venderán Kizelovskaya GRES como parte de Gubakhinskaya Energy Company . Kommersant. Recuperado: 19 de noviembre de 2014. (indefinido)
31. ↑ Reorganización de IES Holding (enlace inaccesible) . OAO TGC-9. Consultado el 7 de diciembre de 2014. Archivado desde el original el 13 de diciembre de 2014. (indefinido) 
32. ↑ Liberación de sistemas de excitación por años (enlace inaccesible) . SKB ECM. Fecha de acceso: 19 de noviembre de 2014. Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2014. (indefinido) 
33. ↑ GEK LLC Shirokovskaya HPP. Sistema de sincronización del generador . ICAPP. Recuperado: 19 de noviembre de 2014. (indefinido)
34. ↑ Inversiones e innovaciones (enlace inaccesible) . RAO UES de Rusia. Fecha de acceso: 19 de noviembre de 2014. Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2014. (indefinido) 
35. ↑ Acta de la reunión del órgano central de compras de la sucursal de fecha 16 de febrero de 2012 (enlace inaccesible) . OAO TGC-9. Fecha de acceso: 19 de noviembre de 2014. Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2014. (indefinido) 
36. ↑ Tyazhmash fabricó equipos para la central hidroeléctrica Shirokovskaya . JSC "Tyazhmash" Recuperado: 19 de noviembre de 2014. (indefinido)

Literatura

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• Prisioneros en las obras de construcción del comunismo. Gulag e instalaciones energéticas en la URSS. Colección de documentos y fotografías. - M. : Enciclopedia Política Rusa (ROSSPEN), 2008. - 448 p. - ISBN 978-5-8243-0918-8 .
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Enlaces

• Shirokovskaya HPP en el sitio web oficial de PJSC "T Plus" . PJSC "T Plus". Recuperado: 16 Mayo 2018. (indefinido)
• El primogénito de la construcción de energía hidroeléctrica en los Urales es Shirokovskaya HPP (enlace inaccesible) . Archivo Estatal de Historia Contemporánea de Perm. Fecha de acceso: 18 de noviembre de 2014. Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2014. (indefinido)