У́гличская гидроэлектроста́нция — ГЭС на реке Волге в Ярославской области, в городе Угличе. Входит в Волжско-Камский каскад ГЭС, являясь его второй ступенью. Одна из старейших гидроэлектростанций России — пущена в 1940 году, сыграла важную роль в обеспечении Москвы электроэнергией в годы Великой Отечественной войны, особенно в период Битвы за Москву. Строительство станции велось в 1935—1955 годах, а по состоянию на 1941 год она являлась второй по мощности действующей гидроэлектростанцией СССР. Собственником Угличской ГЭС (за исключением судоходного шлюза) является ПАО «РусГидро». Архитектурный комплекс Угличской ГЭС является объектом культурного наследия, охраняемым государством.

Конструкция станции Конструктивно Угличская ГЭС представляет собой низконапорную русловую гидроэлектростанцию (здание ГЭС входит в состав напорного фронта). Сооружения гидроузла включают в себя русловую земляную плотину, бетонную водосбросную плотину, здание ГЭС и судоходный шлюз. В основании сооружений находятся моренные суглинки, в ряде случаев перекрытые аллювием. Установленная мощность электростанции — 130 МВт, обеспеченная мощность — 8,8 МВт, среднегодовая выработка — 240 млн кВт·ч.

Земляная плотина Русловая земляная плотина образует большую часть напорного фронта гидроузла, размещаясь между шлюзом и водосбросной плотиной. Её длина составляет 314 м, максимальная высота — 27 м. Тело плотины объёмом намыто из песка, в низовой части плотины расположен каменный банкет, отсыпанный при перекрытии реки и прикрытый обратным фильтром. Плотина имеет противофильтрационный элемент — расположенную в её центральной части диафрагму, состоящую в нижней части из металлического шпунта (заглублённого на 2 м в основание), а в верхней части — из металлического листа толщиной . Верховой откос защищён от размыва волнами и разрушения льдом каменной наброской толщиной , лежащей на 15-сантиметровом слое гравия; низовой откос одернован. По гребню плотины проложена автомобильная дорога.

Водосбросная плотина

Гравитационная бетонная водосбросная плотина Угличской ГЭС предназначена для пропуска расходов реки, превышающих пропускную способность турбин и регулирующие возможности водохранилища. Располагается со стороны правого берега, между земляной плотиной (с которой сопрягается при помощи устоя) и зданием ГЭС. Её длина — 179 м, объём тела — . Плотина имеет 7 пролётов шириной по 19,8 м; каждый пролёт имеет два яруса. Верхний ярус пропускает около 27 % расчётного расхода (также через него происходит сброс льда), перекрывается сегментными затворами высотой 5,4 м. Нижний ярус имеет высоту 4 м, пропускает около 73 % расхода и перекрывается плоскими затворами. При ремонте основных затворов, со стороны верхнего и нижнего бьефа устанавливается шандорное заграждение. Маневрирование основными затворами производится с помощью специальных грузоподъёмных механизмов, монтированных на бычках плотины. Шандоры верхнего бьефа монтируются мостовыми кранами машинного зала, нижнего бьефа — специальной лебёдкой грузоподъёмностью 50 т.

Максимальная пропускная способность водосбросной плотины — при НПУ и при ФПУ, что позволяет безопасно пропускать паводки вероятностью 0,1 % (1 раз в 1000 лет). Энергия потока гасится на водобое длиной 90 м, представляющем собой бетонную плиту с двумя рядами гасителей высотой по 2,5 м, а также на рисберме длиной 128 м. Рисберма имеет форму ковша, её наинизшая точка заглублена по отношению к водобою на 10 м. Со стороны верхнего бьефа к плотине примыкает понур длиной 40 м, прикрытый сверху бетонными плитами.

Здание ГЭС Здание Угличской ГЭС — руслового типа (входит в состав напорного фронта), расположено между водосбросной плотиной и правым берегом. Конструктивно состоит из двух секций (турбин и монтажной площадки). В машинном зале ГЭС установлено два гидроагрегата мощностью по 65 МВт с поворотно-лопастными турбинами, работающими на расчётном напоре 13 м и вертикальными зонтичными гидрогенераторами. Один из гидроагрегатов оснащён турбиной ПЛ 91-ВБ-900 (производитель турбины — Ленинградский металлический завод), другой — турбиной производства фирмы Voith Siemens Hydro. На обеих гидроагрегатах смонтированы генераторы СВ 1343/150-100, изготовленные заводом «Элсиб». Изначально установленные гидротурбины Угличской ГЭС унифицированы с турбинами Рыбинской ГЭС и до середины 1950-х годов являлись крупнейшими в мире (диаметр рабочего колеса 9 м, вес турбины — 1257 т).

Для перемещения элементов гидроагрегатов (а также оперирования шандорным заграждением верхнего бьефа водосбросной плотины) используются два мостовых крана, грузоподъёмностью по 310 т. Проектом не предусматривалось отопление машинного зала — предполагалось, что оно будет обогреваться теплом работающих генераторов; однако в ходе эксплуатации выяснилось, что их возможностей для обогрева всего здания не хватает, в связи с чем вокруг агрегатов было сооружено отдельное перекрытие со съёмными колпаками над гидроагрегатами. Водоводы гидротурбин перекрываются плоскими быстропадающими затворами (по три на каждый водовод), оперирование которыми производится цепными приводами (цепи Галля) с помощью специальных механизмов с электроприводом, размещённых со стороны верхнего бьефа в щитовом отделении, оборудованном мостовым краном грузоподъёмностью 50 т. Помимо затворов, водоводы оборудованы сороудерживающими решётками, а также ремонтными затворами (шандорами). Отсасывающая труба может перекрываться собственными ремонтными затворами, оперирование которыми производится краном грузоподъёмностью 60 т.

Схема выдачи мощности

С гидрогенераторов электроэнергия на напряжении 13,8 кВ подаётся по уложенным в железобетонные коллекторы кабельным линиям на открытое распределительное устройство (ОРУ 220 кВ), расположенное на правом берегу вблизи здания ГЭС. Каждый генератор работает на свой трёхфазный трансформатор ТД-80000/220У1 производства ОАО «Запорожтрансформатор», которые размещены на ОРУ (до 2008 года были установлены 6 однофазных трансформаторов ОДГ-23000/220), для обслуживания трансформаторов имеется трансформаторная мастерская. Выдача электроэнергии в энергосистему производится по пяти линиям электропередачи напряжением 220 кВ, из которых по двум — на Москву, ещё по двум — на Рыбинск и по одной — на Ярославль: Угличская ГЭС — ПС Заря (2 ЛЭП, длиной по 92,2 км); Угличская ГЭС — ПС Вега (7,5 км); Угличская ГЭС — ПС Венера (69,6 км); Угличская ГЭС — ПС Ярославль (92,7 км). Также, имелась подстанция 35 кВ (ныне ПС 35/6 кВ «Прибрежная»), с которой производилось энергоснабжение Углича, Калязина и близлежащих сельских населённых пунктов.

Судоходный шлюз Судоходный шлюз Угличского гидроузла расположен у левого берега, примыкая к земляной плотине. Шлюз однокамерный однониточный, длина камеры — 290 м, ширина — 30 м. В системе внутренних водных путей имеет номер 10-У. Проектное время наполнения шлюза составляет 9,5 минут, опорожнения — 7 минут. Заполнение и осушение шлюзовой камеры производится при помощи двух водоподводящих галерей. В верхней голове шлюза (со стороны Угличского водохранилища) расположен основной клапанный затвор и ремонтный плоский колёсный затвор, в нижней голове — основные и ремонтные двустворчатые ворота. Помимо голов и шлюзовой камеры, в состав сооружений шлюза входят верховой канал длиной 800 м и низовой канал длиной 1200 м, причальные стенки, две ограждающие дамбы, защищающие суда при подходе к шлюзу, левобережная дамба с суглинистым противофильтрационным ядром, а также автомобильный мост над нижней головой. Шлюз находится на балансе ФГУП «Канал имени Москвы».

Водохранилище Напорные сооружения ГЭС образуют Угличское водохранилище площадью 249 км². Полная ёмкость водохранилища составляет 1,245 км³, полезная — 0,68 км³, что позволяет осуществлять ограниченное сезонное регулирование стока (водохранилище позволяет увеличивать сток реки в межень за счёт накопления воды в половодье, но не в полном объёме). Отметка нормального подпорного уровня (НПУ) водохранилища составляет 112,82 м над уровнем моря (по Балтийской системе высот), форсированного подпорного уровня (ФПУ) — 113,22 м, уровня мёртвого объёма (УМО) — 108,82 м.

Последствия создания Угличской ГЭС

Экономическое значение

Угличская ГЭС работает в пиковой части графика нагрузки энергосистемы Центра, повышая надёжность её функционирования. Всего за время эксплуатации Угличская и Рыбинская ГЭС выработали более 80 млрд кВт·ч возобновляемой электроэнергии. Угличское водохранилище активно используется в интересах водного транспорта, являясь частью Единой глубоководной системы Европейской части Российской Федерации и обеспечивая на участке Волги от Дубны до Углича гарантированную глубину 4 м (до строительства ГЭС глубины на этом участке в летнюю межень падали до 0,7 м, а в засушливые годы — до 0,4 м, делая возможным крупнотоннажное судоходство только в половодье). По сооружениям гидроузла проложена автомобильная дорога. Угличское водохранилище имеет рекреационное и рыбохозяйственное значение (допустимый улов оценивается в 300 т в год).

Социальные последствия При создании Угличского водохранилища было переселено 24,6 тысячи человек. Водохранилищем было затронуто в разной степени (полное или частичное затопление, подтопление, берегопереработка) 213 населённых пунктов, в подавляющем большинстве — сельских (всего из зоны затопления было перенесено 5270 домовладений). В зону затопления попала часть территории городов Калязин (пострадал в наибольшей степени), Углич и Кимры.

При создании водохранилища был утрачен ряд памятников истории и культуры — Троицкий Макарьев монастырь и архитектурный комплекс упразднённого в XVIII веке Николо-Жабенского монастыря в Калязине (от последнего сохранилась только колокольня), Паисиев Покровский монастырь в Угличе, большая часть исторической застройки Калязина, древнее село Скнятино, более двух десятков сельских и городских церквей, левое крыло Супоневского дворца (усадьбы генерала А. Н. Супонева). В зоне затопления велись значительные археологические работы, в результате которых был получен большой объём материала, в несколько раз превышающий полученный на этой территории за предыдущее время; в то же время несоответствие проведённых работ масштабам зоны затопления привело к тому, что большая часть археологических памятников осталась неисследованной и была затоплена.

История создания

Проектирование

Интерес к использованию энергетических ресурсов Верхней Волги возник в начале 1930-х годов. С 1931 года начинают разрабатываться планы комплексного использования водных ресурсов Волги на всём её протяжении. 23 марта 1932 года было выпущено Постановление СНК СССР и ЦК ВКП(б) «О строительстве электростанций на Волге», санкционировавшее начало работ по Ярославской, Горьковской (Балахнинской) и Пермской гидроэлектростанциям, из которых реальные работы начались только по первой станции. Одновременно, велись проектные проработки и по другим волжским ГЭС — в подготовленной в 1933 году «Гидроэлектропроектом» схеме освоения Волги уже фигурировала Угличская ГЭС, которую планировалось построить к 1937 году. Однако в 1934 году в схеме освоения верхней Волги вместо неё уже фигурировали Мышкинская и Калязинская ГЭС.