Нижне-Сви́рская ГЭС имени академика Г. О. Графтио (Нижнесвирская ГЭС, ГЭС-9, Свирь ГЭС-3) — гидроэлектростанция на реке Свири в Лодейнопольском районе Ленинградской области, у посёлка Свирьстрой. Входит в каскад Свирских ГЭС, являясь его второй, нижней ступенью. Была построена по плану ГОЭЛРО в 1927—1936 годах, является одной из старейших гидроэлектростанций России. В 1933—1941 годах была второй по мощности гидроэлектростанцией СССР. Строительство Нижне-Свирской ГЭС на мягких, подверженных неравномерной осадке грунтах не имело аналогов в мировой практике гидротехнического строительства того времени. В ходе Великой Отечественной войны станция оказалась на оккупированной территории и получила серьёзные повреждения, но была восстановлена.
Нижне-Свирская ГЭС является объектом культурного наследия России федерального значения. За исключением судоходного шлюза станция принадлежит ПАО «ТГК-1».
Природные условия Нижне-Свирская ГЭС расположена на реке Свири в от её устья, является второй (нижней) ступенью каскада гидроэлектростанцией на этой реке, ниже по течению от Верхне-Свирской ГЭС. Площадь водосбора реки в створе ГЭС составляет , среднегодовой расход воды в реке в районе расположения станции составляет , среднегодовой сток — . Максимальный расход воды, с повторяемостью один раз в 1000 лет, оценивается в . Водный режим Свири полностью зарегулирован Верхнесвирским водохранилищем, боковая приточность не оказывает большого влияния. В ходе весеннего половодья (апрель—май) проходит до 40 % годового стока, самый маловодный период — с января по март. Климат в районе расположения ГЭС умеренно континентальный, с продолжительной, но сравнительно мягкой зимой и умеренно тёплым летом. Среднегодовая сумма осадков составляет . В основании сооружений Нижне-Свирской ГЭС залегают девонские глины и пески.
Конструкция станции Нижне-Свирская ГЭС представляет собой низконапорную русловую гидроэлектростанцию (здание ГЭС входит в состав напорного фронта). Сооружения гидроэлектростанции включают в себя три земляных плотины, бетонную водосбросную плотину, здание ГЭС, судоходный шлюз, ОРУ 35 и ; общая протяжённость подпорных сооружений гидроузла составляет . Установленная мощность электростанции — , располагаемая мощность — , проектная среднегодовая выработка электроэнергии — , фактическая среднегодовая выработка электроэнергии — .
Земляные плотины Большую часть напорного фронта Нижне-Свирской ГЭС образуют три насыпные земляные плотины — левобережная дамба, русловая плотина и правобережная дамба. Правобережная дамба расположена между правым берегом поймы Свири и водосбросной плотиной, длина дамбы составляет , максимальная высота — , максимальная ширина по основанию — , ширина по гребню — , максимальный напор на сооружение — . Дамба отсыпана из песка, состоит из двух участков — береговой части длиной с противофильтрационным элементом в виде наклонного экрана из суглинка и русловой части длиной с противофильтрационным элементом в виде ядра из суглинка. Верховой откос сооружения закреплён камнем, низовой — одерновкой. В правобережную дамбу уложено грунта.
Русловая плотина (водонепроницаемая диафрагма) длиной и наибольшей высотой расположена между зданием ГЭС и судоходным шлюзом, на естественном острове Негежма. Противофильтрационный элемент представлен бетонной диафрагмой, а также металлическим шпунтом, заглублённым в основание. Левобережная дамба расположена между левым берегом Свири и судоходным шлюзом, длина дамбы — , максимальная высота — , максимальная ширина по основанию — , ширина по гребню — . Дамба отсыпана из песка, имеет противофильтрационные элементы в виде ядра из суглинка, металлического или деревянного шпунта, заглублённого в основание, а также дренажа в виде трёхслойного фильтра. Верховой откос дамбы закреплён камнем, низовой — одерновкой. В левобережную дамбу уложена грунта.
Водосбросная плотина Водосбросная плотина, расположенная между правобережной дамбой и зданием ГЭС, предназначена для пропуска воды в сильные паводки либо при остановленных гидроагрегатах. По конструкции водосбросная плотина — гравитационная бетонная распластанного профиля. Длина плотины — , ширина по основанию — , максимальная высота — , в плотину уложено бетона. Плотина разделена бычком шириной на две части. В левой части длиной расположены три глубоких водосбросных отверстия шириной по , а также один водосбросной пролёт шириной . Глубокие отверстия перекрываются в нижней части железобетонными шандорами, в верхней части — плоскими затворами; пролёт перекрывается секторным затвором. В правой части плотины длиной имеется 4 водосбросных пролёта шириной по , перекрываемых плоскими затворами.
Плотина рассчитана на пропуск воды при нормальном подпорном уровне водохранилища и — при форсированном уровне. Гашение энергии сбрасываемой воды производится на водобойной плите длиной , за которой расположена рисберма длиной , выполненная из бетонных кубов и каменной наброски. На водобойной плите напротив пролёта, перекрываемого секторным затвором, имеются две водобойных стенки, а напротив глубоких отверстий — гасители, расположенные в шахматном порядке. Противофильтрационные сооружения плотины включают в себя понур длиной и толщиной , а также дренажный слой толщиной из гравия и песка, размещённый под понуром, телом плотины и водобойной плитой.
Здание ГЭС Здание ГЭС руслового типа (воспринимает напор воды), длина здания — . Конструктивно здание ГЭС выполнено из монолитного железобетона, состоит из щитового отделения, машинного зала и помещения распределительных устройств. Здание разделено на шесть секций — четыре секции главных агрегатов, секцию вспомогательных агрегатов и секцию служебного корпуса. Вдоль всего здания со стороны верхнего и нижнего бьефов устроены дренажные галереи. Входы в каждую спиральную камеру главных агрегатов разделены промежуточными бычками на 3 пролёта шириной по каждый. Перед зданием ГЭС расположена железобетонная ледозащитная стенка длиной , образующая аванкамеруАванкамера — водное пространство (бассейн) перед зданием гидроэлектростанции, отделённое гидротехническими сооружениями от водохранилища.. Ниже здания ГЭС расположен массивный бетонный упор, за которым находится рисберма. Левый берег реки ниже здания ГЭС укреплён бетонными плитами и деревянными ряжами, заполненными камнем. В здание ГЭС и ледозащитную стенку уложено бетона.
В машинном зале здания ГЭС размещены четыре вертикальных гидроагрегата с поворотно-лопастными турбинами: два мощностью по (станционные номера 1 и 2) и два мощностью по (станционные номера 3 и 4; располагаемая мощность гидроагрегата № 4 составляет ). Агрегаты мощностью оборудованы турбинами , работающими на расчётном напоре . Агрегаты мощностью оборудованы турбинами , работающими на расчётном напоре . Производители турбин — Ленинградский металлический завод и шведская фирма «Веркстаден Кристинехамн». Турбины приводят в действие гидрогенераторы мощностью по , производства завода « Электросила». Изначально на станции имелись также два гидроагрегата собственных нужд мощностью по , также с поворотно-лопастными турбинами, но к настоящему времени они демонтированы. Также в машинном зале расположены два мостовых крана грузоподъёмностью по 150 тонн.
Схема выдачи мощности Электроэнергия вырабатывается генераторами ГЭС на напряжении , которое повышается до при помощи шести однофазных силовых трансформаторов , объединённых в две группы (по три фазы в каждой) мощностью по ; каждая группа трансформаторов обеспечивает выдачу мощности с двух гидроагрегатов. Трансформаторы расположены на здании ГЭС со стороны нижнего бьефа. Также имеются один трансформатор мощностью и два трансформатора мощностью по , обеспечивающих выдачу мощности в местную сеть напряжением . Выдача мощности ГЭС в единую энергосистему производится с расположенного на левом берегу вблизи шлюза открытого распределительного устройства по четырём линиям электропередачи: ВЛ 220 кВ Нижне-Свирская ГЭС — ПС Сясьстрой (Л-202); ВЛ 220 кВ Нижне-Свирская ГЭС — Верхне-Свирская ГЭС (Л-203); ВЛ 220 кВ Нижне-Свирская ГЭС — Верхне-Свирская ГЭС (с отпайками на ПС Подпорожская) (Л-204); ВЛ 220 кВ Нижне-Свирская ГЭС — ПС Заостровие (с отпайками на ПС Лодейнопольская) (Л-212). Кроме того, Нижне-Свирская ГЭС обеспечивает энергоснабжение местных потребителей Лодейнопольского района с открытого распределительного устройства по трём линиям электропередачи, посёлка Свирьстрой и трёх деревень — по ЛЭП с комплектного распределительного устройства , а также рыбозавода и ряда других потребителей — по ЛЭП с закрытого распределительного устройства .
Судоходный шлюз Судоходный шлюз расположен на левом берегу, между русловой плотиной и левобережной дамбой. Шлюз однониточный однокамерный, длина камеры — , ширина — . Система питания шлюза с донными галереями, время заполнения/опорожнения камеры шлюза — 8,5 минут. Ворота шлюза — двустворчатые. Камера шлюза представляет собой железобетонную конструкцию с разрезным днищем, в шлюз уложено бетона. В состав сооружений шлюза также входят верхний подходной канал длиной около и нижний подходной канал. Собственником судоходного шлюза является ФБУ «Администрация Волго-Балтийского бассейна внутренних водных путей».
Водохранилище Напорные сооружения ГЭС образуют Нижнесвирское водохранилище. Площадь водохранилища при нормальном подпорном уровне , длина , максимальная ширина , максимальная глубина . Полная и полезная ёмкость водохранилища составляет 111,7 и соответственно, что позволяет осуществлять суточное регулирование стока (водохранилище обеспечивает покрытие гидроэлектростанцией пиков потребления в энергосистеме в течение суток). Отметка нормального подпорного уровня водохранилища составляет над уровнем моря (по Балтийской системе высот), форсированного подпорного уровня — , уровня мёртвого объёма — . При создании водохранилища было затоплено сельхозугодий, перенесено 314 строений.
Экономическое значение Нижне-Свирская ГЭС работает в энергосистеме Северо-Запада России, всего за время эксплуатации станция выработала более возобновляемой электроэнергии, обеспечив экономию большого количества ископаемого топлива, а также предотвратив выброс значительных объёмов загрязняющих веществ. Станция сыграла существенную роль в развитии Ленинграда и Ленинградской области в 1930-е годы — после её пуска выработка электроэнергии в системе Ленэнерго увеличилась на 35 %. Водохранилище Нижне-Свирской ГЭС обеспечило крупнотоннажное судоходство по Свири, затопив порожистый участок реки. Водохранилище станции входит в Единую глубоководную систему Европейской части России, обеспечивая необходимую для крупнотоннажного судоходства глубину . Сооружения ГЭС перекрыли нерестовые пути обитающих в Ладожском озере популяций озёрного лосося и кумжи, в качестве компенсационного мероприятия производится искусственное воспроизводство этих видов рыб на Свирском рыборазводном заводе, затраты на возведение которого были включены в смету на строительство станции.
История строительства
Проектирование