Пальеозёрская ГЭС — гидроэлектростанция на реке Суне в Кондопожском районе Республики Карелия, у посёлка Гирвас. Входит в Сунский каскад ГЭС, являясь его верхней ступенью. Через сооружения Пальеозёрской ГЭС производится переброска стока Суны в бассейн озера Сандал, что обеспечивает работу нижележащей Кондопожской ГЭС. Эксплуатируется с 1954 года, собственником станции является ОАО «ТГК-1».
Природные условия Пальеозёрская ГЭС использует сток реки Суны, перебрасываемый из Гирвасского водохранилища в Пальеозёрское водохранилище через деривационный канал. Площадь водосборного бассейна в створе ГЭС составляет . В средний по водности год река Суна в створе станции имеет среднегодовой расход , среднемноголетний приток воды составляет , из которых , или 96 %, перебрасывается через турбины и холостой водосброс станции в нижний бьеф. Максимальные расчётные притоки (с обеспеченностью 0,5 %, то есть 1 раз в 200 лет) в Гирвасское водохранилище составляют . Река Суна имеет смешанное питание с преобладанием снегового. Максимальные притоки наблюдаются в конце мая — начале июня, во время весеннего половодья (когда проходит около половины годового стока), минимальные — в марте — апреле. Сейсмичность района расположения Пальеозёрской ГЭС составляет 5 баллов по шкале MSK-64.
Конструкция станции Конструктивно Пальеозёрская ГЭС представляет собой плотинно-деривационную гидроэлектростанцию с безнапорной деривацией в виде канала, использующую перепад высот между Гирвасским и Пальеозёрским водохранилищами. В состав сооружений Пальеозёрской ГЭС входят Гирвасская плотина, дамбы «Койкары» и «Ваган», лесосплавной лоток, деривационный и подводящий каналы, станционный узел (водоприёмник, напорные водоводы, здание ГЭС, холостой водосброс, ОРУ 110 кВ), отводящий канал. Гидротехнические сооружения ГЭС относятся к III классу капитальности. Установленная мощность электростанции — , гарантированная мощность — , проектная среднегодовая выработка электроэнергии — . Максимальная пропускная способность сооружений ГЭС при форсированном подпорном уровне (ФПУ) составляет , в том числе через турбины — , через холостой водосброс ГЭС — и через Гирвасскую плотину — .
Гирвасское водохранилище Гирвасское водохранилище образовано путём перекрытия Суны Гирвасской плотиной, также в напорный фронт водохранилища входит дамба «Койкары». Гирвасская плотина общей длиной 232 м состоит из глухой и водосливной частей, расположена на прочных скальных грунтах (диабазы). Глухая часть представлена двумя насыпными (из моренного грунта) дамбами, правобережной и левобережной. Правобережная дамба имеет длину 44,6 м, ширину по гребню 11,25 м, наибольшую высоту 5,8 м, противофильтрационными и дренажными устройствами не оборудована. Левобережная дамба имеет длину 84,6 м, ширину по гребню 8,5 м, наибольшую высоту 7,9 м, оснащена противофильтрационными устройствами (бетонная диафрагма и цементационная завеса в основании), а также имеет дренажную призму в основании низового откоса. Верховые откосы обеих дамб защищены от размыва волнами двойной каменной отмосткой толщиной 40 см, низовой откос одернован. Отметка гребня дамб — 103,1 м, превышение гребня над нормальным подпорным уровнем водохранилища — .
Водосливная часть представляет собой гравитационную бетонную плотину длиной 102,8 м, шириной 10,9 м, наибольшей высотой 13,5 м. Максимальный напор на плотину при нормальном подпорном уровне (НПУ) водохранилища — 10,8 м. Плотина оснащена донным и поверхностным водосбросами, а также внутренней смотровой потерной. Донный водосброс расположен у правого берега, имеет два водосбросных отверстия размером 6,5×4,8 м каждое, общая пропускная способность при НПУ — и при ФПУ — . Отверстия перекрываются сегментными затворами, приводимыми в действие при помощи двух электрических лебёдок с цепью Галля грузоподъёмностью 80 т. Поверхностный (резервный) водосброс имеет пять отверстий размером 6×2,5 м каждое, общая пропускная способность при НПУ — и при ФПУ — . Отверстия перекрываются плоскими колёсными затворами (одним металлическим и четырьмя железобетонными с металлической облицовкой), приводимыми в действие при помощи козлового крана грузоподъёмностью 15 т. По бычками Гирвасской плотины проложен железобетонный автодорожный мост, для пропуска леса в обход плотины сооружён лесосплавной лоток (ныне не используемый в связи с прекращением сплава леса по Суне). Координаты центральной части Гирвасской плотины —
Дамба «Койкары» расположена на правом берегу водохранилища в понижении местности. Дамба земляная, отсыпана из моренной супеси, для защиты от фильтрации правой части дамбы имеется понур и закрытый дренаж из железобетонных труб. В основании дамбы залегают валунно-галечниковые отложения, подстилаемые крупнозернистыми песками. Длина дамбы — 623 м, максимальная высота — 10,17 м, ширина по гребню — 8,5 м. Отметка гребня плотины — 103,17 м, превышение гребня над нормальным подпорным уровнем водохранилища — 1,65 м, напор на дамбу — 8,5 м. Верховой откос закреплён каменной отмосткой толщиной 20 см. Изначально представляла собой две отдельные дамбы, построенные в 1934—36 годах, но в 1950-х годах они были наращены по высоте и объединены в одну. Координаты центральной части дамбы —
Гирвасское водохранилище при нормальном подпорном уровне имеет площадь , длину 18 км, максимальную ширину 2,1 км. Полная и полезная ёмкость водохранилища составляет 122,4 и соответственно, что позволяет осуществлять суточное, недельное и частично сезонное (водохранилище наполняется в половодье и срабатывается в меженный период) регулирование стока. Отметка нормального подпорного уровня водохранилища составляет 101,5 м над уровнем моря (по Балтийской системе высот), уровня мёртвого объёма — 99 м, форсированного подпорного уровня — 101,65 м. Водохранилище включило в себя озёра Лавалампи, Викшозеро, Коданлампи и Сухое.
Деривация
Подвод воды из водохранилища к зданию ГЭС осуществляется с помощью открытого саморегулирующегося деривационного канала (канал «Пионерный»). Длина канала 1200 м, ширина по верху от 20 , глубина 6 м, расчётный расход . Сечение полигональное, часть склонов закреплена каменной отмосткой толщиной 20 см. На конечном участке переходит в подводящий канал здания ГЭС длиной 240 м и шириной по дну 10 м. Канал выполнен в полувыемке — полунасыпи, сечение трапецеидальное, расчётный расход . Бортами канала служат дамбы с бетонной диафрагмой: левая длиной 240 м, шириной по гребню 8,5 м, максимальной высотой 4,8 м, и правая, длиной 110 м, шириной по гребню 6 м, максимальной высотой .
С правого берега деривационного канала расположена дамба «Ваган», предотвращающая перелив воды из канала в понижение местности. Дамба земляная, отсыпана из разнозёрных песков, для защиты от фильтрации на части длины имеет бетонную диафрагму, а также закрытый трубчатый дренаж в низовом откосе из железобетонных труб диаметром 2 м с двумя водовыпусками. В основании дамбы залегают диабазы и разнозёрные пески с включением гравия, гальки и валунов. Длина дамбы — 1280 м, максимальная высота — 9 м, ширина по гребню — и по основанию — 35 м. Отметка гребня плотины — 103 м, превышение гребня над НПУ — 1,5 м, напор на дамбу — 7,5 м. Верховой откос закреплён каменной отмосткой толщиной 20 см, низовой откос одернован. Дамба построена в 1934—35 годах, в 1936 и 1954—55 годах наращена в высоту. Координаты центральной части дамбы —
Станционный узел Станционный узел включает в себя напорный бассейн с водоприёмником, напорные трубопроводы, холостой водосброс, здание ГЭС, отводящий канал, открытое распределительное устройство (ОРУ) 110 кВ). В основании сооружений расположена диабазовая скала.
Напорный бассейн (аванкамера) расположен в конце подводящего канала, предназначен для накопления воды, подаваемой к гидроагрегатам ГЭС. Длина бассейна 32 м, ширина , крепление дна — монолитный бетон толщиной 40 см, сечение в начале трапецеидальное, затем прямоугольное. Аванкамера ограждена бетонными подпорными стенками длиной 34 м, шириной , высотой 7 м. В концевой части бассейна размещён глубинный водоприёмник из монолитного железобетона с двумя напорными приёмными камерами, длина водоприёмника 30,2 м, ширина , высота 35,7 м. Камеры оборудованы ремонтными затворами (шандорами) и металлическими трёхсекционными сороудерживающими решётками. Перед входом в напорные водоводы смонтированы металлические двухсекционные плоские колёсные аварийно-ремонтные затворы. Подъёмное оборудование — мостовой кран грузоподъёмностью 30 т, а также две лебёдки грузоподъёмностью . Подвод воды к гидроагрегатам производится при помощи двух железобетонных напорных трубопроводов круглого сечения (в верхней части имеется переходной участок с прямоугольного на круглое сечение). Длина каждого трубопровода 18,84 м, сечение вверху 5,5×5 м, далее 4 м. Трубопроводы проложены в скальном ложе, сверху засыпаны грунтом толщиной .
Холостой водосброс поверхностный, с широким порогом, грунты основания — диабазы. Максимальная пропускная способность — . Водосброс имеет два водосливных отверстия размером 8×4 м каждое, перекрывающихся сегментными затворами, а также ремонтными затворами. Подъёмный механизм — две стационарные электрические лебёдки грузоподъёмностью (для сегментных затворов) и две тали грузоподъёмностью (для ремонтных затворов). Длина водосброса 23,4 м, ширина 20,5 м, высота 17,8 м, максимальный напор 5,5 м. Подвод воды к водосбросу осуществляется по вырубленному в скале отводящему каналу трапецеидального сечения длиной 115 м и шириной по дну 17,5 м. Отвод воды к общему для водосброса и здания ГЭС отводящему каналу происходит по естественному скальному руслу, специальных гасящих устройств нет.
В здании ГЭС размещены два вертикальных гидроагрегата, оснащённые вертикальными радиально-осевыми турбинами РО-45/123 с рабочими колёсами диаметром 2,6 м, производства шведской фирмы NOHAB (рабочие колёса изготовлены Ленинградским металлическим заводом). Турбины работают на расчётном напоре 28,2 м, расход воды через каждую турбину составляет . Турбины приводят в действие генераторы ВГС 525/84-40 мощностью и , производства завода «Уралэлектроаппарат». Отсасывающие трубы турбин перекрываются плоскими двухсекционными ремонтными затворами, маневрирование которыми производится при помощи электрического крана грузоподъёмностью 10 т. Длина здания ГЭС , ширина , высота 34,35 м, в машинном зале установлен мостовой кран грузоподъёмностью 100 т, с помощью которого производится монтаж гидроагрегатов. Отработавшая на гидроагрегатах вода сбрасывается в Пальеозёрское водохранилище по отводящему каналу длиной 4000 м, шириной , сечение на начальном участке трапецеидальное, далее полигональное. Начальный участок канала длиной (выполненный при помощи экскаваторов) имеет крепление стен и дна в виде бетонной облицовки или каменной отсыпки, большая же часть канала образовалась естественным образом путём размыва грунта потоком воды и крепления не имеет.
Схема выдачи мощности
Генераторы ГЭС выдают электроэнергию на напряжении 10,5 кВ, которое преобразуется на напряжение 110 кВ трансформаторами ОДГ мощностью , а на напряжение 35 кВ — трансформатором ТМ мощностью . Выдача электроэнергии в энергосистему происходит с открытого распределительного устройства (ОРУ) по двум линиям электропередачи 110 кВ: Пальеозёрская ГЭС — ПС 63 «Берёзовка» (Л-169), Пальеозёрская ГЭС — ПС 29 «Поросозеро» (Л-135), а также по одной ЛЭП 35 кВ: ГЭС-2 Пальеозёрская ГЭС — ПС 1П «Спасская Губа».
Последствия создания ГЭС
Строительство Пальеозёрской ГЭС позволило создать Сунский каскад ГЭС и довести степень использования гидроэнергетического потенциала Суны до 72 %. Каскад Сунских ГЭС сыграл значительную роль в энергоснабжении Петрозаводско-Кондопожского промышленного узла. Строительство станции сопровождалось развитием социальной инфраструктуры посёлка Гирвас — в частности, были построены детский сад, школа, больница, дом культуры.