Иркутской ГЭС в этом году исполнилось 55 лет, Братской – 50. Однако внутренних угроз для этих сооружений практически нет, говорят энергетики. Плотины были построены с таким запасом прочности, что полувековые сроки слишком малы, чтобы как-то повлиять на надёжность строительных решений. «Угрозы для Ангарского каскада вызваны в основном внешними причинами, – говорит заместитель генерального директора по производству энергии ОАО «Иркутскэнерго» Евгений Новиков. – Это прежде всего катаклизмы природного характера, террористическая деятельность. Все эти риски должны вызывать определённые опасения не только у энергетиков, но и у всех, кто с проблемой связан, к примеру, у того же МЧС, власти в лице губернатора, мэров городов». 

Глубина диагностики

«Иркутскэнерго» проводит постоянный мониторинг безопасности всех трёх ГЭС Ангарского каскада. Иркутская ГЭС – это не только гидротехнический объект, это предмет постоянного внимания отраслевых институтов. Среди тех, кто работает на самом теле плотины, – Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева, ОАО «Институт Гидропроект», Институт земной коры СО РАН. «Отдельный вопрос – это диагностика и оценка остаточного ресурса оборудования ГЭС, – рассказывает Евгений Новиков. – И здесь с нами сотрудничает Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования имени И.И. Ползунова (НПО ЦКТИ), определённые виды работ делает Всероссийский теплотехнологический институт. Обследуются все элементы ГЭС – начиная от строительной части и кончая вращающимися механизмами, выработкой и передачей электроэнергии». 

Плотина Иркутской ГЭС прочна: рассчитана на землетрясение 9 баллов

Углублённая диагностика всех трёх ГЭС стоит от 30 до 50 млн. рублей в год. Только на изучение состояния плотины  Иркутской ГЭС ежегодно тратится около 25–30 млн. рублей. К примеру, подводная часть плотины обследуется и снимается на видеокамеру водолазами. Договоры на диагностику гидроагрегатов заключены с НПО ЦКТИ. «Специалисты НПО приезжают, проводят обследование и выявляют остаточный ресурс вращающихся лопастей, крышек, стяжных болтов, крепежей, – рассказал Евгений Новиков. – Разбирают всё до болтов, осматривают, и те детали, которые вызывают сомнения, мы сразу же меняем». 

Немного сложнее с электротехническим оборудованием, потому что современных средств его диагностики, способных определить остаточный ресурс, практически нет. Поэтому энергетики меняют всё оборудование, которое достигает определённого возраста, даже если оно нормально работает. «Когда объектам 50–55 лет, это вовсе не значит, что оборудование на них осталось тем же самым, – говорит Евгений Новиков. – На Иркутской ГЭС, к примеру, заменены все трансформаторы. На Братской ГЭС – все, кроме одного, 1963 года, который исправно работает. Но в этом году мы получим новый трёхфазный трансформатор на 500 киловольт, и весной 2012 года старый электроприбор будет заменён». Гидростанция в Братске уже получила новую систему управления реактивной мощностью на базе микропроцессора. Там же внедрены автоматизированные системы управления технологическими процессами, так называемые АСУ ТП, цифровая релейная защита и автоматика. Тиристорное возбуждение за всю историю Братской ГЭС меняется уже в четвёртый раз. «В этом году мы закончили эпопею по замене рабочих колёс на Братской ГЭС и провели конкурс ещё на шесть колёс, которые будут введены в строй в течение 3–5 лет, – сообщил Евгений Новиков. – Если по первой партии поставщиком был санкт-петербургский концерн «Силовые машины», то здесь конкурс выиграл Voith Siemens Hydro Power Generation». 

«Всё новое в мире»

Около 30–40 млн. рублей в год на всех трёх ГЭС тратится на построение комплексных систем безопасности, связанных с террористической угрозой. «Станция просматривается по всему периметру, ведутся ночные наблюдения, контролируется движение транспорта, – говорит Евгений Новиков. – Системы оснащены цифровыми камерами, приборами ночного видения, в том числе используются и тепловизоры, элементы радиолокации». 

– Всё новое, что появляется не только в стране, но и в мире с точки зрения безопасности энергетической отрасли, мы отслеживаем, – говорит Евгений Новиков. – Если есть возможность переложить с человека на машинный интеллект работу по обеспечению безопасности – делаем. Это касается и работы агрегатов, и АСУ ТП. Сейчас нам интересна тема вибрационного контроля, строящаяся на базе микропроцессорных технологий. На Иркутской ГЭС работает система автоматизированного сбора и обработки данных контроля измерительной аппаратуры. На Усть-Илимской ГЭС установлена диагностическая система контроля гидротехнического сооружения «Дедал». Сейчас мы обсуждаем тему её модернизации и расширения функций в 2012-2013 годах. 

На модернизацию оборудования Иркутской ГЭС компания выделила в этом году около 300 млн. рублей. На двух агрегатах были реконструированы системы регулирования и релейные защиты. Специалисты впервые попробовали установить систему вибромониторинга на гидроагрегате №1, в третий раз за историю ГЭС началась замена тиристорного возбуждения. На Братской ГЭС в зависимости от графика ремонта цифра колеблется от 200 до 400 млн. рублей (ещё 250 млн. рублей уходит собственно на ремонт). Сейчас на гидроэлектро-станции идёт комплексная реконструкция первого и второго гидроагрегатов, в том числе АСУ ТП, вводится система вибромониторинга. В модернизацию Усть-Илимской ГЭС вложено в этом году 230 млн. рублей. На этой станции идут пусконаладочные работы микропроцессорных систем мониторинга аварийно-ремонтными затворами. Установлены трамплины-аэраторы на четырёх водосливных секциях бетонной плотины для предотвращения её повреждения в период холостых сбросов. Усовершенствована система автоматизации снятия показаний с измерительной аппаратуры плотины. Бетонное тело оснащено дополнительными датчиками. 

«Рассчитана на землетрясение в 9 баллов»

«Когда объектам 50–55 лет, это вовсе не значит, что оборудование на них осталось тем же самым», – говорит Евгений Новиков

ГЭС отнесены к так называемым КВО – критически важным объектам. А это означает, что здесь часто бывают сейсмологи. В первую очередь это касается Иркутской ГЭС – она находится в сейсмоопасной зоне. Сама по себе плотина довольно прочна: рассчитана на землетрясение в 9 баллов. «Пока для плотины Иркутской ГЭС серьёзной опасности разрушения, кроме разве что ядерного взрыва, нет, – уверен старший научный сотрудник лаборатории инженерной сейсмологии и сейсмогеологии Института земной коры СО РАН Евгений Черных. – Обычный взрыв, на который способны террористы, плотина выдержит безо всяких опасений. Землетрясение ей тоже, по нашим данным, не грозит, поскольку все основные зоны возможных очагов землетрясения (ВОЗ) удалены от Иркутска на 70–100 километров. Даже если в ближайшей зоне ВОЗ произойдёт землетрясение магнитудой 8 баллов, плотина должна выдержать без всяких последствий». 

Однако это не означает, что за плотиной сейсмологи не наблюдают. Здесь постоянно проводится геосейсмический мониторинг. Основная его часть – инженерно-сейсмометрические наблюдения. Помимо работающей в Прибайкалье сети 20 сейсмических станций общего типа, есть ещё и инженерно-сейсмометрические станции, регистрирующие реакцию на землетрясение самих сооружений. На Иркутской ГЭС установлено порядка 20 трёхкомпонентных датчиков. «На сооружениях ГЭС датчики размещены в уязвимых местах бетонной и земляной плотин: в машинном зале, в насосной патерне, в местах сопряжения земляной и бетонной плотин, в основании и на гребне земляной плотины, – рассказывает Черных. – Идёт непрерывная запись того, как реагирует сооружение на земле-трясения. Система работает с 1997 года». 

Но кроме этого учёные должны постоянно уточнять сейсмическую опасность площадки, на которой объект стоит. В Иркутске возможны землетрясения силой до 8 баллов. Но их сила зависит от того, на каких грунтах построено сооружение. К примеру, на хороших грунтах 1 категории объект будет испытывать сотрясения не на 8, а на 7 баллов. Если же объект оказался на грунтах 3 категории, то сейсмическая опасность повышается до 9 баллов. Именно поэтому учёные проводят сейсмическое микрорайонирование объектов. В СССР карта микрорайонирования для территорий городов и ответ-

ственных сооружений, к которым относится и ИрГЭС, обновлялась каждые пять лет. «Сейсмические свойства грунтов со временем меняются, – говорит учёный. – К примеру, повышается техногенная обводнённость, как это наблюдается в центре Иркутска. Меняются сейсмические условия, свойства самого сооружения. Карту нужно обновлять примерно раз в пятилетку. Для Иркутской ГЭС такая карта была составлена нашим институтом около четырёх лет назад». 

Персонал ИрГЭС ведёт наблюдения пьезометрами (устройства, служащие для измерения изменения объёма веществ под воздействием гидростатического давления). «По телу плотины пробурена масса скважин, – рассказывает учёный. – В основании, по земляной, бетонной плотине. Датчики выведены на цифровую систему, которая контролирует состояние плотины». Также на цифровую систему выводятся показания щелемеров, фиксирующих деформации бетонного тела плотины, которая состоит из отдельных секций. 

– Мы стараемся применять на Иркутской ГЭС все новые методики, в основном это касается программного обеспечения, – говорит Черных. – Сейчас есть программы, которые позволяют по записи в одной точке плотины расчётным путём определить, какие напряжения, амплитуды или нагрузки испытала любая точка плотины. А это позволяет сделать прогноз на более сильное воздействие. Зоны возможных очагов землетрясения характеризуются своим потенциалом, то есть максимальным землетрясением, которое может произойти. Для зоны южного Байкала максимальная магнитуда 7,5. Зная потенциал этой зоны, можно определить, какой будет реакция объектов Иркутской ГЭС на землетрясение с магнитудой 7,5. Кстати, Иркутская ГЭС землетрясение в Култуке перенесла очень хорошо. Всё-таки она стоит на скальном грунте, грунтах первой категории. Сейчас у нас уже есть база данных по реакции объектов Иркутской ГЭС на различные землетрясения. Важно накопить хорошую статистику, чтобы сделать профессиональный прогноз.

Сейсмологи Института земной коры СО РАН в своё время проводили работы и на Братской ГЭС, хотя она находится в умеренной сейсмозоне. В 1992-1993 годах было проведено сейсмическое микрорайонирование территории Братской ГЭС. Сейчас ИЗК СО РАН таких наблюдений, как по Иркутской ГЭС, в Братске не ведёт. «Несмотря на то, что Братская ГЭС находится в зоне исходной сейсмичности в 6 баллов, мы всё равно планируем установить комплекс мониторинга техногенного воздействия на сооружения, – говорит Евгений Новиков. – Это связано с вибрационным воздействием от железной дороги и автотранспорта, проходящих по плотине. Ещё одна проблема – это взрывные работы на Краснояровском железорудном месторождении». 

– Надо сказать, что «Иркутскэнерго» уделяет внимание сейсмической безопасности своих объектов, – говорит Евгений Черных. – Установка аппаратуры, ведение мониторинга – всё это делается за счёт компании. Обслуживание этих станций – пока ещё научно-техническая задача, потому компания привлекает учёных для обслуживания, сбора и интерпретации наблюдений. Раз в год готовится технический отчёт, в котором описываются все сейсмические события, сколько из них зафиксировано непосредственно на плотине, какой уровень динамических воздействий ощутила ГЭС за 12 месяцев. Информация поступает к нам ежедневно, и если происходит ощутимое землетрясение, оно обрабатывается и по нему составляется оперативный бюллетень. 

«Автогужевая дорога третьего класса»

Все затраты по ремонту и модернизации ГЭС «Иркутскэнерго» оплачивает из своего бюджета. «Наверное, по-другому и быть не может. Просить государственные деньги мы намерены только на крупные и значимые не только для компании проекты», – говорит Евгений Новиков. Один из них – проект постройки железнодорожного и автомоста в нижнем бьефе Братской ГЭС. Компания профинансировала обоснование инвестиций в этот проект. Сейчас поезда и автомобили движутся прямо по плотине.

– Плотины ГЭС – это гидротехнические сооружения, и решения использовать их в качестве полотна для передвижения транспорта были временными, – рассказывает замгендиректора ОАО «Иркутскэнерго». – Но исторически сложилось так, что на мостовые переходы у государства средств не хватило. Не хватает и сейчас. Поэтому временные решения продолжают жить достаточно долго. 

Гипродорнии, выполнявший обоснование по мосту в Братске, предложил разные варианты его постройки. Проекты оцениваются в суммы около 100 миллиардов рублей. ОАО «Иркутскэнерго» предлагало этот проект губернатору в 2009 году, поскольку без федеральных средств он не-

подъёмен. «С одной стороны, это будут вложения в надёжность Братской ГЭС, с другой – в инфраструктуру Братска. Но пока, к сожалению, никаких решений нет», – говорит Евгений Новиков.  

Плотина Иркутской ГЭС в своё время предусматривалась как «автогужевая дорога третьего класса». Сейчас автомобили ездят фактически по крыше машинного зала. Компания провела обследования перекрытий машзала, в некоторых местах уже появились проблемы. Нужно полностью разобрать дорожное полотно, добраться до плит перекрытия, сделать реконструкцию перекрытия машзала и восстановить дорогу. Но для этого необходимо закрыть плотину примерно на полгода. «Пока не начнёт полноценно функционировать новый мост, подобные ремонтные работы осуществить очень сложно», – сказал Евгений Новиков. Сейчас же  энергетики и по Братску, и по Иркутску делают максимум возможного: ввели ограничение скорости, постоянно следят за состоянием плотин. 

Раз в пять лет межведомственная комиссия проверяет все гидротехнические сооружения на соответствие нормам безопасности. В частности, по Иркутской ГЭС обследование проводилось в 2009 году, разрешение на эксплуатацию дано до 28 августа 2014 года. Аналогичные обследования делаются и по Братской и  Усть-Илимской ГЭС. «Наши сооружения проверяют ведущие профильные НИИ, МЧС, Ростехнадзор, – говорит Евгений Новиков. – Комиссия даёт заключение о надёжности сооружений, и только после этого мы можем приступить к работе. Мы заинтересованы в надёжночсти наших ГЭС. Эффективно работающие станции позволяют нам достаточно успешно держаться на рынке электроэнергии и мощности, а это соответствующий финансовый «плот» компании». Это надёжность, которую по большому счёту можно измерять в рублях, уверен Евгений Новиков.