Станции Ангарского каскада были построены с огромным запасом прочности. Но даже самое совершенное по меркам пятидесятых, шестидесятых и семидесятых годов прошлого века оборудование имеет определённый ресурс. К тому же прогресс не стоит на месте – с каждым годом появляются новые, всё более эффективные технологии. Наконец, меняются и требования к оборудованию станций. Все эти обстоятельства подталкивают энергетиков к непрерывной модернизации. 

На новых колёсах

Крупнейшим  в современной энергосистеме региона проектом, безусловно, стала замена рабочих колёс Братской ГЭС. Работы на первых шести из 18 гидроагрегатов станции проводились в 2004–2010 годах. Новые рабочие колёса изготовил Ленинградский металлический завод, ныне входящий в состав ОАО «Силовые машины». На ЛМЗ было произведено и то оборудование, которое смонтировали на Братской ГЭС изначально, однако новое отличается повышенным КПД. Как следствие, за счёт замены рабочих колёс лишь на одной трети гидроагрегатов удалось, не увеличивая сбросные расходы, повысить выработку станции на 700–800 млн кВт-ч в год. 

Приятным «побочным» эффектом стало снижение нагрузки на окружающую среду – за счёт увеличения генерации Братской ГЭС удалось сократить загрузку тепловых электростанций, работающих на угле. В то же время ОАО «Иркутскэнерго» стало одним из победителей конкурса проектов, реализуемых в рамках Киотского протокола, и получило прибыль от продажи квоты на выброс парниковых газов. Её часть вложили в продолжение проекта. 

На сей раз ключевые детали роторов меняют ещё на шести гидроагрегатах. Поставщиком стала австрийская компания Voith Hydro, контракт с которой был подписан в 2011 году. Первое рабочее колесо, изготовленное за рубежом, привезли в Братск в феврале 2014 года. Смонтировать последнее из этой партии планируют в 2017 году. Пусть работы ещё не завершены, но ожидаемый эффект от них уже вычислили – ежегодная прибавка к выработке составит 570 млн кВт-ч. 

Заменить рабочие колёса решено и на Усть-Илимской ГЭС. В проект включены четыре гидроагрегата из шестнадцати, носящие станционные номера 2, 4, 10 и 12. Поставщиком выступают «Силовые машины». Новые рабочие колёса, которые изготовят на Ленинградском металлическом заводе, позволят увеличить коэффициент полезного действия гидротурбин до 96,7% – одного из самых высоких показателей в России. Согласно существующим планам, первое из них поставят в 2016 году. Ежегодно будут менять по два рабочих колеса. Когда их замену завершат, выработка возрастёт на 350 млн кВт-ч. 

Пластырь для плотины

На Усть-Илимской ГЭС уже реализовали или ещё реализуют и другие проекты, призванные увеличить её надёжность. Не так давно было проведено «лечение» тела бетонной плотины станции. Дело в том, что при наполнении водохранилища в ней обнаружили небольшие трещины, которые преимущественно локализовались по межблочным строительным швам. Для огромной гидравлической станции это не фатально, но даёт неприятный эффект – увеличение фильтрации сквозь тело плотины. С этим столкнулись, к примеру, на Саяно-Шушенской ГЭС, где подобные мероприятия  провели ещё в девяностые годы. В свою очередь на Усть-Илимской ГЭС для ремонта межсекционных швов и вертикальных трещин использовали смолу Carbo Crack Seal, а в случае с горизонтальными трещинами применяли более эластичный состав Carbo Cril, что позволило свести фильтрационные расходы практически до нуля.

Здесь же внедрили весьма любопытное нововведение, аналог которого сложно найти на других гидравлических станциях в Единой энергосистеме России. В конце 2013 года на Усть-Илимской ГЭС смонтировали тепловой насос, за счёт которого отапливается административно-промышленный корпус. Раньше для этих целей использовали электрическую котельную, чья установленная мощность составляла 960 кВт. Возможности теплового насоса, использующего в качестве источника тепла сбрасываемую из системы охлаждения трансформаторов воду, не так велики – 400 кВт. Но этого вполне достаточно для того, чтобы обеспечить теплом и горячей водой большой корпус. При этом на нужды отопления уходит лишь 400 тыс. кВт-ч электричества в год, тогда как старая котельная ежегодно потребляла 2,2 млн кВт-ч. 

Приоритет – надёжность

Модернизируя станции Ангарского каскада, энергетики не обходят стороной обновление автоматики и электротехнического оборудования. В полном соответствии с регламентами, изменившимися после аварии на Саяно-Шушенской ГЭС, на станциях в Иркутске, Братске и Усть-Илимске внедряют системы контроля технического состояния гидроагрегатов, позволяющие собирать данные о них в режиме онлайн, определять состояние основных узлов и необходимость проведения ремонтных работ, регистрировать отклонения от нормы и, в случае необходимости, оповещать об этом персонал. Создавая их, специалисты использовали оборудование ведущих мировых фирм (Siemens, VibroSystM) и отечественных производителей – ООО «Диамех-2000». Усть-Илимская ГЭС в этом деле оказалась первенцем – на ней систему контроля технического состояния гидроагрегатов внедрили раньше, чем на двух других. 

Есть ещё как минимум один крупномасштабный проект, воплощение которого положительно сказалось на устойчивой и надёжной работе всей Объединённой энергосистемы Сибири – это совместный регулятор активной мощности Братской и Усть-Илимской ГЭС. До его появления автоматическое регулирование частоты и мощности в ОЭС Сибири обеспечивала первая и более мощная из них. Но в июле 2012 года в опытную эксплуатацию был введён групповой регулятор активной и реактивной мощности Усть-Илимской ГЭС, благодаря чему появилась возможность одновременно регулировать перетоки мощности и распределять нагрузку между двумя станциями. Одним из плюсов наряду с повышением системной надёжности стало увеличение суммарного коэффициента полезного действия обеих ГЭС и снижение расходов воды на выработку электроэнергии. Эффект за два с половиной года, прошедших с запуска группового регулятора активной и реактивной мощности Усть-Илимской ГЭС, составил 188 млн кВт-ч электроэнергии, или ­667 млн кубометров воды. 

Схожий качественно, но больший количественно результат дала реконструкция оборудования режима синхронного компенсатора гидроагрегатов Братской ГЭС, проведённая в 2011-2012 годах. На станции смонтировали две пневматические системы, обеспечивающие первоначальное отжатие воды из-под рабочего колеса и поддержание уровня воды под рабочим колесом на заданной отметке. И если раньше в режиме синхронного компенсатора могли одновременно работать только три гидроагрегата, то с 2012 года их число увеличилось до десяти. При этом в 2014 году гидрогенераторы Братской ГЭС функционировали в нём 15,11 тыс. часов. Специалисты подсчитали: если бы режим синхронного компенсатора отсутствовал, то неэффективно потрачено было бы свыше 1,5 млрд кубометров воды, что в пересчёте даёт почти 380,8 млн кВт-ч дополнительной выработки. 

На Иркутской ГЭС, между тем, реконструировали систему релейной защиты, автоматики и измерений, заменив морально и физически устаревшее оборудование. Заодно построили и новое здание релейного щита 110 кВ. Результат – существенное снижение рисков, связанных с возможными ложными действиями оборудования, выработавшего свой установленный ресурс, и уменьшение времени принятия решений оперативным персоналом.

Когда выигрывают все

В первую очередь такого рода проекты важны для энергетики – установка более эффективного оборудования приводит к снижению операционных затрат, увеличению объёмов производства и повышению надёжности всей сложной энергосистемы. Но положительный эффект ощущают на себе и потребители. При увеличении выработки на гидравлических станциях меняется баланс на рынке электроэнергии и мощности: увеличивается доля более дешёвого электричества, которое выдают ГЭС. Это, впрочем, справедливо для тех лет, когда наблюдается нормальный или низкий приток в водохранилища. Пример тому – 2014 год, когда стоимость мощности в Сибири, установленная по результатам конкурентного отбора, значительно снизилась, что сказалось на итоговой рыночной стоимости электричества. Конечно, в силу законов экономики полностью избежать удорожания электроэнергии не представляется возможным, тем не менее само по себе наличие в регионе мощных гидравлических станций и постоянная их модернизация позволяют в значительной мере сдержать рост цен.