Каскад Київських ГЕС і ГАЕС є верхньою сходинкою Дніпровського каскаду гідроелектростанцій, які розташовані на річці Дніпро та входять до складу Укргідроенерго. Каскад об’єднує дві станції – Київську ГЕС та Київську ГАЕС.

Історична довідка

Київська ГЕС побудована в 1964 році і є наймолодшою гідроелектростанцієюв Україні. Вона розташована на відрізку Дніпра, де зосереджено 90% його гідроенергетичних ресурсів, і є прикладом одного з найоригінальніших рішень в історії планової регуляції великої ріки. Варто зазначити, що на станції перше в практиці українського гідробудівництва використано горизонтальні капсульні гідроагрегати. А вже в 1972 році неподалік Київської ГЕС завершилось будівництво першої в Україні гідроакумулюючої станції.

Оскільки обидві станціїпобудовано ще за радянських часів, з часом виникла необхідність замінити застаріле обладнання на сучасне та продовжити термін експлуатаціїгідроелектростанцій.

Так, в 1993 році розпочались переговори зі Світовим банком стосовно реконструкції всіх гідроелектростанцій розташованих на річці Дніпро, в тому числі Київського каскаду.Українські гідроенергетики спільно з експертами ЄБРР працювали над проєктом реконструкції, а фахівцями ПрАТ «Укргідропроект», АТ «Турбоатом» та Дирекцією ГЕС проведено обстеження гідроелектростанцій. В 1995 році у Вашингтоні відбулась презентація програми з реанімації гідросистеми.

Варто зазначити, що наразі фінансування робіт з реконструкції та модернізації здійснюється за кошти Європейського інвестиційного банку та Європейського банку реконструкції та розвитку.

Перші кроки до вдосконалення ГАЕС

В 1970 році введено в експлуатацію перший із шести гідроагрегатів Київської ГАЕС, а вже у 1972 році –останній. Проте при експлуатації головних насос-турбінних агрегатів Київської ГАЕС було виявлено надмірну вібрацію лопаток напрямного апарату, а проведені вібраційні дослідження обумовили необхідність їх реконструкції. Так, в 1987 році на Київській ГАЕС розпочалась реконструкція насос-турбінного обладнання.

За час проведених робіт встановлено нове робоче колесо з реконструкцією камери робочого колеса, замінено лопатки напрямного апарату та його регулююче кільце. Також встановлено нові сервомотори напрямного апарату, масляний турбінний підшипник замість гумового та нова кришка турбіни.

Одночасно виконано заміну механічних регуляторів швидкості на всіх гідроагрегатах на сучасні електрогідравлічні регулятори. Після проведення реконструкції вібраційні характеристики гідроагрегатів знизилися до норми. Загалом, номінальна потужність насос-турбінного агрегату в генераторному режимі підвищилась з 33,4 МВт до 37 МВт. Крім того, реконструкція значно підвищила надійність керування гідроагрегатами.

Початок реанімації ГЕС та впровадження інновацій

В 1996 році розпочалась реалізація великомасштабного проєкту реконструкції всіх ГЕС Дніпровського каскаду, який був розділений на два етапи. На I-му етапі, в умовах працюючої станції, на Київській ГЕС проведено реконструкцію 9-ти гідроагрегатів, виготовлених у провідних українських заводів-виробників «Турбоатом» та «Електроважмаш»за участі відомих організацій таких як ПрАТ «Укргідропроект», ТОВ «Дніпро-Спецгідроенергомонтаж», ВАТ «Гідроелектромонтаж» та ТОВ «НТК Енпаселектро».

Так, реконструйовані гідроагрегати оснастили новими системами тиристорного збудження генераторів виробництва швейцарської компанії АВВ та регуляторами швидкості турбін виробництва французької компанії Alstom. Також замінили п’ять старих блочних повітряних вимикачів 110 кВ на елегазові виробництва французької компанії GecAlsthomT&D. Крім того, встановилинові генератори та екологічно чисті турбіни, завдяки чому приріст потужності склав 36 МВт.

Вперше в українській гідроенергетиці було запроваджено пілотний проєкт «Автоматизованої системи контролю безпеки гідротехнічних споруд Київської ГЕС», що дало можливість здійснювати контроль за безпекою гідротехнічних споруд.

Заміна електротехнічного обладнання ГАЕС

З 1997 до 2002 року на станції проводилась реконструкція електротехнічного обладнання. Так, встановлено елегазові вимикачі, замість масляних та новий силовий трансформатор на блоці №1, а на всіх агрегатах і блоках встановлено сучасні системи захисту.

Протягом 2010-2014 роках на Київській ГАЕС проведено реконструкцію двигунів із заміною обмотки статора та регуляторів швидкості, системи збудження й системи керування. Також реконструйовано технологічне обладнання станції, а саме пневматичне господарство та систему регулювання. В цей період було введено в роботу «Автоматизовану систему комерційного обліку електроенергії» (АСКОЕ).

Наймасштабніші зміни на ГЕС

В 2002 році на станції розпочався II-й етап реконструкції. В рамках цього етапу реконструйовано наступні 11 гідроагрегатів, які оснастили новими екологічно чистими турбінами. Варто зазначити, що на всіх 20 гідроагрегатахвведено в дію генераторні елегазові вимикачі, завдяки чому підвищилась гнучкість керування гідроагрегатами та їх надійність. Також замінено п’ять силовихвисоковольтних блочних трансформаторів110 кВ та все основне електротехнічне обладнання.

Крім того, на 20 гідроагрегатах та 5 блоках Київської ГЕС замінено систему керування «Централог» на Ovation (SCADA). Всі гідроагрегати й блоки обладнано новими регуляторами швидкості, тиристорними системами збудження, системами релейного захисту й керування. Також запроваджено АСКОЕ.

ГАЕС на етапі сучасності

Наразі на Київській ГАЕС виконуються роботи по реконструкції гідроагрегатів №2,4 та 6. В жовтні 2019 року після реконструкції вже введено у промислову експлуатацію гідроагрегат №2 з новими технічними характеристиками, зокрема, встановлено нову турбіну та генератор.

Нещодавно розпочались пусконалагоджувальні роботи гідроагрегату №6, по завершенню яких розпочнеться комплекс випробувань на підтвердження гарантійних параметрів та введення агрегату в дослідну експлуатацію. Також вже розпочались роботи по реконструкції гідроагрегату №4.

Безпека гідротехнічних споруд – найважливіше

На даний час 9 агрегатів Київської ГЕС підключені до системи автоматичного регулювання потужності й частоти в енергосистемі, що здійснюється з диспетчерського центру НЕК «Укренерго» без втручання оперативного персоналу.Впроваджена система автоматизованого контролю за безпекою гідротехнічних споруд дозволяє оперативно отримувати, обробляти показники спостережень та оцінювати стан споруд.

Важливо, що при проведені реконструкції велика увага приділялась роботам по обстеженню та відновленню бетонних поверхонь гідротехнічних споруд та проведенню гідроізоляційних робіт. Так, додатково впроваджено систему контролю за горизонтальним переміщенням елементів гідротехнічного вузла зі застосуванням GPS-спостережень.

Головні завдання проведення реконструкції

Після реконструкції встановлена потужність Київської ГЕС становить 440 МВт, а встановлена потужність Київської ГАЕС – 235,5 МВт в генераторному режимі та 135 МВт в насосному.

Загалом, проведена реконструкція та модернізація Київських ГЕС та ГАЕС, окрім підвищення строку експлуатації гідротехнічного обладнання, надала змогу суттєво збільшити потужність станцій. Також реконструкція дозволяє зменшити вартість експлуатації гідроелектростанцій та створити сучасну інформаційну систему управління.

Важливо, що реалізація проєкту має величезне значення для покращення екологічної ситуації на річці Дніпро. Зокрема, встановлені турбіни перешкоджають потраплянню олив у водойму.

Водночас проєкт реконструкції наближує українську гідроенергетику до європейських стандартів та допомагає інтегруватися ОЕС України в енергетичну систему Європейського Союзу.

Джерело: Погляд