Ещё в середине «нулевых» стартовала замена рабочих колёс Братской ГЭС. В первую очередь были включены шесть из 18 гидроагрегатов станции. Реализация проекта началась в 2004 году, работы непосредственно на турбинах проводились в 2007–2010 годах. Оборудование поставил Ленинградский металлический завод, который входит в структуру ОАО «Силовые машины». На нём были изготовлены рабочие колёса с более высоким, чем у оригинальных, коэффициентом полезного действия. Их использование позволило увеличить выработку Братской ГЭС на 700–800 млн кВт-ч при сохранении тех же расходов воды. Вдобавок снизились объёмы генерации на угольных ТЭЦ, что, по имеющимся оценкам, позволило в 2008–2012 годах, ко­гда действовал Киотский протокол, уменьшить выбросы двуокиси углерода в атмосферу на 4,01 млн тонн. В сентябре 2011 года был заключён контракт на поставку новых рабочих колёс ещё для шести гидроагрегатов станции с австрийской Voith Hydro. Первое из них было поставлено в феврале 2014 года, завершение работ намечено на 2017 год. Ожидаемый эффект – увеличение выработки на 570 млн кВт-ч в год. 

Рабочие колёса меняют и на четырёх гидроагрегатах Усть-Илимской ГЭС. Договор с «Силовыми машинами» на их изготовление и поставку был заключён в прошлом году. Первое из них, как ожидается, поставят в 2016 году, монтаж последнего должен завершиться в четвёртом квартале 2017 года. Инвестиции в проект оцениваются в 600 млн рублей. КПД новых рабочих колёс достигнет 96,7% – одного из самых высоких показателей в России. За счёт этого ежегодная выработка станции возрастёт на 350 млн кВт-ч. Результат чуть скромнее, чем на Братской ГЭС, однако мощность Усть-Илимской ГЭС ниже, к тому же на ней реконструируют только четверть гидроагрегатов, а не треть. 

Под контролем

Ещё одно направление для модернизации гидростанций – мониторинг состояния гидроагрегатов. Это стало обязательным требованием после аварии на Саяно-Шушенской ГЭС в 2009 году, вызванной обрывом шпилек крышки одной из турбин. Тогда в регламенты, действующие в отрасли, включили требование об установке систем контроля технического состояния гидроагрегатов. Усть-Илимскую ГЭС это не обошло стороной. Здесь стационарную систему внедрили первой на всём Ангарском каскаде. Техника, которую поставило ООО «Диамех-2000», позволяет собрать и хранить информацию о работе гидроагрегатов, оценивать их техническое состояние в режиме реального времени, своевременно обнаруживать возможные неисправности и зарождающиеся дефекты, оповещать об этом персонал, выдавать рекомендации по их устранению, определять ресурс основных деталей и необходимость их ремонта. Аналогичными системами оборудуют и другие станции Ангарского каскада, используя разработки ведущих мировых фирм – Siemens, VibroSystM. В свою очередь на Усть-Илимской ГЭС в течение последних нескольких лет модернизировали автоматизированную систему опроса контрольно-измерительной аппаратуры, следящей за состоянием гидротехнических сооружений бетонной плотины. Помимо этого на ней же реконструировали системы тиристорного возбуждения гидрогенераторов, устройства релейной защиты и автоматики, автоматизированных систем управления всех гидроагрегатов, системы оперативного постоянного тока и общестанционную систему собственных нужд с установкой источников автономного электропитания.

Другим значительным проектом стала реконструкция группового регулятора активной и реактивной мощности. За счёт неё была налажена совместная работа с такой же системой на Братской ГЭС, ранее в одиночку обеспечивавшей автоматическое регулирование частоты и мощности в Объединённой энергосистеме Сибири. С подключением второй станции к решению этой задачи удалось повысить системную надёжность. Вдобавок увеличился суммарный КПД обеих ГЭС, в силу чего снизились расходы 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.

Синхронно и одновременно

Повышение эффективности использования гидроресурсов стало результатом другого проекта, реализованного на Братской ГЭС. В 2011-2012 годах на ней реконструировали оборудование режима синхронного компенсатора гидроагрегатов, смонтировав две пневматические системы. Одна обеспечивает первоначальное отжатие воды из-под рабочего колеса, вторая – поддержание уровня воды под рабочим колесом на заданной отметке. Таким образом, число гидроагрегатов, которые могут одновременно работать в режиме синхронного компенсатора, увеличилось с трёх до десяти. Только в 2014 году гидрогенераторы Братской ГЭС проработали в нём 15,11 тыс. часов. Если бы не режим синхронного компенсатора, то неэффективно было бы использовано более 1,5 млрд кубометров воды, за счёт которых можно выработать около 380,8 млн кВт-ч электричества. 

На первой и старейшей ступени Ангарского каскада, Иркутской ГЭС, тоже реализовали несколько проектов, направленных на повышение надёжности и эффективности эксплуатации оборудования. Здесь построили новое здание релейного щита 110 кВ и обновили систему релейной защиты, автоматики и измерений, заменив морально и физически устаревшую технику. Эффект заключается в том, что снизились риски, связанные с возможными ложными действиями оборудования, которое выработало свой установленный ресурс, и уменьшилось время принятия решений оперативным персоналом. В конечном счёте от подобного рода проектов выигрывают как энергетики, которые могут повысить надёжность работы всей энергосистемы и эффективность использования имеющихся ресурсов, так и потребители – увеличение КПД гидростанций позволяет сдержать (хотя и не избежать полностью) рост цен на электроэнергию.