Сара́товская ГЭС (имени Ленинского комсомола) — гидроэлектростанция на реке Волге в Саратовской области, в городе Балаково. Входит в Волжско-Камский каскад ГЭС, являясь седьмой ступенью каскада ГЭС на Волге. Отличается нестандартной конструкцией — отсутствием водосбросной плотины, самым длинным в России машинным залом, имеющим к тому же разборную кровлю. На Саратовской ГЭС установлены 24 гидроагрегата (самое большое количество среди гидроэлектростанций России) трёх разных типоразмеров, которые являются крупнейшими по размерам в своем классе в России. Помимо выработки электроэнергии, обеспечивает крупнотоннажное судоходство, водоснабжение, орошение засушливых земель. Собственником Саратовской ГЭС (за исключением судоходного шлюза) является ПАО «РусГидро».
Природные условия Саратовская ГЭС расположена на реке Волге в 1129 км от её устья, является седьмой ступенью каскада гидроэлектростанций на этой реке. Выше Саратовской ГЭС расположена Жигулёвская ГЭС, ниже — Волжская ГЭС, последняя ступень каскада ГЭС на Волге. Площадь водосбора реки в створе ГЭС составляет 1 280 000 км² (около 60 % площади водосборного бассейна реки), среднегодовой расход воды в реке в районе расположения станции составляет 7959 м³/с, среднегодовой сток — 251 км³. Максимальный расход воды, с повторяемостью один раз в 10 000 лет, оценивается в 75 497 м³/с. Водный режим Волги характеризуется чётко выраженным весенним половодьем (апрель-июнь), в ходе которого проходит в среднем 63 % годового стока, летней и зимней меженью, а также осенними дождевыми паводками.
Река Волга в створе Саратовской ГЭС имеет возвышенный правый берег и низинный левый. Здание ГЭС и судоходные шлюзы построены в пойме на левом берегу, что позволило естественным путём решить проблему пропуска стока реки в период строительства, а также сократить объём работ по перемычкам строительных котлованов. В основании здания ГЭС лежат глины неокома (меловой период), подстилаемые алевролитами, в основании русловой плотины — пески, глины и алевролиты, в основании судоходных шлюзов — пески.
Конструкция станции Саратовская ГЭС представляет собой низконапорную русловую гидроэлектростанцию (здание ГЭС входит в состав напорного фронта). Особенностью станции является отсутствие водосбросной плотины — водосбросы совмещены со зданием ГЭС. Сооружения гидроэлектростанции имеют I класс капитальности и включают в себя земляную плотину, дамбы обвалования, здание ГЭС, совмещённое с донными водосбросами и рыбоподъёмником, судоходный шлюз, ОРУ 35, 220 и 500 кВ. По сооружениям ГЭС проложены автомобильная и железная дороги. Установленная мощность электростанции — , проектная среднегодовая выработка электроэнергии — , фактическая среднемноголетняя за 1970—2009 годы — .
Земляные плотины Русловая земляная плотина расположена с правого берега, её длина составляет 1260 м, максимальная высота — 40 м, в плотину намыто 6,6 млн м³ грунта. Противофильтрационных и дренажных устройств плотина не имеет, со стороны верхнего и нижнего бьефов плотина защищена от размыва волнами железобетонными плитами. Плотина состоит из двух участков — основного и пристанционного. На основном участке длиной 725 м плотина имеет ширину по основанию 360 м и по гребню 20 м. На пристанционном участке плотина сильно расширяется в сторону верхнего и нижнего бьефов, на расширенных участках расположены распределительные устройства напряжением 220 и 500 кВ.
Дамбы обвалования, предназначенные для защиты города Балаково от затопления, расположены на левом берегу и примыкают с одной стороны к зданию ГЭС, с другой — к судоходным шлюзам. Общая длина дамб — более 13 км, наибольшая высота — 23 м. Дамбы частично намыты, частично отсыпаны из песчаных и суглинистых грунтов, со стороны верхнего бьефа защищены от размыва волнами железобетонными плитами, оборудованы дренажной системой, включающей в себя вертикальные и горизонтальные дренажи, шахто-лучевой дренаж, дренажную канаву, насосную станцию. Дамбы обвалования включают в себя левобережную дамбу длиной 6120 м и шириной по гребню 8 м, правую приканальную дамбу и левую приканальную дамбу. Правая приканальная дамба имеет длину 3992 м, высоту 10,5 м, максимальную ширину по гребню 15 м. Левая приканальная дамба имеет длину 3126 м, высоту 10,5 м, максимальную ширину по гребню 15,5 м.
Здание ГЭС
Здание ГЭС руслового типа (воспринимает напор воды), совмещено с донными водосбросами и рыбоподъёмником. Длина здания — 1127 м, ширина 45-72 м, высота — 42,96 м. Конструктивно здание ГЭС выполнено из монолитного и сборного железобетона, разделяется на 24 секции — 22 агрегатных секции и две секции монтажных площадок. В каждой агрегатной секции, помимо гидроагрегатов, расположены по два напорных водосброса (галереи), в секциях монтажных площадок — 7 водосбросов (4 в левобережной и 3 в правобережной), итого на ГЭС имеется 51 водосброс. Каждый водосброс имеет размеры 8,6×12 м, пропускная способность водосбросов при нормальном подпорном уровне водохранилища составляет 37 000 м³/с. Общая пропускная способность гидроузла (с учётом пропуска воды через турбины) составляет при нормальном подпорном уровне 53 000 м³/с, при форсированном подпорном уровне — 70 000 м³/с. Энергия сбрасываемой воды гасится на водобое длиной 38 м, жёсткой рисберме длиной 120 м и гибкой рисберме длиной 15,6 м. Водосбросы перекрываются плоскими затворами, оперирование которыми производится при помощи двух козловых кранов, размещенных в нижнем бьефе. Также со стороны нижнего бьефа по зданию ГЭС проложен автомобильный переход (по специальному тоннелю), а также железнодорожный и пешеходный переходы.
В машинном зале ГЭС длиной 990 м (самый протяжённый среди гидроэлектростанций России) и шириной 21,9 м установлены 23 гидроагрегата: 21 вертикальный и 2 горизонтальных. Вертикальные гидроагрегаты имеют мощность 66 МВт (19 шт.) и 60 МВт (2 шт.), оборудованы поворотно-лопастными турбинами ПЛ-20/661-ВБ-1030 (1 шт.), ПЛ-15/661-ВБ-1030 (1 шт.) и TKV00 (19 шт.), работающими на расчётном напоре 9,7 м (самый низкий напор среди ГЭС Волжско-Камского каскада). Диаметр рабочего колеса турбин — 10,3 м (крупнейшие турбины подобного типа в России), пропускная способность — 705 м³/с (старые турбины) и 806 м³/с (новые турбины). Турбины произведены Ленинградским металлическим заводом, харьковским предприятием «Турбоатом» и фирмой Voith. Турбины приводят в действие гидрогенераторы ВГСМ-1525/135-120 проектной мощностью 66 МВт, производства предприятий «Уралэлектротяжмаш», «Элсиб» и «Электротяжмаш-Привод». Сборка/разборка гидроагрегатов производится при помощи двух козловых кранов, расположенных над разборной кровлей машинного зала. При монтажных работах сначала снимаются секции кровли над агрегатом и монтажной площадкой, затем монтируемое оборудование переносится краном над кровлей машинного зала. Водоводы гидроагрегатов оборудованы плоскими аварийно-ремонтными затворами и сороудерживающими решётками.
Горизонтальные капсульные гидроагрегаты имеют мощность по 54 МВт (крупнейшие гидроагрегаты подобного типа в России), оборудованы поворотно-лопастными турбинами ПЛ-15/989-ГК-750, работающими на расчётном напоре 11,4 м. Диаметр рабочего колеса турбин — 7,5 м, пропускная способность — 540 м³/с. Турбины приводят в действие гидрогенераторы СГК 820/178-80 УХЛ4. Гидроагрегаты произведены предприятиями концерна «Силовые машины».
В правой части здания ГЭС расположен рыбоподъёмник контейнерного типа с рыбонакопительным лотком. Работа рыбоподъёмника по проекту обеспечивалась собственным вертикальным гидроагрегатом. С 1994 года рыбоподъёмник законсервирован, его гидроагрегат оставлен в работе и обеспечивает собственные нужды станции, в 2014—2015 годах гидроагрегат был заменён на новый мощностью 11 МВт, производства фирмы Voith (поворотно-лопастная турбина TKV00, генератор 1DH 7337-3WE 33-Z.
Схема выдачи мощности Гидроагрегаты выдают электроэнергию на напряжении 10,5 кВ. Двадцать вертикальных гидроагрегатов объединены в энергоблоки, каждый энергоблок включает в себя блочный трансформатор ТРДЦ-320000/220, два элегазовых генераторных выключателя, разъединители и другое электротехническое оборудование. Выдача мощности с энергоблоков производится на напряжении 220 кВ. Остальные гидроагрегаты соединены с трансформаторами, выдающими мощность на напряжении 35 кВ: вертикальный гидроагрегат № 21 — с трансформатором ТДЦ-80000/35, горизонтальные гидроагрегаты — каждый со своим трансформатором ТДЦ-63000/35, гидроагрегат рыбоподъемника — с трансформатором ТМ-16000/35. Трансформаторы расположены со стороны нижнего бьефа на специальной площадке, расположенной над кабельной галереей, в которой проходит кабель напряжением 220 кВ, идущий к распределительному устройству.
Саратовская ГЭС имеет три открытых распределительных устройства (ОРУ) напряжением 35, 220 и 500 кВ, связь между ними осуществляется через автотрансформаторы АОДЦТН-167000/500/220/35 (2 автотрансформатора по три отдельных фазы в каждом). Распределительное устройство 35 кВ (используется для питания собственных нужд станции) расположено на левом берегу, 220 и 500 кВ — на правом берегу, на специальных расширенных участках русловой плотины. Электроэнергия Саратовской ГЭС выдаётся в энергосистему по следующим линиям электропередачи: ВЛ 500 кВ Саратовская ГЭС — Курдюм; ВЛ 500 кВ Саратовская ГЭС — Балаковская АЭС; ВЛ 220 кВ Саратовская ГЭС — Буровка с отпайкой на ПС Вольская; ВЛ 220 кВ Саратовская ГЭС — Возрождение; ВЛ 220 кВ Саратовская ГЭС — Центральная; ВЛ 220 кВ Саратовская ГЭС — Балаковская; ВЛ 220 кВ Саратовская ГЭС — Терешка с отпайкой на ПС Вольская; ВЛ 220 кВ Саратовская ГЭС — Саратовская.
Судоходный шлюз Для пропуска через гидроузел речных судов используется однокамерный двухниточный судоходный шлюз, расположенный на левом берегу на удалении около 3 км от здания ГЭС. Шлюзы доковой конструкции с неразрезным днищем, система питания шлюзов — головная, длина каждой камеры шлюза — 290 м, ширина — 30 м. В системе внутренних водных путей камеры шлюза имеют номера 25 и 26. Время наполнения или опорожнения каждой камеры — 12 минут, в шлюз уложено бетона. Помимо камер, в состав судопропускных сооружений входят верхний и нижний подходные каналы с ограждающими дамбами, волнозащитная дамба аванпорта, направляющие и причальные сооружения. Через сооружения шлюза проложены путепроводы автомобильной дороги (по ней проходит линия балаковского троллейбуса,5 и 5а) ) и железной дороги «Саратов-Пугачёв». Судоходный шлюз, а также правая и левая приканальные дамбы принадлежат Балаковскому району гидротехнических сооружений и судоходства — филиалу ФГУ «Волжское Государственное бассейновое управление водных путей и судоходства». Координаты шлюза —
Водохранилище Напорные сооружения ГЭС образуют крупное Саратовское водохранилище. Площадь водохранилища при нормальном подпорном уровне , длина 357 км, максимальная ширина 14,5 км, максимальная глубина 28 м. Полная и полезная ёмкость водохранилища составляет 10 и соответственно, что позволяет осуществлять суточное и недельное регулирование стока (ёмкость водохранилища достаточна для обеспечения работы ГЭС в режиме регулирования неравномерностей энергопотребления в энергосистеме в течение суток и недели). Отметка нормального подпорного уровня водохранилища составляет 28 м над уровнем моря (по Балтийской системе высот), форсированного подпорного уровня — 31,4 м, уровня мёртвого объёма — 27 м.
Экономическое значение