Кубанская ГЭС-3 представляет собой средненапорную деривационную электростанцию с подводящей деривацией в виде канала. Благодаря наличию бассейна суточного регулирования, станция работает в пиковой части графика нагрузок. Установленная мощность электростанции — 87 МВт, проектная среднегодовая выработка электроэнергии — 230 млн кВт·ч, фактическая среднемноголетняя выработка электроэнергии — 195 млн кВт·ч. Конструкция станции максимально унифицирована с конструкцией Кубанской ГЭС-4. Состав сооружений ГЭС:[1][2][3].
участок Барсучковского сбросного канала длиной 5065 м, пропускной способностью 150 м³/с. Канал выполнен в полувыемке-полунасыпи;
холостой водосброс, включающий сопрягающий лоток, двухпролётный оголовок (пролёты перекрываются плоскими затворами), лоток-быстроток длиной 1021 м, водобойный колодец длиной 31,5 м и отводящий канал длиной 315 м. Пропускная способность водосброса — 150 м³/с;
шлюз-регулятор № 6, служащий для регулирования подачи воды в бассейн суточного регулирования. Имеет три донных отверстия шириной по 6 м, перекрываемых плоскими затворами;
бассейн суточного регулирования (БСР), площадью 0,85 км², полной ёмкостью 2,2 млн м³, полезной ёмкостью 1,84 млн м³, отметка НПУ — 460,6 м. Бассейн образован с одной стороны выемкой склона, с другой стороны — тремя дамбами общей длиной 2800 м и максимальной высотой 14,9 м;
трёхпролётный водоприёмник сифонного типа;
засыпанный грунтом трёхниточный железобетонный напорный трубопровод, длина каждой нитки 832,5 м и диаметр 4 м;
здание ГЭС;
отводящий канал в выравнивающее водохранилище, на большей части длины общий с отводящим каналом холостого водосброса;
выравнивающее водохранилище, служащее для сглаживания неравномерностей поступления воды от ГЭС в Барсучковский сбросной канал при изменении режимов работы гидроэлектростанции. Водохранилище расположено в балке Стоялова. Площадь водохранилища 11,3 км², полная ёмкость 44,3 млн м³, полезная ёмкость 3,0 млн м³, отметка НПУ — 395,75 м. Водохранилище образовано земляной плотиной длиной 1150 м и максимальной высотой 18 м. Водосбросные сооружения представлены шлюзом-регулятором № 6 (три донных пролёта шириной по 6 м), пропускной способностью 110 м³/с и поверхностным холостым водосбросом пропускной способностью 25 м³/с, представляющим собой автоматический однопролётный водослив с бетонным быстротоком длиной 133 м и водобойным колодцем.
Здание ГЭС наземное, длиной 48,8 м. В машинном зале здания ГЭС установлены три вертикальных гидроагрегата мощностью по 29 МВт с радиально-осевыми турбинами РО 75-728б-В-250, работающими на расчётном напоре 59,2 м. Предтурбинные затворы отсутствуют. Турбины приводят в действие гидрогенераторы ВГС-527/110-24. Производитель гидротурбин — харьковское предприятие «Турбоатом», генераторов — завод «Уралэлектротяжмаш». С генераторов электроэнергия передаётся на силовые трансформаторы ТДЦ-125000/110/10,5 и ТМ-1600/35/6,3, а с них — на открытое распределительное устройство (ОРУ) напряжением 110 кВ, а также на комплектные распределительные устройства наружной установки (КРУН) напряжением 35 кВ и 6 кВ. В энергосистему электроэнергия станции выдаётся по трём линиям электропередачи напряжением 6 кВ, одной — напряжением 35 кВ и трём — напряжением 110 кВ:[2][1][4]
В 1935—1940 годах в соответствии с Постановлением Совнаркома СССР была разработана Схема обводнения Ставрополья. В соответствии с ней, было намечено строительство двух обводнительно-оросительных систем: Кубань-Егорлыкской и Кубань-Калаусской (с 1968 года — Большой Ставропольский канал). Проектное задание первой очереди Кубань-Калаусской системы было разработано Пятигорским филиалом института «Южгипроводхоз» и утверждено в 1956 году. В проектном задании институтом «Укргидропроект» был выполнен раздел, посвящённый гидроэнергетическому использованию канала. С 1956 года проектирование энергетических сооружений по трассе канала было выделено в отдельный титул и поручено институту «Гидропроект»[5].
По первоначальным проработкам каскада, каскад ГЭС на Барсучковском сбросном канале должен был состоять из трёх станций общей мощностью 32,3 МВт. В ходе дальнейшего проектирования, было решено значительно увеличить расходы воды по Барсучковскому каналу, исключить третью станцию и значительно увеличить мощность Кубанских ГЭС-3 и ГЭС-4, с организаций на них бассейнов суточного регулирования и использования станций для покрытия пиковых нагрузок в энергосистеме. Строительство станции было начато в 1962 году организацией «Севкавгидроэнергострой», в составе объектов первой очереди энергетического комплекса Большого Ставропольского канала, завершение строительства велось в рамках второй очереди. В первую очередь возводились бассейн суточного регулирования, холостой водосброс и выравнивающее водохранилище, а основной объём работ по зданию ГЭС выполнялся с 1969 года. Первый гидроагрегат Кубанской ГЭС-3 был пущен в 1971 году, второй и третий в 1972 году. В ходе строительства станции была произведена выемка 4182 тыс. м³ и насыпь 3515 тыс. м³ мягкого грунта, а также насыпь 106 тыс. м³ каменной наброски, дренажей и фильтров. Было уложено 66,2 тыс. тонн бетона и железобетона, смонтировано 610 тонн металлоконструкций и механизмов[6][7].
20 октября 1967 года дирекция строящихся Кубанских ГЭС была преобразована в Каскад Кубанских ГЭС, в состав которого вошли 5 электростанций (ГАЭС, ГЭС-1, ГЭС-2, ГЭС-3, ГЭС-4). С 1 апреля 1972 года Кубанская ГЭС-3 в составе каскада Кубанских ГЭС была передана в ведение районного энергетического управления «Ставропольэнерго», которое в 1988 году было преобразовано в Ставропольское производственное объединение энергетики и электрификации «Ставропольэнерго», на базе которого в 1993 году было создано ОАО «Ставропольэнерго». В 2005 году в ходе реформы РАО «ЕЭС России» Кубанская ГЭС-3 вместе с другими ГЭС каскада была выделена из состава ОАО «Ставропольэнерго» в ОАО «Ставропольская электрическая генерирующая компания», которое в свою очередь в 2006 году перешло под контроль ОАО «ГидроОГК» (позднее переименованного в ОАО «РусГидро». В 2008 году ОАО «Ставропольская электрическая генерирующая компания» было ликвидировано, и Кубанская ГЭС-3 вошла в состав филиала ОАО «РусГидро» — Каскад Кубанских ГЭС[8].
Оборудование Кубанской ГЭС-3 отработало около 50 лет, в связи с чем ведется его модернизация. По состоянию на середину 2022 года, ведётся замена силовых трансформаторов станции, завершена замена распределительных устройств напряжением 35 кВ и 6 кВ, ведется реконструкция открытого распределительного устройства 110 кВ с заменой на комплектное распределительное устройство элегазовое (КРУЭ)[9][4][10]..
Дворецкая М.И., Жданова А.П., Лушников О.Г., Слива И.В. Возобновляемая энергия. Гидроэлектростанции России. — СПб.: Издательство Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, 2018. — 224 с. — ISBN 978-5-7422-6139-1.
Гидроэлектростанции в головной части Кубань-Калаусской обводнительно-оросительной системы. Технический отчёт о проектировании и строительстве 1961-1972 гг. — М.: Энергия, 1974. — 223 с.
Гидроэлектростанции России. — М.: Типография Института Гидропроект, 1998. — 467 с.
