Мережа ліній електропередачі навколо Москви: чорним кольором позначені лінії 220 кВ, синім - лінії 500 кВ, зеленим - лінія 750 кВ. Основна частка енергії надходить до споживачів через московські підстанції 'Чагіно' (1), 'Очаково' (2) і 'Бескудниково' (3).

Електростанції Московського регіону не в змозі задовольнити потреби Москви в електроенергії, і дефіцит покривається передачею енергії з інших регіонів через підстанції, що працюють на межі навантаження.

Структура споживання електроенергії в Москві.

Постачання Москви електроенергією в зимові холоди при температурі -25 ° С. Цифри у позначення підстанцій показують їх завантаження в відсотках і передану через них потужність в мільйонах кіловат.

<

>

У Москві перебуває найбільша регіональна енергосистема: на неї припадає 8% вироблюваної в Росії електроенергії і іноді більше 10% споживаної. Від її роботи залежить, чи буде світло і тепло у 15 млн жителів Московського регіону.

Свій родовід Московська енергосистема веде з 1897 року, коли в місті була побудована електростанція на Раушской набережній, майже навпроти Кремля. Сьогодні її знають як ГЕС-1. Ще в 50-і роки ХХ століття вона постачала електроенергією найбільш важливі урядові об'єкти. У 1907 році побудували електростанцію "Трамвайна", сама назва якої говорить, що вона повинна була живити контактну мережу московського трамвая.

До 1990 року Московська енергосистема об'єднувала більше 25 генеруючих станцій в самому місті, в Московській області і навіть в прилеглих областях. Частина з них, теплоелектроцентралі, або ТЕЦ, одночасно забезпечують Москву ще й теплом. П'ять найпотужніших ТЕЦ, по 1,4 млн кВт, були введені в лад в 60-70-х роках минулого століття. Майже всі вони працюють на газі.

Москва та її околиці охоплені кільцем потужних ліній електропередачі напругою 500 кВ. На цьому кільці стоять сім вузлових підстанцій, які знижують напругу до 220 і 110 кВ і подають енергію на вузлові розподільні підстанції. По лініях напругою 500 кВ в кільце надходить електроенергія від волзьких і Волго-Камський гідроелектростанцій, Калінінської атомної, Углицької і Костромської теплових станцій. Ближні електростанції в Рязанській, Тульській і Калузькій областях пов'язані з Москвою лініями напругою 220 кВ. За ним можна передавати потужність до 500 тис. КВт. Основні підстанції за кільцем ліній 500 кВ об'єднані ще одним зовнішнім кільцем ліній напругою 220 кВ. Таким чином, генеруючі станції, великі підстанції і великі споживачі пов'язані між собою не менше ніж двома лініями електропередачі, що і забезпечує надійність роботи кожного вузла і всієї системи в цілому при виході з ладу будь-якої лінії або вузла.

Усередині міста зв'язок між генеруючими станціями, вузловими підстанціями і великими споживачами також дубльована. Всього Московська енергосистема виробляє енергію потужністю 12,6 млн кВт, а в зимовий час максимум споживаної потужності досягає 15 млн кВт (дефіцит покривають, добираючи енергію з інших регіонів). Серед основних споживачів - промислові підприємства, житловий сектор, транспорт, торгівля. Значна частина енергії витрачається на підтримання роботи самої енергосистеми. У той же час система віддає близько 3% енергії Тульської і Володимирській енергосистем.

РЕФОРМА ЕНЕРГЕТИКИ: РИНОК ТА ДЕРЖАВНЕ УПРАВЛІННЯ

З переходом російської економіки на ринкові рейки постало питання про те, як бути з залишилася Росії в спадок Єдиною енергосистемою. Належать Російської Федерації електростанції і лінії електропередач і об'єднали в РАО "ЄЕС Росії", що стало природним монополістом в області енергетики.

Економічна криза призвела до значного скорочення промислового виробництва. Проблеми виникали і у енергетиків. Нові потужності не вводилися, обладнання діючих станцій поступово старів. Але до початку 2000-х років РАО "ЄЕС Росії" успішно справлялося з забезпеченням країни електрикою, оскільки потреби в енергії стали помітно менше (див. Таблицю 1).

З'явився навіть запас потужності, і саме тоді потрібно було починати реформу галузі. Проте фахівці не сходилися в думках про її цілі і темпах, і все залишалося як і раніше.

Лише 11 липня 2001 було прийнято постанову Уряду РФ, яке визначило основні напрямки перетворення РАО "ЄЕС Росії". Їх суть в тому, щоб залишити під контролем держави ядро ​​компанії - магістральні лінії електропередачі і диспетчерську службу управління. Підприємства, що виробляють електроенергію, повинні стати незалежними територіальними генеруючими компаніями і перетворитися в учасників ринку електроенергії (всі гідроелектростанції повинні увійти в одну компанію). На основі конкуренції виникнуть стимули для зниження витрат і тарифів, для прискорення розробки і впровадження інновацій, підвищення прибутковості і залучення на цій основі внутрішніх і зовнішніх джерел інвестицій. Зауважимо, що на подібних принципах, природно, з неминучими поправками на національні особливості проведені реформи електроенергетики в багатьох розвинених країнах світу, в тому числі в США, Великобританії, Австралії. Почалася лібералізація ринків електроенергії та газу в країнах Європейського союзу.

До моменту прийняття постанови економічна обстановка в країні істотно змінилася. Починаючи з 2000 року приріст ВВП становив приблизно 6% в рік, і в динамічно розвиваються, в першу чергу в Москві, почав відчуватися дефіцит електроенергії. Крім того, була декларована мета подвоєння ВВП протягом 10 років, що вимагає і відповідного збільшення вироблення електроенергії. До 2010 року в порівнянні з 2000-м передбачається її зростання на 17%, а до 2020-го - на 45%. До 2020 року планується ввести нові потужності на 135-140 млн кВт, тобто більше половини того, що є зараз.

У Москві перебудова енергосистеми почала проводитися з квітня 2005 року. З її складу було виділено 13 незалежних компаній: генеруюча (об'єднала всі теплові електростанції Московської області), дві мережеві (міська і обласна), кілька збутових, ремонтна. Всі компанії мають власні диспетчерські служби.

ЩО общег Про МІЖ чайником і енергосистеми?

До реформи роботою всієї енергосистеми і її великих вузлів управляло Об'єднане диспетчерське управління (ОДУ) Мосенерго. В його основні завдання входило постійне підтримання балансу між генерацією і споживанням потужності і запобігання неприпустимих перевантажень. Якщо в будь-якому ланці системи відбувалася аварія, ОДУ централізовано перераспределяло навантаження між іншими станціями і лініями передач. При великих аваріях воно почергово відключало окремих, заздалегідь визначених найменш значущих споживачів, а пізніше контролювало відновлення роботи системи і поступово повертала в мережу споживачів. Таке відключення називають віяловим.

Однак відключення генеруючих потужностей і ліній передач відбуваються і автоматично, без участі людини. Причиною можуть бути перевантаження, в результаті яких знижується частота напруги або перегрівається трансформатор. Подібні системи автоматичного захисту застосовуються і в побуті, наприклад в електричних праски і чайниках.

Хоча трансформатори на підстанціях і генератори на ТЕЦ можуть працювати з перевантаженням до декількох годин, в звичайному режимі вони навантажені приблизно на 85% встановленої потужності. Резерв в 15% необхідний не тільки на випадок аварії, а й для проведення планових ремонтних робіт.

Зиму 2004/2005 року - період максимального навантаження - Мосенерго пережило з дефіцитом вироблюваної потужності. Резерву в 15% (про який згадувалося вище) не було, майже всі ланки працювали на повну потужність. З приходом весни споживання зменшилося майже на 40%, і частина об'єктів вивели в ремонт. Через це дефіцит потужності зберігався.

ЯК ГРІМ СЕРЕД ЯСНОГО НЕБА

Тепле сонячне ранок 25 травня 2005 року розпочалося для жителів Москви як зазвичай. На початку десятого одні вже почали трудовий день, інші їхали на роботу і навчання, хтось вирушив за покупками. І раптом звичний ритм різко порушився. У лічені хвилини багато районів Москви і області виявилися знеструмленими. Припинився рух по п'яти лініях метро - десятки тисяч людей вибиралися з вагонів, по шляхах виходили на темні станції і пішки піднімалися по непрацюючим ескалаторах. На перехрестях згасли світлофори, і на вулицях утворилися багатокілометрові пробки. Стояли трамваї і тролейбуси. Натовпи людей не знали, що робити, як дістатися до потрібного місця. Припинили роботу магазини. Тільки в ліфтах застрягли 1,5 тис. Осіб. Чи не вдавалося навіть скористатися мобільними телефонами: мережа стільникового зв'язку не справлялася з величезним числом викликів. З кранів перестала текти вода, під загрозою опинилася система каналізації.

Подібна ситуація зберігалася майже півдоби. Лише близько 6 години вечора відновився рух в метро, ​​його включили одним з перших.

Пізніше з'ясувалося, що без електрики залишилися 6 млн жителів. Електропостачання було порушено в п'яти адміністративних округах Москви, в ряді районів південного Підмосков'я, Тульської і Калузької областей. На піку аварії Московська енергетична система на чверть знизила потужність подається енергії. Такого ніколи ще не було. Виникає природне запитання: як і чому сталася така масштабна аварія?

Все почалося 24 травня 2005 року, коли близько 9 години вечора на підстанції "Чагіно" на півдні Москви, найпотужнішою на кільці 500 кВ, сталася пожежа: не витримавши перевантаження, згорів вимірювальний трансформатор струму * .

Потужність трансформатора "копійчана", і сам по собі його вихід з ладу не порушив би серйозно роботу підстанції. Але він стояв на відкритому повітрі і був залитий маслом. Пожежу супроводжувався вибухом і викидом масла, що спричинили пошкодження сусіднього обладнання. Спрацювала автоматика: підстанція аварійно відключилася разом з відповідними до неї лініями. Одночасно відключилася пов'язана з підстанцією ТЕЦ-22. При цьому було розірвано кільце 500 кВ і від'єднана лінія, яка живить систему з боку Кашири. Через відключення ТЕЦ-22 загальна потужність системи різко впала - майже на 640 тис. КВт. Все ж система ще працювала, і лише пізніше згорілий трансформатор зіграв роль того був відсутній в кузні цвяха, який, як говорилося у відомому дитячому вірші, став причиною поразки цілої армії.

У СЕМИ НЯНЬОК ...

На ранок 25 травня кільце 500 кВ енергетики відновили, під'єднали лінію від Кашири, але сама підстанція "Чагіно", яка живить південні електромережі, ще не працювала, а отже, залишалася виведеної з мережі ТЕЦ-22. Вночі споживання енергії знижується, і у диспетчерів був час підготуватися до відключення малозначущих об'єктів, щоб компенсувати втрати. Але цього зроблено не було.

Диспетчери недавно створених компаній ще не придбали досвіду спільної роботи в складних умовах, та й були відсутні відповідні регламентуючі документи. Об'єднуючу їх Службу системного оператора, яка за функціями відповідала скасованому ОДУ Мосенерго, на момент аварії ще не повністю сформували.

Вранці під час піку споживання енергії система почала "сипатися". На підстанціях південних електромереж через перевантаження стало знижуватися напруга. Навантаження була настільки велика, що на лініях 110 кВ напруга впала до 85 кВ, і це призвело до їх автоматичного вимкнення. З 9 години 23 хвилин до 10 годин 45 хвилин відключилася шість ліній 220 кВ. Після цього диспетчери втратили контроль над обстановкою - вона змінювалася швидше, ніж вони реагували.

О 10 годині 45 хвилин почалося, як кажуть енергетики, каскадне відключення. Практично одночасно, відчуваючи незвичайну перевантаження, частково або повністю відключилися генеруючі станції - все сім ТЕЦ в південній частині Москви, ГЕС-1 навпроти Кремля і чотири станції в Тульській області. В результаті Московська енергосистема втратила 2500 тис. КВт, або 26% всієї потужності. Тульська енергосистема втратила 900 тис. КВт (87%), Калузька - 100 тис. КВт (22%). Всього з енергосистеми були тимчасово виведені більше 300 підстанцій. Благо вчасно спрацювала захисна автоматика дозволила уникнути поломок обладнання та зберегла працездатність північній частині енергосистеми Москви.

Незважаючи на вжиті енергетиками зусилля, швидко ліквідувати аварію було неможливо. Вони відразу ж стали підключати до працюючої частини системи лінії передач і генеруючі станції. Але це справа не швидка: перед підключенням об'єкти треба спочатку перевірити. Крім того, генератори відключаються миттєво, а щоб вивести їх знову на робочий режим, потрібно досить багато часу.

Вже до 18-ї години було частково налагоджено енергопостачання життєво важливих і соціально значущих об'єктів за списком, складеним заступником мера. Запрацювало метро, ​​пішли трамваї і тролейбуси. До 21 години з втрачених потужностей на 2500 тис. КВт в систему були повернуті 1900 тис. КВт. До 18-ї години 26 травня енергосистему повністю відновили.

"РОЗБІР ПОЛЬОТІВ"

Для розслідування причин і обставин аварії була створена комісія РАО "ЄЕС Росії" і робоча група Державної думи. Свій погляд на події висловили і великі фахівці-енергетики. Єдиної думки вдалося досягти тільки в очевидному: головні причини аварії - зростаючий дефіцит потужності, відсутність резервів і моральне і фізичне старіння обладнання.

Що ж стосується саме подій 25 травня, то їх безпосередніми винуватцями в звіті групи Державної думи названий диспетчерський персонал, "приступив до управління режимами електростанцій ... замість відключення споживачів".

Щоб розібратися в діях диспетчерів, слід повернутися до початку аварії, коли вийшла з ладу підстанція "Чагіно" і виявилася відключеною ТЕЦ-22. За масштабами це була локальна аварія, подібні якій відбувалися і раніше. З аварійно відключеними підстанцією "Чагіно" і ТЕЦ-22 система спокійно пропрацювала ніч - час мінімального навантаження. Було ясно, що на відновлення підстанції "Чагіно" буде потрібно більше доби. У той же час кільце 500 кВ ще мало великий запас потужності. Однак перекачати її в південну частину енергосистеми виявилося неможливим. Її не пропускали підстанції "Очаково" і ТЕЦ-26, на яких трансформатори зв'язку з кільцем знаходилися на плановому ремонті.

Проте до ранку було достатньо часу, щоб оцінити ситуацію і вжити заходів. Південній частині енергосистеми належало працювати цілий день з величезним дефіцитом потужності, тобто треба було б відключити більше половини промислових і непромислових споживачів. Можна було б на 3 години відключати по черзі і споживачів житлового сектора. У диспетчерів були розрахунки режиму системи з урахуванням її тодішнього стану і очікуваного зростання навантаження, але вони виявилися неповними і неточними.

До 7 години ранку навантаження почала зростати, але диспетчери продовжували займатися зміною режимів роботи станцій і не приступали до відключень. Нарешті настав момент, коли їм, як пожежникам при несподіваному прориві вогню, довелося оперативно приймати рішення і змінювати тактику боротьби при нестачі інформації. Але пожежні в таких ситуаціях опинялися не раз, а диспетчери - вперше. Можливо, це і не дозволило їм прийняти єдино правильне рішення - рятувати головне (до цього вони прагнули зберегти все). До 10 годин 45 хвилин, коли стався крах всієї системи, залишалося півгодини, і можна було, чимось пожертвував, забезпечити роботу найважливіших об'єктів: державних установ, лікарень, пологових будинків, транспорту, водопроводу, підприємств зв'язку, небезпечних виробництв і т. Д . Але момент був упущений.

Як завжди, знайти "стрілочників" не склало труднощів. Але винні і керівники як московських, так і російських енергетиків. Не можна було починати реорганізацію, не підготувавши і не навчивши персонал діяти в критичних ситуаціях. У цьому відношенні показовим є досвід включення в експлуатацію нового блоку на Калінінської атомної станції. Його працівників заздалегідь навчали на повномасштабному тренажері, що працює в режимі реального часу. Відпрацьовувалися як штатні робочі режими, так і аварійні ситуації будь-якої складності, при цьому аналізувалися і робота системи, і реакція операторів. Але станція перебувала в іншому відомстві - Росенергоатому, що мав гіркий досвід Чорнобиля.

НЕ києм, то палицею

Справедливості заради треба сказати, що і в РАО "ЄЕС Росії" і в Мосенерго зробили висновки і, маючи практично ті ж ресурси, що і до аварії, енергетикам вдалося без серйозних збоїв пропрацювати важкий зимовий сезон 2005/2006 року.

У січні и лютому 2006 року стовпчики термометра опускався нижчих -30 ° С. У січні система відгукнулася рекордного максимуму спожіваної потужності - 16,2 млн кВт. (Прогноз в розрахунку на температуру -25 ° С стає 16,5 млн кВт.) Трансформатори на Деяк підстанціях Працювала з перевантаження в 10 и даже 20%. Але на цей раз до роботи в складних умовах заздалегідь готувалися: був створений штаб по координації дій в період морозів, його повідомлення, як військові зведення, передавалися щодня.

У найбільш скрутному становищі опинилася північна частина міста і Підмосков'я, що живиться через підстанцію "Бескудніково". Через її недостатню пропускну спроможність тут в найхолодніші дні вранці та ввечері енергетики обмежували (з попереднім повідомленням споживачів) потужність в чотирьох адміністративних округах. Найжорсткіше обмеження, на 500 тис. КВт (більше половини потужності, яку передавала підстанція "Бескудніково"), вводилося 7 лютого. І хоча в лютому московська система досягла нового рекордного споживання - 17 млн ​​кВт і працювала на межі, енергетикам вдалося уникнути аварійних перевантажень. Нехай за рахунок матеріальних втрат, які понесли обмежені в споживанні енергії промислові підприємства, нехай за рахунок незручностей, які зазнали багато москвичів, але все життєво важливі об'єкти мегаполісу працювали. За півроку провести кардинальну технічну реконструкцію такого "монстра", як Мосенерго, нереально, і уникнути великих неприємностей вдалося, як кажуть в народі, не києм, то палицею.

Цифри і факти

НАЙБІЛЬШІ АВАРІЇ ЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМ

- За кордоном з масштабними аваріями енергосистем добре знайомі. Найчастіше вони відбувалися в США. Популярне в роки Другої світової війни слово "блекаут" (в дослівному перекладі з англійської - "затемнення") в новому значенні з'явилося після 9 листопада 1965 року, коли в результаті каскадної аварії без світла залишилися вісім штатів на північному сході США і частину території Канади . У Нью-Йорку і передмістях електроенергія відключилася в 4 млн будинків. До 800 тис. Людей опинилися захоплені аварією в метро, ​​і рятувальникам довелося всю ніч виводити їх на поверхню. Подачу електроенергії відновили лише майже через добу.

- Не менш серйозні наслідки викликала аварія 13 липня 1977 року в Нью-Йорку. Вона отримала назву "Ніч страху". Під час грози в одну з ЛЕП влучила блискавка, після чого весь багатомільйонний місто поринуло в морок. Електрики не було більше доби. У мегаполісі почалося мародерство. Були заарештовані 3766 чоловік, збиток оцінили в 300 млн доларів.

- США постраждали і від найбільшого в історії людства збою в енергосистемі 14 серпня 2003 року. Через коротке замикання виявилися знеструмлені три ЛЕП на північному сході США, але персонал енергетичної компанії не відразу помітив це. В результаті почалося каскадне відключення, яке охопило вісім штатів США і канадську провінцію Онтаріо. Постраждали понад 50 млн осіб. Без світла залишилися найбільші міста регіону - Детройт, Нью-Йорк, Клівленд, Оттава, Торонто. З енергосистеми були виведені потужності на 61 млн кВт, а ліквідація аварії зайняла майже дві доби. Загальний збиток досяг 6 млрд доларів.

- У пам'яті британців чорним залишився день 28 серпня 2003 року. Через збій на 34 хвилини виявилися знеструмленими центр і південний схід Лондона. Було частково паралізовано лондонське метро, ​​вимкнулися світлофори на автошляхах.

- Так званий скандинавський блекаут стався 23 вересня 2003 року. На чотири години без світла залишилися 5 млн шведів і датчан. У зоні відключення порушився рух поїздів. Виявилося знеструмлено ним метро Копенгагена. Причиною стала аварія на силовому кабелі, що з'єднував Данію зі скандинавських півостровом.

- трагікомічна причини привели до "Великому італійському блекауту" 28 вересня 2003 року, в результаті якого весь Апеннінський півострів залишився без електрики. Справа в тому, що частина електроенергії Італія отримує з Німеччини по лініях, що проходить через Швейцарію. В той день лінії виявилися перевантаженими, і швейцарські та італійські диспетчери стали по телефону "з'ясовувати стосунки". Поки вони сперечалися, лінії почали аварійно відключатися, і 56 млн італійців залишилися без електрики. Ситуація ускладнилася тим, що в Римі в цю ніч проводилися масові гуляння і багато городян виявилися замкненими в метро і в ліфтах. Повністю електропостачання відновили через 16 годин.

Коментарі до статті

* Це пристрій служить для вимірювання потужності в лінії і захисту її по току.

Див. В номері на ту ж тему

С. ГЛОТОВ - Хай буде світло!