Разделы

Наука

Закон Ома против законов Чубайса

Катастрофа столичной энергосистемы выявила наличие непримиримого конфликта между реформаторами энергетики и простым законом Ома, который, как выяснилось, и определяет работу энергосистем.
Вслед за анализом последствий и констатацией фактов, данных миллионам жителей столичного региона в непосредственных ощущениях, стали появляться попытки анализа ситуации, приведшей к аварии на злополучной подстанции «Чагино». Для специалистов взрыв трансформатора на ней откровением не стал — о том, что на этой подстанции уже восемь выключателей 500 кВ неспособны разомкнуть цепь, а токи короткого замыкания достигли предельных отметок, говорилось в Вестнике «Мосэнерго» еще за полгода до аварии, как о факте само собой разумеющемся. Оставалось лишь ждать, когда и где именно произойдет неизбежное.

По данным официального пресс-релиза РАО "ЕЭС", развитие аварии началось 24 мая в 21 час 17 минут взрывом трансформатора тока 110 кВ с выбросом и возгоранием масла. Осколки взорвавшегося трансформатора разрушили гирлянды подвесной изоляции и воздуховодов воздушных выключателей на всей подстанции. При этом обесточилась подстанция 220 кВ «Капотня», питавшая Московский нефтеперерабатывающий завод. Уже 24-го вечером было нарушено электроснабжение ряда районов Москвы.

На следующий день последовало продолжение — отключились четыре ЛЭП 220 кВ на подстанции «Очаково». Напряжение упало со 110 кВ до 90 кВ. Начали последовательно отключаться от сети генерирующие мощности. Опять обесточилась подстанция 500 кВ «Чагино», а следом за ней — 45 городских и областных подстанций 220 и 110 кВ. Энергопотребление пользователей московской энергосистемы снизилось более чем на 7 ГВт. Авария перекинулась на Тульскую энергосистему, где отключились Алексинская ТЭЦ, Новомосковская ГРЭС, Ефремовская ТЭЦ и Щекинская ГРЭС. Энергосистемы Тульской и Калужской области стали работать изолированно.

Очевидные причины аварии лежат в изношенности оборудования, а также в разительном несоответствии современных возможностей энергосистемы  и потребностей в электроэнергии. Это несоответствие усугубляется продолжающейся неопределенностью в отношении конфигурации энергосистемы. Задача приватизации объектов энергосистем, целенаправленно решаемая менеджментом РАО «ЕЭС», по самой логике своей препятствует вложению средств в поддержание работоспособности энергосистем — по крайней мере, до тех пор, пока не определится их владелец.

По мнению специалистов, краткосрочная судьба энергосистемы центральной России как раз особых опасений не внушает — скачков частоты удалось избежать, и последствия устранят, причем достаточно быстро. А вот долгосрочная судьба российской энергетики покрыта плотным и не предвещающим ничего хорошего мраком. Носители тока подчиняются принципу тождественной неразличимости, и лишь искусственными приемами можно пытаться установить непосредственную связь между «продавцом» и "покупателем" электроэнергии. Выработанная электроэнергия сложным образом распределяется по всей единой энергосистеме в зависимости от активных и реактивных сопротивлений линий электропередач, генераторов и нагрузок. Энергосистема — это «царство» закона Ома, и стремление втиснуть энергетику в «прокрустово ложе» узко трактуемых требований рынка не могло не прийти в противоречие с жизнью. Это уже доказал американский опыт, где, помимо страшных аварий, введение рынка было отмечено трехсоткратным ростом пиковой стоимости электроэнергии — с $25 до $7500 за мегаватт/час.

#gallery#

Авария уже нанесла огромный ущерб — по оценке РБК, только прямой ущерб московским предприятиям потребительского рынка составляет $15 млн. Анатолий Чубайс признал вину энергохолдинга и себя лично в случившейся аварии и пообещал выплатить компенсации всем пострадавшим от кризиса. Вместе с тем, источник этих средств — счета за электроэнергию, которые РАО "ЕЭС" и выставляет отечественным потребителям. А это означает, что компенсировать последствия этой и последующих аварий будем мы сами.

Краткая история аварий энергосистем

1950 6 июня произошло отключение подачи электроэнергии в обширных районах энергосистемы Бонневилль (северо-запад тихоокеанского побережья США).
Причинен ущерб электростанциям по всей территории США, от Британской Колумбии и Вашингтона до Орегона, Айдахо, Юты и Монтаны.
1959 17 августа обесточена одна из энергосистем Нью-Йорка.
1961 13 июня обесточены четыре энергосистемы Нью-Йорка. Основной удар пришелся на центральный Манхэттен.
1965 28 января прекратилась подача электроэнергии на Среднем Западе — в основном, на территории Айовы, а также еще в пяти штатах. На 2,5 часа без электроэнергии остались более 2 млн. чел.
1965 11 апреля вследствие торнадо отключения прошли от Индианы до Сент-Луиса и далее до Айовы.
1965 9 ноября в  восьми штатах на северо-востоке США без света осталась территория общей площадью свыше 80 тыс. кв. миль. За 13 минут во тьму погрузились города от Онтарио в Канаде (17:15) до Нью-Йорка в США (17:28). В последнем из них без света остались более 4 млн. домов, а от 600 до 800 тыс. человек узнали об этом, находясь под землей в метро. К полуночи удалось извлечь на поверхность более 90% из них. На Манхэттен электроэнергия была подана вновь только в 4:44 утра на следующий день.
1965 2 декабря без света остались около 1 млн. человек в штатах Техас и Нью-Мексико, а также в Мексике.
1976 4 июля 85% территории штата Юта, а также юго-запад Вайоминга остались без электричества на 1,5–6 часов.
1977 Знаменитая «Ночь страха» в Нью-Йорке. Из-за попадания молнии в ЛЭП весь Нью-Йорк с пригородами погрузился во мглу с 13 по 14 июля, в ряде районов начались массовые грабежи. Только за два дня полиция арестовала 3766 человек, был причинен ущерб на сумму свыше $300 млн. Впоследствии в том же году в США было образовано Министерство энергетики.
1979 Авария на атомной электростанции «Three Mile island».
1993 4 мая вся Грузия осталась без электричества. Причину аварии установить не удалось. Через 38 минут после отключения электричество с резервных генераторов стало поступать в тбилисский метрополитен и на объекты жизнеобеспечения.
1994 Каскадные отключения на северо-западе США.
1994 15 ноября Грузия прекратила выработку электроэнергии в результате аварий на двух электростанциях — Ингури ГЭС и Тбилисской ГРЭС. Из-за острейшего дефицита электроэнергии практически остановилась промышленность, сложилось тяжелое положение с хлебом, который распределялся среди населения.
1995 18 января Тбилиси и вся Восточная Грузия остались без электроэнергии в результате аварии на Тбилисской ГРЭС. Были отключены практически все телефоны.
1996 В апреле из-за аварии на электростанции, снабжающей электроэнергией лондонский метрополитен, была парализована работа подземки, в туннелях остановились поезда, заполненные пассажирами. Около 30 пассажиров, застрявших на станции «Эрлз Корт», были госпитализированы с поражением верхних дыхательных путей.
1996 Продолжились каскадные отключения на северо-западе США — наблюдалась возрастающая острая нехватка мощности.
1997 В октябре неустановленные злоумышленники отключили электроэнергию в Сан-Франциско.
1998 Печально знаменитые скачки цен на рынке Среднего Запада США. В июне цена на электроэнергию по срочным контрактам поднималась в триста раз — с $25 до $7500 за мегаватт-час.
Основная
причина произошедшего — фрагментация единой энергосистемы, возникшая из-за барьеров, сквозь которые передача электроэнергии становится невозможной (феномен получил название «островизация», islanding).
1998 — 2003 Перманентный энергетический кризис в России, обостряющийся с наступлением холодов, в различных регионах страны, в особенности в Приморье.
1998 В один из дней декабря в Сан-Франциско не было электричества на протяжении семи часов.
1999 В июле в Нью-Йорке не было электричества 19 часов подряд.
2000 — 2003 Калифорнийский кризис. Последовал вслед за началом рыночного регулирования цен на электроэнергию в штате Калифорния 31 марта 1998 года. Несмотря на «мягкость» и осторожное поэтапное вхождение в рынок, к маю 2000 года контроль над ценами был утрачен, и стоимость электроэнергии вышла за разумные пределы.
К зиме 2000/2001 г. цена мегаватт-часа в Калифорнии поднялась до $1400 в сравнении с $35 за год до этого.
Несмотря на катастрофический рост цен, производители оказались не способны удовлетворить спрос. Веерные отключения стали повседневной практикой в штате, в результате чего Калифорния балансирует на грани масштабных аварийных отключений из-за перегрузок сетей. Был введен режим чрезвычайного энергоснабжения.
Энергетический кризис в Калифорнии плавно «перерос» во всеобъемлющий экономический, были объявлены досрочные перевыборы губернатора (избран Арнольд Шварценеггер).
2003
(США
и
Канада)
14 августа в ряде крупнейших городов восточного побережья США и Канады произошла техногенная катастрофа, получившая название «Блэкаут 2003». Электричество отключилось в городах Нью-Йорк, Детройт, Кливленд, Торонто, Оттава и других. Сама по себе девятисекундная авария произошла в 16.00 по нью-йоркскому времени (в полночь по московскому времени), но она привела к веерным отключениям электроэнергии на площади более 24 тысяч квадратных километров. ЧП затронуло более 50 млн. человек в восьми штатах США и канадской провинции Онтарио, привело к остановке свыше 100 электростанций, в том числе 22 атомных реакторов в обеих странах. На восстановление энергоснабжения ушло более суток.
Причиной аварии стала перегрузка сетей на энергокаскаде Ниагара-Мохок на американо-канадской границе. По данным аналитической компании США «Брэттл груп», финансовый ущерб, нанесенный США в результате масштабного отключения электроэнергии в восьми северо-восточных штатах страны, составляет не менее $6 млрд.
2003
(Грузия)
18 августа из-за аварийного отключения энергосистемы Грузии была прекращена подача электричества по всей стране, включая объекты жизнеобеспечения. Десятки тысяч пассажиров застряли в вагонах поездов метро и на станциях тбилисской подземки. В большинстве городов Грузии не подавалась вода, так как отключилось электричество на водонапорных станциях.
По предварительным данным, этот сбой стал результатом диверсии, из-за которой отключилась Ингури ГЭС, крупнейшая в стране.
2003
(Вашингтон)
Вечером 27 августа свыше 200 тыс. жителей американской столицы Вашингтона и его пригородов остались без света из-за сильной грозы с градом и порывами ветра, превышающими 100 км в час.
Вызванное попаданиями молнии и обрывами проводов отключение электроэнергии привело к сбою в работе вашингтонского метро и отказу нескольких сотен светофоров на улицах города и в пригородах.
2003
(Лондон)
28 августа сбой в энергоснабжении затронул центральные и юго-восточные районы Лондона. Встали поезда на центральных линиях лондонской подземки, людей эвакуировали из остановившихся между этажами лифтов. Было нарушено движение пригородных поездов, и в самый час пик погасли светофоры на 270 лондонских перекрестках.
Сбой в энергоснабжении британской столицы продолжался около 34 минут. По данным энергоснабжающей компании, авария «стала результатом нелепой случайности».
2003
(Скандинавия)
23 сентября в Скандинавии 5 млн. жителей Дании и Швеции провели без света более четырех часов.
2003
(Апеннины)
В цепи событий, венцом которой стало обесточивание всего полуострова Апеннины, первым звеном было падение одного-единственного дерева. 57 млн. итальянцев разом узнали об этом, когда отключился свет.
По данным швейцарской энергокомпании Atel, развивались события примерно следующим образом. В 3.00 GMT начался сильный ветер, порывом вырвало с корнем дерево (о его породе не сообщается). Оно закоротило ЛЭП 380 кВ в швейцарских Альпах. Итальянская энергосистема не справилась с перегрузкой. К 3.25 GMT cвет продолжал гореть только в Сардинии и на крошечной территории континентальной части Италии. Три страны (Ватикан, Италия и Сан-Марино) разом погрузились во мрак. В разных районах страны света не было от 5 до 16 часов.