Электротехника и ПЭ / Розум Т.Т. Аварии в энергосистемах
.docУДК 621.3
АВАРИИ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Дальков А.В., Купчик С.В.
Научный руководитель – конд. техн. наук, доцент РОЗУМ Т.Т.
Беларусь. 25 июня 2008 г., без всяких сомнений, войдет в историю Белорусской энергосистемы. В этот день темой № 1 в стране стали авария на крупнейшей в Беларуси электростанции – Лукомльской ГРЭС и последующие отключения электроэнергии по всей Беларуси. Лукомльская ГРЭС является основной в Белорусской энергосистеме и считалась одной из самых надежных станций на постсоветском пространстве. Ее мощности составляют 2,43 ГВт – более 30 % установленной мощности Белорусской энергосистемы. С 2003 г. на ГРЭС реализуется проект модернизации основного оборудования, рассчитанный до 2010 г. Напомним, что первый блок Лукомльской ГРЭС был введен в эксплуатацию в 1969 г., восьмой (последний) – в 1974 г.
25 июня в момент отключения Лукомльская ГРЭС вырабатывала около 55 % потребляемой в стране электроэнергии. Авария развивалась стремительно. В 9.08 в результате короткого замыкания отключился один из восьми рабочих блоков станции – блок № 8, а через 9 минут одновременно отключились остальные семь. Станция «села на ноль». Из энергосистемы «выпало» 2,4 ГВт при общем энергопотреблении в республике на тот час 4,4–4,5 ГВт. Некоторое время (около часа) необходимое количество энергии восполнялось за счет перетока из Литвы, Латвии и России. Но поставки со стороны Балтии стали сокращаться, поскольку энергия поступала от гидроаккумулирующих станций, запас воды на которых ограничен. В 10.15, чтобы избежать серьезной аварии в Белорусской энергосистеме, было принято решение об ограничении подачи электроэнергии потребителям.
ЧП расследовала экстренно созданная в Минэнерго спецкомиссия. Ее председателем был назначен первый заместитель генерального директора – главный инженер ГПО «Белэнерго» Александр Сивак. В комиссию входили представители Минэнерго, ГПО «Белэнерго», Энергонадзора, РУП «ОДУ», РУП «Витебскэнерго» и Лукомльской ГРЭС. Изначально первый замминистра энергетики Беларуси Эдуард Товпенец говорил о возможном привлечении к расследованию причин аварии независимых экспертов в области релейной защиты. Однако впоследствии, как стало известно, было решено обойтись своими силами.
Россия. Одной из крупнейших аварий на электростанциях в России по праву считается авария, произошедшая 20 августа 2010 года в энергосистеме Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Причиной отключения электричества стала авария на подстанции "Восточная" напряжением 330 кВ, и последующее за ней веерное отключение еще ряда подстанций. Подстанция "Восточная" введена в работу в 1964 году. Этот энергообъект называют ключевым звеном Ленинградской энергосистемы. Более 20 линий электропередачи соединяют "Восточную" с подстанциями 330, 220, 110 кВ и важнейшими для региона генерирующими источниками – Ленинградской атомной электростанцией, Северо-Западной и Правобережной (ТЭЦ-5) теплоэлектроцентралями.
В результате аварии 40% площади Санкт-Петербурга с пригородами, а также несколько районов Ленинградской области полностью остались без электроснабжения. По сообщению «Водоканала» в результате аварии были обесточены водопроводные станции, из-за чего возникали очереди за водой. В городе было остановлено движение метрополитена и пригородных электропоездов. В центральных районах Санкт-Петербурга не работали светофоры. Отключение коснулось девятнадцати медицинских учреждений города. Также происходили затруднения с сотовой связью и доступом к интернету. Из-за аварии на ПС «Восточная» были отключены сразу четыре городских ТЭЦ, в Петербурге было задержано 68 электричек и 6 поездов. Без электроэнергии остались 2 миллиона 200 тысяч человек в северной столице и около 350 тысяч человек в Ленинградской области. Всего было отключено 1 — 1,1 ГВт мощности электропотребителей. Во Всеволожском районе напряжение в сети выросло до 280 вольт, а в Калининском — до 350 вольт. На подстанции «Восточная» в результате технологического сбоя в Ленинградской энергосистеме произошло обесточивание шести секций шин 330 кВ. В общей сложности в результате аварии частично были отκлючены 9 подстанций.
Между тем в ОАО «Федеральная сетевая κомпания" по-прежнему не называют причин технологичесκого сбоя. Первоначально рассматривались четыре причины аварии, но не одна из них не нашла своего подтверждения. Есть версия, что причиной аварии, стал "выход из строя изоляции κонтрольного κабеля, отвечающего за работу κомпрессорных устройств на распредустройстве подстанции "Восточная"". Из-за повреждения изоляции произошло "ложное срабатывание устройств релейной защиты". Последний раз κабель обследовали в 2008 году, его ресурс истеκал, и кабель должны были заменить в 2011 году при реκонструκции подстанции. На усκоренное старение κабеля могла повлиять аномальная жара. Сам по себе выход из строя подстанции "Восточная" не должен был привести κ веерным отκлючениям, выпавшую нагрузκу должны были взять на себя другие части энергосистемы. Для того чтобы понять, почему ситуация стала развиваться иначе, необходимо проверить работу всех элементов энергосистемы Ленинградской области и самого Санкт-Петербурга.
25 мая 2005 года - авария в энергосистеме России. Пострадали город Москва, Тульская, Московская, Калужская и Рязанская области.
Без электричества остались жилые дома и промышленные объекты. На некоторых особо опасных производствах произошли аварии. Органы прокуратуры возбудили уголовное дело в отношении руководства РАО "ЕЭС России" по двум статьям УК РФ. В остановившихся лифтах были заблокированы 1500 человек, как в жилых, так и в офисных зданиях. При жаре не работали системы кондиционирования, отключилось электричество в больницах и моргах. Встал городской транспорт. На улицах выключились светофоры - на дорогах образовались пробки. В ряде районов Москвы жители остались без воды. На насосные станции не подавалось электричество, соответственно, подача воды остановилась. В городе закрылись ларьки и магазины, поскольку прекратили работать холодильники. Как сообщил вице-премьер России Виктор Христенко, причиной массового отключения электроэнергии стал пожар и взрыв на подстанции "Чагино". Именно из-за аварии на "Чагино" и произошел выброс фенола на химзаводе в Капотне.
Еще одна авария в энергосистеме Московской области - произошла зимой 2010 года из-за погодных условий в конце декабря, по причине так называемого ледяного дождя. Авария оставила без электроэнергии, на протяжени не менее семи дней, около 400 000 тысяч человек. Режим чрезвычайного положения был введён в 18 районах и 4 городах Московской области. Помимо Московской отключения электроэнергии были и в других областях Центрального федерального округа. Некоторые районы Подмосковья оставались без электроэнергии на протяжении не менее 15 суток. В подмосковном городе Троицке из за отсутствия электричества на некоторое время так же был прекращена подача воды.
Бразилия. 10 ноября 2009 года нарушение электроснабжения затронуло более 50 миллионов человек, проживающих в Бразилии, также перебои в подаче электроэнергии возникли в Уругвае. Миллионы людей остались без электричества в крупнейших бразильских городах Рио-де-Жанейро и Сан-Паулу. Перебои с электричеством возникли из-за нештатной ситуации на гидроэлектростанции "Итайпу" - второй в мире по выработке электроэнергии. Ураган, бушевавший в районе станции, спровоцировал перегрузки в сети, что привело к обесточиванию отдельных участков по "принципу домино" и веерному отключению электричества. Версию некоторых СМИ о том, что авария в электросетях Бразилии была вызвана действиями хакеров, бразильские власти категорически опровергают. ГЭС "Итайпу" обеспечивает 20% потребностей Бразилии в электроэнергии и 90% - потребностей Парагвая.
Германия. 5 ноября 2006 года перебои в энергоснабжении оставили без электричества миллионы человек в нескольких странах Западной Европы. Сбой случился в Германии из-за резкого роста потребления, вызванного похолоданием. Причиной сбоя стало отключение двух высоковольтных линий электропередачи в Германии, после чего фрагменты европейской сети стали рушиться как карточный домик. Чтобы не произошло полного отключения, автоматическая система слежения за состоянием сетей стала одного за другим отключать потребителей, и этот процесс коснулся не только Германии и Франции, но и Италии, Бельгии и Испании. Помимо бытовых потребителей, энергии лишились некоторые участки скоростных европейских железнодорожных магистралей. Электроснабжение парижских аэропортов не прерывалось, хотя аэропорт Кельна на некоторое время остался без света. В Италии энергоаварией были затронуты большей частью северо-западные регионы. В Испании она коснулась Мадрида, восточной Каталонии и Валенсии.
За день до этого, 4 ноября 2006 года, при выходе в море по реке Эймс пассажирского лайнера Norwegian Pearl, построенного на верфях в городе Папенбурге, осуществлялось плановое отключение 380-киловольтной линии для прохода под ней лайнера. Однако при перераспределении потоков электроэнергии сработала система автоматической защиты одной из соседних линий, что вызвало волну отключений в Германии, странах Бенилюкса, Франции, Испании, Португалии, Италии, Марокко, Австрии и Хорватии.
Япония. 14 августа 2006 года - блэкаут в Токио. Причиной ЧП стал обрыв кабеля высокого напряжения. Подъемный кран, находившийся на судне, оборвал одну из магистральных линий электропередачи, протянутую над рекой Эдогава. Электричества лишились свыше миллиона квартир в Токио, а также в городах Кавасаки и Иокогама. В Токио на 30 минут встало метро, полностью было прекращено движение на нескольких линиях наземных электричек. На столичных дорогах погасли около трехсот светофоров. В пожарную службу поступило более 20 звонков от людей, застрявших в лифтах. Отключились банкоматы. Однако самым неприятным для жителей японской столицы стало отключение холодильников. Без электричества остались аттракционы токийского "Диснейленда".
США. 9 ноября 1965 года в результате отключения электроэнергии без электричества остались 30 миллионов человек в семи штатах США (штаты Новой Англии, Нью-Джерси, Нью-Йорк и Пенсильвания) и двух провинциях Канады.
Ночь страха в Нью-Йорке. Вплоть до 2003 года эта авария считалась самым крупным ЧП в мировой электроэнергетике. Из-за попадания молнии в линию электропередачи 13 июля 1977 года на 25 часов была прервана подача электричества в Нью-Йорк и 9 млн жителей оказались без электроснабжения. Трагедии сопутствовал финансовый кризис, в котором пребывал мегаполис, необыкновенно жаркая погода и небывалый разгул преступности. Спустя несколько часов после отключения электричества - особенно ночью - на фешенебельные кварталы города набросились банды из бедных кварталов. Полиции удалось арестовать около 3700 человек - но это была ничтожная доля насильников и грабителей. Ущерб, нанесенный Нью-Йорку мародерами и вандалами, оценивается в миллиард долларов (в пересчете на цены 2000-х годов). Власти города потеряли 9 миллионов долларов: 5 миллионов в качестве налогов, и еще 4 миллиона пришлось заплатить полиции и пожарным за сверхурочную работу. Нью-йоркские биржи потеряли от отключения электричества более 20 миллионов долларов. Однако самые страшные убытки понесли простые граждане. Было разграблено более 2000 магазинов.
14 августа 2003 года крупнейшие города США и Канады на Восточном побережье остались без электричества в результате беспрецедентного выхода из строя энергосистемы. Без электричества в 16:11, в час пик, остались Нью-Йорк, Кливленд, Детройт, города Оттава и Торонто в канадской провинции Онтарио - всего около 50 млн человек. Эксперты говорят, что энергосистема США настолько допотопна, что Штаты вполне могли бы погрузиться во тьму полностью. Благо некоторые защитные системы все-таки сработали как надо.
С исчезновением электроэнергии в этих городах полностью было прекращено движение общественного транспорта, остановилось метро. С затруднениями продолжалось и дорожное движение - не работали светофоры. Некоторые граждане добровольно выходили регулировать движение на перекрестках.
В поездах подземки в тоннелях оказались заперты тысячи людей, власти долгое время не могли решить вопрос об их эвакуации. Люди сами пытались выбираться из вагонов метро. Положение усугублялось тем, что в вагонах нью-йоркского метро нет обычных форточек - в них установлены кондиционеры, которые работают от электричества. Это была самая темная ночь в Нью-Йорке. Была прекращена работа аэропортов на всем Восточном побережье. Все рейсы из аэропортов городов США и Канады, в которых отсутствует электричество, были отменены. Одному лишь Нью-Йорку эта энергетическая катастрофа обошлась в миллиард долларов.
Великобритания. 6 апреля 1996 года в Лондоне произошло отключение электроснабжения метро. 31 пассажир госпитализирован с поражением верхних дыхательных путей.
В Лондоне и некоторых районах на юго-востоке страны 28 августа 2003 года вечером произошло широкомасштабное отключение электроэнергии. Примерно две трети метро и часть трамваев прекратили движение, уличные фонари и сигнальные лампы в районах сбоя электроснабжения погасли, наблюдался хаос в городском транспорте. Причиной отключения электроэнергии стала авария в системе трансформаторов. В лондонской подземке находились порядка 250 тысяч человек, которых эвакуировали из остановившихся в тоннелях поездов. Подача электроэнергии возобновилась через 34 минуты после ее отключения.
Италия. Отключение электроэнергии в Италии произошло 28 сентября 2003 года, примерно в 3:20 по местному времени. Одна из двух линий электропередачи, которая тянется в Италию из Франции, вышла из строя. Потом автоматически выключилась вторая, а затем еще две, которые передавали энергию из Австрии и Швейцарии. Электричества лишились 57 миллионов потребителей. Перестало работать метро, на железных дорогах остановились 110 поездов. В Риме положение усугубилось тем, что как раз в это время городскими властями проводилась так называемая «Белая ночь», подразумевавшая работу магазинов, музеев, театров, ресторанов и кафе до утра. Поэтому в момент отключения электричества вне домов находились тысячи жителей столицы. Сотни людей оказались заблокированы в перегонах метрополитена. Многие люди застряли в лифтах.