Отключение электричества в центре России — событие маловероятное. Но 25 мая оно произошло. В РАО ЕЭС обещают расследовать катастрофу через две недели. По нашей реконструкции, причины случившегося — бракованный изолятор, неработающие предохранители и, возможно, человеческий фактор. И главная причина — московские сети работают на пределе возможностей
Масштабный сбой в энергетике столицы произошел из-за взрыва трансформатора, считают в РАО ЕЭС. На следующий после катастрофы день компания выпустила специальный пресс-релиз.
Энергетики были очень оптимистичны, надеясь починить подстанцию к утру. Они должны были принять меры и запланировать, каких потребителей отключать |
Объяснение это на самом деле мало что объясняет, а напротив, вызывает новые вопросы. Почему взрыв какого-то пожилого трансформатора оставляет без света несколько миллионов человек? По самой скромной оценке, скорее всего сильно заниженной, сбой покрыл территорию с 2 — 3 млн жителей. Какое явление скрывается за формулировкой «каскадное отключение»? Стихийное ли это бедствие или так оно и должно быть, когда ломаются трансформаторы? Сколько еще трансформаторов, склонных к поломкам, установили в Москве инженеры-электрики?
Энергосистема устроена так, что не должна ломаться и отключаться. Она насыщена автоматическими предохранителями на всех уровнях — от «пробок» в квартире до автоматов защиты на электростанциях.
Но система отключилась. Почему?
Мы внимательно изучали сводки РАО ЕЭС и беседовали со специалистами-энергетиками. Наиболее вероятной представляется следующая картина случившегося.
ОНА ВЗОРВАЛАСЬ
Все началось на подстанции «Чагино», которая вместе с шестью другими подстанциями составляет Московское энергетическое кольцо. Эти подстанции связаны между собой высоковольтными линиями электропередачи и могут передавать энергию по кругу, равномерно распределяя ее.
Энергия в кольцо поступает от различных электростанций. Сама «Чагино» получает ток от мощной ТЭЦ-22 по высоковольтной ЛЭП (500 кВ), а отдает потребителям — по нескольким линиям меньшего напряжения (220 кВ и 110 кВ). В этой трансформации и состоит работа подстанции.
На «Чагино» установлены шесть трансформаторов, понижающих напряжение. Один из них взорвался вечером 24 мая.
— Взрыв мог быть вызван двумя причинами, — говорит Сергей Шульженко, доцент кафедры электроэнергетических систем МЭИ. — Могло перегреться масло в баке охлаждения, если его, например, давно не меняли. И мог разлететься фарфоровый изолятор, осколки которого пробили бак, — это значит изолятор был бракованный. Масло в обоих случаях загорается, бак взрывается.
По официальному сообщению РАО ЕЭС, взрыв трансформатора разрушил гирлянды подвесной изоляции. Это такие «бусы» из фарфоровых тарелочек, которые вы наверняка когда-нибудь видели, проезжая мимо какой-нибудь подстанции. Похожие гирлянды висят и на высоковольтных линиях электропередачи.
Разрушение изоляции повредило еще четыре трансформатора. Из шести трансформаторов «Чагино», таким образом, вышли из строя пять. Сразу после этого автоматика отключила линии электропередачи, через которые подстанция снабжает часть Москвы энергией. Без тока остались нефтеперерабатывающий завод в Капотне и юго-восточные районы — Марьино, Печатники, Люблино, Текстильщики. Лишился город и энергии, которую производит крупная ТЭЦ-22, — эта энергия поступает потребителю через «Чагино».
Без одной подстанции Москва в принципе могла прожить какое-то время.
Когда «Чагино» вырубилась, диспетчер региональных электросетей принял решение о снабжении обесточенных районов по резервным линиям — через подстанцию «Очаково», расположенную на юго-западе столицы. Персонал «Чагино» тем временем погасил пожар и всю ночь чинил разрушенное хозяйство. Важно было вернуть подстанцию к жизни к 25 мая. Но рабочие и инженеры не успели.
ОНИ ПЕРЕГРЕЛИСЬ
Утром 25 мая проснувшийся город стал наращивать потребление электричества. К тому же из-за высокой температуры воздуха в Москве провисли провода высоковольтных линий вблизи «Очаково». Провисшие провода касались друг друга, вызывали короткие замыкания и выходили из строя.
| Напряжение в московской сети падало, это увеличивало нагрузку на турбины. Они перегрелись. Предохранители электростанций стали отключать их одну за другой |
В обычной ситуации электрики быстро восстанавливают линии, а электричество временно подается по резервным ЛЭП. Но в то утро на юге Москвы и так были задействованы многие резервные линии. В конце концов автоматические предохранители отключили подачу электричества с «Очаково» в высоковольтные линии.
Так Москва потеряла вторую из семи подстанций. В свою очередь, нагрузка на оставшиеся пять выросла скачком. Упало напряжение в сети.
Чтобы нарастить мощность, несколько ТЭЦ и одна гидроэлектростанция, питающие Москву, должны были быстро разогнать турбины. Но в силу инерции не смогли этого сделать.
Напряжение в московской сети падало и падало. А это, в свою очередь, еще больше увеличивало нагрузку на турбины станций. Они перегрелись. Защитные предохранители электростанций стали отключать их от Москвы одну за другой.
Энергии в городе стало еще меньше. Зона пониженного напряжения начала расширяться, постепенно захватив юг Подмосковья, Тульскую и Калужскую области. Теперь уже возрастала нагрузка на другие электростанции, и автоматика начала отключать их одну за другой: Алексинскую ТЭЦ, Новомосковскую ГРЭС, Ефремовскую ТЭЦ, Щекинскую ГРЭС. Такие события и называют каскадным отключением.
Авария могла развиваться еще долго, захватывая территорию всей страны. Но вовремя сработали предохранители, разорвавшие Московское кольцо, то есть изолировавшие юг Москвы от севера города и отделившие Калужскую и Тульскую области от Единой энергосистемы.
К 12.30 были полностью обесточены 45 городских и областных подстанций. Зато остальная Россия была спасена.
ОНА НЕ СРАБОТАЛА
Так или иначе, катастрофа произошла. Могла ли она быть меньше, даже при выходе из строя двух подстанций?
— Она должна была иметь гораздо меньшие масштабы, — считает Сергей Шульженко. — Все аварийные режимы включаются автоматикой. Она и должна была быстро отсечь пораженный район. Но автоматика почему-то не успела сработать. А если бы сработала, то остались бы без электричества лишь некоторые районы юга Москвы. И даже транспорт бы там работал.
— Ничего необычного в таком сбое нет, — говорит главный инженер котлов энергетической компании American Ref-fuel Грег Эпплбаум. — Когда два года назад такое случилось в Нью-Йорке, весь город был без света 8 — 10 часов. Я думаю, что ваши энергетики были очень оптимистичны, надеясь починить подстанцию к утреннему пику нагрузок. Они должны были принять какие-то меры предосторожности и запланировать, каких потребителей будут отключать планово, если поломку не удастся восстановить.
Почему же столько случайностей наложилось друг на друга? Потому что оборудование энергосистемы в Москве изношено так же, как и в других частях России, а потребляет город с каждым годом все больше. Энергетическая система Москвы так же отстала от жизни, как и система автодорог столицы. В советское время, когда ее проектировали, никто и представить не мог, что уже в начале XXI века уровень потребления энергии в столице вырастет так сильно.
Заместитель гендиректора компании «Мосэнерго» («дочка» РАО ЕЭС) Дмитрий Васильев утверждает, что «город фактически исчерпал свои возможности». По его словам, энергопотребление увеличивается на 5% в год: во-первых, из-за огромных темпов строительства, во-вторых, из-за того, что жители активно приобретают мощную бытовую технику. Если такие же темпы роста сохранятся, то к 2020 году энергопотребление вырастет еще вдвое.
Тем не менее до сих пор строительство новых сетей в Москве не планируется. У энергетиков нет средств. А значит, новые каскадные отключения весьма вероятны.