От аварий никто не застрахован

Интервью с советником генерального директора ОАО «Мосэнерго», руководителем Мосэнерго с 1983 год по 2000 год Нестором Ивановичем Серебрянниковым от 31 мая 2006 г.

Системные аварии с обесточением потребителей происходят, как правило, там, где необходимо обеспечить энергоснабжение многомиллионных регионов с большим потреблением электрической мощности. Аварии возникают при нарушениях баланса мощностей выработки и потребления электроэнергии.

Причин может быть несколько: отставание вводов новых мощностей; рост потребления электроэнергии, не обеспеченный вводами; аварии на электростанциях с остановкой работающих генераторов; недостаточное развитие электрических сетей с их неспособностью передать необходимую мощность потребления в отдельный район энергосистемы.

Важно главное условие: создание небаланса выработки и потребления, невозможность передачи по линиям необходимого объема потребления. В этих условиях оставшиеся линии перегружаются, из-за чего на них происходит значительное снижение уровня напряжения. Нарушение режима работы имеет массовый характер и носит название «лавина потери напряжения», которая приводит к отключениям линий от источников питания. В результате происходит последовательное отключение соседних линий, так называемый «каскад отключения линий», и развал энергосистемы с потерей источников питания.

– Почему могут возникать такие аварии, когда идет распад всей энергосистемы?

– Анализ крупных системных аварий, произошедших у нас в России, в США, Италии, Испании, Англии показывает, что каждый раз создавались условия, когда мощность потребления увеличивалась быстрее, чем мощность, вырабатываемая на электростанциях. Возникал факт дефицита мощности.

В России, начиная с 1990 года, с началом перестройки, вводы мощностей в энергосистеме Мосэнерго были мизерными, можно сказать, вовсе отсутствовали. Потребление же росло, ежегодные темпы прироста мощности колебались от 4 до 6%. В абсолютной величине это означало, что ежегодно нагрузка увеличивалась на 600-800, даже 900 МВт мощности. Вводы по отношению к этим величинам исчислялись единицами. Причина – отсутствие финансовых средств, что не позволяло строить новые электростанции или вводить новое оборудование.

Отсутствие средств объяснялось низкими тарифами на кВт/час. В России принято государственное регулирование тарифов, и социальные вопросы обеспечения населения заставляли правительство экономить на энергетике, не повышать тарифы, чтобы население было в состоянии заплатить за электроэнергию. И тех средств, которые поступали в энергосистему, было явно недостаточно. В тарифе не предусматривалась инвестиционная составляющая. Кстати, она не предусматривается и сегодня. Какая-то доля от тарифа (15-20%) могла бы поступать в качестве инвестиций. Это объясняет, почему не вводились мощности.

В случае дефицитности энергосистема может получить мощность извне. Если взять весь Центр, не только Москву и Московскую область, но и Кострому, Вологду, Санкт-Петербург, Воронеж – там, где находятся электростанции. Весь этот Центр имеет сбалансированную мощность, и рост потребления в Центре не обгонял прирост мощностей. Можно было бы эту энергию передать в московский регион. Но, к сожалению, этого не получается, потому что не только не велось строительство генерирующих мощностей Мосэнерго, но и не строились дополнительные сети, по которым можно было бы передать эту мощность в Москву. В итоге цифры сложились следующим образом: наша собственная мощность до разделения единой энергосистемы составляла 13 700 МВт. А прогнозы показывают, что в 2010 году потребление будет составлять 21 000 МВт, в 2015 году – 24 500 МВт, в 2020 году – 27 800 МВт.

Величина дефицита может вырасти с семи до восьми-десяти тысяч мегаватт. Существующие сети максимально изношены и перегружены. Если идти на большой риск, можно передать около 2 700 МВт. Это основная причина, почему при росте потребления складывается перегрузка сетей, и происходят неприятности. Задача диспетчера – суметь каким-то образом сбалансировать мощности, но зачастую диспетчер даже не знает, как в таких условиях это сделать. Есть Калининская атомная станция, можно взять мощности с Волги, но передать их по линиям невозможно.

Кроме этого, в развитии электрических сетей был еще один недостаток. Чтобы при переменном токе можно было регулировать уровень напряжения по линиям (ток идет со стороны большего уровня напряжения в сторону меньшего уровня напряжения), надо где-то поднять это напряжение, что можно сделать при помощи реактивной мощности. В энергосистеме источники реактивной мощности тоже испытывают дефицит, он оценивается в 4 000 Мегавольт/ампер (от 4 000 до 7 000). Поэтому, когда надо организовать этот «переток», то линии перегружаются и напряжение начинает пропадать. Это называется «лавина потери напряжения». Отдельные линии начинают отключаться. Одна линия отключилась – соседняя перегружается и т.д. Это явление у энергетиков называется «каскад отключений линий».

Эта причина была в основе аварий в США и Канаде 14 августа 2003 года, системной аварии в Финляндии в районе Хельсинки, в Великобритании, 23 сентября 2003 года в Швеции и в Дании, системной аварии в Италии и Швейцарии в августе 2003 года. И, наконец, произошла системная авария в России в мае 2005 года. Эти аварии идут практически подряд с 2003 по 2005 годы в разных странах мира. Каждый раз все происходило из-за «лавины потери напряжения». Далее все происходило по той же схеме: перегрузка линий, их отключение и «каскад отключений». При этом пострадали от 2 млн до 59 млн человек. Самая тяжелая авария была в США и Канаде, были обесточены огромные регионы. Время обесточения – от получаса до одних суток (у нас в России) и до двух суток в США.

– В 2003 году Чубайс во время выступлений утверждал, что у нас такое невозможно?

– Это было ошибочное мнение, позже он признал, что недооценил, что такие темпы нагрузки, какие имели место в Мосэнерго, а потом в Санкт-Петербурге, Тюмени, могут привести к таким последствиям.

Если говорить об аварии, которая произошла в Чагино, она случилась в вечернее время. Сначала, 23 мая, из-за перегрузки произошло повреждение измерительного трансформатора тока. Он не передает мощность, а дает возможность вести контроль. В нем находится небольшое количество масла. Так вот это масло вылилось из этого трансформатора, и произошло возгорание. В первый день с помощью пожарных команд это возгорание было ликвидировано и никаких последствий не произошло. Кроме этого трансформатора тока больше ничего не разрушилось. А вот 25 мая повредился еще один трансформатор тока. Произошло аналогичное повреждение из-за перегрузки и возгорание. Снова вызвали пожарную команду, которая погасила возгорание.

Но при разрушении трансформатора тока разлетевшийся на кусочки фарфор изоляции повредил изоляцию уже на линиях, которые передают нагрузку. Повреждение изоляции передающих линий привело к отключению этих линий. Но наступил вечер и ночь, потребление спало, и нагрузка по оставшимся линиям продолжала передаваться. Оперативный персонал должен был к утру выровнять потребление с возможностью приема и передачи мощности. То есть, иными словами, надо было отключить потребителей, что и должен был сделать Системный оператор (а не Мосэнерго!). Этого не было сделано. И когда утром наступил рост нагрузок – началось движение общественного транспорта, метрополитена, заработали предприятия и т.д. – этот рост не был сбалансирован. И от перегрузки, от «лавины потери напряжения», линии начали отключаться одна за другой.

Кроме того, была высокая температура воздуха, от нагрева провода удлинились, стали провисать, касаться деревьев. Это тоже усугубило состояние линий. Шесть ТЭЦ Мосэнерго остались без связи с энергосистемой за счет отключения линий. И на этих электростанциях стало останавливаться оборудование, они «сели на ноль», как у нас говорят. Мы потеряли несколько электростанций, в результате чего вся южная половина энергосистемы оказалась обесточенной. Потеря питания потребителей, метрополитена, транспорта. Были отключения в больницах, родильных домах. Резервные источники в этих важных объектах запустить не смогли…

Нужно сказать, что энергосистема за очень короткое время восстановила работу, развернула шесть электростанций с «нуля», что говорит о высокой натренированности, опыте оперативного персонала. Люди работали круглые сутки. То, что линии были обратно включены в работу – это большое достижение сетевиков, которые сумели восстановить питание, убрать потерю напряжения, убрать растительность под линиями передач. Какие выводы можно сделать из аварии? Надо повышать квалификацию персонала, улучшать сотрудничество между Системным оператором и дежурным персоналом на электростанциях, у линейщиков. Система должна быть единой и иметь опыт для ликвидации подобных аварий. И такой персонал у нас есть!

К счастью, такое ЧП произошло в теплое время года, поэтому не произошло нарушения теплоснабжения. Московская система является теплофикационной. Мощность, которую она выдает в виде электроэнергии – 13 700 МВт, а тепловая мощность составляет более 30 000 МВт мощности. Отсутствие потребления тепловой мощности помогло в течение суток восстановить энергоснабжение. Мы запустили свои собственные электростанции, которые отключились. И за 23 часа 30 минут восстановили электроснабжение всех потребителей. Катастрофических срывов у нас не произошло, удалось избежать и жертв.

А зона отключений была большой, она охватила весь юг Москвы, Московской области, Тульскую, Калужскую, частично Рязанскую области. Тульская система, надо отметить, тоже дефицитна, и своими силами восстановить питание не могла.

– Может ли повториться такая авария?

– Никто не застрахован от таких аварий. Аварии связаны с перегрузкой линий, неумением вовремя предупредить потерю напряжения или частоты тока, иногда случайно отключается одна линия, прямо на глазах. За очень короткое время – несколько секунд, минут – происходит каскадное отключение линий.

К несчастью, если такая авария произойдет зимой, то мы за сутки потеряем теплоснабжение, тепловые сети могут замерзнуть, происходит размораживание. Нарушение теплоснабжения заставляет жителей принимать самостоятельные меры. Они включают всевозможные обогреватели, что нагружает энергосистему в два раза. В то же время авария электрическая продолжает развиваться, она сопровождается перегрузкой электросети. Зимой этой может привести к полному погашению региона.

Мы очень боялись, что прошедшая зима будет холодной, и наши опасения оправдались. С 16 по 19 января температура воздуха была 28-30 градусов мороза, а в феврале в течение нескольких суток термометр держался на отметке 28 градусов мороза. В этот момент была реальная угроза повторения системной аварии с потерей электро- и теплоснабжения.

Но из аварии, произошедшей на подстанции в Чагино, энергетики сделали определенные выводы. Диспетчерское управление в морозные дни следило за балансом выработки и потребления, четко принимались меры на «переток» со стороны. Мы нагрузили генераторы с перегрузом, будем говорить на 1-2%, общая сумма взятой дополнительной мощности составила около 800 Мвт. Этого было недостаточно, и Правительство Москвы, совместно с Мосэнергосбытом, приняли меры к принудительному ограничению потребления. Выходные дни перенесли на рабочие, отключили строительные механизмы, избыточную иллюминацию в увеселительных заведениях. Эти меры дали нам возможность сэкономить потребление энергии на 600-800 МВт. Таким образом, за счет ограничения потребления, дополнительной нагрузки оборудования и балансирования перетоков мощностей из внешних энергосистем в сторону Москвы было добавлено 3 000 МВт мощности.

Благодаря этим мероприятиям с большим риском аварии, на диспетчерском языке это называется «режим высоких рисков», нам удалось преодолеть тяжелые морозы. Работа энергосистемы – и электрических сетей, и оперативного персонала электростанций – в зимний период получила положительную оценку со стороны РАО «ЕЭС России».

– У вас есть колоссальный опыт работы во времена СССР, как тогда решались вопросы, связанные с энергетикой?

– Надо отдать должное советской власти, поскольку в то время существовал Госплан, выделялось финансирование для развития конкретно Московской энергосистемы. В годы советской власти мы построили много новых больших электростанций. Например, ТЭЦ-21, ТЭЦ-22, ТЭЦ-23. В последние годы я принимал участие в строительстве ТЭЦ-25 и ТЭЦ-26. Была построена Рязанская ГРЭС. Московская система была огромная. Всегда соблюдался баланс, и был даже какой-то резерв над потреблением.

Сейчас нужно обратить внимание на строительство новых мощностей не только в Мосэнерго, но и на атомных станциях – Калининской, Смоленской, Балаковской, Курской. Они планировались еще при советской власти, но планы не были выполнены. В последние годы в СССР вводилось по одному новому блоку на атомных станциях. А с начала 90-х строительство атомных электростанций, как и тепловых, прекратилось. Нужно его возобновлять. Необходимо также строительство новых линий электропередач и кольца 750 кВ вокруг московского региона.

Но такие периоды, когда нам не хватало мощностей, случались и в советское время. Развивались металлургия, химическая и легкая промышленность, автозаводы ЗИЛ и «Москвич». Они требовали больших мощностей. Московская энергосистема, когда не хватало своих мощностей, применяла те же самые меры, что сейчас – излишнее потребление отключалось. Была высокая дисциплина, все понимали важность этих мер.

– Почему же тогда 25 мая 2005 года не отключили электроэнергию в Москве?

– Была допущена ошибка, на всех приборах было видно, что генерация меньше, чем потребление. На что надеялись, я не знаю. Поэтому уже к зиме поняли, что такого допускать нельзя, жестко требовали выровнять нагрузку и потребление, взяли на каждой ТЭЦ перегруз в 20-30 МВт. Передо мной анализ зимнего периода с режимами температуры воздуха и вынужденными рисками. Каждая электростанция работала с перегрузом в 10-30 МВт. «Переток» в нашу сторону составил 2 700–3 000 МВт, превышать его было категорически запрещено. Был момент, когда однажды утром мы взяли больше. По графику нам надо было взять мощность в 16 840 МВт, мы несли фактический максимум – выработку (с учетом отключений) – 16 200 МВт, в том числе «переток» – плюс 2 912 МВт.

Нам повезло, так как это могло привести к отключению линий и явлению «каскада».

Надо отдать должное Газпрому, по топливу ограничений не было. Они ограничили топливо минимально, в пределах 6%, хотя могли, в соответствии с договором, ограничить подачу газа гораздо больше. Пришлось произвести дополнительные закупки угля, мазута. Правда, обычно мазут стоит около 1 500 рублей за 1 тонну, зимой нефтяники продавали нам мазут за 4 500–5 000 рублей за тонну. Хотели заработать. В итоге мы подняли нужную нагрузку, но понесли убытки. Наши затраты на топливо в зимний период выросли примерно на 500 млн рублей. Мы перерасходовали на топливе, на его цене, на потере экономичности. По нашему мнению, эти потери следовало бы учесть за счет зимнего тарифа, который должен быть несколько увеличен, чтобы мы могли компенсировать увеличенные затраты.

– Что нас ожидает?

– Нас ожидает зима 2006–2007 года. Ежегодный рост нагрузки будет составлять, по нашей оценке, 6%. Это примерно 1 000 МВт. Для того, чтобы справиться с этой дополнительной нагрузкой – так как мы почти ничего не вводим в этом году, – нам придется в очередную зиму дополнительно ограничивать потребление уже не на 800 МВт, а, наверное, на 1 500 МВт. Если мы это не сделаем, то рискуем получить аварию, нам придется опять перегружать оборудование. Ограничение потребителей даст примерно 600 МВт, но дефицит в 1 500 МВт мы не покроем. Передать по сетям больше, чем мы принимали – 3 000 МВт – электрические сети не позволят, они будут отключаться. Возникнет «лавина потери напряжения» и «каскад отключений линий». Значит, надо обеспечить на 100% работу всего оборудования и ограничивать потребителей.

В 2007-2008 годы положение в Мосэнерго несколько улучшится, потому что к тому времени мы обеспечим вводы новых мощностей. Мы запланировали ввести парогазовые установки на ТЭЦ-27 (плюс 450 МВт), ТЭЦ-21 (плюс 450 МВт), ТЭЦ-26 (плюс 400 МВт). Получается 1 300 МВт, что значительно облегчит ситуацию. И при дальнейшем ежегодном приросте потребления на уровне 1 000 МВт энергосистема, с большими трудностями, но справится. Хотя, конечно, такой рост нельзя допускать, нужно вводить меры энергосбережения.

Источник: www.energosovet.ru/stat48p1.html