Объяснение энергетика: Как, почему и кто действительно выключает электроэнергию украинцам

Читати українською

Отношение украинцев к отключениям электроэнергии удивляет. Когда путинские ракеты прилетают в жилые дома – всех это бесит и возмущает, но никто не сомневается, что виноваты россияне.

А когда эти же ракеты прилетают на подстанции, и в домах украинцев пропадает свет – винят в этом в основном энергетиков. Конечно, с психологической точки зрения это понятно – легче воспринимать действительность. Легче верить в то, что в чем-то, что портит тебе жизнь, виноват тот, кто рядом, а не тот, кто далеко и недостижим. А это лишь временная психологическая защита, не конструктивная в дальнейшей перспективе. Так что в издании Экономическая правда выясняли, кто виноват в происходящем.

Что нужно знать об электросети

Чтобы понять, как устроена электросеть, нужно знать следующее.

1. Чтобы получить электроэнергию дома, следует создать замкнутую электрическую цепь. Это означает, что в таком кругу должны быть источник электроэнергии, передающие ее проводники и полезная нагрузка: приборы, включающиеся в розетку.

2. Пока электроэнергия доходит до включенного прибора, определенное количество тепла выделится через проводники, подводящие электроэнергию к дому. Специалисты называют это технологическими потерями.

3. В Украине преимущественно используется сеть переменного тока. То есть такой ток не имеет плюса и минуса, как в батарейке. Плюс и минус в нем чередуются с частотой 50 раз в секунду (50 Гц). Электрический круг состоит из двух проводников: фазного, на котором происходит чередование зарядов, и нулевого, замыкающего круг и на каком заряда нет, потому что на подстанции он присоединен к земле.

В украинских реалиях для линий переменного тока наибольшие объемы электроэнергии передаются линиями 750 кВ и 330 кВ. В то время как в розетке – 220 В, то есть в более чем тысячу раз меньше.

4. Преимуществом сети переменного тока является то, что благодаря трансформаторам легко изменять соотношение тока и напряжения в нужную сторону.

Генерирующие компании пытаются производить напряжение максимально возможного значения, а со стороны потребителя, напротив, идет ряд понижающих трансформаторов: от 750 кВ и 330 кВ сперва до 110 кВ, а затем до 35 кВ и 10 кВ, или сразу со 110 кВ до 10 кВ .

Сеть 10 кВ в Украине - основная сеть, которой питаются потребители. После нее следуют лишь небольшие трансформаторные пункты, снижающие напряжение до 0,4 кВ.

Это уже то, что потребляют граждане, те же 220 В, только в трехфазном измерении. Именно эти линии, напряжением 10 кВ, предпочтительно отключают, когда в этом возникает потребность.

5. По физическим законам: чем больше нагрузка в сети переменного тока, тем больше падает его напряжение и частота.

Чтоб бытовые приборы выдерживали и не ломались, нужно поддерживать постоянство напряжения, другими словами баланс генерирующих и потребительских мощностей.

Сколько производим – столько и должны потреблять. И наоборот: сколько потребляем – столько и должны выработать.

Этот баланс между выработкой электроэнергии и ее потреблением обычно поддерживается вводом дополнительных генерирующих мощностей или отключением лишних, чтобы не было перенапряжения. Когда это невозможно – отключение или подключение потребителей.

Как устроена электросеть Украины

Со времен СССР нам досталась хорошо разветвленная сеть высоковольтных линий и подстанций, которые могут дублировать друг друга, а также избыток генерирующих мощностей – советская промышленность была достаточно энергоемкой.

Кроме того, за годы независимости Украины был запущен ряд блоков на АЭС: Запорожской, Хмельницкой и Ровенской. Если все исправно, дефицит электроэнергии в стране отсутствует, и ее можно легко экспортировать, например, в страны ЕС.

На это и была рассчитана советская электросеть: высоковольтные линии от Хмельницкой и Ровенской АЭС идут в сторону Польши и Венгрии, от Южноукраинской АЭС – в сторону Молдовы и Румынии, от Бурштынской и Добротворской ТЭС – в сторону Польши и Словакии.

Все это открытые данные, они хорошо известны россиянам. В конце концов все эти линии строились в советские времена, а Генплан и союзное Министерство энергетики располагались в Москве. Потому они знают, куда бить. Несмотря на разветвленную сеть высоковольтных линий и переизбыток генерации, рассчитанной на экспорт, эта сеть имела и существенные недостатки.

Первый – проблемы с регулированием мощности. Мощности потребления в любой электросети нестабильны: кто что-то включает в розетку, а кто выключает. Так же и на производстве – какие-то станки запускают в работу, а какие – выключают. Такое изменение нагрузки вызывает скачки напряжения в электросети.

Есть три пика потребления: дневной – в районах расположения крупных промышленных предприятий, он приходится на рабочий день и два других – утренний и вечерний, они связаны с увеличением потребления населением.

В СССР проблема пиковых нагрузок решалась просто. Благодаря размерам государства пики в разных регионах наступали не одновременно. Поэтому создавались перетоки электроэнергии из регионов, где в это время нагрузка меньше, в регионы, где она больше.

С отсоединением от сети бывшего СССР это стало невозможным, поэтому пики в Украине стали тушить дополнительным включением в работу или выведением из нее генерирующих мощностей. Поскольку АЭС не способны быстро изменять мощность, для этой цели использовали ТЭС, ГЭС или специально построенные для таких целей гидроаккумулирующие станции (ГАЭС).

Последние – это те же ГЭС, которые благодаря объему водохранилища могут дополнительно накапливать воду в периоды, когда не потребляют ее для производства электроэнергии.

Второй недостаток – слишком укрупненные генерирующие мощности. Поскольку СССР страдал гигантоманией, все малые ГЭС, которые на западе Украины достались нам в наследство еще от Польши, постепенно уничтожили. Ставка делалась на большие АЭС и ГЭС, потому что это удешевляло стоимость электроэнергии.

Сейчас самая низкая себестоимость электроэнергии, произведенной на ГЭС, затем – на АЭС, а дальше – все остальное. "Зеленая" энергетика, к сожалению, пока самая дорогая. В перспективе в конкурентную борьбу могут вступить электростанции на биогазе , но их пока мало.

Хотя в стране есть избыток генерирующих мощностей, но их немного, поэтому они становятся легкой добычей для российских ракет. Поэтому есть энергодефицитные области, нуждающиеся в “вливании” электроэнергии из-за своих пределов.

Третье – высоковольтные сети должным образом не закольцованы. За годы независимости планировали построить несколько линий на 330 кВ и 750 кВ, которые немного исправили проблему. Часть из них была построена. Начавшееся во времена второго премьерства Юлии Тимошенко строительство линии 750 кВ с Ровенской АЭС в сторону Киева, которая частично должна была компенсировать отключение Чернобыльской АЭС, завершили в декабре 2015 года.

Годом позже достроили ответвление линии Хмельницкая АЭС – Чернобыльская АЭС к той же подстанции Киевская. В ноябре 2020 года ввели линию 750 кВ Запорожская АЭС – Каховская.

Строительство воздушной линии на 330 кВ Новоодесска – Арциз остановилось из-за экологических проблем (пересекалось с природоохранными зонами), а некоторые другие проекты остались в состоянии разработки .

Поэтому нельзя сказать, чтобы совсем ничего не делалось, хотя, может быть, и не такими темпами, как нужно. Но кто может честно сказать, что готовился к войне давно и как следует?

Что имеем сейчас

Сейчас есть сеть, которая имеет запас генерирующих мощностей и достаточно хорошо могла бы работать даже после временной потери Запорожской АЭС. Просто потому, что вместе с ней временно потерялось и значительное количество потребителей.

Эта сеть хорошо закольцована для мирных времен, но, как оказалось, недостаточно хорошо для военного времени. Особенно когда россияне хорошо знают, куда бить.

А бьют они по генерирующим и регулирующим мощностям, выводя из строя высоковольтные сети и подстанции, по ТЭС или по их электрическим подстанциям. Из-за этого мы упустили возможность эффективно регулировать мощности в сети.

Если раньше диспетчер, чтобы восстановить баланс генерирующих и потребительских мощностей, давал команду ТЭС или ГАЭС нарастить или сократить производство электроэнергии, то теперь он может это делать только отключением или подключением потребителей. Отсюда – непрогнозируемые отключения и включения электроэнергии.

Скажем, диспетчер Укрэнерго доказывает диспетчеру облэнерго информацию о том, что тот может дополнительно включить в работу 100 МВт мощности. Он включает линию в работу, но вместо потребительской мощности 100 МВт получает 150 МВт!

Например, потому, что там все что-то поключили, потому что долго не было света или потому, что у него на линии включился в работу какой-то большой потребитель электроэнергии, например, завод.

Что тогда делает диспетчер? Ищет другого потребителя, потребляющего 50 МВт мощности, и выключает его, чтобы в результате иметь 100 МВт мощности. Как это происходит?

Рядовой потребитель, возможно, думает, что сидят городской голова, глава гражданско-военной администрации или другой чиновник с картой в руках и делят, кого отключать, а кого – нет. Или что предприниматель принес взятки, поэтому его не отключают. Нет!

Отключают всегда диспетчеры, а не чиновники, и на принятие решения иногда только несколько минут. Делают это целыми линиями. Технической возможности отключить один дом, а другой оставить включенным, потому что там живет племянник городского головы, у них нет.

Поэтому если какой-то дом светится рядом с отключенным, то это значит, что он заживлен от другой линии, не отключаемой. Как выбирают отключаемые линии, кроме того, сколько мощности они потребляют?

Конечно, в первую очередь, стараются не выключать линии, на которых расположены объекты критической инфраструктуры: котельные, больницы, станции скорой помощи, пожарные части, насосные станции (канализация тоже должна работать).

Преимущественно в этот список попадает еще водоканал, но тоже не всегда. Он потребляет много мощности, и если у диспетчера нет другого выхода, то водоканал тоже может попасть под раздачу. Один насос имеет мощность 150-200 кВт – это как один жилой дом. А насосов там не один и не два.

Другой критерий для отключения – быстрота и доступность. Большинство подстанций оборудованы телеуправлением, то есть ими управляют с помощью радиосигнала или оптоволоконной линии. Но не все.

Опять же: никто не готовился к войне. В первую очередь, телеуправление заводили на те подстанции, где это требовалось в мирное время. Соответственно, отключают в первую очередь те линии, где это телеуправление есть и где линия еще не слишком старая.

Чтобы не было так, что дистанционно ее отключили, а чтобы включить – придется отправлять машину с бригадой в 20 километрах. То есть, здесь больше повезло тем, кто живет на более старых линиях, на которые не успели завести телеуправление.

Если, конечно, такая линия сама по себе не сгорит от старости или ее не отключат вместе с другими линиями путем отключения той высоковольтной линии, к которой она присоединена.

Что можно и нужно сделать

Во-первых, достроить запланированные высоковольтные линии. Наверное теперь уже с учетом опыта войны. Во-вторых – по возможности рассредоточить генерацию. Строить генерирующие станции следует в первую очередь в тех областях, где их недостаточно или совсем нет.

Киевский регион, кстати, тоже входит в этот список. После отключения Чернобыльской АЭС в декабре 2000 Киев и область стали энергодефицитными. В-третьих, не бояться экспорта электроэнергии в ЕС. У нас избыток генерирующих мощностей, и если у нас будет возможность продавать электроэнергию, то ее нужно использовать. Это даст средства на восстановление сетей "Укрэнерго" и "Энергоатома".

Кроме того, присоединение к сети Евросоюза позволит хотя бы частично регулировать потребление электроэнергии, как это делали во времена СССР благодаря перетокам электроэнергии между разными регионами. В-четвертых, развивать ветровую генерацию. В отличие от солнечной, она генерирует электроэнергию круглосуточно и независимо от времени года.

Также следует способствовать построению электростанций на биометане. Опять же – в первую очередь в регионах, у которых нет собственных генерирующих мощностей.

И последнее: следует максимально поддерживать строительство энергонезависимых домов или целых комплексов и районов с использованием солнечной генерации, небольших ГЭС, ветровых станций.

Что нельзя или не стоит делать

Закапывайте трансформаторы в землю, как предлагают некоторые пользователи соцсетей. Это не поможет и бессмысленно. Трансформатор следует охлаждать и обслуживать. Он стоит на открытом воздухе, чтобы к нему был доступ.

Можно, конечно, построить специальное бетонное помещение ниже уровня земли с принудительной вентиляцией, но поэтому сильно подорожает электроэнергия, а результата будет мало.

Если ракета насквозь, к фундаменту прошивает пятиэтажное здание с бетонными перекрытиями, то один этаж в землю тем более пробьет.

Создавать ложные цели-подстанции тоже бессмысленно. Даже не потому, что подставную подстанцию можно обнаружить дроном или с помощью русских агентов.

Проблема в том, что любую подстанцию легко вычислить по линиям электропередач, которые к ней подходят. Для этого даже спутника не нужно – достаточно открыть Google maps.

С политической точки зрения, чтобы люди не роптали, есть смысл запрещать экспорт. А с технической – нет.

Скажем, если Ровенская АЭС загружена топливом и имеет отдельную линию в Польшу, то то, что она будет поставлять туда электроэнергию, никак не отразится на украинских потребителях.

Правда, панацеей это тоже не станет, потому что линию, идущую по полям, так же легко повредить, как и все остальное. Можно делать стратегический запас трансформаторов, как говорят критики, но не на все случаи. Дело в том, что трансформаторы очень разные: и по мощности, и по напряжению. Предугадать, какой именно будет поврежден, невозможно.

В нормальных условиях они служат по 30-50 лет, нужно только масло своевременно менять. Даже если и выходят из строя, то преимущественно легко ремонтируются, если только металл не поплавился, как вследствие ракетного удара.

У каждого облэнерго есть цех по ремонту трансформаторов. Если сердечник трансформатора и корпус целые, то поменять масло и обмотку – не проблема. Если трансформатор уничтожен, тогда, конечно, нужен новый.

В этом контексте переход в управление государства "Запорожтрансформатора" - правильный, хотя и, возможно, запоздалый шаг.

И последнее: не стоит жаловаться на энергетиков. Рядовые работники этой профессии – такие же украинцы, как и все. Если учесть, что электромонтер облэнерго получает зарплату 8-10 тыс. грн, то работают там преимущественно люди или совсем молодые, без опыта, или предпенсионного и пенсионного возраста. В Киеве за такую зарплату никто даже уборщиком не захочет уйти, не то что на столбы вылезать.

К тому же, энергетическая отрасль понесла такие же потери работников, как и другие отрасли: кто-то уехал за границу, кто-то оказался под оккупацией, кто-то ушел в ВСУ. Нагрузка возросла, потому что оставшиеся делают все, что могут.

Так что не сетуйте на энергетиков, не их вина в происходящем, не они запускают ракеты.

Конечно, можно было что-то более модернизировать, где-то можно было больше закольцевать, но все это требовало значительных капиталовложений. А больше платить за самую дешевую электроэнергию в Европе никто из нас не готов. Потому и имеем то, что имеем.

Автор: Игорь Лубкивский, ведущий инженер энергоснабжающей компании, Экономическая правда