Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

 

О системной аварии в электрических сетях центрального региона России 25 мая 2005 г.

КОВАЛЕВ В.Д., ИВАКИН В.Н.


 

 

25 мая 2005 года впервые за последние 50 лет произошла системная авария в электрических сетях, затронувшая Московскую, Тульскую, Калужскую, Смоленскую и Рязанскую области. По предварительным данным, предоставленным в аппарат Правительства Московской области центральными исполнительными органами государственной власти и администрациями муниципальных образований Московской области, объем материального ущерба от аварии по состоянию на 1 июня 2005 года составил более 500 млн.руб; окончательная цифра экономического ущерба не опубликована до сих пор.

Аварийно были отключены 2908 опасных производственных объектов, расположенных на территории Москвы, Московской, Тульской и Калужской областей, а также 360 предприятий, эксплуатирующих различные объекты использования атомной энергии. Только благодаря переходу предприятий на режим функционирования в чрезвычайных ситуациях не было аварийных сбросов и выбросов в окружающую среду.

В результате вывода из штатного режима установок и оборудования очистных сооружений с аварийными выбросами загрязняющих веществ произошло загрязнение окружающей среды в основном за счет гибели биологически активного ила. В ряде случаев для полного восстановления системы биологической очистки потребовалось до 3 мес.

Аварии 25 мая предшествовали технологические аварии на подстанции «Чагино» в Москве 23 и 24 мая. В результате аварий на этой подстанции было повреждено 12 трансформаторов тока напржением 110 и, кроме того, отключена ТЭЦ-22 мощностью 640 МВт, работающая через шины 220 кВ подстанции «Чагино», что привело к снижению резерва располагаемой генерируемой мощности Московской энергосистемы. Как показали результаты расследования аварии, трансформаторы тока дважды выработали свой ресурс, проработав 48 лет при нормативном сроке службы 25 лет. Тем не менее, анализ условий эксплуатации и испытания аналогичных трансформаторов тока с такой же наработкой показали, что технологических аварий можно было бы избежать, если бы работы по диагностике состояния этого оборудования проводились своевременно.

Характер возникновения и развитие аварий 25 мая 2005 года и 14 августа 2003 года были идентичны. Условно можно принять, что авария 25 мая началась в период утреннего роста нагрузки в 9 ч 30 мин с отключением ЛЭП 220 кВ Очаково-Чоботы, как потом выяснилось, из-за перекрытия на отдельно стоящее на трассе линии дерево. Отключение привело к перегрузке другой ЛЭП 220 кВ, что потребовало от оперативного персонала Московского РДУ принятия мер по разгрузке режима ее работы. Однако действия персонала оказались неэффективными, и в 10 ч 07 мин, т.е. примерно через 40 мин, аварийно отключилась ЛЭП 220 кВ Очаково-Лесная, а через 2 мин. — еще одна ЛЭП 220 кВ. После этого началось веерное с небольшими интервалами отключение ЛЭП 220 и 110 кВ из-за коротких замыканий, связанных с увеличением провисания проводов при перегрузке и перекрытиями на деревья и несанкционированные постройки на трассе ЛЭП. Отключения ЛЭП в южной части Москвы и линий, связывающих Московскую энергосистему с соседними, привели к снижению напряжения в сети 110 кВ до 85-90 кВ и дальнейшей лавине напряжения. В результате произошло отключение генераторов на ГЭС-1, ТЭЦ-8, 9, 11, 17, 20, 22, 26, ГРЭС4 Московской энергосистемы, а также Алексинской и Ефремовской ТЭЦ, Новомосковской и Щекинской ГРЭС Тульской энергосистемы. Каскадное развитие аварии привело к отключению 321 подстанции напряжением 220, 110 и 35 кВ с прекращением питания потребителей энергосистем: Московской — общей мощностью около 2500 МВт, Тульской — около 900 МВт и Калужской — около 100 МВт.

Примерно в 12 ч 30 мин развитие аварии было прекращено с помощью автоматики и действий оперативно-диспетчерского персонала. Таким образом, общее время развития аварии составило 3 ч.

Примерно такая же картина развития аварии наблюдалась 14 августа 2003 г. в США, крупнейшей из многочисленных аварий в этой стране, в результате которой около 50 млн. потребителей остались без электроснабжения. Общая мощность отключенной нагрузки составила более 60000 МВт. Авария затронула штаты Огайо, Мичиган, Пенсильвания, Ныо-Йорк, Вермонт, Массачусетс, Коннектикут, Нью-Джерси, а также канадскую провинцию Онтарио. В некоторых районах США электроснабжение было восстановлено только через 4 дня, а в ряде районов провинции Онтарио — через неделю. Ущерб оценивается в США в сумме от 4 до 10 млрд.долл., а в Канаде — около 2,3 млрд. канадских долларов. Принято, что авария началась около 15 ч с момента отключения одной из ЛЭП напряжением 345 кВ из-за перекрытия на дерево, вызвавшего перегрузку ряда других линий. Оперативно-диспетчерский персонал из-за плохой координации действий с персоналом соседних энергосистем и недостаточного объема информации о режиме всей системы не справился с ситуацией, что привело к лавинному развитию аварии и развалу электроэнергетической системы северо-восточного региона США. Большое влияние на развитие аварии оказало снижение объемов необходимого резерва генерируемых мощностей и недостаточная пропускная способность электрических связей, что объясняют внедрением рыночных отношений в электроэнергетике США в середине 90-х годов XX в.

Необходимо отметить, что не так давно Москва была энергоизбыточным регионом, полностью обеспечивая потребности в электроэнергии. Однако начиная с 1996 г., отмечался устойчивый рост электропотребления, которое увеличилось с 61 млрд. кВтч в 1995 г. до 83 млрд. кВтч в 2005 г. Темпы роста составляли 4-5% в год (сохраняются в настоящее время), в то время как ввод новых генерирующих мощностей практически отсутствовал. Баланс электропотребления обеспечивал резерв мощности электростанций московского региона, сложившийся из-за спада электропотребления в период 1990-1995 гг. В результате к 2005 г. дефицит электроэнергии в Москве составил более 2500 МВт и покрывался за счет увеличения электропотребления из ОЭС Центра через кольцо 500 кВ.

Таким образом, усиливается необходимость не только увеличения генерирующих мощностей, но и развития системообразующих и распределительных сетей, которые должны обеспечить повышение надежности поставок электроэнергии в Москву из соседних регионов.

Как отмечалось выше, электротехническое оборудование не было причиной развития системной аварии в Москве 25 мая 2005 г. несмотря на то, что выработало нормативный ресурс работы. В значительно большей степени повлияло отсутствие генерирующих мощностей, которые не вводились в Москве в последние 15 лет. Дефицит мощности продолжает катастрофически нарастать, что может привести к еще более масштабной аварии.

Анализ показал, что основными причинами развития аварии 25 мая являются:

  • неподготовленность оперативно-диспетчерского персонала к крупным системным авариям в новых экономических условиях; его неправильные действия (разгрузка электростанций и переключения ЛЭП вместо отключения потребителей) не предотвратили перегрузки оборудования и недопустимого снижения напряжения в сети 220 кВ из-за ошибок при планировании режима работы системы 25 мая 2005 г. в условиях ремонта электрической схемы энергосистемы и отсутствия четких инструкций по действиям персонала, связанным, в частности, с перечнем потребителей, отключаемых в особых условиях;
  • несовершенство существующего законодательства, ставшее причиной наличия на трассе ЛЭП несанкционированных объектов, затрудняющих расчистку просек под высоковольтными линиями, и строительства объектов в охранной зоне трасс высоковольтных ЛЭП, что, в конечном итоге, и привело к повышенному числу перекрытий изоляции и аварийным отключениям ЛЭП при возрастании токовой нагрузки и температуры окружающего воздуха;
  • отсутствие специальной системы автоматического отключения нагрузок (САОН), обеспечивающей разгрузку электрической сети при перегрузке линий и снижении напряжения за счет отключения потребителей электрической энергии, допускающих такие отключения;
  • недостаточная степень оснащения центров оперативно-диспетчерского управления телеметрической информацией о параметрах режима и состояния энергосистемы, что помешало персоналу принять наиболее правильные решения по прекращению развития аварии;
  • слабая оснащенность энергосистемы устройствами компенсации реактивной мощности, что привело к дополнительной нагрузке высоковольтных ЛЭП перетоками реактивной мощности и снижению запасов устойчивости по напряжению;
  • дефицит генерирующих мощностей.

Системные аварии в США привели к пониманию необходимости нового подхода к построению энергетической системы, обладающей высокой степенью управляемости и надежности, на основе новейших достижений в области сверхпроводимости, преобразовательной техники, микропроцессорных систем управления, применения рассредоточенной энергетики и т.д.

России также необходима национальная стратегия развития электроэнергетики на ближайшие 20-30 лет, учитывающая особенности и перспективы развития всех регионов России.

Анализ аварии 25 мая 2005 г. показал, что климатические условия Московского региона не допускают возможности системных аварий (особенно в зимнее время), приводящих к прекращению электроснабжения на время более 2—3 ч; такие аварии могут иметь катастрофические последствия.

 
 
Полное содержание статьи Вы можете найти в первоисточнике
Источник:  ©  "Электричество".
Материал размещен на www.transform.ru 30.10.2006 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика ??????????? ????