Стабильное электроснабжение остаётся больной темой для человечества, и страдают от его перебоев и внезапных отключений не только развивающиеся страны. К примеру, в 2019 году в списке из 20 стран с наивысшим качеством электроснабжения США заняли последнее место, пропустив вперёд Бахрейн, Словакию и Казахстан. Россия в данный топ-20 даже не вошла. Поэтому в этом посте мы решили поговорить о блэкаутах, авариях и внеплановых отключениях электроэнергии, а также об их последствиях для обычных жителей и бизнеса.
Электричество сегодня является самым важным ресурсом. Мы это осознаем, когда однажды обнаруживаем, что без электричества у нас дома нет ни воды, ни тепла, ни свежей пищи, ни связи с внешним миром, а в городе нет нормального дорожного движения и освещения. Весьма неприятная картина для обычного человека, а для бизнеса и промышленных предприятий ещё и колоссальные убытки. Можно было бы возразить и сказать, что плановые отключения и аварии происходят не так часто, но мировая статистика это опровергает.
Статистика отключений электричества в России и мире
По данным межрегиональных распределительных сетевых компаний (МРСК) Российской Федерации, количество не связанных с плановыми ремонтными работами и модернизацией сетей отключений электричества в России за один только 2017 год в некоторых регионах превышало 20 000. Это примерно по 55 отключений в день, хоть и разбросанных территориально по просторам страны. В переводе на «метраж» сетей электроснабжения, например, в МРСК Центр и Приволжье это 108,29 отключений на 1 000 км обслуживаемых сетей (или 29 368 отключений за год).
Эпидемия COVID-19 в этом году не улучшила ситуацию: в период самоизоляции люди стали больше времени проводить дома, в связи с чем нагрузка на электросети возросла, что стало приводить к авариям и отключениям электричества. В одной только Московской области за апрель 2020 года количество аварийных отключений возросло на 42% (490 случаев в 2020 году против 345 в 2019-м). Также эпидемия усложняет обслуживание сетей и борьбу с авариями из-за заботы о здоровье персонала и сокращения количества дежурных инженеров-электриков на период самоизоляции. И это происходит по всему миру — в частности, в марте и апреле сообщения такого рода появились на Bloomberg.com и в СМИ Великобритании.
Не меньшее влияние на частоту и интенсивность отключения оказывает и экономическая ситуация в стране. Так, по данным за 2019 год, из-за перебоев с энергоснабжением в ЮАР регулярно происходят «плановые» отключения, которые по факту связаны с энергетическим кризисом и неспособностью генерирующих и сетевых компаний в полной мере обеспечить потребности населения и промышленности. В результате в стране снизился ВВП (на 3,1% в первом и на 0,6% в третьем кварталах), простаивают шахты — ключевая часть экономики страны — а также появились проблемы с транспортом и обострилась политическая ситуация.
А в более экономически стабильной Германии активное использование «зелёной» энергетики, наоборот, привело к тому, что среднее время отключения на одного пользователя в год снизилось с 15,0 до 13,9 минут (более 7%) и продолжает падать. Впрочем, это и неудивительно, учитывая, что Германия входит в список стран с наиболее стабильным электроснабжением.
Основные причины аварийного отключения
Для понимания истоков этой статистики стоит рассмотреть саму систему энергоснабжения и причины возникновения в ней аварий.
Электроэнергия генерируется на электростанциях различного типа, которые могут находиться на огромном расстоянии от потребителя, как в целях безопасности, так из-за расположения нужных ресурсов. Затем эту энергию направляют по транзитным сетям высокого напряжения к подстанциям и трансформаторным станциям и по распределительным сетям к непосредственным потребителям. Общая протяжённость этих сетей в масштабах страны достигает десятков и сотен тысяч километров, и авария на любом крупном узле означает, что конечный потребитель имеет шанс остаться без электричества.
При этом следует понимать, что причинами аварии и перебоев могут быть не только «механические» воздействия, но и, например, резкий дисбаланс между производством и потреблением электроэнергии в каком-то регионе. Из-за такого дисбаланса может произойти понижение частоты тока в сети и его напряжения, что приводит к отказу автоматики на подстанциях.
Условно причины аварий можно разделить на несколько типов:
- резкое повышение потребления электроэнергии — слишком активное использование кондиционеров в летний и электрических обогревателей в зимний периоды может перегрузить электросети, создавая тот самый дисбаланс, который приводит к авариям и сбоям в системе;
- износ оборудования и человеческий фактор — несвоевременный ремонт и модернизация оборудования, отсутствие ресурсов для постоянного мониторинга состояния сетей и ошибки при настройке и ремонте подсистем электроснабжения также часто приводят к авариям и даже масштабным блэкаутам по всему миру;
- природные явления и катастрофы — обрывы проводов во время штормов и ураганов, удары молнии в распределительные будки, ЛЭП и подстанции, и их разрушение из-за стихийных бедствий регулярно становятся причиной аварий и отключения электричества.
Блэкауты большие и малые
Наиболее масштабным результатом перебоев электроснабжения принято считать блэкаут, то есть массовое отключение электричества на сравнительно большой территории с существенным охватом пользователей.
В России крупные блэкауты случаются нечасто, но среди известных стоит отметить аварию на Саяно-Шушенской ГЭС, которая произошла в августе 2009 года из-за усталости и разрушения металлоконструкций, и привела к краткосрочному отключению ряда промышленных предприятий в Сибири и отсутствию энергоснабжения в населённых пунктах нескольких областей страны.
В США одним из крупнейших блэкаутов стала «Ночь страха» в Нью-Йорке в июле 1977 го, когда молнии во время крупной грозы ударили сразу в несколько подстанций на берегу Гудзона и город оказался обесточен почти на сутки. Своё название этот блэкаут получил не из-за времени отключения (около десяти вечера), а из-за массовых беспорядков и мародёрства, которые захлестнули город. Что интересно, в этот же день, 13 июля, уже в 2019 году в городе произошёл ещё один масштабный блэкаут, но уже без таких катастрофических последствий.
Причинами аварий и блэкаутов иногда бывают и достаточно безобидные случаи. Например, во Флориде в 2019 году причиной блэкаута и почти 40-минутной задержки крупного бейсбольного матча стало падение птичьего гнезда на местную подстанцию, а в мае этого же года в прерыватель тока на подстанции в округе Грин в Теннесси забралась уже змея, оставив без электричества 16 000 потребителей.
Последствия для потребителей электроэнергии
От забавных (и не очень) случаев крупных аварий и блэкаутов перейдём к их последствиям для потребителей, которые смешными уже точно назвать не получается. Для обычного жителя страны краткосрочное отключение электроэнергии может стать неприятным сюрпризом, в результате которого разрядится, например, смартфон, ноутбук или планшет, а еда в холодильнике разморозится. Гораздо хуже, если перед отключением был резкий скачок напряжения, а дома не установлены автоматические переключатели, которые могут это компенсировать. Тогда в последствия можно дописывать сгоревшую бытовую технику и электроприборы, замена и ремонт которых обойдутся намного дороже.
Для бизнеса и производства последствия, как правило, намного серьёзнее: фирмы теряют доступ к своим документам и базам данных, переведенным в «облако» или просто в цифровую форму, отключается сетевая инфраструктура и связь с серверами, возникают репутационные риски и проблемы с клиентами, с которыми невозможно вовремя подписать контракт или перевести средства в финансовом ПО. Ещё тяжелее последствия для общественно важных сфер, например, для медицины.
По оценкам Министерства энергетики США, убытки от аварий и отключения электричества ежегодно обходятся экономике страны в 150 млрд долларов. Как получаются такие цифры? Они складываются из индивидуальных потерь бизнесов и граждан. К примеру, для дата-центра средних размеров каждая минута простоя ещё в 2016 году обходилась почти в 9 000 долларов, то есть сутки без электричества из-за масштабного блэкаута стоили бы более 12 млн долларов!
В производстве эти цифры оказываются ещё выше из-за того, что часть промышленных объектов просто не приспособлена к резкой остановке подачи электроэнергии. Аварии в энергосистеме могут привести к поломкам дорогостоящего оборудования и простоям в производстве, нарушению цепочки поставок, огромным счетам за сорванные сроки работ и за ремонт. Например, январская остановка производства на заводе бытовой техники из-за блэкаута продолжительностью всего в минуту по оценкам экспертов могла обойтись в несколько миллионов, а получасовой простой в 2018 году был оценён почти в 44 млн долларов США.
Меры профилактики и методы борьбы с последствиями
Как и последствия аварийных отключений и блэкаутов, методы их предотвращения и ослабления влияния на бизнес и пользователей стоит разделить на несколько категорий.
Для государства важнейшей частью предотвращения блэкаутов и аварий становится стимуляция энергетических компаний к проведению профилактики и своевременного технического обслуживания. Мониторинг состояния всех объектов инфраструктуры, достаточное финансирование, отслеживание и контроль уровня производства и потребления электроэнергии помогут избежать аварий из-за человеческого фактора, устаревания и поломок оборудования, и снизить воздействие природных явлений на электроснабжение.
Для бизнеса на первое место выходит защита инфраструктуры и оборудования, поэтому самыми главными методами борьбы остаётся резервирование питания, особенно, на критических объектах, которые в идеале должны работать несмотря на отключение электроэнергии. В этом могут помочь специализированные ИБП для среднего и малого бизнеса. В частности, у Eaton к таким ИБП относится 5-я серия, в которую входят модели Eaton 5P и 5PX для защиты ИТ- и сетевого оборудования.
Eaton 5PX — линейно-интерактивный ИБП на 2200 В·А с КПД до 99%, предназначенный для защиты серверов и сетевого оборудования, систем хранения данных и VoIP. Источник: Eaton
Для потребителей самое важное — уменьшить влияние резких перепадов напряжения и сохранить свою технику, так что лучшим решением для жилых домов остаются качественные автоматические выключатели и иные защитные устройства, которые способны мгновенно реагировать на короткие замыкания, скачки напряжения и отключение электричества. ИБП и генераторы в данном случае менее важны, но помогут корректно завершить работу ПК или ноутбуков, зарядить свои устройства или переждать кратковременное отключение электроэнергии.
