Украина во тьме: интродукция

В наше время, когда бывшую Украину лихорадит уже почти год, требуется рассматривать и обсуждать различные темы, так как на ее территории стало возможным все. Одну из таких тем я бы сформулировал, как возможность нанесения максимального урона государству и населению путем целенаправленной атаки против Объединенной Энергетической Системы Украины незначительными силами. Ранее на эту тему Голос Севастополя» уже опубликовал цикл моих статей. В качестве причины таких действий в цикле рассматривалась провокация киевских властей с целью свалить ее последствия на антифашистов. Для понимания того, о чем идет речь, далее представлены ссылки на статьи цикла:

1.     Системная авария в ОЭС Украины как провокация нацистов (http://voicesevas.ru/news/yugo-vostok/3926-sistemnaya-avariya-v-oes-ukrainy-kak-provokaciya-nacistov.html)

2.     Провокация киевской хунты: не «конец света», а полноценный апокалипсис (http://voicesevas.ru/news/yugo-vostok/4046-provokaciya-kievskoy-hunty-ne-konec-sveta-a-polnocennyy-apokalipsis.html)

3.     Провокации бандеровцев против объектов генерации: атака на систему технического водоснабжения электростанций в Энергодаре (http://voicesevas.ru/news/yugo-vostok/4100-provokacii-banderovcev-protiv-obektov-generacii-ataka-na-sistemu-tehnicheskogo-vodosnabzheniya-elektrostanciy-v-energodare.html)

4.     Нацистские провокации против объединенной энергосистемы: апокалипсис придет зимой (http://voicesevas.ru/news/yugo-vostok/4482-nacistskie-provokacii-protiv-obedinennoy-energosistemy-apokalipsis-pridet-zimoy.html)

5.     Нацистские провокации против энергетики: Финал (http://voicesevas.ru/news/yugo-vostok/4620-nacistskie-provokacii-protiv-energetiki-final.html)

Однако формат СМИ не всегда удобен для обсуждения столь щекотливой темы, поэтому три публикации настоящего цикла под общим заголовком «Украина во тьме» будут осуществлены в формате блога. Цикл разбит на три части: интродукция, теория и практика. В первой, настоящей, части мы дадим общее описание ОЭС Украины, а также сформулируем, что такое «блэк-аут», и какие последствия могут произойти при его наступлении. Во второй, рассмотрим теоретические аспекты проблемы. Поговорим о том, как именно можно вызвать «блэк-аут». В третьей представим конкретные рекомендации по его организации в условиях ОЭС Украины.

Предлагаемые статьи представляют собой развитие наших идей, которые в основном были сформулированы в статьях на «Голосе Севастополя», а также ранее обсуждены на различных тематических площадках. При этом учтен ряд замечаний читателей. Вместе с тем, в статьях настоящего цикла освещены и ряд вопросов, которые ранее находились в тени. А именно, во второй части мы попытались объективно оценить последствия аварии на крупной украинской АЭС, а также проанализировать временной диапазон, необходимый для разворота резервных мощностей при «блэк-ауте» в ОЭС.

При написании очерка нам бы хотелось сразу же ответить читателю на три вопроса, которые постоянно возникают при обсуждении указанной темы. Это вопросы этики, политики и компетенции.

Первый из них достаточно сложен. И звучит так: понимает ли автор, что своими построениями он фактически разрабатывает методические основы для проведения полномасштабной диверсии против Украины, которая может сопровождаться гибелью огромного числа людей, в том числе не имеющих никакого отношения к действиям фашистской хунты? Да, понимает. Более того, с эмоциональной стороны нам бы очень хотелось, чтобы кровавый молох нацистской Украины, чье существование каждый день убивает людей как физически, так и нравственно, издох как можно раньше, захватив с собой в могилу максимальное количество обывателей, скаливших зубы за «шашлык из колорадов». Однако объективно глядя на вопрос, мы категорически осуждаем любые действия, направленные на уничтожение мирного населения, хотя, по совести, нам понятно, откуда такие действия могут взяться после гекатомб Одессы, Счастья, Славянска, Станицы Луганской и иных мест. С другой стороны, нами движет чисто академический интерес, желание бескорыстно распространить знание об уязвимостях ОЭС Украины каждому интересующемуся, начать творческую дискуссию на эту тему. Так что ответ на этот непростой вопрос звучит так: да, понимает, и не приемлет такие акции, однако независимо от того, что он об этом думает, возможность указанной диверсии все равно имеется. И при ее проведении мы бы считали, что наша вина в этом не больше вины ученого, изучающего гравитацию, в гибели людей из-за падения кирпича с высоты. Убивает не ученый, убивает гравитация.

Остальные два вопроса значительно проще для ответа. Первый из них звучит так. Каковы политические взгляды автора, и каким образом они оказали влияние на выводы, представленные в очерке? Автор до октября 2013 г. был умеренно аполитичным человеком. В 2004-2005 годах студентом случайно оказавшись на майдане, поддерживал, хотя и неактивно, оранжевую революцию, но в правление Ющенко разочаровался в «европейском выборе», означавшим мягкую легитимизацию откровенного бандеровского фашизма, махровой русофобии и фальсификации истории. Однако вплоть до начала известных событий я никак не участвовал в политической жизни. Евромайдан вызвал определенный интерес к политике, так как впервые она начала оказывать влияние на реальную жизнь, а, именно: отказ от сотрудничества с Россией в области электроэнергетики для моей семьи означал существенное ухудшение материального положения, так как именно россияне обеспечивали проектному институту, в котором я работал, основные заказы. Сворачивания этих связей в итоге привело меня к фактической эмиграции в Россию, в которой у меня нет каких-либо контактов на родственном или дружеском уровне, кроме профессиональных. Помимо того, по мере озверения майдана и прихода к власти насильственным путем откровенных нацистов вроде Махницкого, чисто экономическое недовольство сменилось категорическим неприятием деятельности хунты в целом. В настоящее время, я полностью убежден, что только силовое уничтожение украинского государства с выделением в отдельную державу восьми областей юго-востока под жестким внешним управлением России, и тотальным военным разрушением гражданской инфраструктуры в остальной его части, способно остановить победное шествие нацизма на этой территории. Эта формулировка является четко выверенной и в точности отражает мое мнение. Однако при написании цикла, мы старались, чтобы наши политические взгляды никаким образом не сказывались на анализе. Мы обсуждаем строго техническую сторону вопроса. Также автор, не будучи специалистом в военной области, не собирается рассуждать и об этой составляющей проблемы. В частности, как будет видно далее, основным средством проведения указанной диверсии мы считаем повреждения линий электропередач. Однако, каким именно образом эти повреждения будут наноситься, мы не знаем, и рекомендаций давать не будем. Во всяком случае, интуитивно кажется, что подрыв опор к успеху не приведет.

Наконец, последний вопрос, самый простой, звучит так: в статьях автора присутствует множество ошибок, необоснованных допущений и откровенной ерунды; насколько автор компетентен в рассматриваемом вопросе? Тут все предельно ясно. Для того, чтобы полностью осветить все аспекты проблемы требуется работа большого коллектива различных специалистов. Требуются энергетики с различным профилем деятельности: теплотехники, теплофизики, электрики, специалисты по режимам работы станций и энергосистем, АСУ ТП, оперативному диспетчерскому управлению и т.д. (а по-хорошему, и не только энергетики!). Разумеется, один человек пишущий в свободное от работы время, выполнить указанную работу на удовлетворительном уровне не сможет. Я, как специалист по котлотурбинному оборудованию и режимам работы электростанций, вполне вероятно буду допускать ошибки, рассказывая, например, не только о работе ЛЭП в условиях «блэк-аута», но, не исключено, и в области своей специализации. Поэтому благожелательная критика и указание на ошибки будут приняты с благодарностью. Кроме недостаточной квалификации автора в отдельных вопросах, прошу также учесть еще два важных момента. Во-первых, мне не удалось в открытом доступе найти многие данные, необходимые для проведения корректного анализа. Например, это относится к балансам потребления и выработки электроэнергии по отдельным энергосистемам, входящим в состав ОЭС. Так что, если у читателя есть возможность такими данными поделиться, то это будет встречено  с благодарностью, и учтено при проведении дальнейшего анализа. Во-вторых, обсуждение, к сожалению, происходит преимущественно в среде российских специалистов, которые подчас не знают особенностей работы ОЭС Украины, что также приводит к разного рода недоразумениям.

После этого необходимого отступления, перейдем непосредственно к рассмотрению сути вопроса. ОЭС Украины представляет собой совокупность объектов генерации электроэнергии, ее потребителей и линий связи соединяющих их, и охватывает всю территорию страны. Особенностью работы ОЭС Украины, как и любой иной энергосистемы является то, что процессы выработки и потребления мощности должны точно совпадать в каждый момент времени. Связано это с тем, что в руках человечества нет механизмов, позволяющих запасать электроэнергию в сколь либо заметных количествах. На практике процессы выработки и потребления электроэнергии синхронизируются через регулирование промежуточного параметра: частоты электрического тока в энергосистеме, которая для Украины должна быть равна 50 Гц. Если в энергосистеме имеется нехватка мощности (когда потребление оказывается выше генерации), то наблюдается понижение частоты, в обратном случае – частота начинает расти. Таким образом, сильно упрощая, можно сказать, что организация работы энергосистемы – это непрерывный процесс поддержания заданного значения частоты сети, путем уменьшения или увеличения генерации в зависимости от текущего значения потребления электрической мощности.

Указанная формулировка свидетельствует о том, что раз частота сети характеризует режимы работы энергосистемы, то аварийные режимы работы также характеризуются аварийным отклонением частоты. На практике это означает, что при определенном понижении или повышении частоты должны вручную или автоматически быть отключены отдельные потребители или объекты генерации. В действительности работа энергосистемы значительно сложнее, чем это описано: например, возможны такие режимы работы, когда в разных ее частях частота сети различна.

Совокупная установленная мощность объектов генерации ОЭС Украины, по моим оценкам, на начало боевых действий составляла 52-55 тыс. МВт. Среднее месячное максимальное потребление составляло 19-27 тыс. МВт в зависимости от времени года (точнее, составляло, учитывая, что энергопотребление в Украине после победы нацистов непрерывно сокращается, что подробно рассматривается в третьей части цикла). В балансе генерации относительно велика доля АЭС, установленная мощность которых составляет 13880 МВт. Установленная мощность ГЭС и ГАЭС в турбинном режиме составляет примерно 5500 МВт  (фактическая выдаваемая мощность составляет 500-2000 МВт). Остальная выработка осуществляется на ТЭС, среди которых множество – это крупные электростанции блочного типа, в том числе с блоками сверхкритического давления 300 и 800 МВт. Основным видом топлива для ТЭС является уголь, доля природного газа относительно невысока (хотя в этом вопросе имеются значительные расхождения, вообще, статистика по использованию газа на украинских ТЭС не вызывает никакого доверия). Теплофикация развита относительно слабо, развитое централизованное теплоснабжение от ТЭЦ имеется только в Киеве и Харькове (теплоснабжение левого берега Днепропетровска в пример не ставить; это чистая импровизация, Приднепровская ГРЭС работать по тепловому графику не может в принципе!). Хотя совокупная установленная мощность электростанций существенно превышает потребности, в действительности большая часть оборудования ТЭС это советское наследие, срок службы которого продлен в сравнении с нормативным. Оборудование АЭС, напротив, в неплохом состоянии, как правило, располагаемая мощность составляет около 60-70 % от установленной. Именно АЭС обеспечивают несение графика диспетчерских нагрузок в базовой части. Схемы выдачи мощности от всех АЭС, кроме Ровненской, позволяют обеспечить выдачу всей установленной мощности без каких-либо ограничений. Бурштынская ГРЭС (2300 МВт установленной мощности) на западе Украины работает по графику энергосистемы UCTE, выдавая электроэнергию в Восточную Европу. Для регулирования нагрузки используется практика ежедневных остановов и пусков блоков 300 МВт. Большую роль в обеспечении функционирования объединенной энергосистемы играют линии 750 кВ. Ниже дается примерный перечень основных генерирующих мощностей ОЭС Украины.

Приведенные цифры нуждаются в уточнении, так как по многим станциям имеется противоречивая информация об установленной мощности, а также о фактической возможности работы на угле. Также следует понимать, что многие старые ТЭС имеют фактические ограничения по мощности, которые не нашли отражения в соответствующих реестрах «Укрэнерго». Отдельно следует упомянуть о том, что фактическое состояние электростанций попавших в зону карательной операции может существенно отличаться от заявленного. Так, например, Славянская ГРЭС полностью неработоспособна, а Луганская ГРЭС имеет значительные повреждения. В третьей части очерка мы попытаемся спрогнозировать режим работы ОЭС зимой, а пока что будем отталкиваться от того, что имеем.

Конфигурация ОЭС Украины иллюстрируется следующим рисунком, который в хорошем качестве может быть скачан по ссылке http://www.ukrenergo.energy.gov.ua/ukrenergo/document/116364/Карта%20ОЕС%20України.pdf.

ОЭС Украины, как и любая энергосистема бывшего СССР, представляет собой многоуровневую структуру, в которой все объекты генерации работают параллельно под руководством диспетчера более высокого уровня. На низовом уровне находятся отдельные электростанции. Их совокупность объединяется (в оперативном плане) в облэнерго. Более высоким уровнем объединения является региональная энергосистема, которых в Украине семь. Наконец, самый высокий уровень объединения это собственно ОЭС Украины. В советское время ОЭС Украины работала параллельно с другими ОЭС Европейской части СССР, а также стран СЭВ, однако после 1992 года параллельная работа была прекращена. В настоящее время спорадически ОЭС Украины то работает параллельно с ЕЭС России, то нет. Причины этому носят не технический, а политический характер.

Во второй части очерка мы проанализируем конфигурацию ОЭС с точки зрения возникновения в ней крупных аварий, а пока что попытаемся проанализировать причины возникновения «блэк-аутов» и режимы работы энергосистем в таких условиях.

Формально под «блэк-аутом» подразумевают крупную системную аварию, в ходе которой происходит перерыв электроснабжения потребителей. Критерием крупности является отключение более 50% потребителей от сети, либо совокупной мощностью более 500 МВт. Собственно генезис любого «блэк-аута» всегда один и тот же. Это возникновение непланового дефицита электрической мощности в регионе, в результате чего происходит отключение ее потребителей. Указанный дефицит связан с невозможностью обеспечить выработку или передачу в регион электричества из-за аварий в энергосистеме. При этом в истории энергетики известны случаи системных аварий, вызванных как повреждением линий электропередач, так и объектов генерации. Эту разницу необходимо четко понимать, что легко можно проиллюстрировать рядом примеров.

К первому типу «блэк-аутов» можно отнести следующие системные аварии. 24 сентября 2012 года осталась без света Алма-Ата, причиной чего стало ошибочное переключение на одной из подстанций. 20 августа 2010  в Санкт-Петербурге и Ленинградской области из-за ложного срабатывания защитной автоматики отключились несколько ЛЭП, было нарушено электроснабжение города, а часть электростанций отключилась с потерей собственных нужд (во второй части очерка мы убедимся, что такие режимы работы атомных электростанций крайне опасны). 5 ноября 2006 года из-за повреждения ЛЭП в Германии было нарушено электроснабжение миллионов потребителей по всей Западной Европе. 25 мая 2005 года из-за аварии на подстанции произошло массовое отключение потребителей в Москве и близлежащих регионах. 14 августа 2003 года произошел «великий блэк-аут» в США и Канаде из-за обрыва ЛЭП. 13 июля 1977 года из-за повреждения грозой ЛЭП в окрестностях Нью-Йорка произошло массовое отключение потребителей, сопровождавшееся грабежами и разбоями. Подобное же отключение в том же регионе произошло и 9 ноября 1965 года из-за повреждения схемы выдачи мощности Ниагарской ГЭС.

Второй тип аварий также известен, и может быть проиллюстрирован следующими примерами. 18 августа 2003 г. из-за аварии на ГЭС «Ингури» отключилась энергосистема Грузии. 7 ноября того же года авария на центральной электростанции Сантьяго закончилась потерей электроснабжения города. Схожая история произошла в Греции 12 июля 2004 г. и 9 ноября 2009 г. в Таджикистане.

Даже из такого сравнения видно, что в развитых энергосистемах случаются именно «блэк-ауты» первого типа. Этому есть простое объяснение. Принципы работы энергосистемы таковы, что из-за потери генерации системная авария может произойти только в том случае, если выпавшая мощность, во-первых, сравнима с мощностью всей энергосистемы, а, во-вторых, не может быть подхвачена «вращающимся резервом». Под «вращающимся резервом» в энергетике обозначают оборудование, находящееся в работе, но несущее нагрузку ниже максимальной на случай отключения объектов генерации. Одним из принципов диспетчеризации в энергетике является то, что величина «вращающегося резерва» должна быть не меньше работающей в энергосистеме самой мощной единицы генерации. В этом случае, несложно понять, почему все приведенные выше примеры случались в странах, энергосистемы которых достаточно слабы, и зависят от небольшого числа источников генерации.

Таким образом, в случае ОЭС Украины «блэк-аут» может быть вызван повреждением ЛЭП, так как объектов генерации много, и их одновременное отключение маловероятно. Со стороны, кажется, что прекращение электроснабжения создает только определенные бытовые неудобства и экономические потери: исчезновение света в квартирах, отключение метро и трамваев, порча продуктов питания в холодильниках и т.д. Именно такие последствия «блэк-аутов» ощущает на себе большинство населения. Нужно понимать, что для правильного понимания этот подход не годится. Дело в том, что электричество используется не только в бытовом хозяйстве, но и в промышленности, в том числе при эксплуатации различных опасных производств. В качестве примера можно привести события московского «блэк-аута», когда в Москве были приняты самые решительные меры для восстановления электроснабжения Московского нефтяного завода, а в Тульской области только профессиональные действия персонала Первомайской ТЭЦ, удержавшего станцию в работе, позволили избежать аварии на производстве «Щекиноазот».

Интродукция закончена, дальше будет теория.