младшей сестры электростанции. То же самое, но чином поменьше. Типа полковника и подполковника, мастера и подмастерья. Но в реальности конструкция “осина и подосиновик” — ближе. Связь между этими объектами есть, но это два совершенно разных растения. И уж точно между ними, как и между станцией и подстанцией, нет иерархии. Станция не является начальником подстанции, она не “полковник” генерации для сетевого “подполковника” — подстанции. А подстанция — это начало сетевой части энергосистемы.
Вот краткий ликбез, прочитанный нам в РАО “ЕЭС” о том, что такое подстанция. Он необходим для лучшего понимания того, что же случилось в Москве в мае 2005 года.
На электростанции вырабатывается электричество. Это более или менее понятно и без дополнительных объяснений. Дальше электроэнергию нужно передать на довольно большие расстояния конкретным потребителям, и электроэнергия обладает этим чудесным свойством — перетекать из одной точки в другую. Но есть одна проблема: потери в сетях, что резко ограничивает расстояние, на которое вообще имеет смысл передавать электричество. С другой стороны, чем выше напряжение, тем меньше потери. Хранить электроэнергию (“в ведрах таскать”, как заметил по какому-то поводу Черномырдин, еще работая премьером) человечество пока не научилось, а передавать на расстояние — пожалуйста. Только для того, чтобы поставить электроэнергию с шин станции конкретному потребителю в квартиру, надо понизить напряжение с 500 киловольт до 220 вольт, то есть в две с половиной тысячи раз. Для этого нужно пройти несколько крупных подстанций, которые по ступеням — 500-220, 220-110,110-35 киловольт и так далее понижают напряжение. Для этого на подстанции есть трансформаторы. А на случай аварии или ремонта — выключатели. Только в данном случае выключатель — это не пластиковая клавиша на стене, а довольно сложное инженерное устройство, потому что отключить или подключить 500 киловольт не так-то просто. Если при 220 вольтах в квартирном выключателе проскакивает искра, то нетрудно себе представить, что происходит с прибором, разъединяющим полтысячи киловольт. Здесь, при напряжении в сотни киловольт, наша домашняя искра превращается в дугу (из искры возгорится пламя? — не дай бог!), длина которой может достигать полутора метров. Дугогаше-ние — отдельная задача, и очень сложная с технической точки зрения. Причем дугогашение надо обеспечить таким образом, чтобы устройство сохраняло свою способность проделывать это многократно. Устройство не может быть таким, чтобы отключил — все сгорело, и последовал доклад: “Отключение прошло успешно, прибор свое отработал. Ждем новый выключатель”.
Выключение происходит либо в вакууме, либо в газовой среде. Трансформаторы, выключатели, разъединители. Входящие и выходящие линии, которых может быть и пятнадцать, и двадцать. При этом нужен ток для собственных нужд подстанции, напряжение которого надо понизить с 6 киловольт, идущих с электростанции, до 220 вольт.
В общем, подстанция—это довольно сложное в инженерном смысле сооружение. Это сооружение с территорией в десятки гектаров, которое принимает и выдает мощность для линий разного класса напряжения. И что особенно важно, подстанция — технически очень чувствительный объект. И он чувствителен не сам по себе, а тем, что происходит в результате сбоев на объекте такого рода. Он чувствителен в смысле последствий за пределами объекта. Если что-то случилось с электростанцией, можно перераспределить электрическую нагрузку на другие станции. Подстанция резервируется тяжелее. Если она сгорит, надо строить новую. А это минимум два, а то и три года работы, не говоря уже о деньгах, оборудовании и прочем. А в это время соседняя подстанция будет перегружена и тоже может “сгореть”.
Так что подстанция в определенном смысле важнее, чем электростанция. Хотя без электростанции подстанция тоже останется без работы.
Что это было, мужики?
Теперь вернемся к истории с наганской подстанцией.
На подстанции № 510 “Чагано” высоковольтное напряжение в 500 киловольт преобразуется в 220 и 110 киловольт и дальше уже потребляется промышленностью и, через последующее понижение, населением. Для всех этих преобразований там стояло шесть трансформаторов. Два понижающих с 500до 220 киловольт, два — с 220 до 110 и еще два с 500 сразу до 110. Построена подстанция была в 1964 году, нормативный срок эксплуатации истек в 1997-м, но в 2003-м ее отремонтировали. Первые проблемы начались еще в понедельник, 23 мая. Жара стояла в Москве необычайная. В восемь вечера на подстанцию вызвали пожарных из-за небольшого пожара. Они подождали, пока отключат напряжение, и залили один из трансформаторов углексилой пеной. На этом все вроде и закончилось. Но уже на следующий день пожарных на подстанцию пришлось вызвать снова. Пожар так же быстро потушили. Но подстанции “стало плохо”.
Вот что рассказывал об этом в мае 2005 года заместитель главного инженера “Мосэнерго” Сергей Пронин4.
Двадцать третьего мая повредились трансформаторы, необходимые для работы линии 110 киловольт. Мало того, что трансформаторы были
* См.: Власть. 2005, 30 мая.
старыми, они в принципе не могли работать при повышенных температурах. В тот день на улице был плюс тридцать один по Цельсию, не хватало охлаждения. Поврежденное оборудование было немедленно выведено, и начались восстановительные работы. Они затруднялись тем, что оказались пробитыми трубопроводы, подающие воздух для отключения трансформатора. Здесь стоял мощный выключатель, регулируемый воздухом под давлением двадцать атмосфер. Выключить трансформатор из-за этого невозможно. Начали искать и заделывать свищи, чтобы поднять давление в трубах. Без этого восстановление станции было невозможным.
Подстанция была повреждена еще накануне ночью. Вышел из строя автотрансформатор, понижающий напряжение с пятисот киловольт до 220, и выключатель напряжения 110 киловольт на системе шин. Выявив все повреждения, бригада уехала с подстанции. Для повышения давления в трубах надо было несколько часов. Это произошло в семь часов двадцать пять минут утром 25 мая.
В десять утра из-за остановки подстанции пришлось ограничить подачу электроэнергии на Московский нефтеперерабатывающий завод, который запитан с одной стороны на ЛЭП напряжением 220 киловольт, с другой — 110 киловольт. По своим внутренним технологическим причинам они не могли использовать на всех операциях 110 киловольт и в целях безопасности остановили завод. Около 11 утра наступил пик нагрузки. Люди пришли на работу, включили чайники, кондиционеры. И в это время отключаются четыре высоковольтные линии на западе Москвы. Если что-то происходит на ЛЭП от одной подстанции до другой, она отключается системой защиты с двух сторон. По одной из версий это был птичий наброс. Летела птица, несла в клюве проволоку. Уронила на провода — замыкание. В других случаях были какие-то другие причины. Получилось, что с одной стороны нет подстанции 500 киловольт, с другой — заблокированы линии 220 киловольт. И возникает тяжелейший режим для энергосистемы. Понизилось напряжение: потребители брали энергию, притока не было. Напряжение упало со 110 киловольт до 95. При таком напряжении энергосистема работать не могла. Автоматика стала отключать турбины на электростанциях. В результате остановились пять электростанций в Москве. Это, в свою очередь, вызвало массовые отключения потребителей.
Возможно, на масштаб майской аварии в Москве повлиял человеческий фактор. Как говорят энергетики, еще с советских времен действовало неписаное правило: что бы ни произошло, потребителей в Москве отключать нельзя. Их надо перебросить на другую линию. Если бы диспетчеры не были связаны, чисто психологически, этим ограничением, они просто на время отключили бы часть потребителей, висящих на “Чагино” и отключенных линиях. Да, те испытали бы неудобства в течение нескольких часов, пока меняли трансформатор, пока включили линии, но эффекта домино, возможно, не возникло бы.
Вот как выглядела авария в цифрах. Она затронула так или иначе до пяти миллионов человек. Были обесточены 11 706 строений, в том числе 8814 жилых в Центральном, Юго-Западном, Восточном и Юго-
