Смотреть на огромную структурную схему украинской энергосистемы и искать там мелкие выбывшие элементы – занятие так себе, поэтому решил изложить основные положение на тему «куда били и чего хотели», используя некоторую модель этой самой системы.
В эту модель включим следующие элементы:
1) АЭС – это самые мощные источники электроэнергии, к тому, единственные выдающие её прямо в сеть 750 кВ. Примем за образец Ровенскую АЭС с распредустройствами 750/330/110 кВ (благо выход в сети распределительного напряжения имеют две из трёх украинских АЭС (исключение – Хмельницкая)). Запорожскую АЭС не рассматриваем, она хоть и подключена к украинской энергосистеме, электроэнергию не вырабатывает. Количество автотрансформаторов на модели принимаем по минимуму, объяснение будет ниже;
Чтобы не усложнять схему, сети 110 кВ представляют собой некий эквивалент существующим сетям 150, 110 и 35 кВ.
2) ТЭС – некую абстрактную электростанцию с распредустройством 330/110 кВ. Принимаем в модели, что на ней два энергоблока (показать, что на всех украинских ТЭС количество энергоблоков более одного) с выдачей мощности на ОРУ 330 кВ (что, в общем, далеко не везде) и два автотрансформатора 330/110 кВ (схемы соединений ОРУ на разных ТЭС отличаются, но нам важно показать их наличие);
3) Бурштынскую ТЭС – её из-за уникальности разрисуем более детально, с указанием всех ОРУ и правильным количеством связей между ними (кроме 110 кВ, потому что оно тут как раз малозначимо). Количество энергоблоков тоже минимизируем, чтобы не загружать схему – главное, что на любое ОРУ выходит более одного блока, и на 220 кВ работает больше блоков, чем на 330 кВ;
4) ГЭС – тоже некую абстрактную (но близкую с реальной Каневской), нарисованную по тем же принципам, что и ТЭС, но с одним важным отличием – выдачей мощности на ОРУ 110 кВ;
5) ТЭЦ – два энергоблока с выдачей мощности на ОРУ 110 кВ;
6) ПС нескольких классов: 750/330, 330/220, 330/110, 220/110 кВ. Как правило, по два автотрансформатора связи (кроме двух ПС 330/110 кВ с тремя – это на Украине частое явления, более того, имеются ПС с четырьмя и даже пятью автотрансформаторами). На ПС 330/220 кВ возьмём более традиционную схему связи между ОРУ – без прямой связи 330/220 кВ.
Теперь наложим на наши удары некоторые ограничения:
1) никаким образом не трогаем АЭС. По целой совокупности причин: безопасность, пропаганда, провокация. Поэтому, собственно, количество энергоблоков и автотрансформаторов не важно – главное, что они есть, их никто трогать не собирается;
2) не трогаем генераторные трансформаторы на ГЭС. Опять же по толпе причин: возможное разрушение плотины (маловероятно, но не исключено полностью), транспортные проблемы (как правило, трансформаторы располагаются на плотине рядом с автодорогами, иногда прямо над головами автомобилистов) и (специально для Греты Тунберг) из-за возможных экологических проблем. Единственное исключение – это удары по машзалу (возможно не по нему самому, а по генераторным трансформаторам – они стоят между машзалом и плотиной) ДнепроГЭС-1, но там понятно и за что прилетело (вторичное регулирование частоты) и учли то, что на автотранспорт эти удары не влияют – машзал в стороне от автодороги).
Данные ограничения показаны тёмно-зелёными сплошными линиями.
Отсутствие серьёзных ударов по транспортной инфраструктуре (в частности мостам) я отношу на счёт нежелания вызвать гуманитарную катастрофу в стране с преимущественно городским населением, питающимся с колёс (т.е. не имеющем серьёзных запасов продовольствия). Военные перевозки в текущих масштабах должны серьёзно уступать гражданским, поэтому повреждение/разрушение инфраструктуры в первую очередь ударит по ним.
Ну и основная мысль (и накладываемое ограничение) наших ударов – энергосистема, в общем, должна функционировать для недопущения гуманитарной катастрофы (см. выше) плюс обеспечение наших интересов (тех же трубопроводов), тут каждый ставит приоритеты в меру своей испорченности. Если образно – «на Украине должна остаться возможность включить любую лампочку, но при этом все лампочки не могут быть включены». Поэтому оставляем как минимум по одному любому автотрансформатору (исключение – автотрансформаторы, обеспечивающие стыки сетей 330 и 220 кВ). Также должны работать, как минимум, по одному блоку ТЭС и ТЭЦ (выдающие теплоэнергию в прилегающие населённые пункты).
Эти элементы показаны тёмно-зелёным пунктиром.
Приступаем к ударам, при этом учитываем следующие факты:
1) часть энергоблоков ТЭС/ТЭЦ и так находится в ремонте, поэтому выбивать все возможные энергоблоки особого смысла не имеет, лучше атаковать точно работающие/готовые к работе;
2) из автотрансформаторов, в первую очередь, предпочтительно атаковать редко встречающиеся 400/330, 400/220, 330/220 кВ и 330/110 кВ на ПС 330/220 кВ – с целью разрыва стыков соответствующих напряжений;
3) из автотрансформаторов 330/110 кВ предпочтительно атаковать наиболее нагруженные и наименее зарезеврированные.
А теперь смотрим, по чему реально били, и что это дало:
1) Бурштынская ТЭС (уничтожены точно энергоблок и автотрансформаторная группа 400/330 кВ, предположительно – энергоблок, автотрансформатор 330/220 кВ, автотрансформаторная группа 400/220 кВ) – уничтожены связи сети 330 и 400/220 кВ, ограничена генерация электростанции (на напряжении 330 кВ), ухудшена возможность балансировки энергосистемы;
2) ТЭС (уничтожены несколько энергоблоков, генераторных трансформаторов и автотрансформаторов связи на разных ТЭС) – уменьшена генерация (причём не только электро-, но и тепло-), ухудшены возможности суточного балансирования, ухудшена возможность маневрирования мощностью между сетями различных напряжений. Пример – Приднепровская ТЭС;
3) ГЭС (уничтожены несколько автотрансформаторов) – уменьшена выдача мощности в сеть (где-то на сторону 330 кВ, где-то – на 110 кВ), ухудшена возможность маневрирования мощностью между сетями различных напряжений. Пример – Каневская ГЭС;
4) ТЭЦ (уничтожены несколько энергоблоков, генераторных трансформаторов и автотрансформаторов связи на разных ТЭЦ) – уменьшена генерация (причём не только электро-, но и тепло-, на некоторых ТЭЦ, скорее всего, критически), ухудшена возможность маневрирования мощностью между сетями различных напряжений. Пример – киевская ТЭЦ-5;
5) ПС 750/330 кВ - атакованы автотрансформаторы на всех ПС, но результаты различны:
А. Несколькими последовательными атаками вторая автотрансформаторная группа уничтожена/не работоспособна. Пример – ПС 750 кВ Днепровская;
Б. Уничтоженный автотрансформатор заменён на резервный. Пример – ПС 750 кВ Киевская;
6) ПС 330/220 кВ (уничтожены несколько автотрансформаторов на разных подстанциях) – уничтожен переток между сетями 330 и 220 кВ. Пример – ПС 330 кВ Ковель;
7) ПС 330/110 кВ, возможны несколько сценариев:
А. На особо важных с точки зрения электроснабжения каких-либо ценных с военной точки зрения (например, электроснабжение крупного производства или транспортного узла) подстанциях уничтожены все автотрансформаторы, кроме одного. Таким образом, передаваемая в сеть 110 кВ мощность уменьшена примерно в два (или больше, если выбить 3 из 4 или 4 из 5 автотрансформаторов). Пример – ПС 330 кВ Усатово;
Б. На двухтрансформаторной подстанции (важной самой по себе или предположительно выступающей резервной для другой ПС) выбивается автотрансформатор, таким образом, передаваемая в сеть 110 кВ мощность падает в 1,5 раза. Пример – ПС 330 кВ Лесная;
В. Подстанция вообще не атакуется, по причине того, что на ней реальная нагрузка меньше мощности одного трансформатора, при этом отсутствует возможность передачи дополнительной мощности куда-либо. Пример – ПС 330 кВ Шостка;
Г. В потребителях подстанции имеется крупный потребитель, использующий большую часть трансформаторной мощности. В таком случае выбивается столько автотрансформаторов, чтобы была возможность работы либо этого потребителя, либо прочей нагрузки. Таким образом, передаваемая в сеть 110 кВ мощность падает менее чем в 1,5 раза, но крупный потребитель всё равно прекращает свою работу. Пример – ПС 330 кВ Горная;
Смысл такой дифференциации подстанций состоит в том, что сети 750, 330 и 110 кВ имеют радикально отличающуюся пропускную способность. Если ВЛ 750 кВ в состоянии передать 1,5 ГВт на любые (в масштабах Украины) расстояния, то ВЛ 330 кВ передают сотни МВт на сотни же километров, а ВЛ 110 кВ – десятки МВт на десятки же километров (понятное дело, что это несколько утрированно, но примерный масштаб такой). Т.е. потребителю в условном Житомире, запитанном от подстанции ПС 330 кВ Житомир, на которой выбили 2 из 3 трансформаторов, будет малоинтересно, что на окружающих ПС 330 кВ Лесная, Шепетовка и Казатин не выбито ни одного автотрансформатора – всё равно эквивалентная мощность по сетям 110 кВ не дойдёт, в лучшем случае – для поддержания штанов.
8) ПС 220/110 кВ (уничтожены несколько автотрансформаторов на разных подстанциях) – ограничен переток мощности между сетями 220 и 110 кВ (примерно в полтора раза на атакованных подстанциях). Пример – ПС 220 кВ Львов-2.
Что в итоге?
1) Генерация пострадала вроде как и не сильно (генерацию ГЭС вообще практически не атаковали), но под удар попала именно работающая генерация, заменить которую можно только ремонтом. Эрзац-решения типа более-менее мощных передвижных электростанций уязвимы, а увеличение доли ВИЭ благоприятно только для бытовой нагрузки, для мощной промышленной такие электростанции маломощны и непостоянны;
2) Пропускная способность между сетями традиционной для Украины системы напряжений 750/330/110 кВ и европейской 400/220/110 кВ пострадала весьма ощутимо, оценочно она уменьшилась более чем в два раза (фактически не вызывает сомнений только работоспособность подобных связей на ПС 330/220 кВ Львов-Южный (там крайне тяжело выбиваемая схема) и Нововолынск (близость к польской границе), остальные подобные связи под вопросом, а некоторые уничтожены точно);
3) Пропускная способность же между сетями 750, 330 и 110(150) кВ, с одной стороны, чисто фактически, уменьшилась не так чтобы очень, менее чем в полтора раза. А с другой – под удар в основном наиболее нагруженные подстанции центральной части Украины, периферию практически не трогали, поэтому падение пропускной способности можно оценить в полтора-два раза, в зависимости от конкретного места. Для борьбы с этим на Украине ещё в октябре ввели веерные отключения, но они, давая временное облегчение, утащили перегрузки силового оборудования в распределительные сети 110, 35 и, особенно, 6-10 и 0,4 кВ.
Кстати, увеличение украинского экспорта вполне может обуславливаться погодными условиями – с ростом температуры начинает падать мощность трансформаторов. Пропускная способность линий падает тоже, но там ещё очень далеко до предельных значений (как правило, все украинские перетоки можно сложить по модулю и этого числа не хватит для полной загрузки одной лишь ВЛ 750 кВ Западноукраинская – Саболчбака). А для экспорта, по большому счёту, нужны только генераторные трансформаторы, линии и соответствующие распредустройства.
В результате ударов по энергосистеме, в январе перед Киевом стояла дилемма: либо пытаться поддержать работоспособность крупной промышленности путем веерных отключений бытовой нагрузки (с продолжающимся выгоранием силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ и ростом недовольства населения), либо забить на эту самую промышленность, переложив всё что можно (в первую очередь – денежную нагрузку, работа промышленности приносила деньги как самому Киеву, так и населению) на западных союзников. Выбрали второе, благо это не смертельно на короткое время, заодно и перемогу можно объявить.
Фактически мы видим деградацию украинской энергосистемы, приводящую к деиндустриализации страны, причём на продолжительное время, необходимое для восстановления пропускной способности (т.е. увеличения поголовья автотрансформаторов) и мощной генерации.
Украинская энергосистема. Полгода ударов. Часть 1. Всё было зря?
Украинская энергосистема. Полгода ударов. Часть 2. Что будет?
Украинская энергосистема. Полгода ударов. Часть 3. Технические выводы.
Ссылка на мой телеграмм-канал и более конкретно на сообщение с разными полезными ссылками (которые будут пополняться).