Убытки, поломки, простои: последствия аварийного отключения электричества и способы их нивелировать
Безопасность электроэнергии — важнейший вопрос для человечества, и не только развивающиеся страны страдают от перебоев в подаче электроэнергии и внезапных отключений. Например, в списке 20 стран с самым высоким качеством электроснабжения в 2019 году США заняли последнее место, опередив Бахрейн, Словакию и Казахстан. Россия не вошла в первую двадцатку. Итак, в этой заметке мы решили поговорить о перебоях в подаче электроэнергии, авариях и незапланированных отключениях электричества и их влиянии на население и предприятия. Электроэнергия — самый важный ресурс на сегодняшний день. Однажды без электричества нет ни воды, ни отопления, ни свежих продуктов, ни связи с миром за пределами дома, ни нормального движения и освещения в городе. Это очень неприятная картина для человека с улицы и большая потеря для бизнеса и промышленности. Кто-то может возразить, что отключения и аварии случаются не так уж часто, но мировая статистика опровергает это.
Российская и мировая статистика отключений электроэнергии
По данным Межрегиональной распределительной сетевой компании Российской Федерации (МРСК), только в 2017 году количество отключений электроэнергии в России превысило 20 000 в районах, не связанных с плановым техническим обслуживанием или модернизацией сетей. Это примерно 55 отключений в день, хотя и географически распределенных по всей стране. В терминах «измерений» электросетей в центрах МРСК и Поволжья, например, это означает 108,29 отключений на 1 000 км обслуживаемых сетей (29 368 отключений в год).
Эпидемия COVID-19 не улучшила ситуацию в этом году. В период самокарантина люди проводили больше времени дома, что увеличивало нагрузку на электросети и приводило к авариям и отключениям электроэнергии. Только в Московском регионе количество отключений электроэнергии в апреле 2020 года увеличилось на 42% (490 в 2020 году по сравнению с 345 в 2019 году). Распространение инфекции также затруднило обслуживание сетей и реагирование на инциденты из-за проблем со здоровьем и сокращения числа электриков, работающих в периоды самокарантина. И это происходит по всему миру. В марте и апреле, в частности, Bloomberg.com и британские СМИ сообщали о подобных вещах.
Экономическая ситуация в стране в немалой степени влияет на частоту и интенсивность отключений электроэнергии. Например, по данным на 2019 год, в ЮАР регулярно происходят «плановые» отключения электроэнергии, которые на самом деле связаны с энергетическим кризисом и неспособностью электрогенерирующих и передающих сетевых компаний полностью удовлетворить потребности населения и промышленности. В результате ВВП страны снизился (3,1% в первом квартале и 0,6% в третьем квартале), горнодобывающая промышленность — важная часть экономики — остается бездействующей, транспортные проблемы и политическая ситуация ухудшаются. .
Напротив, в Германии, более экономически стабильной стране, активное использование «зеленой» энергии позволило сократить среднегодовую продолжительность отключений на одного пользователя с 15,0 до 13,9 минут (более чем на 7%) и продолжает снижаться. Впрочем, это неудивительно, поскольку Германия входит в список стран с наиболее стабильным электроснабжением.
Основные причины отключения электроэнергии
Чтобы понять первопричины этой статистики, стоит взглянуть на саму систему электроснабжения и причины перебоев в подаче электроэнергии.
Электроэнергия вырабатывается на различных типах электростанций, которые могут быть расположены далеко от потребителей, как по соображениям безопасности, так и по расположению необходимых ресурсов. Эта энергия направляется на подстанции или подстанции через высоковольтные сети передачи и непосредственно к потребителям через распределительные сети. Общая протяженность этих сетей по всей стране может достигать десятков и сотен тысяч километров, а это значит, что в случае неисправности на крупном узле конечный потребитель может лишиться электроэнергии.
Однако важно понимать, что сбои и перебои могут быть вызваны не только «механическими» явлениями, но и, например, резким дисбалансом между производством и потреблением электроэнергии в данном регионе. Этот дисбаланс может привести к снижению частоты и напряжения в сети, что может вызвать отказ автоматики подстанции.
Причины инцидентов можно разделить на несколько типов
- Быстрое увеличение потребления электроэнергии — чрезмерное использование кондиционеров летом и электрообогревателей зимой может перегрузить электрическую сеть, создавая сильнейший дисбаланс, который может привести к авариям и выходу системы из строя.
- Износ и человеческий фактор — преждевременный ремонт и модернизация оборудования, отсутствие ресурсов для постоянного мониторинга состояния сети и ошибки при создании и ремонте энергетических подсистем также часто могут привести к авариям, даже в случае крупных отключений электроэнергии по всему миру. ,.
- Природные явления и катастрофы — обрывы кабелей, вызванные штормами и ураганами, удары молний в распределительные коробки, линии электропередач и подстанции, а также их разрушение в результате стихийных бедствий регулярно становятся причиной аварий и отключений электроэнергии.
Краткосрочные и долгосрочные отключения электроэнергии
Наиболее распространенным последствием отключения электроэнергии считаются блэкауты, т.е. крупные отключения на относительно большой территории, охваченной значительным количеством пользователей.
В России крупные отключения электроэнергии случаются редко, но заметным было отключение электроэнергии на Саяно-Шушенской электростанции в августе 2009 года. Отключение было вызвано усталостью и разрушением стальной конструкции, что привело к кратковременным перебоям в подаче электроэнергии и отключению электричества на некоторых промышленных предприятиях в Сибири. жилые районы по всей стране.
Одним из крупнейших отключений электроэнергии в США была «Ночь террора» в Нью-Йорке в июле 1977 года. Во время сильной грозы молния ударила в несколько подстанций на берегу реки Гудзон, в результате чего в городе почти на сутки отключилось электричество. Блэкаут был назван так не по времени отключения (около 10 вечера), а по беспорядкам и мародерству, охватившим город. Интересно, что в тот же день, 13 июля 2019 года, в городе произошло еще одно крупное отключение электроэнергии, но без таких разрушительных последствий.
Аварии и отключения электроэнергии могут быть вызваны самыми обычными событиями. Например, во Флориде в 2019 году птичье гнездо упало на местную подстанцию, что привело к отключению электроэнергии и задержке крупного бейсбольного матча почти на 40 минут. В мае того же года змея забралась на выключатель на подстанции в округе Грин, штат Теннесси. и 16 000 потребителей лишились электричества.
Влияние на потребителей электроэнергии.
Давайте перейдем от интересных (и не очень интересных) случаев крупных аварий и отключений электроэнергии к их влиянию на потребителей. Для среднестатистического жителя страны кратковременное отключение электричества становится неприятным сюрпризом: смартфоны, ноутбуки и планшеты выходят из строя, а продукты в холодильнике замораживаются. Ситуация усугубляется, если перед отключением произошел скачок напряжения, а в доме нет автоматических выключателей, способных его компенсировать. К этому можно добавить последствия перегорания бытовой техники и электроники. Это гораздо дороже замены или ремонта.
Для предприятий и отраслей последствия обычно гораздо серьезнее. Предприятия теряют доступ к документам и базам данных, которые были перенесены в облако или просто оцифрованы, нарушается работа сетевой инфраструктуры и серверных соединений, возникают репутационные риски и проблемы с клиентами. Контракты не могут быть подписаны вовремя, а средства не переводятся в финансовое программное обеспечение. В критически важных государственных секторах, таких как здравоохранение, последствия еще более серьезны.
По оценкам Министерства энергетики США, потери из-за аварий и отключений электроэнергии обходятся экономике в 150 миллиардов долларов США в год. Как получаются эти цифры? Они состоят из личных убытков, понесенных предприятиями и гражданами. Например, для центра обработки данных среднего размера стоимость минуты простоя в 2016 году составляла примерно 9 000 долларов США. Это означает, что один день без электроэнергии из-за крупного отключения может стоить более 12 миллионов долларов США.
В производственном секторе эти цифры еще выше, поскольку некоторые промышленные предприятия не готовы к внезапным отключениям электроэнергии. Перебои в подаче электроэнергии могут привести к поломке дорогостоящего оборудования, перебоям в производстве, нарушению цепочки поставок, большим счетам из-за пропущенных сроков и расходам на ремонт. Например, 30-часовое отключение электроэнергии в 2018 году оценивается примерно в 44 миллиона долларов США, а отключение электроэнергии всего на одну минуту на заводе бытовой техники в январе может привести к ущербу в миллионы долларов.
Меры по предотвращению и смягчению последствий
Как и в случае с последствиями отключений и перебоев в подаче электроэнергии, меры по предотвращению и смягчению последствий для предприятий и пользователей должны относиться к разным категориям.
Для правительств наиболее важным аспектом предотвращения отключений и инцидентов является поощрение профилактики и раннего технического обслуживания со стороны коммунальных предприятий. Контролируя состояние всей инфраструктуры, обеспечивая адекватное финансирование, а также отслеживая и контролируя уровни производства и потребления электроэнергии, можно избежать инцидентов, связанных с человеческим фактором, устареванием оборудования и поломками, и смягчить воздействие природных явлений на энергоснабжение.
Резервирование электропитания остается главным приоритетом для предприятий, поскольку защита инфраструктуры и оборудования имеет первостепенное значение. Это особенно актуально для критически важных объектов, где они должны идеально функционировать при отключении электроэнергии. В этом могут помочь специализированные системы ИБП для малого и среднего бизнеса. В частности, серия Eaton 5 включает модели Eaton 5P и 5PX для защиты ИТ- и сетевого оборудования.
Eaton 5PX — это линейно-интерактивный ИБП на 2200 В-А с КПД до 99%, предназначенный для защиты серверов, сетевого оборудования, систем хранения данных и VoIP-систем. Источник: Eaton.
Крайне важно для потребителей смягчить последствия внезапных скачков напряжения и сохранить свои устройства. Поэтому лучшими решениями для дома являются высококачественные автоматические выключатели и другие устройства защиты, способные мгновенно реагировать на короткие замыкания, скачки напряжения и сбои в подаче электроэнергии. ИБП и генераторы здесь менее важны, но они могут помочь выключить компьютеры и ноутбуки, зарядить устройства и быть готовыми к кратковременному отключению электроэнергии.
