Закон Ома та чиновницькі ігри у віялові відключення

На Донбасі триває війна, шахти зупинено і частково затоплено. Вугілля не видобувається, його стає дедалі менше на складах електростанцій. Країна вступає у зиму, і з нею нависає загроза енергетичної, точніше, електроенергетичної кризи. Чиновники від енергетики заговорили про перехід до режиму «віяльних» відключень. Щоправда, лише побутових споживачів, промисловість обіцяли не чіпати. На дві години вранці і ввечері відключатимуть електроенергію, аби знизити пікове навантаження.

Начебто все зрозуміло, що вдієш, війна.

Свого часу тодішній прем’єр-міністр, а потім голова Дніпропетровської обласної ради Павло Лазаренко дещо самовпевнено заявив на одній зі своїх прес-конференцій, що ніхто, окрім нього, так глибоко не розуміється на питаннях електроенергетики. Потім він почав викладати способи подолання дефіциту активної потужності в енергосистемі і заборони на відключення сільських споживачів, оскільки діти не можуть повноцінно навчатися і робити увечері уроки. При цьому стало цілком зрозуміло, що він не знає елементарних основ електротехніки. Довелося у пресі популярно пояснити йому, в чому полягає значення закону Ома, як і інших законів електротехніки, і які висновки з них випливають. Зокрема, і як здійснюється баланс між генерацією і споживанням активної потужності. Тоді війни не було, проте було невгамовне бажання пограбування держави під виглядом дефіциту електроенергії. У чому Павло Іванович і досяг успіху, проте скінчив погано. Утім, про каліфорнійського в’язня зараз мало хто згадує.   

Проте дозволимо засумніватися у пропонованому нашими чиновниками способі розв’язання енергетичних проблем.

Активна потужність, що виробляється генераторами на електростанціях, крутить двигуни на підприємствах, ліфтах у наших будинках, дає світло електричним лампочкам, дає змогу користуватися телевізорами, комп’ютерами та мобільними телефонами. Якщо сумарна потужність споживачів більша, ніж активна потужність у мережі, то, збільшуючи подачу пари в турбіни, можна збільшити виробництво електроенергії. Природно, що при цьому доведеться спалювати більше палива в котлах для виробництва тієї ж пари.

При цьому потужність турбіни і генератора на її валу можна збільшити лише у відомих межах. До того ж, що потужніший генератор і турбіна, яка приводить його в обертання, то вищою є їхня інерційність. Тому збільшення потужності відбувається не одразу, тоді як навантаження змінюється стрибкоподібно. Можна ввести резервні генератори, але розкручування їх і турбін — справа тривала з тих самих причин. При цьому навантаження змінюється за законами ймовірності і передбачити його величину можна лише приблизно. Ось і виникає дефіцит активної потужності.

Це дуже небезпечний режим роботи енергосистеми, оскільки призводить до спаду частоти електричного струму. При цьому навантажені генератори навантажуються ще більше, а менш навантажені розвантажуються. Тільки-но навантаження генератора сягає граничної величини, автоматика його відключає. Дефіцит активної потужності зростає ще більше, відключається наступний генератор. Відбувається явище, яке в електроенергетиці називається лавиною частоти. Через дуже короткий час ми стикаємося з тим, що більшість генераторів відключено, настав розпад системи. За англо-американською термінологією blackout. У нього два значення: автоматичне відключення і затемнення. Чиновники нам пропонують у вигляді «віяльних» відключень зазнавати і того, й іншого вечірньої пори.

Як же запобігти дефіцитові активної потужності в енергосистемі і цим самим зниження частоти електричного струму до небезпечних меж.

Насамперед, отримати необхідну кількість електроенергії для покриття дефіциту у сусідів. Раніше так і робили. Технічно ми можемо це зробити лише від російської енергосистеми, що неможливо за нинішніх умов з політичних причин.

Попередня влада декларувала, але нічого не зробила реально для підключення української електроенергетичної системи до європейської і синхронізації з нею. Зробити це швидко неможливо з технічних причин. Хоча така мета повинна ставитися і за змоги реалізуватися максимально швидко. Складність у тому, що задля цього потрібні кошти, а з ними проблема. Інакше кажучи, отримати допомогу сусідів неможливо з нашої власної вини.

Залишається інший спосіб. Потрібно зменшити навантаження, збалансувати величину генерації і споживання, тим самим ліквідувати дефіцит активної потужності в енергосистемі. Як це зробити? Дуже просто — відключити частину споживачів. Про це каже закон Ома, який всі вивчали у школі, та інші закони електротехніки.

Залишається відповісти на друге запитання. Кого і коли відключати. Нічого нового не вигадали. Треба лише дотримуватися нормативних документів.

Певну частину споживачів неможливо відключити. Наприклад, систему стеження і контролю за повітряним простором. Диспетчери повинні безперервно стежити за ним і керувати польотами літаків. Так само неможливо відключати лікарні та операційні, оскільки це ставить під загрозу життя людей. Перелік таких об’єктів і споживачів відомий. Він, до речі, досить довгий. Дуже вже залежить наше життя від електроенергетики.

Наступний рівень чи категорію споживачів можна відключити, але це завдасть значних матеріальних збитків, наприклад, у вигляді невиготовленої продукції. В умовах війни навряд чи хтось вирішить відключати танкові заводи, які працюють у три зміни.

І, нарешті, третій рівень. Це, умовно кажучи, побутові споживачі, освітлення, можливо, міський електротранспорт. Саме про них говорили чиновники і до цього нас готують.

І тут виникає багато запитань.

•  ПО-ПЕРШЕ. Яку частину дефіциту активної потужності становлять саме споживачі третьої категорії. Відповіді поки що немає, але є всі підстави вважати, що не таку вже й велику. Є в електроенергетиці поняття вечірнього півгодинного максимуму, але як він співвідноситься з денним. У ранкові години працює значна частина підприємств і навантаження в мережі справді велике. Вечірній максимум не може дорівнювати денному. Відповіді теж поки що немає.

•  ПО-ДРУГЕ. Навіть якщо поставити за мету повністю відключати на дві години споживачів третьої категорії, то її неможливо досягти через украй консервативне влаштування електричних мереж.

У нашому випадку в багатьох населених пунктах і особливо великих містах, а саме в них споживається значна частина електроенергії, структура мереж така, що відключити велику кількість споживачів просто неможливо. Наприклад, велика районна лікарня в обласному центрі — споживач першої категорії, відключенню не підлягає. Проте мережа така, що лікарня живиться через низку побутових об’єктів і житлових будинків. Якщо їх відключити, то без електроенергії залишиться і лікувальний заклад. Якщо уважно подивитися на структуру і географію електричних мереж у великих містах і навіть середніх (за площею і кількістю населення), то виявиться, що відключити можна в кращому разі половину споживачів, а реально ще менше. Можна відключити сільських абонентів, але їх вплив на дефіцит активної потужності надто малий і допоможе така дія мало.

•  ПО-ТРЕТЄ. Слід припинити чи максимально обмежити постачання електроенергії за кордон. Щодо Криму це вже робиться. Як повідомляє сайт самопроголошеного уряду Криму «Крыминформ», у вересні на 60% знижуються постачання електроенергії з України. Можна повністю знизити й до нуля. Якщо російська влада так занепокоєна електроенергетичними проблемами анексованої території, то найкращим способом їх розв’язання було б припинення агресії на Донбасі і відновлення видобутку там вугілля для українських електростанцій. А поки що ми спостерігаємо черговий виток мародерства. З Донбасу до Росії вивозиться вугілля зі складів шахт.

Доведеться, певно, до аналогічних кроків вдаватися і щодо інших наших партнерів. Це прямі фінансові втрати, але що поробиш, самим не вистачає електроенергії.

•  ПО-ЧЕТВЕРТЕ. Відключати так чи інакше доведеться. Проте робити це потрібно за певним графіком після ретельного аналізу можливих збитків та їх мінімізації. Це складна і копітка робота, але без неї все деклароване перетвориться на чергову чиновницьку гру у виконання поставлених завдань і переможних рапортів.

•  ПО-П’ЯТЕ. Видається, що не до кінця використано можливості нехай на обмежений час купити вугілля за імпортом у європейських та інших країнах. Так можна було хоч якось послабити гостроту проблеми.

•  ПО-ШОСТЕ. Хоч і триває війна, але потрібно думати про істотну реконструкцію електричних мереж. Від високовольтних ліній електропередач до міських, районних та сільських. Адже втрати в них величезні. Виходить, що значна частина потужності, яка генерується, м’яко кажучи, обігріває повітря. Проте на це витрачається паливо, якого так бракує. Це проблема вирішується не за один день, проте колись потрібно починати. 

І останнє, але першої ваги. Чиновники мають твердо знати, що війна не все спише. За некомпетентність, адміністративний раж і небажання глибоко опрацьовувати проблему доведеться відповідати. Як на фронті, так і в тилу.