Awarie w elektroenergetyce

Podobne awarie jak ta w Szczecinie, ale o dużo większym zasięgu i bardziej brzemienne w skutkach, zdarzyły się także w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie, Danii, Szwecji, we Włoszech i w Grecji. I chociaż na szczegółowy opis awarii w Szczecinie będziemy musieli jeszcze trochę poczekać, warto uczyć się nie tylko na własnych błędach, ale wyciągać konsekwencje z doświadczeń państw, których infrastruktura energetyczna jest w dużo lepszym stanie niż polska.

Szczecin bez prądu

„Gdy w nocy z 7 na 8 kwietnia mieszkańców Krajnika (100 km od Szczecina) obudził potężny huk, sądzili, że zawalił się jakiś dom. A to pod wpływem ciężaru śniegu masą poskręcanego żelastwa stał się słup elektryczny. Wkrótce zaczęły padać kolejne linie energetyczne. O 3.30 w nocy lewobrzeżna część Szczecina utonęła w ciemnościach. Tuż po piątej rano na dworcu głównym w Szczecinie kłębiło się ponad sto osób, próbując rozświetlać ciemności telefonami komórkowymi. Nikt nie był w stanie powiedzieć, kiedy ruszą pociągi… Tuż przed szóstą rano do sztabu kryzysowego spłynęły informacje o skutkach katastrofy. Prądu nie miało kilkaset tysięcy osób. Duża część sklepów była zamknięta… Do klientów i przechodniów dotarły informacje, że prąd może być dostępny dopiero następnego dnia rano. Ze sklepów, które były czynne, zaczęła znikać woda mineralna i chleb. Na ulicach pojawiły się wspólne patrole policji i żandarmerii wojskowej. Przed południem przestały działać telefony komórkowe. W części mieszkań nie było wody, pojawiły się problemy z nieczystościami… O szesnastej mieszkańcy usłyszeli pierwszy optymistyczny komunikat: do wieczora prąd ma być włączony w większości mieszkań (…)”– relacjonował przebieg awarii energetycznej w Szczecinie tygodnik „Wprost” [1].

Jak podawała lokalna prasa, awaria, która nawiedziła w kwietniu 2008 roku Szczecin, byłą największą od czasów drugiej wojny światowej. Drzewa powalone przez obfite opady deszczu ze śniegiem zerwały w wielu miejscach linie energetyczne i trakcję kolejową. Informacje szczecińskiego magistratu potwierdzały, że awaria spowodowała, iż w mieście nie było również wody. Utrudnione było funkcjonowanie komunikacji miejskiej – nie działały tramwaje. W ich miejsce władze Szczecina uruchomiły komunikację zastępczą. W Szczecinie został powołany sztab kryzysowy. Awaria prądu dotknęła nie tylko Szczecin, lecz również okoliczne miasta w promieniu stu kilometrów. Poważna sytuacja była między innymi w Policach i Kołobrzegu. W całym regionie zostały zerwane trzy linie wysokiego napięcia. Ciężki śnieg wywrócił słup energetyczny. W Szczecinie agregaty zastępcze dostarczały prąd, który pozwolił na funkcjonowanie najważniejszych urzędów miasta oraz służb kryzysowych. Straż pożarna informowała, że w mieście trwają prace nad usuwaniem powalonych drzew. Wojewódzkie Centrum Zarządzania Kryzysowego potwierdziło, że z powodu awarii szpitale pracują na rezerwowych agregatach oraz że nieprzejezdna jest część linii kolejowych.

Nie tylko w Polsce miały miejsce tak rozlegle w skutkach awarie. Podobnie Europa i Ameryka zostały dotknięte w ostatnich latach zakłóceniami związanymi z przerwami w dostawie energii elektrycznej na dużych obszarach i na dużo większą skalę. Blackouty wystąpiły 14 sierpnia 2003 roku w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie, 23 września 2003 roku w Danii i Szwecji, 28 września 2003 roku we Włoszech oraz 12 lipca 2004 roku w Grecji.

awaria w USA i w Kanadzie – 14 sierpnia 2003 r.

Tego dnia temperatura na północnym wschodzie Stanów Zjednoczonych wynosiła 90°F (tzn. 32,2°C), co było temperaturą wyższą od wartości średniej (80°F), ale niższą od wartości maksymalnej (100°F). W sieci przeważały przepływy mocy z kierunku południowego i zachodniego ku północy (Michigan) oraz ku zachodowi (Nowy Jork). Przepływ mocy z południa i zachodu USA skierowany był głównie do północnego Ohio, do Michigan oraz kanadyjskiego Ontario. Zakłócenie powstało w północnym Ohio w wyniku zwarcia przewodu linii napowietrznej 345 kV z drzewami. Przeciążenie wywołało kaskadowe rozszerzanie się zakłócenia spowodowane kolejnym wyłączaniem linii przesyłowych przez zabezpieczenia. Doszło do zasilania wyspowego, a w końcu wyłączenia znacznej części północnozachodnich Stanów Zjednoczonych oraz południowozachodniej Kanady. W ciągu kilku godzin zostało wyłączone 61 800 MW mocy. Awaria objęła 265 elektrowni z 508 blokami energetycznymi. Bez energii elektrycznej pozostawało 50 milionów osób na znacznym obszarze USA i Kanady.

Amerykańska organizacja zajmująca się zagadnieniami związanymi z niezawodnością dostawy energii elektrycznej (NERC – North American Electric Reliability Council) tak opisuje przebieg awarii:

13:31:34 Nastąpiło wyłączenie bloku nr 5 o mocy 597 MW w elektrowni Eastlake, w północnym Ohio, u wybrzeży jeziora Erie. Przed wyłączeniem obsługa bloku starała się podnieść napięcie sieci, a moc bierna zbliżyła się do wartości maksymalnie dopuszczalnej. Oczywiście, po wyłączeniu baterii kondensatorów na linii 138 kV nastąpiło przekroczenie dopuszczalnej wartości mocy biernej i automatyczna regulacja napięcia przełączyła się na regulację ręczną. Ta jednak miała błędnie nastawioną wartość zadaną i moc bierna spadła do zera. Obsługa próbowała przełączyć regulację na automatyczną, ale blok został wyłączony przez zabezpieczenie od utraty wzbudzenia. Ze względu na to, że już było wyłączonych więcej bloków na tym obszarze, zaczął pojawiać się brak mocy biernej do regulacji napięcia (moc bierna jest niezbędna zarówno do pokrycia strat mocy biernej przy znacznych obciążeniach linii, jak i do pokrycia potrzeb silników indukcyjnych stosowanych w urządzeniach klimatyzacyjnych). Układ znalazł się w stanie ostrzegawczym, gdyż nie było spełnione kryterium niezawodnościowe (N-1). Dyspozytorzy zakładu energetycznego zaopatrującego w energię elektryczną część Ohio, Pensylwanię oraz New Jersey (FE – First Energy Corporation) nie wiedzieli jednak o tej sytuacji, gdyż ani po wyłączeniu bloku, ani później, po wyłączeniu dalszych linii, nie przeprowadzili obliczeń, z analizą kontyngentu (kontingenčni) włącznie, nie wykonywali więc żadnych działań korekcyjnych niezbędnych dla powrotu do stanu bezpiecznego.