До повномасштабного вторгнення навряд чи хтось з пересічних українців задумувався, який шлях проходить електроенергія, якою ми користуємося вдома. Однак тепер, коли через російські атаки на енергосистему, цілі регіони періодично залишаються без світла, важливо знати, як вона влаштована, аби розуміти, хто за які об’єкти відповідає.
Чому на одних підстанція напругу підвищують, на інших – понижують
В об’єднаній енергосистемі України є кілька рівнів управління та відповідальності. Одні компанії виробляють електроенергію, інші забезпечують її передачу на великі відстані, треті розподіляють її між споживачами.
Виробляти електроенергію можуть національні компанії (наприклад НАЕК “Енегоатом”, комунальні (ТКЕ, СЕС тощо) та приватні.
На генераторах електростанцій електроенергія виробляється з певною напругою, яка залежить від типу обладнання та станції. Але для передачі на великі відстані спочатку треба підвищити цю напругу. Тому безпосередно біля електростанції є підстанції, які підвищують напругу і таким чином готують її до передачі високовольними лініями. А потім її знов понижують до рівня, придатного до побутового чи промислового використання.
Аби зрозуміти, навіщо напругу спочатку підвищувати, а потім понижувати, варто знати шкільні уроки фізики (той же закон Ома вивчають у 8-му класі). Кожен провід має електричний опір, тому під час проходження струму частина енергії перетворюється на тепло і втрачається. Зменшити опір технічно неможливо (тоді дроти мали б бути надто товстими і опори би просто не витримували цю вагу). Тому доводиться збільшувати напругу.
Наприклад, якщо для передавання тієї самої потужності збільшити напругу в 10 разів, сила струму зменшиться приблизно в 10 разів, а втрати на нагрівання проводу — у 100 разів (за однакового опору).
За що відповідає Укренерго
Магістральні високовольтні лінії електропередачі та підстанції – це сфера відповідальності національного оператора системи передачі електроенергії – НЕК “Укренерго”. Саме вона відповідає за магістральні та міждержавні електромережі, які з’єднують електростанції, великі енергетичні вузли та регіони України.
Основу магістральної системи становлять лінії напругою 220 кВ, 330 кВ (таких найбільше) 400 кВ, 500 кВ та 750 кВ. На цьому рівні працюють великі підстанції, які приймають електроенергію, змінюють її напругу та передають далі. Тому якщо ви чуєте у новинах, що ворог пошкодив підстанцію 330 кВ чи 750 кВ, то треба розуміти, що це об’єкт Укренерго і саме вона відповідатиме за відновлення.
За даними НКРЕКП, станом на 2019 рік, на балансі Укренерго перебували 137 підстанцій напругою 110–750 кВ та понад 21,7 тис. км магістральних і міждержавних повітряних ліній.
При цьому Укренерго не просто обслуговує дроти й підстанції. Компанія також здійснює централізоване диспетчерське управління Об’єднаною енергосистемою України. Тобто стежить за балансом виробництва і споживання електроенергії, координує роботу енергосистеми та підтримує її стабільність. Тому саме за розпорядженням Укренерго вводять графіки погодинних відключень чи графіки обмеження потужності для промислових споживачів.
Підстанції займають площу у десятки га
Росія спрямовує свої атаки не лінії електропередачі, а на підстанції, оскільки саме вони є найважливішими об’єктами енергосистеми. Відтак часто лунають звинувачення у тому, чому підстанції досі достатньо не захищені. Насправді територія підстанції може займати десятки га, тож закрити її повністю інженерним захистом нереально. Тому захищають лише найважливіше обладнання. Хоча при прямому влучанні ракети навіть інженерний захист не врятує.
Так, найбільша в країні західноукраїнська підстанція 750 кВ, що біля Ходорова на Львівщині, є найбільшою в Європі. Її площа приблизно 70 га. Вона ключовим міжсистемним вузлом, що з’єднує атомні та теплові електростанції Західного регіону (зокрема Рівненську АЕС та Хмельницьку АЕС) з магістральними мережами, а також забезпечує стратегічний міждержавний транзит та синхронізацію з європейською енергосистемою ENTSO-E.
Західноукраїнська підстанція на Львівщині, фото: ua.energy
Підстанція Київська 750 кВ, яка є ключовим елементом Київського енергокільця займає площу понад 52 га. Ця станція забезпечує енергоживлення Київщини, приймаючи електроенергію від Рівненської та Хмельницької АЕС.
За що відповідають обленерго
Коли електроенергія доходить до регіону або міста, її приймають оператори систем розподілу (ОСР). Це компанії, які раніше здебільшого називали обленерго. Наприклад, у Київській області ДТЕК Київські регіональні електромережі (у Києві – ДТЕК Київські електромережі), у Львівській – ПрАТ “Львівобленерго”. ОСР – це переважно приватні компанії.
Оператори систем розподілу відповідають за місцеві електромережі: розподільчі підстанції, трансформаторні підстанції, повітряні та кабельні лінії. Вони доставляють електроенергію від магістральної мережі до конкретних населених пунктів, районів, вулиць, будинків і підприємств.
На цьому етапі відбувається подальше зниження напруги. Наприклад, електроенергія може надходити на розподільчу підстанцію з напругою 110 кВ, після трансформації передаватися мережею 10 кВ, а на місцевій трансформаторній підстанції перетворюватися на 0,4 кВ.
Місцева трансформаторна підстанція знижує напругу до рівня, придатного для побутового використання. В Україні стандартна номінальна напруга низьковольтної мережі становить 230 В для однофазного підключення та 400 В для трифазного. Тому якщо раптом у вашій розетці надто висока або надто низька напруга – це зона відповідальності ОСР (обленерго).
Саме обленерго відповідають також за графіки відключень. Адже Укренерго своїм розпорядження вказує кількість черг відключення. А як саме формуватиметься графік уже вирішує обленерго.
До речі, споживачі купують електроенергію не в ОСР, а в енергопостачальних компаній. Хоча, у більшості регіонів це рідні сестри обленерго. Просто тепер за законодавством діяльність з розподілу електроенергії і її продажу має бути розділена. Тому формально колишні обленерго розділили на два окремі підприємства. Хоча населення все ще платить один тариф за електроенергію, який включає також витрати на розподіл.
Щодо промислових споживачів, то у них схема ще складніша. Вони платять окремо за передачу електроенергії Укренерго, окремо – за розподіл ОСРу, і окремо – за саму електроенергію постачальнику.