15
Повышение живучести приводит к повышению безопасности, но
повышение безопасности не всегда приводит к повышению живучести.
Например, от размещения тех или иных объектов ЭЭС (в частности,
электрических станций) на местности зависит безопасность ЭЭС, но это не
оказывает влияния на живучесть и безотказность ЭЭС
9
.
Таким образом, причины, влияющие факторы и средства обеспечения
безотказности и живучести, с одной стороны, и безопасности – с другой
стороны, могут отличаться друг от друга.
Существует объективная потребность в приведении в соответствие двух
взаимосвязанных понятий: энергетической безопасности и безопасности систем
энергетики (электроэнергетические, газо-, нефте-, тепло-, углеснабжающие и
ядерно-энергетические системы).
На рисунке 2 показано соотношение энергетической безопасности и
безопасности систем энергетики.
Рисунок 2 - Соотношение энергетической безопасности к
безопасности систем энергетики
Понятие энергетической безопасности является более общей проблемой,
которая позволяет учитывать по сравнению с безопасностью систем энергетики
широкий спектр угроз − экономические, социально-политические,
внешнеэкономические и внешнеполитические, техногенные, природные и
9
Дубицкий М. А. Обеспечение безопасности электро-энергетических систем при
аварийном отключении крупных электрических станций // Современные технологии.
Системный анализ. Моделирование. 2011. Вып. 2 (30). С. 174–178.
16
управленческо-правовые угрозы. Проблема безопасности систем энергетики, как
«аварийная» безопасность, является частью проблемы энергетической
безопасности. Средства обеспечения безопасности систем энергетики (в отличие
от энергетической безопасности) ограничены возможностями самих систем и не
позволяют компенсировать последствия воздействия этих угроз
10
.
При исследовании проблем безопасности систем энергетики, их надо
рассматривать в тесной взаимосвязи с экологической безопасностью и
национальной безопасностью На рисунке 3 показано соотношение различных
видов безопасности.
Рисунок 3 - Соотношение видов безопасности
Проблема безопасности ЭЭС (в отличие от энергетической безопасности)
не учитывает и то обстоятельство, что неполнота безопасности может
проявиться в нормальных условиях работы ЭЭС. В частности, отрицательные
воздействия ГЭС могут проявиться в постоянном и временном затоплении
плодородных земель. Возникновение в водохранилище застойных зон из-за
уменьшения проточности и турбулентности воды может быть причиной
изменения гидрохимического состава воды, в результате чего вода может стать
непригодной для водоснабжения. Увеличение влажности, повышение
10
Кондраков О.В. Принципы и условия обеспечения энергетической безопасности // Вестник
ТГУ. 2013. №8 (124). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/printsipy-i-usloviya-obespecheniya-
energeticheskoy-bezopasnosti.
17
облачности, усиление ветра в районе водохранилищ и увеличение его
повторяемости приводят к повышению заболеваемости населения из-за
изменения климатических условий
11
.
В настоящее время нет общепринятого определения энергетической
безопасности ни в России, ни за рубежом. Анализ проблемы энергетической
безопасности показывает, что она должна учитывать требования личности,
общества, государства, экономики в обеспечении их потребности
энергетическими ресурсами. Ресурсами, которые должны быть экономически
доступны и иметь приемлемое качество. При этом не должны допускаться
ситуации, опасные для людей и окружающей среды. Предлагаемое определение
должно быть таким, чтобы с его помощью можно было получить полное
представление о содержании проблемы энергетической безопасности. С учетом
рекомендаций, может быть предложена следующая трактовка энергетической
безопасности. Энергетическая безопасность – это состояние защищенности
граждан, общества, государства, экономики от угроз дефицита в обеспечении их
потребностей в энергии экономически доступными энергетическими ресурсами
приемлемого качества, от угроз нарушений бесперебойности энергоснабжения и
возникновения ситуаций, опасных для людей и окружающей среды
12
.
Таким образом, организация безопасности электроэнергетических и
электротехнических систем предприятия должна отвечать комплексным
требованиям безопасности. Поэтому обеспечение безопасности различных
систем энергетики и энергетической безопасности должно выполняться с учетом
требований энергетической, экологической и национальной безопасности.
Зачастую проблема экологической безопасности выходит на первый план.
Известны факты отказа от реализации энергетических проектов, имеющих
значительный экономический эффект, в пользу интересов охраны окружающей
среды, а также национальной безопасности.
11
Мироненко Я.В. Обеспечение безопасности на объектах электроэнергетической отрасли.
Обзор существующих угроз и средств защиты от них.// «Алгоритм Безопасности», № 3, 2017
12
Плужник М.В. Энергетическая безопасность и угрозы ее обеспечения в современной
экономике России / М.В. Плужник, М.А. Сапрыкина // Российское предпринимательство. -
2018. - № 14 (288). - С. 48 - 56.
18
1.3. Проблемы управления безопасностью электроэнергетических и
электротехнических систем предприятия
Энергетическая безопасность имеет как разные, так и одинаковые
аспекты для стран, импортирующих и экспортирующих энергетические
ресурсы. Если рассматривать такой аспект, как «надежность энергоснабжения»,
то для Европы термин «энергетическая безопасность» означает необходимость
диверсификации и доступ к различным источникам энергии и их поставщикам.
Для России – устойчивое долгосрочное снабжение страны собственными
энергоресурсами. Кроме того, должны быть резервы с учетом возможных
поставок энергоресурсов за рубеж. Если рассматривать такой аспект, как
«безопасность энергоснабжения», то он одинаков для всех стран. На
«аварийную безопасность» (безопасность систем энергетики) приходится
существенная доля
13
. Достаточно вспомнить некоторые из крупных аварий за
последние 30 лет – на Чернобыльской АЭС, на Саяно-Шушенской ГЭС, на АЭС
«Фукусима-1», на нефтяной платформе компании British Petroleum. Крупные
аварии в системах электроснабжения – Московская системная авария 2005г,
системная авария в Санкт-Петербурге 2010г., авария в ЭЭС Бразилии в 2009 г,
авария в ЭЭС США и Канады в 2003г. Крупные аварии были в ЭЭС Европы.
Рассматривая безотказность, живучесть и безопасность ЭЭС, следует
отметить, что причины, влияющие факторы и средства обеспечения
безотказности, живучести и безопасности могут отличаться друг от друга.
Повышение живучести предполагает собой повышение безотказности, а также
использование специальных средств, предотвращающих каскадное развитие
аварий. Повышение живучести ЭЭС приводит к повышению безопасности, но
повышение безопасности не всегда приводит к повышению живучести.
Повышение безопасности ЭЭС не всегда приводит к повышению безотказности
и может даже привести к некоторому ее снижению. Предлагаемое определение
энергетической безопасности позволяет получить более полное представление о
13
Энергетическая безопасность: сущность, основные проблемы, методы и результаты
исследований: электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.ecfor.ru/pdf.
php?id=seminar/energo/ (Дата обращения: 05.12.2019).
19
содержании этой проблемы. Проблема безопасности ЭЭС (как «аварийная»
безопасность) является составной частью проблемы энергетической
безопасности. Крупные аварии за последние 30 лет в ЭЭС разных стран
свидетельствуют о необходимости более пристального внимания к проблеме
безопасности ЭЭС.
Плотина ГЭС - структурно сложное сооружение. В ее состав входят:
глухие плотины, через гребень которых не проходит вода, станционные
плотины, через которые вода из водохранилища поступает в камеры с
турбинами, вращающими валы электрогенераторов, водосливные плотины,
через которые сбрасывается вода для регулирования ее уровня в
водохранилище. Система водосброса - один из ключевых элементов гидроузла.
Уровень воды в перекрытой плотиной реке может значительно колебаться в
зависимости от времени года и климатических факторов, таких как таяние снега
и льда в верховьях реки или проливных дождей
14
.
Неконтролируемый сброс воды из верхнего бьефа (63,5 и 54,0 h-10 ) или
незначительное разрушение плотины злоумышленниками/террористами может
привести к разрушению конструкции всей плотины. В этом случае гибель людей
в близлежащих населенных пунктах неминуема. Вода несет в себе огромную
разрушительную силу, способную разрушить дома, объекты инфраструктуры,
унести жизни людей, нанести огромный материальный ущерб, что, несомненно,
приведет к катастрофе. Именно поэтому плотину необходимо поддерживать в
рабочем состоянии, либо по истечении определенного срока гидроузел должен
быть демонтирован, а водохранилище слито или превращено в замкнутый
водоем.
Плотина и другие гидротехнические сооружения должны быть
оборудованы современными средствами безопасности и мониторинга,
способными предупредить и предотвратить действия, направленные на
разрушение или повреждение сооружений ГЭС.
14
Ворона В.А., Тихонов В.А. Инженерно-техническая и пожарная зашита объектов. М.:
Горячая линия — Телеком, 2018.
20
Ежегодно в мире на гидроузлах происходит около 3000 аварий. Из них
значительное число повреждений наблюдается в период прохождения
катастрофически сверхвысоких половодий и паводков, что связано, как правило,
с недостатками проектно-технических решений, а также вследствие плохой
работы эксплуатационных служб.
Более 50% существующих гидротехнических сооружений считаются
опасными, поскольку в нижнем бьефе прудов и водохранилищ расположены
населенные пункты, объекты экономики и социальные инфраструктуры. Это
означает, что люди живут под угрозой, проистекающей от возможных аварий на
ГЭС. Зачастую плотины расположены настолько близко к городам, что в случае
тяжелых аварий, например прорыва плотины, у жителей близлежащих
населенных пунктов совершенно не останется времени для эвакуации,
поскольку волна распространяется очень быстро. Прорыв плотин неизбежно
приведет к многочисленным жертвам. Кроме того, известны случаи боевого
разрушения плотин и агрегатов ГЭС.
Исходя из системы угроз, представляющих опасность для любой ГЭС,
технологического оборудования, продукции и систем жизнеобеспечения,
создается система физической защиты (СФЗ), которая в процессе
жизнедеятельности инфраструктуры объекта постоянно совершенствуется и
модернизируется в связи с изменением внешних и внутренних угроз.
Степень тех или иных угроз определяется для каждого конкретного
объекта, а иногда и для каждой конкретной технологической установки
отдельно. В ряде случаев, в частности для высоко- и средненапорных ГЭС
больших и средних мощностей, формулировка задач их безопасности является
прерогативой государства
15
. Здесь под угрозой следует понимать любое
действие по отношению к объекту, которое может повлечь серьезную
техногенную катастрофу, гибель большого количества людей, любые
катастрофические последствия (или создание для этого соответствующих
15
Папков Б.В. Надежность электроэнергетики – основа безопасности государства// Экономика
в промышленности. – 2013. - № 4. – С. 23-27.
21
условий), а также возможность совершения крупных террористического или
диверсионного актов.
Для задания оптимальных требований к СФЗ ГЭС конкретный перечень
угроз должен учитываться и прорабатываться уже при строительстве объекта.
Обычно при проектировании СФЗ за основу принимается террористическая и
диверсионная угрозы, для которых и проводят соответствующие расчеты
16
.
Анализ имевших место в последние годы в России и других странах
террористических акций позволяет выделить следующие возможные общие
сценарии действий террористов, преступных элементов или психически
больных лиц в отношении ГЭС
17
:
- проникновение на объект и захват заложников;
- проведение террористических актов с нанесением крупного
материального ущерба объекту;
- осуществление действий, направленных на создание панических
настроений и психологической неустойчивости.
Особую опасность несут в себе плотины ГЭС, поскольку именно их
разрушение может привести к экологической катастрофе и гибели большого
количества людей.
Таким образом, электроэнергетические сооружения должны быть
оборудованы современными средствами безопасности и мониторинга,
способными предупредить и предотвратить действия, направленные на
разрушение или повреждение этих сооружений. Комплекс технических средств
инженерно-технической и физической защиты ГЭС должны отвечать
современным требованиям противодействия к угрозам и быть реализованным на
базе единого технического комплекса, с управлением всеми элементами
интегрированной системы безопасности из единого ситуационного центра.
16
Насырова З. Р. Проблемы энергетической безопасности //Теоретические и практические
аспекты развития научной мысли. В. – 2018. – С. 34.
17
Осак А.Б., Панасецкий Д.А., Бузина Е.Я. Человеческий фактор при обеспечении
кибербезопасности объектов электроэнергетики. // Сборник докладов международной
конференции «Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики
энергосистем», Сочи, 1 – 5 июня 2015 г.
22
Глава 2. Анализ системы управления безопасностью
электроэнергетических и электротехнических систем предприятия на
примере Филиала АО «Татэнерго»- Нижнекамская ГЭС
2.1. Организационно-экономическая характеристика предприятия
Филиал Акционерного общества «Татэнерго» - «Нижнекамская
Гидроэлектростанция» создан на основании решения Совета директоров ОАО
«Генерирующая компания» 11.03.2005 г.
В своей деятельности Филиал руководствуется законодательством
Российской Федерации, законодательством Республики Татарстан, Уставом АО
«Татэнерго» и ПОЛОЖЕНИЕМ о филиале Акционерного общества «Татэнерго»
- «Нижнекамская Гидроэлектростанция».
Филиал осуществляет деятельность от имени юридического лица АО
«Татэнерго» (далее – Общество).
Местонахождение: 423807, Республика Татарстан, г. Набережные Челны,
ул. Шлюзовая, 5.
Филиал не является юридическим лицом, действует на основании
Положения.
Филиал самостоятельно, с учетом планов Общества, планирует свою
деятельность, определяет перспективы своего развития.
Филиал имеет незаконченный баланс, входящий в консолидированный
баланс Общества, расчетный и иные счета в учреждениях банков, печать,
штампы и бланки со своим наименованием, товарным знаком, эмблему и другие
реквизиты.
Руководитель Филиала назначается Генеральным директором Общества,
после утверждения Советом директоров Общества и действует на основании
Положения и доверенности, выдаваемой Обществом.
Филиал осуществляет деятельность от имени создавшего его Общества.
Филиал несет ответственность по обязательствам Общества, а Общество
- по обязательствам Филиала.
Целями создания Филиала являются: выработка и снабжение
потребителей промышленности, сельского хозяйства и населения электрической
23
энергией в согласованных объемах на основании нормативов и договоров;
оказание услуг для повышения эффективности и рентабельности работы
общества путем удовлетворения спроса потребителей своей продукции.
Для достижения указанных целей Филиал осуществляет следующие
основные виды деятельности:
- Производство электрической энергии;
- Проектирование, строительно-монтажные, реконструктивные работы,
эксплуатация, изготовление, модернизация, ремонт и наладка объектов
(установок, оборудования и аппаратуры) электроэнергетики.
- Перевозку работников и грузов железнодорожным, воздушным и
автомобильным транспортом. Эксплуатация и ремонт автотранспорта,
спецмеханизмов.
- Обеспечение метрологической подготовки производства.
- Эксплуатация местных линий связи.
- Развитие и совершенствование производственно-технической базы для
повышения квалификации, подготовки и переподготовки кадров. Проведение
подготовки, аттестации, обучения и повышения квалификации кадров.
- Развитие энергетики и электрификации Республики Татарстан в
соответствии с согласованной схемой развития энергосистемы.
- Обеспечение необходимых условий для безопасности труда на
производстве, внедрение новых средств и способов предупреждения
производственного травматизма.
- Осуществление ведомственного энергетического надзора за безопасной
эксплуатацией и техническим состоянием энергоустановок.
- Социальное развитие трудового коллектива.
- Осуществление научно-исследовательской деятельности в области
повышения надежности и экономичности работ оборудования энергоснабжения.
- Участие в реализации региональных программ научно-технического
развития, внедрения прогрессивных технологий.
24
- Участие в реализации региональных программ, кооперации в
строительстве жилья, решение социальных программ, направленных на
повышение жизненного уровня работников, организации их досуга и отдыха.
- Оказание услуг производственного и социально-бытового характера.
- Осуществление внешнеэкономической деятельности.
- Медицинское обслуживание, в том числе санаторное лечение.
- Оптово-розничная торговля.
- Оказание услуг общественного питания.
- Осуществление хранения нефти и продуктов ее переработки.
- Оказание услуг радио- и телефонной связи.
- Организация и проведение оборонных мероприятий по вопросам
мобилизационной подготовки, гражданской обороны, чрезвычайных ситуаций и
защиты сведений, составляющих государственную тайну, в соответствии с
действующим законодательством.
Филиал может в порядке, определяемом Обществом, заниматься другими
видами деятельности, не противоречащими законодательству, а по видам
деятельности, подлежащим лицензированию, после получения соответствующей
лицензии.
В состав основных сооружений гидроузла Нижнекамской ГЭС входят:
здание ГЭС, совмещённое с водосбросом, водосливная плотина, земляные
плотины, судоходный шлюз и ОРУ-500. Гидроэлектростанция - совмещённого
типа, с диффузорными водосбросами над отсасывающими трубами. Здание ГЭС
- длинной 486,6 м. В машинном зале установлено 16 вертикальных
гидроагрегатов с поворотно-лопастными турбинами типа ПЛ 20/811-ВБ-1000 и
синхронными генераторами типа СВ-1477/142-104. Расчётный напор – 12,4 м.
Частота вращения турбины - 57.7 об/мин. Мощность генератора - 78 МВт.
Напряжение на выводах генератора - 13.8 кВ. Возбуждение - тиристорное.
Схема электрических соединений выполнена укрупненными блоками по
четыре гидроагрегата в каждом. Каждый блок, включает в себя, помимо
гидроагрегатов один трёхфазный трансформатор 400 МВ.А. Напряжением 500
кВ. В первом и третьем блоке находятся трансформаторы собственных нужд -