الخسائر والأعطال ووقت التعطل: عواقب انقطاع التيار الكهربائي الطارئ وطرق تحييدها

لا يزال إمداد الكهرباء المستقر موضوعًا مؤلمًا للبشرية ، ولا تعاني البلدان النامية فقط من الانقطاعات والانقطاعات المفاجئة للتيار الكهربائي. على سبيل المثال ، في عام 2019 ، احتلت الولايات المتحدة المرتبة الأخيرة في قائمة 20 دولة ذات أعلى جودة في إمدادات الكهرباء ، بعد البحرين وسلوفاكيا وكازاخستان. لم تدخل روسيا حتى هذه المراكز العشرين الأولى. لذلك ، في هذا المنشور ، قررنا التحدث عن انقطاع التيار الكهربائي والحوادث وانقطاع التيار الكهربائي غير المخطط له ، فضلاً عن عواقبها على السكان العاديين والشركات.



الكهرباء هي أهم مورد اليوم. ندرك ذلك عندما نكتشف يومًا ما أنه بدون كهرباء لا ماء ولا تدفئة ولا طعام طازج ولا اتصال بالعالم الخارجي في المنزل ولا توجد حركة مرور وإضاءة عادية في المدينة. هذه صورة غير سارة للغاية بالنسبة لشخص عادي ، كما أن هناك خسائر فادحة بالنسبة للأعمال التجارية والصناعية. يمكن للمرء أن يعترض ويقول إن الانقطاعات والحوادث المخطط لها لا تحدث كثيرًا ، لكن الإحصاءات العالمية تدحض ذلك.

إحصائيات انقطاع التيار الكهربائي في روسيا والعالم

وفقًا لشركات شبكات التوزيع الأقاليمية (IDGC) التابعة للاتحاد الروسي ، فإن عدد حالات انقطاع التيار الكهربائي غير المرتبطة بالإصلاحات المخطط لها وتحديث شبكات الطاقة في روسيا في عام 2017 وحده تجاوز 20000 في بعض المناطق. وهذا يمثل حوالي 55 انقطاعًا في اليوم ، على الرغم من انتشارها جغرافيًا عبر مساحة شاسعة من البلاد. تترجم إلى "لقطات" لشبكات الإمداد بالطاقة ، على سبيل المثال ، في مركز IDGC ومنطقة الفولغا ، وهذا هو 108.29 انقطاع لكل 1000 كيلومتر من الشبكات المخدومة (أو 29368 انقطاعًا سنويًا).



لم يحسن وباء COVID-19 هذا العام الوضع: خلال فترة العزلة الذاتية ، بدأ الناس في قضاء المزيد من الوقت في المنزل ، فيما يتعلق بزيادة الحمل على شبكة الكهرباء ، مما أدى إلى وقوع حوادث وانقطاع التيار الكهربائي. في منطقة موسكو وحدها ، في أبريل 2020 ، زاد عدد حالات الانقطاع الطارئ بنسبة 42٪ (490 حالة في عام 2020 مقابل 345 حالة في عام 2019). كما يعقد الوباء صيانة الشبكات ومحاربة الحوادث بسبب الاهتمام بصحة الموظفين وتقليل عدد المهندسين الكهربائيين المناوبين لفترة العزل الذاتي. وهذا يحدث في جميع أنحاء العالم - على وجه الخصوص ، في مارس وأبريل ، ظهرت رسائل من هذا النوع على موقع Bloomberg.com وفي وسائل الإعلام البريطانية.



لا يقل تأثير الوضع الاقتصادي في البلاد على وتيرة وشدة الإغلاق. وبالتالي ، وفقًا لبيانات عام 2019 ، بسبب انقطاع التيار الكهربائي في جنوب إفريقيا ، تحدث حالات انقطاع "مخططة" بشكل منتظم ، والتي ترتبط في الواقع بأزمة الطاقة وعدم قدرة شركات التوليد والشبكات على تلبية احتياجات السكان والصناعة بشكل كامل. ونتيجة لذلك ، انخفض الناتج المحلي الإجمالي للبلاد (بنسبة 3.1٪ في الربع الأول وبنسبة 0.6٪ في الربع الثالث) ، وكانت المناجم - وهي جزء رئيسي من اقتصاد البلاد - معطلة ، فضلاً عن مشاكل النقل وتفاقم الوضع السياسي.



وفي ألمانيا الأكثر استقرارًا اقتصاديًا ، أدى الاستخدام النشط للطاقة "الخضراء" ، على العكس من ذلك ، إلى حقيقة أن متوسط ​​وقت الإغلاق لكل مستخدم سنويًا انخفض من 15.0 إلى 13.9 دقيقة (أكثر من 7٪) ويستمر في الانخفاض. ومع ذلك ، هذا ليس مفاجئًا ، نظرًا لأن ألمانيا هي واحدة من أكثر الدول التي تتمتع بإمدادات كهربائية مستقرة.

الأسباب الرئيسية للإغلاق الطارئ

لفهم أصول هذه الإحصائيات ، يجدر النظر في نظام الإمداد بالطاقة نفسه وأسباب الحوادث فيه.



يتم توليد الكهرباء في محطات توليد الطاقة بأنواعها المختلفة ، والتي يمكن أن تقع على مسافة كبيرة من المستهلك ، لأسباب تتعلق بالسلامة وبسبب موقع الموارد اللازمة. ثم يتم توجيه هذه الطاقة من خلال شبكات النقل عالية الجهد إلى المحطات الفرعية ومحطات التحويل ومن خلال شبكات التوزيع لتوجيه المستهلكين. يبلغ الطول الإجمالي لهذه الشبكات في جميع أنحاء البلاد عشرات ومئات الآلاف من الكيلومترات ، ويعني وقوع حادث في أي محور رئيسي أن المستهلك النهائي لديه فرصة للترك بدون كهرباء.



يجب أن يكون مفهوماً أن أسباب الحوادث والانقطاعات لا يمكن أن تكون تأثيرات "ميكانيكية" فحسب ، بل قد تكون أيضًا ، على سبيل المثال ، اختلالًا حادًا بين إنتاج واستهلاك الكهرباء في منطقة معينة. بسبب هذا الخلل ، يمكن أن يحدث انخفاض في وتيرة التيار في الشبكة والجهد ، مما يؤدي إلى فشل الأتمتة في المحطات الفرعية.



بشكل مشروط ، يمكن تقسيم أسباب الحوادث إلى عدة أنواع:

• زيادة حادة في استهلاك الكهرباء - يمكن أن يؤدي الاستخدام النشط للغاية لمكيفات الهواء في الصيف والسخانات الكهربائية في الشتاء إلى زيادة الحمل على شبكة الطاقة ، مما يؤدي إلى حدوث نفس الخلل الذي يؤدي إلى وقوع حوادث وأعطال في النظام ؛
• — , ;
• — , , , - .

تعتبر النتيجة الأكثر انتشارًا لانقطاع التيار الكهربائي هي انقطاع التيار الكهربائي ، أي انقطاع التيار الكهربائي الهائل في منطقة كبيرة نسبيًا مع تغطية كبيرة للمستخدمين.



في روسيا ، لا يحدث انقطاع كبير للتيار الكهربائي في كثير من الأحيان ، ولكن من بين الأنواع المعروفة ، تجدر الإشارة إلى الحادث الذي وقع في محطة سايانو-شوشينسكايا للطاقة الكهرومائية ، والذي وقع في أغسطس 2009 بسبب إجهاد الهياكل المعدنية وتدميرها ، وأدى إلى إغلاق قصير الأمد لعدد من المؤسسات الصناعية في سيبيريا ونقص إمدادات الطاقة في العديد من المستوطنات. مناطق البلاد.



في الولايات المتحدة ، كان أحد أكبر حالات انقطاع التيار الكهربائي "ليلة الخوف" في نيويورك في يوليو 1977 ، عندما ضرب البرق أثناء عاصفة رعدية كبرى عدة محطات فرعية على ضفاف نهر هدسون في وقت واحد ، وتم فصل الطاقة عن المدينة لمدة يوم تقريبًا. حصل هذا التعتيم على اسمه ليس بسبب وقت الإغلاق (حوالي العاشرة مساءً) ، ولكن بسبب أعمال الشغب والنهب التي اجتاحت المدينة. ومن المثير للاهتمام ، أنه في نفس اليوم ، 13 يوليو ، بالفعل في عام 2019 ، حدث انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع في المدينة ، ولكن دون مثل هذه العواقب الكارثية.



تكون أسباب الحوادث وانقطاع التيار الكهربائي أحيانًا غير ضارة بدرجة كافية. على سبيل المثال ، في فلوريدا في عام 2019 ، كان انقطاع التيار الكهربائي والتأخير لمدة 40 دقيقة تقريبًا في إحدى مباريات البيسبول الرئيسية ناتجًا عن سقوط عش طائر في محطة فرعية محلية ، وفي مايو من ذلك العام ، صعد ثعبان إلى قاطع الدائرة في محطة فرعية في جرين كاونتي بولاية تينيسي ، دون ترك الكهرباء. 000 مستهلك.

التداعيات على مستهلكي الكهرباء

من الحالات المضحكة (وغير المضحكة) للحوادث الكبرى وانقطاع التيار الكهربائي ، فلننتقل إلى عواقبها على المستهلكين ، والتي لا يمكن وصفها بأنها مضحكة بعد الآن. بالنسبة للمواطن العادي في الدولة ، يمكن أن يكون انقطاع التيار الكهربائي على المدى القصير مفاجأة غير سارة ، ونتيجة لذلك ، على سبيل المثال ، يتم تفريغ الهاتف الذكي أو الكمبيوتر المحمول أو الجهاز اللوحي ، وسوف يتم تذويب الطعام في الثلاجة. سيكون الأمر أسوأ بكثير إذا كان هناك ارتفاع حاد في الطاقة قبل الإغلاق ، ولا توجد مفاتيح تبديل تلقائية مثبتة في المنزل يمكن أن تعوض عن ذلك. ثم في العواقب ، يمكنك إضافة الأجهزة المنزلية والأجهزة الكهربائية المحترقة ، والتي سيكلف استبدالها وإصلاحها أكثر من ذلك بكثير.



بالنسبة للأعمال والإنتاج ، عادة ما تكون العواقب أكثر خطورة: تفقد الشركات إمكانية الوصول إلى مستنداتها وقواعد بياناتها ، أو يتم نقلها إلى "السحابة" أو ببساطة في شكل رقمي ، وتنقطع البنية التحتية للشبكة والتواصل مع الخوادم ، وتظهر مخاطر السمعة والمشاكل مع العملاء. والتي من المستحيل توقيع عقد في الوقت المحدد أو تحويل الأموال في البرامج المالية. إن العواقب على المجالات المهمة اجتماعيا ، على سبيل المثال ، بالنسبة للطب ، تكون أكثر خطورة.



تقدر وزارة الطاقة الأمريكية أن الخسائر الناجمة عن الحوادث وانقطاع التيار الكهربائي تكلف اقتصاد البلاد 150 مليار دولار سنويًا. كيف يتم الحصول على هذه الأرقام؟ وهي تتكون من خسائر فردية للشركات والمواطنين. على سبيل المثال ، بالنسبة لمركز بيانات متوسط ​​الحجم ، كل دقيقة تعطل في عام 2016 تكلف ما يقرب من 9000 دولار ، أي أن اليوم بدون كهرباء بسبب انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع سيكلف أكثر من 12 مليون دولار!



في الإنتاج ، تبين أن هذه الأرقام أعلى بسبب حقيقة أن بعض المنشآت الصناعية لم تتكيف ببساطة مع انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ. يمكن أن تؤدي اضطرابات نظام الطاقة إلى أعطال مكلفة بالمعدات وتعطل الإنتاج ، وتعطل سلسلة التوريد ، وفقدان المواعيد النهائية الضخمة وفواتير الإصلاح. على سبيل المثال ، قد يكلف إغلاق مصنع للأجهزة المنزلية في شهر يناير بسبب انقطاع التيار الكهربائي لمدة دقيقة واحدة ، وفقًا للخبراء ، عدة ملايين ، وقدرت فترة التوقف لمدة نصف ساعة في عام 2018 بنحو 44 مليون دولار.

الإجراءات الوقائية وطرق التعامل مع العواقب

كما هو الحال مع عواقب انقطاع التيار الكهربائي ، يجب تقسيم طرق منع وتخفيف التأثير على الأعمال والمستخدمين إلى عدة فئات



بالنسبة للدولة ، فإن أهم جزء في منع انقطاع التيار الكهربائي والحوادث هو تحفيز شركات الطاقة على تنفيذ الإجراءات الوقائية والصيانة في الوقت المناسب. إن مراقبة حالة جميع مرافق البنية التحتية والتمويل الكافي والمراقبة والتحكم في مستوى إنتاج واستهلاك الكهرباء سيساعد في تجنب الحوادث بسبب العامل البشري وتقادم المعدات وانهيارها ، ويقلل من تأثير الظواهر الطبيعية على إمدادات الكهرباء.



بالنسبة للأعمال ، تأتي حماية البنية التحتية والمعدات في المقام الأول ، وبالتالي تظل أهم طرق الصراع هي التكرار في الطاقة ، خاصة في المرافق الحيوية ، والتي يجب أن تعمل بشكل مثالي على الرغم من انقطاع التيار الكهربائي. يمكن المساعدة في ذلك من خلال وحدات UPS المتخصصة للشركات المتوسطة والصغيرة. على وجه الخصوص ، تشتمل وحدة UPS في إيتون على السلسلة 5 ، والتي تتضمن طرازي 5P و 5PX من إيتون لحماية تكنولوجيا المعلومات ومعدات الشبكة.





Eaton 5PX عبارة عن جهاز UPS تفاعلي 2200 VA بكفاءة تصل إلى 99 ٪ مصمم لحماية الخوادم ومعدات الشبكة وأنظمة التخزين و VoIP. المصدر: إيتون



بالنسبة للمستهلكين ، فإن أهم شيء هو الحد من تأثير الزيادات المفاجئة في الجهد والحفاظ على معداتهم ، بحيث يكون الحل الأفضل للمباني السكنية هو قواطع الدوائر عالية الجودة وغيرها من الأجهزة الوقائية التي يمكنها الاستجابة على الفور للدوائر القصيرة والجهد وانقطاع التيار الكهربائي. تعتبر أجهزة UPS والمولدات أقل أهمية في هذه الحالة ، ولكنها ستساعد في إيقاف تشغيل أجهزة الكمبيوتر أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة بشكل صحيح أو شحن أجهزتها أو الانتظار لفترة قصيرة من انقطاع التيار الكهربائي.