Elektrické okresky a dálnice

Elektrická síť připomíná les, kde větve tvoří přípojky do domů, okrsků, měst a krajů a na koncích větví jsou jednotliví spotřebitelé. Kmeny jsou pak pod zemí propojeny sítí kořenů – vedením vysokého a velmi vysokého napětí. Elektrická síť bývá také přirovnávána k silniční síti s dálnicemi, hlavními silnicemi, okresními či místními komunikacemi a polními cestami.

Jednotlivé části sítě se navzájem liší provozním napětím: 

– domácí síť nízkého napětí pracuje s napětím 230 V [1],

– vedení vysokého napětí má 22 kV nebo 35 kV, 

– páteřní síť velmi vysokého napětí pracující se 110 kV,

– a dálková vedení velmi vysokého a zvláště vysokého napětí mohou mít 220 kV, 400 kV i více jak 1000 kV.

Tyto sítě jsou navzájem propojeny soustavou rozvoden, transformátorů a „vypínačů“ jak na národní úrovni, tak na celoevropské, resp. mezikontinentální úrovni (Evropa–Afrika) [2, 3].

Když vyhodíte pojistky

Domácí síť je paprsková – zapojená „do stromku“ – tedy od hlavního přívodu je rozvětvená do jednotlivých bytů a místností. Pokud tak řečeno „vyhodíte pojistky“, vypadne celý okruh připojený na příslušný jistič čili například celá místnost. Pokud je proudový náraz velký, může vypnout i bytový jistič nebo jistič celého bytového domu. Klasické žárovky měly tendenci v posledním stádiu svého života způsobit uvnitř baňky obloukový výboj a shodit jističe minimálně v celém bytě.

Sítě vysokého a velmi vysokého napětí bývají pro zajištění větší stability zapojeny buď do kruhu, nebo maticově. To znamená, že ke každému bodu takové sítě (rozvodně nebo transformátoru) vedou dva (kruh) nebo více (matice) přívodů. Pokud dojde k přerušení jednoho vedení, proud se k zákazníkovi dostává „z druhé strany“. 

Výpadek dodávky v lokální síti bývá způsoben přetížením a následným odepnutím přetížené větve na úrovni rozvodny. Přitom vypne proud najednou v celé oblasti, která byla napájena z přetížené větve – například celá čtvrť. 

Lavina

V případě velkých problémů se může přetížení a vypínání dál lavinovitě šířit na vyšší sítě, po nichž se neustále přesouvají ohromná množství energie po celé Evropě. Pokud dojde k nerovnováze nabídky a poptávky, tedy do sítě je dodáváno výrazně více proudu, než je z ní odebíráno (případně naopak), je na problém zaděláno. Ke kolapsu dochází s určitým zpožděním, takže v takovém případě „zhasíná země postupně“, ale zpravidla mnohem rychleji než ve filmu. 

Anatomie posledního velkého výpadku proudu na Pyrenejském poloostrově ukazuje, že i když od začátku problému do totálního blackoutu uběhlo asi 5 vteřin, „všechno zhaslo“ v průběhu posledních asi 1,5 vteřiny.

Zatímco výpadek se šíří rychle, opětovné zapojení bývá mnohem pomalejší, protože je to třeba dělat tak, aby nedocházelo k druhotným výpadkům v důsledku místního přetížení. Odpojené zdroje se musí připojovat tak opatrně, aby jejich připojení nezpůsobilo víc škody než užitku.

Závěr

V zásadě dochází při velkém výpadku proudu ke zhasínání podobně jako ve filmu. Filmové zpracování klade důraz na dramatičnost, takže se přece jen od reality liší. Oproti realitě bývá filmové zhasínání pomalejší a postupuje víceméně systematicky, ve skutečnosti mohou okrsky vypadávat „na přeskáčku“ a konečná fáze blackoutu je mnohem rychlejší, protože vypadnou velké rozvodny, takže může zhasnout celé velké území najednou. Většinou se město neponoří do naprosté tmy, protože jsou v něm budovy (například nemocnice, podniky, ale třeba i velké hotely), které mají záložní zdroje. Také většina obytných budov má dnes na schodišti nouzové osvětlení, takže i tady „se svítí“.

Pro Zeptej se vědce odpovídal Michal

Zdroje:

[1] https://www.technicke-normy-csn.cz/csn-en-50160-ed-3-330122-179966.html 

[2] Mapy sítě ČEPS https://www.ceps.cz/cs/

[3] Evropská distribuční síť https://www.entsoe.eu/data/map/ 

Další čtení prověřené autorem: 

Pěkné vysvětlení výroby a rozvodu elektřiny: https://www.ceps.cz/prenosova-soustava-3d/
Počasí za to nemohlo. Co přesně ale vypnulo proud ve Španělsku, zůstává záhadou https://www.novinky.cz/clanek/ekonomika-pocasi-za-to-nemohlo-co-presne-ale-vypnulo-proud-ve-spanelsku-zustava-zahadou-40519361