Инцидент в Хитроу

В 23:21 четверга, 20 марта 2025 года, произошло аварийное отключение одного из магистральных трансформаторов SGT3 подстанции 275/66 кВ Хайд Север (North Hyde), расположенной в западной части Лондона. Результатом аварии стало последующее аварийное отключение двух других трансформаторов, SGT1 и SGT2, что в свою очередь, оставило без электроэнергии тысячи потребителей, включая лондонский аэропорт Хитроу.

В настоящей статье рассматриваются основные выводы, описанные в докладе об инциденте, подготовленном NESO (National Energy System Operator), национальным оператором энергосети Соединённого Королевства. Доклад был опубликован 30 июня 2025 года и доступен по ссылке:

https://www.neso.energy/news/final-report-review-north-hyde-substation-outage

Описание сети

Подстанция 275 кВ Хайд Север расположена в западной части Лондона и находится в управлении NGET (National Grid Electricity Transmission) и передаёт электроэнергию на подстанции более низкого класса напряжения, в том числе 66 кВ.

На подстанции находятся три трансформатора 275 кВ: SGT1, SGT2 и SGT3. Трансформаторы SGT1 и SGT3 были введены в 1968 и расположены в непосредственной близости друг от друга. Трансформатор SGT2 был введён в 2010 году и расположен на расстоянии более 30 метров от SGT1 и SGT3. Схематичное расположение трансформаторов на подстанции показано на рисунке ниже.

Режим работы подстанции предполагает постоянную работу трансформаторов SGT1 и SGT3 и нахождение третьего трансформатора SGT2 в горячем резерве. Переключение на резервный трансформатор происходит автоматически при отключении одного из двух работающих трансформаторов.

Одним из наиболее важных потребителей подстанции Хайд Север является аэропорт Хитроу. При этом система электропитания аэропорта использует три независимых источника электроэнергии. Источники работают независимо друг от друга и питают разные подразделения и системы аэропорта. Цепи потребителей этих источников не пересекаются. Переключение потребителей между разными источниками питания аэропорта возможны, но требуют большого количества оперативных переключений. Одним из источником является подстанция Хайд Север по стороне 66 кВ, обеспечивая электроэнергией один из терминалов и несколько ключевых систем аэропорта.

Упрощённая схема электропитания Хитроу показана на рисунке ниже.

Ход инцидента

Инцидент начался в 23:21 20 марта, когда аварийно отключился трансформатор SGT3. В момент отключения были зарегистрированы многочисленные сигналы аварии с последующим отключением трансформатора от сети 275 кВ защитой. Это привело к питанию всей подстанции только через один трансформатор SGT1 и автоматическому вводу в работу трансформатора SGT2. Однако оба работающих трансформатора, SGT1 и SGT2, питались через одно присоединение 275 кВ.

Через 28 минут после отключения SGT3 сработала защита трансформатора SGT1 и отключила его. При этом, поскольку фактическое питание SGT2 происходило от того же присоединения 275 кВ, отключение SGT1 привело также и к отключению SGT2, что оставило подстанцию без напряжения 275 кВ и, в свою очередь, без 66 кВ.

Эти события привели к отключению от сети потребителей двух распределительных компаний: 66919 потребителей SSEN (Scottish and Southern Electricity Networks, одна из распределительных компаний Соединённого Королевства) и 4736 потребителей независимых распределительных компаний. Одним из потребителей являлся аэропорт Хитроу, некоторые из критических систем которого получали электроэнергию от Хайд Север.

Первое сообщение о пожаре на трансформаторе SGT3 поступило на пульт пожарной службы Лондона в 23:22. В 23:28 пожарная бригада была у внешнего ограждения подстанции. В 23:50 дежурный инженер NGET (компания-оператор подстанции). К 06:00 пятницы, 21 марта, было подтверждено, что пожарная бригада может безопасно приступить к тушению пожара.

Точный ход событий инцидента показан в списке ниже.

Четверг, 20 марта

23:21 Аварийное отключение SGT3

23:21 Автоматический перевод мощности с SGT3 на SGT2

23:22 Первое сообщение о пожаре на Хайд Север поступает на пульт пожарной службы Лондона

23:28 Пожарная бригада прибывает на Хайд Север

23:49 Аварийное отключение SGT1 и SGT2, линии 66 кВ на Хайд Север обесточиваются, оставляя без электроэнергии 71665 потребителей, включая Хитроу

Пятница, 21 марта

00:47 SSEN восстанавливает электроснабжение около 42000 потребителей

01:11 Менеджмент Хитроу принимает решение временно закрыть аэропорт из-за аварии

06:25 Электроснабжение Хитроу восстанавливается благодаря переводу электропитания на другие источники

09:49 Линии 66 кВ подстанции Хайд Север переведены на цепи от подстанции Ивер

12:24 Электропитание всех потребителей восстановлено

13:30 Хитроу частично восстанавливает работу

Суббота, 22 марта

00:55 Начинается ввод в работу трансформатора SGT2 подстанции Хайд Север

02:22 SGT2 введён в работу

19:22 Линии 66 кВ Хайд Север отключены от подстанции Ивер и переведены на работу от собственных трансформаторов

Причины инцидента

В докладе рассматриваются два основных события инцидента: аварийное отключение SGT3 и SGT1.

SGT3

К расследованию отключения SGT3 были привлечены специалисты компании Doble. Расследование показало бездефектное состояние РПН и основного бака. Однако результаты разбора вводов показали проникновение влаги в масляную изоляцию ввода фазы C, разрушение которого привело к пожару. Были обнаружения свидетельства произошедшей дуговой эрозии в изоляции ввода, вызванной ухудшением изоляционных свойств ввода из-за попадания влаги. Однако характер повреждений сделал невозможными более детальные выводы о причине дефекта.

История обслуживания SGT3 включает в себя проведённые в июле 2018 года замеры влажности изоляции вводов. В ходе замеров был обнаружен недопустимо высокий уровень влажности ввода фазы C, который, согласно регламенту NGET, свидетельствует об “угрозе аварии и необходимости замены ввода”. Регламент предписывает запрет на ввод трансформатора в работу до замены ввода или до принятия иных мер по исправлению ситуации. Несмотря на то, что данные влажности были зарегистрированы, никаких мероприятий по устранению избыточной влаги проведено не было. После этого, в декабре 2020 года, NGET провела пересмотр внутренних регламентов и определила более чёткое распределение ролей и перечня действий при работе с результатами анализа влажности. Однако пересмотр не включал в себя ретроспективную оценку уже имеющихся данных и выработку перечня действий по реагированию на них.

Мероприятия по обслуживанию SGT3 были запланированы на март 2024, однако проведены не были. Перед этим, в октябре 2021 года планировался вывод SGT3 из работы для проведения планового обслуживания. Однако SGT3 не выводился из работы из-за проведения более приоритетных работ на подстанции. Затем вывод из работы был запланирован на октябрь 2022 года, однако он также не состоялся из-за проблем с SGT1, начавшихся незадолго до планируемой даты вывода SGT3. Начиная с декабря 2022 года были запланированы дополнительные замеры параметров работы SGT3, в частности - радиочастотные и термографические замеры. Несмотря на то, что такие замеры не могли напрямую указать на увлажнение изоляции ввода, они могли указать на вторичные проявления признаков увлажнения. Однако никаких аномалий в измерениях найдено не было. Запланированные на сентябрь 2024 года мероприятия по обслуживанию также не состоялись из-за аварии на соседней подстанции Ивер, которая означала, что оборудование на Хайд Север нельзя было выводить из работы. Следующий вывод SGT3 из работы был запланирован на май 2025 года, однако позже был перенесён на ноябрь.

Решение об установке на подстанции NGET систем онлайн-мониторинга рассматривалось, однако при оценке приоритетности подстанций для установки таких систем рассматривались такие факторы, как количество населения, получающего электроэнергию от подстанции, возраст и данные о режиме работы оборудования. По совокупности этих критериев решение об установке системы мониторинга на подстанции Хайд Север принято не было.

SGT1

Через 28 минут после аварийного отключения SGT3 сработала аварийная защита SGT1. Основными причинами отключения SGT1 были, наиболее вероятно, повреждение высоковольтных вводов и шкафа присоединений SGT1 осколками ввода SGT3 и высокой температурой от пожара на SGT3. Несмотря на то, что стандарты организации подстанций NGET регламентируют наличие значительного расстояния и физического барьера между соседними маслонаполненными трансформаторами, на момент ввода в работу SGT1 и SGT3, в 1968 году, стандарты не были приняты и трансформаторы были установлены в непосредственной близости друг от друга. На изображениях ниже показаны снимки, выполненные дронами пожарной службы Лондона. На обоих снимках видно, как близко был расположен к SGT3 шкаф соединений SGT1.

Одним из факторов, повлиявших на повреждение шкафа SGT1, был ветер. Во время пожара ветер дул от SGT3 в сторону находившегося рядом шкафа SGT1 и от также находившегося рядом шкафа SGT3. В результате, шкаф SGT1 получил значительные повреждения, в то время, как шкаф SGT3 остался практически нетронутым.

Помимо ветра, аварийному отключению SGT1 поспособствовали фрагменты ввода SGT3, которые разлетелись по территории подстанции из-за взрыва ввода. Наиболее вероятно, разлетевшиеся осколки вместе с воздействием огня и температуры привели к пробою изоляции ввода фазы A SGT1 и последующему срабатыванию защиты. Однако точную причину отключения SGT1 выяснить не удалось из-за повреждения шкафа соединений, которое привело к многочисленным зарегистрированным сигналам неисправности, которые “затёрли” данные о срабатывании защиты на отключение SGT1.

Из-за организации схемы питания последнего оставшегося в работе трансформатора, SGT2, отключение SGT1 и SGT3 привело также и к его отключению, после чего все потребители, подключённые к Хайд Север, остались без электроэнергии.