|
|
страница 1 страница 2 страница 3 ... страница 5 | страница 6
Автоматизированные системы расчета электроснабжения добычных участков как основа безопасности жизнедеятельности угольных шахт
Системы электроснабжения добычных участков, являющихся частью электротехнических комплексов [1, 2] угольных шахт, становятся объектом первоочередного внимания при расследовании причин катастроф и аварий, происходящих в результате как техногенных, так и человеческих факторов. Регламентирующими инструкциями [3, 4] установлен строгий порядок выполнения и утверждения документов типа «Расчет схем электроснабжения очистного забоя (лавы) XXX.XXX». Расчет проводится инженером – представителем электротехнической службы добычного участка (например, механиком участка), проверяется главным энергетиком шахты, утверждается главным инженером шахты, согласовывается с главным энергетиком головного объединения (управления). Алгоритмы расчета формализованы в справочной и методической литературе [5, 6] и проверены многолетним опытом эксплуатации на угольных шахтах России, Казахстана, Украины и других стран. Тем не менее, аварии, связанные с электротехническими комплексами добычных участков, случаются, и вполне резонно возникают вопросы:
1. Существуют ли в исходных алгоритмах расчета допуски, приводящие к возможности выбора неоднозначных решений?
2. Возможна ли установка оборудования и материалов для реализации схем электроснабжения участка из реально имеющихся запасов, но не удовлетворяющих проведенному расчету?
3. Достаточна ли квалификация и ответственность лица, проводящего расчет, и лиц, проверяющих расчет?
4. Какие существуют пути повышения качества документа «Расчет схем электроснабжения участка очистного забоя (лавы)»?
Не пытаясь дать ответы на все вопросы, предположим, что существует возможность создания автоматизированной системы расчета электроснабжения добычных участков (АСР ЭДУ) [7], в которой вероятность проведения некачественного расчета уменьшена до максимально возможного значения. Расчет должен проводиться согласно стандартным алгоритмам расчета (рисунки 1-3) на основании технических данных электроприемников, аппаратуры и коэффициентов, определяемых по [3, 4, 5] и упомянутых в таблице 1.
Рисунок 1 – Составляющие расчета
электроснабжения лавы
Основной алгоритм расчета в общем случае имеет линейный характер [5] (рисунок 1), но входящие в него частные алгоритмы имеют циклическую и разветвленную структуры (рисунки 2, 3).
На рисунках 1-3 и в таблице 1 представлены алгоритмы расчета схем электроснабжения участка АСУ ЭДУ с учетом основного правила формализации: «Последовательность получения исходной информации». В таблице 1 определено множество исходной информации для расчета схем электроснабжения группы электроприемников добычного участка (лавы) с вероятностной оценкой достоверности каждого параметра и/или переменной по принципу оценки вероятности Рi однозначно известной величины равной Рi = 1. Для эмпирических коэффициентов, допусков и ограниче-
Рисунок 2 – Алгоритм расчета и выбора трансформаторной подстанции
Рисунок 3 – Алгоритм расчета и выбора кабеля
ний установлены диапазоны возможных значений и их вероятностей на уровне максимально и минимально возможных значений: Хi = {Хi min, Хi max} с вероятностью соответственно Рi = {Рi min, Рi max}. Примем гипотезу равного веса всех входящих в анализируемый алгоритм коэффициентов, переменных, ограничений и допусков. Тогда достоверность (вероятность) расчета по анализируемому алгоритму будет определяться как произведение вероятностей всех компонентов, входящих в алгоритм.
Pрас =Pi. (1)
При задании нескольких значений вероятностей отдельных компонентов алгоритма достоверность проведения расчета Pрас будет определена диапазоном возможных значений.
В таблице 2 приводятся вероятности оценки алгоритмов расчета отдельных групп токоприемников добычного участка. Эти вероятности могут рассматриваться как риски реализации схем электроснабжения отдельных групп токоприемников лавы. Очевидно, возможны и другие оценки значений Xi = {Xi min … Xi ср … Xi max} и соответственно Px I = {Px i min … Px i ср … Px i max}
С учетом всех групп токоприемников, а также лиц, осуществляющих расчеты, проверку и согласование расчетного документа по формуле 1, его риски будут определяться в диапазоне
Pрд = {Pрд min, …, Pрд max } = {01}. (2)
Примечание: Вероятность компетенции физических лиц (ФЛ) принимается в диапазоне значений, определенных эвристически:
Таблица 1 – Характеристики параметров алгоритмов
i=1, n
|
Наименование параметров используемых в алгоритме
|
Ед. изм.
|
Обозначение
|
Характеристика параметра
|
Технические данные
|
Электроприемники
|
1.
|
Количество эл. приемников
|
шт.
|
N
|
справочный
|
2.
|
Количество эл. двигателей
|
шт.
|
n
|
справочный
|
3.
|
Мощность двигателя
|
кВт
|
Pн
|
справочный
|
4.
|
Номинальный ток
|
А
|
Ik
|
справочный
|
5.
|
Пусковой ток
|
А
|
Iп
|
справочный
|
6.
|
КПД нагрузки
|
%
|
н
|
справочный
|
7.
|
Коэффициент нагрузки мощности
|
-
|
Cos
|
справочный
|
8.
|
Номинальное напряжение
|
В
|
UН
|
справочный
|
Трансформаторная подстанция
|
9.
|
Номинальная мощность трансформаторной подстанции
|
кВА
|
Sном
|
справочный
|
10.
|
Напряжение ВН
|
В
|
UВН
|
справочный
|
11.
|
Напряжение НН
|
В
|
UНН
|
справочный
|
12.
|
Номинальный ток ВН
|
А
|
IВН
|
справочный
|
13.
|
Номинальный ток НН
|
А
|
IНН
|
справочный
|
14.
|
Напряжение короткого замыкания
|
%
|
Uк.з.
|
справочный
|
15.
|
Потери холостого хода
|
Вт
|
Pх.х.
|
справочный
|
16.
|
Потери короткого замыкания
|
Вт
|
Pк.з.
|
справочный
|
Кабели
|
17.
|
Сечение кабеля
|
мм2
|
S
|
справочный
|
18.
|
Количество жил
|
шт.
|
nк
|
справочный
|
19.
|
Длительно допустимый (по нагреву) ток кабеля
|
А
|
Iдоп
|
справочный
|
20.
|
Номинальный ток
|
А
|
Iн
|
справочный
|
21.
|
Длина
|
м.
|
l
|
справочный
|
Расчетные данные
|
Для выбора трансформаторной подстанции
|
22.
|
Средневзвешенный КПД нагрузки
|
%
|
с
|
расчетный
|
23.
|
Средневзвешенный коэффициент нагрузки мощности
|
-
|
Cos ср
|
расчетный
|
24.
|
Расчетная мощность трансформаторной подстанции
|
кВА
|
Sтр
|
расчетный
|
Для выбора кабеля
|
25.
|
Ток в магистральном кабеле
|
А
|
Iф
|
расчетный
|
26.
|
Номинальное напряжение трансформатора
|
В
|
Uтр.р
|
расчетный
|
27.
|
Допустимая потеря напряжения
|
В
|
Uдоп
|
расчетный
|
28.
|
Активное сопротивление
|
Ом
|
Rm
|
расчетный
|
29.
|
Индуктивное сопротивление
|
Ом
|
Xm
|
расчетный
|
30.
|
Допустимая потеря напряжения кабеля
|
В
|
Uк
|
расчетный
|
31.
|
Допустимая потеря напряжения трансформатора
|
В
|
Uтр
|
расчетный
|
32.
|
Фактические потери напряжения
|
В
|
Uф
|
расчетный
|
Коэффициенты
|
Для выбора кабеля
|
33.
|
Коэффициент спроса
|
%
|
kc
|
0,81 (эвристический)
|
34.
|
Коэффициент для расчета номинального напряжения
трансформаторной подстанции
|
-
|
k1
k2
|
1-1,05 (эвристический)
0,95-1 (эвристический)
|
35.
|
36.
|
Удельная проводимость меди
|
1 1
Ом м
|
|
50 (справочный)
|
Примечание. Расчетные и справочные параметры имеют вероятность возможных значений равную 1. Эмпирические и эвристические параметры имеют вероятность в диапазоне 01.
(3)
Из таблицы 2 (2) следует, что существует достаточно большая вероятность принятия к технической реализации неверных расчетов схем электроснабжения добычных участков. Тогда, еще раз очевидной становится задача уменьшения этой вероятности. Автоматизированные системы расчетов электроснабжения, с функциональными возможностями описания возможных технических рисков позволяют снизить вероятность общего риска Pрд до доли физических лиц (3) [8, 9].
Таблица 2 – Риски расчета схем электроснабжения
Алгоритм расчета
|
Детерминированные компоненты расчета
|
Эмпирические компоненты расчета
|
Эвристические компоненты расчета
|
Риски алгоритма
|
Риски алгоритма с учетом компетенции физических лиц
|
pmin
|
pmax
|
pmin
|
pmax
|
1
(рисунок 1)
|
i=1…8, n=8
Pi min= Pi max=1
Pmin= Pmax=1
|
i=22…24, n=3
Pi min=0,97
Pmin=0,973=0,91
Pi max=0,99
Pmax=0,993=0,97
|
-
|
0,91
|
0,97
|
|
|
2
(рисунок 2)
|
i=9…11, 14…16, 36, n=7
Pi min= Pi max=1
Pmin= Pmax=1
|
i=25…32, n=8
Pi min=0,97
Pmin=0,978=0,78
Pi max=0,99
Pmax=0,998=0,92
|
i=33…35, n=3
Pi min=0,93
Pmin=0,933=0,80
Pi max=0,95
Pmax=0,953=0,86
|
0,62
|
0,79
|
|
|
С учетом компетенции физических лиц
|
Рфл = Рфл i,
Рфл max=1, Рфл min=0,920,950,970,99=0,84
|
0,84
|
1
|
0,47
|
0,77
|
страница 1 страница 2 страница 3 ... страница 5 | страница 6
|
Смотрите также:
Автоматика. Управление. Энергетика
345kb. 1 стр.
Энергетика. Автоматика. Управление
414,64kb. 6 стр.
Автоматика. Энергетика. Управление
605,43kb. 6 стр.
|
|