Содержание
Основная производственная деятельность филиала ОАО «УК Кузбассразрезуголь» «Кедровский угольный разрез» состоит в добыче угля открытым способом.
Схема электроснабжения разреза состоит из семи подстанций, обеспечивающих с помощью понижающих трансформаторов и масляных ВМПЭ-10, ВМПЭ-6 и вакуумных выключателей ВВ-6 подачу напряжения 6 кВ на следующих потребителей:
- Насосы.
- Дробилки.
- Конвейеры.
- Буровые станки.
- Экскаваторы ЭКГ-8.
- Экскаваторы ЭКГ-5а.
- Экскаваторы ЭКГ-10.
- Экскаваторы ЭКГ-12,5.
- Экскаваторы ЭШ-10/70.
- Тяговая сеть электровозной откатки и другие.
Анализ энергосети промышленного предприятия
Основная задача производственной энергосети, это бесперебойное обеспечение электроэнергией инфраструктуры службы главного энергетика:
- Участок энергоснабжения.
- Энергетический участок.
- Участок тяговой сети.
Диспетчеры и дежурные подстанций, а также механики участков, относятся к оперативному персоналу, который обеспечивает бесперебойность работы электросети разреза.
На рисунке 1 приведена структура, отражающая схему электроснабжения основных потребителей разреза и ее оперативно-диспетчерское управление:
где
- 1 — отдел главного энергетика.
- 2 — старший механик.
- 3 — участок энергоснабжения.
- 4 — старший диспетчер.
- 5 — энергоучасток.
- 6 — участок тяговой сети.
- 7 — диспетчер.
- 8 — дежурный подстанции № 30 «Кедровская».
- 9 — дежурный подстанции № 29 «Кедровская — Тяговая».
- 10-14 — механики участков.
- 15 — дежурный подстанции № 24.
- 16 — дежурный подстанции «Владимирская».
- 17 — дежурный подстанции «Латыши».
- 18 — дежурный подстанции № 33 «Кедровская — Обогатительная».
- 19 — дежурный подстанции «КФП».
- 20-36, 45-64 — масляные выключатели.
- 37-44 — вакуумные выключатели.
- 65-125 — токоприемники.
Особенностью подстанции «Владимирская» является наличие в ней телеуправления и телесигнализации положения выключателей 6 кВ и 110 кВ, а также телесигнализации индивидуальных сигналов, которые осуществляются с помощью компьютера в отдел главного энергетика:
- «Авария на подстанции».
- «Неисправность на подстанции».
Детализация структуры произведена до уровня крупных потребителей энергии:
- Локомотивов.
- Экскаваторов.
- Насосов откачки.
Полученная структура имеет следующие показатели и особенности:
- Показатель смежности Д=0.696.
- Упорядоченность G=4.442 согласно работы [1].
- Количество циклов Кц зависит от числа элементов, входящих в них.
- Реально в структуре используются циклы, содержащие до четырех элементов.
- При этом полное число циклов Кц=320.
- При расчете информационного ресурса системы учтено 225 циклов согласно работы [2].
За состояния выключателей ВМПЭ-6 и ВВ-6 принимались следующие состояния оборудования:
- Нормальная работа.
- Срабатывание токовой отсечки.
- Срабатывание земляной защиты.
- Срабатывание максимальной токовой защиты.
За состояния выключателей ВМПЭ-10 принимались следующие состояния оборудования:
- Нормальная работа.
- Срабатывание токовой отсечки.
- Срабатывание максимальной токовой защиты.
К мощных токоприемников отнесены следующие состояния:
- Рабочее.
- Аварийное.
- Отключенное.
Был произведен подсчет информационного ресурса системы, который составил:
- R=38.87 бит/с .
Информационная нагрузка отдельных элементов приведена в таблице 1:
Рассмотренная структура одинакова и при нормальной работе, и при авариях:
- Меняется лишь насыщенность циклов оперативной информацией.
- Повышение уровня детализации не изменяет нагрузку отдельных элементов, но увеличивает информационный ресурс всей системы, за счет роста циклов с оперативной информацией.
Разработанная методика оценки информационной нагрузки согласно работы [2] не учитывает напряженности работы отдельных элементов:
- Нагрузка элементов определяется количеством оперативной информации.
- Скоростью ее циркуляции и достоверностью.
Формирование прогрессивной структуры электросети для оценки при принятии решений
Следует учесть, что ответственности за принятие решения операторов энергетической системы зависит:
- От разных технологических процессов предприятия.
- От взаимодействий с сотрудниками разных уровнях в иерархии разреза.
- От важности своевременно принятой диспетчером информации обусловливают дифференциацию ценности информации.
В рамках методологии приняты следующие допущения:
- Ценность информации измеряется баллом, определяемым количеством уровней иерархии, нормальное функционирование которых зависит от принятого решения.
- Ценность использования оперативной информации определяет уровень возможного повреждения и уровнем нормального функционирования системы.
- В свою очередь, достоверность распознавания информации определяется ее объемом и ценой.
- Повышение ценности оперативной информации равносильно увеличению её количества.
- Каждый бит оперативной информации имеет свою цену в баллах.
В понятие информационная нагрузка элемента, главным образом, оператора энергетической системы, входит:
- Получение информации по подходящим к элементу путям.
- Также выдача команд по отходящим путям, причем цена полученной информации или отданной команды может быть различной.
Таким образом, насыщенность связей оперативной информацией отдельного j — го элемента Dj системы, входящая в уравнение для расчета информационной нагрузки согласно работы [2].
Следовательно насыщенность связей определяем по формуле:
(1)
где
- pji — вероятность получения достоверной оперативной информации в i — м пути.
- Cji — цена информации в i — м входящем или выходящем пути j -го элемента.
- fji -скорость циркуляции оперативной информации в i — м пути.
- Iji — количество оперативной информации в i -м пути.
- Lj -количество выходящих путей из j -го элемента.
- Nj — количество входящих путей в j -й элемент.
- Mj — общее количество связей j-го элемента.
На основании расчетов и преобразований получилась оценочная структура на рисунке 2:
Данная структура выстроена по иерархии, позволяющая отчетливо понять цену информации в различных ее участках, как правило, чем выше расположен элемент по иерархии, тем выше цена принимаемых им решений.
Максимальная величина балла ценности у элементов высшего уровня иерархии равна количеству уровней иерархии в системе, но может изменяться от максимальной величины до единицы.
В нашем случае:
- Максимальный балл равен шести.
- У элементов низшего уровня цена равна единице.
Информационная нагрузка отдельных элементов с учетом цены информации приведен в таблице 1, информационный ресурс системы с оценочной шкалой оперативной информации увеличился до R= 139.52 бит/с.
При анализе оценочной структуры можно определить следующие закономерности:
- Следует учитывать, что наибольшая нагрузка приходится на диспетчера службы главного энергетика и дежурных подстанций.
- Но, учитывая тот факт, что отдел главного энергетика состоят из нескольких сотрудников, а дежурный подстанции один несет всю нагрузку, максимально загруженным является диспетчер.
- Следовательно, необходимо использовать старшего диспетчера на одном уровне иерархии с диспетчером, разделив общую диспетчерскую нагрузку пополам с полномочиями у одного из них принимать окончательное решение в аварийной ситуации.
- Из дежурных подстанций максимум нагрузки наблюдается на подстанции «Владимирская», объяснением чему является наличие большого объема оперативной информации.
- Сравнение методов определения информационной нагрузки показало, что учет цены информации позволяет рассчитать нагрузку элементов системы, принимающих стратегические решения на уровнях 1 и 2.
- Следует учесть, что неверное решение на уровне 5 возможен в следствии предоставлении не верной информации от элементов 1 и 2.
- У элементов системы 6 информационная нагрузка достаточно высока.
Для снижения информационной нагрузки отдельных элементов операторов энергетической системы необходимо:
- Ограничивать количество связей к данным элементам, так как выход из строя либо ошибочная работа элементов, задействованных во многих путях системы, с большей вероятностью может привести к неисправности самой системы.
- Максимальная автоматизация управляющих процессов.
Список литературы
- Матвеев В.Н., Информационная оценка системы // Вести КузГТУ, 2001 год, №2, страницы 63-68.
- Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия / Матвеев В.Н., Микрюков А.М., Науменко С.Н., Романенко Т.Ю. // Вести КузГТУ, 2005 год, №2, страницы 41-43.
- Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия.
Источник: Оценка безопасности и эффективности электроснабжения разреза «Кедровский» / В.Н. Матвеев, А.М. Микрюков, Т.Ю. Романенко // Вестник КузГТУ, 2005 год, №2, страницы 43-46.
