CC BY
62
УДК 620.92.004.18
В.Н. Матвеев, А.М. Микрюков, |С.Н. Науменко|, Т.Ю. Романенко
ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДИСПЕТЧЕРСКОЙ СЛУЖБЫ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯТИЯ
Одним из важнейших факторов, влияющих на безопасность и эффективность работ в электроэнергетике, является совершенство системы управления энергопредприятия. Безопасность и надежность энергоснабжения, качество электроэнергии во многом зависят от действий оперативно-
диспетчерской службы.
Большой поток информации при высокой эмоциональной и психологической напряженности создает чрезвычайно сложные условия работы диспетчера. Диспетчер в процессе подготовки и проведения организационных мероприятий по каждому наряду и распоряжению сталкивается с рядом трудностей, главной из которых является информационная перегрузка, связанная с необходимостью постоянно держать в памяти и координировать действия многих производственных бригад в течение двенадцатичасовой рабочей смены.
Принятие правильных решений по наиболее рациональному и безопасному управлению возможно лишь при наличии подробной, достоверной и своевременной информации о состоянии отдельных элементов системы электроснабжения,
безошибочном исполнении указаний диспетчера оперативными и производственными бригадами энергопредприятия. Таким образом, эффективность функционирования диспетчерской службы во многом определяется ее численным составом и структурированием.
Критерием эффективной работы эргатической системы следует принять равномерность нагрузки элементов-операторов: необходимо определить величину максимальной нагрузки,
снизить которую возможно за счет ввода дополнительных элементов системы либо перестройки структуры. При этом информационный ресурс R [1] новой системы не должен быть меньше ресурса базовой системы:
R=GD, (1)
где G - упорядоченность структуры системы, зависящая от числа ее циклов - замкнутых путей, проходящих вдоль направлений связей (энергетических, вещественных или информационных) в системе; D -насыщенность системы оперативной информацией, которая определяется режимом работы, учитывающем количество возможных состояний и скорость взаимодействия элементов системы.
Увеличение количества циклов способствует возрастанию упорядоченности структуры, при этом возникает граф с равномерным распределением ребер между вершинами с симметричными сотовыми ячейками.
В разветвленной структуре системы с большим количеством элементов достаточно сложно подсчитать количество циклов. Для подсчета количества циклов в структуре с большим количеством элементов (более 100), которая описывается матрицей смежности вершин [2], была разработана программа1 в среде Excel. Алгоритм программы представлен на рис.
1.
Подсчет количества циклов Kol_C осуществляется при последовательном просмотре строк матрицы смежности вер-
1 Основная идея программы принадлежит Клаковскому А.В
шин размерностью N [1], составленной по графу анализируемой структуры, с использованием рекурсивной процедуры Я_С , формальным параметром которой является номер текущего анализируемого элемента NS. На основе матрицы смежности вершин с текущей строкой tS получена матрица логических переменных TM[N,N] . Вектор логических переменных Ch[N] является флагом, сигнализирующим об индексах просмотренных строк матрицы смежности вершин.
Часто возникает задача ограничения числа рассматриваемых циклов с большим количеством связей, так как данные циклы практически не используются, кроме того, их «вклад» в насыщенность системы оперативной информацией не велик в связи с низкой скоростью циркуляции информации. В связи с этим программа предусматривает выбор циклов с ограниченным количеством связей.
Для оценки информационной ресурса оперативно-
диспетчерской службы энергопредприятия «Кемеровская го-рэлектросеть» была составлена структура, представленная на рис. 2. За состояния системы приняты: нормальная работа и неисправности электрооборудования (аварийное отключение масляного выключателя в линиях на напряжение 35 и 10 кВ, замыкание на землю, повреждения кабельных и воздушных линий, сборных шин распределительных устройств, обмоток трансформатора и другие), автотранспорта, телефонные и радиопереговоры по всем каналам связи, плановые переключения в сети и профилактические работы, а также психологически и
42
В.Н. Матвеев, А.М. Микрюков, С.Н. Науменко, Т.Ю. Романенко
а)
б)
Рис. 1. Алгоритм определения количества циклов структуры: а) фрагмент основной программы; б) рекурсивная процедура подсчета количества циклов Я _ С(Ы8)
физически неустойчивые состояния человека.
При определении скорости циркуляции оперативной информации учтено время передачи и приема информации, время доставки бригад к объектам обслуживания и время Ремонтных и профилактических работ. Бы-
ли получены следующие показатели: С=1.34 ; ,0=1.54 бит/с ; Я=2.06 бит/с .
Для рационализации системы энергопредприятия в нее был добавлен второй диспетчер. Новая структура приведена на рис. 3. Расчетные показатели для новой структуры энерго-
Рис. 2. Первоначальная структура энергопредприятия: 1 -диспетчер, 2 - старший диспетчер, 3 - помощник диспетчера, 4-8 - оперативно-выездные бригады, 9 - администрация города, 10-12 - диспетчерские службы снабжающих энергопредприятий, 13-15 - сетевые районы капитального ремонта, 16 - трансформаторные подстанции, 17 - распределительные подстанции, 18 - персональный компьютер, 19 -служба ремонта
предприятия следующие:
а=2.146 ; £>=1.92 бит/с ; Д=4.12 бит/с .
Количество неучтенных циклов в графе на рис. 2 равно двум, в графе на рис. 3 их число возрастает до 47.
Из расчетных данных видно, что насыщенность оперативной информацией в новой структуре диспетчерского
управления в 1,3 раза выше, чем в первоначальной.
Информационная нагрузка отдельного j- го элемента Я' системы определяется двумя составляющими - структурной, учитывающей количество связей, задействованных с данным элементом, и оперативной Dj , определяющей насыщенность этих связей оперативной информацией:
КГ Ч (1о§2 Л) Dj , (2)
где Л - частота использования связей '- го элемента,
Р' , (3)
РЪ
где Р' - ранг '- го элемента; ръ
Хі =
Рис. 3. Предложенная структура энергопредприятия: 1, 2 -диспетчеры, 3 - старший диспетчер, 4 - помощник диспетчера, 5 - администрация города, 6-8 - диспетчерские службы снабжающих энергопредприятий, 9, 10, 17 - сетевые районы, 11-13, 15, 16 - оперативно-выездные бригады, 14, 23 -(трансформаторные подстанции, 18, 21 - распределительные подстанции, 19, 22 персональные компьютеры, 20 - служба
ремонта
- сумма рангов элементов.
Оперативный показатель . -го элемента
М .
= '¿рМл , (4)
7 =1
где р.- вероятность получения достоверной оперативной информации в 7-м пути;. - скорость циркуляции оперативной информации в I -м пути; . -
количество оперативной информации в 7-м пути; М. - общее количество связей .-го элемента..
Наибольшая насыщенность оперативной информацией приходится на диспетчера энергопредприятия (до 95%). Реализация предложенной структуры управления позволила одновременно повысить показатель насыщенности и распределить
этот показатель между диспетчерами: для первоначальной
структуры 1,52 бит/с - на одного диспетчера; для новой структуры 1,2 бит/с - на первого диспетчера и 0,8 бит/с - на второго диспетчера.
Проведенный структурный анализ эргатической системы показал, что упорядочение ее структуры приводит к «делению» системы относительно наиболее нагруженных элементов, приводя к появлению симметричной структуры; имевшаяся звездная система трансформируется в сотовую с возникновением свойства взаимозаменяемости фрагментов
структуры.
Использование разработанных рекомендаций в энергопредприятии «Кемеровская го-рэлектросеть» позволило повысить эффективность и надежность работы оперативно-
диспетчерской службы за счет двукратного увеличения информационного ресурса. По статистическим данным после преобразования структуры энергопредприятия «Кемеровская го-рэлектросеть» количество несчастных случаев снизилось в три раза.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Матвеев В.Н. Информационная оценка системы // Вестн. КузГТУ.- 2001.- № 2.- С.63-68.
2. Басакер Р., Саати Т. Конечные графы и сети / Пер. с англ. под ред. А.И. Теймана. М.: Наука, 1974.- 368 с.
□ Авторы статьи:
Матвеев Виктор Николаевич
- докт. техн. наук, доц., зав. каф. общей электротехники
Микрюков Александр Михайлович
- канд. техн. наук, доц. каф. общей электротехники
Науменко Сергей Николаевич
- диспетчер энергопредприятия «Кемеровская го-рэлектросеть»
Романенко Татьяна Юрьевна
- асп. каф. общей электротехники
УДК 620.92.004.18
В.Н. Матвеев, А.М. Микрюков, Т.Ю. Романенко
ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ
КЕДРОВСКОГО РАЗРЕЗА
Основная производственная деятельность филиала ОАО «УК Кузбассразрезуголь» «Кед-ровский угольный разрез» со-
стоит в добыче угля открытым способом.
Схема электроснабжения разреза состоит из семи под-
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
станций, обеспечивающих с помощью понижающих трансформаторов и масляных
(ВМПЭ-10, ВМПЭ-6) и
