Прогнозування надійності засобів захисту та термінів їхньої профілактики для запобігання займання шахтних кабельних мереж - Автореферат

Донецький державний технічний університет Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукТому задача, повязана з прогнозуванням можливості займання шахтних кабельних мереж від струмів короткого замикання і обґрунтування норм надійності на системи максимального струмового захисту і захисного вимикання, при яких забезпечується рівень пожежної безпеки, що нормується, є надто актуальною і її вирішення співпадає з інтересами економіки України. Представити імовірність займання кабеля від струмів короткого замикання як випадковий процес збігу у просторі та часу ряду випадкових факторів (частоти появи струмів короткого замикання, тривалості їхнього існування, надійності засобів захисту та термінів їхньої профілактики). розробити нову математичну модель, що дозволить прогнозувати імовірність займання елементу шахтної кабельної мережі від струмів короткого замикання з урахуванням продольного резервування максимального струмового захисту; Основні наукові положення та результати, які виносяться на захист та їх новизна: Розроблена математична модель яка дозволяє прогнозувати імовірність займання шахтної кабельної мережі від струмів короткого замикання, що базується на теорії однорідних марковських випадкових процесів, яка відрізняється від відомих урахуванням продольного резервування максимального струмового захисту (можливістю вимикання струмів короткого замикання резервним захистом), а також дозволяє визначити окрім середнього часу до першого займання кабелю, дисперсію цього часу і імовірність знаходження системи у кожному з можливих станів. Вперше встановлена аналітико-експериментальна залежність частоти можливого займання елементів шахтної кабельної мережі від частоти появи струму короткого замикання, тривалості його існування, надійності максимального струмового захисту, апарату захисту від втечі струму і термінів їхньої профілактики; при цьому залежність дозволяє враховувати від одного до чотирьох максимальних струмових захистів, що взаєморезервуються.Перший розділ роботи присвячений аналізу причин, з яких відбуваються короткі замикання (КЗ) у кабельних дільничих мережах напругою U=0,66-1,2 КВ і виникненню від них пожеж. За даними УКРНДІВЕ на вугільних шахтах України короткі замикання на кабельних мережах, що відходять від розподільчого пункту, відбуваються у середньому один раз на місяць, а в магістральному кабелі - один раз на 1,5 роки. За даними НДІГС більш ніж 40% екзогенних підземних пожеж на шахтах відбувається внаслідок пошкоджень електрообладнання і кабелів. При цьому екзогенні пожежі, що викликаються короткими замиканнями у броньованих кабелях відбуваються у два рази рідше, ніж у гнучких кабелях - 24%. Обробка інтервалів часу між пожежами від різноманітних видів електрообладнання за 10 років показала, що інтервали часу між суміжними пожежами не суперечать гіпотезі про експоненційну функцію розподілу ймовірностей.Наприклад, при короткому замиканні у комбайновому кабелі, його займання відбудеться за умов збігу наступних небезпечних подій: відмовив у спрацюванні максимальний струмовий захист (МСЗ) високовольтного комплектного розподільчого приладу; відмовив у спрацюванні апарат захисту від втечі струму; відмовив у спрацюванні максимальний струмовий захист автоматичного вимикача трансформаторної підстанції; відмовив у спрацюванні максимальний струмовий захист групового автоматичного вимикача; відмовив у спрацюванні максимальний струмовий захист у пускача; коротке замикання у комбайновому кабелі. Задача полягає в тому, щоб, знаючи параметри процесів ?1, ?1; ?2, ?2; ?3, ?3; ?4, ?4; ?5, ?5; ?6, ?6, визначити середній час до першого займання кабелю ?1, дисперсію цього часу ?12 , залежності імовірності знаходження системи у кожному з можливих станів Pi(t), та функцію розподілу інтервалів часу до першого займання F1(t), за умови, що на початку процесу всі елементи системи знаходились у безпечному стані. Якщо виконуються умови: ?1 ?1,(5) функцію розподілу інтервалів часу до першого займання кабелю, якщо у початковий момент часу всі елементи, що надходять у систему знаходяться у безпечному стані, можна визначити за наступною формулою: ,(6) а інтенсивність появи займання кабелю: H= 1/?1 .(7) ; , де , dk середні інтервали часу знаходження k-го елементу у безпечному та небезпечному станах відповідно, інтенсивність появи займання кабелю можна визначити за формулою: .(9) Код i віднесено до елементів кабельної мережі і засобам захисту, встановлених у різноманітних комутаційних апаратах: i=1-кабельна лінія магістральна; i=2-кабельна лінія, що відходить від розподільчого пункту; i=3-максимальний струмовий захист у пускачі; i=4-максимальний струмовий захист у груповому автоматичному вимикачі; i=5-максимальний струмовий захист в автоматичному вимикачі трансформаторної підстанції; i=6-апарат захисту від втечі струму; i=7-максимальний струмовий захист у високовольтному комплектному розподільчому пункті.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ