Введение к работе
Актуальность темы и направленность исследования. Современные электроэнергетические системы (ЭЭС) являются сложными автоматизированными техническими системами. Отечественная и мировая практика показывает, что создание и эксплуатация больших технических систем, наряду с положительным их влиянием на развитие цивилизации, приводит к нежелательным последствиям - становится заметным их негативное влияние на окружающую среду и возрастает риск возникновения аварий с тяжёлыми последствиями для человека, природной среды и производственно-экономической деятельности системы. Различают два вида воздействий. Первое из них относится к повседневной эксплуатации системы. Неизбежные при этом техногенные воздействия на водные объекты, атмосферный воздух, почвы и геологическую среду, а также отходы производства выдвигают ряд практических задач по рациональному размещению производств, созданию и освоению малоотходных и экологически безопасных процессов, технологий и оборудования, комплексной переработки отходов производства и др.
Второй вид воздействий связан с вопросами аварийности, под которой понимается одна из характеристик работы системы, определяемая числом технологических нарушений и их последствиями на заданном интервале времени. Актуальность исследования данного вида воздействия состоит в том, что аварийность влияет на экономические показатели работы системы. Любое технологическое нарушение в той или иной мере приводит к нарушению технологического режима, снижению объема и качества производимой продукции или к выходу из работы "'.цемента системы. Требуются определённые затраты на ликвидацию последствий технологического нарушения и на проведение ре-
- 4 -монтііо -восстановительных работ.
Вопросы аварийности в ЭЭС непосредственно контактируют с надёжностью энергоснабжения потребителей. При высокой аварийности в ЭЭС надежность энергоснабжения можно повысить за счёт резерва генерирующих, преобразующих или передающих энергию элементов, что, однако, приводит к необоснованным экономическим затратам на создание и содержание увеличенных резервов в системе.
Вопросы аварийности напрямую связаны с промышленной безопасностью системы - ее способностью обеспечить защиту людей, природной среды и материальных ценностей от опасных воздействий, возникающих при технологических нарушениях в этой системе. Важность данной проблемы подтверждается вводом в действие Федеральных законов "О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера", "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" и ряда других документов.
В электроэнергетике вопросы расследования, учёта и анализа технологических нарушений на электростанциях, в сетях и энергосистемах постоянно находятся под контролем, что отражено в руководящих отраслевых документах. Не принижая важность и полезность проводимой работы по расследованию и учету аварий и отказов следует, однако, отметить слаборазвитый аппарат анализа нарушений, что выражается в отсутствии приемлемых для практики методик анализа и прогноза аварийности, а также показателей аварийности, пригодных для оценки работы ЭЭС, как единого комплекса.
Рыночные экономические отношения, возрастающее влияние региональных органов управления и общественных организаций на разме-( щение и промышленную безопасность энергообъектов, потребность в промышленном страховании от последствий при авариях и катастрофах требуют научной проработки вопросов анализа аварийности в ЭЭС.
Дель работы. Целью настоящей работы являлась разработка методов анализа аварийности в ЭЭС, позволяющих предложить инженерные методики расчёта показателей аварийности и рекомендовать предупредительные меры по снижению тяжести последствий от технологических нарушений.
При выполнении работы решались следующие основные задачи:
исследование системных характеристик ЭЭС, подлежащих учёту при анализ аварийности;
классификация причин технологических нарушений и возможных последствий от них:
разработка критериев технологических нарушений в ЭЭС;
исследование методов анализа и прогноза аварийности в ЭЭС;
исследование свойств потока повреждений в ЭЭС;
разработка интегральных показателей аварийности ЭЭС и методов их оценки;
ретроспективный анализ аварий на объектах энергетики и выявление зон повышенной опасности на территории России.
Научная новизна. Научную новизну составляют:
обобщение характеристик сложной ЭЭС, подлежащих рассмотрению при разработке показателей и методов анализа аварийности в системе;
применение регрессионной модели временных рядов для анализа и прогноза аварийности в ЭЭС;
выявление годичных циклов аварийности в энергосистемах и многолетних циклов тяжелых аварий на воздушных линиях электропередачи, на тепловых электростанциях, в тепловых сетях и на объектах газовой промышленности;
исследование свойств потока повреждений в ЭЭС;
разработка функциональной модели промышленной безопасности
о здергообгекта при технологических нарушениях;
Формализованные критерии и классификация технологических нарушений;
понятия и аналитические выражения для рисков последствий от технологических нарушений;
вывод расчётных формул для оценки риска возникновения чрезвычайных ситуаций в системе и безопасности энергообъектов по последствию технологических нарушений;
исследование показателей социальной безопасности энергообъектов: индивидуального показателя риска для работающих на объекте людей и интегрального показателя опасности объекта;
выявление зон повышенной опасности техногенного происхождения: повышенной коррозионной активности, механических повреждений, растепления вечной мерзлоты, энергетические коридоры.
На защиту выносятся следующие результаты:
-
Методы анализа и прогноза аварийности в ЭЭС по статистическим данным о технологических нарушениях на заданном периоде эксплуатации.
-
Обоснование существования годичных циклов аварийности и многолетних циклов тяжёлых аварий на знергообъектах ЭЭС.
-
Методика оценки неповреждаемости и безошибочной работы персонала в ЭЭС.
-
Методика оперативной оценки экономического ущерба от технологического нарушения.
-
Методы оценки промышленной безопасности объекта по последствию и риска возникновения чрезвычайных ситуаций в ЭЭС.
5. Методика оценки социальной безопасности объекта по статистическим данным об авариях.
7. Обоснование возникновения зон повышенной опасности техно-
- 7 -генного происхождения в регионах и энергосистемах России.
-
Методика обоснования аварийного запаса материалов для проведения ремонтно-восстановительных работ на воздушных линиях электропередачи.
-
Принципы целенаправленного управления рисками последствий от технологических нарушений в ЭЭС.
10. Методика обоснования уровня сейсмостойкости злектроподс-
танций.
Практическая значимость и использование полученных результатов. В основу работы вошли личные научные исследования автора, проведённые в течение ряда лет при при выполнении научно-исследовательских работ по договорам с РАО "ЕЭС России" и Минтопэнерго России. На основе методов анализа и прогноза аварийности в ЭХ составлены " Методика определения показателей аварийности в работе энергосистемы" и " Методические рекомендации по анализу и прогнозу аварийности в энергосистемах", которые прошли апробацию в энергосистемах и производственных департаментах РАО "ЕЭС России". "Методика расчёта экономического ущерба от нарушений в работе энергетического оборудования (МТ-34-70-001-95)" после утверждения правлением РАО "ЕЭС России" с 1-го января 1996 года введена в действие для использования комиссиями по расследованию технологических нарушений в работе энергетического оборудования.
Практическая значимость результатов в работе подтверждается многими примерами расчетов реальных ЭЭС, которые показывают эффективность их использования для повышения качества организации эксплуатации и разработки предупредительных мер по снижению ущерба от технологических нарушений. Результаты научных исследований могут также использоваться при рассмотрении вариантов перспектив-
- 8 -ного развития ЗЗС, при лицензировании деятельности опасных производств и контроля за соблюдением требований по промышленной безопасности, при промышленном страховании риска ответственности за причинение вреда при эксплуатации опасного производственного объекта.
Апробация работы. Материалы работы докладывались и обсуждались на семинаре - совещании "Проблемы сейсмостойкости энергетических объектов" (1995, г.Дивногорск Красноярского края), международной конференции "Безопасность крупных городов" (1996, Москва) , постоянно действующем семинаре НТО энергетиков и электротехников, секции электрических станций (199?, МЭИ), отраслевом семинаре "Актуальные вопросы эксплуатации и развития электрических сетей" (1997, Оренбург), межведомственной научно- практической конференции "Прогнозирование чрезвычайных ситуаций" (1997, Москва), на заседаниях комиссии по чрезвычайным ситуациям РАО "ЕЭС России" (1995-1997, Москва) и на рабочих совещаниях в Департаменте Генеральной инспекции по эксплуатации электростанций и сетей РАО "ЕЭС России" (1996-1997, Москва).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ.
Объём работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов, списка литературы (62 наименования). Общий объём - 269 страниц.
