Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

О вероятности каскадных аварий в энергетических системах при землетрясениях

Проведен краткий анализ известных случаев каскадных аварий в электроэнергетических системах зарубежных стран. Приведена блок-схема обобщенного сценария этих аварий и дана характеристика причин развития каскадной аварии. Разработан вероятный сценарий каскадных аварий при сильных землетрясениях.

Введение

В сложных электроэнергетических системах (ЭЭС) происходят десятки тысяч и более возмущений в год, вызываемых различными причинами-  короткими замыканиями на электрооборудовании, отказами оборудования, ошибками обслуживающего персонала и др. Подавляющая часть этих возмущений ликвидируется средствами релейной защиты и противоаварийной автоматики. Вследствие  отказов этих средств, ошибок персонала и дополнительных внешних и внутренних факторов может происходить каскадное развитие аварийной ситуации, локализацию и ликвидацию которой обеспечивает система противоаварийного управления более высокого уровня. При недостаточной эффективности и надежности последней и по другим сопутствующим причинам происходят уникальные тяжелые системные (каскадные) аварии, часто с катастрофическими последствиями для ЭЭС и потребителей.

Не исключены такие аварии при сильных землетрясениях, особенно в ЭЭС крупных городов, когда высока вероятность массового отключения потребителей и отдельных участков электрических сетей.

Материалы и методы

По результатам анализа последовательностей событий при развитии системных аварий, произошедших в последние годы в энергосистемах разных стран, на рисунке 1 предложен обобщенный сценарий каскадного процесса развития аварии,содержащий циклически повторяющиеся изменения состояния ЭЭС.

Ниже приведены краткие пояснения к каждому из обозначенных на рисунке 1 состояний и переходов между ними. В качестве примеров использованы данные источников каскадных аварий отдельных стран [1,2].

А. Нормальное состояние системы. В этом состоянии параметры режима ЭЭС находятся в допустимых пределах.

Б. Аварийная ситуация.Перед началом аварий энергосистемы были дополнительно ослаблены в результате ряда событий [1], а именно:

  • в американской энергосистеме (США и Канады) 14 августа 2003 г. произведено отключение линий электропередачи в Индиане, энергоблока на электростанции Истлэйк-5 и линии 345 кВ Стюарт-Атланта в Огайо;
  • в Московском энергоузле функционирование трансформаторной подстанции Чагино происходило с пониженной мощностью вследствие аварийных ремонтов основного оборудования (24-25 мая 2005 г.).

В определенный момент развития аварийной ситуации произошло триггерное событие, т.е. событие, запускающее неуправляемый каскадный процесс дальнейших событий (в первую очередь отключений элементов ЭЭС) с катастрофическими последствиями, что и является системной аварией. Для рассматриваемых аварий таковыми событиями явились:

  • для американской аварии – отключение линий 345 кВ Хардинг-Чамберлин в Огайо;
  •  для московской аварии – отключение линий, отходящих от подстанции Очаково.

На начальных стадиях каскадный процесс развивается относительно медленно, а в ходе развития аварии – ускоряется.

  Обобщенный сценарий каскадного развития аварии

Рисунок 1 – Обобщенный сценарий каскадного развития аварии 

В. Критическое состояние системы: большие колебания мощности и напряжения, перегрузки линий. Триггерное и последующие события каскадного развития аварии вызывают значительные колебания передаваемой мощности по линиям, перегрузку линий и проблемы с напряжением. В свою очередь это влечет за собой дальнейшие события аварийной последовательности (включая отклонения частоты на последующих стадиях развития аварии).

Г. Деление системы, неустойчивость, коллапс напряжения или частоты.На дальнейших стадиях процесса развития аварии может происходить неконтролируемое деление системы, потеря динамической устойчивости и коллапс напряжения и частоты. Д. Послеаварийный      режим. Пройдя ряд последовательных фаз    развития, аварийный   процесс   завершается   некоторым   послеаварийным   режимом,   который является стартовой точкой процесса восстановления.

Результаты исследований

Каскадный процесс развития аварии в ЭЭС вполне возможен при сильных землетрясениях (например, г.Алматы). В этом случае высока вероятность массового отключения потребителей из-за многочисленных коротких замыканий от повреждений и разрушений зданий и сооружений.

Релейная защита и автоматика изолирует элементы системы от остальной ее части (например, отключает линии, трансформаторы, генераторы). Этот процесс может сопровождаться резкой потерей некоторой нагрузки, что, в свою очередь, вновь вызывает качания мощности, перегрузки, проблемы с напряжением и т.д.

Существование каскадных процессов в ЭЭС возможно и для процессов до возникновения потери устойчивости в связи с низкими загрузками элементов сети энергосистем, что особенно актуально при вероятных сильных землетрясениях в г. Алматы.

Вероятное развитие и локализация аварийного режима в ЭЭС при сильных землетрясениях приведено на рисунке 2.

При разработке методов предотвращения каскадных процессов целесообразно изучить выводы последствий применения аналогичных методов и способов на известных ЭЭС, где происходили такие системные аварии.

Среди начальных событий и событий, возможных причин перехода текущей аварии в тяжелую системную, могут быть несрабатывание систем автоматики или ошибочное управляющее воздействие. 

Вероятное развитие и локализация аварий в ЭЭС при землетрясениях

В таблице 1 приведены результаты действий систем автоматик, прекративших каскадное развитие отдельных аварий [3].

 Таблица 1 – Виды автоматик, прекративших каскадное развитие аварий

Виды автоматик, прекративших каскадное развитие аварий

Обсуждение результатов

При проведении оценки риска аварий в системах электроснабжения и определении живучести ЭЭС целесообразно учитывать возможность каскадного развития аварий в этих системах.

Анализ факторов, состояний и процессов при каскадных авариях в ЭЭС позволит выявить закономерности возникновения и протекания таких аварий и определить необходимые организационно-технические мероприятия по управлению надежностью системы. Реализация таких мероприятий по предотвращению каскадных аварий целесообразно:

  • для формирования и ведения режимов работы энергосистемы дляпредотвращения каскадных аварий в энергосистемах;
  • для согласования линейной автоматики в энергосистемах с возможностьюразвития каскадного процесса в электротехнических системах;
  • для координации принятия диспетчерских решений персоналом разногоуровня иерархии при формировании ремонтных схем в распределительныхсетях 110 - 220 кВ в регионах и крупных энергоузлах;
  • для проектирования энергосистем, что позволяет увеличить финансовуюэффективность финансовых проектов, например, для схем выдачи мощностистанций экономия затрат может составить до 25% от стоимости схемы выдачимощности электростанции.

Выводы

Проведен краткий анализ зарубежных публикаций по исследованию теоретических основ и разработке практических рекомендаций по обеспечению надежности и живучести ЭЭС при тяжелых системных авариях. Приведена блок-схема обобщенного сценария развития каскадных аварий и дана характеристика причин их развития на каждом этапе. Разработан вероятный сценарий каскадных аварий в ЭЭС при сильных землетрясениях.

 

Литература 

  1. Снижение рисков каскадных аварий в электроэнергетических системах /отв.ред. Н.И. Воропай. Новосибирск: СО РАН, 2011.- 303 с.
  2. Воропай Н.И.,    Саратова    Н.Е.    Анализ    статистики    отказов    РЗА    на микропроцессорной базе с точки зрения их учета при моделировании каскадных аварий // Проблемы энергетики. 2008. № 11/12(1). С. 66-71.
  3. Надежность систем энергетики и их оборудования: Справочник пообщим моделям анализа и синтезанадежности систем энергетики / Подредакцией Ю.Н.Руденко / М.: Энергоиздат. - Т. 1 - 1994. - 480 с.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.