авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Построение оптимальных систем безопасности электроустановок объектов агропромышленного комплекса в условиях неопределенности

На правах рукописи

Нефедов Сергей Федорович ПОСТРОЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ОБЪЕКТОВ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ Специальность 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул - 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор О.Н. Дробязко (ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им.

И.И. Ползунова»)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор А.А. Багаев (ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет»);

кандидат технических наук, доцент Ю. А. Меновщиков (ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет»)

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Защита состоится 22 мая 2012 года в 10 часов на заседании диссертационного сове та Д 212.004.02 в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Пол зунова по адресу: 656038, г. Барнаул, проспект Ленина, 46.

http://www.altstu.ru;

ntsc@desert.secna.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью Вашего учрежде ния, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационно го совета.

Автореферат разослан «20 » апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор Л.В. Куликова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. До настоящего времени остается актуальной проблема обеспечения электрической и пожарной безопасности электроуста новок до 1000 В объектов АПК. Состояние электробезопасности в сельском хозяйстве характеризуется тем, что при общем ежегодном количестве людей, погибающих от воздействия электрического тока порядка 4,5 тыс. человек, в сельской местности происходит около 70% электротравм. Состояние пожар ной безопасности характеризуется тем, что значительную часть (20 …25 % ) составляют пожары от электротехнических причин (электропожары). В г на сельскую местность пришлось 38,8% от общего числа пожаров.

Для обеспечения электрической и пожарной безопасности на объектах АПК используются специальные организационно-технические системы, на зываемые системами безопасности электроустановок (СБЭ). Основную роль в этих системах играют их технические подсистемы, включающие подсисте му аппаратов защиты (АЗ) и проводниковую защитную подсистему.

Важной особенностью СБЭ является возможность их многовариантно го исполнения для одного и того же объекта. Это обстоятельство создает ус ловия для выбора наилучшей технической системы безопасности для данного объекта.

Обоснование такого выбора составило содержание основной научной задачи теоретических основ электробезопасности, поставленной А.И. Якоб сом в конце 70-х годов прошлого века.

В 2000 г. О.К. Никольским был сформулирован принцип оптимальной безопасности, основой которого является повышение уровня безопасности электроустановок не за счет крупных капитальных вложений, а путем опти мизации системы обеспечения безопасности.

К настоящему времени отечественными учеными разработаны методы и средства, позволяющие решать задачи моделирования процесса функцио нирования и оптимального выбора СБЭ на объектах АПК. Однако практиче ское использование разработанных методов и средств в научных исследова ниях и проектной практике выявили серьезные проблемы в подготовке части исходных данных, необходимых для проведения расчетов.

К ним относились данные, представляющие собой вероятности некото рых событий, происходящих в системе электроснабжения (СЭС) объекта и в СБЭ. Для получения таких данных необходим специальным образом органи зованный сбор статистической информации на выбранных множествах объ ектов АПК. Однако до настоящего времени сбор статистической информации в необходимых объемах оказывается невозможным. В связи с этим исполь зующиеся в настоящее время для расчетов статистические оценки вероятно стей имеют низкую достоверность, рассматриваемую как неопределенность.

Поскольку такая неопределенность в принципе устранима, то ее можно на звать потенциально-устранимой неопределенностью. Оценки вероятностей имеют также и неустранимую статистическую неопределенность, обуслов ленную случайным характером таких оценок.

Другим видом исходных данных являются семейства защитных харак теристик АЗ и семейства характеристик пережога проводов. Каждая из таких характеристик имеет «разброс» значений. Они содержат неустранимую не определенность значений времен срабатывания и времен пережога, отве чающих каждому конкретному значению тока короткого замыкания (КЗ).

Наличие неопределенности в группах исходных данных приводит к тому, что вычисленные значения показателей эффективности СБЭ являются неопределенными величинами. Их дальнейшее использование в качестве критериев оптимизации приводит к неопределенности выбора оптимального варианта СБЭ. Таким образом, неопределенность исходных данных стано вится серьезной проблемой, ставящей под сомнение как точность результа тов моделирования СБЭ, так и правомерность результатов ее оптимизации.





Целью работы является совершенствование методик автоматизиро ванного расчета эффективности и оптимизации систем безопасности элек троустановок в условиях неопределенности исходных данных.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

- анализ характера неопределенности исходных данных и их влияния на результаты расчета эффективности СБЭ;

- выбор математических методов, позволяющих производить описание неопределенных исходных данных СБЭ, выполнять расчеты показателей ее эффективности с учетом неопределенности и осуществлять выбор оптималь ного варианта системы при неопределенности критериев оптимизации;

- разработка методов моделирования процесса функционирования СБЭ в условиях неопределенности, - разработка методов одно- и двухкритериальной оптимизации СБЭ в условиях неопределенности критериев;

- разработка программного средства, позволяющего реализовывать ме тоды моделирования и оптимизации СБЭ.

Объект исследования. Процесс функционирования систем обеспече ния безопасности электроустановок до 1000 В на объектах АПК, обеспечи вающий предотвращение электропоражений людей, взаимодействующих с электроустановками, и возникновение пожаров от аварийных режимов элек троустановок при коротких замыканиях.

Предмет исследования. Обоснование выбора оптимальных систем безопасности электроустановок на объектах АПК в условиях учета неопреде ленности исходных данных Методы исследования. Теория вероятностей, прикладная статистика, математическое моделирование, исследование операций, интервальный ана лиз, теория нечетких множеств, компьютерное моделирование.

Научную новизну представляют:

- методы моделирования СБЭ в условиях неопределенности, позво ляющие учитывать различные виды неопределенности исходных данных и определять значения показателей эффективности варианта системы, установ ленного на объекте;

- методы одно- и двухкритериальной оптимизации СБЭ в условиях не определенности при использовании интервального и нечеткого описания критериев оптимизации.

Практическую ценность работы представляют:

- методика моделирования СБЭ в условиях неопределенности исход ных данных, позволяющая учитывать различные виды их неопределенности при расчетах эффективности системы безопасности для конкретного или проектируемого объекта АПК;

- методика оптимизации СБЭ в условиях неопределенности, позво ляющая выбрать наилучший вариант системы безопасности для конкретного или проектируемого объекта АПК;

- интегрированный программный комплекс, позволяющий произво дить расчет показателей эффективности вариантов СБЭ и выбор оптимально го варианта системы с учетом неопределенности исходных данных;

- возможность широкого внедрения методов оптимизации СБЭ в про ектную практику за счет снижения требований к степени определенности вводимой информации;

- возможность получения информации о целесообразности дополни тельных затрат на мероприятия, уменьшающие степень неопределенности исходной информации.

Работа выполнена в соответствии с Концепцией развития электрифи кации сельского хозяйства России (МСХ РФ, Минэнерго РФ, РАСХН / М., 2002 г.) и аналитической ведомственной целевой программой «Развитие на учного потенциала высшей школы» (2009 – 2011 годы).

Реализация и внедрение результатов работы.

Научные положения, выводы и рекомендации использованы при реали зации Госконтракта ГК -118/2009 с Управлением гражданской обороны, чрезвычайных ситуаций и пожарной безопасности в Алтайском крае на вы полнение работ по обеспечению электропожаробезопасности путем совер шенствования систем электрической защиты с применением устройств за щитного отключения на 14 объектах Алтайского края, в том числе 12 сель ских образовательных учреждений в рамках краевой целевой программы «Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций при родного и техногенного в Алтайском крае на 2005–2010 гг.» Методические рекомендации по созданию комплексной системы обес печения безопасности электроустановок сельских населенных пунктов при нята к использованию Главным управлением сельского хозяйства Алтайско го края.

Апробация работы. Основные материалы и результаты работы пред ставлялись и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава Алтай ского государственного технического университета (Барнаул, 2009, 2010, 2011 гг.), XI международной научно-технической конференции «Измерение, контроль, автоматизация» (ИКИ-2010) (Барнаул, 2010 г.), X Международная научно-техническая конференция «Автоматизация технологических объектов и процессов. Поиск молодых» (Донецк, 2010 г.) На защиту выносятся следующие основные положения.

1. Для повышения достоверности оптимизационных расчетов СБЭ не обходимо учитывать неопределенность части исходных данных.

2. Математический аппарат для решения задачи оптимизации СБЭ в условиях неопределенности, должен позволять решать совокупность трех за дач: 1) описание неопределенности исходных данных, 2) выполнение алгеб раических операций с промежуточными данными моделирующих алгорит мов, 3) сравнение рассчитанных неопределенных значений критериев опти мальности.

3. Решение задач оптимизации СБЭ в условиях неопределенности воз можно с использованием методов интервального анализа и методов теории нечетких множеств.

4. Алгоритм моделирования СБЭ должен предусматривать ввод интер вально-неопределенных характеристик срабатывания аппаратов защиты и пережога, а также ввод вероятностных исходных данных, представляемых в виде интервалов или нечетких чисел.

5. Одно– или двухкритериальная оптимизация СБЭ может произво диться с использованием интервального или нечеткого критериев.

6. Для оценки достоверности результатов оптимизации СБЭ в услови ях неопределенности исходных данных необходимо выполнять анализ степе ни неопределенности вычисленных показателей эффективности системы, критериев оптимальности и степени неопределенности выбора оптимального варианта СБЭ.

Публикации. По материалам диссертационных исследований опубли ковано 13 печатных работ, в том числе, 6 - в изданиях по перечню ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложе ний. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит рисунков, 6 таблиц, 4 приложения. Список литературы включает 60 наиме нований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, сформулированы цель и задачи исследования, приведены сведения об апробации основных ре зультатов работы, изложены основные положения диссертации, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ состояния электрической и пожарной безопасности электроустановок объектов АПК, рассмотрены роль и основ ные положения теории обеспечения безопасности электроустановок, выявле ны проблемы информационного обеспечения расчетов и учета неопределен ности исходных данных, сформулированы задачи исследования.

Ежегодно в электроустановках зданий от воздействия электрического тока гибнет более 4,5 тыс. человек, при этом на долю сельской местности приходится около 70% от общего числа электротравм.

В общей статистике пожаров около 20% составляют пожары от элек тротехнических причин. В 2010 году в сельской местности Российской Фе дерации зарегистрировано около 79 тысяч пожаров, что составило 38,8% от общего количества пожаров.

Электрическая и пожарная безопасность электроустановок на объектах АПК обеспечивается с помощью специальных организационно-технических систем (СБЭ), представляющих собой совокупности взаимосвязанных орга низационно-технических мероприятий и электрозащитных средств, вклю чающих основную защиту, защиту от неисправности и дополнительную за щиту. Основу таких систем составляют технические подсистемы, имеющие обычно несколько защитных функций. Так, для реализации защитной меры «автоматическое отключение питания» широко используются предохраните ли и автоматические выключатели. Одновременно эти устройства обеспечи вают и защиту от электропожаров. Несколько защитных функций имеют и устройства защитного отключения по току утечки (УЗО). В состав техниче ских подсистем СБЭ помимо аппаратов защиты обычно входят и системы защитных проводников. Можно считать, что в состав СБЭ входят подсистема аппаратов защиты (АЗ) и проводниковая защитная подсистема.

Особенностью технических подсистем СБЭ является их многовариант ность. Для одного и того же объекта (для одной и той же СЭС объекта), мо гут быть созданы различные варианты технической системы безопасности, отличающиеся видом используемых аппаратов защиты, их расположением, сериями и защитными параметрами. При этом все такие варианты будут удовлетворять имеющимся нормативным требованиям и действующим мето дикам выбора электрозащитных систем. Это обстоятельство создает условия для выбора наилучшей технической системы безопасности электроустановок для конкретного объекта АПК.



Такой выбор может быть осуществлен в результате изучения законо мерностей процессов, обуславливающих действие электроустановок на ок ружающие их объекты при учете действия систем безопасности. Результаты такого изучения систематизируются в форме теории обеспечения безопасно сти электроустановок. Совокупность таких знаний составляет научные осно вы построения систем обеспечения безопасности.

На необходимость создания общей теории электробезопасности в кон це 70-х годов прошлого века впервые указал А. И. Якобс. В это же время им была сформулирована основная научная задача, решение которой позволит завершить создание теоретических основ электробезопасности. Она форми ровалась как типичная прогнозно-оптимизационная.

На протяжении последующих лет развитие теории электробезопасно сти осуществлялось в направлении учета различных функций систем безо пасности электроустановок. В работах С. И. Кострубы была учтена функция защиты сельскохозяйственных животных, в работах А. А. Сошникова – функция учета электропожаров.

В начале 90-х годов появилось много терминов, обозначающих много функциональные системы безопасности электроустановок («система ком плексной безопасности», «система электропожаробезопасности», «комплекс ная система электропожаробезопасности»). В настоящее время в качестве ус тоявшегося термина для обозначения двухфункциональных систем безопас ности используется термин «система безопасности электроустановок».

Задача построения оптимальной системы безопасности электроустано вок остается актуальной и до настоящего времени. Так, в 2000 г. О. К. Ни кольским был сформулирован принцип оптимальной безопасности, состоя щий в том, что построение и использование оптимальных систем обеспече ния электробезопасности является в настоящее время для России единствен ным реальным путем резкого снижения опасности электроустановок.

В настоящее время задача оптимизации СБЭ на объектах АПК в целом решена. Так, на основе использования системного подхода выполнено опи сание СБЭ и ее внешней среды. Выделена макросистема «электроустановка СБЭ -объект защиты» («Э-СБЭ-ОЗ»). (В качестве объекта защиты рассматри ваются люди на объекте и объекты пожара). Такое описание позволяет опре делить функции СБЭ как «уменьшение интенсивности» воздействий элек троустановок на объекты защиты и рассматривать «остаточную» опасность электроустановок как меру эффективности СБЭ. При этом функции СБЭ «расщепляются» на две подфункции – обеспечение электрической безопас ности и обеспечение пожарной безопасности.

В настоящее время имеется набор (семейство) математических моде лей, позволяющих моделировать процесс функционирования СБЭ в аспекте обеспечения электробезопасности (при косвенном прикосновении и прямом прикосновении), а также в аспекте обеспечения пожаробезопасности (разра ботаны три разновидности). В моделях учитываются три вида аппаратов за щиты: предохранители, автоматические выключатели и УЗО.

В наиболее общем виде такие модели могут быть охарактеризованы как детерминированно-вероятностные. В них учитывается структура системы электроснабжения объекта и структура его СБЭ. Они представляют собой моделирующие алгоритмы, имеющие иерархическую структуру.

Определяемые в результате моделирования показатели эффективности СБЭ дают количественную оценку «остаточной» опасности электроустано вок на объекте. Используются две группы показателей: показатели электро безопасности и показатели пожаробезопасности. В пределах каждой из групп показатели делятся на индивидуальные и интегральные. При этом интеграль ные показатели вычисляются на основе индивидуальных. Структура системы показателей эффективности СБЭ приведена на рисунке 1.

Показатели эффективности СБЭ Показатели Показатели электробезопасности пожаробезопасности Индивидуальные Интегральные Индивидуальные Интегральные Средняя вероят- Показат. пожарн. Интегр. показат.

ность электропо- опасн. на участке пож. опасности Вероятности элек- ражения сети (для всех вид. для всей сети тропоражения КЗ) P(ЭП)ср,Т (ЭП) каждого человека в поме Интегр. показат.

щении за время Т Математ. ожида- Вероятн. пережога пож. опасности P(ЭП)i,T ние числа ЭП пров. на участках. для всей сети (i=1,2,…N) сети (для всех вид. (по пережогу) М[nЭП]Т КЗ) Интегр. показат.

Максимальная Вероятн. загора- пож. опасности вероятность ЭП ния изол. на уча- для всей сети стках сети (для (по загор. изол.) P(ЭП)max,T всех вид. КЗ) Рисунок 1 – Система показателей эффективности СБЭ Особенностью решения задачи оптимизации СБЭ является возмож ность постановки как задач однокритериальной оптимизации, так и задачи многокритериальной оптимизации. Задачи первого вида ставятся при учете только одной защитной функции СБЭ. В качестве критерия оптимизации может быть выбран любой интегральный показатель эффективности СБЭ.

При постановках задач оптимизации может учитываться экономический кри терий «приведенные затраты на создание и эксплуатацию СБЭ». При поста новке задачи многокритериальной оптимизации используются два частных критерия. На их основе формируется скалярный аддитивный критерий, под лежащий минимизации. Количество допустимых вариантов, рассматривае мых при решении задачи оптимизации СБЭ, относительно невелико. Поэто му выбор оптимального варианта системы осуществляется методом сплош ного перебора.

Таким образом, в настоящее время разработано все необходимое мате матическое обеспечение оптимизации СБЭ на объектах АПК. Созданы также программные средства реализации оптимизационных расчетов.

При выполнении указанных расчетов на ЭВМ должен быть введен оп ределенный перечень исходных данных. В частности, должны быть введены данные о вероятностях свершения случайных событий, которые могут воз никнуть при функционировании СЭС объекта и СБЭ. Методика получения таких данных предусматривает их выбор из специального справочника веро ятностей, формируемого на основе результатов специально организованных наблюдений за свершениями указанных событий на группах аналогичных объектов. В силу ряда причин, в первую очередь из-за отсутствия финанси рования, возможность выполнения наблюдений на требуемом числе объектов в течение достаточно длительного времени отсутствует. В связи с этим ис пользующиеся в настоящее время статистические оценки вероятностей име ют низкую достоверность, которую можно рассматривать как некоторую степень неопределенности. Такая неопределенность в принципе может быть устранена, поэтому ее можно назвать потенциально-устранимой.

В дополнение к этому оценки вероятностей имеют также и неустрани мую статистическую неопределенность, обусловленную случайным характе ром таких оценок. Таким образом, вводимое значение вероятности обладает неопределенностью или погрешностью ее истинного значения. Это приведет к появлению неопределенности значений рассчитанных показателей эффек тивности СБЭ, а также построенных на их основе критериев оптимизации.

Неопределенность критериев оптимизации может привести к неправильно сти выбора оптимального варианта СБЭ.

При проведении оптимизационных расчетов имеется еще одна группа данных, обуславливающих неопределенность результатов моделирования и оптимизации СБЭ. Ими являются семейство защитных характеристик и се мейство характеристик пережога проводов. Каждая из таких характеристик имеет «разброс» значений. Это приводит к последующему «разбросу» зна чений промежуточных данных, образующихся в процессе моделирования, и к неопределенности значений рассчитанных показателей эффективности СБЭ.

Это, в свою очередь, приводит к неопределенности значений критериев оп тимизации и неопределенности в выборе оптимального варианта СБЭ.

Влияние неустранимой и потенциально-устранимой неопределенности исходных данных на результаты моделирования СБЭ и однофункциональных систем безопасности является серьезной проблемой, ставящей под сомнение как правильность (точность) результатов моделирования, так и правильность результатов оптимизации. Для решения возникших проблем необходима раз работка методов, позволяющих учитывать влияние различных видов неопре деленности на результаты расчетов показателей эффективности СБЭ и ре зультаты ее оптимизации. Изложенное обосновывает цель, поставленную в работе, и задачи, подлежащие решению.

Во второй главе выполнен анализ характера неопределенности исход ных данных использующихся в настоящее время моделирующих алгоритмов электропожаробезопасности и осуществлен выбор методов анализа неопре деленности в СБЭ.

Исходные данные вводятся на различных уровнях алгоритмов. Это предопределяет характер их влияния на результаты моделирования. Структу ра алгоритма оценки электробезопасности (при косвенном прикосновении) и вводимых исходных данных приведена на рисунке 2.

7. Расчет интегральных показателей Уровень всех людей объекта Уровни 6. Подсчет вероятностей электропоражения отдельного человека с учетом связей электроустановок по человека нулевому защитному проводу 5. Подсчет вероятностей электропоражения человека при многократном касании ОПЧ электроустановки Хар-ки касаний электрооборуд.

Характер работы элек 4. Подсчет вероятности электропоражения трооборуд.

P(ОЗК)j,T при одном касании ОПЧ электроустановки Pотz 3. Подсчет условных вероятностей электропо ражений, “взвешенных” с учетом возможно сти отказа основного АЗ Параметры цепи Uпр тока ч/з тело чел.

2. Подсчет условных вероятностей электропо ражения людей для заданных значений дли тельностей срабатывания основного и резер Закон распр Функ вир. АЗ токов.

опасн.

1. Расчет токов КЗ. Определение дли Структ. Структ.

тельностей срабатывания tср для СБЭ СЭС основного и резервирующего АЗ ) Параметры Параметры СБЭ Защитные СЭС характеристики Рисунок 2 – Структура алгоритма оценки электробезопасности и ис ходных данных (при косвенном прикосновении) Моделирующий алгоритм имеет семь уровней (этапов). На первом уровне алгоритма производятся вспомогательные вычисления. На нем вво дятся данные о структуре и параметрах СБЭ и СЭС объекта. На основе вве денных параметров АЗ из базы данных извлекаются их защитные характери стики. На втором уровне осуществляется подсчет условных вероятностей электропоражений людей на объекте. Вводятся измеренные значения ожи даемого напряжения прикосновения и параметры цепи тока через тело чело века. На третьем уровне моделируются последствия возможного отказа АЗ путем вычисления «взвешенной» условной вероятности электропоражения.

Вводятся вероятности отказа основного АЗ. На четвертом уровне осуществ ляется подсчет вероятностей электропоражения людей при одном касании защищенной электроустановки. Вводятся вероятности возникновения одно фазного замыкания на корпус (ОЗК) электроустановки. На двух последую щих уровнях выполняются процедуры сложения вероятностей, полученных на предыдущих уровнях. В результате этого подсчитываются вероятности электропоражения всех людей на объекте. На седьмом уровне подсчитыва ются интегральные показатели, оценивающие эффективность СБЭ в аспекте электробезопасности.

Введенные уровни целесообразно разделить на две группы: уровни мо делирования электробезопасности для одного человека и уровни моделиро вания для всех людей на объекте.

Структура алгоритма оценки электробезопасности при прямом прикос новении аналогична структуре рассмотренного алгоритма. Особенностью моделирования является учет действия устройств защитного отключения с малыми значениями номинального отключающего тока. Алгоритм имеет шесть уровней.

На первом уровне осуществляется определение длительностей сраба тывания АЗ. Вводятся данные о структуре и параметрах СБЭ и СЭС объекта, измеренные значения фонового тока утечки. На втором уровне алгоритма осуществляется подсчет условных вероятностей электропоражения людей.

При этом вводятся параметры цепи тока через тело человека. На третьем уровне осуществляется подсчет условных вероятностей электропоражений, «взвешенных» с учетом возможности отказа основного АЗ. Вводятся веро ятности отказа основного АЗ. На четвертом уровне алгоритма осуществляет ся подсчет вероятностей электропоражения людей при одном касании токо ведущей части (ТВЧ) электроустановки. На этом этапе вводятся вероятности касаний человеком ТВЧ электроустановок. Для их определения используется специальная технология, опирающаяся на статистическую информацию о числе случаев соответствующих электоропоражений и коэффициентов, учи тывающих тот факт, что не каждое касание человеком ТВЧ является смер тельным. На пятом уровне осуществляется подсчет вероятностей электропо ражений для каждого человека при возможном касании им всех ТВЧ объекта.

На шестом уровне осуществляется расчет интегральных показателей, оцени вающих эффективность СБЭ в аспекте электробезопасности. Они идентичны показателям, подсчитываемым для случая косвенного прикосновения.

Охарактеризуем далее использующиеся в настоящее время алгоритмы оценки пожаробезопасности и вводимые при их использовании исходные данные. Имеется три варианта таких алгоритмов. В двух вариантах алгорит мов моделируется явление пережога проводов вследствие дуговых КЗ, тре тий вариант алгоритма учитывает также и явление пережога изоляции. Все варианты алгоритмов имеют общие начальные этапы, поэтому будем рас сматривать их как единое семейство. Структура семейства алгоритмов и вво димых исходных данных приведена на рисунке 3.

Первый вариант алгоритма реализует расчет коэффициентов незащи щенности на участках сети и во всей сети (на объекте), второй - вероятностей пережога, третий - вероятностей загорания изоляции. На рисунке 3 им соот ветствуют левая, средняя и правая ветви алгоритма.

На первом уровне алгоритма для каждого участка сети определяется точка пересечения защитной характеристики АЗ, осуществляющего защиту этого участка сети и характеристики пережога провода этого участка сети. На основе этого определяется зона пережога участка сети (незащищенная зона).

На этом уровне вводятся данные о структуре и параметрах СБЭ и СЭС объ екта. На основе введенных параметров АЗ из базы данных извлекаются их защитные характеристики, а на основе введенных параметров СЭС – харак теристики пережога проводов. На втором этапе первого варианта алгоритма осуществляется подсчет коэффициентов незащищенности участков сети, на третьем – подсчет показателей пожарной опасности на участках сети. На четвертом этапе того же варианта алгоритма подсчитывается коэффициент незащищенности для объекта (для всех видов КЗ), на пятом производится подсчет показателей пожарной опасности для всей сети (по каждому виду КЗ), на шестом – вычисление интегрального показателя пожарной опасности для всей сети, учитывающего одновременное действие всех видов КЗ. На третьем и пятом этапах первого варианта алгоритма вводятся вероятности коротких замыканий на участках сети для четырех видов КЗ. Во всех вариан тах алгоритмов вводится для каждого участка. В первом алгоритме они мо гут быть введены и для всей сети.

Второй вариант алгоритма на этапах 2-5 предусматривает вычисление различных вероятностей пережога проводов. В нем предусматривается учет возможности отказа основного АЗ. С этой целью на этапе 3 вводятся значе ния вероятностей отказа АЗ. На этапе 4 вводятся также вероятности различ ных видов КЗ на участках сети. Третий вариант алгоритма на этапах 2-5 пре дусматривает вычисление различных условных вероятностей загорания и учитывает возможность отказа АЗ.

В алгоритме используется выбираемая из базы данных зависимость ве роятности загорания изоляции от времени пережога. В нем также на этапе вводятся вероятности различных видов КЗ на участках сети. Шестой этап у всех вариантов алгоритмов построен одинаково. По степени неопределенно сти информацию обычно подразделяют на детерминированную (четко опре деленную), вероятностную (стохастическую) и неопределенную. Использу ются также «промежуточные» степени неопределенности (например, вероят ностностно-неопределенная информация) и их разновидности (неопределен ная информация подразделяется на нечеткую и интервально-неопре деленную).

6. Подсчет интеграль- 6. Подсчет интегрального по- 6. Подсчет интегрального пока ного показателя пожар- казателя пожарной опасности зателя пожарной опасности (по ной опасности для всей (по пережогу) на объекте за загоранию изоляции) на объекте сети за время Т время Т от всех видов КЗ за время Т от всех видов КЗ 5. Подсчет показателя 5. Подсчет вероятности 5. Подсчет вероятности пожарной опасности для пережога проводов на загорания изоляции на всей сети за время Т объекте за время Т объекте за время Т (для каждого вида КЗ) (для каждого вида КЗ) (для каждого вида КЗ) P(КЗk)T k P(КЗ )s,T Этапы участков сети 4. Подсчет коэффици- 4. Подсчет вероятностей 4. Подсчет вероятностей заго ента незащищенности пережога проводов на уча- рания изоляции проводов на сети объекта стках сети за время Т участках сети за время Т (для всех видов КЗ) (для всех видов КЗ) (для всех видов КЗ) Pотz 3. Подсчет показателей 3. Подсчет условных вероят- 3. Подсчет условных вероят пожарной опасности на ностей пережога провода с ностей загорания изоляции участках сети за время учетом надежности основного провода с учетом надежности Т (для всех видов КЗ) основного АЗ АЗ (для всех видов КЗ) (для всех видов КЗ) 2. Подсчет коэффициен- 2. Подсчет условных вероятно- 2. Подсчет условных вероят тов незащищенности стей пережога провода на участ- ностей загорания изоляции на участках сети для дли- ке сети для длительностей сраба- провода для длительностей тельностей срабатывания тывания основн. и резервир. АЗ срабатывания основн. и резер основн. АЗ (для всех видов КЗ) вир. АЗ (для всех видов КЗ) (для всех видов КЗ) Зависим. вероятн. заг гор. изол. от времени Структура Структура 1. Определение незащищенной СБЭ СЭС зоны на участке сети Параметры Параметры СБЭ СЭС Защитные Характерист.

характер. пережога Рисунок 3 - Семейство алгоритмов моделирования пожаробезопасности Исходные данные, используемые при моделировании СБЭ, имеют все указанные виды неопределенности. Так, к детерминированной информации относятся данные о структуре и параметрах СЭС и СБЭ. Во всех алгоритмах вводятся данные, содержащие вероятностную информацию.

Вводимые вероятностные данные делятся на две группы: вероятности событий и законы распределения. Вероятности событий делятся на три под группы: 1) вероятности, характеризующие возможность возникновения ава рийных режимов в СЭС;

2) вероятности, характеризующие возможность от каза АЗ;

3) вероятности касаний людьми ТВЧ электроустановок. Вторая группа данных представлена законами распределения тока через тело чело века.

К неопределенной относится информация, содержащаяся в характери стиках срабатывания АЗ и характеристиках пережога проводов. Они имеют вид функций, зависящих от тока КЗ. При этом каждое значение такой функ ции имеет «разброс», описывающийся как неопределенный интервал.

Особенностью вероятностных исходных данных (вероятностей собы тий) является невозможность определения их истинных значений. Техноло гия их получения опирается на использование статистической информации, позволяющей определить частоты событий, являющиеся точечными оценка ми истинных значений вероятностей. Такие оценки, являясь случайными ве личинами, могут существенно отличаться от оцениваемых вероятностей.

Следовательно, получаемые на основе статистических методов оценивания значения вероятностей событий, учитываемых при моделировании СБЭ, следует рассматривать как вероятностно-неопределенную информацию.

Таким образом, часть вводимых при моделировании СБЭ исходных данных содержит интервально-неопределенную и вероятностно-неопреде ленную информацию (такие данные выделены на рисунках 2 и 3 тонировани ем).

Выявленный характер неопределенности части исходных данных пре допределяет выбор методов описания и анализа неопределенности при мо делировании и оптимизации СБЭ. Такие методы должны позволять решать следующие задачи: 1) описывать неопределенность исходных данных с по мощью специальных математических конструкций (моделей неопределенно сти);

2)обеспечивать возможность выполнения арифметических операций с неопределенными и определенными величинами с последующим получением результатов, являющимися неопределенными величинами того же вида;

3) обеспечивать возможность сравнения результатов вычислений, являющихся неопределенными величинами, и выбора из группы таких величин тех, кото рые имеют наибольшее и наименьшее значение.

В первую очередь, предлагается использование методов интервального анализа. Они позволяют естественным образом описывать интервальную не определенность защитных характеристик. Для описания вероятностно–нео пределенных данных предлагается использовать в качестве неопределенного интервала доверительный интервал. В рамках интервального анализа суще ствует математический аппарат, позволяющий производить с интервалами арифметические действия (включая действия с «обычными» числами). Нако нец, в рамках этого анализа имеются методы сравнения интервалов.

Для решения поставленных задач предлагается также использование теории нечетких множеств (ее подраздела, использующего нечеткие числа).

С помощью нечетких чисел может быть описана вероятностно-неопре деленная информация, с нечеткими числами можно выполнять арифметиче ские действия, нечеткие числа можно сравнивать по величине.

Таким образом, в качестве методов описания и анализа неопределен ности исходных данных при решении задачи оптимизации СБЭ нами выбра ны интервальный анализ и подраздел теории нечетких множеств «нечеткие числа».

В третьей главе описана разработка методов моделирования электро пожаробезопасности с учетом неопределенности исходных данных. В пер вую очередь произведена разработка методов учета интервальной неопреде ленности защитных характеристик. Предложено описывать интервальную неопределенность таких характеристик с помощью интервальных функций.

Каждому значению аргумента такой функции х отвечает интервал неопреде ленных значений аргумента f(x). Совокупности нижних и верхних границ неопределенных интервалов описываются с помощью двух однозначных граничных функций fн(x) и fв(x). На их основе строятся уровневые однознач ные интервальные функции, определяемые параметром, изменяющимся на отрезке [0,1]. Граничные значения этого параметра отвечают граничным функциям.

Моделирование электробезопасности при интервальной неопределен ности защитных характеристик предусматривает определение неопределен ных интервалов времен срабатывания каждого из АЗ при токах КЗ в «кон цах» участков сети. Совокупность таких интервалов образует пространство неопределенности, порождаемое защитными характеристиками. Для его дис кретизации целесообразно выбрать такие точки пространства, в которых дос тигается наименьшая и наибольшая опасность электропоражений на объекте.

Положение таких точек будет определяться выбором граничных функций ха рактеристик. Моделирование электробезопасности будет достаточно осуще ствить только для реализаций неопределенности, отвечающих этим функци ям. В результате моделирования (при неизменности вероятностных данных) будут получены неопределенные интервалы значений вероятностей электро поражений. Далее на их основе с помощью интервальной арифметики могут быть подсчитаны неопределенные интервальные интегральные показатели электробезопасности, являющиеся аналогами показателей, приводимых на рисунке 1.

Моделирование пожаробезопасности предусматривает одновременное использование характеристик пережога и защитных характеристик. На каж дом из участков сети учитывается диапазон токов КЗ, отвечающих возмож ным расположениям точек КЗ на этом участке. Каждому значению тока отве чает неопределенный интервал значений длительностей пережога и неопре деленный интервал значений длительностей срабатывания соответствующих АЗ. Пространство неопределенных факторов, выступающее в роли исходных данных при моделировании пожаробезопасности, представляет собой пере сечение двух пространств, имеющее одновременно «токовое» и «временное» измерения.

Расчет пожаробезопасности базируется на определении точки пересе чения характеристики пережога и защитной характеристики для каждого участка сети. Наличие интервальной неопределенности двух видов характе ристик приводит к появлению области их пересечения. Проекция этой облас ти на ось токов образует неопределенный интервал значений общих точек пересечений. В области пересечения характеристик проявляется «третичная» неопределенность исходных данных, состоящая в неопределенности возник новения состояния пережога.

Область пересечения интервально-неопределенных характеристик включает в общем случае три характерных зоны токов: зону гарантированно го пережога (ЗГП), зону возможного пережога (ЗВП) и зону защиты (ЗЗ).

Первая и третья зоны могут иметь различное чередование в пределах диапа зона токов КЗ на участке сети.

Для практической реализации моделирования пожаробезопасности пространство неопределенных факторов необходимо дискретизировать. Для этого необходимо произвести анализ рассматриваемых исходных данных на уровень пожаробезопасности на объекте. Установлено, что наименьшая (наибольшая) опасность «электропожаров» на объекте достигается при наи меньших (наибольших) длинах зон пережога на участках сети.

При определении длины зоны пережога следует принимать во внима ние, что в зоне возможного пережога (для всех значений токов) могут быть выделены как сочетания реализаций неопределенных факторов, вызывающих пережог, так и сочетания, не вызывающие это явление. В силу «третичной» неопределенности ЗВП может одновременно рассматриваться и как зона пе режога, и как зона защиты.

При наличии на участке сети трех характерных зон токов минимальная длина зоны пережога отвечает длине ЗГП, а максимальная – сумме длин ЗГП и ЗВП. При отсутствии на участке сети ЗГП минимальная длина зоны пере жога равна нулю, а максимальная – длине ЗВП. При наличии на участке сети только ЗВП минимальная длина зоны пережога принимается равной нулю, а максимальная – длине диапазона токов КЗ на этом участке. На практике воз можны частные случаи отсутствия пересечений характеристик. В одном из них (при отсутствии пережога) длина интервала ЗВП принимается равной нулю, в другом (при наличии пережога во всех точках интервала) - равной длине диапазона токов КЗ. Неопределенные длины (границы) интервалов пе режога образуют «четвертичную» интервальную неопределенность исходных данных.

В процессе последующего моделирования пожаробезопасности на ос нове двух задаваемых длин зон пережога производятся вычисления интер вальных коэффициентов незащищенности, а затем – интервальных показате лей пожарной опасности на участках сети. Далее на их основе с помощью интервальной арифметики подсчитываются интервальные показатели пожар ной опасности на объекте, учитывающие множество участков и различные виды КЗ.

Разработан метод учета неопределенности при моделировании пожаро безопасности, опирающийся на допущение о равномерном законе распреде ления времен пережога и срабатывания АЗ (при любом фиксированном зна чении тока КЗ). В сочетании с механизмом «бросания наугад» точки КЗ он позволяет на основе использования формулы полной вероятности определять среднее значение вероятности пережога на участке сети. Такое значение мо жет использоваться на дальнейших уровнях моделирующего алгоритма та ким же образом, как и значение вероятности пережога (коэффициента неза щищенности) в исходном алгоритме моделирования без учета неопределен ности.

Метод моделирования СБЭ при учете неопределенности исходных данных в аспекте электробезопасности на основе интервальной неопределен ности предполагает описание вероятностей отказов АЗ и вероятностей ОЗК в виде неопределенных интервалов, построенных на основе известных довери тельных интервалов для этих вероятностей. Дискретизация пространства не определенных факторов осуществляется на основе учета того факта, что ми нимальная (максимальная) вероятность электропоражения людей на объекте достигается при минимальных (максимальных) значениях вероятностей отка за АЗ и минимальных (максимальных) значениях вероятностей ОЗК. По следнее позволяет выделить в пространстве неопределенных факторов по каждому виду вероятностей две граничные точки, обеспечивающие мини мальное и максимальное значения вероятностей электропоражений людей на объекте. Алгоритм позволяет учитывать неопределенность как отдельных видов вероятностей, так сочетания их неопределенностей.

Метод моделирования СБЭ при учете неопределенности исходных дан ных в аспекте пожаробезопасности на основе интервальной неопределенно сти предполагает описание вероятностей отказов АЗ и четырех видов вероят ностей КЗ в виде неопределенных интервалов, построенных на основе из вестных доверительных интервалов для этих вероятностей. Дискретизация пространства неопределенных факторов осуществляется на основе учета того факта, что минимальная (максимальная) вероятность электропоражения лю дей на объекте достигается при минимальных (максимальных) значениях ве роятностей отказа АЗ и минимальных (максимальных) значениях вероятно стей КЗ. Последнее позволяет выделить в пространстве неопределенных фак торов по каждому виду вероятностей две граничные точки, обеспечивающие минимальное и максимальное значения показателей пожарной опасности для каждого участка сети. Алгоритм позволяет учитывать неопределенность как отдельных видов вероятностей, так сочетание их неопределенностей. Под счет интегральных значений показателей электробезопасности ведется на ос новании правил интервальной арифметики.

Метод моделирования СБЭ при учете неопределенности исходных данных в аспекте электробезопасности на основе нечеткой неопределенности предполагает описание вероятностей отказов АЗ и вероятностей ОЗК в виде нечетких чисел. При этом полностью сохраняется технология моделирования электробезопасности в условиях определенности, а арифметические опера ции выполняются по правилам нечеткой арифметики. Результатами модели рования являются нечеткие вероятности электропоражений людей и строя щиеся на их основе нечеткие интегральные показатели эффективности.

Метод моделирования СБЭ при учете неопределенности исходных данных в аспекте пожаробезопасности на основе нечеткой неопределенности предполагает описание вероятностей отказов АЗ и вероятностей четырех ви дов КЗ в виде нечетких чисел. В нем также сохраняется технология модели рования пожаробезопасности в условиях определенности.

При моделировании СБЭ используется обширный перечень недетерми нированных исходных данных, обладающих различными степенями неопре деленности. Различные варианты таких данных порождают задачу выбора возможных сочетаний вариантов неопределенности. Введена позиционная иерархическая система обозначений вариантов исходных данных, позво ляющая описывать характер неопределенности вводимых данных.

В четвертой главе описываются разработанные методы оптимизации СБЭ в условиях неопределенности исходных данных, программное обеспе чение этих методов и вопросы их практической реализации.

К методам оптимизации предъявляются требования сохранения логики имеющихся методов и возможности оперирования с интервальной и нечет кой неопределенностью. При разработке методов решались задачи сравнения неопределенных частных критериев оптимальности, задачи построения не определенного аддитивного скалярного критерия и задачи выбора экстре мального значения неопределенного критерия оптимальности.

При решении задачи сравнения значений критериев с интервальной не определенностью используется метод, основанный на детерминированных операциях непрерывной логики, определяющий понятие сравнимости интер валов и позволяющий построить алгоритм выделения экстремальных интер валов. Рассмотрим пример расположения интервальных значений критерия оптимальности (рисунок 4).

3 5 4 6 Рисунок 4 - Пример расположения интервальных значений критерия оптимальности Будем считать, что критерий оптимальности являются минимизируе мым. Чтобы в системе интервалов некоторый интервал был минимальным, необходимо и достаточно, чтобы его левая граница была минимальной из всех левых границ и чтобы его правая граница была минимальной из всех правых границ. На рисунке 4 это условие выполняется для интервала, отве чающего третьему варианту СБЭ. В примере значения критериев для третье го и пятого вариантов системы имеют область пересечения, называемая ин тервалом неразличимости (толерантности) критериев.

Далее в главе рассмотрен метод построения интервального векторного критерия оптимальности, предусматривающий выполнение процедуры нор мирования частных интервальных критериев и их последующее суммирова ние. Для построенного критерия используется та же логика выделения экс тремальных интервалов.

При решении задачи сравнения значений критериев при нечеткой не определенности используется метод сравнения интервалов для выделенных уровней принадлежности нечетких чисел.

Рассмотрим пример расположения нечетких значений критерия опти мальности (рисунок 5). Значения критериев описаны в виде треугольных не четких чисел. Условие минимальности нечеткого критерия оптимальности выполняется для третьего варианта системы.

[Q(ЭБ)]3 [Q(ЭБ)]4 [Q(ЭБ)] [Q(ЭБ)]5 [Q(ЭБ)]6 [Q(ЭБ)] [Q(ЭБ)] Q(ЭБ) Q(ЭБ)min Q(ЭБ)max Рисунок 5 - Пример совокупность нечетких значений критериев оптимальности СБЭ в аспекте электробезопасности Далее в главе рассмотрен метод построения нечеткого векторного кри терия оптимальности, предусматривающий выполнение процедуры нормиро вания частных нечетких и их последующее суммирование. Для построенно го критерия используется логика выделения экстремальных интервалов, учи тывающая уровни принадлежности.

Для решения задач оптимизации СБЭ в условиях неопределенности разработан многофункциональный программный комплекс «Электропожаро безопасность 380/220 Н» (Версия 2). В новой версии комплекса учтены все новые методы моделирования и оптимизации электропожаробезопасности.

С целью проверки работоспособности разработанных методов модели рования и оптимизации СБЭ в условиях неопределенности, а также разрабо танного программного обеспечения был произведен автоматизированный выбор оптимального варианта СБЭ на конкретном объекте. Рассматривались 4 варианта СБЭ. Для них были рассчитаны различные варианты интеграль ных показателей пожарной опасности (ИППО), имеющих как интервальный, так и точечный характер (таблица 1).

Таблица 1 – Результаты расчетов показателей пожарной опасности Расчетный № ИППО Расширенный Интервал ИППО ИППО вариант вар. по интервал ИППО С-С С-Н сети СБЭ Лапласу ИППО Исходная 1 [ 0,121 ;

0,264 ] 0,175 0,263 0,210 [0,102 ;

0,303 ] схема С выкл.

2 [ 0,021 ;

0,273 ] 0,026 0,260 0,134 [ 0,018 ;

0,312 ] ВА «C» С выкл.

3 [ 0,003 ;

0,270 ] 0,006 0,260 0,132 [ 0,002 ;

0,311 ] ВА «B» С предо 4 [ 0,051 ;

0,152 ] 0,063 0,144 0,117 [ 0,043 ;

0,175 ] хранит.

Значения интервальных показателей пожарной опасности, подсчитанных при определенных значениях вероятностей КЗ, приведены на рисунке 6.

ИППО 0 0,1 0,2 0, Рисунок 6 – Значения интегральных показателей пожарной опасности Выделение экстремального (минимального) интервала, позволяющего на основе методов интервального анализа определить оптимальный вариант СБЭ, среди заданного набора вариантов систем оказывается невозможным.

Пример иллюстрирует влияние неопределенности исходных данных на ре шение задачи оптимизации СБЭ.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 1. Одной из проблем проведения оптимизационных расчетов СБЭ явля ется неопределенный характер части исходных данных. Это обуславливает неопределенность рассчитываемых показателей эффективности системы безопасности и результатов выбора оптимального варианта СБЭ.

2. Для обеспечения достоверности оптимизационных расчетов могут использоваться методы моделирования и оптимизации СБЭ, учитывающие характер неопределенности исходных данных, сохраняющие логику модели рования электропожаробезопасности и позволяющие сравнивать значения неопределенных критериев оптимизации.

3. Математический аппарат для решения задачи оптимизации СБЭ в условиях неопределенности, должен позволять решать совокупность трех за дач: 1) описание неопределенности исходных данных, 2) выполнение алгеб раических операций с промежуточными данными моделирующих алгорит мов, 3) сравнение рассчитанных неопределенных значений критериев опти мальности. Таким требованиям удовлетворяют аппараты интервального ана лиза и теории нечетких множеств.

4. При моделировании систем безопасности электроустановок целесо образно выделять две группы неопределенных исходных данных, в первую из которых входят характеристики срабатывания аппаратов защиты и харак теристики пережога, во вторую - вероятности возникновения аварийных ре жимов в электроустановках и вероятности, характеризующие надежность ап паратов защиты.

5. При моделировании электробезопасности с учетом влияния неопре деленности защитных характеристик необходимо осуществить дискретиза цию пространства неопределенных факторов и производить вычисления по казателей электробезопасности в таких его точках, для которых показатели эффективности системы электробезопасности достигает своего наименьшего и наибольшего значения.

6. При моделировании пожаробезопасности с учетом влияния неопре деленности защитных характеристик и характеристик пережога необходимо осуществить дискретизацию пересечения пространств неопределенных фак торов с учетом условий возникновения пережога на участках сети, опреде ляющих на оси токов КЗ зоны возможного и гарантированного пережога.

Вычисления показателей пожарной безопасности целесообразно производить в таких точках пространства неопределенности, определяемого указанными зонами, для которых показатели эффективности системы пожаробезопасно сти достигают своего наименьшего и наибольшего значения.

7. При моделировании электробезопасности и пожаробезопасности с учетом интервальной аппроксимациии неопределенности вероятностных ис ходных данных, необходимо осуществить дискретизацию пространства не определенных факторов и производить вычисления показателей электро безопасности и пожаробезопасности в таких его точках, для которых показа тели эффективности системы электробезопасности достигает своего наи меньшего и наибольшего значения.

8. При моделировании электробезопасности и пожаробезопасности с учетом аппроксимации неопределенности вероятностных исходных данных в виде нечетких чисел на основе правил нечеткой арифметики осуществляется подсчет показателей электробезопасности и пожаробезопасности, имеющих вид нечетких чисел. Такое моделирование осуществляется при фиксирован ных реализациях неопределенности характеристик срабатывания и пережога.

9. Многообразие возможных сочетаний неопределенности исходных данных порождает проблему учета таких сочетаний. Для ее решения разра ботана позиционная иерархическая система обозначений вариантов неопре деленности исходных данных.

10. Разработан метод оптимизации СБЭ в условиях неопределенности, учитывающий интервальное описание значений частных критериев опти мальности и векторного критерия оптимальности.

11. Разработан метод оптимизации СБЭ в условиях неопределенности, учитывающий нечеткое описание значений частных критериев оптимально сти в форме нечетких чисел, а также нечеткое описание векторного критерия оптимальности.

12. Моделирование и оптимизация СБЭ в условиях неопределенности может осуществляться с помощью разработанного интегрированного про граммного комплекса.

Список основных публикаций по теме диссертационной работы В изданиях по перечню ВАК 1. Германенко, В.С. Средства реализации выбора оптимальных страте гий создания систем безопасности электроустановок АПК [Текст] / В.С. Гер маненко, С.С. Гусельников, О.Н. Дробязко, С.Ф. Нефедов // Ползуновский вестник.- 2005. -№ 4.-Ч.3. - С. 230-234.

2. Нефедов, С.Ф. Построение оптимальных систем безопасности элек троустановок зданий с учетом степени неопределенности исходной инфор мации [Текст] / С.Ф. Нефедов, О.Н. Дробязко // Механизация и электрифика ция сельского хозяйства.- 2009. -№ 5. - C. 6-7.

3. Дробязко, О.Н. Особенности использования методов оценки эффек тивности и оптимизации технических систем безопасности электроустановок [Текст] / О.Н. Дробязко, С.Ф.Нефедов // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2009. -№ 5. - C. 32-33.

4. Дробязко, О.Н. Учет неопределенности исходных данных в задачах оценки эффективности систем безопасности электроустановок [Текст] / О.Н.

Дробязко, С.Ф. Нефедов // Ползуновский вестник.- 2009.- № 4. – С. 26.

5. Дробязко, О.Н. Количественная оценка состояния электробезопас ности в образовательных учреждениях/ О.Н. Дробязко, С.Ф. Нефедов // Пол зуновский вестник, -2009. -№ 4.- С. 34.

6. Нефедов, С.Ф. Основы построения программного обеспечения оцен ки эффективности систем безопасности электроустановок в условиях неоп ределенности [Текст]/С.Ф Нефедов //Ползуновский вестник.- 2009.-№ 4.-С.37.

В других изданиях 7. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006610714. Расчет пожарной опасности дуговых коротких замыканий (СКЭД-380) [Текст ] / Дробязко О.Н, Сошников С.А., Гусельников С.С., Не федов С.Ф. // Заявка № 2005613451;

дата поступления 26.12.2005 г.;

зареги стрировано в Реестре программ для ЭВМ 22.02.2006.

8. Дробязко, О.Н. Дополнительные критерии выбора электрической за щиты в сетях 0,38 кВ [Текст] / О.Н. Дробязко, С.Ф. Нефедов // Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и тех ногенного характера- приоритетные направления обеспечения социальной безопасности населения Юга Западной Сибири. Материалы V международ ной научно-технической конференции. Вып. 12. -Барнаул: Азбука. 2007. 345 с. – С.241-242.

9. Сошников, А.А. Перспективы использования методов оценки эффек тивности и оптимального выбора систем безопасности электроустановок на объектах АПК [Текст] / А.А. Сошников, О.Н. Дробязко, С.Ф. Нефедов // Вестник Алтайского научного центра Сибирской академии наук высшей школы, -2009.-№ 9.-С. 82-85.

10. Козлов, Л.А. Создание и внедрение систем автоматизированного проектирования электрической защиты на объектах АПК [Текст] / Л.А. Коз лов Л.А., О.Н. Дробязко, С.Ф. Нефедов // Вестник Алтайского научного цен тра Сибирской академии наук высшей школы, -2009.-№ 9.-С.25-30.

11. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2009614829. Электробезопасность 380/220 (ЭБ 380/220) [Текст] / Дробязко О.Н., Нефедов С.Ф. // Заявка № 2009613691;

дата поступления 13.07.2009 г.;

зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 07.09.2009 г.

12. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2010610102. Электропожаробезопасность 380/220 Н (ЭПБ 380/220 Н) / Дробязко О.Н., Нефедов С.Ф. // Заявка № 2009615789;

дата поступления 20.10.2009 г.;

зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 11.01.2010.

13. Никольский, О.К. Комплексная система обеспечения безопасности электроустановок сельских населенных пунктов. Методические и практиче ские рекомендации [Текст] / О.К. Никольский, А.А. Сошников, О. Н. Дро бязко, Т.В. Еремина, С.А. Сошников, Ю.С. Лукьянов, С.Н. Серов, Б.С. Ком панеец, С.Ф. Нефедов, О.В. Полухин;

под ред. А.А. Сошникова. - Барнаул:

Изд-во АлтГТУ, 2011.-112 с.



 


Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.