Сущностью норматива надежности системы электроснабжения является уровень безотказности и ремонтопригодности системы, обеспечивающий выполнение планового задания по добыче угля с заданной вероятностью.
Фактический объем добычи угля зависит от множества факторов, трудно- поддающихся учету и в общем случае является случайной величиной. Основной количественной мерой случайного процесса является вероятность его реализации за определенное время, поэтому для учета случайной величины объема угледобычи задаются вероятностью его достижения за определенное время. Для обеспечения гарантии выполнения планового задания следует задаваться высокими значениями вероятности. Как правило, используют значения 0.9, 0.95 и 0.99.
Вероятность выполнения планового задания Pв.з является вероятностью того, что фактическое время выполнения задания tз не превысит времени t, отведенного на выполнение этого задания
.
Вероятность невыполнения (срыва) задания определяется как вероятность события, несовместимого с выполнением задания
.
Как правило, вследствие резерва в производительности горных машин,
условие tз>t выдерживается, поэтому имеется избыточное время
.
Соотношение различных интервалов времени в течение смены по добыче угля иллюстрирует рис. 16.4. Эти интервалы времени определяются следующим образом.
t - оперативный интервал времени; t3 - время на выполнение планового задания, tи - избыточное время; tиэ - длительность перерывов электроснабжения; tun - прочие простои.
Оперативный интервал времени, отводимый для выполнения запланированного задания по добыче угля
t = Tсм · nсм,
где Tсм - длительность рабочей смены по добыче угля, ч;
nсм - число добычных смен за сутки.
Минимальный интервал времени, необходимый для выполнения планового задания
где tц - длительность одного цикла по выемке угля, ч;
nц - количество циклов по выемке угля (за сутки);
tбвр - время на буровзрывные работы для одной смены, ч;
Тпз - время на подготовительно-заключительные операции для одной смены, ч.
При наличии резерва времени появление простоев не всегда приводит к срыву задания, так как в течение резервного времени работоспособность системы можно восстановить, и она успеет выполнить задание. Последнее возможно, если суммарная продолжительность простоев tnp не превысит резервного времени tпр ≤, tи.
 |
Таким образом, для систем, обладающих временной избыточностью, вероятность выполнения задания можно определить как вероятность того, что суммарное время простоя не превысит избыточного времени
Для определения вероятности выполнения планового задания в функции оперативного (нормативного) интервала времени t, в [7] получено следующее соотношение:
Частным случаем этого выражения является вероятность безотказной работы системы, получаемая при tи = 0:
В соответствии с результатами исследований [21], для успешного выполнения суточных плановых заданий по добыче угля длительность перерывов электроснабжения tm не должна превышать 10-15% избыточного времени tи, и с учетом перерывов внешнего по отношению к участковой сети электроснабжения должно выполняться условие
где коэффициент 0,95 учитывает перерывы внешнего электроснабжения.
С учетом зависимости (16.4) для шахт Донбасса при суточной производительности комплексно-механизированных лав Qсут, равной 400-1500 т, длительность перерывов электроснабжения tиэ можно определить по формуле
Затем, задаваясь вероятностью выполнения планового задания 0,9 или 0,95, по графикам (рис. 16.5) находят нормативный уровень надежности системы электроснабжения - нормативную наработку на отказ системы Тн и нормативное время восстановления системы Твн. При этом, как правило задаются парой аргументов- tu и Твн, после чего находят Тв. Можно задаться tu и Тн, после чего найти Твн. В любом случае значения Тн и Твн находятся в строгом соответствии между собой.
16.3.3 Обеспечение нормативного уровня надежности
 |
Полученные нормативные значения наработки на отказ Тн и времени восстановления Tвн сравниваются с полученными для заданной системы электроснабжения показателями безотказности Тс и ремонтопригодности Tв.c. Система способна выполнять плановое задание, если выполняется условие:
При невыполнении условия систему корректируют. Коррекция системы представляет собой итерационный процесс, заключающийся в замене элементов системы и (или) изменении их количества с целью улучшения показателей безотказности и ремонтопригодности (увеличения Тс и уменьшения Тв.с) с последующим их расчетом. В первую очередь увеличивают надежность элементов, вызывающих наибольшие удельные перерывы электроснабжения, приходящиеся на единицу наработки на отказ (см. таблицу 16.1). Процедуру повторяют до выполнения условия (16.6). Если на очередной итерации резервы по увеличению надежности системы окажутся исчерпаны и не будут достигнуты нормативные уровни, тогда изменяют режим работы участка для увеличения резерва времени, либо решают обратную задачу - из формулы (16.5) находят меньшую величину планового задания, которое способна обеспечить данная система электроснабжения
Эффективным способом повышения надежности систем электроснабжения является сокращение длины кабельных линий. Для этого рекомендуется приближение распределительного пункта к потребителям участка и рациональное секционирование секций сборных шин ЦПП и ВРП. Существенный вклад в повышение надежности дает замена электрооборудования на более современное с увеличенной наработкой на отказ и сниженным временем восстановления, применение энергопоездов и резервирование электрооборудования.
Для увеличения наработки на отказ кабельных линий следует соблюдать правила прокладки и подвески кабеля и применять специальные защитные элементы (ограждения, кожухи и т. п.), для передвижных забойных механизмов целесообразно применение траковых кабелеукладчиков. Эти меры позволяют увеличить наработку на отказ кабелей на 20-40%.
Уменьшение времени восстановления кабельной сети достигается при использовании резервного фидерного кабеля, который должен быть проложен параллельно имеющемуся или храниться на распределительном пункте. Гибкие кабели передвижных механизмов целесообразно секционировать и оконцовыватъ каждую секцию штепсельным разъемом. При наличии резервных секций кабеля их замена может быть произведена в течение значительно меньшего времени по сравнению с заменой или ремонтом всего кабеля. Это уменьшает среднее время восстановления кабельной линии приблизительно в три раза.
При резервировании малонадежных элементов забойного электрооборудования следует по возможности уменьшить время перехода на резерв. Например, резервный пускатель целесообразно заранее подсоединить сетевым отделением к электрической сети участка, а потребитель к отделению выводов подсоединять с помощью отрезка кабеля с подсоединенной на его конце штепсельной муфты. Желательно применять современные пускатели со штепсельными выводами.
Следует также учитывать, что при отсутствии автоматического включения резерва (АВР) ненагруженное резервирование не увеличивает безотказность системы, его можно рассматривать только как средство улучшения ремонтопригодности.
