Книги / 1bryzgalov_v_i_gordon_l_a_gidroelektrostantsii
.pdfэксплуатации. Эксплуатация |
- |
это |
|
|
|
сооружений, машин и других средств |
строгая категория использования
труда. Использование не может быть
временным, т. предполагает времени, чего
е. временное использование сооружений и прекращение использования через какой-то
нет на самом деле в эксплуатации ГЭС.
оборудования промежуток Есть период
первоначальной
эксплуатации
со
всеми
атрибутами
(
неотъемлемое
свойство
объекта
)
ответственности
по
обеспечению
надёжности
и
бесперебойности
работы
ГЭС
,
т.
е
.
такой
период
должен
специально
проектироваться
,
чтобы
сооружения
и
оборудование
работали
в
нормальных
условиях
.
Первоначальный
период
эксплуатации
интересен
тем.
что
в
это
время
происходит освоение
нельзя в полной мере
сооружений и оборудования, выявление |
||
предопределить на |
стадии |
проекта. |
|
|
их
свойств
,
что
В
этот
период
проводятся
испытания
и
проверка
работы
сооружений
и
оборудования, уточняются положения в производственных инструкциях |
||
основе результатов испытаний и полученных натурных |
данных |
. |
|
|
на
тому,
К сожалению, введённое
что в пусковых комплексах
понятие временная эксплуатация
(см. гл. 8) проект эксплуатации на
привело к начальной
стадии
прорабатывался
чрезвычайно
упрощенно
вплоть
до
примитивных
решений. Это прекращению
во многих случаях приводило
производства электроэнергии.
к отключениям оборудования, к |
|
Например, на Саяно |
Шушенской |
- |
|
ГЭС на начальной |
||
дождевой |
воды |
на |
|
|
стадии эксплуатации только по причине попадания электротехническое оборудование, расположенное в
машинном
зале,
произошло
четыре
отключения
оборудования
,
не
считая
других причин ( касание
предметов на токоведущие
краном части и
воздушных переходов 500 кВ; падение
т.п.), которых в нормальных условиях быть
не
должно.
На
рис
.
9.2
представлен
недостроенный
машинный
зал
Новосибирской
ГЭС, где был выполнен временный шатёр над агрегатами. |
, |
|
Очевидно |
схема пуска агрегатов не обеспечит необходимой надёжности ГЭС. |
что
такая
По отчётным данным Новосибирской ГЭС (автор этих данных - |
||
специалистов, предложивший термин |
временная |
эксплуатация |
|
|
) |
один из потери
электроэнергии внушительную
в период «временной эксплуатации», величину, представлены в табл. 9.1.
составившие
достаточно
Таблица
9.1
.
Потери
электроэнергии в период «временной
Новосибирской ГЭС
эксплуатации
»
Годы
1958 1959
Причины |
потерь |
выработки |
электроэнергии |
||||
Из-за утечек |
1 |
Из- за |
|
Из- за суточного |
|
Из-за |
|
неоптимальной |
|
засорения |
|||||
волы |
регулирования |
|
|||||
|
нагрузки |
|
решеток |
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
4.0 |
|
|
|
|
72.88 |
|
|
0.54 |
|
|
^ |
|
11.0 |
|
|
|
|
|
' |
ШГ |
|
36,16 |
|
16.05 |
|
|
9 56 |
||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1.06 |
|||
2.76 |
|
1.22 |
|
|
0.73 |
|
|
|
|
|
|
|
408
в
Примечание: В
процентах от годовой
числителе выработки
потери в млн. кВт
электроэнергии.
ч
,
в
знаменателе
-
fcj |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I I |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г. |
|
|
|
|
|
|
|
п |
|||
£ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
“ |
|
. |
|
|
|
|
[ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ы. ' |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
TV |
- |
|
|
|
|
|
|
Ён |
|
гп |
|
|
V |
|
. |
; |
|
|
V/ |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
. |
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
I |
|
* . |
• |
. |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
ГК |
/ |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
' |
’ |
\ ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
Я~1
% ш
W
|
|
|
Sft |
|
к |
|
|
|
|
* |
|
|
4 |
|
ЯЙП |
|
|
Ф |
- |
|
|
|
|
- |
|
v . ал |
± ± |
f |
|
|
|
||||
/v/ |
|||||
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.
9.2
Разрез верхнего строения машинного зала Новосибирской |
|
с временным шатром над работающими |
агрегатами |
|
ГЭС
По отчётным данным |
|
ГЭС |
(г.Жнгулевск |
) |
ускоренная |
||||||||
|
|
|
ÿ>;6A:>9 |
|
|
|
|
|
|
в |
|||
организация |
временной |
эксплуатации |
привела |
к |
необходимости |
||||||||
последующем останавливать |
поочередно агрегаты |
на |
2-2,5 |
месяца для |
|||||||||
устранения |
недоделок в |
подводной части, |
что вызвало |
значительное |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
. |
Агрегаты этой |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
удорожание строительства и потерю выработки электроэнергии |
|
|
машинном |
||||||||||
ГЭС длитечъное время работали под шатрами |
в недостроенном |
||||||||||||
|
. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
зале, в результате имело место сильное загрязнение узлов и деталей агрегатов |
|||||||||||||
В особенности это затронуло обмотки статора |
и ротора, |
попадание влаги и |
|||||||||||
пыли на которые приводило к пробою изоляции, отключению агрегатов от сети |
|||||||||||||
их простою в |
ремонте и потере |
выработки |
|
|
|
. |
|
|
|
|
, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
электроэнергии |
|
|
|
|
|
Кроме |
хорошо |
проработанных |
|
обеспечения |
нормальной |
эксплуатации |
|
принят и ряд организационных мер. |
технических |
мероприятий |
|
на начальной стадии |
должен |
|
|
для быть
Нормально
организовать
эксплуатацию
невозможно
,
если
персонал
плохо обучен, |
не располагает |
полноценными |
документами, чётко |
регламентирующими его деятельность, позволяющих знать свойства |
сооружений и оборудования, а также
действий в нормальных условиях и
указывающих |
последовательность |
|
в случае аварийных ситуаций |
или |
возникновения
пожаров,
стихийных
бедствий
и
других
ненормальных
событий
.
409
Рабочие места дежурного персонала должны быть оснащены всеми |
|||||
необходимыми средствами защиты согласно нормам ТБ, а также должностными |
и |
||||
|
|
|
|
. |
|
производственными |
инструкциями, схемами и надёжными средствами связи |
|
|||
|
документам, действующим в отрасли |
||||
Согласно |
нормативным |
||||
«электроэнергетика», должны быть составлены планы противоаварийных |
и |
||||
|
|
, а персонал периодически |
должен участвовать |
||
противопожарных мероприятий |
|
|
|
в
противоаварийных
и
противопожарных
тренировках
.
Оборудование рабочих мест, их дислокация
тщательно разрабатываться в проекте ГЭС.
и
оснащенность
должны
Проектом |
для ремонтно |
профилактического |
обеспечения также |
должна |
||||
|
||||||||
|
- |
|
мастерских |
, соответствующих |
||||
предусматриваться |
сеть специализированных |
|||||||
|
|
|
|
|||||
профилю работы ремонтного персонала. Полнота проработки этих вопросов в |
||||||||
проекте целиком зависит от Заказчика. |
|
|
|
|
9.3
.
Рациональное
использование
водных
ресурсов
В задачу |
эксплуатационной организации входит обязанность |
наиболее |
|||||||||||||||||||||||||||
полного использования водно-энергетических ресурсов. Все гидростанции |
|||||||||||||||||||||||||||||
России руководствуются |
«Правилами |
использования |
водных |
ресурсов |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
, |
утверждаемыми |
Министерством |
природных |
ресурсов |
страны |
||||||||||||||||||||
водохранилищ» |
|
|
водохранилищ. |
Этими |
Правилами |
||||||||||||||||||||||||
для каждого |
|
или группы |
(каскада) |
||||||||||||||||||||||||||
определяются |
граничные параметры |
водохранилищ (УВБ, |
навигационные |
||||||||||||||||||||||||||
расходы, расходы санитарного попуска |
и др.). |
Санитарный |
попуск |
- |
это |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
минимальный |
расход в реке, |
обеспечивающий разбавление |
сточных вод до |
||||||||||||||||||||||||||
|
. |
Цель указанных Правил |
- наиболее полное |
удовлетворение |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
санитарных норм |
|
|
и |
других водопользователей |
в |
водных |
ресурсах. |
||||||||||||||||||||||
требований |
энергосистемы |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
учёта требований всех заинтересованных |
организаций |
||||||||||||||||||||||
В результате |
|||||||||||||||||||||||||||||
составляется |
диспетчерский график наполнения- сработки водохранилищ. |
Он |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
регулировании |
||||||||||
является главным нормативным документом для ГЭС при |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
На рис. |
9.3 |
||||||||||||||||||||||||||
параметров |
энергосистемы |
и покрытия |
графика её нагрузки. |
||||||||||||||||||||||||||
представлен |
график |
расчетных режимов |
водохранилища |
Саяно-Шушенской |
|||||||||||||||||||||||||
показаны размеры холостых сбросов |
|||||||||||||||||||||||||||||
ГЭС для разной водности лет. |
На |
рисунке |
|||||||||||||||||||||||||||
воды в многоводный |
год и соответствующие потери выработки |
электроэнергии. |
|||||||||||||||||||||||||||
Учитывая |
очень низкую |
достоверность |
долгосрочных |
прогнозов |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
ГЭС |
должен наряду с |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
реки, питающей |
|
|
|
|
|
, |
персонал |
||||||||||||||||||||
приточности |
водохранилище |
и организациями |
федеральной |
||||||||||||||||||||||||||
соответствующими |
службами энергосистемы |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
графиков режима |
|||||||||||||||||
гидрометеослужбы составлять варианты прогнозных |
|||||||||||||||||||||||||||||
водохранилища |
с |
целью максимального |
использования водных ресурсов на |
||||||||||||||||||||||||||
производство |
электроэнергии, соблюдая указанные выше |
Правила. |
|
особо |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
регулирования, |
|||||||||||||||
Для |
ГЭС |
с |
водохранилищами |
годичного |
|||||||||||||||||||||||||
сложными |
для |
рационального |
использования |
водных ресурсов |
, |
являются |
|||||||||||||||||||||||
|
|
и |
многоводные годы. |
Предсказание (прогноз) |
природных |
||||||||||||||||||||||||
маловодные |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
исключительно |
сложная |
задача. |
Опыт в этом |
|||||||||||||||||||
гидрологических |
явлений |
- |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
ресурсов в этих |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
водных |
||||||||||||||||||||||||||
накапливается |
годами, оптимальное |
распределение |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
410
условиях приносит большой экономический эффект. В маловодный год |
||||||||
своевременный |
переход на пониженные |
расходы |
в нижнем |
бьефе позволит |
||||
запас для |
осенне-зимнего |
|||||||
|
водохранилище |
и создать |
||||||
максимально накопить |
||||||||
|
|
|
корректировка |
|||||
максимума нагрузки. |
В многоводный |
год своевременная |
||||||
графика производства |
электроэнергии |
|
с увеличением её до максимально |
|||||
|
|
|
|
|||||
возможной в период от начала половодья и до его спада принесёт большую |
||||||||
дополнительную прибыль |
. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
540
520
УВБ. м |
|
* |
530 |
|
* |
539 |
|
* |
530 |
|
К Г/ |
2 |
/ |
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
/ |
|
|
510 |
|
|
/ |
|
||
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
500 |
|
|
/500 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Холостые водосбросы в многоводный период, объем, млн |
м |
3 |
2600 |
||
|
|
|||||
|
Потери электроэнергии от холостыхсбросов, млн. кВт |
|
|
1330 |
||
месяц |
январь февраль март |
апрель |
май |
|
|
|
2920 150 август
640 340
сентябрь
IV |
= 6160 |
1Э |
3170 |
октябрь |
ноябрь |
декабрь
Рис
.
9.3
Режим
водохранилища
Саяно
-
Шушенской
ГЭС
2
1 -
3
- кривая маловодного года при притоке обеспеченностью 95%; |
||
кривая средневодного года при притоке |
обеспеченностью |
50% |
- кривая многоводного года при притоке |
обеспеченностью |
5% |
|
||
|
|
;
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, в |
|
Учёт многих обстоятельств в период наполнения |
водохранилища |
|||||||||||||||||
особенности |
в |
многоводные |
годы |
|
относится |
к своего рода |
искусству |
|||||||||||
, |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
персонала |
. Интенсивность |
наполнения водохранилища |
|||||||||||||
эксплуатационного |
||||||||||||||||||
|
|
|
возможностями гидротехнических |
|||||||||||||||
может ограничиваться |
предельными |
|||||||||||||||||
|
воды |
(холостые |
|
) определяется также |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
сооружений Сброс |
излишней |
сбросы |
|
|
|
|
||||||||||||
возможностями |
|
Г ТС и условиями |
водопользователей на прибрежных |
|||||||||||||||
территориях. |
Стремление к |
максимальной |
|
загрузке агрегатов |
должно |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
определяемыми |
|||
ограничиваться |
|
их |
физическими |
|
возможностями |
|
ремонтно |
|||||||||||
|
, |
а |
кроме того, необходимо |
организовать так |
||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||
характеристиками |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¬ |
||||
|
|
|
|
|
|
, чтобы |
|
|
|
|
|
, что |
в период половодья |
|||||
|
|
|
|
|
|
быть уверенным |
|
|
|
|
||||||||
профилактическую кампанию |
|
|
|
|
агрегатов. |
Преждевременные |
||||||||||||
|
|
|
|
|
, |
требующих остановки |
||||||||||||
не возникнет дефектов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, поскольку |
||||||||
холостые сбросы создают риск не |
заполнить |
водохранилище |
|
|
||||||||||||||
предсказуемость |
половодий очень низкая. Опоздание |
с началом холостых |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
в последующем |
не только |
с большим |
||||||||||
сбросов увеличивает |
|
, |
|
|
||||||||||||||
риск связанный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
411
объёмом высоких
сброса воды,
напорах, т.е.
но и с тем, что сброс воды будет происходить при более
с большими удельными нагрузками на водосбросные
сооружения и возможными их повреждениями, а также с резким увеличением |
|||
уровней в нижнем бьефе по сравнению с |
бытовыми. Стремление наполнить |
||
водохранилище до максимально возможного уровня в половодье может не |
|||
позволить принять |
в водохранилище летне осенние |
дождевые паводки, которые |
|
- |
может возникнуть необходимость в |
||
вообще не прогнозируются, и тогда вновь |
холостых
сбросах
.
Всё
это
показывает
насколько
сложным
и
ответственным
является
выбор
режима
водохранилища
.
имеют
Режимы водохранилищ суточного и многолетнего регулирования |
также |
свои особенности. В каждом конкретном случае они должны тщательно |
прорабатываться
проектной
организацией
.
Организация
режима
водохранилища
должна
учитывать
все
сезонные
природные например, с
явления, присущие району |
гидроузла |
|
, |
ледоставом, ледоходом, миграцией сора |
т.е. |
всё, |
что |
связано |
|
|
|
, |
и воздействием их на |
решётки
турбин
,
на
затворы
и
т.
п
.
9.4
.
Эксплуатация
и
ремонт
гидротехнических
сооружений
9.4.
1.
Организация
контроля
безопасности
ГТС
Одной из важнейших задач службы эксплуатации ГЭС |
является |
обеспечение безопасности гидротехнических сооружений. Последствия аварии |
|
на ГЭС, в особенности прорыв напорного фронта, могут быть |
катастро |
|
¬ |
фическими не только для региона, но и для всего государства. Поэтому |
обеспечение
безопасности
ГТС
является
задачей
общегосударственного
значения. Деятельность службы эксплуатации по обеспечению |
безопасности |
||
ГТС регулируется Федеральным законом «О безопасности |
гидротехнических |
||
сооружений» (в редакции от 23.07.97 |
117 ФЗ). |
|
|
В
Федеральном
законе
:
-
введены
основные
понятия
и
определения
;
-
сформулированы полномочия и обязанности в области безопасности ГТС |
|
правительства РФ, органов исполнительной власти субъектов РФ, органов |
|
надзора и собственника (службы эксплуатации ГЭС) |
; |
|
-
даны принципы
вреда и т.д.
страхования
гражданской
ответственности
за
причинение
Примечание
.
За
последние
30
лет
большинство
развитых
стран
мира
разработало |
собственную |
ГТС. Например, конгрессом |
законодательную базу обеспечения |
безопасности |
США «Акт о безопасности плотин» был принят |
в
1973
году
после
аварии
на
плотине
Титон.
ГТС
Наибольшая нагрузка и ответственность за обеспечение |
безопасности |
|
лежит на собственнике гидроэлектростанции. |
Гидротехнические |
412
сооружения |
ГЭС оснащены |
специальной |
контрольно- |
измерительной |
||||||
аппаратурой |
(КИА), |
и в состав |
эксплуатационного |
персонала входят |
||||||
специальные подразделения, задача которых |
- измерение с |
помощью КИА |
||||||||
контролируемых показателей, визуальный осмотр и оценка безопасности |
ГТС |
|||||||||
ГЭС |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
. На |
небольших |
|||
на основе анализа величин контролируемых показателей |
|
|
|
|||||||
натурные |
наблюдения |
проводят |
группы, входящие в состав гидротехнического |
|||||||
цеха, на |
крупных ГЭС - это могут быть лаборатории |
гидротехнических |
||||||||
|
|
|
цеха ( |
. рис. 9.1. . |
|
|
|
|
||
сооружений на правах |
см |
|
) |
|
|
|
|
|||
риск, надёжность и т.п. столь многозначны |
||||||||||
Понятия безопасность, |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
употребляются в столь разных ситуациях, что потребовалось их уточнить |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
конкретизировать применительно к ГТС и включить в текст Федерального закона. |
Безопасность |
гидротехнических |
сооружений |
- |
|
|
|
|
|
|
гидротехнических сооружений |
позволяющее обеспечить |
|||
|
, |
|
|
|
здоровья и законных интересов людей, окружающей среды и |
||||
объектов. |
|
|
|
|
это свойство
защиту жизни, хозяйственных
Согласно статье |
8 Федерального закона основное |
требование к |
|||||||||||||||||
безопасности |
ГТС |
- это обеспечение допустимого уровня |
риска |
аварий. |
|||||||||||||||
Допустимый |
уровень |
риска |
аварий - |
это значение |
риска |
аварий |
|||||||||||||
гидротехнического сооружения, установленное нормативными |
документами. |
||||||||||||||||||
Вычислить количественно уровень и, тем |
более, задать численно |
||||||||||||||||||
допустимый уровень риска является сложной задачей, не решенной однозначно |
|||||||||||||||||||
по настоящее |
время (ряд |
предложений |
на эту тему приводится |
в гл.10). |
|||||||||||||||
Известен ряд предложений по определению такого |
обобщенного |
||||||||||||||||||
показателя |
состояния ГТС, как уровень риска. Например, в |
вероятностной |
|||||||||||||||||
форме риск |
- |
вероятность возникновения аварии за определенный |
период |
||||||||||||||||
(например, за |
нормативный срок эксплуатации сооружения). |
Вероятностный |
|||||||||||||||||
подход |
к определению допустимого |
уровня риска должен |
опираться на |
||||||||||||||||
статистику |
|
отказов |
конструкций |
существующих |
гидротехнических |
||||||||||||||
сооружений. Однако ГТС достаточно надежны, аварии на |
них чрезвычайно |
||||||||||||||||||
редки, |
конструкции |
весьма |
разнообразны, |
поэтому |
набрать |
||||||||||||||
представительную |
выборку из числа происшедших |
аварий |
на |
ГТС и по ней |
|||||||||||||||
назначить допустимый |
уровень |
риска для ГТС определенной |
конструкции |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
. Гораздо большая |
статистическая |
|
|
||||||||
практически |
невозможно |
|
|
|
|
|
|
|
|
информация |
|||||||||
имеется по чрезвычайным ситуациям (ЧС) природного |
происхождения |
||||||||||||||||||
|
|
|
сопоставить |
||||||||||||||||
( землетрясениям |
наводнениям, цунами, торнадо и т.п.). Если |
||||||||||||||||||
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аварию |
на |
|
ГЭС |
|
или |
АЭС с |
некоторой |
природной |
ЧС |
(например, |
|||||||||
землетрясением определенной балльности, вероятность |
возникновения |
||||||||||||||||||
которого удается |
корректно вычислить), то |
в качестве допустимого риска |
|||||||||||||||||
аварии |
на |
ГЭС или АЭС можно принять вероятность |
такую же (или |
||||||||||||||||
несколько |
меньшую), чем для сопоставимой природной ЧС. В практике |
||||||||||||||||||
проектирования АЭС такой подход регламентирован. При |
вероятностном |
||||||||||||||||||
подходе допустимый уровень риска аварии на ГТС принтшется |
равным или |
||||||||||||||||||
меньшим 10 |
|
(то |
есть возможна |
одна авария в 10 тысяч лет . |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
~4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
413
до
Поскольку ни |
одно |
|
настоящего |
времени |
из предложений по вычислению уровня риска аварии |
||
не стало общепринятым, |
строгое |
однозначное |
определение
в
законе
было
опущено
и
было
принято,
что
:
-
на стадии проекта считать |
уровень |
||
запроектировано |
в |
соответствии |
|
нормами и правилами |
|
||
|
|
; |
|
риска допустимым |
|
|
, |
с |
действующими |
если сооружение строительными
-
на стадии эксплуатации уровень риска считается допустимым |
, |
если |
||||||
сооружение |
отвечает |
всем |
требованиям |
проекта |
и |
по |
|
всем |
диагностическим показателям не превышены предельно допустимые |
||||||||
(критериальные) значения. |
|
|
|
|
|
|
Тем самым, |
впредь до разработки |
и внедрения общепринятой |
методики |
|||||||||||||||||
определения |
комплексного показателя |
состояния ГТС |
- |
уровня |
риска |
аварии, |
||||||||||||||
этот показатель |
|
непосредственно |
вычислять не |
обязательно, |
|
однако |
||||||||||||||
сформулированы |
требования, при |
которых этот |
показатель считается |
|||||||||||||||||
допустимым |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отсутствие общепринятого и |
закрепленного |
нормами |
единого для |
|||||||||||||||||
гидроузла в целом |
количественного показателя уровня риска не |
|
|
|
|
|
, |
что |
||||||||||||
означает |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
, |
ни в настоящее время не |
производится |
количественная |
|
оценка |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
ни в прошлом |
|
|
Количественная оценка безопасности |
ГТС производится |
по |
|||||||||||||||
безопасности |
ГТС. |
|||||||||||||||||||
многим показателям (параметрам) - параметрическая |
оценка. Измеренные |
на |
||||||||||||||||||
сооружении показатели (параметры) сравниваются с |
их |
прогнозируемыми |
и |
|||||||||||||||||
предельно допустимыми |
(критериальными) значениями |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
сооружения |
|
|
это |
||||||||||||||||
Критерии |
безопасности |
гидротехнического |
- |
|||||||||||||||||
предельные значения количественных |
и |
качественных показателей состояния |
||||||||||||||||||
гидротехнического |
сооружения, соответствующие допустимому |
уровню |
риска |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||
аварии гидротехнического сооружения и утвержденные в установленном |
||||||||||||||||||||
порядке федеральными органами исполнительной власти, осуществляющими |
||||||||||||||||||||
государственный |
надзор |
за безопасностью гидротехнических сооружений |
. |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
показатели - это измеренные на данном сооружении |
||||||||||||||||||
Контролируемые |
||||||||||||||||||||
с помощью технических средств контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) |
||||||||||||||||||||
или вычисленные на основе измерений |
количественные |
параметры |
, |
а |
также |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
осмотра |
||||||||||||||
качественные |
признаки состояния |
ГТС, выявляемые путем |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сооружений
.
Диагностические показатели - это наиболее значимые для оценки |
|||||||||
безопасности |
и диагностики состояния ГТС контролируемые |
показатели |
, |
||||||
дать оценку безопасности и состояния системы |
|
сооружение |
|
||||||
« |
- |
||||||||
позволяющие |
|
|
|
. |
|||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
основание |
- водохранилище» в целом или отдельных ее элементов |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. Техническая |
диагностика |
- отрасль технических |
наук, |
|||||
предназначенная |
для оценки состояния и надежности технических |
систем |
|||||||
|
|
|
|
) без их остановки |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(станков, механизмов, летательных аппаратов |
и разборки. |
||||||||
В |
различных областях |
техники |
техническая диагностика |
имеет |
свои |
особенности
и
задачи.
414
Гидротехнические природно-технического
технической диагностики,
п.9.4.2.
сооружения являются |
элементами |
уникального |
комплекса, и для них |
имеются свои методы |
|
которые будут схематично рассмотрены ниже, в |
|
Согласно требованиям Федерального закона каждый |
гидроузел имеет |
||||||||||||||||||||
специальный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, содержащую |
основные |
|||||||||
документ- «Декларацию безопасности» |
|
|
|
|
|
критериям |
||||||||||||||||
сведения о |
|
соответствии |
гидротехнического |
сооружения |
||||||||||||||||||
|
|
. Только при наличии «Декларации |
|
|
|
|
», прошедшей |
|||||||||||||||
безопасности |
безопасности |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
, сооружение включается |
|
|
|
|
собственнику |
||||||||||||
государственную экспертизу |
|
|
|
|
|
в Регистр и |
|
|||||||||||||||
выдается лицензия (разрешение) на эксплуатацию гидроузла. |
Содержание |
|||||||||||||||||||||
«Декларации |
безопасности |
» |
устанавливает Правительство |
Российской |
||||||||||||||||||
Федерации. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на |
||
|
Первая редакция «Декларации безопасности» разрабатывается |
|||||||||||||||||||||
|
» |
|||||||||||||||||||||
основе проектных |
материалов. В дальнейшем раз в пять |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
лет «Декларация |
||||||||||||||||||||||
пересматривается |
, |
критерии |
безопасности |
корректируются |
|
и |
уточняются с |
|||||||||||||||
|
|
, накопленных в течение |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
учётом |
данных натурных наблюдений за сооружениями |
|
|
|
обследование |
|||||||||||||||||
пяти лет эксплуатации. Пересмотру «Декларации» |
предшествует |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
органами |
|||||||||||||||||||
гидротехнических |
сооружений |
комиссией экспертов, назначаемой |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
надзора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РФ |
функции |
||||
|
Примечание. В |
настоящее |
время |
Правительством |
|
|||||||||||||||||
государственного |
надзора |
возложены |
на специальный |
департамент |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
). |
Органы |
надзора |
проводят |
||||||||||||||
министерства энергетики РФ |
|
|
||||||||||||||||||||
(Гэсэнергонадзор |
|
|
|
|
|
|
|
положений |
||||||||||||||
периодически |
|
инспекционные |
проверки выполнения |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
собственником |
|
|
|
«
Декларации»
.
Оперативный |
контроль безопасности сооружений, как уже отмечалось |
, |
|||
|
соответствующего |
цеха |
|||
производится эксплуатационным персоналом ГЭС |
|||||
|
|
либо
лаборатории.
Очень |
важное |
|
значение |
имеет |
визуальный |
контроль |
за |
|||||||||
|
|
земляных |
||||||||||||||
гидротехническими |
сооружениями |
(наблюдения за состоянием |
||||||||||||||
|
|
бетонных и |
железобетонных |
|||||||||||||
откосов |
плотин, |
осмотр поверхностей |
||||||||||||||
конструкций |
на |
предмет |
возникновения |
трещин, выявление |
возникающих |
|||||||||||
|
изменением существующих |
выходов |
||||||||||||||
протечек |
воды |
и |
|
контроль за |
||||||||||||
|
|
воды, визуальная |
оценка |
мутности или её усиления в местах |
||||||||||||
фильтрующейся |
||||||||||||||||
|
|
|
накопленные |
данные визуальных |
наблюдений также |
|||||||||||
фильтрации и т.п.). |
Все |
|||||||||||||||
параметрами и должны |
лечь в основу |
|||||||||||||||
являются диагностически ценными |
создания
экспертных
систем.
Важно |
проводить не только |
регулярные |
осмотры |
надводных |
|||
|
, |
||||||
сооружений, |
но и |
|
|
|
|
|
|
подводные наблюдения за состоянием ГТС (понуры |
|||||||
бетонные массивы, |
рисбермы, гасительные устройства и т.п.) либо с помощью |
||||||
водолазов, либо с использованием |
телевизионной |
техники. |
|
||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
415
9.4.2. Техническое, информационное |
|
контроля безопасности |
ГТС |
|
и
методическое
обеспечение
Проект |
оснащения |
сооружений |
контрольно |
измерительной |
аппаратурой |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
гидроузла. Во |
время |
|||||||||||||||||
является обязательной |
составной частью общего проекта |
|||||||||||||||||||||||||||||
строительства |
в |
сооружение |
закладываются датчики |
|
и |
марки |
(знаки), с |
|||||||||||||||||||||||
помощью которых в дальнейшем измеряются |
контролируемые показатели. |
|
||||||||||||||||||||||||||||
Кроме датчиков и марок |
в состав технических средств |
контроля входят |
||||||||||||||||||||||||||||
приёмно-вызывные |
|
устройства, |
инициирующие работу датчиков |
и |
||||||||||||||||||||||||||
принимающих |
сигналы |
от них. На |
крупных гидроузлах должны |
создаваться |
||||||||||||||||||||||||||
системы |
автоматизированного контроля |
гидротехнических |
сооружений |
(САК |
||||||||||||||||||||||||||
ГТС), которые включают |
в себя ядро |
системы (обычно персональную ЭВМ) |
||||||||||||||||||||||||||||
связанное |
линиями |
связи (кабелями) |
с терминалами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|||||||||||||||||
|
( |
накопительными |
||||||||||||||||||||||||||||
станциями), а те, в свою |
очередь, через коммутаторы и линии связи |
соединены |
||||||||||||||||||||||||||||
с датчиками. САК ГТС |
обеспечивают |
автоматизированный |
сбор, передачу, |
|||||||||||||||||||||||||||
хранение и обработку |
данных |
измерений. Технические средства |
контроля в |
|||||||||||||||||||||||||||
процессе эксплуатации пополняются |
и |
совершенствуются |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Примечания: |
1. Устройство и работа |
технических |
средств контроля |
|||||||||||||||||||||||||||
и организация |
натурных наблюдений будут рассмотрены |
|
в специальном |
курсе |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
на |
||||||||||||||||||||||||||||
и на практических занятиях. |
Здесь |
отметим лишь основной |
принцип, |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. Большинство датчиков |
, |
используемых при |
||||||||||||||||||
котором работают датчики |
|
|
на |
принципе |
«электрических |
измерении |
||||||||||||||||||||||||
контроле состояния |
ГТС, |
работает |
||||||||||||||||||||||||||||
колебаний |
||||||||||||||||||||||||||||||
неэлектрических |
величин |
». Например, |
известно, |
что частота |
|
|||||||||||||||||||||||||
струны меняется |
в зависимости от |
силы её натяжения, и |
|
при одной и той же |
||||||||||||||||||||||||||
сипе натяжения частота |
(период) колебаний |
струны- величина |
постоянная. |
|||||||||||||||||||||||||||
В струнных датчиках |
для |
измерения |
температурных или |
иных |
деформаций |
|||||||||||||||||||||||||
используется это свойство струны. Основной элемент струнного |
датчика |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оболочку. В цилиндре рядом |
|
|
|
|
- |
|||||||||||
струна, заключенная |
в |
ципиндрическую |
со струной |
|||||||||||||||||||||||||||
находится |
катушка ( |
электромагнит). Датчик |
закладывается в тело плотины |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
. При нагревании бетон плотины |
расширяется, удлиняется |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
при укладке бетона |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на |
||||||
вместе с бетоном и струна (меняется её натяжение). |
Периодически |
|||||||||||||||||||||||||||||
катушку (электромагнит) подаётся |
электрический |
|
импульс, |
который |
||||||||||||||||||||||||||
возбуждает колебания струны, частота которых регистрируется и |
по |
|||||||||||||||||||||||||||||
тарировочной кривой показания датчика пересчитываются |
в деформации. |
|||||||||||||||||||||||||||||
2. Учитывая, что |
часть датчиков |
КИА |
должна |
закладываться |
||||||||||||||||||||||||||
непосредственно |
в бетон |
в момент его |
укладки и |
уплотнения, технические |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
организации, |
авторский |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
службы надзора техинспекция |
строительной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
надзор |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Заказчика) должны |
|||||||||||||||
проектной организации и |
служба технического надзора |
|
||||||||||||||||||||||||||||
очень строго |
следить |
|
за |
соблюдением |
технологии |
строительного |
||||||||||||||||||||||||
производства, |
а |
затем на протяжении длитечьного времени |
обеспечить |
|||||||||||||||||||||||||||
контроль за сохранностью датчиков и |
их коммуникаций. |
Здесь |
необходимо |
|||||||||||||||||||||||||||
принять во внимание |
то, |
что от |
момента |
закладки датчиков |
КИА |
до |
их |
|||||||||||||||||||||||
использования |
иногда |
проходит |
несколько лет. Это |
исключительно |
||||||||||||||||||||||||||
ответственный |
период |
|
для |
соответствующих |
служб, отвечающих |
за |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
бесперебойную |
работу КИА. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
416
Система контроля состояния
подсистем. Основными подсистемами
ГТС, обычно,
являются:
включает
несколько
-
-
-
подсистема |
контроля внешних нагрузок и воздействий (уровней воды в |
||||||||
верхнем и нижнем бьефах, температур окружающих воздуха и воды); |
|||||||||
подсистема |
контроля |
перемещений |
прецизионными |
(точными) |
|||||
геодезическими методами (плановых |
и |
вертикальных |
смещений |
||||||
|
|||||||||
характерных точек сооружения, взаимных перемещений отдельных |
|||||||||
сооружений |
на их стыках и в швах); |
деформированного |
состояния (для |
||||||
подсистема |
контроля |
напряженно |
|||||||
|
- |
и вычисления |
напряжений); |
||||||
|
, |
деформаций |
|||||||
измерения температур |
|
|
|
|
|
|
-
-
подсистема фильтрационного контроля (для измерения |
фильтрационных |
||
расходов, пьезометрических |
напоров фильтрующейся воды |
и ее |
|
; |
|
|
|
химического состава) |
|
|
бьефе |
подсистема контроля качества воды в водохранилище и в нижнем |
|||
гидроузла. |
|
|
|
В сейсмически
тизированные системы
активных |
районах |
должны |
сейсмометрического |
контроля. |
|
|
создаваться
автома
¬
Информационное
и
программное
обеспечение
диагностического
контроля состоит из баз данных, в которых хранятся данные натурных |
||
наблюдений, а также из программ обработки и анализа данных измерений |
на |
|
ЭВМ. На основе анализа данных натурных наблюдений службы эксплуатации |
||
ГЭС (с привлечением на подрядной основе научно-исследовательских |
и |
|
проектных организаций) должны периодически выпускать отчеты, в которых |
||
необходимо обобщать и анализировать данные натурных наблюдений |
|
за |
|
|
рассмотренный
период.
В
последние
годы
для
оценки
состояния
крупных
гидротехнических
сооружений разрабатываются экспертные |
системы |
- |
специальные |
||||||
|
диагностические комплексы, в состав которых |
входит не только |
|||||||
программно- |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
база данных и программы |
|
данных отдельных натурных измерений |
|||||||
|
обработки |
|
|
|
|
|
|
|
|
но также содержатся такие |
компоненты как база знаний и «машина логического |
||||||||
вывода». База знаний, как правило, |
представляет собой |
набор правил |
, |
||||||
выработанных на основе мнений экспертов. С помощью выработанных |
правил |
||||||||
и некоторых, заложенных в экспертную систему алгоритмов логического |
|||||||||
вывода, оценивается состояние сооружения. Экспертные системы не только |
|||||||||
формулируют оценку состояния сооружения, но |
и разъясняют пользователю, |
||||||||
почему сделан тот или иной вывод. Однако экспертные системы могут служить |
|||||||||
лишь |
вспомогательным |
средством |
оценки |
состояния |
сооружения. |
||||
Окончательное решение остается за специалистами, отвечающими за контроль |
|||||||||
состояния сооружений. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Методическое
обеспечение
натурных
наблюдений
(
своды
правил,
инструкции, |
методические указания, рекомендации) разрабатывается |
|
отраслевыми |
научно-исследовательскими и проектными |
институтами |
|
, ВНИИЭ, ВТИ и другими). |
|
(ВНИИГом, НИИЭС, Гидропроектом |
|
417