Теория вероятностей и случайных процессов - Тутубалин В.Н.
ISBN 5-211-02264-5
Скачать (прямая ссылка):
В результате население дома (а может быть, и микрорайона) может — вместо привычного комфорта и благополучия
— оказаться в тяжелейших условиях. Конечно, на место аварии такого масштаба немедленно выезжает аварийная бригада и пытается включить нужный выключатель, но он тут же отключается вновь, так как восьмикратная перегрузка сети ничем не лучше короткого замыкания. А бригада еще должна разобраться, в чем дело: она ведь не знает, что защита домовой сети выведена из строя. Считается, что в сильный мороз допустима остановка отопления на 2 часа: дальше возникает опасность замерзания воды в некоторых участках системы отопления. Поэтому если ликвидация аварии затягивается, то лучшее, что можно сделать, — это слить воду из водопровода (холодного и горячего) и системы отопления. Тогда через несколько дней дом можно будет снова привести в жилое состояние; если же замерзнет вода в трубах, то на ремонт потребуется несколько месяцев. На это время жильцов нужно будет куда-то поселить, но спрашивается — куда?
В нашем стремлении к эффективному использованию электросети и прочего оборудования есть обратная сторона
— практическое отсутствие резервов. Это отсутствие резервов ведет, вообще говоря, к социальной напряженности (в нашем примере — к жалобам на электрика), а социальная напряженность обычно исключает разумные в техническом отношении действия. Начинается непредусмотренная техническим решением самодеятельность, вообще говоря, несущая в себе зародыши общественного бедствия. Если такие зародыши появляются в широких масштабах, то в конце концов некоторые из них реализуются. Органы власти окажутся перед проблемами (в нашем случае — куда девать жильцов?), к которым они не готовы и с которыми не смогут справиться. В частности, необычно холодная зима представляет собой страшное испытание не только для электросетей и энергосистем, но и для всей прочей техники, обеспечивающей жизнь города: вся она рассчитана на эффективное использование, а следовательно, больших резервов не имеет. Отказы техники непредсказуемы и не даны нам даже в виде статистических данных: из-за редкости аварийных ситуаций и крайнего их разнообразия такие данные, вообще говоря, не могут быть собраны.
299
Кратко остановимся на проблеме развития аварий. В электрических системах возможны аварии любого масштаба. Дело в том, что электрические машины оборудованы защитой, которая отключает их, если какие-то параметры выходят за заданные пределы. В случае аварии какой-то, допустим, сравнительно мелкой (с точки зрения энергосистемы) машины обычно эта машина отключается, на чем авария и заканчивается. При этом потребители даже и не знают, что произошла какая-то авария, так как вышедшая из строя машина автоматически резервируется другими машинами системы. Но бывает так, что при отключении одной машины на некоторые другие элементы системы падает (пусть кратковременно) большая нагрузка. Если бы система защиты знала, что это повышение нагрузки кратковременно, то она бы не стала отключать эти элементы. Но релейная защита не думает. Лавина отключений нарастает, пока не отключатся все (исправные!) машины системы. Такая редкая, но ужасная авария называется развалом энергосистемы. В результате нее крупный город может на несколько часов остаться без электроэнергии, последствия чего частью очевидны, а частью непредсказуемы.
Может ли развал энергосистемы начаться с того, что хозяйка поставила на электроплиту чайник с пробитой изоляцией? По-видимому, при крайне безобразном отношении к устройствам защиты на всех уровнях энергосистемы такое возможно.
Какова может быть роль теории вероятностей в рассмотренной ситуации? Расчеты вероятностей аварий и того или иного их развития вряд ли могут осуществляться с хорошим приближением к действительности. Но в рядовых повседневных исследованиях роль теории вероятностей может быть существенной. Мы не знаем, например, какая часть из миллионов автоматических выключателей, установленных на квартирных щитках, действительно работоспособна (если такой выключатель исправен, то пробой изоляции чайника заведомо не приведет к развалу энергосистемы). По личному опыту автору известно, что если подать ток 60 А на выключатель с номинальным током 15 А, то примерно половина выключателей серии АБ-25 начинает гореть, но при этом не отключается. (Не следует относить это утверждение к выключателям других серий). Но каких-либо широких статистических исследований такого рода, по-видимому, не существует. Если бы такие исследования проводились, то нашлись бы и разумные применения вероятностных методов.
Поскольку самые напряженные ситуации создать искусственно либо нельзя (как сочетание особо сильного мороза с новогодним праздником), либо во всяком случае недопустимо, единственное, что нам остается, — это изучать ситуации.
300
менее напряженные, как-то оценивая, что произойдет в более напряженных. Можно рассматривать разные технические решения, например, если, действительно, признавать электроплиты потенциально опасным потребителем, то, может быть, стоит иметь для них отдельную сеть (чтобы выключение этой сети защитой не приводило к погружению дома в тьму). Но прежде всего нужны статистические данные о состоянии аппаратов защиты, о числе и продолжительности отключений и т. п.
