Структурно-логическая схема надежности тяговой подстанции
Зададимся численными значениями ВБР элементов и для примера допу-стим, что ВБР каждого из них в рассматриваемый момент времени составляет 0,9. (Цифры взяты только для удобства проведения расчетов и действитель-ности не соответствуют!). Тогда ВБР каждого из блоков
pбл = 1 – (1-0,9)2 = 1 – 0,12 = 1 – 0,01 = 0,99.
ВБР тяговой подстанции как системы, состоящей из трех блоков,
pтп = 0,99 0,99 0,99 = 0,970299.
Рассмотрим теперь случай отсутствия возможностей питания понизительного трансформатора от «чужого» ввода, а выпрямительного агрегата от «чужого» трансформатора, то есть случай отсутствия шин 220 и 10 кВ, а, следовательно, случай раздельного резервирования оборудования ТП. Система представляет собой резервированный блок из двух одинаковых ветвей с основным соединением элементов внутри самих этих ветвей.
Рис. 11
Структурно-логическая схема надежности тяговой подстанции при отсутствии шин 220 кВ и 10 кВ
ВБР каждой из ветвей pв = 0,9 0,9 0,9 = 0,729.
ВБР тяговой подстанции
pбл = 1 – (1-0,729)2 = 1 – 0,2712 = 1 – 0,073441 = 0,926659,
то есть значительно ниже, чем в случае раздельного резервирования.
Поэтому во всех возможных случаях применяют именно раздельное резервирование оборудования.
Задача 28. Выпрямительный агрегат состоит из трансформатора и собственно выпрямителя, наработка до отказа которых распределяется по экспоненциальному закону. СНДО выпрямителя Тв = 12500 часов. Какой должна быть СНДО трансформатора Тт, чтобы СНДО всего агрегата Та имела величину 10000 часов.
Очевидно, что соединение по надёжности элементов агрегата основное, поэтому НДО всего агрегата распределяется также по экспоненциальному закону, то есть λт = Сonst,λв = Сonst и λа = Сonst. Кроме того, интенсивность отказов агрегата равна в этом случае сумме интенсивностей отказов трансформатора и выпрямителя.λа = λт + λв.
λа = 1/Та = 1/10000 = 10 10-5(1/ час).
λв =1/Тв = 1/12500 = 8 10-5(1/ час).
Отсюда
λт = λа – λв = 10 10-5– 8 10-5= 2 10-5(1/час),
а
Тт = 1/λт= 1/2 10-5 = 105/2 = 50000 часов.
Задача 29.Объект имеет основное соединение элементов по надёжности. СНДО элементов в часах указаны на рисунке. В каких пределах будет находиться СНДО всей системы:
1– меньше 200 часов;2– больше 900 часов;3– от 200 до 900 часов.
233 400 200 900 555
Рис. 12.
Основное соединение элементов надёжности
Задача 30.Резервированный блок состоит из пяти элементов, СНДО которых указаны на рисунке. В каких пределах будет находиться СНДО этого блока:
1– меньше 200 часов;2– больше 850 часов;3– от 200 до 850 часов.
Рис. 13.
Схема надёжности резервированного блока
Задача 31.Напишите выражения СНДО для обоих блоков, показанных на рисунке. Интенсивности отказов каждого из элементов равны 0,005 1/час.
Рис. 14.
Схемы надёжности резервированных блоков
8. Показатели надежности восстанавливаемых объектов и
определение вероятности заданного числа отказов
Рис. 12
Процесс функционирования восстанавливаемого объекта
Процесс функционирования восстанавливаемого объекта можно представить как чередование интервалов безотказной работы i с интервалами восстановления i (рис. 12). Следует помнить, что отсчет всех этих интервалов ведется не от нуля времени. Интервалы безотказной работы i отсчитываются от момента включения исправного объекта в работу после окончания восстановления, а интервалы восстановления i - от момента отказа.
Ведущая функция - математическое ожидание суммарного количества отказов объекта с начала эксплуатации до рассматриваемого момента времени.
Если на кривой Ω(t) (рисунок 13) имеется более крутой участок, чем остальные, то это означает нестационарность потока отказов. В системе электроснабжения железных дорог нестационарность потока отказов, как правило, бывает сезонной и связана с сильными морозами или образованием гололеда (ЛЭП и контактная сеть), грозами (высоковольтные выключатели). На рисунке 13 выделен интервал времени ∆ti. По определению ведущей функции математические ожидания суммарных чисел отказов объекта с начала эксплуатации до границ рассматриваемого интервала времени - Ω (t) и Ω (t+∆t). Тогда их разность будет соответствовать математическому ожиданию количества отказов объекта в самом этом интервале времени - М[ki].
Ω(t)
Грозы
Гололед
М[ki]
∆ti t
Рис. 13.