1.3.Использование зип как особого случая резервирования

В настоящее время стоимость элементов ЗИП достигает 20% и бо­лее от общей стоимости системы. Содержание элементов ЗИП сопря­жено также с большими экономическими затратами. При этом может оказаться, что большое увеличение стоимости ЗИП не даст существен­ного эффекта в уменьшении времени простоя, т.е. фактические затраты не оправдают полученного выигрыша.

Анализ состава и расхода ЗИП в сложных системах показывает, что по отдельным типам элементов запас превосходит потребности и они «залеживаются», в то время как в некоторых других элементах ощущает­ся недостача.

Из изложенного следует, что внедрение в практику научно обосно­ванных методов расчета количественного состава ЗИП к дорогостоя­щему оборудованию приведет к повышению его характеристик восста­навливаемости и достижению большого экономического эффекта. Поэтому имеет практическое значение нахождение количественных со­отношений между числом запасных элементов и вероятностью того, что на заданном интервале времени работы t данная система не будет про­стаивать из-за отсутствия необходимых запасных элементов, надежно­стью элементов и стоимостью ЗИП.

Использование ЗИП является совершенно особым случаем резервирования отдельных элементов или изделий системы. По мере усложнения электроэнергетических систем расширяется номенклатура ЗИП, увеличиваются вес и габариты его комплектов, затрудняется обеспечение необходимым количеством запасных деталей. Специфика проектирования электрооборудования и сложных систем состоит в необходимости создания устройств, обладающих сравнительно небольшими массами, габаритами, стоимостью, которые в тоже время обеспечивают требуемую надежность системы. С учетом этих требований должен быть скомплектован ЗИП.

Рассмотрим возможность комплектования ЗИП таким образом, чтобы при заданной допустимой массе ЗИП количество запасных элементов n обеспечивало максимальную надежность или при минимальной массе ЗИП обеспечивалась заданная его надежность.

За количественную меру надежности ЗИП принимается вероятность того, что в течение заданного периода эксплуатации системы в ее ЗИП будет находиться запасной элемент, которым можно заменить вышедший из строя. Иными словами, количественная мера надежности ЗИП - это вероятность события, состоящего в том, что в течение заданного периода эксплуатации [0, t] число отказов элементов i-го типа не превысит числа запасных элементов n_i.

В качестве расчетного времени t целесообразно принимать время эксплуатации электрооборудования в плановый межремонтный период.

1.4. Алгоритм расчета зип методом оптимизации

Принимаем допущение, что потоки отказов элементов системы подчинены закону Пуассона. Выбор требуемого числа элементов ЗИП n_i осуществляется методом последовательных приближений, при котором сначала произвольно, а затем целенаправленно выбирают дискретные положительные значения коэффициентов r (в 1 ед. массы) и производят необходимые вычисления до тех пор, пока не будет выполнено условие:

(3.1)

1. На первом шаге выбирают произвольное значение коэффициента r из условия:

(3.2)

где a_i, g_i - известные или расчетные параметры элементов i-го типа;

a_i=Ω_i m_i – среднее число отказов,

Ω_i – среднее число отказов одного элемента i-го типа на промежутке [0 t],

m_i – число основных элементов i-го типа в системе,

n_i – число запасных элементов i-го типа в системе,

g_i – масса i-го элемента.

2. Выбрав r, находят произведение r×g_i для элементов всех типов.

3. По таблице 5.3 [6] для каждого из оставшихся i - 1 типов элементов ЗИП по величинам a_i и r×g_i находим число запасных элементов n_i как наибольшее число, для которого выполняется неравенство (3.2).

4. Определив n_i, подсчитывают суммарную массу

l l

G = ∑ G_i = ∑ g_i × n_i (3.3)

i=1 i=1

5. При условии независимости отказов элементов различных типов и с помощью таблицы 5.3 [6], находят суммарные значения функции Пуассона и ненадежность ЗИП Q_i для каждого типа элементов, пользуясь формулой:

(3.4)