Реферат за темою випускної роботи

Зміст

• Вступ
• 1. Актуальність теми
• 2. Аналіз досліджень і публікацій
• 3. Результати досліджень
• Висновки
• Список використаної літератури

Вступ

Запропонована методика оцінки надійності структурно-складних мостикових структур з урахуванням двох видів відмов засобів захисту: відмова типу обрив ланцюга і відмова в спрацьовуванні. Складні мостикові структури приводяться до одного еквівалентному елементу за допомогою перетворення логічного трикутника в еквівалентну по надійності зірку і зворотного перетворення логічного з'єднання у вигляді зірки до еквівалентного по надійності з'єднання у вигляді трикутника».

Ключові слова:надійність, система, складна структура, мостикова структура, трикутник, зірка, ймовірність відмов, відмова типу обрив, відмова в спрацьовуванні, ймовірність безвідказної роботи.

1. Актуальність теми

До невідновлюваних в процесі експлуатації систем будемо відносити такі системи, відновлення яких з будь-яких причин неможливо безпосередньо на даний період часу [1]. Під складною за структурою схемою в даному випадку будемо представляти таку систему, до складу якої входить хоча б одна мостикова структура [2].

У тих випадках, коли необхідно підвищити надійність проектованої системи без зміни надійності комплектуючих її елементів, зазвичай вводять надмірні (резервні) її елементи або групи елементів, або вносяться певні зміни в схему, що дозволяє оптимізувати її структуру.

Методика оцінки надійності невідновлюваних систем, елементи яких можуть знаходитися тільки в двох несумісних станах: працездатному і тому, що відмовляє (відмова типу обрив ланцюга), розроблені в досить повній мірі [3 – 6].

Для розрахунку надійності невідновлювальних систем передбачається, що засоби захисту абсолютно надійні. У реальних системах електропостачання, газопостачання, водопостачання і т. д. Засоби захисту можуть працювати помилково (відмова типу обрив ланцюга), або відмовляти в спрацьовуванні (відмова в спрацьовуванні).

Тому облік надійності засобів захисту складних за структурою схем є актуальним науково-технічним завданням, рішення якого дозволить в значній мірі підвищити точність розрахунків і тим самим прогнозувати на етапі проектування життєздатність системи, що розробляється.

2. Аналіз досліджень і публікацій

Для оцінки надійності складних невідновлювальних систем, елементи яких можуть знаходитися в трьох несумісних станах, відомі методи, основані на використанні: розкладання складної структури по базовому елементу, застосування методу трикутник-зірка і зірка-трикутник, а також на використанні алгебри кортежів [3 – 6].

Отримані в цих роботах формули, не дуже зручні для застосування, тому для систем, у яких ймовірність відмов елементів менше, або дорівнює 0,1 (до таких елементів відноситься і електрообладнання електричних систем і систем електропостачання підприємств) слід використовувати приближені формули переходів трикутник-зірка і зірка-трикутник і розробити принцип побудови схем замінення систем електропостачання, щоб оцінити її надійність.

Мета роботи.Удосконалення метода оцінки надійності систем електропостачання промислових підприємств з урахуванням двох видів відмов електрообладнання.

3. Результати досліджень

Припустимо, що всі розглянуті елементи, з яких складається система електропостачання, можуть відмовляти незалежно один від одного; кожен елемент системи може знаходитися в трьох несумісних станах: працездатному, непрацездатному – відмова обрив ланцюга, непрацездатному – відмова в спрацьовуванні; потоки відмов елементів (обрив ланцюга) і відмова в спрацьовуванні найпростіші; пропускна здатність елементів необмежена, так само як і здатність стримувати потік електроенергії, незалежно від кількості короткозамкнутих елементів, після виходу з ладу елемент не відновлюється (не замінювати на новий) у розглянутий період часу [7].

Позначимо через P_i ймовірність безвідмовної роботи i-того елемента системи, q_oi – ймовірність появи відмов в i – тому елементі типу обрив ланцюга, а через q_si – ймовірність появи відмов в i – тому елементі типу відмова у спрацьовуванні. Ці три стани складають повну групу несумісних подій.

p_i+q_oi+q_si=1 (1)

Індекси о і s у формулі (1) вказують на те, що враховуються пошкодження елемента, які призводять до відмов обрив ланцюга або відмов в спрацьовуванні.

У тому випадку, коли в елементах системи електропостачання спостерігається два типи несумісних відмов: відмова обрив ланцюга і відмова в спрацьовуванні, тоді ймовірність відмов елемента i з урахуванням двох типів відмов, в протягом часу t можна визначити, користуючись формулами [8]:

де

λ_oi, λ_si – постійні інтенсивності відмов i-того елемента при врахуванні його відмов обрив ланцюга і відмов в спрацьовуванні, відповідно;

t – поточний час роботи i-того елемента системи.

Під простою за структурою схемою заміщення вихідної системи будемо розуміти таку, елементи якої можуть з'єднуватися: послідовно, паралельно, послідовно-паралельно або паралельно-послідовно.

Для простої за структурою схеми заміщення системи, яка складається з n логічно послідовного з'єднання елементів, відмова типу обрив ланцюга будь-якого з i елементів , призводить до розриву зв'язку між входом і її виходом.

Якщо задані ймовірності відмов елементів схеми заміщення q_oi, то ймовірність розриву зв'язку між входом і її виходом Q_o визначимо наступним чином:

У тому випадку, якщо у кожного з n логічно послідовного з'єднаних елементів відбудеться відмова в спрацьовуванні в кожному з i елементів, то це призведе до того, що між входом і виходом схеми заміщення пройде наскрізний аварійний струм.

Якщо задані ймовірності відмов елементів схеми заміщення q_si, то ймовірність Q_s того, що між точкою входу і виходу схеми заміщення пройде наскрізний аварійний струм, знайдемо за допомогою формули:

Для простої за визначенням схеми заміщення системи, яка складається з m логічно паралельно з'єднаних елементів, відмова типу обрив ланцюга в кожному з j, елементі призводить до обриву зв'язку між точкою входу і її виходу.

Якщо задані ймовірності відмов елементів схеми заміщення q_oi, то ймовірність Q_o того, що станеться розрив зв'язку між входом і її виходом визначимо за допомогою формули:

У тому випадку, якщо у будь-якого з m логічно паралельного з'єднання елементів відбудеться відмова в спрацьовуванні, то це призведе до того, що між входом і виходом схеми заміщення пройде наскрізний аварійний струм.

Якщо задані ймовірності відмов q_sj, елементів схеми заміщення, яка складається з m логічно паралельного з'єднання елементів, тоді Q_s – ймовірність того, що між точкою входу і виходу схеми заміщення пройде наскрізний аварійний струм, знайдемо, використовуючи формулу:

Щоб складну схему заміщення системи електропостачання привести до простої за визначенням, слід використовувати спосіб переходів від логічного трикутника до еквівалентної по надійності зірці, або використовувати спосіб переходів від логічної зірки до еквівалентного по надійності логічного трикутнику (рис. 1 а, б).

Точні формули переходів від логічного трикутника до еквівалентної по надійності зірці (рис. 1а, б) і від логічної зірки до еквівалентного по надійності логічного трикутнику (рис. 1б, а) представлені в [8,9].

Висновки

1. Запропонована методика оцінки надійності складних за структурою схем систем електропостачання, елементи яких можуть знаходитися в трьох несумісних станах.

2. Запропоновану методику доцільно використовувати для випадку коли: q_oi≤0,1 і q_si≤0,1, де .

Список використаної літератури

1. Козлов Б.А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики / Б.А. Козлов, И.С. Ушаков – М.: Советское радио, 1975 – 472 с.
2. Ковалев А.П. Метод расчета надежности сложных систем электроснабжения с учетом восстановления элементов / А.П. Ковалев, Л.И. Сердюк – Электричество, 1985 – №10 – С. 52-53.
3. Рябинин И.А. Основы теории и расчета надежности судовых электроэнергетических систем / И.А. Рябинин – 2-е изд. – Л.: Судостроение, 1971. – 456с.
4. Надежность и эффективность в технике: Справочник т.5: проектный анализ надежности / Под ред. В.И. Потушева и Л.И. Рембезы. – М.: Машиностроение, 1988 – 316 с.
5. Рябинин И.А. Логико-вероятностная теория безопасности технических систем / И.А. Рябинин, Ю.М. Парфенов, О.Д. Цыпин – Электричество, 1994 – №7 – С. 35-40.
6. Разгильдеев И.А. О надежности систем электроснабжения угольных шахт / И.А. Разгильдеев, А.П. Ковалев, Л.И. Сердюк – Уголь Украины, 1985 – №1 – С. 18-22.
7. Ковалев А.П. Применение логико-вероятностных методов для оценки надежности структурно-сложных схем / А.П. Ковалев, А.В. Спиваковский – Электричество, 2000 – №9 – С. 66-70.
8. Диллон Б. Инженерные методы обеспечения надежности систем / Б. Диллон, Ч. Сингх: Пер. с англ. – М.: Мир, 1984 – 318 с.
9. Ковалев А.П. О преобразовании звезда-треугольник при расчетах надежности сложных по структуре схем / А.П. Ковалев, А.В. Спиваковский – Электричество, 1989 – №10 С. 70-74.
10. Голинкевич Т.А. Прикладная теория надежности / Т.А. Голинкевич – М.: изд. Высшая школа, 1977 – 135 с.
11. Бронштейн И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВУЗов / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев – М.: Наука, 1981 – 544 с.
12. Ковалев А.П. Надежность сложных по структуре невосстанавливаемых систем с учетом двух типов отказов элементов защиты / А.П. Ковалев, И.И. Лехтман научные труды Донецкого национального технического ун-та. Серия Электротехника и энергетика №2 (15). Донецк – 2013 с. 125 – 131.