Русский   English

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Актуальність

До невідновлюваних в процесі експлуатації систем будемо відносити такі системи, відновлення яких з яких-небудь причин неможливо безпосередньо в розглянутий період часу[1]. Під складною по структурі схемою в даному випадку будемо розуміти таку систему, до складу якої входить хоча б одна мостиковая структура [2].

У тих випадках, коли необхідно підвищити надійність проектованої системи без зміни надійності комплектуючих її елементів, зазвичай вводять надлишкові (резервні) її елементи або групи елементів, або вносять 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 відмовив (відмова типу обрив ланцюга) розроблені в досить повній мірі [3-6].

У перерахованих методиках розрахунків надійності складних по структурі систем передбачається, що кошти їх захисту абсолютно надійні.

В реальних же системах електропостачання, промислових підприємств засоби захисту можуть працювати правильно, відключати пошкоджену ділянку мережі (ручне, автоматичне), такі пошкодження в системі будемо відносити до відмов типу «обрив ланцюга», або відмовляти і його не відключати – відмова в спрацьовуванні.

Тому розробка точних методик оцінки надійності систем електропостачання промислових підприємств з урахуванням надійності засобів захисту є актуальною науково–технічною задачею.

Мета магістерської роботи

Використовуючи метод розкладання складних за структурою схем заміщення реальної системи по базовому елементу розробити точну методику оцінки надійності невідновлюваних систем електропостачання промислових підприємств.

Основний матеріал дослідження

Припустимо: 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 брив 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 [17].

Позначимо через ρ_i ймовірність безвідмовної роботи i-го елемента системи, q_0i – ймовірність появи відмов в i–м елементі типуобрив ланцюга, а через q_si – ймовірність появи відмов в i–м елементі типу відмови в спрацьовуванні. Ці три стани складають повну групу несумісних подій:

2

Якщо в елементах системи електропостачання спостерігаються два типи несумісних відмов (відмова обрив ланцюга і відмова в спрацьовуванні), ймовірність відмов елемента i в плині часу t можна визначити, користуючись формулами [13]:

2

де λ_0i і λ_si – постійні інтенсивності відмов i–го елемента при врахуванні його відмов обрив ланцюга і відмов в спрацьовуванні; t – поточний час роботи i–го елемента системи.

Під простий за структурою схемою заміщення вихідної системи будемо розуміти таку, елементи якої можуть з'єднуватися: послідовно, паралельно, послідовно–паралельно або паралельно–послідовно. Для простої щодо визначення схеми заміщення системи, яка складається з n логічно послідовно з'єднаних елементів, відмова типу обрив ланцюга будь–якого з елементів i (i = (1...n)) призводить до розриву зв'язку між її входом і виходом. [17]

Якщо задані ймовірності безвідмовної роботи елементів схеми заміщення P_0i, то ймовірність R_0 того, що розрив зв'язку між вузлами входа і вихода не відбудеться, знаходимо за допомогою формули:

2

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

2

Для простої щодо визначення схеми заміщення системи, яка складається з m логічно паралельно з'єднаних елементів, відмова типу обрив ланцюга в кожному елементі j (j=(1...m)) призводить до обриву зв'язку між точками входа і вихода.

Якщо задані ймовірності відмов q_sj (j = (1...m)) елементів схеми заміщення, яка складається з m логічно паралельно з'єднаних елементів, то ймовірність Q_s того, що між точками входа і вихода схеми заміщення пройде наскрізний аварійний струм, знайдемо, використовуючи формулу:

2

Під складної о структурі схемою заміщення системи розуміють таку, до складу якої входить хоча б одна група елементів, з'єднаних у вигляді логічної зірки або трикутника [15]. Щоб складну схему заміщення системи електропостачання привести до простої за визначенням, слід використовувати спосіб розкладання складної схеми заміщення по базовому елементу [17]. Цей спосіб перетворення складної схеми заміщення заснований на використанні теореми про суму ймовірностей несумісних подій.

Використовуючи метод розкладання складної структури по базовому елементу і формули (6) – (9), будь–яку складну за структурою схему заміщення можна привести до простої.

Якщо в електрообладнанні, яке знаходилося в зоні дії релейного захисту i–го захисного комутаційного апарату, відбувалося коротке замикання КЗ і електрообладнання було відключено його струмовим захистом, то такі пошкодження відносили до відмови обрив ланцюга. Помилкові (зайві) спрацьовування релейного захисту, а також помилки обслуговуючого і експлуатує персоналу, при яких відключається i–е захисні комутаційні апарати, також відносили до відмов обрив ланцюга.

Секційні комутаційні апарати забезпечені АВР і в нормальному стані відключені. До відмов обрив ланцюга секційного комутаційного апарату відносили такі події: при аварійному автоматичному відключенні ввідного захисного комутаційного апарату за допомогою реле мінімальної напруги, секційний комутаційний апарат не включається – відмова брив ланцюга, а випадок аварійного включення секційного аварійного включення секційного комутаційного апарату за допомогою АВР на КЗ і через нього пройшов наскрізний аварійний струм і він не відключився своєї струмовим захистом, то такі події відносили до відмов в спрацьовуванні.

Кожен i–й елемент системи може знаходитися в трьох несумісних станах: працездатне, непрацездатна відмова обрив ланцюга, непрацездатна відмова в спрацюванні, з параметрами надійності P_0i,

2

Використовуючи зазначені вище правила, отримаємо схему заміщення системи електропостачання промислового підприємства рис. 1.

Послідовно з'єднані елементи 4,7,8 і 5,6 (рис. 1) замінимо на еквівалентні по надійності елементами 9 і 10 відповідно (рис. 1б). Використовуючи формули (6) і (8), знаходимо:

2

Використовуючи вихідні дані прикладу (таблиця), знаходимо: P_09=0,8038; q_s9=0,000036; P_010=0,8631; q_s10=0,0012.

У схемі заміщення (рис. 1б) в якості базового елементу вибираємо елемент під номером 2.

2
2
2
2

Рисунок 1  – Спосіб розкладання існуючих схем заміщення по базовому елементу 2.

Використовуючи метод розкладання складної структури по базовому елементу 2, з урахуванням двох видів несумісних відмов елементів [17], схему заміщення рис. 1б представимо у вигляді двох простих за структурою схем рис. 1 в, г.

Імовірність R того, що в перебігу t = 0,1 рік не відбудеться аварійне відключення споживачів або не пройде наскрізний аварійний струм між джерелом електропостачання та секцією 3 знаходимо за допомогою формули:

2

Використовуючи вихідні дані таблиці, знаходимо:

2

Висновки

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

2. Точність пропонованої методики для високонадійних систем (ймовірність відмов елементів схеми заміщення менше, або дорівнює 0,1) не поступається точним, апробованими методами.

Список источников

  1. Козлов Б. А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. – М.: М:Советское радио, 1975. – 472 с.
  2. 2. Ковалев  А. П., Сердюк Л. И. Метод расчета надежности сложных систем электроснабжения с учетом восстановления элементов – 1985 – № 10. C. 52–53.
  3. Рябинин Г. Н., Дардеер М. М. Основы теории и расчета надежности судовых электрических систем –2е изд.–Л.: Судостроение 1971. – 456 с.–17.
  4. 4. Надежность и эффективность в технике: Справочник/ –Т.5: Проектный анализ надежности.–М.: Машиностроение, 1988. – 316 с.
  5. 5.Рябинин  И. А. . Логико–вероятная теория безопасности технических систем. Электричество 1994. – № 7. – с. 35–40.
  6. В. З. Трубников, инж., ГНУ ВИЭСХ. Полуволновые линии передачи электроэнергии на резонансных трансформаторах. // Техника в сельском хозяйстве – 2009, № 6
  7. Зильберман С. М. Методические и практические вопросы полуволновой технологии передачи электроэнергии, тема докторской диссертации и автореферата по ВАК 05.14.02.