Введение к работе
Актуальность темы. Анализ надежности таких электрических аппаратов как комплектные распределительные учлройства (КРУ), проводится, как правило, с помощью структурных схем надежности.
Традиционно при анализе надежности КРУ используется системный подход. КРУ разбивается на элементы и оценивается надежность, как характеристика работоспособности или неработоспособности, связанная с надежностью элементов. Последная оценивается по двум состояниям: работоспособен либо неработоспособен без учета вида отказа. В качестве элементов выступают выключатели, предохранители, разъединители и другие электрические аппараты (ЭА). Связь надежности КРУ с надежностью его элементов является логической и традиционно интерпретируется . последовательно-параллельными структурными схемами надежности. Однако очевидено, что электрические аппараты (как элементы системы), описываются не двумя состояниями,а, как минимум, гремя: исправное (работоспособное), отказ при операциях отключения или включения. Использование структурных схем надежности для анализа риска отказа :истемы электрических аппаратов, носит сугубо приближенный характер. Не гштываются такие важные факторы как: положения контактов отдельных аппаратов і момент фиксации отказа всего КРУ, потоки событий, аіекушие за собой іереключения в КРУ (имеется в виду потоки требований, на выполнение креключений, выдаваемых от ЭА защиты, от систем автоматического включении іезерва (АВР) и др.). Кроме того, к указанным факторам добавляются потоки :обытий, связанные с профилактическими обслуживаниями и ремонтами элсменюи СРУ или скекмы, использующей данное КРУ. а также команды онер-тыра ни
переключения в КРУ (диспетчерское управление).
КРУ является системой взаимодействующих ЭА, обеспечивающих функции распределения электрической энергии, защиты и резервирования.
Особую »начнмость анализ надежности КРУ приобретает при использовании его, как основного резервирующего органа, в системах автономного электроснабжения (САЭ).
Дать оценку точности методов структурных схем надежности применительно к анализу надежности КРУ в САЭ невозможно, ибо не известно: как оценить влияние на характеристику надежности факторов, специфичных для КРУ, но не учитываемых в структурных схемах.
Существующие в современной теории надежности методы расчета различных показателей надежности сложных систем с восстановлением, к которым и относятся КРУ, касаются лишь крайне идеализированных случаев. Во-первых, при расчете надежности резервированных систем, как правило, не учитываются характеристики надежности переключающих устройств, хотя именно акт переключения, коммутации, осуществляет действие реализующее резервирование (включение резерва). Во-вторых, инженерные методики анализа .надежности КРУ на базе моделей пространства состояний предполагают возможность точного перечисления всех состояний КРУ, что, при наличии нескольких элементов с более чем дпумя состояниями, представляется проблематичным.
Вышесказанное подтверждает целесообразность разработки такой инженерной методики анализа надежности КРУ при проектировании и эксплуатации, которая позволила бы учитывать указанные особенности
функционирования КРУ.
Цель работы
Основної) целью работы являлось исследование и разработка методики 'анализа надежности комплектного распределительного устройства при внезапных отказах его элементов, с учетом возможных состояний электрических аппаратов, особенностей накладываемых системами контратя, обслуживания и защиты. Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие основные задачи:
-
Исследовать особенности представления событий, возникающих в КРУ, при описании логики реализации отказов в КРУ;
-
Найти способ реализации методов анализа логико-вероятностных моделей отказов КРУ, с учетом специфики его функционирования;
-
Разработать принципы моделирования и оценки надежности комплектного распределительного устройства по фактическому техническому состоянию.
Научная.новнзна
Разработана инженерная методика анализа рисков отказов комплектного распределительного устройства, которая позволяет повысить эффективность исследования надежности КРУ. Показано, что систему электрических аппаратов (подобную КРУ) , при исследовании ее надежности, следует рассматривать как немонотонную.
Впервые предложен способ задания специфических особенностей функционирования КРУ в логических моделях надежности (переменная структур.!, дачетания событий связанных с отказами и не отказами, учет потоков событии, тносчтичсн к сксг^ам обслуживания и защиты КРУ) и процедуры их обработки.
Расширен класс логических функций, описывающих отказы в КРУ, за счет введения повторяющихся и взаимоисключающих событий в деревья отказов.
Показаны достоинства логического подхода к анализу рисков отказов систем электрических аппаратов .
Впервые предложено учитывать изменчивость конфигураций системы электрических аппаратов при анализе надежности на основе совместного использования моделей пространства состояний и деревьев отказов.
Приведено математическое обоснование представленных алгоритмов обработки -моделей отказов КРУ.
Предложен способ моделирования фактического технического состояния КРУ по его логической модели.
На зашиту выносятся.
Способ отображения внезапных событий происходящих в г">У, которые реализуются в логической функции как отказы и иные состояния КРУ.
Инженерная методика анаїиза рисков отказов КРУ по логической функции отказов, учитывающая особенности функционирования КРУ.
Способ моделирования фактического технического состояния комплектного распределительного устройства при анализе его надежности и оценки значимости событий.
Практн1, лия иелность,
Результаты диссертации используются при проектировании комплектных рзспрсдслитсьных устройств для систем автономного электроснабжения нового
поколения производственным объединением "ПРОЖЕКТОР". (г.Москва).
Апробация.
Результаты работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на VI Конференции молодых ученых и специалистов МЭИ (г.Москва 1987г.), на Научно-технической конференции МЭИ (Секция №3, Москва 25.04.1988г.), а также на научных семинарах и заседаниях кафедры электрических и электронных аппаратов (Москва, МЭИ).
Публикации,
Основные положения диссертационной работы достаточно полно изложены в двух статьях, а также в пяти отчетах по НИР.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения,
списка литературы, приложений и имеет объем 141 стр., из них 104 страниц
машинописного текста, 19рис, 5 табл. <
