Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Расчет параметров надежности элементов системы электроснабжения




Введение.

Целью курсового проекта является выработка навыков применения теории надежности при оценке работоспособности систем тягового электроснабжения с учетом надежности ее основных элементов.

В процессе проектирования необходимо выполнить следующие расчеты:

1.1. Расчет параметров надежности элементов системы электроснабжения.

По данным об ежегодных отказах элементов определить показатели надежности работы, интенсивность отказов, функцию плотности распределения вероятности отказа в зависимости от времени и наработку на отказ.

1.2. Подобрать непрерывную функцию закона распределения.

Подобрать параметры для экспоненциального и нормального законов распределения. Построить зависимости показателей надежности от времени.

1.3. Рассчитать доверительный интервал при заданных доверительных вероятностях

1.4. По заданной зависимости изменения параметра от времени, либо от числа проходов токоприемника, либо от изменения грузопотока и заданного ограничения параметра определить средний срок службы элемента и его интенсивность отказов.

2. Расчет надежности систем

2.1. Расчет надежности блока защиты

2.2. Расчет надежности выпрямителя

2.3. Расчет надежности системы электроснабжения.

 

 

Краткая теоретическая часть

Понятие надежности объекта (оборудования, устройств и систем электроснабжения) основано на сохранении во времени в установленных пределах значений всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения, транспортирования.

Надежность объекта:

• его безотказность (свойство непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки);

• ремонтопригодность (приспособленность к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов и повреждений, а также к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов);

• долговечность (свойство сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта);

• сохраняемость (свойство сохранять показатели безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и/или транспортирования).

 

Надежность электроэнергетической системы: свойство осуществлять производство, преобразование, передачу и распределение электроэнергии в целях бесперебойного электроснабжения потребителей в заданном количестве при допустимых значениях показателей качества. Надежность электроэнергетической системы и установки обеспечивается безотказностью и восстанавливаемостью ее элементов, устойчивостью, управляемостью, живучестью и безопасностью как самой системы (установки), так и ее элементов.

Надежность электроснабжения исследуют по двум причинам:

1) затраты на резервирование составляют до 50 % затрат в системе электроснабжения;

2) ущерб от недостаточной надежности иногда соизмерим с затратами в системе электрики.

Работоспособным называют такое состояние объекта, при котором все параметры, характеризующие способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Предельным называют состояние, при котором дальнейшее применение объектов по назначению недопустимо или нецелесообразно либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Нарушение работоспособного состояния объекта называют отказами. Наиболее типичным отказом какого-либо элемента системы электроснабжения считают нарушение изоляции токоведущих частей, приводящее к КЗ и последующему автоматическому отключению этого элемента системой защиты. К отказам относят также:

• обрывы проводников;

• поломку частей, обеспечивающих работоспособное состояние;

• опасный перегрев

• другие явления, приводящие к аварийным режимам.

Существует много методов повышения надежности. Основной из них – резервирование, т. е. применение дополнительных элементов для обеспечения повышенной надежности, применяется в двух вариантах:

1) жесткое резервирование;

2) резервирование путем переключения.

Кроме резервирования существуют другие методы, применяемые на практике, например метод, основанный на улучшении ремонтопригодности оборудования и заключающийся в использовании втычных контактов применительно к электроаппаратам. Это резко сокращает время их замены в случае аварии (по сравнению с аппаратами с болтовыми соединениями). Применяется также метод тренировки или «выжигания». Известно, что всякое изделие проходит через три стадии:

1) работа оборудования характеризуется относительно высокой интенсивностью отказов;

2) постоянная интенсивность отказов;

3) интенсивность отказов резко возрастает, что указывает на старение или износ оборудования (фаза износа).

Метод тренировки основан на том, чтобы искусственно ускорить прохождение первой и выйти на вторую (рабочую) стадию.

Расчет параметров надежности элементов системы электроснабжения

Определить параметры надежности неремонтируемых N 0 элементов, находящихся в работе заданное количество лет (10 лет).

Определить вероятность безотказной работы элементов Р(t), вероятность отказа Q (t), функцию плотности распределения вероятности безотказной работы f (t), интенсивность отказов l (t) и вычислить среднее время безотказной работы элемента Т ср.

Построить эти величины в зависимости от времени t (на одном графике Р(t) и Q (t), на втором f (t), l (t)). Расчеты свести в табл. 1.2.

Вероятность безотказной работы Р (t) – вероятность того, что рассматриваемый элемент (масляный выключатель) или система в заданный промежуток времени останется в рабочем состоянии.

,

где N 0 – общее число неремонтируемых элементов, находящихся в работе заданное количество лет; – число отказавших элементов за год с порядковым номером i.

 

И так далее до 10 года.

Вероятность отказа Q (t) – вероятность того, что рассматриваемый элемент или система в заданный промежуток времени выйдет из строя.

Q (t)= 1 - P (t)

Графики зависимости вероятности безотказной работы и вероятности отказа от времени представлены на рисунке 1.

Рис.1

Функция плотности распределения вероятности безотказной работы f(t) за время Dt = 1 год.

,

где D t =1 год.

Интенсивность отказов l (t) – отношение числа отказавших элементов или систем в единицу времени к числу элементов, исправно работающих в данный момент времени.

,

где N раб – число элементов, оставшихся в работе в рассматриваемый интервал времени от начала испытаний, (напр. для первого года,
N раб = N 0-D n 1, для второго года, N раб = N 0–(D n 1+D n 2).

 

Графики интенсивности отказов и вероятности безотказной работы показаны на рисунке 2.

 

 

Рис.2

Среднее время безотказной работы (наработка на отказ) Т ср – есть математическое ожидание времени работы элемента или системы до его отказа.

 

,

где t ср – среднее время от начала отсчета до интервала времени, в котором отказали D ni элементов (напр. для первого года, t ср =0,5, для второго года t ср =1,5; для третьего года t ср =2,5).

 

Результаты расчетов сводятся в таблицу 1.

Таблица 1

 

∆n P(t) Q(t) f(t),1/год N раб λ(t),1/год tср
  0,894 0,1056 0,106   0,118 0,5
  0,789 0,2111 0,106   0,1338 1,5
  0,694 0,3056 0,094   0,136 2,5
  0,628 0,3722 0,067   0,1062 3,5
  0,561 0,4389 0,067   0,1188 4,5
  0,483 0,5167 0,078   0,1609 5,5
  0,417 0,5833 0,067   0,16 6,5
  0,333 0,6667 0,083   0,25 7,5
  0,206 0,7944 0,128   0,6216 8,5
  0,067 0,9333 0,139   2,0833 9,5
Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...