Определение основных характеристик надежности при параллельном соединении элементов

Если требуется высокая надежность электроснабжения, например, для потребителей первой категории, то используется параллельное соединение элементов схемы, которое подразумевает резервирование элементов электроснабжения. Резервирование в общем случае сокращает время перерыва питания. Наиболее распространенными вариантами резервирования в системах электроснабжения промпредприятий являются использование резервных трансформаторов, систем шин и линий.

К важнейшим видам резервирования относятся: постоянное резервирование и резервирование замещением. При постоянном резервировании резервные элементы присоединены к основным в течение всего времени работы и находятся в одинаковом с ними рабочем режиме. В случае резервирования замещением резервные элементы (устройства, линии) замещают основные после их отказа, при этом замещение может происходить автоматически либо путем производства переключений обслуживающим персоналом.

Использование резервирования не исключает перерыва электроснабжения. При постоянном резервировании возможны перерывы, например, в момент производства ремонтных работ, а при автоматическом вводе резервных элементов из-за отказа переключающих устройств автоматики и релейной защиты. Однако введение автоматического резервирования снижает вероятность аварийного простоя в сотни раз.

Блок-схема системы электроснабжения при однократном постоянном равнонадежном резерве (дублировании) будет иметь вид

Параметр потока отказов резервированной (дублированной) системы электроснабжения будет определяться двумя при чинами: взаимным наложением отказов элементов в дублирующих цепях и наложением отказов одной из цепей на планово предупредительный ремонт другой цепи.

Как видно из рисунка, то резервирование предполагает параллельное соединение элементов системы электроснабжения. В следствии которого уменьшается по сравнению с последовательным соединением элементов отказ системы.

Параллельным соединением в теории надежности называется система из N элементов или единиц оборудования, если для нормального функционирования необходимо R работоспособных элементов, N-R Эл-ов является резервными, а отказ системы наступает при условии выхода М Эл-ов из строя: М=N-R+1.

Вероятность отказа всей системы

может быть найдена по теореме вероятности, как произведение отказов.

Слелуюшие один за другим через случайные промежутки времени отказы системы электроснабжения образуют поток случайных событий, который с достаточной для инженерных расчетов степенью точности можно полагать простейшим пуассоновским потоком, поскольку выполняются три основных условия:

1) ординарность — вероятность двух или большего числа отказов в ограниченный промежуток времени — пренебрежимо мала по сравнению с вероятностью возникновения одного отказа;

2) стационарность — вероятность возникновения отказа в работе системы электроснабжения в установившемся режиме не зависит от времени;

3) отсутствие последствия — число отказов системы электроснабжения на предыдущем промежутке не влияет на число отказов на последующих промежутках времени эксплуатации

Первое условие определяется высокой надежностью систем электроснабжения

факт отказа является редким событием (простейший поток несовпадающих событий). Второе условие предполагает, что система обслуживания обеспечивает поддержание надежности системы электроснабжении на стабильном уровне. Третье условие предъявляет требования к восстановлению системы электроснабжения при отказе — надежность системы восстанавливается до первоначального уровня.

Следовательно, вероятность системы не может быть выше вероятности отказа самого надежного ее элемента (принцип «лучше лучшего»).