загрузка...
загрузка...
На головну

види резервування

  1. Класифікація методів резервування систем

На стадії проектування СЕС для забезпечення необхідної надійності доводиться в багатьох випадках як мінімум дублювати окремі елементи і навіть окремі системи, тобто використовувати резервування.

Резервування характерно тим, що воно дозволяє підвищити надійність системи в порівнянні з надійністю складових її елементів. Підвищення надійності окремо взятих елементів вимагає великих матеріальних витрат.

У цих умовах резервування, наприклад, за рахунок введення додаткових елементів, є ефективним засобом забезпечення необхідної надійності систем.

Якщо при послідовному з'єднанні елементів загальна надійність системи (тобто ймовірність безвідмовної роботи) нижче надійності самого ненадійного елемента, то при резервуванні загальна надійність системи може бути вище надійності найнадійнішого елемента.

Резервування здійснюється шляхом введення надмірності. Залежно від природи останньої резервування буває:

- Структурний (апаратне);

- Інформаційне;

- Тимчасове.

структурний резервування полягає в тому, що в мінімально необхідний варіант системи, що складається з основних елементів, вводяться додаткові елементи, пристрої або навіть замість однієї системи передбачається використання декількох однакових систем.

інформаційне резервування передбачає використання надлишкової інформації. Його найпростішим прикладом є багаторазова передача одного і того ж повідомлення по каналу зв'язку. Іншим прикладом є коди, які застосовуються в керуючих ЕОМ для виявлення та виправлення помилок, що виникають в результаті збоїв і відмов апаратури.

тимчасове резервування передбачає використання надлишкового часу. Поновлення перерваного в результаті відмови функціонування системи відбувається шляхом її відновлення, якщо є певний запас часу.

Існують два методи підвищення надійності систем шляхом структурного резервування:

1) загальне резервування, при якому резервується система в цілому;

2) роздільне (поелементне) резервування, при якому резервуються окремі частини (елементи) системи.

Схеми загального і роздільного структурного резервування представлені відповідно на рис. 5.3 і 5.4, де n - число послідовних елементів у ланцюзі, m - число резервних ланцюгів (при загальному резервуванні) або резервних елементів для кожного основного (при роздільному резервуванні).

При m = 1 має місце дублювання, а при m = 2 - троірованіе. Зазвичай прагнуть по можливості застосовувати роздільне резервування, тому що при цьому виграш у надійності часто досягається значно меншими витратами, ніж при загальному резервуванні.

Залежно від способу включення резервних елементів розрізняють постійне резервування, резервування заміщенням і ковзне резервування.

Постійне резервування - це таке резервування, при якому резервні елементи беруть участь в роботі об'єкта нарівні з основними. У разі відмови основного елемента не потрібно спеціальних пристроїв, які вводять в дію резервний елемент, оскільки він включається в роботу одночасно з основним.

Резервування заміщенням - це таке резервування, при якому функції основного елемента передаються резервному тільки після відмови основного. При резервуванні заміщенням необхідні контролюючі та перемикаючі пристрої для виявлення факту відмови основного елемента і перемикання з основного на резервний.

Мал. 5.4

Ковзне резервування - являє собою різновид резервування заміщенням, при якому основні елементи об'єкта резервуються елементами, кожен з яких може замінити будь-який відмовив елемент.

Обидва види резервування (постійне і заміщенням) мають свої переваги і недоліки.

Перевагою постійного резервування є простота, тому що в цьому випадку не потрібні контролюючі та перемикаючі пристрої, що знижують надійність системи в цілому, і, найголовніше, відсутня перерву в роботі. Недоліком постійного резервування є порушення режиму роботи резервних елементів при відмові основних.

Включення резерву заміщенням має наступну перевагою: чи не порушує режиму роботи резервних елементів, зберігає в більшій мірі надійність резервних елементів, дозволяє використовувати один резервний елемент на кілька робочих (при ковзному резервуванні).

Залежно від режиму роботи резервних елементів розрізняють навантажений (гарячий) і ненавантажений (холодний) резерв.

Навантажений (гарячий) резерв в енергетиці називають також обертовим або включеним. В даному режимі резервний елемент знаходиться в тому ж режимі, що і основний. Ресурс резервних елементів починає витрачатися з моменту включення в роботу всієї системи і ймовірність безвідмовної роботи резервних елементів в цьому випадку не залежить від того, в який момент часу вони включаються в роботу.

Полегшений (теплий) резерв характеризується тим, що резервний елемент знаходиться в менш навантаженому режимі, ніж основний. Тому, хоча ресурс резервних елементів також починає витрачатися з моменту включення всієї системи в цілому, інтенсивність витрати ресурсу резервних елементів до моменту їх включення замість відмовили значно нижче, ніж в робочих умовах. Цей вид резерву зазвичай розміщується на агрегатах, що працюють на холостому ходу, і, отже, в даному випадку ресурс резервних елементів спрацьовується менше

в порівнянні з робочими умовами, коли агрегати несуть навантаження. Імовірність безвідмовної роботи резервних елементів в разі цього виду резерву буде залежати як від моменту їх включення в роботу, так і від того, наскільки відрізняються закони розподілу ймовірності безвідмовної роботи їх в робочому і резервному умовах.

В разі ненагруженного (холодного) резерву резервні елементи починають витрачати свій ресурс з моменту їх включення в роботу замість основних. В енергетиці цим видом резерву служать зазвичай відключені агрегати.

Розрахунки надійності систем з паралельно включеними елементами залежать від способу резервування.

Надійність систем при постійному загальному резервуванні

Будемо вважати, що резервуються і резервні елементи равнонадежни, тобто и  . Для зручності ймовірності безвідмовної роботи і появи відмов окремих елементів позначаємо в цій та наступних розділах прописними буквами.

З урахуванням схеми заміщення (рис. 5.5) і формули (5.18) ймовірність відмови системи з m резервними ланцюгами можна розрахувати наступним чином:

 , (5.22)

де  (T) - ймовірність відмови основного ланцюга,  - Ймовірність відмови i-й резервної ланцюга.

Відповідно ймовірність безвідмовної роботи системи

 (5.23)


Мал. 5.5

Відповідно до формули (5.8) маємо

 (5.24)

При однакових ймовірності відмов основної і резервної ланцюгів  формули (5.22) і (5.23) приймають вид:

 , (5.25)

 . (5.26)

Середній час безвідмовної роботи системи при загальному резервуванні

 (5.27)

де  - Інтенсивність відмов системи,  - Інтенсивність відмов будь-який з (m + 1) ланцюгів,  - Інтенсивність відмов i-го елемента.

Для системи з двох паралельних ланцюгів (m = 1) формула (5.27) приймає вид

 . (5.28)

Середній час відновлення системи в загальному випадку визначається за формулою

 , (5.29)

де  - Середній час відновлення i-го ланцюга.

Для окремого випадку m = 1 формула (5.29) приймає вид

 (5.30)

приклад 5.2

Розрахувати ймовірність безвідмовної роботи протягом 3 місяців, інтенсивність відмов, середній наробіток на відмову одноланцюгової ВЛ довжиною l = 35 км разом із знижуючим трансформатором 110/10 кВ і комутаційної апаратурою (рис. 5.6).

Мал. 5.6

Рішення

Схема заміщення по надійності даної СЕС є послідовну структуру (рис. 5.7).


Мал. 5.7

Інтенсивності відмов елементів взяті з табл. 3.2:

; ;

; ;

; .

Відповідно до формули (5.7) визначаємо інтенсивність відмов схеми харчування:

.

Цей розрахунок показує, що домінуючий вплив на вихід схеми з ладу надає повреждаемость повітряної лінії. Середнє напрацювання на відмову схеми харчування

.

Імовірність безвідмовної роботи схеми протягом t = 0,25 рік.

приклад 5.3

Визначити, наскільки вище показники надійності понизительной трансформаторної підстанції 110/10 кВ при постійній спільній роботі обох трансформаторів протягом 6 місяців в порівнянні з однотрансформаторной підстанцією. Відмовами комутаційних апаратів і навмисними відключеннями нехтуємо.

Рішення

Вихідні дані, взяті з табл. 3.2, наступні:

; .

Імовірність безвідмовної роботи протягом 6 місяців одного трансформатора

Середнє напрацювання на відмову одного трансформатора

 рік.

Імовірність безвідмовної роботи двохтрансформаторної підстанції, розрахована за формулою (5.20):

.

Середнє напрацювання на відмову двохтрансформаторної підстанції, розрахована за формулою (5.28):

 років.

Інтенсивність відмов двохтрансформаторної підстанції

.

Середній час відновлення двохтрансформаторної підстанції (формула (5.30)).

.

Аналіз результатів показує, що надійність двохтрансформаторної підстанції набагато перевищує надійність однотрансформаторной підстанції.


приклад 5.4

Мал. 5.8

Розглянемо секцію РУ 6 кВ, від якої живляться 18 ліній, що відходять (рис. 5.8). Інтенсивність відмов вимикачів, що супроводжуються короткими замиканнями, оцінюється величиною  = 0,003  , Інтенсивність відмов з короткими замиканнями для збірних шин на одне приєднання  (Див. Табл. 3.2). Визначити інтенсивність короткочасних погашень секції РУ, припускаючи абсолютну надійність автоматичного введення резерву (АВР) і вимикача Q2, що резервує харчування секції.

 



Попередня   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   Наступна

загальні поняття | Події і процеси | силові трансформатори | Комутаційні й розподільні електричні апарати | Класифікація відмов | Кількісні характеристики основних показників надійності | Так як | Показники надійності відновлюваних об'єктів | Теорема додавання ймовірностей | приклад 5.6 |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати