Дипломная работа: Анализ и обеспечение надежности технических систем

Условия расчета: пренебречь ненадежностью источников питания и шин 110 и 10 кв. Законы распределения отказов и восстановления принять экспоненциальными, отказы элементов - независимы. Для двухцепных ЛЭП учитывать только отказ 2-х цепей. Для трансформаторов учитывать только восстановление аварийным ремонтом.

Принять в данной задаче, что пропускная способность всех устройств сети выше максимальной нагрузки.

1.3 Теоретические сведения

В поставленной задаче необходимо по статистике отказов устройств конкретной подстанции уточнить показатели надежности, соответствующие “априорным данным”, взятым из приложений 1 и 2, и представляющим собой средние значения, рассчитанные по ансамблю ретроспективных данных. По условиям задачи, следует выбрать данные для заданного номинального напряжения, видов отказов и ремонтов, и типов устройств. Для линий следует пересчитать табличные данные частоты отказов (откл/100 км в год) на фактическую длину ЛЭП.

Одним из распространенных методов учета новых данных является скользящее среднее:

х_t = (1-g) · х_{t -1} + g · y_t , (1.1)

где:

х_{t -1} – предыдущее (априорное) значение некоторого параметра хк моменту t,

х_t - новое значение (оценка) того же параметра, полученная уточнением априорных данных по результатам прямых или косвенных измерений y_{t ,}

g- вес измерений y_{t ..}

В условиях данной задачи коэффициент gпредставляет собой отношение времени эксплуатации к суммарному времени накопления данных (временем восстановления в этой формуле пренебрегаем).

Примечания:

1) Элементы, ни разу не отказавшие, учитываются “априорными данными” из приложений 1 и 2.

2) Предполагается, что “возраст” априорных данных, приведенных в таблицах приложения – 15 лет.

3) Следует обратить внимание на размерность параметров: время t – [год], частота отказов (оценка интенсивности) l - [отключений / год], время наработки или восстановления - [10^-3 лет].

Так как известно, что распределение отказов и восстановления подчиняются экспоненциальному закону, то коэффициент готовности элементов равен [1]:

k_г = t₀ /( t₀ + t_в ) , (1.2)

где

t₀ = 1/ λ, - наработка до отказа (при экспоненциальном законе распределения),

t_в - время восстановления,

После простых преобразований получим:

k_г = (1.3)

До расчетов по формулам (1.2) или (1.3), следует предварительно оценить показатели надежности элементов схемы замещения, отказавших и восстановленных за период эксплуатации объекта. Для этого воспользуемся формулой (1.1):

g = N \ L ; λi * = (1-g) · λi + g ·(ni \N); tв i * = (1-g) · tв i + g ·( );

(1.4)

где: i – номер элемента, n_i – число отказов i-го элемента за период эксплуатации, j- индекс, - время восстановления i-го элемента при j-м отказе. Верхним индексом * отмечены оценки параметров – эти значения должны быть использованы в формуле (1.3).

Для построения модели структуры сети с целью анализа надежности и определения значений ее показателей следует применить логико- вероятностный метод [2]. Метод основан на приложении алгебры логики к описанию состояний работоспособности и восстановления системы.