Файл: Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 128

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

б) ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕЗОТКАЗНОСТИ ПО ПОСТЕПЕННЫМ ОТКАЗАМ

Помимо внезапных отказов в электрических регуляторах ЭАУС, эксплуатирующихся на тепловых электростанци­ ях, имеют место и постепенные отказы. Эти отказы, как правило, не требуют для своего устранения замены или ремонта отказавших устройств, а лишь приводят к необ­ ходимости изменения параметров настройки регулятора с помощью специально предназначенных для этого орга­ нов настройки (или, как часто говорят, с помощью кор­ ректировки регулятора). Очевидно, что не все корректи­ ровки вызваны постепенными отказами регулятора — к необходимости в корректировке могут привести измене­ ния параметров регулируемого объекта или характери­ стик возмущающих воздействий. Однако при исследова­ нии эксплуатационной надежности регуляторов в замк­ нутых САР выделение постепенных отказов регуляторов из множества корректировок и отнесение их к тому или иному элементу и даже устройству, например регулиру­ ющему блоку или датчику, в ряде случаев представляет­ ся затруднительным. Поэтому ниже будут рассмотрены характеристики надежности систем автоматического ре­ гулирования в целом по корректировкам. Целесообраз­ ность такого подхода вызвана еще и тем, что каждая из корректировок, независимо от ее причины, требует вме­ шательства обслуживающего персонала в работу регуля­ тора.

 

Интенсивности потока корректировок в регуляторах с регулиру­

ющими

приборами

типов ЭР-59 и типов Р П И К

близки

между собой:

с регулирующими приборами ЭР-59 средняя

оценка

интенсивности

потока

корректировок

регулятора,

полученная

по 678

корректиров­

кам

в

результате

испытаний

84

регуляторов,

равна

5 2 0 - Ю - 6 1/ч,

с регулирующими

приборами

Р П И К

средняя

оценка

интенсивности

потока,

полученная

по

239 корректировкам в

результате

испытаний

19 регуляторов, равна 485-10~6

1/ч.

 

 

 

 

 

 

Интенсивность потока корректировок в значительной степени за­

висит от вида системы регулирования. Так, у

наиболее

ответствен­

ных

регуляторов теплоэнергетического

блока — регуляторов питания

и горения котлоагрегата, уровня в конденсаторе и давления пара на

уплотнения — интенсивность

потока

корректировок приблизительно

в 2 раза выше, чем у прочих

регуляторов. Анализ признаков коррек­

тировок показал, что

45%

их общего числа выражается в откло­

нении регулируемого

параметра за

допустимые пределы, 30% в по­

вышении колебательности систем регулирования вплоть до потери устойчивости, 10%) в снижении статистической точности.

Наилучшее совпадение с экспериментальными данными о потоке корректировок дала модель потока со случайной интенсивностью.

Анализ постепенных отказов регулирующих приборов как наи­ более сложного устройства регулятора, с помощью которого к тому

551



же проводится изменение параметров настройки, имеет особое зна­ чение. Вследствие этого было проведено исследование стабильности параметров регулирующих приборов типов ЭР-59, Р П И К и Р П И Б в условиях их эксплуатации на тепловых электростанциях [Л. 43, 45]. Исследование стабильности заключалось в определении вида и ха­ рактеристик случайных процессов изменения наиболее важных пара­ метров приборов: коэффициента усиления транзисторного усилителя,

—1 —

1

'

- - • ' • — -г,

'

50

WO

150

 

200

250

 

 

Сутки

 

 

 

Рис. 17-6. Случайный процесс изменения

коэффициента

усиления

усилителя измерительного

блока прибора

 

РПИК-

 

1—10 — номера реализаций; // — математическое

 

ожидание.

 

входящего в различные модификации измерительного блока, мини­ мальной зоны нечувствительности, зоны возврата, максимальной ско­ рости связи * и дрейфа нуля формирующего блока. Пример реали­ зации случайного процесса изменения коэффициента усиления k уси­ лителя измерительного блока дан на рис. 17-6.

Случайный процесс z(t) изменения каждого из перечисленных выше параметров может быть представлен в следующем общем виде:

z(t)

= A+V(t),

(17-28)

где А — случайная величина;

Ч ' ( г ) с л у ч а й н ы й

процесс.

* Максимальная скорость связи пропорциональна максимальному значению сигнала обратной связи, приведенному к входу в формиру­ ющий блок (см. § 4-4 и 4-5).

552


Случайная величина А характеризует первоначальный разброс значений параметров в отдельных приборах, обусловленный разбро­ сом характеристик комплектующих элементов, а также некоторой неидентичностью за счет настройки. Наличие в выражении (17-28) величины А обусловливает неэргодичность случайного процесса г (г). Так как случайная величина А не зависит от времени, собственно стабильность параметра характеризует процесс W(t). Модели процес­ са Ч/(г) для различных параметров отличаются друг от друга. Так, для величины относительной зоны возврата (отношения зоны воз­ врата к зоне нечувствительности) Ч г (г) — нормальный стационарный эргодический процесс. Оценка среднеквадратического отклонения

этого процесса у приборов Р П И К равна 0,038, у

приборов

Р П И Б

0,031. Дл я случайного процесса дрейфа

нуля

 

 

 

 

V(t)

= Bt +

H(t),

 

 

(17-29)

где В — случайная величина

скорости

дрейфа,

не

зависящая

от ве­

личины А

(ее математическое

ожидание для приборов Р П И Б

равно

0,04 мв/ч);

H(t)—нормальный

стационарный

эргодический

процесс

с нулевым математическим ожиданием, характеризующий флуктуа­ ции дрейфа.

Если пренебречь влиянием флуктуации и принимать во внимание

только необратимые изменения дрейфа, то от соотношений

(17-28) и

(17-29) приходим к линейчатому случайному процессу дрейфа

 

 

 

 

z(t)

=

A +

Bt.

 

 

(17-30)

Расчет надежности регулятора в замкнутой САР при дрейфе,

имеющем

вид (17-30), был приведен в §

17-3.

 

 

 

В результате анализа процессов изменения параметров регули­

рующих

приборов

(в течение

1,5

лет

у приборов РПИК,

1 года у

Р П И Б и 0,5

года у

ЭР-59) было

установлено,

что во всех

приборах

стабильность

параметров

в достаточно

высокой

степени

соответству­

ет техническим условиям.

Незначительные превышения

верхней до­

пускаемой границы имели место только для относительной зоны воз­ врата. Относительная зона возврата в приборах ЭР-59 (вследствие уменьшения жесткости пружин выходного реле и изменения харак­

теристик

электронных ламп),

зона нечувствительности приборов

Р П И К

(вследствие изменения

характеристик электронных ламп)

имеют некоторую тенденцию к необратимым изменениям. Остальные параметры существенной тенденции к такому изменению не имеют.

Это, в частности, относится

и к зоне

нечувствительности приборов

Р П И Б , у которых флуктуации

величины

этой зоны значительно

мень­

ше, чем у приборов РПИК .

 

 

 

в) ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ

 

 

Определение показателей ремонтопригодности регулирующей

аппа­

ратуры ЭАУС проводилось также в условиях эксплуатации на теп­

ловых

электростанциях.

Показатели

ремонтопригодности

устройств,

взятые

из

[Л. 42 и Л. 46], приведены

в табл.

17-2. Во время

восста­

новления

включалось время поиска

причины

и устранения

отказа,

затраченное

персоналом

при работе

на

месте

установки

регулятора.

Оценки среднего времени восстановления определялись согласно

приведенным

в § 17-2

соотношениям;

доверительная

вероятность

принята равной 0,8.

 

 

 

 

 

 

35—681

 

 

 

 

 

 

 

553


Т а б л и ц а 17-2 Показатели ремонтопригодности устройств ЭАУС

Оценки среднего времени восстановления, мин

Наименование

устройства

Манометр

Дифференциаль­ ный манометр

Импульсные линии с отборными уст­ ройствами

Электронные регу­ лирующие прибо­ ры

Магнитный пуска­ тель

Электрические ис­ полнительные ме­ ханизмы

Электрические соединительные ли­ нии

Тип устройства

М Э Д Д М М

ЭР-Т-59 ЭР - Ш - 59

РП И Б - Т

РП И Б - Ш

МКР-0

КДУ-И МЭО-160/100 )

МЭО-160/250 МЭК-25Б J

 

Доверительные гра­

Точечная

ницы

 

 

'восст. ср

нижняя

верхняя

 

 

'восст.н

'восст.в

92

69

115

73

55

91

40

23

57

51

37

65

148

 

 

44

33

55

48

38

58

196

 

 

58

33

83

Из табл. 17-2 видно, что устройства, используемые в регуляторах с бесконтактным управлением, имеют большие средние времена вос­ становления. Причиной этого является не столько меньшая ремонто­ пригодность указанных устройств, сколько отличие в квалификации персонала и организации эксплуатации в двух энергосистемах, где проводились испытания. Более того, бесконтактная аппаратура тре­ бует меньшего объема профилактического обслуживания.

Гистограмма времени восстановления регулятора в целом дана на рис. 17-7. Наилучшее совпадение с результатами эксперимента да­ ло логарифмически нормальное распределение, плотность вероятно­ сти которого определяется выражением

Q 434

 

(^'восст"~*£'о^'

 

A(WCT) =

—е

™>

,

(17-31)

'восст ° У

 

 

 

где 0=0,46; lg г 0 = 1 , 4 1 .

554