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
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).
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 |
2я |
|
|
|
где 0=0,46; lg г 0 = 1 , 4 1 .