Файл: Автоматическое управление газотурбинными установками..pdf

тура не обеспечивает требуемого уровня надежности, для его дости­ жения необходимо прибегнуть к резервированию, которое может быть полным или частичным. При полном дублируются все звенья цепи защиты, при частичном — лишь те, надежность которых недо­ статочна.

Для снижения числа ложных остановок можно дублировать ка­ налы защиты и ставить условие, чтобы остановка происходила только в случае одновременного возникновения сигнала во всех резерви­ рующих друг друга каналах. Если вероятность ложного сигнала в каждой цепи защиты равна qt (t), то вероятность такого сигнала на выходе некоторого числа п взаимно резервирующих друг друга

Р(і) = і — Ы 01“.

Резервирование может быть постоянным или с замещением. При постоянном резервирующие друг друга цепи включены и действуют все время. Очевидно, что только такой способ может воспрепятство­ вать прохождению ложных сигналов. Но нетрудно видеть, что этот способ резервирования препятствует прохождению и истинных сигналов. Действительно, если обозначить через рк (t) вероятность безотказной работы каждой из резервирующих друг друга цепей (pk есть вероятность того, что возникший сигнал пройдет через цепь), то вероятность безотказной работы п цепей при описанном способе соединения выходов равна [pk (£)]п.

Противоречие, возникающее при стремлении обеспечить для ложного сигнала малую вероятность прохождения, а для истинного — большую, решается при помощи различного рода мажоритарных схем, или схем голосования. Примером использования такого рода схем является фотореле «Факел-4», в котором имеются три идентичных канала, выходные реле которых соединены по схеме два из трех. Сигнал на выходе фотореле возникает при наличии его на выходе любых двух каналов из трех действующих.

Если отвлечься от угрозы возникновения ложных остановок, то можно использовать резервирование с замещением. В этом слу­ чае предполагается постоянный или периодический контроль исправ­ ности резервируемой цепи и замещение ее резервной в случае выхода из строя. При этом как органы контроля исправности, так и устрой­ ства замещения могут' быть автоматическими или ручными. В том случае, если исправность проверяется периодически и неисправный элемент заменяется на исправный оператором, мы имеем, по сути дела, ремонт системы после профилактического осмотра.

Подлинное резервирование, являясь мощным средством повыше­ ния надежности системы, обладает в то же время и рядом недостат­ ков. Как и всякая избыточность, резервирование приводит к уве­ личению затрат, делает систему более громоздкой, требующей боль­ шего внимания и ухода при эксплуатации. Значительно экономичнее

210

метод профилактических проверок, также позволяющий существенно влиять на надежность системы по неисправностям типа отказ пуска и несрабатывание. Используемдля характеристики надежности системы коэффициент готовности Кг = Т/(Т + Тв). Рассматриваем отказы, которые могут быть обнаружены и устранены без остановки агрегата, т. е. практически все отказы, кроме вызывающих ложную остановку агрегата.

Коэффициент готовности тем выше, чем меньше время обнаруже­ ния и устранения неисправности. Вообще говоря, это время — ве­ личина случайная, но для упрощения будем считать, что оно всегда одинаково и равно Тв. Вероятность, что система работоспособна в момент времени t, определится как сумма вероятностей, что система не отказала в промежутке времени [0,1] и что отказавшая в этом промежутке система к концу его восстановлена *:

K T (t) = p { t ) + P i ( t ) .

При этом предполагается, что в момент времени нуль система была работоспособна. Ограничим рассмотрение величины К т интер­ валом времени Тк — периодом между двумя операциями контроля. Теперь в момент контроля система не обязательно исправна: с ве­ роятностью ра может быть исправна и с вероятностью ръ — не­ исправна, причем Ра + Ръ = 1. Тогда

Рі(і)=Рье~Ш(-1~Тв), '

где со — суммарный параметр потока отказов системы; Тв — время восстановления.

Таким образом,

^г(<) = Р0ен#Ч р 6е-ш(<-тв).

ной оказаться не может. Поэтому в этом интервале второй член в правой части последней формулы должен быть отброшен, и тогда

К Л ) = Р ае~ы (0< t < T B).

Из этих соображений, а также учитывая, что функция К т(t) должна быть периодической с периодом Тк и что обычно значение Тп весьма мало (особенно при блочных конструкциях), благодаря

чему е~аТв «й 1, можно получить выражение коэффициента готов­ ности в конце рассматриваемого периода времени, т. е. при t = Тк:

К г (Тк) ^ е - ыТ-.

Для момента времени Тв при тех же условиях получаем

& г (ДО ^ Р а + Р ь = 1-

. * Во избежание недоразумений укажем, что приведенное выше определе­ ние коэффициента готовности получается из этой формулы предельным пере­ ходом при і оо.

Выбирая малое время менаду профилактическими проверками, можно поднять значение К г до требуемой величины или, иными словами, задаваясь минимально допустимым значением К г, можно определить необходимую периодичность контрольных проверок (рис. ѴІ.З).

Для отказов типа несрабатывание зависимость между надежно­ стью системы и числом профилактических пррверок в течение задан­ ной наработки может быть получена несколько иным путем. В этом случае, очевидно, следует рассматривать событие, заключающееся в том, что в каком-то интервале времени [0, t\ произошел отказ системы защиты, а в интервале U, t df] возникла аварийная ситуация на агрегате. Вероятность dQu такого события равна про-

Рис. ѴІ.З. Изменение коэффициента готовности К г во

времени при профилактических проверках.

вале времени т находят с помощью интегрирования:

(рн(т) = 1 — J (l — е~®с() соае_ша*d t .

Выполнив интегрирование, получают

']•

212

СПИСОК Л И Т Е Р А Т У РЫ

1 . А н т о н о в О. Г., В а г п е р И. В ., 3 б ы р к о М. Д. Анализ надеж­ ное™ газотурбинных установок. — «Газовая пром-сть», 1969, № 9, А 15—18.

2.Б а я с а н о в Д. Б. Автоматическое управление магистральными газо­ проводами. Л ., «Недра», 1964. 484 с.

3.В а г н е р И. В ., 3 а р е п и н ІО. Г. Надежность работы компрессорной

6.Г а з о т у р б и н н а я установка ГТ-700-5. М.—Л ., «Машиностроение», 1964. 190 с. Авт.: Л. А. Кузнецов, В. И. Андреев, Г. И. Богорадовский и др.

7.Д р у ж и н и н Г. В. Надежность систем автоматики. Изд. 2. М., «Энер­ гия», 1967. 528 с.

9.И л ь н и В. А. Телеконтроль п телеуправление. М., «Энергия», 1969. 394 с.

10.К и р и л л о в И. И. Газовые турбины и газотурбинные установки. М.,

Машгнз, 1956. 349 с.

11. К о р т у н о в А. К. Газовая промышленность СССР. М., «Недра», 1967.

332с.

12.К о р т у н о в А. К. Газовая промышленность Советского Союза. — «Газо­ вая пром-сть», 1970, № 8, с. 1—4.

13.К о с с о в О. А. Усилители мощности на транзисторах в режиме пере­ ключений. М .—Л., «Энергия», 1964. 304 с.

14.К р е м н и е в ы е управляемые вентили-тиристоры. Техн. справочник.

18.П р о е к т и р о в а н и е бесконтактных логических схем автоматического управления. М., «Энергия», 1969. 184 с. Авт.: Г. Р. Грейнер, В. П. Ильяшенко, В. П. Май и др.

19.Р о з е н б л а т М. А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники. М., «Наука», 1966. 683 с.

20.С и л о в и е кремниевые вентили. Каталог-справочник. Под род. В. А. Ла-

бунцова. М., 1970. 42 с. (ВНИИЭМ).

21. С о т е к о в Б. С. Основы теории н расчета надежности элементов и устройств автоматики и вычислительной техники. М., «Высш. школа», 1970. 270 с.

22.С п р а в о ч н и к по полупроводниковым диодам и транзисторам. Под ред. Н. Н. Горюнова. Изд. 2. М., «Энергия», 1968. 352 с.

23.С п р а в о ч н и к реле защиты п автоматики. Под ред. М. Э. Хейфица. Изд. 2. М., «Энергия», 1968. 296 с.

24.Т и п о в ы е узлы на полупроводниковых и функциональных элементах серии ЭТ. М .—Л ., «Энергия», 1966. 143 с. (Б-ка по автоматике, вып. 212). Авт.: В. В. Гнршберг, С. М, Доманицкий, Н. П. Кутлер и др.

25.Т р а н з и с т о р н ы й блок управления газотурбинными установками. (Передов, науч.-техи. н произв. опыт, № 10-67-706/24). М., ГосИНТИ, 1967. 13 с, Авт.: В. А. Олейников, Н. С. Зотов, К. Б. Саранцев- и др.

26.Ш а б а ш о в С. 3. Регулирование газотурбинных агрегатов. Л ., «Недра», 1971. 152 с.

27.Ш н е э Я. И. Газовые турбины. М., Машгиз, 1960. 560 с.

28.Э л е м е н т ы транзисторные бесконтактные серии «Логика Т». Калинин, ЦНТИП, 1971. 89 с.

214