Файл: Загайнов, Н. А. Повышение эффективности и надежности оборудования электроснабжения городского электрического транспорта.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.11.2024
Просмотров: 41
Скачиваний: 0
Продолжение
Номер интервала группирования
Показатели |
|
7 |
8 |
9 |
ю |
11 |
12 |
|
|
||||||
Число отказов |
|
39 |
40 |
42 |
43 |
44 |
44 |
Интервал времени |
|
8000 |
10000 |
14000 |
18000 |
22220 |
28000 |
Число оставшихся |
N1 |
43 |
34 |
28 |
23 |
13 |
0 |
N2 |
67 |
62 |
|
36 |
10 |
0 |
|
наблюдений |
0 |
||||||
λ (∕i) -IO6 -ɪ- |
N3 |
6 |
2 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0041 |
00485 |
0059 |
0038 |
0066 |
0 |
|
ч |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Интенсивность отказов вычислялась по формуле
Ni; N2; |
N2 — |
’ |
|
|
(15) |
где |
|
соответственно |
|
количество выпрямитель |
|
|
|
ных агрегатов с |
числом вентилей 72, 108, |
||
Nh N↑', |
N2 — |
144; |
|
|
|
|
|
соответственно число оставшихся наблюде |
|||
|
|
нийti.агрегатов |
Ni; N2; N2 |
на момент време |
|
|
|
|
|
||
ни
Характер изменения функции интенсивности отказов дает основание полагать, что кривая имеет два характер
ных участка — приработки продолжительностью 5000 ч
и нормальной эксплуатации. Данное положение было
подтверждено путем построения эмпирической функции
интенсивности отказов во времени и построений, выпол
ненных на вероятностной бумаге экспоненциального
распределения. Интенсивность отказов на участке нор
мальной эксплуатации составляет 0,1 ∙ IO-6• l/ч, что сви
детельствует о высокой надежности кремниевых венти
лей.
Аналогично ранее выполненного расчета была прове дена оценка восстанавливаемости кремниевых вентилей выпрямительных агрегатов. Согласно статистическим
4. Зак. 3218 |
21 |
λ∙10
22
-
Г"
і
г
I
I
I
I
L т—
і
I
I
л
♦
I
I
I
I
__
і__
I
I
J__
T l-.
Рис. 3. Зависимость интенсивности отказов кремниевых вентилей в функции времени работы агрегатов
данным суммарное время, затрачиваемое на поиск отка
завшего вентиля в агрегате, составляет 10 ч, на органи
зационно-технические мероприятия 37 ч и на ремонт так
же 37 ч. Среднее время восстановления агрегата после отказа кремниевого диода составляет 2 ч, а доверитель ная граница Tb с достоверностью у — 90% равна:
Таким образом, с достоверностью 90% можно утвер ждать, что вероятное значение Tb заключено между
Tb,= 1,76 ч < Tb <7 = 2,31 ч.
Основываясь на полученных в результате отработки
статистического материала количественных показателях
надежности, по формулам (IO)-(M) был проведен рас чет остальных показателей надежности, в полной мере отражающих реальную картину функционирования и
надежности выпрямительных агрегатов. Результаты рас чета сведены в табл. 4.
|
|
|
Таблица 4 |
|
Показатели надежности |
||
Тип агрегата |
P(Z) |
kγ∙ |
Т, ч |
|
|||
ВАКЛ-1000/600Н |
0,9196 |
0,9997 |
22750 |
ВАКЛ-2000/600Н |
0,8989 |
0,9996 |
20800 |
Проведя подробный анализ каждого элемента и узла
системы электроснабжения с учетом их реального функ ционирования и последствий отказа, можно с определен
ной степенью точности дать оценку надежности системы
вцелом.
Вобласти исследования надежности систем электро снабжения значительные работы проведены сотрудни
ками Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Пам
филова.
Используя статистические данные энергохозяйств
трамвайных и троллейбусных депо, в частности, были определены интенсивности отказов практически всех ос
новных элементов систем электроснабжения трамвая и
троллейбуса. По данным AKX им. К- Д. Памфилова,
4* 23
наибольшая доля отказов приходится на контактную
сеть λκc — интенсивность |
отказов |
контактной сети |
трамвая (1 км) равна |
2,18 ∙ IO 5 • |
l/ч, троллейбуса — |
5,42∙ IO 5• l/ч. При этом отмечается, что доля постепен ных отказов контактной сети незначительна и составля
ет менее 10%. В крупных энергохозяйствах, где, как
правило, лучше налажена организация профилактиче
ских и предупредительных работ, доля постепенных от казов еще меньше. Сравнение показателей надежности
контактной сети и других основных элементов системы
электроснабжения трамвая и троллейбуса позволяет заметить, что контактная сеть является наименее безот
казным элементом, однако ее ремонтопригодность в нес
колько раз выше, чем у других элементов. Принимая во внимание это обстоятельство, можно прийти к выводу,
что сокращение времени аварийного ремонта контактной сети и правильное назначение сроков профилактиче
ских работ необходимо рассматривать как один из
способов повышения эксплуатационной надежности си
стемы электроснабжения в целом.
Для различных этапов проектирования системы
электроснабжения следует рекомендовать определенные
методы оценки надежности, различные по степени точно
сти учета режимов и условий работы системы и отдель ных ее узлов. Однако порядок проведения расчета может быть общим для всех этапов разработки изделия.
1. Система при расчете расчленяется на отдельные
узлы, в отношении которых имеются или легко опреде
ляются самостоятельные количественные показатели на дежности. Эти узлы, как правило, должны представлять
собой конструктивно самостоятельный блок, независимый
в отношении отказов от других блоков. Такие отдельные
части, имеющие самостоятельные количественные пока
затели надежности, называют элементом расчета надеж
ности системы.
2. Составляется функциональная структурная схема системы, в которую входят все элементы расчета надеж
ности, необходимые для выполнения заданной основной функции.
Элементы, несущие вспомогательные функции (на
пример, контроля, сигнализации и т. п.), обычно в схему
не входят, а учет влияния их отказов на общую оценку надежности производится при оценке тех элементов рас-
чета, с которыми они функционально связаны. Подоб
ная функциональная структурная схема является необ
ходимым условием для расчета вероятности безотказной работы системы.
3.Формулируется понятие отказа для всей системы и
для отдельных ее элементов.
4.Определяется типовой график работы системы на один цикл использования с указанием режимов и усло
вий работы (мощность, напряжение, ток, температура,
влажность и т. п.).
5. C учетом этапа проектирования выбирается метод
оценки надежности (основные показатели надежности
определяются ГОСТ в соответствии с [1]).
Известно несколько методов расчета надежности на стадии проектирования, важнейшими из которых явля
ются расчет надежности по среднегрупповым интенсив
ностям отказов и с использованием данных эксплуатации и коэффициентный метод.
Метод расчета надежности по среднегрупповым ин тенсивностям отказов прост, однако действительные зна чения интенсивностей отказов могут значительно отли чаться от используемых усредненных. Результат расчета может быть несколько занижен, поскольку в расчете не учитывается влияние профилактических мероприятий,
в результате которых часть отказов, могущих возникнуть во время работы, предупреждается путем изъятия и за
мены дефектных элементов.
Второй метод предполагает использование данных эксплуатации оборудования систем электроснабжения,
подобных по конструкции и назначению проектируемым, что дает возможность учесть реальные условия эксплуа
тации. Следует заметить, что при этом снимается жест кое требование равенства соотношения между количест вом различных типов оборудования в обеих системах, но остается фактор идентичности условий функциониро
вания и однотипности проектируемой и аналоговой си
стем. Последнее является существенным недостатком данного метода, поскольку его применение ограничено
тем, что не всегда удается подобрать подходящую ана
логовую систему по составу и типу элементов и условиям ее эксплуатации.
Сущность коэффициентного метода расчета сводится
к определению показателей надежности с использова-
25
ниєм не абсолютных значений интенсивностей отказов
элементов, а коэффициентов, связывающих интенсивности
отказов элементов различных типов с интенсивностью
отказов основного базового элемента, характеристика
надежности которого известна с достаточной степенью
достоверности. Принцип определения коэффициентов
надежности с учетом всех факторов, воздействующих на
элементы в процессе работы (т. е. рабочие нагрузки,
температурный режим, влияние окружающей среды
и т. д.), достаточно подробно изложен в литературе [6].
Необходимо подчеркнуть, что важнейшей особенностью
коэффициентного метода является простота и удобство учета режимов и условий эксплуатации оборудования с
помощью поправочных коэффициентов. Это позволяет
рекомендовать наиболее целесообразным и предпочти
тельным при оценке надежности проектируемых систем электроснабжения и отдельных их узлов расчет коэф
фициентным методом, так как он позволяет вести оценку
надежности как при номинальных режимах, так и с уче
том возможных аварийных ситуаций, а также опреде лить целесообразность и необходимость в резервирова
нии отдельных элементов.
Известно, что закладываемая в процессе проектиро вания надежность электрического оборудования обеспе чивается в процессе производства и поддерживается в
период эксплуатации.
В основу выбора показателей надежности положено требование о том, что надежность должны характеризо
вать показатели, учитывающие назначение, специфику
эксплуатации и являющиеся составной частью общей оценки функционирования системы (или элемента).
Поэтому следующим вопросом является назначение
обоснованных норм надежности. В основу методики вы
бора норм надежности на проектируемое изделие (или систему в целом) положено требование обеспечения мак
симального приведенного значения коэффициента нор
мирования надежности. В случаях, когда конкретная
схема электроснабжения или отдельные ее элементы не
обеспечивают нормы надежности, следует рассмотреть
различные способы увеличения надежности (облегчение режимов работы, резервирование и т. п.).
Повышение уровня надежности сопряжено с увеличе
нием затрат на проектирование и изготовление. В то же
26