2020-08-05
41
Для расчета надежности ЭПУ на основании функциональной схемы составим расчетную схему, на которой отразим последовательные и параллельные цепи установки. Схема изображена на рисунке 11. Для расчета выбираем самый ненадежный вариант нагрузки – 3.
Рис. 11.1 – Схема для расчета надежности
Условная интенсивность отказов отдельных блоков, узлов ЭПУ представлена в таблице 11.1.
При экспоненциальном законе распределения и взаимной независимости отказов:
Р(t) = е –λ t ≈ 1− λt, (11.1)
где λ – суммарная интенсивность отказа элемента, блока системы;
t – интервал времени, за которое определяется вероятность отказов, t =24 ч.
Таблица 11.1 - Условная интенсивность отказов отдельных блоков, узлов ЭПУ
| Наименование блока, узла | λ×10-6, 1/ч | P(t) |
| Сеть | 3 | 0,999928 |
| Щиты переменного тока ЩДГА | 8 | 0,999808 |
| Шкаф ШВРА | 9 | 0,999784 |
| ЩЗРБ | 8 | 0,999808 |
| ДГУ | 530 | 0,98728 |
| СУЭП | 2,8 | 0,9999328 |
| АБ | 0,4 | 0,9999904 |
| Автоматический выключатель ВА | 0,2 | 0,9999952 |
| Инвертор ИТ | 3 | 0,999928 |
| Пр | 1 | 0,999976 |
|
|
|
Алгоритм расчета трактов:
Надежность последовательно соединенных элементов рассчитывается по формуле:
(11.2)
где n – число блоков, включенных последовательно.
Надежность параллельных цепей производится по формуле:
(11.3)
где m – число блоков, включенных параллельно.
Надежность всего тракта:
Ртр (t) = Рпосл (t)*Pпарал (t). (11.4)
Интенсивность отказа тракта:
åλтр1 = λ1 + λ2 + λ3 +... +λn, 1/ч. (11.5)
Время наработки на отказ:
, ч. (11.6)
Коэффициент готовности тракта:
, (11.7)
где tв1 – время восстановления, по заданию равно 5 ч.
Аналогично по формулам (11.5), (11.6), (11.7) найдем Ктр для остальных трактов. Тогда коэффициент готовности всей ЭПУ c учетом всех параллельных трактов:
(11.8)
Наработка на отказ всей системы параллельных трактов:
, ч. (11.9)
Выполним расчет надежности своей установки.
1) 1й тракт - нормальный режим эксплуатации:
53191.49 ч;
.
2) 2й тракт - питание от ДГУ при отсутствии внешнего электроснабжения:
1780 ч;
.
3) 3й тракт - питание от АБ от момента исчезновения внешнего электроснабжения до запуска и введения в стабильный режим работы ДГУ:
208333.33 ч;
.
4) 4й тракт - послеаварийный режим восстановления работоспособности ЭПУ:
51020.41 ч;
.
Находим по формуле (11.8) коэффициент готовности всей ЭПУ c учетом четырех параллельных трактов:
электропитание аккумулятор напряжение мощность
Определяем наработку на отказ всей системы из 4х параллельных трактов по формуле (11.9), k = 4:
ч
|
|
|
Заключение
В данном курсовом проекте была разработана электропитающая установка для устройств автоматики и связи с буферным многобатарейным способом электропитания, обеспечивающая электроснабжение переменным током по группе, бесперебойное питание потребителей: 48В, 60В, 220В, а так же аварийное освещение и гарантированное питание II категории с выходным напряжением 60 В. Для всех трех нагрузок выбран активный способ регулирования постоянного напряжения на выходе. Рассчитана емкость и число элементов щелочной аккумуляторной батареи. Выбраны выпрямительные агрегаты, устройства коммутации постоянного тока. Выполнен расчет источников переменного тока, выбрана резервная электростанция и устройство гарантированного питания. Проведено размещение оборудования и рассчитана токораспределительная сеть для нагрузки 60 В длиной 18 м, разбитая на 7 участков.
Также была рассчитана надежность работы электропитающей установки, почти 17 лет. Самый надежным оказался тракт с АБ – питание от АБ от момента исчезновения внешнего электроснабжения до запуска и введения в стабильный режим работы ДГУ. Тракт питания от ДГУ при отсутствии внешнего электроснабжения – самый ненадежный.
