Диагностирование и прогнозирование технического состояния СУ СЭЭС
Ности
Связь надежности и условий работы СЭЭС. Способы повышения надеж-
Факторы, влияющие на надежность аппаратуры СУ СЭЭС
Существенное влияние на надежность аппаратуры оказывают климатические усло-
вия, уровень подготовки обслуживающего персонала и качество ТО и ремонта, режим ра-
боты аппаратуры, продолжительность ее эксплуатации.
Для уменьшения влияния климатических условий аппаратуру выпускают в соответ
ствующем исполнении (например, тропическом).
Опыт показывает, что до 20 % всех отказов электронной аппаратуры происходит по вине обслуживающего персонала, поэтому квалификация персонала, а также объем и каче
ство технической документации, придаваемой к аппаратуре, находятся в прямой связи со степенью надежности аппаратуры.
Интенсивность отказов при эксплуатации аппаратуры с малыми нагрузками сущест
венно снижается, а при частых включениях и выключениях значительно увеличивается.
Продолжительность эксплуатации аппаратуры условно можно разделить на 3 эта-
па.
На первом, называемом периодом приработки и составляющем десятки или сотни часов, наблюдается повышенная интенсивность отказов, что объясняется технологически
ми недоработками и недостаточным освоением аппаратуры.
Второй этап (тысячи часов) характеризуется постоянной интенсивностью отказов, которые носят случайный характер и лишь частично обусловлены изнашиванием элемен
тов и ухудшением их параметров.
Третьему этапу (сотни часов) соответствует повышенная интенсивность отказов, что объясняется естественным старением элементов резисторов, конденсаторов, механиче
ских и электрических узлов, ухудшением изоляции и т. д.).
Надежность сложных СУ, к которым относятся СУ СЭЭС, необходимо не только оценивать по рассмотренным выше показателям, но и связывать с разными уровнями качества и эффективности их функционирования.
Например, отказ или повреждение одного из генераторов не приводит к перебоям в снабжении электроэнергией приемников.
Выход из строя двух генераторов вызывает необходимость в ограничении потребля
емой энергии путем отключения неответственных приемников.
При отказе основной электростанции аварийная способна обеспечить электроэнер
гией ответственные приемники.
Для повышения надежности СУ СЭЭС применяют разные способы, в их числе ре-
зервирование отдельных устройств, блоков и узлов, обеспечение дополнительных связей между элементами СУ СЭЭС.
Высокую степень надежности имеют кибернетические (самонастраивающиеся) системы, в которых отказ какого-либо элемента сопровождается перераспределением его функций между другими работоспособными элементами без изменения уровня эффектив
ности работы системы.
Одним из важных средств обеспечения и поддержания надежности СУ СЭЭС является их диагностирование.
Диагностирование СУ СЭЭС заключается в изучении признаков неисправностей, а также разработке методов и средств обнаружения и локализации этих неисправностей.
Диагностирование осуществляется либо путем внешнего осмотра, либо при помо-
щи диагностической аппаратуры или диагностической программы.
Информация, накопленная в процессе диагностирования СУ, используется для про-
гнозирования технического состояния этих систем.
Задача прогнозирования заключается в оценке степени работоспособности или в оценке вероятности отказа на некотором предстоящем этапе эксплуатации СУ.
Решение этой задачи позволяет: правильно планировать ТО и ремонты оборудова
ния (по фактическому состоянию); своевременно заменять или ремонтировать блоки и узлы СУ, имеющие повышенную вероятность отказа; правильно комплектовать набор за-
пасных частей блоков.
В настоящее время созданы специализированные устройства для поиска неисправ
ностей в блоках СУ СЭЭС, а также контрольно-измерительные комплексы для проверки и восстановления работоспособности блоков и модулей СУ с однотипными логическими элементами (например, комплекс КИК-1).
Более широкими возможностями обладает автоматизированная система АСДН диагностирования и наладки судовых СУ.
Эта система предназначена для диагностирования и наладки блоков СУ, использующих элементную базу разных типов: микросхемы ТТЛ и К-МОП структур, логиче-
ские элементы серий "Логика-Т", "Транслог", "Урсалог" и аналогичные им.
Работой системы АСДН (рис. 7.6) управляет устройство функционально-статического контроля УФСК "Логикой", представляющее собой процессор системы.
Блок управления БУ предназначен для хранения оперативной судовых систем управления асдн информации и выполнения программы управления.
Накопитель диагностической информации НДИ служит для длительного хранения программ работы АСДН и диагностической информации.
Рис. 7.6. Функциональная схема автоматизированной системы диагностики
и наладки судовых систем управления АСДН
Устройство УВВИ ввода-вывода информации обеспечивает загрузку в память систе
мы АСДН программ ее работы и диагностической информации, а также вывода и докумен
тирования диагностической информации.
В состав УФСК входит также блок БИ индикации.
Устройство УС сопряжения предназначено для согласования характеристик управ-
ляющих сигналов УФСК с характеристиками сигналов блоков СУ СЭЭС.
В это устройство входит блок БСК сопряжения компараторов, который формирует характеристики входных сигналов блоков СУ, а также блок БСФ сопряжения формирова-
телей, который формирует характеристики выходных сигналов АСДН, поступающих в блоки СУ.
Блок БИМ имитаторов и нагрузок предназначен для создания имитирующих сигна-
лов датчиков на входах и нагрузок на выходах блоков СУ с последующим диагностирова-
нием блоков.
Внедрение на флоте СУ СЭЭС с ЦВМ позволяет значительно расширить возможно
сти подобных систем.
Применяемая на судах отечественной постройки СУ СЭЭС типа "Ижма-Б", помимо традиционных задач управления и контроля СЭЭС, позволяет решать задачи диагностирования и прогнозирования в следующем объеме:
1. автоматическая регистрация состояния, параметров и неисправностей СЭЭС и ее СУ;
2. диагностирование СЭЭС и ее СУ;
3. автоматическая выдача рекомендаций о способах устранения неисправностей в СУ;
4. использование в управлении результатов диагностирования оборудования СЭЭС.
Опыт эксплуатации отечественных СУ СЭЭС типов "Ижора" и "Ижма" показал, что они имеют невысокие показатели контролеспособности и ремонтопригодности.
В этих СУ отсутствует сигнализация о неисправности каждого функционального устройства. Обслуживающему персоналу приходится затрачивать длительное время на определение неисправностей в СУ и их устранение.
Для организации ТО СУ и ее элементов необходимы универсальные приборы с большим внутренним сопротивлением, осциллографы, вспомогательное оборудование и специальная оснастка.
В системе управления СУ СЭЭС типа "Ижора-М" предусмотрен регламентный кон-
троль исправности всех блоков, которые скомпонованы в стандартных типовых кассетах и легко заменяются при неисправностях.
В СУ СЭЭС фирм "Стромберг", АSЕА (например, АHIM, GENA-С) элементная база построена на логических элементах.
Функциональные модули этих СУ выполнены на стандартных печатных платах, что дает возможность доступа к отдельным узлам и элементам модулей с целью проверки и ремонта.
Перечисленные выше СУ имеют встроенный контроль самой системы и блоков, а также контрольные точки для диагностирования.
Тем не менее поиск и устранение неисправностей связаны с большими трудозатра
тами.
Основными причинами этого являются:
1. усложнение схем управления вследствие применения интегральных схем;
2. неполнота практических рекомендаций по методам поиска и устранения дефек-
тов в технической документации;
3. неполнота номенклатуры контрольно-измерительных приборов, устройств и ин
струментов, недостаточный опыт обслуживающего персонала по отысканию неисправно-
стей и их устранению.
Виды и доля (%) в общем количестве неисправностей, вызывающих отказы в рабо-
те СУ СЭЭС на логических элементах, приведены в таблице 7.1.
Таблица 7.1.
Доля отдельных видов неисправностей СУ СЭЭС
Вид неисправности | Доля, % |
Обрывы, межвитковые замыкания в обмотках, замыкание контактов, увеличение сопротивления контактов реле и контакторов | 15…20 |
Обрывы, пробои в полупроводниковых приборах | 15…20 |
Износ элементов | 10…15 |
Нарушение изоляции | 5…10 |
Поломки механические | 5…10 |
Заедания механические | 3…5 |
Обрывы в местах пайки и выводных соединениях | 3…5 |
Нарушения регулировки | 8…10 |
Прочие | 3…5 |
Опыт эксплуатации СУ СЭЭС показал, что наибольшие трудозатраты на поиск не-
исправностей свойственны электронным схемам возбуждения СГ, блокам синхронизации и распределения нагрузки.
Наибольшие трудозатраты на устранение неисправностей присущи АВ генераторов вследствие сложности кинематики и блокам автоматизированного управления ДГ.
Способы устранения неисправностей СУ СЭЭС и их отдельных элементов приве-
дены в технической документации.