Задание на контрольную работу

Задача 1. Расчет показателей надежности электротехнической

установки

Условие задачи и исходные данные. Имеется установка «А», состоящая из четырех последовательно соединенных узлов. Схема расчета надежное™ установки изображена на рис. 1.

Все элементы установки равнонадежны и для них справед­лив экспоненциальный закон распределения наработки до от­каза. Интенсивность отказов элементов приведена в табл. 1. В узле «г» число элементов, необходимых для нормальной ра­боты равно 2.

Требуется:

1.Вычислить и построить график изменения функции на­дежности узлов установки «А» в течение 10000 ч с интервалом 2000 ч.

2.По результатам расчета вероятности безотказной работы узлов «а», «б» и «в» сделать вывод об эффективности различ­ных способов резервирования.

3.Вычислить и построить график изменения функции на­дежности установки «А» в течение 10000 ч с интервалом 2000 ч.

4.Определить вероятность безотказной работы для системы из двух параллельно включенных установок «А» и «Б» по исте­чению года эксплуатации, если вероятность безотказной рабо­ты установки «Б» за год эксплуатации указана в табл. 2.

5.Определить годовую потребность запасных элементов для общего количества установок «С» согласно табл. 1 при за­данной вероятности обеспечения запасными частями Р₇ = 0,95 и согласно табл. 2.

Таблица 1

Показатели	Вариант (предпоследняя цифра учебного шифра)
Интенсивность ш-казовХп, (1/ч)-10-6
Общее количество установок С, шт.

Таблица 2

Показатели	Вариант (последняя цифра учебного шифра)
Вероятность безотказной работы установ­ки «Б»	0,91	0,90	0,92	0,93	0,91	0,92	0,90	0,91	0,94	0,93
Заданная вероят­ность обеспече­ния запасными элементами Р2	0,99	0,98	0,90	0,92	0,96	0,94	0,996	0,93	0,97	0,999

Задача 2. Расчет характеристик надежности

участка электрической сети

Условие задачи и исходные данные. Исходные данные принимаются по табл. 3, 4, 5. При расчетах учесть, что все выключатели имеют два вида от­казов: «короткое замыкание» и «обрыв», интенсивность кото­рых равна А,_кз = Х_о6 = 0,5А_в. Отказ выключателя типа «короткое замыкание» приводит к короткому замыканию на сборных шинах, т.е. к нарушению электроснабжения.

Требуется:

L Рассчитать вероятность безотказного электроснабжения потребителя «П» в течение календарного года и среднюю на­работку до отказа сети для нормального режима работы сети и при выводе в ремонт резервированной части сети. Результа­ты средней наработки указать в часах.

2.Для ремонтного режима сети рассчитать вероятное время аварийного простоя в течение календарного года эксплуатации сети и указать его в часах.

3.Определить коэффициент готовности участка сети в ре­жиме ремонта.

Таблица 3

Варианты (последняя цифра учебного шифра)
Номер варианта схемы

Таблица 4

Интенсивность отказа элемента сети X	Вариант (предпоследняя цифра учебного шифра)
Линии Хп, 1/год	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
Трансформато­ра А,, 1/год	0,05	0,05	0,04	0,04	0,04	0,03	0,03	0,03	0,02	0,02
Выключателя \, 1/год	0,15	0,10	0,09	0,11	0,12	0,13	0,14	0,16	0,18	0,20
Сборных шин К' 1/год	0,03	0,02	0,03	0,02	0,03	0,02	0,03	0,02	0,03	0,02
Таблица 5
Среднее время аварийного простоя сети /к в долях года	Вариант (последняя цифра учебного шифра
Линии t , (год)-Ю-3	0,4	0,4	0,5	0,5	0,6	0,7	0,8	0,8	0,9	1,0
Трансформато­ра g (год)-ю-3
Выключателя /„, (год)-Ю-'
Сборных шин /кш, (год)-Ю-3	0,25	0,25	0,24	0,24	0,23	0,23	0,22	0,22	0,21	0,20

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Надежностью называется свойство объекта (установки, узла, элемента) сохранять во времени в установленных преде­лах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и услови­ях применения, хранения и транспортирования.

Для выполнения своих функций объект должен находиться в работоспособном состоянии. Работоспособное состояние — это состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации (НТД).

В теории надежности объекты подразделяются на невосста-навливаемые объекты, для которых в НТД не предусмотрено проведения восстановления работоспособного состояния по­сле первого отказа и восстанавливаемые объекты, для которых в НТД предусмотрено проведение восстановления работоспо­собного состояния (допускается ремонт, регулировка и т.д.).

При расчете надежности функционирования невосстанав­ливаемых объектов интересуются продолжительностью ра­боты до первого отказа — наработкой до отказа. Отказ — это событие, заключающееся в нарушении работоспособного со­стояния. В теории надежности возникновение отказов рассма­тривается как случайная величина.

Интенсивность процессов возникновения отказов во вре­мени принято обозначать Вероятность безотказной рабо­ты или функция надежности P{t) выражает вероятность того, то невосстанавливаемый объект не откажет к моменту време­ни наработки t.

Для расчета представлена функциональная схема участ­ка электрической сети. В учебных целях в схеме не отражены многие элементы, входящие в реальную схему электрической сети, такие как разъединители, замыкатели, трансформаторы тока и напряжения, разрядники и т.д.

Электроснабжение потребителя осуществляется по цепи, со­стоящей из последовательно соединенных элементов. Часть цепи имеет параллельное включение элементов (резервирование).

Расчетная схема надежности также будет иметь последова­тельное и параллельное соединение элементов, но, учитывая условия задачи об особенностях отказов выключателей, она не будет совпадать с функциональной схемой.

Для выполнения задания сначала необходимо составить об­щую расчетную схему надежности электроснабжения потреби­теля. Затем упростить ее, для чего объединить в один элемент все последовательно соединенные элементы и вычислить веро­ятность безотказной работы объединенных элементов (узлов). В результате получим схему, состоящую из трех узлов, два из ко­торых соединены параллельно. Снова упростить схему расчета, объединив параллельные узлы и приведя схему расчета до двух последовательно соединенных узлов. Вычислить вероятность безотказной работы двух последовательно соединенных узлов, т. е. вычислить надежность электроснабжения потребителя.