4.4.2. Резервирование замещением
Решим эту же задачу для случая резервирования замещением. В этом случае в каждый момент времени в
работе будет находиться только один элемент. Поэтому в
выражении СНДО блока, резервированного замещением, значение интенсивности отказов на всех отрезках времени будет одинаково и равно .
Выражение, аналогичное выражению (4-15), примет вид
n n n
Тсрбл = Тсрj = 1/j = 1/ = n/ = nТср , (4-18)
j=1 j=1 j=1
где Тср = 1/ - СНДО каждого из элементов блока.
Из сопоставления выражений (4-17) и (4-18) видно, что СНДО в случае резервирования замещением значительно выше, чем при постоянном резервировании.
Задача. Для повышения надежности системы с λ = Сonst имеются 3 способа:
1. Не применяя резервирования (m1 = 0), облегчить режим работы системы так, чтобы интенсивность ее отказов снизилась в 3 раза (λ1 = λ /3);
2. Не меняя режима работы системы, применить 6-кратное общее постоянное резервирование системы, как показано на рисунке 4.8, (λ2 = λ) и (m2 = mпост = 6);
3. Не меняя режима работы системы, применить 2-кратное общее резервирование замещением, показанное на рисунке 4.9, (λ3 = λ) и (m3 = mзамещ = 2).
Сравнить варианты повышения надежности по СНДО.
На основании формул (3-4), (4-17) и (4-18) курса лекций запишем:
1. Тср1 = 1/λ1 = 3Т, где Т = 1/λ.
2. Тср2= 1/λ2 (1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 + 1/5 + 1/6+ 1/7) = 2,593 Т.
3. Тср3= 1/λ3 (1 + 1 + 1) = 3 Т.
Таким образом, резервирование замещением гораздо лучше с точки зрения надежности, но требует устройств
оперативного включения резервного элемента после отказа работающего, что в ряде случаев весьма затруднено.
Задача. Выясним, что дает с точки зрения надежности наличие на тяговой подстанции постоянного тока системы шин 220 кВ и системы шин 10 кВ. Рассмотрим два варианта принципиальной схемы тяговой подстанции. В случае наличия этих шин имеем раздельное резервирова-
рование оборудования, а в случае их отсутствия – общее.
На рисунках 4.10 и 4.11 цифрой 1 обозначены два ввода тяговой подстанции, цифрой 2 - понизительные трансформаторы, снижающие напряжение с 220 кВ до 10
кВ, а цифра 3 относится к выпрямительно-преобразо-вательным агрегатам.
Для примера допустим, что ВБР каждого из элементов в
какой-то момент времени составляет 0,9. Цифры взяты только для удобства проведения расчетов и действительности не соответствуют! Не соответствует действительности и способ резервирования, реальное резервирование оборудования ТП – замещением.
ВБР каждого из блоков
Рис. 4.10.
Структурно-логическая схема надежности тяговой подстанции постоянного тока
pбл = 1 – (1-0,9)2 = 1 – 0,12 = 1 – 0,01 = 0,99.
ВБР тяговой подстанции как системы, состоящей из трех блоков, pтп = 0,99 0,99 0,99 = 0,970299.
Рассмотрим теперь случай отсутствия шин 220 и 10 кВ, а следовательно, случай раздельного резервирования
оборудования ТП. Система представляет собой резерви-рованный блок из двух одинаковых ветвей с основным
соединением элементов внутри самих этих ветвей.
ВБР каждой из ветвей pв = 0,9 0,9 0,9 = 0,729, ВБР
Рис. 4.11.