25)Частные случаи типовых логических схем расчета надежности.
Ответ: Электрически связанная часть системы электроснабжения обладает свойством саморегулирования, которое выражается в самопроизвольном установлении мгновенного баланса токов и напряжений. Токи небаланса являются вредными по отношению к рабочим током системы электроснабжения, поэтому их стараются минимизировать. Простейшим способом минимизации токов небаланса является требование электрической идентичности параллельно включаемых элементов, что значительно упрощает и расчеты надежности систем электроснабжения. Если постулировать идентичность всех элементов системы электроснабжения, то можно получить частный случай типовых логических схем расчета надежности и двухмерный графический образ их взаимозависимости, см. рис. 3.6. Таким образом, частный случай типовых логических схем расчета надежности получается, если положить R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = Rэл. Поскольку отсюда следует F1 = F2 = F3 = F4 = F5 = Fэл, то ниже приводятся аналитические соотношения для частных случаев типовых логических схем расчета надежности только "по безотказности":
1. Обособленный объект R = Rэл . (3.4)
2.
Последовательное соединение объектов
. (3.5)
3.
Параллельное соединение объектов
. (3.6)
4.
Параллельно-последовательное соединение
объектов
.
(3.7)
5.
Последовательно-параллельное соединение
объектов
.
(3.8)
6.
Мостиковое соединение объектов
. (3.9)
Рис.
3.6
Из графиков зависимостей R = f(Rэл) для частных случаев типовых логических схем расчета надежности, представленных на рис. 3.6, видно, что: 1)последовательное соединение объектов в реальных границах изменения безотказности (исключая "нуль" и "единица") всегда менее надежно, чем обособленней объект; 2)параллельное соединение объектов в том же границах изменения безотказности всегда более надежно, чем обособленный объект; 3)остальные соединения объектов при менее надежных элементах ведут себя как последовательное соединение, а при более надежных – как параллельное (точки на оси абсцисс Rэл = 0,382; 0,5 и 0,618). Поэтому их следует применять, если надежность входящих в них элементов достаточно высока (соответственно Rэл > 0,382; 0,5 и 0,618). Ввиду особого места параллельного соединения объектов, ему иногда присваивают специфические наименования – дублирование или схемы со структурной избыточностью. Последнее наименование является слишком общим и его правильно относить к так называемым гамакообразным схемам, суть которых – в итеративной подстановке схем друг в друга. Например, можно составить схему мостика, состоящего из мостиков, элементами которых являются мостики и т.д. Это и будет гамакообразная схема. Зависимость R = f(Rэл) для нее представлена на рис. 3.7, из которого виден пороговый (релейный) прирост надежности в точке 0,5. В первичных схемах электроснабжения такие схемы не применяются в виду их сложности и дороговизны, но во вторичных схемах (релейная защита, автоматика, микропроцессоры) они вполне применимы.
Рис. 3.7
В
п. 3.2 было показано, что для последовательного
соединения двух объектов = 1 + 2.
Следовательно, для n
последовательно соединенных объектов
.
Для параллельного и более сложных схем соединения расчет суммарной интенсивности отказов более сложен, а именно, (для параллельного соединения):
;
В расчетах надежности частных случаев типовых логических схем расчета надежности этой сложности можно избежать, используя правило, сформулированное И.А. Рябининым.