4. Определение показателей безотказности.

4.1. Определение средней наработки на отказ аварийной защиты – Тнесраб. Защ.

4.1.1. Согласно критерию отказа, несрабатывание защиты (или отказ аварийной защиты) произойдет в случае, если не будет выполнен аварийный останов (АО) ГТЭС вследствие отсутствия выходной команды управления, формируемой системой в режиме АО при наличии любого аварийного сигнала.

В соответствии с основными алгоритмами управления, контроля и защиты ГТЭС режим АО выполняется при наличии следующих аварийных сигналов, (наименование сигналов соответствует "Базовому перечню входных и выходных сигналов аппаратуры лидерного образца САУ ГТЭС-2,5"): Р_мвх, t_мвх, t_мред, t_мт, t_мк, 13_Т, 15_Т, Т_т1, Т_т2, ВНА_прикр, n_гтд1, n_гтд2 , _ди1, _ди2, АОБУС, АОБУД, АО1БЗД*, АОБПА, АОПРУ, АОК, МТЗ, ДТЗ, 2З, 1З, ЗОМ, J_макс, 2,5М1V3, 2,5М4V5, 2,5М6V2. (*см. п.4.15 - по сигналу АО1БЗД).

Отсюда видно, что АО формируется при наличии признаков аварийной ситуации, как внешними устройствами, так и непосредственно аппаратурой САУ. После получения любого из этих сигналов САУ формирует команды на выполнение процедуры АО. Так, для варианта работы ГТД на газообразном топливе с электрозапуском (этот вариант рассматривается в настоящей работе) формируются следующие команды на выполнение процедуры АО:

• блоком БУД-98 - снимается команда с отсечных газовых клапанов (ОГК) и с управления шаговым двигателем, Откл. РЧТН, Откл. Возб, Откр КВЭ1, Откр КВЭ2, Вкл НПМ, Откл Q1;

• блоком БУС-98 - АО БУС (снимается команда с ОГК), Откл РЧТН, Откл Возб, Откр КВЭ1, Откр КВЭ2, Вкл НПМ, Откл Q1, Закр 330, Закр ЗУТ1, Откр ЗУТ2, Закр ЗОГ1, ОткрЗОГ2.

Следовательно, необходимые команды для выполнения процедуры АО дублируются каналами в БУД-98 и в БУС-98 (таких команд - семь).

4.1.2. Для случая формирования сигнала АО непосредственно аппаратурой САУ несрабатывание защиты произойдет при невыполнении процедуры АО, т.е. при одновременных отказах в блоках БУД и БУС следующих устройств:

1. обеих плат АСВК, коммутирующих для выполнения процедуры АО необходимые дублированные сигналы, или

2. платы UNIO № 2 (в БУД) и плат UNIO и 5600 (в БУС). Для этих плат входными сигналами являются сигналы, скоммутированные АСВК, а выходные сигналы характеризуются значением напряжения Uвхода, необходимого для срабатывания устройства гальванической развязки, или

3. устройств гальванической развязки 70GODC5B, EMG 17-OV-5DC, передающих команды процедуры АО к ИМам.

4.1.3. Для случая формирования сигнала АО внешними устройствами несрабатывание защиты произойдет при отказах в линиях связи внешних устройств с аппаратурой САУ, при отказах в центральных процессорах БУД и БУС.

4.1.4. Логические структурные схемы устройств САУ, отказы которых могут привести к несрабатыванию защиты, представляют параллельно-последовательное соединение и последовательное соединение (в смысле надежности) входящих в схемы устройств (см.Рис. 1).

Средняя наработка на отказ аварийной защиты для случая несрабатывания защиты при АО, формируемом непосредственно аппаратурой САУ, равна

Т_{несраб.защ(1)}=1/_{несраб.защ(1)} =1/(51.4 10^-12)=19600 10⁶ ч.

Расчет_{несраб.защ.}приведен в приложении 5, п.1

Средняя наработка на отказ аварийной защиты для случая несрабатывания защиты

при АО, формируемом внешними устройствами, равна

Т_{несраб.защ(2)}=1/_{несраб.защ(2)} =1/(4.02221 10^-6)=248 620 ч.

1. Схема несрабатывания защиты при АО, формируемом непосредственно аппаратурой САУ.

Сигнал АО

Несрабатывание защиты

2

5066

(БУД)

5066

(БУС)

Плата

реле

Несрабатывание

защиты

Сигнал АО

. Схема несрабатывания защиты при АО, формируемом внешними устройствами

Линии связи с внешним устройством

Рис.1

По ТЗ задано 100000 ч. Таким образом, даже в худшем случае (несрабатывание защиты при АО, формируемом внешними устройствами) требование ТЗ выполняется.

4.1.5. Следует отметить, что для параметров n_гтд (или nтк) и Т_т в САУ ГТЭС предусмотрена дополнительная защита при достижении этими параметрами определенных предельных значений. Тогда блок защиты двигателя БЗД-96-60 должен сформировать сигнал АО и выдать управляющую команду на закрытие ОГК.

Логическая структурная схема устройств блока, отказы которых приводят к невыдаче сигнала АО, представляет последовательное соединение (в смысле надежности) входящих в нее устройств (см.Рис.2.)

UFI

Пл.

ввода

UNIО

5066

(цп)

5124

Преоб DSI

Блокир АО

Преоб DSO

Лин. связи

Невыдача АО

Признак ав. ситуации

Пл.вывода 8Т5.129.033

Рис.2.

Для приведенной схемы наработка на отказ, приводящий к невыдаче сигнала АО, Т_{невыд.АО} определяется как величина обратная сумме интенсивностей отказов входящих в нее устройств:

Т_{невыд.АО}^БЗД=1/(_{iневыд.АО})=1/3.7369 10^-6=267600 ч.

Расчет _{iневыд.АО} приведен в Приложении 5, п.2.

4.1.6. Соответственно для БУД-98 и БУС-98 имеем:

Т_{несраб.защ(2)}=1/2.0130 10^-6=496800 ч.

Т_{несраб.защ(2)}=1/2.0091 10^-6=497700 ч.

Требования ТЗ по этому показателю выполняются (заданы в ТЗ на САУ БУД и БУС – 100000ч, не менее).