4. Определение показателей безотказности.

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

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"): Рмвх, tмвх, tмред, tмт, tмк, 13Т, 15Т, Тт1, Тт2, ВНАприкр, nгтд1, nгтд2 , ди1, ди2, АОБУС, АОБУД, АО1БЗД*, АОБПА, АОПРУ, АОК, МТЗ, ДТЗ, 2З, 1З, ЗОМ, Jмакс, 2,5М1V3, 2,5М4V5, 2,5М6V2.

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.

• 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).

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 (рис.2.2):

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.

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 (рис. 2.3).

Сигнал АО

Несрабатывание защиты

Рис. 2.2 Логическая схема несрабатывания защиты при АО, формируемом непосредственно аппаратурой САУ.

Несрабатываниезащиты Сигнал ао

Линии связи с внешним устройством

5066

(БУД)

5066

(БУС)

Плата

реле

Рис. 2.3 Логическая схема несрабатывания защиты при АО, формируемом внешними устройствами.

_{несраб.защ.(1)} = _{АСВК(БУД)}(1-Кпп) _{АСВК(БУС)}(1-Кпп)+ _UNIO№2(1-Кпп)К_UNIO№2^вых

 [_5600(1)(1-Кпп)К_DC1^вых+_UNIO(1-Кпп)К_UNIO^вых]+[7_{70GODC(БУД)}(1-Кпп)К_отказ^парам+

+4_EMG(БУД)(1-Кпп)К_отказ^парам]  [ 7_{70GODC(БУC)}(1-Кпп)К_отказ^парам+4_EMG(БУC)

 (1-Кпп)К_отказ^парам]+ _{лин.связи(БУC)}_{лин.связи(БУД)},

_{несраб.защ.(2)} = _{внешн.ли.св.}+ _ЦП(БУД)(1-Кпп) + _ЦП(БУС)(1-Кпп) +_реле(1-Кпп)К_отказ^парам,

где (1-Кпп) – доля неконтролируемых отказов элементов устройств, которые блокируют сигнал АО. Отказы контролируемых элементов парируются СВК либо путем команды на прекращение запуска – на режиме автоматического запуска (в этом случае пропуска аварии не произойдет), либо путем формирования команды АО – на основных режимах;

К_DC(UNIO)^вых – доля интенсивности отказов тех элементов платы 5600 (DC) или UNIO, которые задействованы в обработке и управлении выходными сигналами, по сравнению с интенсивностью отказов всех элементов платы (или с общим количеством входных и выходных сигналов платы). Расчетные значения коэффициентов приведены в Приложении 4.

К_отказ^парам. – доля параметрических отказов от общего числа отказов устройства. Для устройств гальванической развязки получено значение К_отказ^парам.= 0.38 (см.Приложение 4), для реле К_отказ^парам.= 0.32 (см.[1]).

Подставляя значения _i и коэффициентов в формулы для определения _{несраб.защ.(1)} и _{несраб.защ.(2)}, получаем:

_{несраб.защ.(1)} = 5.247710^-6(1-0.5) 5.247710^-6(1-0.5)+ 1010^-6(1-0.72)0.81 [0.674

*10^-6(1-0.53)0.29+ 1010^-6(1-0.72)0.22]+[7410^-6(1-0.43)0.38++40.1810^-6

*(1-0.35)0.38]  [ 7410^-6(1-0.37)0.38+40.1810^-6(1-0.35)0.38]+ 0.0310^-60.03

*10^-6= 51.444310^-12 ч^-1;

_{несраб.защ.(2)} = 0.6702610^-6_.+ 6.210^-6(1-0.73) + 6.210^-6(1-0.73) +50.004210^-6(10.42)

0.32 = 4.0222110^-6 ч^-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.

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.

Следует отметить, что для параметров nгтд (или nтк) и Тт 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 (рис. 2.4).

UFI

Пл.

ввода

1. UNIО

5066

(цп)

5124

Преоб DSI

Блокир АО

Преоб DSO

Лин. связи

UNIO

Невыдача АО

Признак ав. ситуации

Пл.вывода 8Т5.129.033

Рис.2.4 Логическая структурная схема прохождения сигнала АО отБЗД.

_{i невыд.АО} = _UFI(1-Кпп)+ _ввода(1-Кпп) К_отказ^парам. + _UNIO(1-Кпп)К_UNIO^загр+₅₁₂₄

*(1-Кпп) +_цп(1-Кпп)+_{преобр.DSI}(1-Кпп) +_блокАО(1-Кпп) +_{преобр.DSО}(1-Кпп)+_{лин.связи},

где _ввода – интенсивность отказов платы ввода 8Т5.104.217 (включая 73GITCK);

_UFI – интенсивность отказов платы UFI 8Т5.104.213-01;

К_UNIO^загр – доля загрузки платы UNIO по адресации от всего объема для адресации платы. Полагая, что фактическая загрузка платы UNIO по адресации составляет не более 20%, принимаем К_UNIO^загр= 0.2.

Подставляя значения _i и коэффициентов в формулу для определения _{i невыд.АО}, получаем:

_{i невыд.АО} = 1.414610^-6(1-0.6)+ 4.059410^-6(1-0.68) 0.38^. + 1010^-6(1-0.72)0.2+

+ 0.833310^-6(1-0.56) +6.210^-6(1-0.73)+ 0.05710^-6(1-0.3) +0.020610^-6(1-0.3) +0.0138

10^-6(1-0.36) +0.013710^-6 = 3.736910^-6 ч^-1.

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