Надёжность лэп с последовательно соединёнными элементами

4.3. Надёжность лэп с последовательно соединёнными элементами.

Предполагая , что отказы ЛЭП и электрических сетей – независимы получим основные формулы для расчёта надёжности комбинации двух элементов.

1. Если р₁ – надёжность одного элемента , р₂-другого, то вероятность того, что оба будут работать безотказно в течении времени “t”:

              (4.30)

где

 l₁, l₂-интенсивности отказов элементов , которые м.б. постоянными или переменными во времени;

р₁, р₂ – вероятность отказов элементов ЛЭП.

2. Вероятность того , что один или оба элемента откажут :

Рекомендуемые материалы

q_посл(t)=q₁(t)+q₂(t)-q₁(t)+q₂(t)=1-P₁(t)+1-P₂(t)-[1-P₁(t)][1-P₂(t)]=

=1-P₁(t)P₂(t)=1-P_посл(t),                                                                                            (4.31)

где

 q₁, q₂ – вероятность отказов элементов ЛЭП.

3. Вероятность того , что будут работать один или два элемента:

           (4.32)

4.Вероятность , что откажут оба элемента ЛЭП:

q_парал(t)=q₁(t)q₂(t)=[1-р₁(t)][1-р₂(t)]=1-р₁(t)-р₂(t)+р₁(t)р₂(t)=1-р_парал(t)                      (4.33)

Случаи 1 и 2 – представляют противоположные события т.е. р_посл+q_посл=1 , поскольку противоположные события для безотказной работы двух элементов осуществляется тремя путями : отказывает один из элементов , либо оба вместе. Следовательно, величины «р_посл » и «q_посл » можно соответственно назвать надёжностью и ненадёжностью последовательного соединения элементов или последовательной системы .Это означает , что отказ любого элемента , приводит к отказу системы .Случаи 3 и 4 –противоположные события т.е. р_парал+q_парал=1 , т.к. противоположные события для двух отказавших систем – события , когда один или оба элемента работают безотказно. Величины «р_парал » и «q_парал » называются соответственно надёжностью и ненадёжностью параллельного соединения элементов или системы с постоянным резервом .Это означает , что если один элемент отказал, то существует другой элемент , который выполняет требуемую функцию .Параллельная система из двух элементов не отказывает при отказе одного элемента , если оставшийся удовлетворительно выполняет требуемую функцию .

Приведённые формулы используются при экспоненциальном и неэкспоненциальном распределении отказов элементов .В первом случае они упрощаются

;                                              (4.34)

;                                                   (4.35)

;                         (4.36)

.                             (4.37)

ЛЭП и электрические сети обычно состоят из большого числа соединённых последовательно элементов или блоков .В некоторых случаях к заведомо малонадёжным элементам ЛЭП для повышения надёжности подключаются резервные элементы , иногда к целым группам элементов подключаются такие или же подобные группы , включаемые параллельно (например групповое включения вентилей на п/ст ЛЭП постоянного тока).Такие параллельные соединения можно рассматривать как блоки , соединённые последовательно .Система отказывает , если отказывает такой блок в целом .

Для «n» элементов или блоков , соединённых последовательно , надёжность системы выражается формулой :

-                                                          (4.38)

Выражение (4.38) представляет закон произведения надёжности,

где

р_i-надёжность i- го элемента или блока в последовательном соединении.

Надёжность ЛЭП с параллельно соединёнными элементами .

Если имеется структурная схема надёжности с последовательным соединением элементов, когда отказ 1-го элемента вызывает отказ 2-го, затем 3-го и т.д., то имеем схему с последовательным соединением зависимых элементов (рис 4.3)

Рис 4.3

В этом случае, если «А» - событие заключающееся в том, что система работает безотказно, а «А_i »(i=1,2….n) – события состоящие в исправной работе элементов системы, то событие «А» имеет место, если имеют место события «А_i ». Надёжность системы:

.                                                        (4.39)

Однако на практике отказ любого элемента – отказ системы. Вероятность безотказной работы, в этом случае, произведение вероятностей для независимых событий :

.                                                                                            (4.40)

Обратите внимание на лекцию "3 Пути и методы экологизации строительства".

Так как произведение величин «q» есть намного меньше от сумм этих величин для отдельных элементов

:

>>                                                                                               (4.41)

В упрощённых расчётах, для схемы с последовательным соединением элементов, можно принять:

                                                                                                         (4.42)

Ошибка при этом упрощении не превышает несколько процентов. Коэффициент отказа (аварийности) «q» обычно для ЛЭП имеет величину: q £ 0.01.