Расчет надежности электропитающей установки

 

Для расчета надежности ЭПУ на основании функциональной схемы составим расчетную схему, на которой отразим последовательные и параллельные цепи установки. Схема изображена на рисунке 11. Для расчета выбираем самый ненадежный вариант нагрузки – 3.

 

Рис. 11.1 – Схема для расчета надежности

 

Условная интенсивность отказов отдельных блоков, узлов ЭПУ представлена в таблице 11.1.

При экспоненциальном законе распределения и взаимной независимости отказов:

 

Р(t) = е –λ t ≈ 1− λt, (11.1)

 

где λ – суммарная интенсивность отказа элемента, блока системы;

t – интервал времени, за которое определяется вероятность отказов, t =24 ч.

 

Таблица 11.1 - Условная интенсивность отказов отдельных блоков, узлов ЭПУ

Наименование блока, узла	λ×10-6, 1/ч	P(t)
Сеть	3	0,999928
Щиты переменного тока ЩДГА	8	0,999808
Шкаф ШВРА	9	0,999784
ЩЗРБ	8	0,999808
ДГУ	530	0,98728
СУЭП	2,8	0,9999328
АБ	0,4	0,9999904
Автоматический выключатель ВА	0,2	0,9999952
Инвертор ИТ	3	0,999928
Пр	1	0,999976

 

Алгоритм расчета трактов:

Надежность последовательно соединенных элементов рассчитывается по формуле:

 

 (11.2)

 

где n – число блоков, включенных последовательно.

Надежность параллельных цепей производится по формуле:

 

 (11.3)

 

где m – число блоков, включенных параллельно.

Надежность всего тракта:

 

Ртр (t) = Рпосл (t)*Pпарал (t). (11.4)

 

Интенсивность отказа тракта:

 

åλтр1 = λ1 + λ2 + λ3 +... +λn, 1/ч. (11.5)

 

Время наработки на отказ:

 

, ч. (11.6)

 

Коэффициент готовности тракта:

 

, (11.7)

 

где tв1 – время восстановления, по заданию равно 5 ч.

Аналогично по формулам (11.5), (11.6), (11.7) найдем Ктр для остальных трактов. Тогда коэффициент готовности всей ЭПУ c учетом всех параллельных трактов:

 

 (11.8)

 

Наработка на отказ всей системы параллельных трактов:

 

, ч. (11.9)

 

Выполним расчет надежности своей установки.

 

1) 1й тракт - нормальный режим эксплуатации:

 

53191.49 ч;

.

 

2) 2й тракт - питание от ДГУ при отсутствии внешнего электроснабжения:

 

1780 ч;

.

 

3) 3й тракт - питание от АБ от момента исчезновения внешнего электроснабжения до запуска и введения в стабильный режим работы ДГУ:

 

 

208333.33 ч;

.

 

4) 4й тракт - послеаварийный режим восстановления работоспособности ЭПУ:

 

51020.41 ч;

.

 

Находим по формуле (11.8) коэффициент готовности всей ЭПУ c учетом четырех параллельных трактов:

электропитание аккумулятор напряжение мощность

 

Определяем наработку на отказ всей системы из 4х параллельных трактов по формуле (11.9), k = 4:

 

 ч

 

Заключение

 

В данном курсовом проекте была разработана электропитающая установка для устройств автоматики и связи с буферным многобатарейным способом электропитания, обеспечивающая электроснабжение переменным током по группе, бесперебойное питание потребителей: 48В, 60В, 220В, а так же аварийное освещение и гарантированное питание II категории с выходным напряжением 60 В. Для всех трех нагрузок выбран активный способ регулирования постоянного напряжения на выходе. Рассчитана емкость и число элементов щелочной аккумуляторной батареи. Выбраны выпрямительные агрегаты, устройства коммутации постоянного тока. Выполнен расчет источников переменного тока, выбрана резервная электростанция и устройство гарантированного питания. Проведено размещение оборудования и рассчитана токораспределительная сеть для нагрузки 60 В длиной 18 м, разбитая на 7 участков.

Также была рассчитана надежность работы электропитающей установки, почти 17 лет. Самый надежным оказался тракт с АБ – питание от АБ от момента исчезновения внешнего электроснабжения до запуска и введения в стабильный режим работы ДГУ. Тракт питания от ДГУ при отсутствии внешнего электроснабжения – самый ненадежный.

 

Библиграфический список

1. Поздняков Л.Г., Карпова Л.А., Митрохин В.Е. Расчет электропитающей установки для устройств автоматики и связи. Омск, 1984, 51 с.

2. Инженерно-технический справочник по электросвязи. «Электроустановки». Казаринов И. А. и др. М.: Связь, 1976, 590 с.

3. Доросинский Л.Р. Методическое пособие «Курсовая работа по дисциплине «Электропитание устройств ЖАТС». Омск, 2010, 50 с.