Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Расчёт и анализ надёжности системы восстанавливаемых объектов

Тип Реферат
Предмет Математика
Просмотров
1380
Размер файла
110 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Расчёт и анализ надёжности системы восстанавливаемых объектов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра: «Электроснабжение железнодорожного транспорта»

Дисциплина: «Основы теории надёжности»

Курсовая работа

«Расчёт и анализ надёжности системы

восстанавливаемых объектов»

Вариант-077

Выполнил:

студент гр. ЭНС-04-2

Иванов А. К.

Проверил:

канд. техн. наук, доцент

Герасимов Л. Н.

Иркутск 2008

РЕФЕРАТ

В данной курсовой работе произведён расчёт и анализ надежности технической системы без учета нагрузки.

Курсовая работа содержит:

формул 2,

таблиц 4,

рисунков 4.


Введение

Системы электроснабжения относятся к классу сложных технических систем и определяются множеством свойств, из которых к числу важнейших относится свойство надежности технической системы.

Надежная работа устройств системы электроснабжения является необходимым условием обеспечения качественной и устойчивой работы железнодорожного транспорта. Анализ и обеспечение работоспособного состояния систем электроснабжения на этапах проектирования и эксплуатации – сложная задача, для решения которой используется математический аппарат теории надежности.

Задание на расчёт

· Определить оценки показателей надежности (коэффициент готовности) для элементов системы, показанной на схеме замещения, по данным статистки отказов и восстановления за период эксплуатации N лет, с учетом паспортных данных.

· Составить модель структуры сети для анализа надежности логико-вероятностным методом и определить значения ее показателей. Рассчитать и построить графики зависимости коэффициента готовности системы и вероятности отказа питания от каждого источника генерации на L последующих лет эксплуатации, с разбивкой по кварталам.

· Сделать выводы о необходимости технического обслуживания по критерию минимально допустимого уровня надежности.

Условия расчета: пренебречь ненадежностью источников питания и шин 110 и 10 кв. Законы распределения отказов и восстановления принять экспоненциальными, отказы элементов - независимыми. Для двухцепных ЛЭП учитывать только отказ 2-х цепей. Для трансформаторов учитывать только восстановление аварийным ремонтом.

Принять в данной задаче, что пропускная способность всех устройств сети выше максимальной нагрузки.


ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Схема замещения заданной подстанции показана на рис 1, ее описание и исходные данные приведены в табл. 1.


Описание схемы и параметры расчета:

· Длина линий: Л1 = 42 км; Л2 = 142 км. Линия Л2 – двухцепная.

· Выключатели: В1 и В2 - масляные, В3 – воздушный.

· Период эксплуатации N = 6 лет; период прогнозирования L = 3 года.

· Минимально допустимый уровень надежности kГдоп = 0.89 .

Все выключатели и отделители включены.

Таблица 1

Исходные данные по элементам схемы

Элемент

λ – частота

отказов,

откл/год

tв- ср. время восстановления,

10-3лет/отказ

Число

отказов

Время

восстановления

10-3лет/отказ

Паспортные данные

Статистика отказов

В1

0.01

2.5

2

26.8; 12.6

В2

0.01

2.5

3

31.5; 17.6; 23.7

В3

0.07

2.5

0

-

В4

0.01

2.5

2

18.6; 42.2

Л1

0.592

0.5

1

16.4

Л2

0.625

3.0

0

-

От1

0.013

0.4

0

-

От2

0.013

0.4

0

-

От3

0.013

0.4

0

-

Т1

0.01

60.0

0

-

Т2

0.01

60.0

0

-

Т3

0.01

60.0

0

-

Решение

Жирным шрифтом (табл. 1) выделены параметры линий, пересчитанные на их конкретную длину:

Л1:

1.41·(42 км/100 км) = 0.592 откл/год;

Л2:

0.44·(142 км/100 км) = 0.625 откл/год.

По данным статистики отказов, рассчитаем оценки частоты отказов и среднего времени их восстановления.

g = N /M ;

λi* = (1-g) · λi + g ·(niN);

tвi* = (1-g) · tвi + g ·( );

(1)

где N - период эксплуатации; M= N+15 – полное «время старения» априорных данных; i – номер элемента, ni – число отказов i-го элемента за период эксплуатации; j- индекс; - время восстановления i-го элемента при j-м отказе. Верхним индексом * отмечены оценки параметров – эти значения должны быть использованы в формуле коэффициентов готовности элементов.

kг =. (2)

Приведем пример расчета для одного из отказавших элементов (выключатель В1 ):

· вес измерений определим как «коэффициент старения информации»:

g = 6/(6+15) = 0.28; (1- g) = 0.72;

· оценки параметров найдем по формулам (1.4) и (1.3):

λ*( В1) = (1- g) · λ( В1) + g · ( 2/6 ) =

= 0.72∙0.01 + 0.28∙0.33 = 0.1005 откл/год;

t*в1) = (1- g) · tв( В1) + g · [(26.8+ 12.6)/2] =

= 0.72 ∙2.5 + 0.28 ∙19.7 = 7.316 ·10-3лет/отказ.

kг 1) = 1 / (1+ 0,1005∙7.316∙10-3) = 0.99926

В табл. 2 приведены результаты расчетов. При отсутствии данных об отказах, остаются паспортные (априорные) значения. В таблицу введен дополнительный столбец «переменная xi », который будет заполнен далее.

Таблица 2

Результаты расчета показателей по статистике отказов

Элемент

Переменная

xi

λ* – частота

отказов,

откл/год

t*в- ср. время

восстановления

10-3лет/отказ

Кг -коэфф.

готовности

В1

x1

0,1005

7,316

0,99926

В2

X5

0,1472

8,594

0,99873

В3

x23

0,07

2,5

0,99982

В4

x34

0,1005

10,312

0,99896

Л1

x12

0,4729

4,952

0,99766

Л2

x45

0,625

3

0,999

От1

x26

0,013

0,4

0,99999

От2

x37

0,013

0,4

0,99999

От3

x48

0,013

0,4

0,99999

Т1

x6

0,01

60,0

0,9994

Т2

x7

0,01

60,0

0,9994

Т3

x8

0,01

60,0

0,9994

Исходя из заданной схемы замещения, составим ЛФР, учитывая все возможные пути от источника к потребителю. Для этого преобразуем исходную схему к структурной для анализа надежности, введя дополнительные узлы и переменные состояния xi. Отметим, что понятия «узлы» и «связи» для схем замещения и структурной могут не совпадать: так, отделитель «От1» представлен в структурной схеме «связью» x26, см. рис 2. Кроме того, так как объекты генерации и шины 10 кв., по условию задачи, абсолютно надежны, при составлении схемы для анализа надежности их можно не учитывать, если они не являются элементами связи или ветвления (например – шины 110 кв должны быть введены в структурную схему как узлы ветвления 2 и 3).

Переменные структурной схемы описаны в таблице соответствия 3.

Таблица 3

Соответствие параметров состояния структурной схемы элементам схемы замещения

x1 : состояние выключателя В1,

х5 : состояние выключателя В2,

x12 : состояние линии Л1 ,

x26 : состояние отделителя От1 ,

x2 : состояние шин 110 кв ,

х6 : состояние трансформатора Т 1 ,

x23 : состояние выключателя ШСВ В3

х37 : состояние отделителя От2 ,

x3 : состояние шин 110 кв ,

х7 : состояние трансформатора Т2 ,

x34 : состояние выключателя ШСВ В4

х48 : состояние отделителя От3 ,

х4 : состояние шин 110 кв,

х8 : состояние трансформатора Т3.

x45 : состояние линии Л2,

Рис 2. Структурная схема анализа надёжности

Из схемы на рис 2 видно, что ЛФР системы представляет дизъюнкцию ЛФР шести путей электропитания (в индексе пути использованы только номера узлов структурной схемы):

Z = Z1-2-6 + Z1-2-3-7 + Z1-2-3-4-8 + Z5-4-8+ Z5-4-3-7+ Z5-4-3-2-6 .

Раскрывая ЛФР правой части, получим

Z = (x1 x12 x2 x26 x6)+(x1 x12 x2 x23 x3 x37 x7)+ (x1 x12 x2 x23 x3 x34 x4 х48 х8)+ +(x5 x45 x4 x48 x8)+( x5 x45 x4 x34 x3 x37 x7)+ (x5 x45 x4 x34 x3 x23 x2 х26 х6).

Упростим данное выражение, учитывая, что x2 =1, x3 =1 и х4=1,

Z = (x1 x12 )·( x26 x6 + x23 ·(x37 x7 + х34 х48 х8))+ (x5 x45)·(x48 x8+x34 ·( x37 x7 + +х23 х26 х6)) = Z1-2· (Z2-6 + Z2-3(Z3-7+Z3-8)) + Z5-4 ·(Z4-8 + Z4-3(Z3-7+Z3-6))

Структурная схема представления ЛФР показана на рис. 3.

Рис 3. Схема представления ЛФР

Раскроем выражения составляющих ЛФР P(Z = 1), для ее конкретного представления и заданного экспоненциального закона распределения:

· Для блоков последовательных элементов на рис. 3:

P(Z1-2 =1 ) = P(x1=1)·P( x12=1) = p1-2 = ,

P(Z5-4 =1 ) = P(x5=1)·P( x45=1) = p5-4 = ,

P(Z2-3 =1 ) = P(x23=1) = p2-3 = ,

P(Z4-3 =1 ) = P(x43=1) = p4-3 = .

· Для блоков параллельных элементов на рис. 3:

P() = P( 26 =1)·P(6 =1) = q2-6 = ,

P() = P(37 =1)·P(7 =1) = q3-7 = ,

P() = P(34 =1)·P(48 =1)·P(8=1) = q3-8 = ,

P() = P(48 =1)·P(8 =1) = q4-8 = ,

P() = P(23 =1)·P(26 =1)·P(6 =1) = q3-6 = ,

Введем промежуточные обозначения:

p3-7-8 = 1-q3-7-8 = 1- q3-7q3-8 - ВБР блока параллельных элементов Z3-7 + Z3-8 ,

p3-7-6 = 1-q3-7-6 = 1- q3-7q3-6 - ВБР блока параллельных элементов Z3-7 + Z3-6 ,

q2-7-8 = 1-p2-7-8 = 1- p2-3p3-7-8 - вероятность отказа блока последовательных элементов Z2-3 ( Z3-7+Z3-8) ,

q4-7-6 = 1-p4-7-6 = 1- p4-3p3-7-6вероятность отказа блока последовательных элементов Z4-3 ( Z3-7+Z3-6),

p2-6-7-8 = 1-q2-6-7-8 = 1- q2-6q2-7-8ВБР питания на пути от узла №2 на схеме замещения,

p4-8-7-6 = 1-q4-8-7-6 = 1- q4-8q4-7-6 - ВБР питания на пути от узла №4 на схеме замещения,

q1* = 1 - p1-2p2-6-7-8 - ВО питания на пути от узла №1 на схеме замещения,

q5* = 1 – p5-4p4-8-7-6 - ВО питания на пути от узла №2 на схеме замещения.

В итоге, записываем окончательно

Q = q1*q5* ; kГ(t) = P(Z = 1) = 1 – Q.

Расчеты, выполненные по полученным формулам, приведены в табл. 4. Данные таблицы характеризуют изменение составляющих ЛФР на заданном периоде предстоящей эксплуатации (L = 3 года) с поквартальной разбивкой. На рис. 4. показаны графики изменения трех основных показателей надежности данной системы: q1*∙(t), q5*(t) , kГ(t), построенные по данным табл. 1.4. Такой вид изменения показателей во времени типичен для экспоненциального закона распределения.

На основании полученных результатов следует провести качественный анализ надежности заданной схемы электропитания и сделать выводы о необходимости технического обслуживания на рассматриваемом периоде эксплуатации.

Точное значение tдоп может быть получено решением уравнения

kГ(tдоп ) = kГдоп ,

любым из численных методов, но для планирования сроков технического обслуживания достаточно указать интервал времени, в котором первый раз нарушается критерий, так как зависимость kГ(tдоп ) является монотонно убывающей.

Из таблицы и графиков видно, что критерий нарушается уже в третьем квартале 1-го года последующей эксплуатации:

kГ(0.5) > kГдоп > kГ(0.75), или: 0.9199 > 0.9 > 0.8458,

поэтому tдоп = 0.5 и техническое обслуживание (профилактическое) следует назначить во втором квартале.


Таблица 4

Формула

Z(*)

Σλ

1-й год

2-й год

3-й год

0,25

0,5

0,75

1

1,25

1,5

1,75

2

2,25

2,5

2,75

3

p12=

0,57344

0,866442

0,750722

0,650457

0,563583

0,488312

0,423094

0,366587

0,317626

0,275205

0,238449

0,206602

0,179009

p5-4 =

0,7722

0,824441

0,679703

0,560374

0,461996

0,380888

0,31402

0,258891

0,21344

0,175969

0,145076

0,119606

0,098608

p2-3 =

0,07

0,982652

0,965605

0,948854

0,932394

0,916219

0,900325

0,884706

0,869358

0,854277

0,839457

0,824894

0,810584

p4-3 =

0,10053

0,97518

0,950976

0,927372

0,904355

0,881909

0,86002

0,838674

0,817858

0,797559

0,777763

0,758459

0,739634

q2-6 =

0,023

0,005734

0,011434

0,017102

0,022738

0,028341

0,033912

0,039451

0,044958

0,050434

0,055878

0,061291

0,066673

q3-7 =

0,023

0,005734

0,011434

0,017102

0,022738

0,028341

0,033912

0,039451

0,044958

0,050434

0,055878

0,061291

0,066673

q3-8 =

0,12353

0,030411

0,059898

0,088488

0,116208

0,143085

0,169145

0,194412

0,218911

0,242665

0,265697

0,288028

0,30968

q4-8 =

0,023

0,005734

0,011434

0,017102

0,022738

0,028341

0,033912

0,039451

0,044958

0,050434

0,055878

0,061291

0,066673

q3-6 =

0,093

0,022982

0,045435

0,067373

0,088806

0,109747

0,130207

0,150196

0,169726

0,188808

0,20745

0,225664

0,24346

p3-7-8 =1- q3-7q3-8

-

0,999826

0,999315

0,998487

0,997358

0,995945

0,994264

0,99233

0,990158

0,987761

0,985153

0,982346

0,979353

p3-7-6 = 1- q3-7q3-6

-

0,999868

0,99948

0,998848

0,997981

0,99689

0,995584

0,994075

0,992369

0,990478

0,988408

0,986169

0,983768

q2-7-8 =1- p2-3p3-7-8

-

0,017519

0,035056

0,052582

0,07007

0,087497

0,10484

0,12208

0,139198

0,156178

0,173006

0,189668

0,206152

q4-7-6 =1- p4-3p3-7-6

-

0,024949

0,049518

0,073696

0,097471

0,120834

0,143778

0,166296

0,188383

0,210036

0,231253

0,252032

0,272372

p2-6-7-8=1- q2-6q2-7-8

-

0,9999

0,999599

0,999101

0,998407

0,99752

0,996445

0,995184

0,993742

0,992123

0,990333

0,988375

0,986255

p4-8-7-6=1- q4-8q4-7-6

-

0,999857

0,999434

0,99874

0,997784

0,996575

0,995124

0,99344

0,991531

0,989407

0,987078

0,984553

0,98184

q1* = 1 - p1-2p2-6-7-8

-

0,133645

0,249579

0,350128

0,437315

0,512899

0,57841

0,635179

0,684362

0,726963

0,763856

0,7958

0,823452

q5* = 1 – p5-4p4-8-7-6

-

0,175677

0,320682

0,440332

0,539028

0,620416

0,687512

0,742808

0,788368

0,825895

0,856799

0,882241

0,903182

kГ(t)=1 – q1*q5*

-

0,976522

0,919964

0,845828

0,764275

0,681789

0,602337

0,528184

0,460471

0,399605

0,345529

0,297913

0,256273


Заключение

В курсовой работе были показаны методы исследования и обеспечения надежности технических систем и получе­ние практических навыков в определении отдельных показателей надежности применительно к устройствам электроснабжения. Нами рассматривался логико-вероятностный метод построения модели сложной системы для расчета и анализа надежности заданного объекта электроснабжения.


Литература

1. Надежность и диагностика систем электроснабжения железных дорог: учебник для ВУЗов жд транспорта / А.В. Ефимов, А.Г. Галкин.- М: УМК МПС России, 2000. - 512с.

2. Китушин В.Г. Надежность энергетических систем: учебное пособие для электроэнергетических специальностей вузов.- М.: Высшая школа, 1984. – 256с.

3. Ковалев Г.Ф. Надежность и диагностика технических систем: задание на контрольную работу №2 с методическими указаниями для студентов IV курса специальности «Электроснабжение железнодорожного транспорта». – Иркутск: ИРИИТ, СЭИ СО РАН, 2000. -15с.

4. Дубицкий М.А. Надежность систем энергоснабжения: методическая разработка с заданием на контрольную работу. – Иркутск: ИрИИТ, ИПИ, СЭИ СО РАН, 1990. -34с.

5. Пышкин А.А. Надежность систем электроснабжения электрических железных дорог. – Екатеринбург: УЭМИИТ, 1993. - 120 с.

6. Шаманов В.И. Надежность систем железнодорожной автоматики и телемеханики: учебное пособие. Иркутск: ИрИИТ, 1999. 223с.

7. Гук Ю.Б. Анализ надежности электроэнергетических установок. - Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отд., 1988. – 224с.

8. Маквардт Г.Г. Применение теории вероятностей и вычислительной техники в системе энергоснабжения.- М.: Транспорт, 1972. - 224с.

9. Надежность систем энергетики. Терминология: сборник рекомендуемых терминов. - М.: Наука, 1964. -Вып. 95. – 44с.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
147565
рейтинг
icon
3126
работ сдано
icon
1349
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
142374
рейтинг
icon
5881
работ сдано
icon
2654
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
95295
рейтинг
icon
2031
работ сдано
icon
1273
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
54 137 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
Жуковский индустриально-экономический техникум
Работа выполнена великолепно и раньше установленного срока, исполнитель всегда был на связи.
star star star star star
Ргсу
Без Татьяны бы не справился со всеми заданиями! Огромное спасибо за сделанную работу!
star star star star star
Военный университет МО РФ
Благодарствуем на добром слове, воплотившемся в добротный труд, имеющий серьёзное научно~п...
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Закреплён в файле

Контрольная, Алгебра

Срок сдачи к 11 сент.

1 минуту назад

Рубежный контроль 1 выполнить эссе из предложенного перечня тем...

Эссе, Муниципальное управление в сфере туризма

Срок сдачи к 31 окт.

2 минуты назад

Решить 5 задач

Решение задач, Основы горного дела, горное дело

Срок сдачи к 11 сент.

3 минуты назад

9-ая задача, нужно написать приведенную формулу по правилам языка...

Лабораторная, Информатика и программирование

Срок сдачи к 10 сент.

4 минуты назад

Вариант №8

Контрольная, Охрана труда

Срок сдачи к 22 сент.

5 минут назад

Онлайн-задачник по поиску интегралов и...

Курсовая, Информатика

Срок сдачи к 4 окт.

6 минут назад

График движения поездов

Курсовая, Управление эксплуатационной работой, железнодорожное дело, менеджмент

Срок сдачи к 15 сент.

7 минут назад

аттестационный отчёт на высшую категорию медсестра...

Отчет по практике, медицина

Срок сдачи к 20 сент.

10 минут назад

Выполнить задание по сапр в программе project tp. а-01503

Контрольная, Черчение

Срок сдачи к 17 сент.

11 минут назад

Правовые основы построения налоговой системы РФ

Доклад, Налоги и налогообложение

Срок сдачи к 12 сент.

11 минут назад

нужно решить задачи по анализу данных

Другое, анализ данных

Срок сдачи к 11 сент.

11 минут назад

Особенности использования технологий медиаобразования в процессе преподавания иностранных языков

Магистерская диссертация, Медиаобразование, педагогика

Срок сдачи к 30 сент.

11 минут назад

Выполнить презентацию и доклад. нефтехимия. Т-02730

Презентация, Геология

Срок сдачи к 15 сент.

11 минут назад

Цифровые технологии используемые при выращивании плодовых культур

Реферат, Цифровые технологии, информатика, программирование

Срок сдачи к 30 сент.

11 минут назад

Контрольная

Контрольная, Материалы И компоненты электронной техники, электротехника

Срок сдачи к 12 сент.

11 минут назад

отчёт и презинтация

Отчет по практике, Информатика и программирование

Срок сдачи к 19 сент.

11 минут назад

Трассировка орнамента

Другое, компьютерная графика

Срок сдачи к 26 сент.

11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно