Уровни и расчет надежности объектов сэжт
Надежность объектов СЭЖТ условно делится на 3 уровня.
Первый уровень надежности. Объект рассматривается как «черный ящик». О процессах, протекающих внутри него ничего не известно. Считается, что объект может иметь только два состояния – работоспособное состояние и отказ. Конкретное состояние объекта устанавливается путем сравнения параметров на его выходе с параметрами, заданными технической документации. Такими объектами являются сложные комплексные объекты, например – тяговые подстанции.
Второй уровень надежности. Объект рассматривается как система, состоящая из отдельных структурных элементов. Каждый из элементов может находится в двух состояниях – работоспособное состояние или отказ. Надежность объекта определяется как результат расчета совокупной надежности всех входящих в него элементов. Надежность такого объекта может быть оценена при наличии достаточных статистических данных по надежности всех его элементов.
Третий уровень надежности. Объект рассматривается как совокупность отдельных структурных элементов. Для каждого элемента известны закономерности изменения его параметров. В этом случае результаты расчета надежности будут наиболее точными и достоверными при условии наличия достаточного объема априорной информации о надежности всех элементов.
Первый и третий уровень надежности подразумевают наличие большого объема данных либо по измерениям параметров объекта в целом, либо по всем его структурным элементам. Использование этих уровней на практике затруднено ввиду больших затрат по их реализации. Второй уровень надежности применяется достаточно широко.
На практике применяются 2 вида расчетов надежности объектов СЭЖТ:
- расчеты структурной надежности;
- расчеты функциональной надежности.
Структурная надежность. При расчете структурной надежности не учитывается влияние отказа отдельного элемента на степень работоспособности всего объекта. При этом считается, что отказ любого не резервированного элемента сразу ведет к отказу всей системы.
Пример: Система состоит из трех последовательно соединенных элементов (рисунок 1). Отказ любого элемента ведет к отказу всей системы.
В случае параллельного соединения (резервирования) отдельных элементов отказ одного отдельного элемента не ведет к отказу всей системы (рисунок 2).
В случае если структурная схема сложна, то для расчета надежности системы необходимо выполнить ее преобразование к виду последовательного соединения элементов.
Функциональная надежность. При расчете функциональной надежности определяется возможность полноты выполнения ее функций. Считается что возможен не только отказ объекта, но и частичная потеря его работоспособности. В этом случае объект продолжает выполнять часть своих функций. Данный вид расчета является более сложным, более глубоким и боле дифференцированным.
Пример. Система электроснабжения постоянного тока должна обеспечивать подвижной состав напряжением, изменяющимся под нагрузкой в пределах 2700 … 3850 В. В результате неисправности системы регулирования под действием внешней нагрузки напряжение изменяется в пределах 2500 … 3850 В. Система электроснабжения будет выполнять свои функции с пониженными показателями качества работы, но это не приведет к прекращении движения ПС.