4. Расчет вероятности безотказной работы блока защиты

Рассчитать вероятность безотказной работы и срок службы блока защиты с учетом реальной загрузки элементов, если известны параметры надежности его элементов с учетом температуры окружающей среды.

Таблица 8 - количество элементов, их типы и технические данные

Наимено­вание эле­мента	Тип	Количе­ство	Коэффици­ент за­грузки, кн	Поправоч­ный коэф­фициент, α	Интенсивность отказов 1/ч
					При номинальной нагрузке λном	При реальной нагрузке λр
Транзистор	КТ	23	0,4	0,25	5,00*10^-7	1,25*10^-7
Резистор	МЛТ	65	0,6	0,41	5,00*10^-9	2,05*10^-9
Диод	ИД	15	0,6	0,36	5,60*10^-8	2,02*10^-8
Конденсатор	МБМ	11	0,7	0,7	2,50*10^-8	1,75*10^-8
Трансформатор		3	0,3	1	9,00*10^-9	9,00*10^-9

Интенсивность отказов при реальной загрузке λ_ропределяется по формуле:

.

(17)

Для расчета надежности принимается последовательная схема замещения (рисунок 7), т.е. при отказе одного элемента вся система выходит из строя. Отказом может быть – изменение параметров сопротивления, емкости любого элемента за допустимые границы, ухудшение контактов в местах паек и изменения в связи с этим общих сопротивлений и т.д.

Рисунок 7 - расчетная схема замещения

Интенсивность отказов системы λ_с

(18)

где n_i – количество элементов каждого типа (резисторов, диодов, конденсаторов и т.д.);λ_рi– интенсивность отказов при реальной нагрузке каждого типа элементов;j – порядковый номер типа элементов.

Вероятность безотказной работы блока защиты

(19)

где t– время работы за сутки, ч.

Время безотказной работы системы

(20)

Интенсивность отказов системы λ_с:

Вероятность безотказной работы блока защиты

Время безотказной работы системы

5. Расчет вероятности безотказной работы выпрямительного агрегата

Определить вероятность безотказной работы выпрямительного агрегата тяговой подстанции постоянного тока с учетом двух видов отказов диодов: обрыв и короткое замыкание.

Каждое плечо выпрямителя имеет m цепочек с n последовательно соединенными диодами. Число резервных диодов в цепочке равно l, а число резервных цепочек равно r.

Интенсивность отказов диодов λ=0,61·10^–61/ч, причем 80% отказов диодов происходит по замыканию, 20 % по обрыву. Следовательно:

• интенсивность отказов диодов по обрыву λ_о= 0,2λ;

• интенсивность отказов диодов по замыканию λз = 0,8λ.

• Время работы t = 8760 часов (1 год).

Таблица 9 – исходные данные (трехфазная мостовая схема)

№	n	m	l	r
10	5	6	2	2

Вероятность по замыканию диода:

(21)

Вероятность надежной работы по замыканию диода:

(22)

Вероятность отказа по обрыву диода:

(23)

Вероятность надежной работы по обрыву диода:

(24)

Вероятность надежной работы по замыканию цепочки:

(25)

где

Вероятность по замыканию цепочки:

(26)

Вероятность надежной работы по обрыву цепочки:

(27)

Вероятность отказа по обрыву цепочки:

(28)

Вероятность надежной работы по замыканию в плече:

(29)

Вероятность отказа по замыканию в плече:

(30)

Вероятность надежной работы по обрыву в плече:

(31)

где

Вероятность отказа по обрыву в плече:

(32)

Вероятность надежной работы по замыканию в выпрямительном блоке:

,

(33)

Вероятность отказа по замыканию в выпрямительном блоке:

(34)

Вероятность надежной работы по обрыву в выпрямительном блоке:

,

(35)

Вероятность отказа по обрыву плеча:

(36)

В выпрямителе:

(37)

,

(38)

.

Таблица 10 – результаты расчетов

Элемент	Вероятность отказа по замыканию	Вероятность надежной работы по замыканию	Вероятность отказа по обрыву	Вероятность надежной работы по обрыву
Диод	0,0042748800	0,99572512	0,001068720	0,998931280
Цепочка	0,0000007762	0,999999224	0,005332191	0,994667809
Плечо	0,0000046573	0,999995343	0,000002996	0,999997004
Выпрямитель­ный блок	0,0000279434	0,999972057	0,0000179753	0,999982025
Выпрямитель	QВ = 0,00004591818		PВ = 0,99995408182