Bokning - Förbättrad tillförlitlighet av objektet genom att införa redundans, d.v.s. Ytterligare medel och möjligheter ovanpå de funktioner som tilldelats den minimeras.
I olika tekniska områden används olika typer Bokningar - Strukturell, tillfällig, funktionell, information.
I energi används huvudsakligen strukturella reservationer, d.v.s. Använd överflödig (backup) konstruktiva elementingår parallellt med huvudet (fungera) och duplicera dem. Samtidigt kallas den huvudsakliga som ett sådant element i objektets struktur, vilket är minimalt nödvändigt för att utföra objektet med de angivna funktionerna, och säkerhetskopieringen säkerställer objektets prestanda i händelse av en grund av huvudelement.
Strukturell reservation kan utföras olika sätt. Med allmän bokning är objektet överflödigt som helhet, och med separata föremål, dess enskilda element. Bokningsmultiviteten kallas förhållandet mellan antalet backup-element till antalet huvud: k p \u003d n Res / n OSN.
Enligt antalet backup-element särskiljs en gång, dubbel och flera redundans. Med separat bokning händer cd-skivan oftast ett fraktionellt värde, och med totalt - ett heltal.
I energisektorn används separata reservationer i form av dubbelarbete av individuella minst tillförlitliga och mest ansvarsfulla element, såsom de näringsrika vattenlinjerna hos ångkedjor, rök, vissa näringsämnen, kondenspumpar och säkerhetsventiler. Ett huvudelement står vanligtvis för en säkerhetskopiering.
Med ständig bokning deltar backup-elementen i objektets funktion i nivå med den huvudsakliga, och när du reserverar substitutionen av huvudelementets funktion överförs endast i backup-objektet efter huvudfelet.
Skillnaden mellan den ständiga inkludering av reserven och den laddade reserven av substitution kan representeras i följande exempel: den första hänvisade kondensatpumpen hänvisas kontinuerligt parallellt med den huvudsakliga - den andra ångpannan, som är i en Förvärmt tillstånd, men inte producerar ångrörrör.
Termiska heta, varma och kalla reserver är mycket framgångsrika i förhållande till energin, och används därför ofta i nivå med de rekommenderade gästvillkoren, laddade, lätta, lossade reserver.
Beroende på anslutningsplatsen för backup-enheten skiljer sig en fast säkerhetskopiering när backupenheten måste matas in med laddning av en mycket specifik arbetsenhet och flytta säkerhetskopiering när reserven är inmatad i stället för någon av arbetsenheterna i den här gruppen.
Tänk på egenskaperna hos vissa redundansmetoder som är karakteristiska för energiutrustning.
Fördelen med en lossad reserv är möjligheten att spara resursen på backupenheten under den normala driften av resten. I energipraxis har emellertid den lossade reserven en allvarlig nackdel - i många fall kan det inte introduceras omedelbart efter uppkomsten av huvudutrustningen, och därför kan villkoren för att bibehålla en given belastning tillfälligt försämras. Så, om en användbar turbinenhet stoppas i en reserv, är dess resurs inte spenderad, men även i den mest nödläge, kommer en viss väldefinierad tid att krävas för att starta. Turbinenheten kan också fungera med en relativt låg belastning (den så kallade roterande reserven), och om nödvändigt, görs lastuppsättningen i en takt begränsad endast av kraftenhetens dynamiska egenskaper, men enhetens resurs är tillbringade kontinuerligt.
I kraftteknik reserverar en eller flera enheter en hel grupp arbetsutrustning. Det ingår sålunda turboenheter i ett gemensamt kraftsystem. På TPP med tvärgående anslutningar kan backuppannan ersätta vilken som helst misslyckad panna. Följaktligen är detta ett exempel på en glidreserver.
Strukturell separat reservation av elementet är organiserat på två sätt:
a) Konstant inkludering av reserv 
b) Reservera ersättning 
Schema a). Med en konstant inkludering är backup-objektet på parallellt och fungerar med det. Om huvudelementet misslyckas med att misslyckas, behåller installationen prestanda på grund av det backup-element som gör all belastning. I det här fallet är det inte nödvändigt att inkludera ett backup-element och koppla bort det misslyckade huvudet, men backup-elementet har på sig och spenderar sin tillförlitlighetsresurs tillsammans med den huvudsakliga.
Tillförlitligheten hos systemet med två identiska element (huvud och säkerhetskopiering) ingår parallellt:
λ ox \u003d λ res \u003d λ \u003d 1 / t e-post
Detta system kommer att vägra att samtidigt vägra båda objekten. Enligt den fullständiga sannolikhetsformeln, när händelsens självständighet, sannolikheten för ett systemfel i två element med konstant integration:
Q c \u003d πq i \u003d (1 - p i) 2 \u003d (1 - E-λt) 2 \u003d 1 - 2e -λT + E -2λT
Sannolikheten för problemfri drift av det angivna systemet
P C \u003d 1 - Q C \u003d 2 E -λT - E -2λT
Genomsnittlig tid av problemfritt arbete
T c \u003d ∫ p c dt \u003d ∫ (2 E -λT - E -2λT) dt \u003d (-2 / λ e -λT + 1 / 2λ e -2λT) \u003d 3 / 2T e-post
Således, med konstant integration, ökade den genomsnittliga tiden för problemfri drift av systemet med 1,5 gånger.
System b). När du reserverar en substitution är backup-elementet inaktiverat, är i ett färdigt tillstånd för att ersätta det misslyckade elementet (kall, varm eller varm beredskap).
Samtidigt sparas en reserv för tillförlitlighet av dubbla element och den övergripande tillförlitligheten hos systemet ökar, men det är nödvändigt att möjliggöra reserven, vars sannolikhet bör beaktas. Att slå på reserven är att söka efter misslyckande, koppla bort det misslyckade elementet, förbereda och ange ett backup-element för att fungera.
Kvantitativ analys visade att den genomsnittliga tiden för problemfri drift av system av två element vid reservering av substitutionen ökar två gånger
Därför är det föredraget att reservera substitutionen av elementen. Men fördelarna med att reservera substitutionen innan den ständiga inkludering av backup-elementet reduceras, eftersom effektens tillförlitlighet är mindre än 1, och de förloras när det närmar sig 1,5 / 2 \u003d 0,75. Dessutom bör det noteras att backup-elementet i viss utsträckning bär och i icke-fungerande tillstånd.
Klassificering av redundansmetoder.Ett av de viktigaste sätten att säkerställa den erforderliga tillförlitligheten och framför allt är tillförlitligheten hos objektet eller EG inte tillräckligt med tillförlitliga element.
Under bokningdet är underförstått som användningen av ytterligare medel och möjligheter för att bevara det elektriska systemets arbetstillstånd när ett eller flera av dess element vägrar. Bokning är effektiv metod Skapa elektriska system vars tillförlitlighet är högre än tillförlitligheten hos de element som ingår i systemet.
När bokningen skiljer sig åt huvudelementde strukturer som är nödvändiga för att utföra systemet med nödvändiga funktioner i avsaknad av misslyckanden hos sina element, och backup elementutformad för att utföra funktionerna i huvudelementen i händelse av misslyckandet.
Förhållandet mellan antalet backup-element etcsystem till antalet huvudelement reserverade förbi,uttryckt av den skamade fraktionen, kallas reservens mångfald
m p \u003d n p / n o.
Reserverad reservera en till en m p \u003d 1/1 kallad duplicering.
Ytterligare medel och funktioner som används i bokningen inkluderar element som görs till systemstrukturen som reserv, användning av funktionella och informationsverktyg och förmågor, användningen av en överskottstid och reserver av lastkapacitet. Följaktligen skiljer sig enligt typen av ytterligare medel strukturell reservationanvända backupelementen i objektets struktur, funktionellmed hjälp av funktionella reserver, infoanvända informationsreserv, tillfälligamed hjälp av tidsreserver och laddamed hjälp av belastningsreserver (bild 3.28).
ES använder oftast strukturella reservationer, använder andra typer av redundans. Så med funktionell bokning betyder multifunktionella element av automatisering ibland, och om de vägrade, kan de användas i detta system för andra ändamål, den funktionella reservationen utförs också vid olika driftsmetoder, till exempel genom att sända information olika sätt Beroende på vilka element i systemet förblev drift. Informationsbokning används i system där förekomsten av vägran leder till förlust eller snedvridning av någon del av den bearbetade eller överförda informationen. Tillfällig reservation kan utföras genom att öka föremålets prestanda, tröghet i sina element, upprepning med ett skifte i tiden för enskild verksamhet. Lastredundans uttrycks för att säkerställa de optimala bestånden av elementens förmåga att motstå de belastningar som verkar på dem eller i introduktionen av ytterligare skyddande eller lossningselement till systemet för att skydda några grundläggande element i systemet från de belastningar som verkar på dem.
Med förfarandet för att inkludera reserven skiljer konstant och dynamisk bokning. Permanent bokningutförd utan att omstrukturera systemets struktur i händelse av ett avslag på dess element, och dynamisk bokning- med omstruktureringen av systemstrukturen när den uppstår: misslyckandet av dess element.
I det enklaste fallet, med konstant bokning, utförs en parallell eller sekventiell anslutning av elementen utan omkopplingsanordningar, och när dynamiska, omkopplingsanordningar som svarar på elementfel krävs.
Dynamisk bokning är ofta överflödig ersättningi vilken huvudelementets funktioner överförs till säkerhetskopieringen först efter huvudelementet.
En gemensam substitutionsreservvy är en glidbackup, där en grupp av systemets huvudelement är reserverad av ett eller flera backup-element, som alla kan ersätta ett misslyckat element i den här gruppen.
Enligt driftsättet för backup-elementen till det huvudsakliga elementets misslyckande varierar lastad reserv(ett eller flera backup-element är i huvudelementet), lätta reserv(Ett eller flera backup-element är i mindre laddat läge ,. än huvudelementet) och lossad reserv(Ett eller flera backup-element är i lossat läge före starten av huvudelementets funktioner).
Begreppen lastad lätt och lossad reserv används för att skilja backup-elementen när det gäller deras tillförlitlighet. Elementen i den laddade reserven har samma tillförlitlighet (tillförlitlighet, hållbarhet och uthållighet) att de är reserverade av objektets grundläggande delar, eftersom resursen för backup-elementen konsumeras på samma sätt som huvudelementen. Element av den lätta reserven har mer höga nivåer Tillförlitlighet, eftersom intensiteten av kostnaden för resursens resurser tills den är påslagen istället för de som nekades är betydligt lägre än de viktigaste. Med en lossad reserv börjar resursen för backup-elementen att spendera nästan bara från det ögonblick som de är påslagen istället för vägrade element.
Fig. 3,28. Klassificeringssystem för bokningstyper
Enligt en metod för att reservera ett objekt (element i objektet), utmärks reservationen av den totala och separata. För allmänna reservationerföremålet är överflödigt i allmänhet, istället för ett enda objekt, samtidig drift av två eller flera objekt, liknande eller liknande de utförda funktionerna. Metoden är enkel och används i praktiken i praktiken när de reserverar de mest ansvariga systemen. För separat bokningde enskilda elementen i objektet eller deras grupp är reserverade, som vanligtvis är inbyggda i objektet, kan minskas som separata element i systemet, och det finns ganska stora delar (block).
Dynamisk reservation kan vara separat och generellt och tillåter användning av backup-objekt, inte bara i en laddad, men också lätt och lossad reserv, vilket gör att du kan bibehålla resursens resurs, öka tillförlitligheten i det elektriska systemet som helhet och minska energiförbrukningen.
Vid reservering kan substitutionen användas, vilket gör det möjligt att tillhandahålla systemets önskade tillförlitlighet med låga kostnader och en mindre ökning av dess massa och dimensioner.
Bristerna i den dynamiska bokningen av substitutionen bör innehålla behovet av omkopplingsanordningar och närvaron av avbrott vid byte till backup-objekt, såväl som söksystemet för det vägrade elementet eller blocket, vilket minskar tillförlitligheten i hela det överflödiga systemet. Restaurering av substitutionen är lämpligt att tillämpa tillräckligt stora funktionella noder och block av komplexa elektriska system för att reservera.
Permanent bokning med en permanent anslutning av element med grundläggande, kännetecknad av enkelhet, behöver inte och byta enheter. Om huvudelementet misslyckas med att misslyckas, fortsätter systemet att fungera normalt utan avbrott och utan att byta. Nackdelarna med permanent redundans är att öka resursen för backup-elementen och ändra parametrarna för noden överflödig när elementen misslyckas.
Permanent bokning tillämpas i ansvariga system för vilka även en kortfristig paus i arbetet, och vid reservering relativt små element - noder, block och element av elektronisk EG-elektronik (motstånd, kondensatorer, dioder etc.) är oacceptabla.
Reservation av exeliska element som ingår i ESA, vars vägran kan leda till särskilt farliga konsekvenser, utförs med hänsyn till möjligheten att både korta kretsar och klippor av element. Bokning när elementsavbrott utförs av deras parallella förening, och med kortslutning - en sekventiell anslutning av elementen, trodde att elementfelet uppstår, men den elektriska kretsen av andra, är elementen konsekvent kopplade till det, inte kränkt. Exempelvis utförs en konstant separat reservation av dioden med en laddad reserv i vägran av resultatkomplexet av en kortslutning (KZ), uppdelningen eller CZ hos hoisper genom att vrida på backupdioderna i parallell och sekventiellt parallellt med huvudet (fig 3.29, a, B.).
Övergripande konstant rektificeringslikare Ud.den laddade reserven utförs av parallellt för att slå på reserven, och dioderna används för att förhindra att den aktuella likriktningsströmmen genom utmatningskedjan av den misslyckade (Fig.3.29, d).General Rectification Rectifier Unloaded Reserve utförs med hjälp av enheten MENomkoppling, som tar emot en vägran signal och ger operationsstyrsignalen till strömbrytaren QW.för att inaktivera den vägrade likriktaren och inkludering av säkerhetskopieringen (fig.3.29, d.).
Permanent bokning.Sådan reservation kan utföras av parallell eller seriell anslutning till huvudelementet (system) på en eller flera säkerhetskopior som utför detsamma med funktionens huvudelement (system). Sådana reservationer utförs exempelvis med parallell drift av generatorer, datorer, ESA-block, motstånd etc., såväl som med konsekvent inklusion av dioder, avbrytande kontakter, det kondensatorer. d.
Elsystem med permanent reserver tillverkas så att de vägrade elementen inte påverkar systemets funktion som helhet. Konsekvenserna av elementets misslyckande vid konstant reservation i gränsvårigheter kan vara: en kortslutning eller brytning av ett eller flera element, som bör beaktas vid utformningen av systemet. För detta introduceras begränsande motstånd, de är påslagna
Fikon. 3,29. Karaktäristiska system för strukturell reservation:
a B C -diod Vd.följaktligen, om typen av KZ, uppdelningen, KZ och klippan;
g, d - Likriktare Ud.följaktligen med lastad och lossad reserv
tätningstransformatorer, och ökar också toleranserna för enskilda parametrar i systemet etc.
Permanent bokning ger en laddad reserv och kan vara generell och separat. På strukturprogrammet för beräkning av tillförlitligheten är basiska och backup-element kopplade parallellt (bild 3.30).
Fikon. 3,30. System av allmänt (a) och separat (b) permanent bokning
Det elektriska bokningssystemet (fig 32, a) kommer normalt att fungera under upprätthållande av utförandet av minst en av t + 1.parallella kedjor som består av sekventiellt anslutna element. Sannolikheten för problemfri drift av varje jag-kedjor från fkonsekvent anslutna element med hänsyn till (3.68) under t.(För att förenkla poster i framtiden är det inte specificerat)
P i \u003d.(3.95)
var P ij.- sannolikheten för problemfritt arbete av J-th i-th element kedjor. Sannolikheten för problemfri drift av ett system med en total bokning från M + 1 parallella kedjor är föremål för (3,72) och (3,95):
R s.o \u003d. 
(3.96)
Med samma tillförlitlighet av alla element p ij \u003d p e formel (3.96) tar formen
P s.o \u003d 1 - (1 - p e n) m +1. (3.97)
Med en viss sannolikhet för problemfri drift av det elektriska systemet SÅ.baserat på (3.97) kan du bestämma det önskade värdet t,vid vilken tillståndet är uppfyllt med C.O \u003d R S.O., dvs.
t o \u003d.
Med exponentiell distributionslag för elementen i systemet R e \u003d EXR (- λ er t)sannolikheten för problemfri drift (3.97) och den genomsnittliga operationen innan systemfelet bestäms av formler
P s.o (t) \u003d1 - m +1;
var \u003d. pλ e -kedjefel intensitet från felement; T CF \u003d 1 / - Genomsnittlig drift före en kedjefel.
WPP med separat bokning antas ständigt införliva backup-elementen i separata områden i systemet (bild 3.30.6).
Sannolikheten för problemfri drift av ett separat redundant systemelement
och hela systemet med separat bokning
(3.99)
Med samma tillförlitlighet av alla element (3.99) tar formuläret
R s.r \u003d n, (3.100)
varifrån, med en viss sannolikhet för problemfri drift av systemet, bestäms motsvarande värde
Under den exponentiella lagen om fördelningen av lika element, r e \u003d ex (-λ e t) sannolikheten för problemfri drift
R s.r (t) = (1 - m +1) n (3.101)
och medium som arbetar före systemfel
var v i \u003d (i + 1) / (m + 1); λ \u003d λ e.
En ökning av ES-tillförlitligheten som ett resultat av redundans kan uppskattas genom attityden av sannolikheten för att det huvudsakliga icke-ledande systemet misslyckas
och reserverat system
Med samma tillförlitlighet i de viktigaste och reservsystemen
Γ PE Z \u003d L / Q I M \u003d L / Q o M.
Från det erhållna förhållandet följer en viktig slutsats: Ju större sannolikhet för systemfelet (mindre tillförlitlighet), desto mindre är effekten av reservation. Från den här utgången, kallas ibland bokning paradoxdu kan avsluta följande:
möjligheten att minska inte tar bort uppgiften att öka tillförlitligheten hos de överflödiga elementen och systemen.
den övergripande bokningen av systemet kommer att vara mindre fördelaktigt i andra planer att vara mindre lönsamma än separat, så sannolikheten för systemets misslyckande är mindre än sannolikheten för att hela systemet misslyckas.
Med exponentiell tidsfördelning av tid till misslyckande, sannolikheten för ett överflödigt systemfel
Q p (t) \u003d q o m + 1 (t) \u003d m + l,
där λ o \u003d const är intensiteten av misslyckanden av ett redundant system.
I praktiken, vanligtvis λ o t< 0,1 тогда
Q o (t) ≈ λ o t \u003d t / t cpoch
Q p (t) ≈ (λ o t) m +1 \u003d (t / t cp) m +1,
där t cf \u003d 1 / λ o är den genomsnittliga operationen före det angivna systemfelet.
Med hänsyn till de överflödiga förhållandena kan bokningsförmånerna representeras som
γ cut ≈ (t cf / t) m.
Härifrån följer att bokningsvinsten minskar med ökningen av den önskade tiden t.systemverk.
På tillförlitligheten av de överflödiga erna stort inflytande Den har restaurering av grundläggande eller backup-system (kedjor) omedelbart efter deras misslyckande. I det installerade driftsättet är sannolikheten för en kedjeprestation med en genomsnittlig återhämtningstid T c. CF och medium som utvecklas på misslyckande T O.i ett godtyckligt ögonblick (med undantag för de planerade perioderna, under vilka dess användning inte är avsedd för ändamålet) är kedjestyrningsgraden.
TILL r \u003d.
som i de flesta praktiska uppgifter T.SR / T om<< 1.
Följaktligen kan sannolikheten för ett kedjefel definieras som sannolikheten för oanvändbarhet
Q o (t) \u003d 1 - k t ≈ t. CP / T O.
Sedan öka tillförlitligheten hos det reserverade EG med återhämtning omedelbart efter det att huvud- eller backup-systemen misslyckats
γ pe z \u003d l / q o m ≈ (t o / t c. c p) m ≈ const.
Som det kan ses är den kvalitativa skillnaden i reservation med restaurering från bokning utan återhämtning att när återhämtning, beror skäret i den första approximationen inte på t.Därför växer fördelarna med restaureringsminskning jämfört med bokning utan återhämtning med en ökning av den nödvändiga operationen t.Samtidigt bör det komma ihåg att återhämtningen omedelbart efter avslag kan genomföras med konstant kontroll, vars tekniska medel borde ha sannolikheten för att vägran är betydligt mindre än det kontrollerade systemet.
Separat bokning är effektivare ur synvinkel av att öka tillförlitligheten av ES, speciellt i stort N (figur 3.31). Detta förklaras av det faktum att det för misslyckandet av systemet med allmän bokning, är tillräckligt att vägra ett element från varje kedja, och när de är separat - att vägra alla element i någon grupp.
Praktiskt intresse är frågan om att välja ett rationellt sätt att öka tillförlitligheten av ES: med hjälp av redundans eller genom att välja mycket pålitliga element. Om, från synvinkel, dimensioner och kostnad, är båda banorna likvärdiga, då när de löser den här frågan, är den nödvändiga kontinuerliga driften av systemet det viktigaste t.
Inverkan av tid t.på tillförlitligheten av arbetet P c. P (t)Es från två identiska block, arbets- och säkerhetskopiering, med en laddad reserv, kan bestämmas med hjälp av formler (3,98) vid m \u003d 1 och n \u003d 1:
R s.r (t) \u003d 2 (-t / t cf.b)- exp (-2T / T CP. 6);
T cf \u003d 1,5t cf. B, (3.103)
Fikon. 3,31. Beroendet av sannolikheten för problemfri drift av elektriska system med generell (1) och separat (2) reserveras från antalet backup-element med olika antal på varandra följande element
Fikon. 3,32. Beroende av sannolikheten för problemfri drift av systemet från tid till laddad reserv (1) och med ökad tillförlitlighet hos enheten (2)
där t cf \u003d 1 / λ 6 är den genomsnittliga operationen före misslyckandet av ett block; Λ B.- Intensiteten av misslyckanden i ett block av systemet är reserverat.
För ett icke-utfört elsystem från ett block med ökad tillförlitlighet med samma genomsnittstid före avslag T cf,som ett reserverat system (3.103) kommer sannolikheten för problemfritt arbete
P CH (t) \u003d exer [- T / (1,5T ons B)]. (3.104)
Beroende (3.103) och (3.104) visar att reservationen är effektivare än den direkta ökningen av enhetens tillförlitlighet under den ursprungliga driftperioden T< 2Т ср.б, при t >\u003e 2T C RB, tvärtom, mer effektivt öka enhetens tillförlitlighet (fig.3.32).
Den konstanta sekventiella parallella införandet av ömsesidigt reserverade element används i de fall där referenserna av typerna av KZ och Cliff kan visas. Till exempel kan en kondensator vägra på grund av förlust av tank som ett resultat av en paus eller på grund av en uppdelning på grund av CW; Reläkontakter kan vägra på grund av deras oxidation (kluster) eller på grund av deras "svetsning" eller "stickande" (KZ) etc. (se tabell 3.7).
Med hänsyn till möjligheten till failoverfel och KZ används i många fall en konstant sekventiell parallell inklusion av fyra ömsesidigt reserverade element (fig 3,33). När misslyckandena i elementet i KZ-typen råder
Q KZ (t)\u003e Q o 6 (t),
Fikon. 3,33. Permanent sekventiell parallell inkludering av ömsesidigt reserverade element när de vägrades övervägande: typ KZ (men)och klippa (b)
var q kz (t) och Q o 6 (t) -sannolikheten för misslyckandet av ett element i KZ-typen och nedbrytningen, respektive seriella parallella inklusionskretsar används utan hoppare (fig.3.33, a), och när typfel domineras
Q KZ (t)< Q об (t) -
Sekventiella parallella diagram med en jumper (fig 3.33, b).
Sannolikheten för det reserverade kedjefel med felet av typen Q r.ob (t) och typen KZ Q R.KZ (T)för den nödvändiga driftperioden t.är funktionen av sannolikheten för elementfel Q KZ (t)och Q o b (t)och beror på det tillämpade bokningssystemet och typen av fel (tabell 3.13).
Från de som visas i tabellen. 3.13 Förbindelser Det följer att effektiviteten av γ-sänkningssekvens-parallell redundans minskar, eftersom sannolikheten för diagrammelementet misslyckas ökar. Vid ett visst kritiskt värde Q KZ (t)eller q om (t) sannolikheten för ett redundant kedjefel blir större än sannolikheten för att ett element misslyckas, blir användningen av sekventiell parallell redundans olämplig. Med tanke på tillförlitligheten och noggrannheten hos en prioritering om tillförlitligheten hos elementen rekommenderas det vanligen att använda sekventiell parallell redundans i fall där sannolikheten för fel i QC-systemets element ( t)0, L och Q o 6 (t) 0, l.
Tabell 3.13.
Beräknade förhållanden för sekventiell parallell inklusion
fyra element
Fikon. 3,34. Ordningar av allmänt (A) och separat (B) Dynamisk bokning
med sugande enheter
Dynamisk reservation.Med denna bokning är det möjligt att använda en lätt eller lossad reserv om de avbrott som behövs för att inkludera reserv i ES: s verksamhet och behovet av att använda ytterligare element - omkopplingsenheter för att ansluta reserven. Slå på backup-elementen kan göras manuellt eller automatiskt, omkopplingsanordningar kan vara separata eller vanliga för parallella element eller kretsar (block) av det elektriska systemet (fig.3.34).
Om du försummar effekten av att byta enheter och betrakta dem helt tillförlitliga, då med en laddad reserv, kommer tillförlitligheten av ES med dynamisk bokning att vara lika med systemets tillförlitlighet med den ständigt aktiverade reserven. Enkel och lossad reservdynamisk redundans ökar systemets tillförlitlighet.
Effekten av tillförlitligheten av pendlingsanordningar på tillförlitligheten hos det överflödiga systemet är helt enkelt redovisat för system med en laddad reserv.
WPP med en gemensam bokning och laddad reserv i normalläge Alla omkopplare är i kö och huvud- och säkerhetskedjor från felement är under belastning. Om huvudkedjan misslyckas med . det stängs av det, i händelse av referenskedjens referens, är den avstängd av omkopplare K1I.
Systemet misslyckas uppstår när huvud- och alla reservkedjor består av felement och switch TILLvarje. I antagandet att omkopplarna och elementen i systemet nekas självständigt kan du hitta sannolikheten för problemfri drift av en kedja från felement
och sannolikheten för problemfri drift av hela systemet från M + 1 av sådana parallella kedjor
R s.o \u003d. 
,(3.105)
var P ki.- sannolikhet för problemfritt arbete byt I-th kedjor.
Med samma tillförlitlighet av alla felement av PK-element och samma tillförlitlighet av omkopplarna på PK-formel (3.105) kommer att ta formuläret
P C.O \u003d 1 - (1 - P K p e n) m +1. (3.106)
Från (3.106) vid ett givet värde av P s. - Hitta önskat värde av antalet backupkedjor
Med den exponentiella lagen om fördelningen för elementen p e \u003d ex (- λ e t)och växlar R k \u003d EPE (- λ k t)systemen för den genomsnittliga operationen före felet och sannolikheten för problemfri drift av systemet bestäms av formler (3,98), i vilka i detta fall beräknas intensiteten hos kedjefelen med formeln
Wes med separat bokning och laddad reservera alla switchar TILLunder den första driftperioden är systemet påslagen, om något huvud- eller backup-element misslyckas, kopplar motsvarande strömbrytare detta flaunting-objekt. Systemets misslyckande uppstår när huvudelementet J (eller dess omkopplare K) är bokningen av dess element vägrar jag(eller alla sina omkopplare K i).
Sannolikheten för problemfri drift av hela systemet med separat reservation, med hänsyn till sannolikheten för problemfri drift av omkopplarna
(3.107)
För ett system med ett utjämnande element och omkopplare, kommer uttryck (3.107) att ta
P s.r \u003d n. (3.108)
Med den exponentiella distributionslagen för elementen λ e \u003d const och switchar λ k \u003d const, beräknas värdena av t, cr och r s.r med formlerna (3.101) och (3.102), i vilket i det här fallet accepterar
λ \u003d λ e + λ k.
Från de resulterande formlerna kan det ses att när det är dynamiskt reserverat med en laddad reserv på grund av närvaron av omkopplingsanordningar till systemets tillförlitlighetsindikatorer jämfört med konstant reservation. Dynamisk reservation med en laddad reserv är lämpligt att tillämpa i de fall där avbrotten i systemets funktion och det vägrade elementet (systemet) måste kopplas bort så att det inte finns någon skarp ändring i det redundanta systemets driftsläge.
Beräkningar enligt formlerna (3.106) och (3.108), som bestämmer sannolikheten för problemfri drift av systemen som visas i fig.3.34, visar att med samma tillförlitlighet av elementen och samma höga tillförlitlighet hos omkopplarna med samma värderingar f och T.sannolikheten för problemfri drift av ES med separat reservation och en omkopplare från varje element är högre än EG: s för en gemensam bokning och växla i varje kedja.
Således är separat redundans effektivare än den allmänna, och i fallet med dynamisk bokning.
Effektiviteten av dynamisk bokning ökar när den implementeras som en ersättningsreservation med en lossad eller lättviktig reserv. Nedan anses vara en reservation med en icke-laddad reserv; Det är uppenbart att tillförlitlighetindikatorer för en lättare reserv kommer att ha mellanliggande värden mellan indikatorer under lastad och lossad reserv.
I ett reserverat system med en total bokning och lossad reserv, kör huvudkedjan med omkopplare första gången TILL(Fig.3.34, men), när det misslyckas, istället för det, slår på strömbrytaren K I.en av backupkedjorna. Sådana substitutioner kan inte vara mer t;(M + 1) - Symbol leder till systemets misslyckande som helhet.
För att förenkla analysen beaktas systemet med exponentiella lagen om fördelningen för elementen p Ij (t) \u003d exp (-λ j t)och växlar P ki (t)\u003d exp (- λ ki t).Då sannolikheten för problemfri drift av en kedja från felement med strömbrytare
P i (t) \u003d (3.109)
där λ. i \u003d λ j n + λ k - Intensiteten av felet i det reserverade systemet.
Genomsnittlig tjänst före misslyckande av I-th kedjor med avseende på (3.109) kommer att vara
Tigga I \u003d. 
På var och en av luckorna t I.det fungerar och kan bara neka en kedja, så den genomsnittliga operationen innan systemet misslyckas kommer att vara
T cp. O \u003d t cp. Jag (m + 1). (3.110)
Sannolikheten för problemfri drift av reserverade es med en lossad reserv över tiden t.det kan bestämmas under antagandet att när en enda kedja är avstängd, kommer momentan växling till en av backupkedjorna och systemet misslyckas efter det att huvudkedjan misslyckats och alla t.backupkedjor. Då sannolikheten för att en kedja av felement och switch TILL,med intensitet av misslyckanden λ i under t.vägrar Zraz (med beaktande av möjligheten att ersätta renoveringen), kan bestämmas av Poissons lag
P z (t) \u003d (λ i t) z / z! Exp (-λ i t), (3.111)
var λ I T.- Genomsnittliga kedjefel under tiden t.
Allt överflödigt system över tiden t.det kommer att fungera problemfritt om det under denna tid kommer att finnas minst en av följande inkonsekventa händelser: med O - alla systemkedjor fungerade korrekt, C 1 - en kedja vägrade Cz - Vägrade z.kedjor från (t + 1); Med t -vägrade t.kedjor från (m + 1).
Således bestäms sannolikheten för problemfri drift av det hela reserverade systemet enligt sannolikhetstillägget om en komplett grupp av ofullständiga händelser med hänsyn till (3.111)
P s.o (t) \u003d (3.112)
Från jämförelsen mellan de erhållna formlerna (3.110) och (3.112) med motsvarande formler under den laddade reserven följer det att med en lossad reserv ökar sannolikheten för problemfri drift och den genomsnittliga operationen före misslyckande.
Samtidigt är det nästan omöjligt att uppnå en ökning av det genomsnittliga utvecklingen för att vägra mer än en order på grund av sådana reservationer är nästan omöjligt på grund av närvaron av pendlingsanordningar och hjälpprogram. Med det ökande antalet backup-element (block, system) begränsar massan, dimensionerna och kostnaden för hjälpprogram avsevärt den uppnåeliga nivån av tillförlitlighet under bokning, vilket gör det möjligt att använda reservationer med M ≤ 2 ... 3.
Om ES består av grupper av identiska element är det lämpligt att använda en glidning reservation med en substitution när ett eller flera backup-element (block) t.system kan ersätta någon av de vägrade huvudelementen (block) hos systemet (fig.3.35).
Fikon. 3,35. Schema av glidning reservation
Om en glidbackup är en lossningsreserv är elementens misslyckanden oberoende och har en exponentiell fördelning, enheten för att söka det misslyckade elementet och inkludering istället för en säkerhetskopiering (strömbrytare) är absolut tillförlitlig, då sannolikheten för problemfri drift av systemet för tid t, dvs sannolikheten för vägran under denna tid inte mer t.element, bestämd enligt Poissons lag liknande (3.112)
P c. C (t) \u003d 
(3.113)
var λ e - Intensitet av elementets misslyckande.
Genomsnittligt arbete före systemfelet, d.v.s. den matematiska förväntan på den offensiva tiden (M + 1) bestäms av det vanliga sättet:
T cf.c \u003d 1 / (pλ e) + t / (pλ e) \u003d (t + 1) (pλ e).(3.114)
Effektiviteten hos det glidande reservationen av det elektriska systemet kan uppskattas genom att jämföra beroences (3.113) och (3.114) för ett system med glidning med motsvarande beroende p C \u003d EPS (- nλ e t)och T cf \u003d 1 / (pλ e)för ett icke-genomförd system
(t) \u003d p c. C (t) / p c (t) \u003d 1+ Nλ e t + (Nλ e t) 2/2! +. . . + (Nλ e t) m / m !;
(T) \u003d t cp. C / T CP \u003d (M + 1).(3.115)
Från (3.115) följer det med tanke på att öka sannolikheten för problemfri drift och den genomsnittliga operationen före ES-vägran, ökar effektiviteten av glidreservationen jämfört med motsvarande icke-genomförda system med en ökning av Antalet backup-element, en ökning av systemets driftstid och antalet reserverade grundläggande element (block) i systemet.
Skjutreservation kan vara mer lönsam, eftersom den implementeras med ett mindre antal backup-element än huvudet.
Optimal bokning. Med det praktiska genomförandet av ES-bokningen uppstår uppgiften med optimal bokning, dvs att tillhandahålla systemets önskade tillförlitlighet till lägsta kostnader.
Antalet och nomenklaturen i backup-elementen (block) av ES kan bestämmas på grundval av följande två föreställningar av det optimala reservationsproblemet:
1) Den angivna sannolikheten för problemfri drift av systemet bör säkerställas när minsta kostnader Med MI P.på backupelement, dvs med min;
2) Vid angivna kostnader för säkerhetskopieringselement är det nödvändigt att säkerställa den maximala möjliga sannolikheten för problemfri drift av RS S-systemet. M ah, dvs med p s. M ah.
För att lösa båda problemen, bestämma först antalet element (sektioner) av systembokningen, beräkna sannolikheten för den problemfria driften av varje webbplats och systemet som helhet, kostnaden för varje webbplats bestäms.
Sedan, för att lösa den första uppgiften, måste en minsta funktion C \u003d hittas. 
givet att P c \u003d. 
var FRÅN - Kostnaden för det överflödiga systemet, C i - Kostnaden för ett backup-element i I-Ho-delen av systemet; C 0 I - det ursprungliga värdet av I-Ho-sektionen av systemet; m i - Antal backup-element på i-m plot; P i (m i) -sannolikheten för problemfri drift av I-th-sektionen av systemet i närvaro av M i-pre-element.
Lösningen av det andra problemet med optimal bokning reduceras för att hitta den maximala funktionen Pc \u003d C \u003d. 
Beräkningen av den optimala reserverade ES är en multi-steg-process. I det första steget finns en sådan reservationskomplett, tillägget till vilket ett backupområde ger den största ökningen av sannolikheten för problemfri drift av systemet med avseende på en kostnadsenhet. I det andra steget bestäms följande avsnitt (inklusive det tidigare redundanta området), vilket lägger till vilket ett backupområde ger den största ökningen av sannolikheten för problemfri drift av systemet, och så vidare. Beräkningarna utförs i tabellen form; Beräkning stannar vid ett sådant steg
M \u003d,när ett tillstånd utförs för den första uppgiften P c (m-1)< (М), а для второй задачи - С(М) 
Vid utformningen av SES för att säkerställa att den erforderliga pålitligheten står för i många fall åtminstone dubbla individuella element och till och med enskilda system, d.v.s. Använd redundans.
Bokning är karakteristisk att det gör det möjligt att öka systemets tillförlitlighet jämfört med tillförlitligheten hos dess komponenter i dess element. Förbättrad tillförlitlighet av separata element kräver stora materialkostnader. Under dessa förhållanden är reservation, till exempel genom att införa ytterligare element ett effektivt sätt att tillhandahålla den erforderliga tillförlitligheten hos system.
Om med en sekventiell anslutning av elementen är systemets övergripande tillförlitlighet (dvs sannolikheten för problemfri drift) lägre än tillförlitligheten hos det mest opålitliga elementet, då när reservationen är den övergripande tillförlitligheten av systemet vara högre än tillförlitligheten hos det mest tillförlitliga elementet.
Bokningen utförs genom att introducera redundans. Beroende på arten av den sista bokningen händer det:
Strukturell (hårdvara);
Information;
Tillfälliga.
Strukturell reservation Det är att den minsta nödvändiga versionen av systemet som består av huvudelementen införs ytterligare element, anordningar eller till och med istället för ett system, är användningen av flera identiska system planerade.
Informativ bokning Ger användningen av överflödig information. Det enklaste exemplet är den multipa överföringen av samma meddelande via kommunikationskanalen. Ett annat exempel är de koder som används i styrdatorn för att detektera och korrigera fel som härrör från utrustningsfel.
Tillfällig reservation Tillhandahåller användning av överkörning. Återupptagandet av systemet avbrutet som ett resultat av systemet misslyckas genom att återställa det om det finns en viss tid.
Det finns två metoder för att öka systemets tillförlitlighet med strukturell reservation:
1) Övergripande bokning där systemet är överflödigt som helhet
2) separat (element) bokning, där separata delar (element) av systemet är reserverade.
Systemen för den totala och separata strukturella reservationen är representerade i fig. 5.3 och 5.4, där n antalet på varandra följande element i kedjan, m är antalet backupkedjor (med allmän bokning) eller backup-element för varje huvud (med separat reservation)
När m \u003d 1, duplicering äger rum och vid m \u003d 2 - troopningen. Brukar tendera att använda separata reservationer om möjligt, medan tillförlitlighetsvinster ofta uppnås med mycket mindre kostnader än med allmän bokning.
Beroende på förfarandet för att integrera backup-elementen, är konstant redundans, ersättningsreservation och rörlig reservation.
Permanent bokning - Detta är en sådan reservation där backup-elementen deltar i objektets arbete i nivå med huvudet. Vid fel på huvudelementet är speciella enheter inte nödvändiga för att komma in i backup-elementet, eftersom det är påslagen att fungera samtidigt med den huvudsakliga.
Restaurering restaurering -detta är en sådan säkerhetskopiering, där huvudelementets funktioner överförs till säkerhetskopieringen först efter huvudfelet. Vid reservering behövs substitution, kontroll- och omkopplingsanordningar för att detektera det faktum att huvudelementet misslyckas och byter från huvud till backupen.
Skjutreservation -det är en typ av bokningsreservation, där de grundläggande elementen i objektet är reserverade av element, som alla kan ersätta något misslyckat element.
Båda typerna av redundans (konstant och substitution) har sina fördelar och nackdelar.
Fördelen med permanent bokning är enkelhet, för I det här fallet krävs kontrollering och omkopplingsenheter som minskar systemets tillförlitlighet som helhet, och viktigast av allt är det ingen paus i drift. Nackdelen med permanent redundans är överträdelsen av driftsättet för backup-elementen i huvudets vägran.
Inkluderingen av reserven med substitutionen har följande fördel: bryter inte driftsättet för backup-elementen, upprätthåller en större grad av tillförlitlighet hos backup-elementen, låter dig använda ett backup-element i flera arbetare (med en glidning bokning).
Beroende på driftsättet skiljer sig backup-elementen laddad (varm) och lossad (kall) reserv.
Loaded (Hot) Reserve I energisektorn kallas också roterande eller ingår. I det här läget är backup-elementet i samma läge som den huvudsakliga. Resursen för backup-elementen börjar användas från det ögonblick som ingår i hela systemets arbete, och sannolikheten för problemfri drift av backup-elementen i det här fallet beror inte på vilken tid de ingår i arbetet .
Lätt (varm) reserv Det kännetecknas av det faktum att backup-elementet är i mindre laddat läge än det huvudsakliga. Därför, även om resursens resurser också börjar spenderas sedan att hela systemet införlivas som helhet, är intensiteten av kostnaden för resursen för backup-elementen till det ögonblick som ingår i stället för de som nekades. betydligt lägre än i arbetsförhållandena. Denna typ av reserv placeras vanligtvis på enheterna som är verksamma vid tomgång, och därför det här fallet Resursen för backup-elementen utlöses mindre än driftsförhållandena när aggregaten laddar sannolikheten för den problemfria driften av backup-elementen när det gäller denna typ av reserv beror både på det ögonblick som de ingår i arbetet och om hur olika lagarna i sannolikheten för problemfri drift av dem i arbetet och reserven.
När lossad (kall) reserv Backup-elementen börjar spendera sin resurs från det ögonblick som de är påslagen i drift istället för huvudet. I energisektorn används vanligtvis kopplingsaggregat av denna typ av reserv.
Beräkningar av systemets tillförlitlighet med parallella aktiverade element beror på redundansmetoden.
Tillförlitlighet av system med konstant allmän bokning
Vi antar att reserverade och backup-element är indexerade, d.v.s. 
och 
. För bekvämligheten av sannolikheten för problemfri drift och utseendet på enskilda element anger vi i detta och de efterföljande sektionerna med stora bokstäver.
Med hänsyn till substitutionssystemet (bild 5.5) och formel (5.18) kan sannolikheten för ett systemfel med M med backupkedjor beräknas enligt följande:
, (5.22)
var 
(t) - sannolikheten för huvudkedjan, 
- Sannolikheten för referensreservkedjan.
Följaktligen är sannolikheten för problemfri drift av systemet
(5.23)
I enlighet med formeln (5 8) har vi
(5.24)
Med samma sannolikhet för studsning av de viktigaste och backupkedjorna 
formler (5 22) och (5 23) Ta formuläret:
, (5.25)
(5.26)
Den genomsnittliga tiden för problemfri drift av systemet med allmän bokning
(5.27)
var 
- Intensiteten hos systemfel, 
- intensiteten av misslyckanden av någon av (M + 1) kedjor, 
- intensiteten av elementets misslyckande
För ett system med två parallella kedjor (m \u003d 1) har formel (5.27) formen:
(5.28)
Den genomsnittliga systemåtervinningstiden bestäms generellt med formeln
(5.29)
var 
- Den genomsnittliga återhämtningstiden för kretsen.
För ett visst fall tar M \u003d 1 formel (5.29) formen:
Exempel 5.2.
Beräkna sannolikheten för problemfri drift i 3 månader, intensiteten av misslyckanden, det genomsnittliga utvecklingen på misslyckandet av ett enkelkarta L \u003d 35km långt, tillsammans med en nedströms transformator 110 / 10kv och växlingsutrustning (Figur 5.6).
SE-systemets tillförlitlighetssystem är en seriell struktur (fig 5.7)
Intensiteterna i elementens misslyckanden tas från tabell 3.2:
; 
; 
Enligt formel (5.7) bestämmer vi intensiteten hos felproblemet
Denna beräkning visar att den dominerande effekten på kretsens utgång orsakas av skador på flygbolaget. Genomsnittlig drift för fel i kraftprogrammet
Sannolikheten för problemfri drift av systemet för t \u003d 0,25 år
Exempel 5.3.
Det är nödvändigt att bestämma hur mycket indikatorerna för tillförlitligheten hos banbrytande transformatorstationen 110 / 10kv med konstant gemensamt arbete av båda transformatorerna i 6 månader jämfört med en mono-standard substation. Fel på omkopplingsenheter och avsiktliga avstängningar försummelse.
Initiala data som tas från bordet. 3.2, enligt följande:
; 
Sannolikheten för problemfri drift i 6 månader av en transformator
Genomsnittligt arbete med en transformators misslyckande
Sannolikheten för problemfri drift av två-transformatorstationen beräknad med formel (5.20):
Den genomsnittliga operationen för misslyckandet av två-transformatorstationen beräknad med formel (5.28):
år
Fel intensitet av två-transformatorstationen
Den genomsnittliga återhämtningstiden för två-transformatorstationen (se formel (5.30))
Analys av resultaten visar att tillförlitligheten hos två-transformatorstationen är mycket högre än tillförlitligheten hos en enstationsstationsstation.
Exempel 5.4.
Tänk på sektionen i RU 6QV, varav 18 utgående linjerfoder (fig 5.8) intensiteten hos brytarna, åtföljd av kortslutning, uppskattas med storleken 
= 0,003
, felintensitet med 
korta stängningar för lagdäck för en anslutning 
(Se tabell 3 2). Bestäm intensiteten av kortfristiga återbetalningar av RU-sektionen, förutom den absoluta tillförlitligheten hos den automatiska ingången hos reserven (ABR) och switchq2, som reserverar strömmen i sektionen.
Analys av olika bokningsmetoder gör att du kan identifiera huvudegenskaperna:
1. Den huvudsakliga positiva egenskapen hos säkerhetskopian gör att du kan designa pålitliga system från lågvåningselement. Denna egenskap av alla reservationer är fördelaktigt av det från alla andra metoder för att förbättra tillförlitligheten.
2. Vinnande tillförlitlighet när det gäller misslyckande: börjar alltid med 0 och asymptotiskt tenderar att 1 oberoende av det reserverade systemets tillförlitlighet och dess användning. Vinsternas tillväxt är högre än det mindre tillförlitliga systemet och den nedre delen av redundansen.
Att vinna tillförlitligheten hos systemets redundans jämfört med ett icke-ledande system är högre än desto mindre tid den kontinuerliga driften av backup-systemet och det mer tillförlitliga bokningssystemet är den främsta motsättningen av alla reservationer. (Över 1-fraktionerad multiplicitet).
3. Vinnande tillförlitlighet i intensiteten av misslyckanden:, det är inte kvalitativt annorlunda än, därför är egenskaperna hos det överflödiga systemet, om deras tillförlitlighet bedöms av felintensiteten, är ämnet som.
4. Den genomsnittliga tiden för problemfri drift när reservation med fraktionerad multiplicitet och glidande reserv kan vara mindre än den genomsnittliga tiden för problemfri drift av ett icke-ledande system. Detta sker om antalet backup-element är mindre än antalet grundläggande. Med ökande multiplicitet av bokningen växer tillförlitligheten. Tillväxten minskar avsevärt med ökande reservationsmångfald.
1-total konstant reservation; 2-element permanent bokning;
3-total ersättningsreservation 4-elementsubstitution; 5-bokning med fraktionerad multiplicitet.
Av det ovanstående följer det att en signifikant ökning av multipliciteten av bokningen, vilket innebär vikt och dimensioner av produkten leder till en mindre signifikant ökning av tiden för problemfri drift - den andra motsägelsen. Denna motsättning begränsar användningen av reservation för användning i komplexa system under långtidsverksamhet.
5. Med en ökning av tiden för den kontinuerliga driften av det överflödiga systemet reduceras dess beredskapsförhållande och vinnande förhållande.
. Med kg \u003d 1 (a) (b); när ,, (b). Tillförlitligheten hos det reserverade systemet för beredskapskoefficienten för alla värden av den validerande T överstiger endast 1, eftersom det med samma operativa driftsförhållanden, återhämtningstiden överskrider det överflödiga systemet den genomsnittliga återhämtningstiden för den icke-icke- Reserverat system, tillståndet (1) får inte utföras - det beror vanligtvis på långvarig drift av komplexa system med hög bokningsmultiplicitet. För 
. Med ökande reservationsmångfald växer den genomsnittliga tiden för problemfri drift långsammare än systemets komplexitet växer. Därför kan den genomsnittliga återhämtningstiden öka mer än den genomsnittliga tiden för problemfri drift av TSR och tillstånd (1) kommer att brytas. Bokningen ökar systemen endast när villkoret är uppfyllt (1).
6. Karakteristisk funktion Komplicerade system eller produkter av engångsanvändning är att de flesta av tiden de befinner sig i lagringstillståndet vid tidpunkten för dess inkludering i drift, måste alla föremål fungera. Utgången från åtminstone ett av elementen bör betraktas som ett vägran av produkten, eftersom antalet element i backup-systemet alltid är större än antalet element i det icke-reserverade systemet, varlitligheten hos det överflödiga systemet alltid har en större fara att vägra.
Sannolikheten för misslyckanden med ett icke-genomförd system: - När stor mening Sannolikheten för problemfri drift kommer att vara låg. Tillförlitligheten hos det reserverade systemet i processen för lagring är alltid lägre än tillförlitligheten hos ett icke-utfört system av samma destination. Att öka antalet vägran av det reserverade systemet under lagring kräver en ökning av inspektionens frekvens och öka antalet reservdelar - allt detta leder till en ökning av driftskostnaden.
1. Bokning som ett medel för att öka tillförlitligheten är mest lämplig att ansöka om komplexa system avsedda för kort tid med kontinuerlig drift. När det gäller långvarig användning - krävs en hög mångfald av reserven. Detta begränsar tillämpningen av redundans i system som är kritiska mot vikt, dimensioner och kostnad.
2. Förbättring av produktens tillförlitlighet genom bokning utförs på grund av försämringen av sådana egenskaper som vikt, dimensioner, kostnad, komplikation av driftsförhållanden.
Bokning är mest effektiv metod Prestationer tack höga priser Tillförlitlighet av system.
Bokning är ett sätt att förbättra tillförlitligheten genom att vända på reserven. Bokning gör det möjligt att skapa system vars tillförlitlighet kan vara högre än tillförlitligheten hos element som ingår i den. Bokning kan genomföras olika metodervilket är märkligt för ett allmänt tecken - principen om redundans. Det betyder att tillsammans med de huvudsakliga elementen, noder eller block som utför de angivna funktionerna, måste överflödiga (backup) komponenter vara i systemet, som inte är funktionellt nödvändiga, men är endast avsedda för att bibehålla en viss tillförlitlighet i systemet. Användningen av principen om redundans leder till komplikationen av rea, en ökning av vikt, dimensioner, kostnad. Klassificeringen av bokningsmetoder presenteras i FIG. 3,5.
Fikon. 3,5. Klassificering av typer av redundans
I reserverade system ersätts det vägrade elementet med ett icke-antal backups, och denna substitution utförs oftast med hjälp av omkopplaren (automatiskt eller manuellt).
Fördelarna med att reservera ersättning inkluderar:
· Inget behov av att justera systemparametrarna efter att det misslyckats det misslyckade elementet för användbart;
· Backup-element kan vara i tidpunkten för införlivandet i systemet i ett lättviktigt läge, vilket bidrar till att bevara deras resurs och minskar elförbrukningen.
Sådana system har dock nackdelar:
· Behovet av att använda omkopplare som är de minst tillförlitliga elementen i REC;
· Behovet av att skapa ytterligare enheterStyrning av prestanda, hitta det misslyckade elementet och ersätta det med en bra.
Alla dessa brister leder till det faktum att reservation genom substitution gäller huvudsakligen vid reservering relativt stora funktionella noder av komplexa system.
I system med konstant införlivande av reserven är alla element (både grundläggande och reserv) elektriskt anslutna så att de är i samma lägen. Denna typ av redundans beräknas med beaktande av konsekvenserna av misslyckandena hos elementen och arten av dessa misslyckanden.
Fördelarna med sådan reservation är:
· Enkelhet av bokningen, därför en liten ökning av vikt, dimensioner och systemkostnad;
· Inga raster i systemets funktion efter misslyckas. Permanent bokning är det enda som möjligt i dessa system när även en kortfristig paus i arbetet är oacceptabelt.
Nackdelarna är:
· Bostadsresursförbrukning av backup-element;
· Felet hos ett av elementen leder till en förändring i resten av resten.
Användningen av permanent redundans är begränsad till det faktum att den samtidiga parallelloperationen av element, noder och block är möjliga endast i vissa system. Därför är den ständiga inkludering av reserven bekvämare när reservation av relativt små systemanordningar (främst element).
Allmän reservation är uppsägningen av hela systemet som helhet. Separat bokning består i att reservera systemet i delar, enligt enskilda platser.
Systemet med generell reservation (fig 3.6) fungerar normalt före förekomsten av det sista välbefinnande kedjan. Låt vara m. - Backup mångfald, det vill säga antalet backupkedjor. Om vardera j.Kedjan består av n. Element med sannolikhet för gott arbete P ij., med hjälp avm, erhåller vi att sannolikheten för en komplex händelse ingicks i det j.Kedjor kommer inte att hända några vägran, lika med produkten av sannolikheter för ett bra arbete för varje kedjeelement, då:
Sannolikhet för ett kedjefel
Därefter sannolikheten för driften av systemet
För fallet när alla element i systemet har samma tillförlitlighet, d.v.s. P ij \u003d p, Motta
Fikon. 3,6. Generell reservation
Fikon. 3,7. Separat bokning
System med separat bokning (bild 3.7) kommer att fungera normalt samtidigt som man behåller utförandet av minst ett element i var och en av n.- Länkar, sannolikhet för vägran jag-O-länk
var q Ij. - sannolikhet för vägran j.-Ho element jag-O-länk.
Sannolikhet för gott arbetssystem med separat bokning P S. lika med produkten av sannolikheter P I. Allt n.- Länkar
För fallet med samma element tillförlitlighet P ij \u003d pha
Blandad bokning (bild 3.8) är en kombination av allmän och separat, och beräkningen av tillförlitlighet under blandad reservation görs med hjälp av formler för allmän och separat bokning.
Fikon. 3,8. Blandning
Fikon. 3,9. Effektivitet olika arter Bokningar
För att jämföra effektiviteten av användningen av olika typer av redundans, anta att det finns ett system bestående av n. konsekvent inkluderade samma element med tillförlitlighet P \u003d 0,9.
Som följer av fig. 3.9, på vilket de beräknade värdena för motsvarande sannolikheter skjuts upp, har separat reservation den största effektiviteten, och ju mer antal element n.Ju större fördelen. Det är emellertid nödvändigt att komma ihåg att antagandet som användes vid utgången från tillförlitlighetsformeln för de reserverade systemen, nämligen, säteslitligheten hos systemet med den ständigt aktiverade reserven beräknades här.
Exempel på en sådan inkludering kan vara:
· System som består av flera sändare som arbetar på den övergripande antennen;
· Radarstationer som innehåller flera parallella driftsindikatoranordningar;
· Parallell elektrisk inkludering av flera element (motstånd, kondensatorer, etc.).
Vi finner storleken på genomsnittlig tid som arbetar T s. System som består av element som ingår parallellt, varav en är huvud och den andra backupen.
Låt intensiteten av misslyckanden hos dessa element är lika λ 1. och λ 2.. Då, med den exponentiella lagen om tillförlitlighet av sannolikheten för deras problemfria arbete vid tiden t. likvärdig
; och 
För system
Som är känt,
Efter substitution av integrationsgränserna får vi
Om element är indexerade, d.v.s. λ 1 \u003d λ 2 \u003d λT.
var T 0. - Den genomsnittliga tiden för operativ drift av ett element.
För ett system bestående av tre parallella United Elements, finner vi
I allmänhet, med mångfald av redundans m.
Från det sista uttrycket följer det att ökningen av mångfald leder till en minskning av det nya backup-elementets bidrag till systemets genomsnittliga funktion. Detta fenomen förklaras av det faktum att backupkedjorna med konstant inkludering konsumerar sin tillförselförsörjning samtidigt med huvudkedjan.
Återställandet av substitutionen innebär att säkerhetskedjan ingår efter huvudkedjans misslyckande. Att slå på backupkedjorna kan utföras manuellt och automatiskt. Under alla omständigheter är det nödvändigt att ha en felindikator, styranordning och strömbrytare. Reläer eller elektroniska omkopplare används vanligtvis som den senare.
I fig. 3.10 Avbildade ett system där
B 1 ... b m - Block av huvud- och backupkedjorna,
n 11 ... n m1 - Inmatningsbrytare,
n 12 ... n m2 - Utgångsbrytare,
I 1 ... b m- 1 - Indikator och styrenheter.
Fikon. 3,10. Restaurering ersättning
När blockfelet uppstår B 1. Felindikatorn ger en signal till linjalen I 1.som inaktiverar B 1. Vid ingång och utgång, ansluter enheten B 2.. Efter att obligationsfel inträffar B 2. Systemet beter sig på samma sätt.
Felet hos någon av omkopplarna leder till felet i backupkedjan i vilken den är aktiverad (förutsatt att omkopplingsfelet inte matar ut det överflödiga systemet). Därför betraktas omkopplaren vid beräkning av tillförlitlighet som ett element som är anslutet till sitt block i följd (tillförlitligt).