Підвищення живучості електропостачання світлотехнічних систем аеропортів

РОЗДІЛ 2
РОЗРОБКА МЕТОДИКИ ОЦІНКИ ЖИВУЧОСТІ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ
СВІТЛОСИГНАЛЬНОГО КОМПЛЕКСУ АЕРОПОРТУ
Як наведено у попередньому розділі, для узгодження потреб ЕП аеропорту з можливостями централізованого електропостачання в аеропортах для електроживлення ЕП І-ї категорії особливої групи використовуються СРПМ, які включають в себе як загально промислове обладнання ТП, так і вироби військово-промислового комплексу - дизельні електроагрегати.
Створення таких систем, а також оснащення їх обладнанням ТУ-ТС і контролю параметрів з розробкою систем ТО і Р відбувалось по переліку в проектній документації, а в теперішній час в першу чергу при фінансових можливостях без кількісної оцінки характеристик надійності необхідних складових обладнання СРПМ, науково-обґрунтованої періодичності і об'єму робіт з ТО і Р. Чисто арифметичне поєднання необхідного об'єму і періодичності робіт з ТО і Р для кожної одиниці такого обладнання, встановленого заводом-виробником не можливе у зв'язку з неспівпаданням в підході до економічності цих робіт різних відомств. Задача даного розділу полягає в реалізації цілісного підходу при створенні і експлуатації таких систем згідно з вимогами наземних засобів забезпечення польотів аеропортів.
Для забезпечення живучості електропостачання АСК необхідна розробка спеціальних кількісних методів і методик аналізу живучості і порівняння одержаних оцінок різних варіантів електропостачання з нормативними значеннями. Необхідність таких розробок пов'язана з тим, що в загальноприйнятому тлумаченні поняття надійності не розглядаються можливі каскадні (ланцюгові) розвитки аварійних ситуацій, як наслідки в основному одиночних локальних пошкоджень, чи зовнішніх збурень. Ці ланцюгові аварійні ситуації в СРПМ відбуваються за рахунок невиявлених відмов як, наприклад, відмови захисту автоматичних вимикачів, помилкове спрацювання ПАВР, не запуски дизельних електроагрегатів, які виявляються при збуреннях або при планових регламентних роботах. Правильно спроектовані системи з надлишковістю, якими є СРПМ, що живлять АСК саме завдяки таким ланцюговим відмовам можуть мати саму низьку обмежену працездатність з безпосереднім впливом на здоров'я і життя людей, що знаходить відображення у визначенні живучості. Тому виявлення таких ланцюгових аварійних ситуацій (сценаріїв) є предметом модифікованого логіко-імовірнісного методу аналізу живучості, який може бути виправданий при використанні на порівняно простих, компактних силових системах, якими є СРПМ аеропортів і інших ЕП подібного типу. В умовах великих територіально розподілених енергетичних систем в реальних умовах важко отримати інформацію про види та інтенсивність зовнішніх збурень, тому часто задача живучості вирішується в умовах невизначеності характеристик зовнішніх збурень методами дослідження операцій, методами теорії прийняття рішень. В умовах таких компактних електроенергетичних систем, якими є аеропорти, зовнішні збурення в основному визначаються перервами централізованого електропостачання, котрі реєструються, тому для складання моделі на цьому напрямку перешкод немає.
2.1. Порівняльний огляд кількісних методів аналізу надійності стосовно
електропостачання електроприймачів першої категорії особливої групи
Із виділених [38] шести методів кількісного аналізу надійності: аналіз характеру та наслідків відмов, аналіз діагностичного дерева відмов, аналіз за допомогою блок-схеми надійності, прогнозування надійності за кількістю елементів (лямба-метод), марковський аналіз і імовірнісно-фізичний метод аналізу надійності стосовно оцінки надійності електропостачання використовується марковський аналіз і імовірнісно-фізичний метод аналізу надійності [11, 21, 32, 38, 39, 47, 49, 57, 74, 75].
2.1.1. Марковський аналіз. Марковський аналіз - це переважно індуктивний (знизу вгору) метод аналізу, який використовується для оцінки функціонально складних систем і стратегій ТО і Р. Він грунтується на теорії марковських процесів.
Згідно з цим методом насамперед необхідно визначити всі стани та імовірності переходу системи з одного стану в інший (частоту відмов або ремонту, частоту подій тощо), які цікавлять дослідника. Частота переходів (частота відмов, подій) вважається сталою, тобто незалежно від часу чи предісторії.
Імовірність для елементів ситеми (компонентів, підсистем), що перебувають в якомусь конкретному (функціональному) стані у заданих точках або інтервалах часу, оцінюють за допомогою математичних моделей.
Для проведення якісного аналізу потрібне визначення всіх можливих станів системи, поданих переважно у вигляді діаграми (графу) переходу з одного стану в інший. Основним методом аналізу є таблиця істиності.
Імовірності переходу та взаємозв'язок станів, які наведені у вигляді діаграми переходу станів, дають змогу створити необхідні матриці переходу (математичні моделі) для розрахунку надійності системи. Роглянемо реалізацію цього методу для розрахунку надійності контакторноі станції БУ 8253 Рис. 1.3.
Складність розрахунку надійності та математична модель станів ПАВР пов'зана з тим, що його відмова та наступне віднолювання тісно пов'язано з показниками надійності ЦДЖ - G1 та G2, які ПАВР перемикає. При надійних ЦДЖ рідко працює ПАВР і його надійність дуже велика. Та навпаки, чим частіше відмови ЦДЖ, тим імовірніші відмови ПАВР. Велика кількість елементів і неоднозначна їх реакція на різні відмови ЦДЖ затруднює створення математичної моделі [75]. З метою спрощення розрахунків пропонується розглянути тільки 3 стани,
Граф можливих переходів станів ПАВР наведений на рис. 2.1. Для простоти аналізу будемо вважати, що перехід з стану S1 в стан S2 здійснюється минаючи стан S0 (обидва СЕ вимкнені), що припустимо за умови, якщо час перемикання ПАВР менший за час перерви електропостачання. Стан S0 є станом відмови ПАВР.
Рис. 2.1. Граф станів пристрою автоматичного вводу резерву на вводі:
1-й стан - S1 - перший силовий елемент (СЕ) ввімкнений;
2-й стан - S2 - другий СЕ ввімкнений;
3-й стан -