Методика оценки вероятности отказов основного электросетевого оборудования с учетом его технического состояния

Page 1
background image

Page 2
background image

151

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ

 

ОБСЛЕДОВАНИЯ

 

И

 

ИСПЫТАНИЯ

Методика

 

оценки

 

вероятности

 

отказов

 

основного

 

электро

-

сетевого

 

оборудования

 

с

 

учетом

 

его

 

технического

 

состояния

Бердников

 

Р

.

Н

., 

Гвоздев

 

Д

.

Б

., 

к

.

т

.

н

.,

 

ПАО

 «

Россети

»,

Кузьмин

 

И

.

А

., 

ПАО

 «

МРСК

 

Северо

-

Запада

»,

Назарычев

 

А

.

Н

., 

д

.

т

.

н

., 

Андреев

 

Д

.

А

., 

к

.

т

.

н

.,

 

Таджибаев

 

А

.

И

., 

д

.

т

.

н

.,

ФГАОУ

 

ДПО

 «

ПЭИПК

»

Аннотация

В

 

статье

 

рассмотрены

 

результаты

 

разработки

 

методики

 

оценки

 

вероятности

 

отказов

 

основного

 

электросетевого

 

оборудования

  (

ЭО

и

 

возможности

 

ее

 

практического

 

вне

-

дрения

 

в

 

ДЗО

 

ПАО

  «

Россети

» 

для

 

использования

 

в

 

процессе

 

планирования

 

произ

-

водственной

 

программы

Методика

 

основана

 

на

 

общих

 

принципах

 

теории

 

надежности

 

в

 

электроэнергетике

 

и

 

на

 

расчете

 

технического

 

ресурса

 

по

 

значению

 

индекса

 

состояния

 

(

ИС

оборудования

Предложены

 

математические

 

модели

позволяющие

 

рассчитывать

 

значения

 

вероятностей

 

безотказной

 

работы

 

и

 

отказа

 

для

 

любых

 

вариантов

 

изменения

 

значений

 

ИС

 

ЭО

 

в

 

зависимости

 

от

 

наработки

 

и

 

для

 

любых

 

законов

 

распределения

 

ве

-

роятностей

Методика

 

описывает

 

правила

 

и

 

процедуры

 

ее

 

использования

 

персоналом

 

филиалов

 

ДЗО

 

в

 

условиях

 

автоматизации

 

процесса

 

планирования

 

производственной

 

программы

.

Ключевые

 

слова

:

электросетевое

 

оборудование

техническое

 

состояние

индекс

 

состояния

вероятность

 

безотказной

 

работы

вероятность

 

отказа

система

 

управления

 

производственными

 

активами

В

 

ПАО

  «

Россети

» 

с

 

учетом

 

требований

 [1] 

разработана

 

и

 

внедрена

 

методика

 

оценки

 

тех

-

нического

 

состояния

 (

ТС

оборудования

 

на

 

основе

 

определения

 

интегрального

 

показате

-

ля

 — 

индекса

 

состояния

  (

ИС

) [2]. 

В

 2016 

году

 

в

 

результате

 

проведенной

 

в

 

ПАО

  «

МРСК

 

Северо

-

Запада

» 

научно

-

исследовательской

 

работы

  (

далее

 — 

НИР

) «

Разработка

 

методологии

 

и

 

технических

 

требований

 

к

 

системам

 

автоматизации

 

прогнозирования

 

вероятности

 

отказа

 

про

-

изводственных

 

активов

» 

была

 

создана

 

методика

 

оценки

 

вероятности

 

отказов

 

основного

 

элек

-

тросетевого

 

оборудования

 

с

 

учетом

 

его

 

ТС

 (

далее

 — 

Методика

). 

Детальное

 

научно

-

техническое

 


Page 3
background image

152

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

обоснование

 

принципов

 

оценки

 

вероятностей

 

отказа

 

и

 

безотказной

 

работы

 

оборудования

 

при

-

ведено

 

в

 

вышеуказанной

 

НИР

В

 

настоящей

 

статье

 

приводятся

 

основные

 

положения

 

разрабо

-

танной

 

Методики

которые

 

определяют

 

порядок

 

и

 

принципы

 

оценки

 

вероятностей

 

отказа

 

и

 

без

-

отказной

 

работы

 

основного

 

электросетевого

 

оборудования

 

в

 

группе

 

компаний

 

ПАО

 «

Россети

».

Базовые

 

положения

 

Методики

Основной

 

целью

 

создания

 

Методики

 

является

 

установление

 

единых

 

для

 

всей

 

группы

 

компа

-

ний

 

ПАО

 «

Россети

» (

далее

 

Общество

принципов

 

и

 

методов

 

оценки

 

вероятностей

 

безотказной

 

работы

 

и

 

отказа

 

единиц

 

оборудования

  (

ЕО

). 

Единые

 

методы

 

оценки

 

вероятностей

 

позволят

 

решать

 

задачи

связанные

 

с

 

проведения

 

бенчмаркинга

 

ДЗО

 

и

 

выявления

 

лучших

 

практик

 

в

 

ча

-

сти

 

реализации

 

системы

 

управления

 

производственными

 

активами

  (

СУПА

). 

Разработанная

 

Методика

 

будет

 

являться

 

одним

 

из

 

инструментов

 

для

 

принятия

 

решения

 

о

 

необходимости

 

воз

-

действия

 

на

 

актив

 

в

 

перспективном

годовом

 

и

 

оперативном

 

горизонтах

 

планирования

.

Методика

 

оценки

 

вероятности

 

отказов

 

основного

 

электросетевого

 

оборудования

 

базирует

-

ся

 

на

 

уже

 

разработанных

внедренных

 

и

 

утвержденных

 

в

 

Обществе

 

алгоритмах

моделях

ав

-

томатизированных

 

системах

 

и

 

прочих

 

элементах

 

СУПА

которые

 

должны

 

позволять

 

получить

:

 

ретроспективную

 

достоверную

 

интегральную

 

оценку

 

ТС

 

оборудования

 (

ИС

 

оборудования

);

 

усредненные

 

по

 

отрасли

 

и

 

группам

 

оборудования

 

нормированные

 

показатели

 

безотказно

-

сти

а

 

именно

 

интенсивность

 

отказа

 

ЕО

.

Единицей

 

приложения

 

Методики

 

оценки

 

вероятности

 

отказов

 

является

 

группа

 

оборудо

-

вания

  (

силовые

 

трансформаторы

 / 

автотрансформаторы

высоковольтные

 

выключатели

разъ

 

еди

 

нители

воздушные

 

ЛЭП

измерительные

 

трансформаторы

 

и

 

др

.). 

Для

 

всех

 

групп

 

обо

-

рудования

 

в

 

Обществе

 

сформированы

 

единые

 

текстовые

 

алгоритмы

 

расчетов

 

индексов

 

тех

-

нического

 

состояния

 (

ТИС

), 

позволяющие

 

на

 

основании

 

всей

 

совокупности

 

диагностируемых

 

параметров

 

через

 

логические

 

и

 

математические

 

формулы

:

 

рассчитывать

 

ИС

 

ЕО

 

и

 

многокомпонентных

 

объектов

учитывающий

 

условия

 

эксплуатации

 

оборудования

 

и

 

воздействия

 

на

 

ТС

 

при

 

проведении

 

мероприятия

 

по

 

ТОиР

 

посредством

 

технических

 

параметров

определяемых

 

по

 

результатам

 

диагностики

;

 

устанавливать

 

рекомендуемые

 

виды

 

необходимых

 

воздействий

 

на

 

ЕО

для

 

обеспечения

 

их

 

нормального

 

функционирования

.

Алгоритмы

 

расчета

 

ИС

 

базируются

 

на

 

использовании

 

справочников

 

групп

 

оборудования

 

и

 

других

 

справочников

регламентированных

 

в

 

единой

 

централизованной

 

системе

 

НСИ

 

ПАО

 

«

Россети

». 

При

 

этом

 

для

 

реализации

 

Методики

 

отсутствует

 

необходимость

 

в

 

пересмотре

 

и

 

корректировке

 

справочников

 

и

 

классификаторов

 

групп

 

оборудования

  (

например

КОРИС

), 

используемых

 

в

 

единой

 

централизованной

 

системе

 

НСИ

 

для

 

реализации

 

задач

поставлен

-

ных

 

перед

 

применяемыми

 

в

 

ПАО

 «

Россети

» 

методиками

алгоритмами

моделями

автомати

-

зированными

 

системами

 

и

 

прочими

 

элементами

 

СУПА

 

по

 

оценке

 

ИС

 

и

 

интенсивности

 

отказов

 

основного

 

электросетевого

 

оборудования

При

 

пересмотре

 

алгоритмов

 

расчета

 

ИС

 

и

 

интен

-

сивности

 

отказов

 

оценивается

 

возможность

 

использования

 

существующих

 

справочников

 

НСИ

при

 

необходимости

 

в

 

установленном

 

порядке

 

проводится

 

корректировка

 

НСИ

.

Предполагается

что

 

для

 

использования

 

Методики

 

по

 

всем

 

элементам

 

СУПА

предназна

-

ченным

 

для

 

расчета

 

по

 

ТИС

 

значений

 

ИС

а

 

также

 

для

 

анализа

хранения

 

и

 

предоставления

 

по

 

нему

 

ретроспективных

 

данных

к

 

ИС

 

должны

 

предъявляться

 

следующие

 

требования

 

показательность

:

 

ИС

 

должен

 

давать

 

точное

 

представление

 

об

 

общем

 

ТС

 

актива

в

 

том

 

числе

 

в

 

ретроспективе

и

 

возможности

 

продолжения

 

эксплуатации

 

актива

;


Page 4
background image

153

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ

 

ОБСЛЕДОВАНИЯ

 

И

 

ИСПЫТАНИЯ

 

объективность

:

 

ИС

 

должен

 

базировать

-

ся

 

на

 

объективных

инструментальных

 

измерениях

 

диагно

-

стических

 

параме

-

тров

вычислениях

а

 

не

 

на

 

субъектив

-

ных

 

наблюдениях

 

и

 

предположениях

;

 

простота

:

 

ИС

 

дол

-

жен

 

быть

 

понятным

 

и

 

легко

 

интерпрети

-

руемым

Таким

 

образом

ИС

 

должен

 

достоверно

 

от

-

ражать

 

уровень

 

ТС

 

обо

-

рудования

 

и

 

его

 

измене

-

ние

 

в

 

рамках

 

установ

-

ленных

 

пределов

а

 

так

-

 

же

 

иметь

 

понятный

 

тех

 -

ни

 

ческий

 

смысл

 

и

 

однозначную

 

интерпретацию

 

во

 

всех

 

ДЗО

 

Общества

При

 

этом

 

ТС

 

оборудо

-

вания

 

является

 

предельным

когда

 

ИС

 

равен

 0. 

Предельному

 

состоянию

 

также

 

соответствует

 

момент

 

полной

 

сработки

 

своего

 

ресурса

 

ЕО

т

.

е

фактический

 

сработанный

 

ресурс

 

равен

 

нор

-

мативному

Состояние

 

ЕО

при

 

котором

 

значение

 

ИС

 

равно

 1, 

соответствует

 

состоянию

 

нового

 

оборудования

эксплуатация

 

которого

 

еще

 

не

 

началась

Для

 

этого

 

оборудования

 

фактический

 

сработанный

 

ресурс

 

равен

 0. 

В

 

процессе

 

эксплуатации

 

ТС

 

ЕО

 

непрерывно

 

ухудшается

При

 

про

-

ведении

 

каких

-

либо

 

воздействий

 

в

 

рамках

 

действующей

 

системы

 

ТОиР

 

происходит

 

улучшение

 

ТС

 

оборудования

Тем

 

не

 

менее

общий

 

тренд

 

изменения

 

ТС

 

ЕО

 

за

 

весь

 

срок

 

его

 

эксплуатации

 

имеет

 

убывающий

 

характер

В

 

некоторых

 

базовых

 (

нормативных

условиях

 

эксплуатации

 

ТС

 

ЕО

 

ухудшается

как

 

запланировано

 

в

 

соответствии

 

с

 

технической

 

документацией

 

заводов

-

изготови

-

телей

 

на

 

оборудование

В

 

облегченных

 

условиях

 

эксплуатации

 

ТС

 

ЕО

 

ухудшается

 

менее

 

интен

-

сивно

в

 

утяжеленных

 – 

более

 

интенсивно

по

 

сравнению

 

с

 

базовыми

 

условиями

.

В

 

НИР

 

установлена

 

функциональная

 

взаимосвязь

 

между

 

техническим

 

ресурсом

 (

фактиче

-

ской

 

наработкой

), 

календарной

 

наработкой

 

и

 

уровнем

 

ТС

 (

величиной

 

ИС

для

 

ЕО

а

 

также

 

вза

-

имосвязь

 

между

 

техническим

 

ресурсом

 

и

 

показателями

 

безотказности

 (

вероятности

 

безотказ

-

ной

 

работы

 

и

 

отказа

) [3]. 

Блок

-

схема

 

определения

 

вероятностей

 

безотказной

 

работы

 

и

 

отказа

 

оборудования

 

представлена

 

на

 

рисунке

 1.

Практически

 

все

 

отказы

 

ЕО

 

можно

 

подразделить

 

на

 

внезапные

 

и

 

износовые

.

Внезапные

 

отказы

 

происходят

 

под

 

действием

 

различных

 

внезапных

 

факторов

например

таких

 

как

природные

 

воздействия

 (

нерасчетные

 

ветровые

 

нагрузки

ледяной

 

дождь

гололедо

-

образование

 

и

 

др

.); 

вандализм

отказы

вызванные

 

нарушением

 

работы

 

установленных

 

вблизи

 

иных

 

ЕО

 

и

 

т

.

п

Износовые

 

отказы

 

обусловлены

 

недопустимым

 

снижением

 

уровня

 

ТС

 (

ИС

ЕО

Износовые

 

отказы

 

происходят

как

 

правило

на

 

основе

 

накопления

 

и

 

развития

 

дефектов

 

в

 

процессе

 

экс

-

плуатации

то

 

есть

 

они

 

развиваются

 

постепенно

.

Рис

. 1. 

Блок

-

схема

 

определения

 

вероятностей

 

безотказной

 

работы

 

и

 

отказа

 

оборудования

Являются

 

промежуточной

 

расчетной

 

величиной

 

и

 

в

 

данной

 

Методике

 

как

 

само

-

стоятельные

 

показатели

 

надежности

 

не

 

используются

.

Эксплуатация

оборудования

Вероятность

:

• 

отказа

•  

безотказной

 

работы

Технические

 

ресурсы

*:

• 

нормативный

• 

фактический

 

сработанный

• 

фактический

 

остаточный

• 

нормативный

 

остаточный

Анализ

 

аварийности

с

 

учетом

 

условий

эксплуатации

Отказ

Диагностика

:

изменение

 

технических

параметров

ИС

(

интегральная

 

оценка

 

ТС

)

Нормативная

интенсивность

отказов


Page 5
background image

154

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

В

 

НИР

 

на

 

основании

 

классической

 

теории

 

надежности

 

в

 

электроэнергетике

 

обоснована

 

оценка

 

вероятностей

 

безотказной

 

работы

 

и

 

отказа

 

ЕО

 

по

 

причине

 

воздействия

 (

или

 

не

 

воздей

-

ствия

внезапных

 

факторов

 

на

 

основе

 

применения

 

экспоненциального

 

закона

 

распределения

 

вероятностей

где

 

за

 

нормативную

 

интенсивность

 

отказов

 

принята

 

интенсивность

 

отказов

 

обо

-

рудования

 

определенного

 

типа

 

и

 

группы

эксплуатируемого

 

в

 

нормативных

 

условиях

 

эксплу

-

атации

.

Учет

 

износовых

 

отказов

 

обеспечивается

 

приведением

 

фактических

 

условий

 

эксплуатации

 

ЕО

 

к

 

нормативным

 

посредством

 

использования

 

в

 

расчетных

 

выражениях

 

фактической

 

нара

-

ботки

 

каждой

 

ЕО

 (

фактического

 

сработанного

 

ресурса

вместо

 

календарной

 

наработки

.

Для

 

приведения

 

условий

 

эксплуатации

 

применяются

 

разработанные

 

в

 

НИР

 

расчетные

 

вы

-

ражения

связывающие

 

календарную

 

наработку

фактический

 

сработанный

 

ресурс

 

и

 

значения

 

ИС

 

оборудования

Нормативные

 

значения

 

интенсивности

 

отказов

 

ЕО

 

в

 

первом

 

приближении

 

также

 

определены

 

в

 

рамках

 

НИР

 

для

 

различных

 

групп

 

оборудования

В

 

случае

 

дальнейшего

 

расширения

 

статистических

 

данных

 

по

 

аварийности

 

ЕО

 

на

 

основе

 

наполнения

 

данными

 

ПК

 

«

Аварийность

», 

значения

 

интенсивностей

 

отказов

 

подлежат

 

корректировке

При

 

этом

 

в

 

даль

-

нейшем

 

целесообразно

 

сформировать

 

нормативные

 

значения

 

интенсивностей

 

отказов

 

для

 

различных

 

групп

 

оборудования

эксплуатируемого

 

в

 

различных

 

ДЗО

 

с

 

учетом

 

фактических

 

ус

-

ловий

 

и

 

режимов

 

эксплуатации

Рассмотрим

 

далее

 

математические

 

модели

 

оценки

 

вероятно

-

стей

 

отказа

 

и

 

безотказной

 

ЕО

 

с

 

учетом

 

различной

 

полноты

 

и

 

состава

 

исходных

 

данных

учетом

 

исследований

проведенных

 

в

 [4].

Общая

 

модель

 

оценки

 

вероятностей

отказа

 

и

 

безотказной

 

работы

 

оборудования

Нижеприведенная

 

модель

 

является

 

наиболее

 

общей

 

и

 

учитывает

 

все

 

возможные

 

причины

 

и

 

варианты

 

развития

 

отказов

 

ЕО

Вероятность

 

безотказной

 

работы

 

ЕО

 

P

(

r

в

 

общем

 

случае

 

зависит

 

от

 

наработки

 

r

 

и

 

изменения

 

значения

 

ИС

 

по

 

функции

 

S

(

r

), 

и

 

определяется

 

функцио

-

нальной

 

зависимостью

 

вида

:

 

Р

(

r

) = 

exp

  –     

λ

0

(

r

dr

1 – 

S

0

(

r

)

 

1 – 

S

(

r

)

0

r

dr

0

, (1)

где

 

r

 — 

календарная

 

наработка

 (

независимая

 

переменная

);

S

(

r

) — 

функция

 

изменения

 

ИС

 

рассматриваемой

 

ЕО

 

в

 

фактических

 

условиях

 

эксплуатации

;

S

0

(

r

) — 

базовая

 

функция

 

изменения

 

ИС

 

рассматриваемого

 

типа

 

ЕО

 

из

 

рассматриваемой

 

груп

-

пы

 

оборудования

 

в

 

базовых

 

нормативных

 

условиях

 

эксплуатации

;

0

(

r

) — 

интенсивность

 

отказов

 

ЕО

 

рассматриваемого

 

типа

 

из

 

рассматриваемой

 

группы

 

обору

-

дования

 

в

 

базовых

 

нормативных

 

условиях

.

Вероятность

 

отказа

 

ЕО

 

Q

(

r

в

 

общем

 

случае

 

зависит

 

от

 

наработки

 

r

 

и

 

изменения

 

значения

 

ИС

 

по

 

функции

 

S

(

r

), 

и

 

определяется

 

следующей

 

функциональной

 

зависимостью

:

 

Q

(

r

) = 1 – 

exp

  –     

λ

0

(

r

dr

1 – 

S

0

(

r

)

 

1 – 

S

(

r

)

0

r

dr

0

. (2)

Вероятность

 

отказа

 

ЕО

 

Q

(

r

на

 

интервале

 

наработки

 

r

 

в

 

общем

 

случае

 

зависит

 

от

 

нара

-

ботки

 

r

 

и

 

изменения

 

значения

 

ИС

 

по

 

функции

 

S

(

r

и

 

определяется

 

следующей

 

функциональной

 

зависимостью

:


Page 6
background image

155

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ

 

ОБСЛЕДОВАНИЯ

 

И

 

ИСПЫТАНИЯ

 

Q

(

r

r

) =  1 – 

exp

  –   

λ

0

 

dr    · exp

  –   

λ

0

 

dr 

1 – 

S

0

(

r

)

 

1 – 

S

(

r

)

0

r

dr

0

1 – 

S

0

(

r

)

 

1 – 

S

(

r

)

0

r

dr

0

, (3)

где

 

r

 — 

небольшой

 

интервал

 

календарной

 

наработки

 (

независимая

 

переменная

после

 

на

-

работки

 

в

 

объеме

 

r

.

Величина

 

Q

(

r

r

является

 

дополнительным

 

вспомогательным

 

показателем

который

 

следует

 

использовать

 

при

 

равенстве

 

всех

 

значений

 

остальных

 

показателей

применяемых

 

в

 

СУПА

 

и

 

используемых

 

для

 

принятия

 

решений

 

по

 

поставленному

 

вопросу

 

определения

 

ТС

 

и

 

формирования

 

технологических

 

воздействий

 

на

 

оборудование

.

Модель

 

оценки

 

вероятностей

 

отказа

 

и

 

безотказной

 

работы

 

оборудования

 

при

 

известных

 

постоянных

 

значениях

интенсивности

 

отказов

 (

параметра

 

потока

 

отказов

)

Существующие

 

системы

 

сбора

 

статистических

 

данных

 

по

 

аварийности

 

в

 

электроэнергетиче

-

ской

 

отрасли

в

 

том

 

числе

 

в

 

ПАО

 «

Россети

», 

позволяют

 

определить

 

численное

 

значение

 

нара

-

ботки

 

на

 

отказ

 (

параметр

 

потока

 

отказов

для

 

различных

 

типов

 

и

 

групп

 

оборудования

Согласно

 

теории

 

надежности

 

для

 

стационарного

 

и

 

ординарного

 

потока

 

событий

 

можно

 

принять

:

 

0

, (4)

где

 

 — 

средний

 

параметр

 

потока

 

отказов

.

Постоянство

 

интенсивности

 

отказов

 

определяет

 

использование

 

экспоненциального

 

закона

 

распределения

 

вероятностей

 

безотказной

 

работы

 

и

 

отказа

В

 

НИР

 

обосновано

 

применение

 

экспоненциального

 

закона

 

в

 

данной

 

Методике

 

для

 

учета

 

внезапных

 

отказов

 

оборудования

.

Вероятность

 

безотказной

 

работы

 

ЕО

 

P

(

r

в

 

общем

 

случае

 

зависит

 

от

 

наработки

 

r

 

и

 

измене

-

ния

 

значения

 

ИС

 

по

 

функции

 

S

(

r

и

 

определяется

 

следующей

 

функциональной

 

зависимостью

:

 

1 – 

S

0

(

r

)

 

1 – 

S

(

r

)

0

r

dr

Р

(

r

) = 

exp

  – 

λ

0

, (5)

где

 

r

 — 

календарная

 

наработка

 (

независимая

 

переменная

);

S

(

r

) — 

функция

 

изменения

 

ИС

 

рассматриваемой

 

ЕО

 

в

 

фактических

 

условиях

 

эксплуатации

;

S

0

(

r

) — 

базовая

 

функция

 

изменения

 

ИС

 

рассматриваемого

 

типа

 

из

 

рассматриваемой

 

группы

 

оборудования

 

в

 

базовых

 

нормативных

 

условиях

 

эксплуатации

;

0

 = const — 

интенсивность

 

отказов

 

ЕО

 

рассматриваемого

 

типа

 

из

 

рассматриваемой

 

группы

 

оборудования

 

в

 

базовых

 

нормативных

 

условиях

.

Если

 

функции

 

S

(

r

и

 

S

0

(

r

не

 

известны

то

 

они

 

определяются

 

путем

 

аппроксимации

 

данных

 

по

 

значениям

 

ИС

 

за

 

всю

 

историю

 

эксплуатации

 

ЕО

как

 

это

 

будет

 

показано

 

ниже

Данные

 

долж

-

ны

 

быть

 

полноценны

то

 

есть

 

соответствовать

 

предъявленным

 

требованиям

 

к

 

расчету

 

ИС

.

Вероятность

 

отказа

 

ЕО

 

Q

(

r

в

 

общем

 

случае

 

зависит

 

от

 

наработки

 

r

 

и

 

изменения

 

значения

 

ИС

 

по

 

функции

 

S

(

r

и

 

определяется

 

следующей

 

функциональной

 

зависимостью

:

 

1 – 

S

0

(

r

)

 

1 – 

S

(

r

)

0

r

dr

Q

(

r

) = 1 – 

exp

  – 

λ

0

. (6)

Вероятность

 

отказа

 

ЕО

 

Q

(

r

на

 

интервале

 

наработки

 

r

 

в

 

общем

 

случае

 

зависит

 

от

 

нара

-

ботки

 

r

 

и

 

изменения

 

значения

 

ИС

 

по

 

функции

 

S

(

r

и

 

определяется

 

следующей

 

функциональной

 

зависимостью

:


Page 7
background image

156

СБОРНИК

 

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

СТАТЕЙ

 

Q

(

r

r

) =  1 – 

exp

  –

λ

0                             

dr    · exp

  – 

λ

0                            

dr 

1 – 

S

0

(

r

)

1 – 

S

(

r

)

0

r

 + 

r

1 – 

S

0

(

r

)

1 – 

S

(

r

)

0

r

, (7)

где

 

r

 — 

небольшой

 

интервал

 

календарной

 

наработки

 (

независимая

 

переменная

после

 

на

-

работки

 

в

 

объеме

 

r

.

Величина

 

Q

(

r

r

является

 

дополнительным

 

вспомогательным

 

показателем

который

 

следует

 

использовать

 

при

 

равенстве

 

всех

 

значений

 

остальных

 

показателей

применяемых

 

в

 

СУПА

 

и

 

используемых

 

для

 

принятия

 

решений

 

по

 

поставленному

 

вопросу

 

определения

 

ТС

 

и

 

формирования

 

технологических

 

воздействий

 

на

 

каждую

 

ЕО

.

Выражения

 (5–7) 

являются

 

основой

 

математической

 

модели

которая

 

должна

 

применяться

 

при

 

работе

 

с

 

настоящей

 

Методикой

.

Модель

 

оценки

 

вероятностей

 

отказа

 

и

 

безотказной

 

работы

 

оборудования

 

при

 

линейной

 

аппроксимации

 

данных

 

по

 

ИС

 

ЕО

Исследования

проведенные

 

в

 

НИР

показали

что

 

отсутствие

 

полноценных

 

ретроспективных

 

данных

 

по

 

значениям

 

ИС

 

оборудования

 

может

 

являться

 

проблемой

 

на

 

пути

 

использования

 

настоящей

 

Методики

 

в

 

СУПА

Для

 

возможности

 

применения

 

методики

 

в

 

период

 

ее

 

внедрения

апробации

а

 

также

 

накопления

 

необходимых

 

исходных

 

данных

 

по

 

ИС

 

возможно

 

использовать

 

модель

 

оценки

 

вероятностей

 

отказа

 

и

 

безотказной

 

работы

 

оборудования

 

при

 

известных

 

по

-

стоянных

 

значениях

 

интенсивности

 

отказов

применяя

 

линейную

 

аппроксимацию

 

данных

 

по

 

значениям

 

функции

 

изменения

 

ИС

 

S

(

r

для

 

ЕО

:

 

1 – 

S

0

(

r

)

1 – 

S

(

r

)

=

m

0

m

, (8)

где

 

m

m

0

 — 

коэффициенты

 

линейной

 

аппроксимации

 

набора

 

данных

предназначенных

 

для

 

получения

 

функций

 

изменения

 

ИС

 

для

 

фактических

 

S

(

r

и

 

для

 

базовых

 

нормативных

 

S

0

(

r

усло

 

вий

 

эксплуатации

 

соответственно

.

Вероятность

 

безотказной

 

работы

 

ЕО

 

P

(

r

в

 

общем

 

случае

 

зависит

 

от

 

наработки

 

r

 

и

 

факти

-

ческой

 

функции

 

изменения

 

ИС

 

S

(

r

и

 

определяется

 

следующей

 

функциональной

 

зависимостью

:

 

Р

(

r

) = 

exp

  – 

λ

0           

r

m

0

m

, (9)

где

 

r

 — 

календарная

 

наработка

 (

независимая

 

переменная

);

0

 = const — 

интенсивность

 

отказов

 

ЕО

 

рассматриваемого

 

типа

 

из

 

рассматриваемой

 

группы

 

оборудования

 

в

 

базовых

 

нормативных

 

условиях

 

эксплуатации

.

Вероятность

 

отказа

 

ЕО

 

Q

(

r

в

 

общем

 

случае

 

зависит

 

от

 

наработки

 

r

 

и

 

изменения

 

значения

 

ИС

 

по

 

функции

 

S

(

r

и

 

определяется

 

следующей

 

функциональной

 

зависимостью

:

 

Q

(

r

) = 1 – 

exp

  – 

λ

0           

r

m

0

m

. (10)

Вероятность

 

отказа

 

ЕО

 

Q

(

r

на

 

интервале

 

наработки

 

r

 

в

 

общем

 

случае

 

зависит

 

от

 

нара

-

ботки

 

r

 

и

 

изменения

 

значения

 

ИС

 

по

 

функции

 

S

(

r

и

 

определяется

 

следующей

 

функциональной

 

зависимостью

:

 

Q

(

r

r

) =  1 – 

exp

  –

λ

0           

r    · exp

  – 

λ

0           

m

0

m

m

0

m

, (11)

где

 

r

 — 

небольшой

 

интервал

 

календарной

 

наработки

 (

независимая

 

переменная

после

 

на

-

работки

 

в

 

объеме

 

r

.


Page 8
background image

157

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ

 

ОБСЛЕДОВАНИЯ

 

И

 

ИСПЫТАНИЯ

Величина

 

Q

(

r

r

является

 

дополнительным

 

вспомогательным

 

показателем

который

 

следует

 

использовать

 

при

 

равенстве

 

всех

 

значений

 

остальных

 

показателей

применяемых

 

в

 

СУПА

 

и

 

используемых

 

для

 

принятия

 

решений

 

по

 

поставленному

 

вопросу

 

определения

 

ТС

 

и

 

формирования

 

технологических

 

воздействий

 

на

 

оборудование

.

В

 

первом

 

приближении

в

 

случае

 

отсутствия

 

данных

 

для

 

получения

 

коэффициента

 

m

0

сле

-

дует

 

пользоваться

 

соотношением

:

 

m

0

 = 1/ 

R

0

, (12)

где

 

R

0

 — 

нормативный

 

ресурс

  (

наработка

ЕО

 

рассматриваемого

 

типа

 

из

 

рассматриваемой

 

группы

 

оборудования

.

Принципы

 

определения

 

функциональной

 

зависимости

 

значений

 

ИС

 

от

 

наработки

 

на

 

основе

 

результатов

 

расчета

 

по

 

ТИС

Для

 

определения

 

функциональных

 

зависимостей

 

значений

 

ИС

 

для

 

фактических

 

условий

 

экс

-

плуатации

 

S

(

r

и

 

для

 

базовых

 

нормативных

 

условий

 

эксплуатации

 

S

0

(

r

от

 

наработки

 

r

 

по

 

ре

-

зультатам

 

расчетов

 

по

 

ТИС

 

следует

 

использовать

 

методы

 

аппроксимации

 

наборов

 

данных

Перед

 

выполнением

 

аппроксимации

 

данные

 

по

 

ИС

 

следует

 

представить

 

в

 

виде

 

таблицы

 1.

Для

 

аппроксимации

 

исполь

-

зуются

 

строки

 2 

и

 3 

таблицы

 1. 

Аппроксимация

 

выполняется

 

стандартными

 

средствами

 

про

-

граммного

 

обеспечения

 

общего

 

или

 

специального

 

назначения

К

 

такому

 

программному

 

обеспе

-

чению

 

относятся

например

, MS 

Excel, MathCAD, MathLAB 

и

 

т

.

п

.

В

 

результате

 

аппроксимации

 

должны

 

быть

 

получены

 

функции

 

изменения

 

ИС

 

для

 

фактических

 

S

(

r

и

 

базовых

  (

нормативных

S

0

(

r

условий

 

эксплуатации

обладающие

 

определенной

 

достоверностью

Достоверность

 

аппроксимации

 

определяется

 

путем

 

расчета

 

коэффициентов

 

достоверности

 

аппроксимации

Расчет

 

коэффициентов

 

до

-

стоверности

 

аппроксимации

 

также

 

осуществляется

 

посредством

 

использования

 

стандартных

 

функций

 

применяемого

 

программного

 

обеспечения

В

 

частности

в

 

случае

 

использования

 

модели

 

оценки

 

вероятностей

 

отказа

 

и

 

безотказной

 

работы

 

ЕО

 

при

 

линейной

 

аппроксимации

 

данных

 

по

 

ИС

 

ЕО

приведенной

 

выше

применяется

 

линейная

 

аппроксимация

 

с

 

расчетом

 

ко

-

эффициентов

 

аппроксимации

 

m

 

или

 

m

0

 

стандартными

 

функциями

 MS Excel. 

Коэффициент

 

достоверности

 

аппроксимации

 

при

 

использовании

 MS Excel 

получается

 

также

 

автоматически

.

Принципы

 

определения

 

интенсивности

 

отказов

 

оборудования

Данные

 

по

 

интенсивности

 

отказов

 

собираются

 

классическим

 

способом

 

на

 

основании

 

данных

 

об

 

аварийности

 

в

 

филиалах

 

ДЗО