Блоки и агрегаты системы автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики газотурбинной энергоустановки ГТА-6РМ

Определение средней наработки на отказ аварийной защиты, функции управления, регулирования и сигнализации. Выходные команды управления для выполнения процедуры. Формирование сообщений по информационным каналам. Показатель безотказности, формула расчета.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

«СТАР»

Блоки и агрегаты системы автоматического

управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики газотурбинной энергоустановки

ГТА-6РМ: БУД-6РМ, БУГ-6РМ, БУШ-96,

ДГ-90ГП1М, КА-30ГР, АИК-25Р

Расчёт показателей надёжности

Отчёт № 7-2003

г. ПЕРМЬ

2003 год

Содержание

1.Цель расчёта и состав САУ ГТА

2.Требования по надёжности

3. Определение показателей надёжности

3.1 Определение средней наработки на отказ аварийной защиты

3.2 Определение средней наработки на ложное срабатывание аварийной защиты

3.3 Определение средней наработки на отказ функции управления

3.4 Определение средней наработки на отказ функции регулирования

3.5 Определение средней наработки на отказ функции сигнализации -

3.6 Определение средней наработки на отказ информационных функции

3.7 Определение показателя ремонтопригодности

4. Выводы

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ А.Определение интенсивностей отказов элементов и узлов блоков и агрегатов САУ

ПРИЛОЖЕНИ Б.Основные формулы и определение интенсивности отказов по оценке показателей надёжности

ПРИЛОЖЕНИЕ В.Экспертные оценки Кпп- коэффициента полноты проверки

1.Цель расчёта и состав САУ ГТА

Целью расчётов является определение ожидаемых показателей надёжности САУ ГТА-6РМ.

В состав САУ ГТА-6РМ входят:

-БУД-6РМ (8Т1.001.013), состоящий из плат 5088, 5600, 5300, АСВК, ПНВИ, ши М21, UFI, мультиплексоров UNIO 96-5, модулей ADAM 4520, источников питания ZX-500, ZX-200-4620, NAN40-7617 и UPS, модулей ввода дискретных сигналов «70G» и «73G» и опторазвязок «DEK-OE»,а также блока защиты двигателя БЗД-96-60 8Т3.035.021-01 (модификация с дополнениями по 6 РМ);

-БУГ-6РМ (8Т1.001.014), состоящий из платы 5066, ADAM 4520, UNIO 96_5, расширителя каналов 5554, источников питания ZX-200-96РА и УИП 8Т5.129.042, модулей «736» и опторазвязок «DEK-OE», и «EMG-OV».

-БУШ-96 (8т2.559.012), состоящий из платы управления ДВШ и ВИП(8т5.129.028), блока питания (8Т3.211.011) и модуля усилителей ДВШ;

-агрегатная часть САУ: ДГ-90ГП1М (3251.000-01), КА-30ГР (3261.000-01), АИК-25Р(3288.000-03).

2.Требования по надёжности

Средняя наработка на отказ аварийной защиты - не менее 100000г.

Средняя наработка на ложное срабатывание аварийной защиты - не менее 50000г.

Средняя наработка на отказ функции управления - не менее 250000г.

Средняя наработка на отказ функции регулирования - не менее 25000г.

Средняя наработка на отказ информационной функции - не менее 2000г.

Среднее время восстановления работоспособного состояния:

-электронных блоков - не более 60 мин,

-агрегатной части САУ - не более 120 мин.

3. Определение показателей надёжности

3.1 Определение средней наработки на отказ аварийной защиты

Согласно критерию отказа, несрабатывание аварийной защиты произойдет в случае, когда не выполняется аварийный останов (АО) ГТА вследствие отсутствия выходных команд управления исполнительными механизмами, формируемых системой при наличии любого из сигналов с признаками аварийной ситуации.

Выходные команды управления для выполнения процедуры АО формируются системой при отказе цепи управления ОГК-1, а также при следующих входных сигналах, имеющих признаки аварийной ситуации:

а) по блоку БУД-6 РМ

- аналоговые сигналы: nтк1, nтк2, nст1, nст2, Тт1-12, Тт2-12, Ртг вх , Тк , Vрк , Vкзо

- дискретные сигналы: Vавар , БУШ норм , АО (от кнопки), АО БЗД, Рм вх мин , АО ГТД АСУ,

- информационные сигналы по КИО: h м тг , nтк2, nст1, Защита ТГ, допуск на программу ВНА;

б) по блоку БЗД-96-60: аналоговые сигналы nтк1, nст1.

Наименование сигналов дано согласно перечню № 439-В6-01-011ТБ.

Анализ сигналов показывает, что формирование АО осуществляется как непосредственно аппаратурой САУ, так и внешними устройствами (ГТД АСУ, ПУ).

В случае формирования АО непосредственно аппаратурой САУ несрабатывание защиты может произойти, если исправный центральный процессор платы 5066 (ЦП), получив сигналы с признаками аварийной ситуации, выдает команды управления для выполнения процедуры АО, которые затем блокируются неконтролируемыми отказами тех устройств, которые задействованы в цепи прохождения и выдачи управляющих команд: Откр КПВ, Откр 30В, Прикр ВНА, Закр ОГК1, Откл Q1БУД, Откл Q1БУГ.

Для этого случая на рисунке 1(схема а) представлена логическая структурная схема для оценки показателя Тав. защ. . Как видно, схема представляет параллельно-последовательное соединение (в смысле надежности) входящих в неё устройств:

а) Логическая структурная схема для оценки Тав. защ. (по БУД-6РМ, БУГ-6РМ, К-30ГР, АИК-25Р).

- параллельное соединение - в цепях прохождения сигнала ОтклQ1,т. к. пропуск аварии может произойти только при одновременных отказах в блоках БУД-6РМ и БУГ-6РМ;

-последовательное соединение - для остальных устройств, одиночные отказы которых могут привести к пропуску аварии.

Дополнительно в САУ предусмотрена защита двигателя при достижении параметрами nтк1, nст1, nст2 предельных значений. В этом случае блок БЗД-96-60 должен сформировать сигнал АО и выдать управляющуюкоманду на закрытие ОГК-1. Блокировка управляющей коианлы может произойти при неконртолируемых отказах устройств, указанных в логической структурной схеме «б»(см. рисунок1).

В случае формирования АО внешними устройствами к несрабатыванию защиты могут привести не только неконтролируемые отказы устройств, указанных на рис. 1, но и неконтролируемые отказы по информационным каналам связи, по источнику питания, по ЦП и по плате АСКВ (платы ЦП и АСКВ соединены параллельно, т. к. пропуск аварии по вине этих плат может произойти только при их одновременных отказах).

Для этого случая нет необходимости приводить логическую структурную схему (в смысле надёжности), т.к. она имеетнезначительные отличия от схемы на рисунке1.

. В общем случае показатель Тав. защ. Определяется как величина, обратная интенсивности отказов устройств лав. защ. , приводящих к несрабатыванию защиты

Расчётные значения лав. защ. приведены в приложении Б (см. раздел Б.1)

Тогда для случая несрабатывания защиты при АО, формируемом непосредственно аппаратурой САУ,

В Тз задано значение показателя - 100000ч. , не менее.

Таким образом, требование Тз по этому показателю выполняется.

Рассмотрение несрабатывания защиты для частного случая (превышение, nтк, nст ) сводится к вычислению вероятности совместного появления отказов устройств, указанных в схемах а) и б) на рисунке1.

Поскольку вероятность совместного появления событий равна произведению вероятностей появления каждого события в отдельности, то эта вероятность равна

Q(t)=( лав. защ х t) x(лав. защ х t).

Для t=1час Q(1)=6х10.

Тем самым, каждое отказное состояние, приводящее к превышению nтк, nст , без парирования отказа, т.е.к несрабатыванию защиты, оценивается вероятностью порядка - 10 10.По меркам оценки особых ситуаций, например, для неназемных САУ ГТД, такая ситуация оказывается практически невозможной.

3.2 Определение средней наработки на ложное срабатывание аварийной защиты

Согласно критерию отказа под ложным срабатыванием понимается выдача любой команды управления, формируемой САУ ГТА в режиме АО, при отсутствии аварийной ситуации.

Отсутствие аварийной ситуации означает, что центральные процессоры блоков САУ исправны (следовательно, исправны источники питания САУ), а информация, воспринимаемая САУ, не обладает признаками аварийной ситуации. Следовательно, появление ложного срабатывания аварийной защиты может быть только из-за отказов во внутренних целях и устройствах САУ.

К ложным срабатываниям не могут быть отнесены контролируемые отказы, которые обнаруживаются и парируются СВК через процедуру АО. Следовательно, ложные срабатывания АО определяются только неконтролируемыми отказами тех устройств САУ, которые по логике работы СВК не парируются переходом в режим АО, но могут привести к аварийной остановке. Это параметрические отказы в измерительных каналах и в каналах управления положением исполнительных механизмов (ИМов).

Дублированные параметры обрабатываются блоком БУД-6РМ таким образом , что при допусковом и при перекрёстном контроле каналов измерения переходы в режим АО возможны только при двойных отказах параметров.

Тогда для одиночных о...