亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        船舶電氣系統(tǒng)保護(hù)單元可靠性預(yù)計(jì)的修正方法

        2019-02-24 05:29:52吳志良姚玉斌
        中國航海 2019年4期
        關(guān)鍵詞:計(jì)數(shù)法失效率元器件

        吳志良, 李 能, 姚玉斌, 王 丹

        (大連海事大學(xué) 船舶電氣工程學(xué)院, 遼寧 大連 116026)

        系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)是一種預(yù)測過程,通過對系統(tǒng)已掌握的數(shù)據(jù)、資料等信息的研究來預(yù)測系統(tǒng)所能達(dá)到的可靠度或可靠性特征量。[1-2]系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)是提高系統(tǒng)可靠度的重要措施之一,其技術(shù)一直備受國內(nèi)外廣大科研人員廣泛關(guān)注,并對此開展大量的相關(guān)研究工作。

        為更好地研究有關(guān)可靠性預(yù)計(jì)技術(shù)的新方法、新理論,美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(Institute of Electrical and Electronics Engineer, IEEE)成立專門的可靠性預(yù)計(jì)委員會(huì)。目前,系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)的方法主要有元器件計(jì)數(shù)法、應(yīng)力分析法、系統(tǒng)上下限法、相似產(chǎn)品法等。文獻(xiàn)[3]對可靠性預(yù)計(jì)的發(fā)展史、可靠性預(yù)計(jì)的方法進(jìn)行總結(jié),并對常用的兩類重要的可靠性預(yù)計(jì)方法分別詳細(xì)地進(jìn)行比較和分析研究。文獻(xiàn)[4]綜述國外最新可靠性預(yù)計(jì)方法。文獻(xiàn)[5]對最新失效率預(yù)測模型進(jìn)行比較和評價(jià)。文獻(xiàn)[6]對艦船總體任務(wù)的可靠性分配進(jìn)行研究。文獻(xiàn)[7]對提高智能電能表可靠性的相關(guān)方案進(jìn)行總結(jié)。文獻(xiàn)[8]完成絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)可靠性預(yù)計(jì)模型建立,為國產(chǎn)元器件工程應(yīng)用過程中的可靠性定量分析提供技術(shù)參考。文獻(xiàn)[9]針對艦船裝備復(fù)雜系統(tǒng),開展多狀態(tài)系統(tǒng)的可靠性建模,為可靠性評估提供技術(shù)借鑒。

        許多國家相繼制定可靠性預(yù)計(jì)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)文件。文獻(xiàn)[10]是美國軍用規(guī)范的電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)手冊,也是目前世界各國廣泛參考使用的可靠性預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)手冊。文獻(xiàn)[11]是我國電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)手冊。

        元器件計(jì)數(shù)法是將組成系統(tǒng)的所有元器件按照可靠性串聯(lián)模型進(jìn)行可靠性建模,這種處理系統(tǒng)的方法雖然簡化可靠性建模的繁重工作,但并未考慮組成系統(tǒng)各單元、元器件的特殊性,使元器件記數(shù)法預(yù)計(jì)系統(tǒng)總失效率的預(yù)計(jì)結(jié)果往往偏大,其系統(tǒng)可靠度的預(yù)計(jì)結(jié)果往往偏小。因此,采用元器件計(jì)數(shù)法預(yù)計(jì)系統(tǒng)可靠性特征量的誤差較大,可靠性特征量預(yù)計(jì)結(jié)果的可信度相對較低,這不僅是元器件計(jì)數(shù)法預(yù)計(jì)系統(tǒng)可靠性特征量的不足,也是可靠性預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)手冊至今尚未解決的實(shí)際問題。為解決這一問題,本文在充分研究、分析船舶電氣系統(tǒng)保護(hù)單元特點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出一種誤動(dòng)系數(shù)法修正傳統(tǒng)元器件計(jì)數(shù)法的修正方法,對進(jìn)一步深入開展船舶電氣系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)以及相關(guān)的可靠性建模工作提供有力的支撐。

        1 保護(hù)單元的特點(diǎn)

        當(dāng)電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),其保護(hù)單元應(yīng)該能夠切除故障點(diǎn),以保護(hù)電氣系統(tǒng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。這樣才能夠說明電氣系統(tǒng)的保護(hù)單元進(jìn)行正確的保護(hù)動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)自身的保護(hù)功能。

        如果電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),其保護(hù)單元本來應(yīng)該正常動(dòng)作,但由于其自身故障而未正常動(dòng)作,則定義該保護(hù)單元發(fā)生“拒動(dòng)”故障。

        如果電氣系統(tǒng)本身工作正常,但其保護(hù)單元由于自身的原因(如自身發(fā)生故障)而錯(cuò)誤地動(dòng)作導(dǎo)致電氣系統(tǒng)工作狀態(tài)發(fā)生改變,則定義該保護(hù)單元發(fā)生“誤動(dòng)”故障。

        由于電氣系統(tǒng)保護(hù)單元發(fā)生“拒動(dòng)”故障時(shí),電氣系統(tǒng)也已發(fā)生故障,所以“拒動(dòng)”故障僅影響電氣系統(tǒng)的安全性,并不影響電氣系統(tǒng)的可靠性。只有當(dāng)電氣系統(tǒng)保護(hù)單元發(fā)生“誤動(dòng)”故障時(shí),“誤動(dòng)”故障才導(dǎo)致電氣系統(tǒng)增加一次故障,這樣肯定影響電氣系統(tǒng)的可靠性。因此,針對電氣系統(tǒng)保護(hù)單元進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)時(shí),要針對具體問題具體分析,在對系統(tǒng)工作原理全面分析的基礎(chǔ)上,確定出哪些是僅影響系統(tǒng)安全性的拒動(dòng)因素,哪些是影響系統(tǒng)可靠性的誤動(dòng)因素,采用誤動(dòng)系數(shù)法修正傳統(tǒng)元器件計(jì)數(shù)法的通用數(shù)學(xué)模型,更加科學(xué)地預(yù)計(jì)出電氣系統(tǒng)保護(hù)單元的可靠性特征量。[12]

        2 保護(hù)單元可靠性預(yù)計(jì)數(shù)學(xué)模型

        2.1 預(yù)計(jì)保護(hù)單元可靠性的元器件計(jì)數(shù)法

        文獻(xiàn)[10]給出的元器件計(jì)數(shù)法通用數(shù)學(xué)模型為

        (1)

        (2)

        Rs(t)=exp(-λst)

        (3)

        式(1)~式(3)中:λs為系統(tǒng)總的失效率;tMTBF為系統(tǒng)平均無故障工作時(shí)間;Rs為系統(tǒng)總的可靠度;n為不同的通用元器件的種類數(shù);λQi為第i種通用元器件的質(zhì)量系數(shù);Ni為第i種通用元器件的數(shù)量;λGi為第i種通用元器件的通用失效率。

        2.2 預(yù)計(jì)保護(hù)單元可靠性的誤動(dòng)系數(shù)法

        為獲得最合理的失效率數(shù)據(jù),充分考慮到電氣系統(tǒng)保護(hù)單元的特點(diǎn),應(yīng)用誤動(dòng)系數(shù)法修正傳統(tǒng)元器件計(jì)數(shù)法的通用數(shù)學(xué)模型式(1)~式(3),修正后的數(shù)學(xué)模型為

        (4)

        (5)

        Rs(t)=exp(-λst)

        (6)

        λ誤動(dòng)=βλG

        (7)

        式(4)~式(7)中:βi為第i種通用元器件的誤動(dòng)系數(shù);λ誤動(dòng)為電氣系統(tǒng)保護(hù)單元誤動(dòng)失效率。

        電氣系統(tǒng)通用元器件的誤動(dòng)系數(shù)有3種形式:

        1)β=1(電氣系統(tǒng)非保護(hù)單元的元器件)。

        2)β=0(電氣系統(tǒng)保護(hù)單元拒動(dòng)失效模式下的元器件)。

        3)β=α(電氣系統(tǒng)保護(hù)單元誤動(dòng)失效模式下的元器件)。

        α是某種元器件在不同失效模式下的相對頻率,所用到的部分元器件α值見表1。表1中:元器件的誤動(dòng)失效率λ誤動(dòng)等于該元器件的通用失效率λG乘以該元器件誤動(dòng)失效模式所占的百分比數(shù)(相對頻率α(%))。通常α表示某種元器件的失效模式在元器件總失效模式中所占的百分比數(shù),很顯然,一個(gè)元器件在所有失效模式下的相對頻率α值之和等于1。

        表1 誤動(dòng)失效率計(jì)算

        3 應(yīng)用算例

        3.1 負(fù)壓保護(hù)單元

        船舶電站自動(dòng)控制分系統(tǒng)SDA-22欠壓保護(hù)單元控制原理圖見圖1。[12-13]

        圖1 欠壓保護(hù)單元

        船舶電站自動(dòng)控制分系統(tǒng)SDA-22欠壓保護(hù)單元的作用是:當(dāng)船舶電力系統(tǒng)發(fā)生欠壓故障時(shí),船舶電站綜合保護(hù)系統(tǒng)經(jīng)延時(shí)確認(rèn)后控制船舶發(fā)電機(jī)主開關(guān)跳閘,以保護(hù)船舶發(fā)電機(jī)。

        對于船舶發(fā)電機(jī)欠壓保護(hù)的整定,我國《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范2012》規(guī)定:

        1)用于避免發(fā)電機(jī)不發(fā)電時(shí)閉合斷路器應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作。

        2)當(dāng)電壓降低至額定電壓的70%~35%時(shí),應(yīng)經(jīng)系統(tǒng)選擇性保護(hù)要求的延時(shí)后動(dòng)作。

        船舶電站的電壓參數(shù)經(jīng)降壓、分壓、整流、濾波后形成檢測電壓信號(hào)VIN,其經(jīng)電阻R1接入運(yùn)算放大器N1的反相端。經(jīng)檢測電壓信號(hào)VIN與船舶電站電壓參數(shù)成正比。當(dāng)船舶電站的電壓參數(shù)正常時(shí),檢測電壓信號(hào)VIN的電平高于運(yùn)算放大器N1的同相端給定信號(hào)電平,輸出電壓信號(hào)Vout為高電平,繼電器J失電,其輔助觸點(diǎn)未發(fā)出欠壓保護(hù)信號(hào)。當(dāng)船舶電站發(fā)生欠壓故障時(shí),檢測電壓信號(hào)VIN電平低于運(yùn)算放大器N1的同相端給定信號(hào)電平,輸出電壓信號(hào)Vout為低電平,繼電器J則處于得電動(dòng)作狀態(tài),其輔助觸點(diǎn)發(fā)出欠壓保護(hù)信號(hào)。

        綜上所述,如果船舶電站電網(wǎng)電壓發(fā)生欠壓故障,輸入電壓信號(hào)VIN為低電平,而輸出電壓信號(hào)Vout卻為高電平,繼電器J釋放而未動(dòng)作,這種情況說明保護(hù)單元發(fā)生“拒動(dòng)”故障。

        從船舶電站系統(tǒng)功能的角度分析,如果發(fā)生“拒動(dòng)”故障,必將引起船舶發(fā)電機(jī)電流等參數(shù)出現(xiàn)大幅度波動(dòng),船舶電站綜合保護(hù)系統(tǒng)將進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù),本文僅限于討論船舶電站自動(dòng)控制分系統(tǒng)SDA-22欠壓保護(hù)單元的可靠性。

        如果船舶電站電壓參數(shù)運(yùn)行正常,但是繼電器J的輔助觸點(diǎn)發(fā)出欠壓保護(hù)信號(hào),造成船舶電站運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變,這種現(xiàn)象表明:船舶電站欠壓保護(hù)單元發(fā)生“誤動(dòng)”故障。

        (1)造成保護(hù)單元發(fā)生“誤動(dòng)”故障的主要原因有:晶體管T發(fā)生短路失效;繼電器J輔助觸點(diǎn)失效;運(yùn)算放大器N1輸出為高電平信號(hào)。

        (2)造成運(yùn)算放大器N1輸出為高電平信號(hào)的主要原因有:電阻R15、R1發(fā)生開路失效;輸入電壓信號(hào)VIN為低電平。

        (3)造成輸入電壓信號(hào)VIN為低電平的主要原因有:電容C10發(fā)生短路失效;電阻R16、R7發(fā)生開路失效;二極管V19發(fā)生開路失效;穩(wěn)壓管V11發(fā)生短路失效;變壓器Bm發(fā)生開路失效。

        繼電器J輔助觸點(diǎn)失效、晶體管T短路失效、電阻R15、R1開路失效、電容C10短路失效、電阻R16、R7開路失效、二極管V19開路失效、穩(wěn)壓管V11短路失效、變壓器Bm開路失效共10種元器件失效模式造成欠壓保護(hù)單元發(fā)生“誤動(dòng)”故障。

        船舶電站自動(dòng)控制分系統(tǒng)SDA-22欠壓保護(hù)單元中的元器件通用失效率、各主要失效模式相對頻率α(%)以及誤動(dòng)失效率的計(jì)算如表1所示。

        3.2 元器件計(jì)數(shù)法預(yù)計(jì)保護(hù)單元的可靠性

        共有19個(gè)通用元器件按照可靠性串聯(lián)模型組成船舶電站欠壓保護(hù)單元可靠性模型。按照一般元器件記數(shù)方法對保護(hù)單元的可靠性進(jìn)行預(yù)計(jì),船舶電站欠壓保護(hù)單元各個(gè)可靠性特征量預(yù)計(jì)結(jié)果為

        22.492 4×10-6/h

        (8)

        Rs(t)=exp(-λst)

        (9)

        (10)

        3.3 誤動(dòng)系數(shù)法修正保護(hù)單元可靠性預(yù)計(jì)

        考慮到電氣系統(tǒng)欠壓保護(hù)單元的特點(diǎn),采用誤動(dòng)系數(shù)法修正傳統(tǒng)元器件計(jì)數(shù)法的通用數(shù)學(xué)模型,即用保護(hù)單元的誤動(dòng)失效率λ誤動(dòng)代替其通用失效率λG。這樣,船舶電站欠壓保護(hù)單元各個(gè)可靠性特征量的預(yù)計(jì)結(jié)果為

        (11)

        (13)

        由式(11)~式(13)可知:采用誤動(dòng)系數(shù)法修正傳統(tǒng)元器件計(jì)數(shù)法的通用數(shù)學(xué)模型,以元器件的誤動(dòng)失效率替代元器件的通用失效率,船舶電氣系統(tǒng)保護(hù)單元的失效率僅為常規(guī)計(jì)數(shù)法預(yù)計(jì)結(jié)果的27.5%,船舶電氣系統(tǒng)保護(hù)單元平均無故障工作時(shí)間約提高到常規(guī)計(jì)數(shù)法預(yù)計(jì)結(jié)果的4倍。

        4 結(jié)束語

        針對船舶電氣系統(tǒng)保護(hù)單元的特點(diǎn),采用誤動(dòng)系數(shù)法修正傳統(tǒng)元器件計(jì)數(shù)法通用數(shù)學(xué)模型,這種修正方法其結(jié)果更合理、更精確,為深入研究船舶電站可靠性建模工作提供更加有力的支撐。

        猜你喜歡
        計(jì)數(shù)法失效率元器件
        PHMSA和EGIG的天然氣管道失效率對比研究
        化工管理(2023年17期)2023-06-16 05:56:54
        元器件國產(chǎn)化推進(jìn)工作實(shí)踐探索
        顯微鏡手工計(jì)數(shù)法在低值血小板計(jì)數(shù)中的應(yīng)用
        Archimedean copula刻畫的尺度比例失效率模型的極小次序統(tǒng)計(jì)量的隨機(jī)序
        神奇的計(jì)數(shù)法
        深入理解失效率和返修率?
        裝備元器件采購質(zhì)量管理與控制探討
        基于DSP+FPGA的元器件焊接垂直度識(shí)別方法
        “宇宙之大,粒子之微”盡顯“科學(xué)計(jì)數(shù)法”的魅力
        炭黑氣力輸送裝置主要元器件的選擇
        最新中文字幕av无码不卡| 午夜亚洲精品一区二区| 日本视频在线观看一区二区| 免费无码一区二区三区a片百度| 性色av无码一区二区三区人妻| 中文字幕精品久久天堂一区| 在线亚洲精品一区二区三区| 午夜秒播久久精品麻豆| 一品二品三品中文字幕| 亚洲毛片网| 国产免费99久久精品| 国产欧美综合一区二区三区 | 国产特级毛片aaaaaa高清| 午夜短无码| 综合久久一区二区三区| 无码人妻精品中文字幕| 精品久久人人妻人人做精品| 阿v视频在线| 国产亚洲3p一区二区| 老色鬼在线精品视频| 国产欧美一区二区精品性色| 亚洲国产成人aⅴ毛片大全| 日韩精品一区二区三区人妻在线| 久久久国产精品ⅤA麻豆百度| 国产精品久久av高潮呻吟| 亚洲成av人片乱码色午夜| 国产乱人伦在线播放| 亚洲AV秘 无码一区二区三| 视频一区视频二区自拍偷拍| 亚洲人成欧美中文字幕| 99久久综合狠狠综合久久| 大肥婆老熟女一区二区精品| 国产流白浆视频在线观看| 久久久精品国产sm调教网站| 欧美成人在线A免费观看| 日本超骚少妇熟妇视频| 激情内射亚洲一区二区三区| 亚洲依依成人亚洲社区| 免费a级毛片无码a∨免费| 手机在线播放av网址| 激性欧美激情在线|