curs fiabilitate editura nou

Download Curs Fiabilitate Editura NOU

Post on 26-Jun-2015

1.020 views

Category:

Documents

5 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

FIABILITATEA INSTALAIILOR ENERGETICE1 IOAN P. VIZITEU FIABILITATEA INSTALAIILOR ENERGETICE Unica vecie dat e dragostea FIABILITATEAINSTALAIILORENERGETICE 2 IOAN P. VIZITEU FIABILITATEAINSTALAIILOR ENERGETICE

EDITURA PIM IAI 2010 FIABILITATEAINSTALAIILORENERGETICE 3 Copyright 2010 Toate drepturile asupra acestei ediii sunt rezervate autorului Refereni tiinifici: Prof.univ.dr.ing.DUMITRU IVAS Tehnoredactare:Georgeta Viziteu Director Editorial Editura PIM Iai, 2010 ISBN Descrierea CIP a Camerei Naionale a Crii Viziteu, Ioan Fiabilitatea instalaiilor energetice ISBN 30ex FIABILITATEAINSTALAIILORENERGETICE 4 REFERAT Asupra crii cu titlul, FIABILITATEA INSTALAIILOR ENERGETICE Autor: IOAN P. VIZITEU Cartea este rezultatul activitii didactice, tiinifice i n exploatarea SEN a autorului pe o perioad ndelungat (28 ani), activiti care l-au format i consacrat ca specialist de marc, lucru dovedit i de numeroasele sale participri la manifestri tiinifice de prestigiu din lume i din ar, de premiile obinute, de apartenena la societi si comitete tiinifice. Autorul a obtinut titlul de dr.ing in Fiabilitate cu o teza valoroasa care a abordat pentru prima data la noi problema fiabilitatii sistemelor de protectie si securitate. Meritul major al lucrrii Fiabilitatea instalaiilor energetice , autor prof.univ.dr.ing. Ioan P. Viziteu, const n tratarea riguroas a unei teme pe ct de important pe att de puin regsit n literatura de specialitate. Cartea este structurat n trei pri :1. Elemente de baz n teoria fiabilitii2. Fiabilitatea sistemelor de protecii i automatizare ale instalaiilor electroenergetice3. Elemente de optim i tehnici moderne utilizate in fiabilitatea instalaiilor electroenergetice Autorul abordeaz problema fiabilitii sub aspectele: previzional, experimental i operaional. Prof. dr. ing. Ioan P. Viziteu folosete n lucrare instrumente matematice sofisticate, de mare acuratee i de pe poziia unui foarte bun cunosctor al fenomenelor din instalaiile energetice. Lucrarea, are un pronunat caracter aplicativ, oferind instrumente de analiz att pentru cei care concep ct i pentru cei care exploateaz instalaiile de protecie i automatizare. Autorul pune la dispoziia cititorilor o serie de algoritmi care determin fiabilitatea i securitatea instalaiilor de protecie i autometizare. Lucrarea reprezint pentru orice lucrtor n domeniul proteciei i automatizrii instalaiilor electroenergetice, o invitaie la o abordare, pe un nivel superior, rafinat, a activitii sale, cu efecte benefice dintre cele mai concrete, asupra siguranei Sistemului Energetic Naional. Cartea este recomandat att studenilor, cercettorilor, doctoranzilor i universitarilor ct i inginerilor din exploatare, ntreinere, montaj, proiectare din domeniul electric. Felicit autorul i editura pentru demersul lor deosebit de util. Prof.dr.ing. Dumitru Ivas FIABILITATEAINSTALAIILORENERGETICE 5 CUPRINS PARTEA I-a ELEMENTE DE BAZA IN TEORIA FIABILITATII .........................................11 I.1.Introducere ......12 I.2. Modelematematicefolositenfiabilitate........15 I.2.1. Modelareacomportriielementelorisistemelor.........15 I.3.Variabile aleatoare...........25 I.3.1. Operaii cu variabile aleatoare................26 I.3.2.Funcii de repartiie ......27 I.3.3.Densitateaderepartiie......29 I.3.4.Valori medii ;momente.........29 I.3.4.1. Cazulvariabileloraleatoarediscrete..........29 I.3.4.2. Cazulvariabileloraleatoare continue........32 I.3.5. Funciacaracteristic.............33 I.3.6. Funcia generatoare............37 I.4.Legiclasicedeprobabilitate...............40 I.4.1. Legiclasicederepartiiedetipdiscret...........41I.4.1.1.Repartiiabinomial sau repartiia lui Bernoulli (schema urnei lui Bernoulli)..............................................................................41 I.4.1.2. RepartiiaPoisson ............43 I.4.1.3. Repartiiamultinominal...........44 I.4.1.4. Repartiiabinomial cu exponentnegativ.....46 I.4.1.5. Repartiiahipergeometric...........46 I.4.2.Legiclasicederepartiiedetip continuu.........46 I.4.2.1. Repartiianormal.........46 I.4.2.2. Repartiianormalredus...........48 I.4.2.3. Repartiialognormal............48 FIABILITATEAINSTALAIILORENERGETICE 6 I.4.2.4. Repartiia exponenial..........49 I.4.2.5. Repartiia2 (hi ptrat).................49 I.4.2.6. RepartiiaWeibull..............50 I.5. Fiabilitatea elementului simplu.........51I.5.1 Fiabilitateaelementuluisimplunereparabil.........51 I.5.2Calcululfiabilitiielementului simplureparabil.......55 I.6.Fiabilitatea sistemelor cu structur serie paralel.......58 I.6.1 Fiabilitateasistemelorcu structuraserie.................58 I.6.2.Fiabilitatea sistemelor cu structuraparalel............59 I.6.3 Fiabilitateasistemelorcustructurmixt...............60 I.6.4 Structura redondant global....64 I.6.5 Structuri necompozabile - Structuratriunghi - stea istea triunghi.............................................65 I.6.6 Reprezentareaparametric bidimensional......67 I.7. Construciaisimplificarea funciilor de structuri a reelelor de fiabilitate ..70 I.7.1.Legturiitieturi ........70 I.7.2.Simplificareafunciilordestructuriareelelorde fiabilitate............................................................................................72 I.7.2.1. Funciaestemonoton...........72 I.7.2.2. Funciaestenemonoton...........73 I.8. Metodedecalculafiabilitii.........75 I.8.1.Metodabinomial.......75 I.8.2 MetodaMonte Carlo..........79 I.8.3 Metodebazatepeprocese Marcov cuparametru continuu ..............82 I.8.3.1. ProceseMarcov.........82 I.8.3.2. Intensitatea de tranziie......84 I.8.3.3Ecuaiadifereniala parametrilordestare.........85 I.8.3.4. MetodebazatepeproceseMarcovdetipcontinuu.......85 I.8.3.5.MetodeMarkov de tip continuupentruun sistemserie.......88 I.8.3.6 Repartiiiteoreticeirepartiiiempirice......91 I.8.4Metodacelormaimiciptrate simple.....92 FIABILITATEAINSTALAIILORENERGETICE 7 I.9.Metodelestatisticededeterminareafiabilitii........97 I.9.1. Etapeleestimrii.............97 I.9.2 .Construireafunciilorempiricedefiabilitate

) ( ) ( ), ( ) (^ ^ ^ ^, ,t f t t Q t R ........98 I.9.3.Planurideexperimentarepentruestimareaindicatorilor defiabilitate ..99 I.10.Estimaiaparametrilorlegilordeprobabilitate.............100 I.10.1. Repartiiacompletspecificat......100 I.10.2. Funcia de estimaie (estimatorul).........101 I.10.3. Estimatorulabsolutcorect........102 I.10.4. Estimaie eficient...........103 I.10.5. Determinareaparametrilor funciei derepartiie..........104 I.10.6. Metodaverosimilitiimaxime.........105 I.11.Verificareaipotezelor statistice....106 I.11.1 .Putereaunuitest........107 I.11.2. . Testul2.......109 PARTEA a II-a FIABILITATEA SISTEMELOR DE PROTECII I AUTOMATIZARE ALE INSTALAIILORELECTROENERGETICE ...................................................111 II.1.Modelul fiabilitii previzionale...........................................................112 II.1.1 Modelele de fiabilitate ale releelor i sistemelor de protecie .................112 II.1.2.Definiii i concepte ................................................................................112 II.1.3.Locul i rolul proteciilor...........................................................................114 II.1.4.Variante de echipare primar a unui element primar cu ntreruptoare respectiv protecii............................................................ 114 II.1.5.Defeciuni ale proteciilor i efectele lor ................................................. 116 II.1.6.Modelul de fiabilitate al unui releu simplu .............................................. 118 II.1.7.Modele de fiabilitate a sistemelor de protecie montate peintreruptoare ..................................................................................... 122 II.1.8. Model de calcul a fiabilitii unui element primar cuconsiderarea echipriiacestuia cu protecii. .........................................123 II.2.Modelul fiabilitii experimentale ...................................................... 126 FIABILITATEAINSTALAIILORENERGETICE 8 II.2.1. Expresiile matematice ale probabilitilor ansamblului constituit de protecia de distan ........................................................................ 126 II.2.2. Modelul timpului de rspuns, ca variabil aleatoare, pentru relee de distan.................................................................................... 133 II.3.Modelul fiabilitii operaionale ......................................................... 146 II.3.1. Funciile statistice pentru fiabilitatea operaional a instalaiilorde protecie i automatizare ............................................................. 147 II.3.2. Intensitatea operaional de transmitere a rspunsurilor eronate..... 149 II.3.3. Intensitatea operaional de transmitere a funcionrilor Intempestive. .....................................................................................153 II.3.4. Intensitatea operaional de refuz .....................................................157 II.3.5. Densitatea operaional de repartiie a timpuluide funcionare corect pn la primul rspuns eronatal proteciei sau automatizrii............................................................ 161II.3.6. Densitatea operaional de repartiie a timpului defuncionare corect pn la prima funcionare intempestiv a instalaiei .................................................................. 163 II.3.7. Densitatea operaionalde repartiie a timpului de funcionare corect pn la primul refuz al instalaiei ....................... 165 II.3.8. Fiabilitatea operaional sau probabilitatea defuncionare corect nentrerupt n intervalul [0, ti]sau probabilitatea de a nu transmite rspunsuri eronate n intervalul [0, ti] ............................................................................... 168 II.3.9. Riscul operaional de funcionare intempestiv nintervalul [0, ti] sau probabilitatea de funcionare intempestiv n intervalul [0, ti] ..................................