Требования к надежности ЦРЗА в технических условиях

29 мая 2013 в 14:00

Продолжаем цикл статей,
посвященных надежности цифровых
устройств релейной защиты, автоматики,
управления и сигнализации,
начатый работами [1, 8]

Требования к надежности ЦРЗА в технических условиях

После определения номенклатуры показателей надежности цифровых устройств релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации [1] можно составлять раздел технических условий «Требования надежности» [2], в котором должны быть перечислены показатели надежности и их значения.

В действующих нормативных документах [3] предусмотрено задание в разделе «Требования к надежности» показателей:

• безотказности;
• ремонтопригодности;
• долговечности;
• сохраняемости.

Из множества показателей безотказности, предусмотренных в [4], в статье [5] выбран один – наработка на отказ.

Руководящим документом [6] рекомендовано два значения этого показателя – 100000 часов или 125000 часов.

За время, прошедшее с момента издания этого документа требования к безотказности ЦРЗА существенно ужесточились и теперь средняя наработка на отказ ЦРЗА должна быть не менее 150000 часов. Метод оценки этого показателя описан в работе [7].

В предыдущей работе [5] упомянуты такие показатели:

• безотказности «Параметр потока ложных срабатываний (при отсутствии требования) [1]»;
• «Средняя вероятность отказа в срабатывании (при появлении требования)» [2].

На мой взгляд, включать эти показатели в технические условия на цифровые устройства можно будет только после выбора метода их оценки, чему предполагается посвятить отдельные статьи.

В качестве показателя ремонтопригодности в статье [5] предложено оставить среднее время восстановления. Значение этого показателя согласно [Р.1] выбирают из ряда 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 ч.

При выборе значения для этого показателя необходимо учитывать время, затрачиваемое на поиск неисправности [8], а также время, затрачиваемое на замену неисправного модуля.

В технических условиях [2] среднее значение этого показателя выбрано равным 2 часам [3].

Из трех показателей долговечности, установленных в нормативных документах, в статье [5] выбран средний срок службы.

В связи с тем, что для ЦРЗА не предусмотрены ремонты, то использование показателя «полный средний срок службы» [6], в котором учитывается продолжительность ремонтов, представляется излишним.

В документе [6] для срока службы предусмотрено два значения – 20 и 25 лет.

Данный вид изделий в России первым начал выпускать НТЦ «Механотро-ника» и до настоящего времени изделия, выпущенные в 1998 году, находятся в эксплуатации. Поэтому подтвержденное по всему массиву изделий, выпущен-ных в 1998 году, значение показателя «средний срок службы» составляет 15 лет.

Нельзя не отметить, что некоторые организации, проводящие аттестацию данных изделий для своих отраслей, стали требовать увеличения среднего срока службы ЦРЗА и шкафов с ЦРЗА до 30 лет.

Выбирая то или иное значение срока службы следует учитывать, что с увеличением «возраста» изделия затраты на восстановление его работоспособного состояния увеличиваются и в конце концов замена изделия новым оказывается экономически более выгодной, чем обслуживание «старого» изделия.

Приняв во внимание всё сказанное для показателя «средний срок службы» в технических условиях [2] выбрано значение 25 лет.

Здесь необходимо отметить, что вместо показателя «средний срок службы» более корректным было бы использование показателя «назначенный срок службы», однако это потребует внесения соответствующих изменений в нормативные документы.

В число показателей сохраняемости в технические условия для ЦРЗА целесообразно включить оба показателя [8] [4]:

• средний срок сохраняемости;
• гамма-процентный срок сохраняемости.

В нормативных документах значения этих показателей не регламенти-рованы.

В технических условиях [2, 9] значения этих показателей выбраны по результатам контрольных испытаний на надежность [10], а именно:

• Tcс = 24 месяца,
• Tcγ = 24 месяца при γ = 90%.

Необходимость введения в ТУ показателя «удельная суммарная продолжительность ТО» будет рассмотрена в другой статье.

В связи с тем, что в цифровые блоки встроена система самодиагностики, то предусмотренные стандартом [3] критерии отказов должны быть сформулированы так, как их задаёт система самодиагностики.

Например, в изделиях производства НТЦ «Механотроника» по результатам самодиагностики формируется один из трёх сигналов:

• блок исправен – дефекты отсутствуют;
• блок неисправен (сигнал «Неисправность») – выявленные дефекты не влияют на работу алгоритмов защиты;
• отказ блока (сигнал «Отказ») – выявленные дефекты препятствуют работе алгоритмов защиты или отсутствует оперативное питание блока.

Учитывая сказанное, а технических условиях [2] критерии отказов записаны в разделе «Требования к диагностированию».

Стандарт [3] требует указывать в разделе ТУ «Требования к надежности» значения показателей, используемых при контрольных испытаниях на надежность:

• риск поставщика α;
• риск потребителя β;
• браковочный уровень Rβ;
• приемочный уровень Rα.

Для того, чтобы не загромождать раздел технических условий «Требования к надежности» комментариями к этим показателям, представляется целесообразным помещать их в документах, разрабатываемых для проведения контрольных испытаний на надежность.

Литература

1. Захаров О.Г. Номенклатура показателей надежности ЦРЗА //Электронный ресурс. Режим доступа:http://www.energoboard.ru/articles/2987-nomenklatura-pokazateley-nadegnosti-tsrza.html
2. Новый стандарт организации – технические условия на блоки БМРЗ для железных дорог, производства НТЦ “ Механотроника” //Электронный ресурс. Режим доступа:http://rza.org.ua/news/read/Noviy-standart-organizatsii---tehnicheskie-usloviya---na-bloki-BMRZ-dlya-zheleznih-dorog----proizvodstva-NTTS---Mehanotronika---_1919.html
3. ГОСТ 27.003-90. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности. М.: Издательство стандартов, 1991
4. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1991
5. Захаров О.Г. Номенклатура показателей надежности ЦРЗА// Электронный ресурс. Режим доступа:http://rza.org.ua/article/read/Nomenklatura-pokazatelej-nadezhnosti-CRZA.html
6. РД 34.35.310-97 Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем. // М.: ОРГРЭС, 1997, 36 с.
7. Гондуров С.А., Захаров О.Г. Определение наработки на отказ по результатам эксплуатации.//Электронный ресурс. Режим доступа:http://rza.org.ua/article/read/Opredelenie-narabotki-na-otkaz-po-rezul-tatam-ekspluatatsii--Gondurov-S-A---Zaharov-O-G-_77.html//Печатный вариант статьи опубликован в журнале СТА (Современные технологии автоматизации) №3 за 2010 год на с. 88 под названием «Способ оценки наработки на отказ по результатам эксплуатации для устройств релейной защиты и автоматики».
8. Захаров О.Г. Поиск дефектов в релейно-контакторных схемах. М.: НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик», 2010 ( в двух частях).
9. Захаров О.Г. Технические условия на цифровые устройства: конструкторский документ или стандарт организации? // Стандарты и качество, №3(909) 2013, С. 40
10. Захаров О.Г. Оценка сохраняемости цифровых устройств релейной защиты. //СТА (Современные технологии автоматизации), №2, 2013, С. 90// Статью можно прочесть на электронном ресурсе «Всё о релейной защите». Режим доступаhttp://rza.org.ua/article/read/Otsenka-pokazateley-sohranyaemosti---tsifrovih-ustroystv-releynoy-zashchiti--Zaharov-O-G-_119.html
11. ГОСТ 2.114 – 95. Единая система конструкторской документации. Технические условия

[1] РД [Р.1] значение этого показателя предложено выбирать из двух значений – 10-5, 10-6, в стандарте [Г.6] – приведено одно значение 0,0011/год.

[2] РД [Р.1] значение этого показателя предложено выбирать из двух значений – 10-6, 10-7.

[3] При наличии полного комплекта запасных сменных модулей.

[4] Отказ хранящегося или транспортируемого ЦРЗА не приводит к катастрофическим последствиям [Г.2].