电力系统远动_08-4-23_4-30

电力系统远动

朱自伟

南昌大学信息工程学院

2008年4月23、30日1

远动系统可靠性

第一讲常用的可靠性指标

第二讲远动监控系统冗余结构设计

第三讲硬件可靠性设计

第四讲软件的可靠性

第五讲接地技术

第六讲抗干扰编码

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1. 可靠度R （t ）

在规定的条件下和规定的时间内，系统能完成规定功能的概率。与可靠性有关的常用参数定义：

t e

t R λ−=)(RAMS —R eliability, A vailability , M aintainability ，S ecurity

可靠性可用性可维护性安全性

2. 瞬时失效率λ(t)－电子设备老化基本为一常数单位时间内t 时刻，系统发生瞬时失效的概率。可靠性参数(R eliability )：

3. 平均寿命MTTF 和平均无故障工作时间MTBF 平均寿命MTTF(Mean Time To Failure)：（不可维修系统）一批相同产品失效前工作寿命的平均值。

平均无故障工作时间MTBF(Mean Time Between Fa ilure)：

（可维修系统）系统两次相邻故障间的工作时间的平均值。

λ

1=

MTBF MTTF 或

5

并联系统的可靠性:

如果组成系统的所有单元都失效，整个系统才会失效，这种系统称为并联系统。

121(1)*(1)*......(1)N R R R R =−−−−1

2

n-1

n …

并联系统的可靠性:并联系统的失效率:1111p N j j λλ

==∑并联系统的平均无故障时间：MTBF=1111112N j j N λλλλ

==++∑L

串联系统：

串联系统的失效率：串联系统的可靠性:

12

......

s N λλλλ=++

12

**......

N R R R R

=

12……N

思考题：

并联系统的可靠性>串联系统的可靠性，为什么?

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可用性参数(A vailability , M aintainability)

1. 系统维修度G(t)

在规定的条件和规定的时间内，系统能被修复的概率。

2. 修复率μ(t)

单位时间t时刻，系统瞬时被修复的概率。

3.平均修复时间MTTR ：MTTR=1/μ

5. 稳态有效度A（系统利用率,系统可用率）

4. 瞬态有效度A（t）

系统在时刻t处于可工作状态的概率。

稳态有效度定义：当时间t趋于无穷大情况下的瞬态有效度，

Æ系统的利用率即：)

(lim t A A t ∞

→=MTTR

MTBF MTBF +==总和工作时间与停机时间的工作时间的总和A 稳态有效度

大系统可用率：

¾一个大系统往往由多个相对独立的部分组成，这些部分被称为子系统。每个子系统都有自己的可用率。

¾这些子系统组成一个大系统时，根据这些子系统的之间的连接关系，可以计算出整个系统的可用率：

9串联系统的可用率：由多个子系统组成的系统，若该系统必须在每个子系统均正常运行的条件下才能正常运行，则各个子系统的连接是串联的，这样的系统为串联系统。

8

9

串联系统的可用率与各子系统可用率的关系为：•其中为系统可用率；为各子系统的可用率。

举例：有两个子系统，可用率分别为90%和95%，在它们串联后，总可用率为：85.5%

123**s n

A A A A A =L s A 12,,n A A A L 结论：子系统的串联使总的可用性下降！

109并联系统的可用率

若系统由两个或多个并列的子系统组成，该系统在其中一个子系统正常运行时就能保证正常运行，则各个子系统的连接关系是并联的，这样的系统被称为并联系统。

对于两个子系统并联而成的系统，其可用率与两个子系统的可用率的关系为：

•举例：有两个子系统，可用率分别为90%和95%，在它们并联后，总可用率为：99.5%

11212

1-1.s A A A A A A =+=−（）结论：子系统的并联使总的可用性提高！

提高系统可靠性指标的方法：

采取：冗余设计、减额设计、热设计、稳定性设计、电磁兼容性设计、软件可靠性设计等

提高可靠性的方法，保证电路、系统在设计

时既具有较高的可靠性指标。

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远动系统可靠性

第一讲常用的可靠性指标

第二讲远动监控系统冗余结构设计

第三讲硬件可靠性设计

第四讲软件的可靠性

第五讲接地技术

第六讲抗干扰编码

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冗余系统定义：某一设备或系统与另一设备或系统的基本功能完全相同，它们不管其中一个运行还是故障，另一个都可以执行要求的功能。

冗余方式的系统配置方案：重要设备、信道、控制终端、打印机等。

冗余配置的目的：提高系统的可靠性。

冗余的备用方式：

冷备用：作为备用的设备不运行指定的程序或关机待命，主机故障或需切换时投入。

热备用：主备同时运行，备机监视主机，自动切

换，故障或需要时切换运行。

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无冗余系统的可靠性：

对于两个相同单元组成的可维修并联热备用系统：

λ

1

1=

MTBF μ

λ

λ

1

1

1

1+

=

A 2

221

λ

μ

λ+=MTBF 22111111

1

(1)1*1A A A A A A A A =+−=−=−≥单元系统：稳态有效度：（系统利用率）

对可维修并联热备系统停机时间：由A=MTBF/(MTBF+MTTR)可得：

瞬时失效率

修复率

μ

21

2=

MTTR