لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 7
تعویض قطعات و دستگاهها در نیروگاهها و تاسیسات برق‌رسانی
چکیده:
مقاله حاضر موضوع تعویض قطعات و دستگاهها در نیروگاهها و تاسیسات برق رسانی را مورد بحث قرار می‌دهد. با توجه به اهمیت پیشگیری از خوابیدگی دستگاهها در صنایع برق، تعویض پیشگیرانه قطعات و دستگاهها با توجه به آمار از کار افتادگیها و با استفاده از تئوریهای پیشرفته برنامه‌ریزی تحت شرایط عدم اطمینان مورد بررسی قرار می‌گیرد. به این منظور، مسئله تعیین توالی مطلوب زمانهای تعویض و تقریر مشی تعویض، بنحوی که تعداد از کار افتادگیها و یا زمان خوابیدگی دستگاهها و تاسیسات به حداقل مقدار ممکن خود تقلیل یابد تحلیل خواهد شد.
شرح مقاله:
معمولاً از کار افتادگی قطعات و دستگاهها جنبه آماری داشته و می‌تواند از نوعی تابع توزیع احتمال تبعیت نماید. لذا تصمیم‌گیری نسبت به تعویض پیشگیرانه قطعات و دستگاهها منجر به برنامه‌ریزی تحت شرایط عدم اطمینان خواهد گشت. شرایط عدم اطمینان به ویژه تحت تاثیر واقعیت قرار دارد که پیش‌بینی زمان وقوع از کار افتادگیها بطور قطع و یقین مقدور نیست.
از آنجا که دستگاه می‌تواند هر آینه دستخوش از کار افتادگی‌های ناگهانی گردد و به محض از کار افتادگی می‌بایست تعمیر و یا تعویض یابد، و نیز از آنجا که از کار افتادگی بمنزله امری غیر منتظره واقع گردد، حتی هزینه‌های ناشیه نیز می‌تواند به مراتب سنگین‌تر از هزینه عملیات برنامه‌ریزی شده نگهداری باشد. در نیروگاهها و تاسیسات برق‌رسانی، با توجه به اهمیت کاهش زمان خاموشی‌ها، می‌توان با طرح‌ریزی مشی نگهداری و زمان بندی عملیات تعویض پیشگیرانه، تعداد از کار افتادگیها و مدت زمان خوابیدگی دستگاهها را تقلیل بخشد.
به منظور تشخیص آنکه چه موقع می‌بایست عملیات تعویض انجام پذیرد، ناگزیر به تعیین توالی زمانهای تعویض خواهیم بود. این توالی زمانها، یا به عبارت دیگر مشی تعویض، را می‌بایست چنان معین کنیم که حد مطلوب و اپتیمم آن به دست آمده باشد و در نیروگاهها و تاسیسات برق‌رسانی، زمان خوابیدگی و تعداد از کار افتادگیها حداقل گردد.
1ـ تئوری تعویض
برای دستیابی به تناوب بهینه تعویض، ابتدا می‌بایست فرایند تعویض را از نظر بگذرانیم. فرض کنیم برای قطعه یا دستگاهی، زمان از کار افتادگی t، متغیر تصادفی پیوسته‌ای باشد که مطابق با تابع چگالی احتمال p(t) رخ دهد (تخمین تابع چگالی احتمال با استفاده از آمار از کار افتادگیها امکان پذیر می‌گردد). همچنین فرض کنیم که در مبدأ زمان با قطعه یا دستگاه جدید شروع به کار کرده باشیم. این قطعه یا دستگاه در زمانی مانند t1 از کار خواهد افتاد که ممکن است بلافاصله با قطعه یا دستگاه دیگری تعویض یابد که آن نیز پس از مدت زمان t2 دچار از کار افتادگی خواهد شد. به این ترتیب دومین از کار افتادگی در زمان t1 + t2 بوقوع می‌پیوندد. چنانچه فرایند تعویض به صورت مزبور ادامه یابد و هر آینه به محض از کار افتادگی، عمل تعویض انجام گیرد و زمان کارکرد r امین قطعه tr باشد، سپس r امین از کار افتادگی در زمان:
/
اتفاق خواهد افتاد. بنابراین زمان r امین تعویض متغیر تصادفی / خواهد بود که مجموع متغیرهای تصادفی t1، t2 و ... و tr می‌باشد. برای مجموع متغیرهای تصادفی می‌توان نشان داد که:
/
در رابطه فوق Pr(s) تبدیل لاپلاس / یعنی تابع چگالی احتمال زمان r امین تعویض / و P(s) تبدیل لاپلاس / یعنی تابع چگالی احتمال زمانهای از کار افتادگی می‌باشد.
همچنین تعداد تعویض تا لحظه t را می‌توان توسط متغیر تصادفی دیگری نظیر Nt مشخص ساخت. برای این منظور می‌بایست زمان معینی مانند t را در نظر گرفته و Nt را بعنوان تعداد تعویض‌های واقع در فاصله زمانی (0 , t) تعریف کنیم. بدیهی است که تعداد تعویض‌ها در فاصله زمانی (t1 , t2) برابر است با:
/
و نیز احتمال کوچکتر بودن Nt از r ، Prob(Nt < r)، با احتمال کمتر بودن t از /، (t > /) Prob، یکسان است، یعنی:
/
چون / تابع چگالی احتمالی / است، داریم:
/
که Pr(t) تابع تجمعی توزیع احتمال / است. سپس با جایگزینی رابطه (5) در رابطه (4) خواهیم داشت:
/
اکنون می‌توان نوشت:
/
که با جایگزینی از رابطه (6) به صورت زیر در می‌آید:
/
آنگاه برای تعیین میانگین تعداد تعویض در فاصله (0 , t) می‌بایست حد انتظار (امید ریاضی) Nt را بدست آوریم. اگر حد انتظار Nt را g(t) بنامیم، داریم:
/
که با استفاده از رابطه (8) بصورت زیر در می‌آید:
/
و برابر است با:
/
تابع g(t) تابع تعویض نامیده می‌شود.
رابطه (11)، پس از تبدیل لاپلاس، رابطه زیر را ارائه می‌کند:
/
که G(s) تبدیل لاپلاس تابع تعویض g(t) و / تبدیل لاپلاس تابع تجمعی توزیع احتمال Pr(t) می‌باشند. سپس با استفـاده از ارتباط بین تبدیل لاپلاس تـابع توزیع احتمال و تابع چگالی احتمال، رابطه (12) به صورت زیر نوشته می‌شود:
/
اینک می‌توان رابطه (2) را در رابطه فوق جایگزین نمود:
/
که رابطه (14) بسط رابطه زیر است:
/
حال چنانچه /، تابع چگالی احتمال زمانهای از کار افتادگی قطعه یا دستگاهی، مشخص باشد می‌توان تبدیل لاپلاس آن یعنی P(s) را بدست آورد و پس از جایگزینی در رابطه (15)، عکس تبدیل لاپلاس G(s) یعنی تابع g(t) را تعیین نمود. با مشخص شدن تابع تعویض g(t)، در واقع میانگین تعداد تعویض در فاصله (0 , t) معلوم می‌شود. یعنی:
/
که L-1 عکس تبدیل لاپلاس را نشان می‌دهد.
در غالب موارد برای تبدیل و عکس تبدیل لاپلاس می توان از جداول تبدیل لاپلاس بهره جست. در مواردی که عکس تبدیل لاپلاس بسهولت امکان پذیر نباشد، می‌توان با استفاده از روش محاسبات عددی تابع تعویض را محاسبه نمود. در این صورت، چنانچه فاصله (0 , t) را به n قسمت مساوی تقسیم کنیم (t = nt)، که طول هر فاصله برابر T باشد و در لحظه t مقدار g(t)، یعنی g(nt)، را با g(n) نشان دهیم، رابطه (16) می‌تواند به صورت زیر نوشته شود:
/
که محاسبه جمله انتگرال در رابطه فوق، با معلوم بودن تابع چگالی احتمال / امکان پذیر می‌گردد. چنانکه از رابطه (17) ملاحظه می‌گردد، می‌توان با استفاده از مقادیر قبلی g(n) مقادیر بعدی آنرا محاسبه نمود. ضمناً باید توجه داشت که مقدار g(0) همواره برابر صفر است، زیرا در زمان صفر هنوز هیچگونه تعویضی صورت نگرفته و لذا تعداد تعویض برابر صفر می‌باشد.
2ـ اپتیمال تعویض
با مشخص بودن تابع تعویض، اینک می‌توان اپتیمال تناوب تعویض پیشگیرانه، به منظور به حداقل رسانیدن زمان خوابیدگی، را تعیین نمود.
چنانچه تناوب تعویض برابر Tr باشد، متوسط تعداد از کار افتادگیها در فاصله زمانی (0 , Tr)، طبق رابطه (9) برابر g(Tr) خواهد بود. بنابراین علاوه بر تعویض پیشگیرانه‌ای که در زمان Tr صورت می‌گیرد. بطور متوسط به تعداد g(Tr) تعویض نیز بلحاظ از کار افتادگیها در فاصله تعویضات می‌تواند روی دهد. از این رو اگر مدت زمان لازم جهت انجام یک عمل تعویض پیشگیرانه / و مدت زمان خوابیدگی دستگاه در اثر وقوع هر خرابی (و انجام عمل تعویض ناشیه) / باشد، مجموع طول زمان خوابیدگی دستگاه برابر با / خواهد بود. بدیهی است که این طول زمان خوابیدگی مجموعاً در مدت زمان / رخ می‌دهد. بنابراین متوسط مدت خوابیدگی دستگاه در واحد زمان، D(Tr) برابر است با:
/
دانلود مقاله کامل درباره تعویض قطعات و دستگاهها در نیروگاهها و تاسیسات برق‌رسانی