Резервированные объекты

Классификация, общие понятия

Резервирование - метод повышения надежности объекта введением избыточности. Различают два вида резервирования – функциональное и структурное.

Структурное резервирование основано на использовании избыточных элементов структуры объекта. Такой вид резервирования является основным для устройств преобразования энергии. Наоборот, в устройствах передачи электроэнергии применение структурного резервирования очень ограничено.

Различают два метода резервирования – пассивный и активный. При пассивном резервировании после отказа одного из элементов структура объекта не изменяется, причем отказ одного или нескольких элементов не влияет на структуру объекта. Например, гирлянда изоляторов. Как правило, при пробое одного из нескольких изоляторов гирлянда не теряет работоспособность.

При отказе хотя бы одного элемента могут измениться условия нагружения оставшихся. Здесь возможны три варианта:

Объекты с неизменной нагрузкой на элемент – при отказе одного или нескольких элементов нагрузка на оставшийся в работе не изменяется, т.е. объект в целом снижает свою производительность;

Объекты с перераспределением нагрузки между элементами – при отказе хотя бы одного элемента увеличивается нагрузка на оставшиеся работоспособными, например, гирлянда изоляторов;

Объекты с резервированием по нагрузке, когда отказ хотя бы одного элемента приводит к отказу объекта, но интенсивность отказов каждого элемента снижена из-за распределения нагрузки между ними. Пример – цепочка из последовательно соединенных вентилей для отказа типа «обрыв».

Пассивное резервирование наиболее выгодно в объектах с неизменной нагрузкой, наименее – в объектах с резервированием по нагрузке.

При активном резервировании после возникновения отказа объект перестраивает свою структуру для восстановления работоспособности. Важной особенностью активного резервирования является наличие переключателей. Перестройка структуры объекта может выполняться как автоматически, так и оперативным персоналом. В устройствах электроснабжения предпочтителен автоматический способ управления переключателями, т.к. время включения резерва вручную часто недопустимо велико. Пример – тяговая подстанция.

Оба метода (активный и пассивный) могут иметь несколько схем:

Общее резервирование (резервируется весь объект в целом);

Раздельное резервирование (резервируются отдельные элементы);

Скользящее резервирование (взамен любого из отказавших элементов может подключаться единственный резервный).