Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 42
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Для выравнивания потенциалов по всей площади подстанции выполняется уравнительный контур из стальных полос сечением 40x4 мм2, прокладываемый на глубине 0,8 м от поверхности земли.
Н=0,8 м.;
t=0,802 м.;
L=586 м.;
b=0,04 м.;
Rг,э =
Ом;
Rв.э =
Ом;
N =
;
Защитное заземление подстанции удовлетворяет требованиям рабочих заземлений и заземлений средств грозозащиты. Однако при присоединении средств грозозащиты к защитным заземлениям подстанции необходимо учитывать их особенности.
Защитные и рабочие заземлители отводят в землю ток промышленной частоты, и их сопротивление является стационарным, тогда как через средства грозозащиты проходит ток молнии, который имеет импульсную форму. При стекании с заземлителей больших токов молнии в землю вблизи поверхности электродов создаются очень высокие напряженности электрического поля, под воздействием которых пробивается слой земли, прилегающий к поверхности электрода. Вокруг электрода образуется проводящая зона искрения, которая как бы увеличивает поперечные размеры электрода и тем самым снижает его сопротивление. Однако, наибольший эффект снижения сопротивления за счет искрения имеет место только в том случае, когда электроды имеют небольшие размеры и их индуктивное сопротивление практически не влияет на процесс отвода тока в землю. Такие заземлители называются сосредоточенными.
Следовательно, на подстанции возле каждого молниеотвода устанавливается по три стержня, а у каждого ОПНа (ограничителя перенапряжения)– по одному стержню.
К заземляющим устройствам ОРУ присоединены заземляющие тросы ЛЭП и все естественные заземлители подстанции.
Р
исунок 6 Схема защитного заземления подстанции
4.2 Молниезащита
При проектировании зданий и сооружений системы электроснабжения необходимо учитывать и предотвращать возможность их поражения ударами молнии. Особенно это относится к открытым электроустановкам.
Молнии характеризуются большим разрушающим действием, объясняемым большими амплитудой, крутизной нарастания и интегралом тока.
В соответствии с Руководящими указаниями по защите электростанций и подстанций 3-500 кВ от прямых ударов молнии (ПУМ) и грозовых волн, набегающих с линий электропередачи, защите подлежат следующие объекты, расположенные на их территории:
а) открытые распределительные устройства (ОРУ), в том числе шинные мосты и гибкие связи, в том числе шинные мосты и гибкие связи;
б) здания машинного зала и закрытые распределительные устройства (ЗРУ);
в) здания маслохозяйства.
ОРУ станций и подстанций защищаются от ПУМ стержневыми молниеотводами и только для протяженных шинных мостов и гибких связей применяются тросовые молниеотводы.
Защита ОРУ осуществляется установкой стержневых молниеотводов на порталах подстанций или устройством отдельно стоящих стержневых молниеотводов со своими обособленными заземлителями.
Молниеотводы, установленные на порталах подстанций, дешевле отдельно стоящих молниеотводов, так как требуют меньше металла на изготовление. Они ближе располагаются к защищаемому оборудованию, поэтому эффективнее используется их защитная зона. Но при поражении портального молниеотвода ударом молнии с большой амплитудой и крутизной фронта импульса тока на молниеотводе и на портале значительно возрастает напряжение. Это напряжение может оказаться достаточным, чтобы вызвать «обратное» перекрытие изоляции ОРУ с заземленных элементов на токоведущие части подстанции.
Порядок расчета стержневых молниеотводов:
hа ≥ Д/8·p;
h=hа + hх – полная высота молниеотвода,
где hа – активная высота молниеотвода;
hх1=11,35 м, hх2=5,5 м – высота защищаемого объекта; р=1 при h ≤ 30 м,
Д=90 м – большая диагональ четырехугольника с молниеотводами в его вершинах.
hа ≥ 90/8·1 = 11,25м. Принимаю 11,5 м.;
h = 11,35 + 11,5 = 22,85 м. Принимаю 23 м.;
Высоту молниеотвода от земли выбирают такой, чтобы защищаемые оборудование и конструкции попали в зону защиты молниеотвода, внутри которой с достаточной надежностью (в электроустановках 99,5% – зона защиты типа А) обеспечивалась бы защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии.
Расчетная зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h < 150 м представляет собой конус с высотой
hо = 0,85h;
hо = 0,85·23= 19,55 м;
и радиусами на уровне земли и уровне защищаемого оборудования
rо = (1,1 – 0,002h)h;
rх = (1,1 – 0,002h)(h – hх/0,85);
rо = (1,1 – 0,002·23)·23 = 24,3 м;
rх1 = (1,1 – 0,002·23)·(23 – 11,35/0,85)= 10,17 м.;
rх2 = (1,1 – 0,002·23)·(23 – 5,5/0,85)= 17,42 м.;
Два молниеотвода одинаковой высоты, находящихся друг от друга на расстоянии h1<3h (231=67<3·23=69) образуют общую зону защиты. Зона характеризуется между молниеотводами гребнем в виде ломаной линии; наинизшая точка этого гребня имеет высоту
hс = hо – (0,17 + 3·10 -4h)(L1 – h); rсх = rо (hс –hх)/hс;
rс = rо ;
hс = 19,55 – (0,17 + 3·10 –4 ·23)(67 – 23) = 11,76 м;
rсх1 = 24,3 (11,76 – 11,35) / 11,76 = 0,85 м ;
rсх2 = 24,3 (11,76 – 5,5) / 11,76 = 12,94 м;
rс = 24,3 м;
Рисунок 7 Схема грозозащиты ОРУ-110кВ.
Молниеотводы состоят из молниеприемника, несущей конструкции, токоотвода и заземлителя. Молниеприемник непосредственно воспринимает прямой удар молнии. Поэтому он должен надежно противостоять механическим и тепловым воздействиям тока и высокотемпературного канала молнии. Молниеприемники изготовляются из прокатной стали любого профиля сечением не менее 100 мм2 , при длине не более 2,5 м. Несущая конструкция несет на себе молниеприемник и токоотвод, объединяет все элементы молниеотвода в единую, жесткую, механически прочную конструкцию. В энергетике получили широкое распространение конструкции молниеотводов с деревянными, железобетонными и металлическими опорами.
Токоотвод соединяет молниеприемник с заземлителем и предназначен для пропускания тока молнии от молниеприемника к заземлителю. Поэтому он рассчитывается на тепловые и электродинамические воздействия, связанные с прохождением по нему тока молнии. Токоотводы у молниеотводов с деревянными опорами изготовляются различного профиля с сечением, рассчитанным для прохождения полного тока молнии. Рекомендуется брать круглую сталь диаметром не менее 6 мм2, угловую сталь сечением не менее 48 мм2 и толщиной стенки 4 мм.
Заземлители молниеотводов служат для отвода тока молнии в землю. Исходя из требований грозоупорности ЭУ, сопротивления заземлителей не должны превосходить 10-15 Ом.
Соединение отдельных частей токоотвода между собой, с молниеприемником и с заземлителем производится при помощи сварки. Для предохранения от коррозии токоотводы окрашиваются
4.3 Освещение подстанции
На подстанции предусмотрено рабочее и аварийное освещение. Территория ОРУ-110 освещается прожекторами, питающимися от сети переменного тока напряжением 220 В. Ремонтное освещение осуществляется от переносных светильников с лампами накаливания на напряжение 12 В. Аварийное освещение принимаем равным 35% от основного, питающееся от сети постоянного тока, т.е. от аккумуляторов.
Внутреннее освещение ОПУ выполнено светильниками типа ЛСПО2
(с люминесцентными лампами, подвесные, для промышленных и производственных зданий). Выбор мощности и количества прожекторов освещения ОРУ производится в соответствии с нормами, установленными в ПУЭ.
Световой поток определяется по выражению:
(4.1)
где Е=5 лк – минимальная освещенность, принято для ОРУ ГПП по шкалам освещенности; Кзап=1,5 – коэффициент запаса, учитывающий потери света от загрязнения стёкол прожекторов; е=1 – суммарная условная освещенность от близлежащих источников; μ=1,1 – коэффициент добавочной освещенности за счет отраженного светового потока.
Число прожекторов:
; (4.2)
;
где Z=1,2 – отношение средней освещенности к минимальной; S=3750 м2 – площадь подстанции; η=0,65 – КПД светового потока.
Примем число прожекторов равным N=8.
Мощность одной лампы:
; (4.3)
;
где W = 1 Вт/м2 – удельная мощность.
К установке принимаем 8 прожектора типа РКУО3–500–001–УХЛ1 с лампами ДРЛ мощностью по 500 Вт.
Устанавливаются прожекторы по периметру ОРУ -110 через 32 метра на высоте h=14м.
5 Индивидуальное задание по Экономике
ФСА - это метод системного исследования функций объекта проектирования, направленный на минимизацию затрат в сфере проектирования строительства, изготовления и эксплуатации системы электроснабжения при сохранении или даже повышении ее качества, полезности, надежности и безопасности.
Проектная форма ФСА обладает следующими особенностями, определяющими возможность и целесообразность ее использования при выработке проектных решений.
Цель творческой формы ФСА – предотвращение появления излишних функций, элементов и затрат при сохранении (повышении) функциональных и потребительских свойств объекта проектирования.
Сфера использования – проектирование системы электроснабжения (СЭ).
Основной объект изучения – номинальные функции СЭ.
Степень автономности и использования – подчиненность традиционным этапам опытно-конструкторских работ (ОКР), сливается с процессом проектирования, алгоритмизируя по заданным целевым функциям.
Порядок моделирования – от функционального к структурному.
Способ определения номинальных (требуемых) функций – путем построения «дерева целей» и задач проектирования.
Разнообразие способов поиска решений – все приемы творчества.
Стоимостная оценка функции – исходная процедура проектирования и интерактивная для всех этапов.
В состав задач, решаемых с помощью ФСА при выполнении проектных работ входят: определение рациональных границ значений технико-экономических параметров разрабатываемой СЭ или ее элементов и оптимальных требований к составу и ресурсу функций; достижение заданных требований элементам затрат; обеспечение конкурентоспособности; повышение технического уровня, показателей надежности, технологической и экологической безопасности; технологичности СЭ, снижение материалоемкости, энергоемкости, эксплуатационных затрат.
Рисунок 9 - Построение структурной модели
Построение совмещенной функционально-стоимостной модели системы.
Функционально-стоимостная модель (ФСМ) системы пригодна для выявления ненужных функций и элементов (бесполезных и вредных); определения функциональной достаточности и полезности элементов объекта; распределения затрат по функциям; оценки качества исполнения функций; выявления дефектных функциональных зон в объекте; определения уровня функционально-структурной организации изделия.
Построение ФСМ осуществляется путем совмещения ФМ и СМ объекта.
Оценка значимости функции ведется последовательно по уровням ФМ (сверху вниз), начиная с первого. Для главной и второстепенной, т.е. для внешних функций объекта, при оценке их значимости исходным является распределение требований потребителей (показателей качества, параметров, свойств) по значимости (важности).
Нормирующим условием для функции является следующее:
(5.2)
где rij - значимость jой функции, принадлежащей данному iому уровню ФМ (определяется экспертным путем);
j=1,2,…,n;
n – количество функций, расположенных на одном уровне ФМ и относящихся к общему объекту вышестоящего уровня.
Для внутренних функций определение значимости ведется исходя из их роли в обеспечении функций вышестоящего уровня.
Определение относительной важности функции (R)
Учитывая многоступенчатую структуру ФМ, наряду с оценкой значимости функций по отношению к ближайшей вышестоящей функции, определяется показатель относительной важности функции любого i-го уровня Rij по отношению к изделию в целом:
, (5.3)
где G – количество уровней ФМ.
В случае, если одна функция участвует одновременно в обеспечении нескольких функций верхнего уровня ФМ, ее значимость определяется для каждой из них отдельно, а относительная важность функции для объекта в целом рассчитывается как сумма значений Rij по каждой ветви ФМ (от iго уровня до первого), проходящей через эту функцию.
Оценка качества исполнения функций (Q)
Обобщенный (комплексный) показатель качества варианта исполнения функций оценивается по формуле:
, (5.4)
где 3h>
- относительная значимость n-го потребительского свойства; 
- степень удовлетворения n-го свойства в V-ом варианте; m – количество свойств.
Определение абсолютной стоимости функций
Функционально необходимые затраты – минимально возможные затраты на реализацию комплекса функций системы при соблюдении заданных требований потребителей (параметров качества) в условиях производства и применения (эксплуатации), организационно-технический уровень которых соответствует уровню сложности спроектированного объекта.
Абсолютная стоимость реализации функций Sабс определяется по формуле:
(5.5)
где Sизг – затраты, связанные с изготовлением (приобретением) материального носителя функции. В состав этих затрат входят: затраты на проектирование, изготовление (модернизацию), пуско-наладочные работы, обучение персонала; Sэкспл – эксплуатационные затраты; Sтр – затраты, связанные с трудоемкостью реализации функции; Sэн – энергозатраты на реализацию функции; Sпроч – прочие затраты на реализацию функции.
Определение относительной стоимости реализации функций
Относительная стоимость реализации функций SотнF определяется по формуле:
(5.6)
где SSабс – суммарная абсолютная стоимость функционирования объекта. Определяется путем суммирования значений абсолютных стоимостей реализации функций (столб. 7, табл. 4);
SабсFij – абсолютная стоимость реализации jой функции iго уровня ФМ.
Построение функционально-стоимостных диаграмм (ФСД) и диаграмм качества исполнения функций (КИФ).
Данные диаграммы строятся для базового и проектного варианта исследуемой системы. Они имеют целью выявление зон диспропорции, т.е. зон избыточной затратности реализации функции, а также определение зон функциональной недостаточности (низкого качества исполнения функций).
Диаграммы ФСД и КИФ строятся для базового варианта (до принятия и реализации проектного решения) и проектного варианта.
Построение функционально-стоимостной модели.
Функционально-стоимостная модель представлена в таблице 4
Таблица 4 – ФСМ базового варианта.
Н=0,8 м.;
t=0,802 м.;
L=586 м.;
b=0,04 м.;
Rг,э =
Ом;-
Уточняем необходимое сопротивление вертикальных электродов:
Rв.э =
Ом;-
Определяем окончательное число вертикальных электродов:
N =
;-
Таким образом, заземляющее устройство подстанции «______ская» состоит из горизонтальных и вертикальных заземлителей. Горизонтальный заземлитель (стальные полосы) прокладывается на расстояние 0,8 – 1 м от фундаментов или оснований оборудования. Заземляющие стержни заглубляются в грунт с помощью вибромолота с расстоянием между стержнями 4 м.
Защитное заземление подстанции удовлетворяет требованиям рабочих заземлений и заземлений средств грозозащиты. Однако при присоединении средств грозозащиты к защитным заземлениям подстанции необходимо учитывать их особенности.
Защитные и рабочие заземлители отводят в землю ток промышленной частоты, и их сопротивление является стационарным, тогда как через средства грозозащиты проходит ток молнии, который имеет импульсную форму. При стекании с заземлителей больших токов молнии в землю вблизи поверхности электродов создаются очень высокие напряженности электрического поля, под воздействием которых пробивается слой земли, прилегающий к поверхности электрода. Вокруг электрода образуется проводящая зона искрения, которая как бы увеличивает поперечные размеры электрода и тем самым снижает его сопротивление. Однако, наибольший эффект снижения сопротивления за счет искрения имеет место только в том случае, когда электроды имеют небольшие размеры и их индуктивное сопротивление практически не влияет на процесс отвода тока в землю. Такие заземлители называются сосредоточенными.
Следовательно, на подстанции возле каждого молниеотвода устанавливается по три стержня, а у каждого ОПНа (ограничителя перенапряжения)– по одному стержню.
К заземляющим устройствам ОРУ присоединены заземляющие тросы ЛЭП и все естественные заземлители подстанции.
Р
исунок 6 Схема защитного заземления подстанции
4.2 Молниезащита
При проектировании зданий и сооружений системы электроснабжения необходимо учитывать и предотвращать возможность их поражения ударами молнии. Особенно это относится к открытым электроустановкам.
Молнии характеризуются большим разрушающим действием, объясняемым большими амплитудой, крутизной нарастания и интегралом тока.
В соответствии с Руководящими указаниями по защите электростанций и подстанций 3-500 кВ от прямых ударов молнии (ПУМ) и грозовых волн, набегающих с линий электропередачи, защите подлежат следующие объекты, расположенные на их территории:
а) открытые распределительные устройства (ОРУ), в том числе шинные мосты и гибкие связи, в том числе шинные мосты и гибкие связи;
б) здания машинного зала и закрытые распределительные устройства (ЗРУ);
в) здания маслохозяйства.
ОРУ станций и подстанций защищаются от ПУМ стержневыми молниеотводами и только для протяженных шинных мостов и гибких связей применяются тросовые молниеотводы.
Защита ОРУ осуществляется установкой стержневых молниеотводов на порталах подстанций или устройством отдельно стоящих стержневых молниеотводов со своими обособленными заземлителями.
Молниеотводы, установленные на порталах подстанций, дешевле отдельно стоящих молниеотводов, так как требуют меньше металла на изготовление. Они ближе располагаются к защищаемому оборудованию, поэтому эффективнее используется их защитная зона. Но при поражении портального молниеотвода ударом молнии с большой амплитудой и крутизной фронта импульса тока на молниеотводе и на портале значительно возрастает напряжение. Это напряжение может оказаться достаточным, чтобы вызвать «обратное» перекрытие изоляции ОРУ с заземленных элементов на токоведущие части подстанции.
Порядок расчета стержневых молниеотводов:
hа ≥ Д/8·p;
h=hа + hх – полная высота молниеотвода,
где hа – активная высота молниеотвода;
hх1=11,35 м, hх2=5,5 м – высота защищаемого объекта; р=1 при h ≤ 30 м,
Д=90 м – большая диагональ четырехугольника с молниеотводами в его вершинах.
hа ≥ 90/8·1 = 11,25м. Принимаю 11,5 м.;
h = 11,35 + 11,5 = 22,85 м. Принимаю 23 м.;
Высоту молниеотвода от земли выбирают такой, чтобы защищаемые оборудование и конструкции попали в зону защиты молниеотвода, внутри которой с достаточной надежностью (в электроустановках 99,5% – зона защиты типа А) обеспечивалась бы защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии.
Расчетная зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h < 150 м представляет собой конус с высотой
hо = 0,85h;
hо = 0,85·23= 19,55 м;
и радиусами на уровне земли и уровне защищаемого оборудования
rо = (1,1 – 0,002h)h;
rх = (1,1 – 0,002h)(h – hх/0,85);
rо = (1,1 – 0,002·23)·23 = 24,3 м;
rх1 = (1,1 – 0,002·23)·(23 – 11,35/0,85)= 10,17 м.;
rх2 = (1,1 – 0,002·23)·(23 – 5,5/0,85)= 17,42 м.;
Два молниеотвода одинаковой высоты, находящихся друг от друга на расстоянии h
hс = hо – (0,17 + 3·10 -4h)(L1 – h); rсх = rо (hс –hх)/hс;
rс = rо ;
hс = 19,55 – (0,17 + 3·10 –4 ·23)(67 – 23) = 11,76 м;
rсх1 = 24,3 (11,76 – 11,35) / 11,76 = 0,85 м ;
rсх2 = 24,3 (11,76 – 5,5) / 11,76 = 12,94 м;
rс = 24,3 м;
Рисунок 7 Схема грозозащиты ОРУ-110кВ.
Молниеотводы состоят из молниеприемника, несущей конструкции, токоотвода и заземлителя. Молниеприемник непосредственно воспринимает прямой удар молнии. Поэтому он должен надежно противостоять механическим и тепловым воздействиям тока и высокотемпературного канала молнии. Молниеприемники изготовляются из прокатной стали любого профиля сечением не менее 100 мм2 , при длине не более 2,5 м. Несущая конструкция несет на себе молниеприемник и токоотвод, объединяет все элементы молниеотвода в единую, жесткую, механически прочную конструкцию. В энергетике получили широкое распространение конструкции молниеотводов с деревянными, железобетонными и металлическими опорами.
Токоотвод соединяет молниеприемник с заземлителем и предназначен для пропускания тока молнии от молниеприемника к заземлителю. Поэтому он рассчитывается на тепловые и электродинамические воздействия, связанные с прохождением по нему тока молнии. Токоотводы у молниеотводов с деревянными опорами изготовляются различного профиля с сечением, рассчитанным для прохождения полного тока молнии. Рекомендуется брать круглую сталь диаметром не менее 6 мм2, угловую сталь сечением не менее 48 мм2 и толщиной стенки 4 мм.
Заземлители молниеотводов служат для отвода тока молнии в землю. Исходя из требований грозоупорности ЭУ, сопротивления заземлителей не должны превосходить 10-15 Ом.
Соединение отдельных частей токоотвода между собой, с молниеприемником и с заземлителем производится при помощи сварки. Для предохранения от коррозии токоотводы окрашиваются
4.3 Освещение подстанции
На подстанции предусмотрено рабочее и аварийное освещение. Территория ОРУ-110 освещается прожекторами, питающимися от сети переменного тока напряжением 220 В. Ремонтное освещение осуществляется от переносных светильников с лампами накаливания на напряжение 12 В. Аварийное освещение принимаем равным 35% от основного, питающееся от сети постоянного тока, т.е. от аккумуляторов.
Внутреннее освещение ОПУ выполнено светильниками типа ЛСПО2
(с люминесцентными лампами, подвесные, для промышленных и производственных зданий). Выбор мощности и количества прожекторов освещения ОРУ производится в соответствии с нормами, установленными в ПУЭ.
Световой поток определяется по выражению:
(4.1) где Е=5 лк – минимальная освещенность, принято для ОРУ ГПП по шкалам освещенности; Кзап=1,5 – коэффициент запаса, учитывающий потери света от загрязнения стёкол прожекторов; е=1 – суммарная условная освещенность от близлежащих источников; μ=1,1 – коэффициент добавочной освещенности за счет отраженного светового потока.
Число прожекторов:
; (4.2) ;где Z=1,2 – отношение средней освещенности к минимальной; S=3750 м2 – площадь подстанции; η=0,65 – КПД светового потока.
Примем число прожекторов равным N=8.
Мощность одной лампы:
; (4.3) ;где W = 1 Вт/м2 – удельная мощность.
К установке принимаем 8 прожектора типа РКУО3–500–001–УХЛ1 с лампами ДРЛ мощностью по 500 Вт.
Устанавливаются прожекторы по периметру ОРУ -110 через 32 метра на высоте h=14м.
5 Индивидуальное задание по Экономике
ФСА - это метод системного исследования функций объекта проектирования, направленный на минимизацию затрат в сфере проектирования строительства, изготовления и эксплуатации системы электроснабжения при сохранении или даже повышении ее качества, полезности, надежности и безопасности.
Проектная форма ФСА обладает следующими особенностями, определяющими возможность и целесообразность ее использования при выработке проектных решений.
Цель творческой формы ФСА – предотвращение появления излишних функций, элементов и затрат при сохранении (повышении) функциональных и потребительских свойств объекта проектирования.
Сфера использования – проектирование системы электроснабжения (СЭ).
Основной объект изучения – номинальные функции СЭ.
Степень автономности и использования – подчиненность традиционным этапам опытно-конструкторских работ (ОКР), сливается с процессом проектирования, алгоритмизируя по заданным целевым функциям.
Порядок моделирования – от функционального к структурному.
Способ определения номинальных (требуемых) функций – путем построения «дерева целей» и задач проектирования.
Разнообразие способов поиска решений – все приемы творчества.
Стоимостная оценка функции – исходная процедура проектирования и интерактивная для всех этапов.
В состав задач, решаемых с помощью ФСА при выполнении проектных работ входят: определение рациональных границ значений технико-экономических параметров разрабатываемой СЭ или ее элементов и оптимальных требований к составу и ресурсу функций; достижение заданных требований элементам затрат; обеспечение конкурентоспособности; повышение технического уровня, показателей надежности, технологической и экологической безопасности; технологичности СЭ, снижение материалоемкости, энергоемкости, эксплуатационных затрат.
Рисунок 9 - Построение структурной модели
Построение совмещенной функционально-стоимостной модели системы.
Функционально-стоимостная модель (ФСМ) системы пригодна для выявления ненужных функций и элементов (бесполезных и вредных); определения функциональной достаточности и полезности элементов объекта; распределения затрат по функциям; оценки качества исполнения функций; выявления дефектных функциональных зон в объекте; определения уровня функционально-структурной организации изделия.
Построение ФСМ осуществляется путем совмещения ФМ и СМ объекта.
Оценка значимости функции ведется последовательно по уровням ФМ (сверху вниз), начиная с первого. Для главной и второстепенной, т.е. для внешних функций объекта, при оценке их значимости исходным является распределение требований потребителей (показателей качества, параметров, свойств) по значимости (важности).
Нормирующим условием для функции является следующее:
(5.2)
где rij - значимость jой функции, принадлежащей данному iому уровню ФМ (определяется экспертным путем);
j=1,2,…,n;
n – количество функций, расположенных на одном уровне ФМ и относящихся к общему объекту вышестоящего уровня.
Для внутренних функций определение значимости ведется исходя из их роли в обеспечении функций вышестоящего уровня.
Определение относительной важности функции (R)
Учитывая многоступенчатую структуру ФМ, наряду с оценкой значимости функций по отношению к ближайшей вышестоящей функции, определяется показатель относительной важности функции любого i-го уровня Rij по отношению к изделию в целом:
, (5.3)где G – количество уровней ФМ.
В случае, если одна функция участвует одновременно в обеспечении нескольких функций верхнего уровня ФМ, ее значимость определяется для каждой из них отдельно, а относительная важность функции для объекта в целом рассчитывается как сумма значений Rij по каждой ветви ФМ (от iго уровня до первого), проходящей через эту функцию.
Оценка качества исполнения функций (Q)
Обобщенный (комплексный) показатель качества варианта исполнения функций оценивается по формуле:
, (5.4)где 3h>
1 2 3 4 5
- относительная значимость n-го потребительского свойства; - степень удовлетворения n-го свойства в V-ом варианте; m – количество свойств.Определение абсолютной стоимости функций
Функционально необходимые затраты – минимально возможные затраты на реализацию комплекса функций системы при соблюдении заданных требований потребителей (параметров качества) в условиях производства и применения (эксплуатации), организационно-технический уровень которых соответствует уровню сложности спроектированного объекта.
Абсолютная стоимость реализации функций Sабс определяется по формуле:
(5.5)
где Sизг – затраты, связанные с изготовлением (приобретением) материального носителя функции. В состав этих затрат входят: затраты на проектирование, изготовление (модернизацию), пуско-наладочные работы, обучение персонала; Sэкспл – эксплуатационные затраты; Sтр – затраты, связанные с трудоемкостью реализации функции; Sэн – энергозатраты на реализацию функции; Sпроч – прочие затраты на реализацию функции.
Определение относительной стоимости реализации функций
Относительная стоимость реализации функций SотнF определяется по формуле:
(5.6)
где SSабс – суммарная абсолютная стоимость функционирования объекта. Определяется путем суммирования значений абсолютных стоимостей реализации функций (столб. 7, табл. 4);
SабсFij – абсолютная стоимость реализации jой функции iго уровня ФМ.
Построение функционально-стоимостных диаграмм (ФСД) и диаграмм качества исполнения функций (КИФ).
Данные диаграммы строятся для базового и проектного варианта исследуемой системы. Они имеют целью выявление зон диспропорции, т.е. зон избыточной затратности реализации функции, а также определение зон функциональной недостаточности (низкого качества исполнения функций).
Диаграммы ФСД и КИФ строятся для базового варианта (до принятия и реализации проектного решения) и проектного варианта.
Построение функционально-стоимостной модели.
Функционально-стоимостная модель представлена в таблице 4
Таблица 4 – ФСМ базового варианта.
| Индекс функции | Наименование функции | Значимость функции , r | Относительная важность функции , R | Качество исполнения функции , Q | Абсолютная стоимость реализации функции , Sабс | Относительная стоимость реализации функции , Sотн |
| f1.1 | обеспечение бесперебойного электроснабжения; | 0,4 | 0,4 | 0,24 | 7862,7 | 0,215 |
| f1.2 | обеспечение безопасного электроснабжения; | 0,4 | 0,4 | 0,24 | 2096,8 | 0,057 |
| f1.3 | обеспечение управления и учёта электроснабжения; | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 2332 | 0,064 |
| f1.1.1 | резервирование подачи электроэнергии; | 0,3 | 0,12 | 0,15 | 6246,1 | 0,171 |
| f1.1.2 | обеспечение коммутаций в нормальном и аварийном режимах; | 0,7 | 0,28 | 0,35 | 1616,6 | 0,044 |
| f1.2.1 | защита подстанции и питающих линий от грозовых перенапряжений; | 0,4 | 0,16 | 0,12 | 1238,1 | 0,034 |
| f1.2.2 | защита от токов короткого замыкания; | 0,6 | 0,24 | 0,3 | 858,7 | 0,023 |
| f1.3.1 | устройство телемеханики; | 0,6 | 0,12 | 0,18 | 2038,2 | 0,056 |
| f1.3.2 | устройство автоматического учёта электроэнергии; | 0,4 | 0,08 | 0,12 | 293,8 | 0,008 |
| f1.1.1.1 | использование двойной системы шин с обходной; | 0,3 | 0,036 | 0,09 | 956 | 0,026 |
| f1.1.1.2 | установка второго трансформатора; | 0,5 | 0,06 | 0,2 | 4535 | 0,124 |
| f1.1.1.3 | выполнение секционирования; | 0,2 | 0,024 | 0,06 | 755,1 | 0,021 |
| f1.1.2.1 | установка элегазовых выключателей на стороне 110 и 35 кВ; | 0,5 | 0,14 | 0,15 | 681,7 | 0,019 |
| f1.1.2.2 | установка вакуумных выключателей на стороне 10 кВ; | 0,5 | 0,14 | 0,15 | 934,9 | 0,026 |
| f1.2.1.1 | установка ограничителей перенапряжения; | 0,2 | 0,032 | 0,04 | 302,8 | 0,008 |
| f1.2.1.2 | установка молниезащиты; | 0,8 | 0,128 | 0,16 | 935,3 | 0,026 |
| f1.2.2.1 | установка основной защиты трансформатора; | 0,7 | 0,168 | 0,28 | 302,8 | 0,008 |
| f1.2.2.2 | установка резервной защиты трансформатора; | 0,3 | 0,072 | 0,12 | 555,9 | 0,015 |
| f1.3.2.2 | установка и конфигурирование АРМ. | 0,4 | 0,032 | 0,12 | 2038,2 | 0,056 |