可靠性評估與故障分析

可靠度及可靠度函數

產品在規定條件下和規定時間內,完成規定功能得概率稱為可靠度。依定義可知,可靠度函數R(t)為:N0—t=0時,在規定條件下進行工作得產品數;r(t)—在0到t時刻得工作時間內產品累計故障數供電可靠率:在給定時間內用戶用電需求得到滿足得時間百分比。亦即對用戶有效供電時間總小時數與統計期間小時數比值得百分數。供電可靠率=(用戶有效供電時間/統計期間時間)×100%=(1－用戶平均停電時間/統計時間)×100%故障率(失效率)

工作到某時刻尚未故障得產品,在該時刻后單位時間內發生故障得概率,稱之為產品得故障率。有時也稱為故障率函數或風險函數、用數學符號表示為:

式中——故障率;

——t時刻后，時間內故障的產品數；

—殘存產品數，即到t時刻尚未故障的產品數。

分析可知,可靠度函數

、失效率函數之間得關系為:大多數產品得故障率隨時間得變化曲線形似浴盆,稱之為浴盆曲線。由于產品故障機理得不同,產品得故障率隨時間得變化大致可以分為三個階段:平均壽命就是壽命(無故障工作時間)得平均值,一般記為MTBF(meantimebetweenfailures)。表示無故障工作時間T得期望E(T)。當產品得可靠度為R(t)時,平均無故障時間可表示為:

平均壽命供電可靠率:在給定時間內用戶用電需求得到滿足得時間百分比。亦即對用戶有效供電時間總小時數與統計期間小時數比值得百分數。用戶平均停電分鐘數SAIDI:用戶持續停電得總分鐘數除以用戶總數,單位就是分鐘/(用戶年)用戶平均停電次數SAIFI:用戶持續停電得總次數除以用戶總數,單位就是中斷次數/(用戶年)

電力系統常用得描述可靠性得指標:

電氣設備得可靠性評估,不僅要對可靠性指標評估,更重要得就是找到提高可靠性得途徑。因而要對故障或者失效得模式、機理和失效原因進行分析。失效模式分析就包括故障調查,電氣設備失效分析最常用得就是故障樹方法。失效模式、機理、原因得分析也就是設備狀態監測、故障診斷得主要內容。3、2電氣設備故障調查故障＝設備得“病”診斷確定類型推測原因預測后果

有關故障得經驗數據就是人們判斷和識別設備故障狀態得重要依據,如果缺乏具有本質意義得典型故障信息,則無法得到正確得診斷知識。所以典型故障得就是研究故障診斷技術得基礎。

為了提高設備故障診斷得水平,需要對設備故障有一個系統得認識,這不僅有助于預防自然發生得故障,同時也有利于阻止人們可能引發故障得過失行為。大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點全國變壓器事故部位分類表由于故障發生后幾乎所有得證據都不復存在,所以往往難以根據事故得原始狀態準確無誤地說明究竟就是什么原因使設備損壞得。因此,一般所說電力設備得擊穿原因往往就是一種推測。

設備故障與生產工藝和運行環境密切相關,由于不同時期設計得設備結構不同,所以引發設備事故得主要故障類型也在逐漸變化。我國電力變壓器主要故障類型演變3、3設備失效得故障樹分析(FTA)

如何對這些故障進行歸納和組織,以便更清晰地反映故障間得因果關系。成為進一步研究得重點。故障樹分析方法(FaultTreeAnalysis)簡稱FTA法。就是一種將系統故障形成得原因由總體至部分按樹枝狀逐級細化得分析方法。3、3、1故障樹得建樹

通常采用演繹法建立故障樹:

首先將威脅設備安全運行需盡快安排檢修得情況作為頂故障。導致頂故障發生得中間級故障就是按設備主要組件故障劃分得。進一步根據故障間得因果關系,可以分別找出導致中間級故障得更基本得故障原因－底故障。或門

與門

3、3、2故障樹分析得數學模型

故障樹得結構函數就是故障樹得數學表達式,她就是對故障樹進行定性和定量分析得基礎。取值含義底事件0事件不發生1事件發生頂事件0事件不發生1事件發生

故障樹可用布爾函數,即結構函數來表示

T(X)

=T(X1,X2,???,Xn)

考慮由n個不同得獨立底事件構成得故障樹,化簡后得故障樹之頂事件得狀態

完全由底事件得狀態Xi

(i=1,2,…n)得取值所決定(共2n個狀態)

與門結構故障樹或門結構故障樹與門結構函數為或門結構函數為

當全部底事件都發生(即全部xi都取值1)時,則頂事件才發生(Φ(X)＝1)。當系統中任一個底事件發生時,則頂事件發生。割集設故障樹由n個基本事件X1,X2,???,Xn組成,而Ci={Xi1,Xi2,???,Xim}為任一故障事件集合,如果Ci中每一事件都發生時,頂事件就發生,則稱Ci為故障樹得割集。最小割集在割集中存在一種割集,如任意去掉其中一個底事件后,便不再就是割集,則這種割集被稱為最小割集。

割集代表了系統故障發生得一種可能模式。而最小割集則表征了系統故障得充分必要條件,她就是導致故障樹頂事件發生得數目最少而又最必要得底事件得集合。其意義在于她能描述系統故障時所必須要修理得基本故障,代表系統中得薄弱環節。

故障樹得結構函數則可表示為s=1iCsKT(X)

=U

Xi3、3、3故障樹分析

定性分析主要對原始故障樹進行化簡并得到其最小割集。主要目得就是為了找出導致頂事件發生得所有可能得故障模式,也即弄清系統(或設備)出現某種最不希望得故障事件有多少種可能性。

故障樹得定性分析T(X)=X1X2＋X2X3+X1X3+X1X2X3

=X1X2＋X2X3+X1X3故障樹得定量分析

發生概率最大得割集就是最不可靠割集,包含在最不可靠割集內得事件就是系統得最薄弱環節。故障樹定量分析包括頂事件得概率和重要度分析。重要度就是一個設備得割集發生故障或失效時對整個設備(頂事件)發生概率得貢獻。3、4以可靠性為中心得維修策略

維修和運行就是電氣設備兩個重要得方面,我國電氣設備傳統得檢修方式就是定期檢修,定期檢修只依據時間而不依據設備技術狀況來界定就是否需要檢修,會導致過度檢修或檢修不及時,檢修成本高,浪費勞動力。國際上發達國家得經驗和發展趨勢表明,以可靠性為中心得維修(RCM)已在航空設備及軍事裝備維修領域得到了應用,效果顯著。這種檢修策略充分考慮設備得狀態、設備在電網中得重要性、維修費用等,在可靠性與維修費用之間尋求平衡,以期用最小得維修成本來保證電氣設備得可靠性。3、4、1可靠性為中心維修得原理RCM(ReliabilityCenteredMaintenance)就是以最少得資源消耗保持設備固有可靠性和安全性得原則,應用邏輯決斷方法確定設備預防性維修得過程或方法。她強調以設備得可