[发明专利]一种基于可靠性的开关设备维修决策方法

说明书

技术领域                 

本发明涉及一种电力开关设备可靠性维修决策方法，属于电力一次设备维修技术领域。

 

技术背景

随着电网一体化的发展，大电网变得越来越复杂，电网中的设备数量也急剧增加，必然的，开关设备的数量也随之而剧增。开关设备承担电网运行的正常操作、事故时自动切断电路和电气设备检修时隔离电源等三项任务，其投资占电力设备总投资的一半以上，因此在电网中占有极其重要的地位，且对电力系统的可靠运行十分重要，一旦出现误动或拒动故障，将会威胁电网的安全稳定运行，造成巨大的经济损失和社会影响。

开关设备维修是电力企业的主要工作之一，包括设备的定期现场评估、修复和更换。设备维修有两种类型：预防性维修和失效后维修。传统设备维修关注的重点是设备本身，包括调查其实际状况、运行性能和外部环境等。在传统设备维修中或多或少地忽略了一个重要因素，那就是维修停运期间总是会伴随着整个系统运行风险的潜在上升。为了在决策过程中计及这个因素，需要进行定量的风险评估以及确定元件的维修停运对整个系统可靠性的影响。

为了提高电力系统运行的可靠性，降低开关设备维修停运带来的经济损失和社会影响，有必要对开关设备的维修方式进行优化决策，以确保设备维修时系统的可靠运行。基于可靠性的维修决策能有效的弥补开关设备现有维修方式的不足，合理利用维修资源，降低维修风险，以最少的资源消耗，在开关设备当前运行使用环境下，实现设备的功能状态。

 

发明内容

本发明针对现有开关设备维修决策方式的不足，开发一种电力系统开关设备可靠性维修决策方法，该方法应用可靠性分析技术对开关设备故障后果严重等级进行分析，结合开关设备历史运行统计数据，对待维修开关设备部件进行重要度定量评价，应用设备历史统计故障率、电压等级和设备重要度权重值对待修设备集进行排序，并进一步通过关联开关搜寻方法调整待修设备集的排列顺序，最后收集开关设备所在系统负荷预测信息，在计及气象约束和检修能力约束的基础上以失负荷量为优化目标安排开关设备维修日程，平台对每次维修活动进行记录，建立维修数据库以备维修查询和维修数据的完善。其具体实现步骤如下：

1.分析开关设备老化情况，完善待修设备集，方法如下：

根据开关设备的寿命曲线——浴盆曲线，采用威布尔分布描述开关设备的故障率规律：

                                                                                                       （1）

式中    β——威布尔分布的形状参数；

η——威布尔分布的指数参数。

则开关设备的故障概率密度函数为：

                                             （2）

基于开关设备可靠性数据，采用Marquardt法对威布尔分布的参数β、η进行估计，当β>1，开关设备呈上升趋势，表示设备已经进入老化阶段，则自动加入到待修设备集中。

2.通过对开关设备元部件故障模式分析，定量评价元部件故障后果重要度如下：

（1）开关设备部件故障后果权重系数：

                （3）

式中    m——开关设备内部第m个部件；

i——开关设备第i种故障模式。

（2）开关设备部件故障模式发生概率：

                               （4）

式中    ——故障统计期间内部件m的第i种故障发生的次数；

——故障统计期间内对开关设备发生各种故障的统计总次数。

（3）故障模式发生概率权重值：

                                           （5）

式中    ——元件第m个部件的第i个故障模式发生概率。

（4）设备部件重要度权重值：

                           （6）

式中    m——开关设备内部第m个部件；

i——部件m的第i种故障模式，i=1,2，…，n。

3. 对待修开关设备集进行排序：