[发明专利]一种基于状态检修的输变电设备故障率的计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统输变电设备状态检修技术领域，更准确地说本发明涉及一种基于状态检修的输变电设备故障率的计算方法。

背景技术

状态检修，是一种根据先进的状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，综合评价设备的风险值，通过获取的状态评价分值(以下简称状态评分)制定对其进行检修的方式。其中，状态评分是以巡检及例行试验、诊断性试验、在线监测、带电检测、家族缺陷诊断、不良工况诊断等方式获取设备的状态信息，包括对其现象强度、量值大小以及发展趋势进行评价，得出具体设备部件的评分值，继而求得设备的综合评分值，以此作为设备的状态评分。根据设备的状态评分预计可能的设备故障率以此安排检修计划，实施设备的检修。因而，根据获取的设备的状态评分求取设备可能的故障率是状态检修的基础。

文献一《基于Marquardt法参数估计的变电设备寿命周期故障率评估》(电力系统保护与控制2012年1月号第4卷第1期第85-90页)提出一种基于时间的故障率数学模型参数的计算方法，作者利用Marquardt法求解两参数的威布尔分布的故障率模型。根据求得的威布尔分布计算得到基于时间的设备故障概率。

文献二《状态检修决策中的电气设备故障率推算》(电力系统自动化2010年2月号第30卷第2期第91-94页)提出了一种基于设备状态评分的故障率模型参数的算法。文章通过对历史数据的统计得到不同状态评分下的设备台数和发生故障的设备总台数并利用反演法求得故障率模型参数值。从而可以根据不同的设备状态求得不同状态评分下的设备故障率。

但是，文献一中基于时间的故障率只考虑了时间对故障率的影响，并没有考虑到状态评分的作用，无法表征设备在相同运行时间不同状态评分时的故障率差别。而文献二中基于设备状态评分的故障率只考虑了状态评分对故障率的影响，没有考虑到停电检修的影响。设备经历了停电检修后即使拥有相同的状态评分故障率也是不同。

文献三《基于设备完整健康过程的故障率模型参数研究》(华东电力2012年9月号第40卷第8期第1346-1349页)提出了基于完整健康过程的全状态集成法。对于经历了停运检修的设备来说，它的完整健康过程是指从设备重新投运开始到出现结束标志的整个过程。对于未经检修就投入运行的设备来说，它的完整健康过程是指从投运开始到出现结束标志的整个过程。

图1为设备完整健康过程的示例，其中S表示设备的状态评分，t表示设备的役龄(时间，一般以年或月为单位)。0点时刻设备投入运行。如图1所示的t₁、t₂、t₃和t₅时刻，状态监测显示设备的存在缺陷，安排带电检修或者自行消缺使设备的状态评分重新恢复到100分。设备处于异常状态时应适时安排停电检修，设备处于严重状态时应尽快安排停电检修，图1中所示的t₇时刻进行了停电检修。而t₄时刻是设备故障。

设备的完整健康过程有两种结束标志。

1、设备故障：从新设备投运、停电检修或者消除故障后重新投运到出现故障。如图1中A点设备发生故障，立即安排停电检修，寿命T₁为一个健康过程。

2、设备处于异常或严重状态：从新设备投运、停电检修或者消除故障后重新投运到设备状态评分处于异常或者严重状态，并根据检修要求允许延长一段时间t_d(t_d＝t₈-t₆)。如图1中B点对应的t₆时刻，状态监测显示设备有缺陷，状态评分处于异常状态，在C点对应的时刻t₇安排检修。在这种情况下，虽然并未立即进行停电检修，但设备已经处于设备失效过程中，且离真正的失效时刻F点对应的役龄t₈很近，相对于较长的整个完整健康过程来说，t₈-t₇这段时间可以忽略。如图1所示，T₂为一个完整健康过程。

设备处于异常或者严重状态时，应适时安排停电检修。因而完整健康过程的结束标志从本质上讲均为停电检修。