[发明专利]一种智能变电站保护设备的故障率评估方法

说明书

本发明公开了一种智能变电站保护设备的故障率评估方法，它包括：建立智能变电站保护设备的时变故障率模型；根据建立的时变故障率模型进行故障率评估。本发明通过考虑设备老化与计划检修对智能变电站线路保护系统可靠性的影响，利用改进的威布尔分布函数描述线路保护系统可靠性随时间的变化情况，与工程实际较为吻合，也弥补了以往采用定值评估方法如马尔科夫过程法、故障树法等对智能变电站保护系统进行可靠性评估的不足。

技术领域

本发明涉及智能变电站技术领域，特别是一种智能变电站保护设备的故障率评估方法。

背景技术

基于IEC61850标准的智能变电站作为智能电网建设的重要组成部分，采用标准化的传感器数据经高速通信网实现信息的全站共享，其可靠运行是电网正常工作的重要保障，越来越受到人们的重视。

在智能变电站保护系统中，各保护设备的故障率曲线呈现浴盆特性。第一阶段为设备磨合期，故障率较高，这一阶段设备出现故障的主要原因是设备的材料及制造的缺陷，随着设备在运行过程中的调试与磨合，故障率随着时间呈递减趋势，时间较短。第二阶段为设备稳定运行期，故障率趋于稳定的常值，这段时期设备失效主要是由于随机故障引起。第三阶段为设备损耗期，随着服役时间增加，设备内部日益老化，故障率逐渐上升。

因此，提出一种智能变电站保护设备的故障率评估方法就尤为重要。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的就是提供一种智能变电站保护设备的故障率评估方法，通过考虑设备老化与计划检修对智能变电站线路保护系统可靠性的影响，利用改进的威布尔分布函数描述线路保护系统可靠性随时间的变化情况，与工程实际较为吻合，也弥补了以往采用定值评估方法如马尔科夫过程法、故障树法等对智能变电站保护系统进行可靠性评估的不足。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种智能变电站保护设备的故障率评估方法，它包括有：

S1：建立智能变电站保护设备的时变故障率模型；

S2：根据步骤S1中的时变故障率模型进行故障率评估。

进一步，所述步骤S1中的模型具体包括有：

S11：建立基于威布尔模型的设备寿命分布函数：

S12：通过设备寿命分布函数对时间的微分即可得到设备寿命密度函数：

S13：由式(1)与(2)可得设备的故障率函数：

式中，α与β分别为威布尔分布的尺度参数和形状参数。

进一步，所述步骤S2中包括有对设备老化的设备故障率计算，计算过程如下：

设备的可靠性运行概率与故障的关系为：

式中，q_i为改善因子。

进一步，所述步骤S2还包括有各类设备的等效失效率函数：

其中，n为该类设备的数目，λ_m为设备的故障率期望值；

则由式(5)可得到各类设备的等效可靠运行概率函数：

则可以得到单套线路保护的可靠性时间函数为：