电力设备运行-试验可靠性试验数据分析及处理

⏹综述

⏹数据统计及数据库系统⏹可靠性分析处理

⏹数据处理结果的应用

电力设备可靠性：

电力设备在规定条件下规定时间内能够完成规定功能的能力。

电力设备可靠性研究：

以数理统计的方法归纳总结电力设备故障分布的规律，从而对设备的生产、运营提供指导意见。

数理统计

数据分析处理分析结果应用

电力设备可靠性研究

⏹与陕西省电力公司合作，对三省区运行中开关设备和变压器设备的基础信息、故障及缺陷数据的细致调研统计，获取大量第一手信息，形成有效研究资料。

⏹采用数理统计的方法和可靠性理论分析方法，对获取的数据进行分析处理，得到了可靠性特性指标分布曲线，确定其分布规律。

⏹本次研究结果对断路器的设计、制造及生产过程，对断路器的运营包括维护、检修提供了理论指导和数据参考。

⏹综述

⏹数据统计及数据库系统⏹可靠性分析处理

⏹数据处理结果的应用

可靠性数据的来源电网运营数据

实验研究数据

制造厂家

三省区

183个变电站

4320条有效运

行数据

四类产品

230台样机

2700条有效信

息数据

三厂商

三类650台样

机3000条有效

信息数据

基础台帐

故障信息

可靠性研究对数据的要求

设备基本信息工作剖面环境剖面

设备型号生产厂家

主要参数电压电流负荷维护检修…………

…………

地理位置温湿度

…………

震动故障信息故障时间

故障原因…………

故障处理

陕西省电力公司提供了近二十年陕西、河北、上海等地区基础台帐信息和设备故障信

息等资料183个变电站、4320条有效运行数据

同时统计西安高压电器研究院试验室中进行可靠性试验验证得到的数据的故障数据

陕西电力公司数据

河北电力公司数据

上海电力公司数据

海量数据管理

统计

查询

数据库统一管理

备份

恢复

访问权限检索筛查

单表查询

分类查询

联表检索数据扩展

数据共享

扩展应用

MATLAB、VB

等调用

数据库

上海数据

河北数据

陕西数据

试验数据

数据库拓扑结构

西安咸

阳宝

鸡延

安

保定邯郸

石家庄

衡水

宝光

施奈德

陕开

数据库索引

数据筛查

252kV断路器筛查

某型号断路器筛查

故障类型筛查

生产商筛查

⏹综述

⏹数据统计及数据库系统⏹可靠性分析处理

⏹数据处理结果的应用

数据分析处理

按数据来源地区

按缺陷/故障类型

按电压等级

3个地区

62个变电站

试验室数据

SF6泄漏

操动机构异常辅助部件

损坏主要组件劣化二次

监控异常

126kV、252kV、

363kV断路器

通过描绘离散点数据、绘制直方图、分析样本的经验函数，结合数据单元的指数分布推断和威布尔分布推断，经过分布拟合优度检验等多种方法综合对比后，得到了断路器故障数据可靠性指标符合两参数和三参数威布尔分布。

威布尔分布：

（1）在威布尔概率纸上以直线表示，简单、直观。

（2）能以较少的试验样本得出较精确的失效分析。

（3）包容多种分布形式，如伽玛分布、指数分布、瑞莱分布（Rayleigh）、正态分布。

数据分析原则：以开关的首次失效为关注事件

数据分析方法：MCS 下行法和Fussell-Vesely法，计算顶事件的不可靠度、失效率等参数

绝缘性能劣化

缺陷统计柱状图

010

20

30

40

50

60

缺陷表现统计

缺陷表现统计

50%

操动机构的不可靠度F(t)

判断依据

ξ=0.04084接近0

ρ=0.9908接近1

在1300天操动机构不可靠度接近25%，说明有四分之一产品出现操动机构异常问题。7500天（20.5年左右）该地区252kV断路器基本都出现了操动机构异常问题。

ξ= 0.1065

接近0

ρ= 0.9338接近1

在1000天左右不可靠度F(t)达50%，8000天左右，SF6漏气F(t)达100% 。SF 6泄漏异常不可靠度F(t)

断路器整体的可靠性指标：

◆使用所有的有效数据作为单一的数据模型进行整体处理

◆依据整体设备的拓扑结构求取各个底层单元的参数后进行串并联计算整体设备的可靠性指标

本次处理252kV断路器整体的失效概率为各部件失效概率通过最小割集法和下行法进而计算获得。

252kV断路器整体可靠性

•第一段早期失效，

200天内失效率非常高，原因可能是新产品调试与装配以及出厂磨合不充分等因素•第二段为中期缺陷问题，失效率近似为常数（200-8000天），原因是产品调试、维修进行完后，会进入到一个相对稳定运行阶段，此阶段故障主要由偶然因素引起。

252kV 断路器整体失效率曲线