可靠性評估與故障分析詳解演示文稿

可靠性評估與故障分析詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點（優(yōu)選）可靠性評估與故障分析目前二頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點

可靠度及可靠度函數(shù)

產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率稱為可靠度。依定義可知，可靠度函數(shù)R(t)為：N0—t=0時，在規(guī)定條件下進行工作的產(chǎn)品數(shù)；r(t)—在0到t時刻的工作時間內(nèi)產(chǎn)品累計故障數(shù)供電可靠率：在給定時間內(nèi)用戶用電需求得到滿足的時間百分比。亦即對用戶有效供電時間總小時數(shù)與統(tǒng)計期間小時數(shù)比值的百分?jǐn)?shù)。供電可靠率=（用戶有效供電時間/統(tǒng)計期間時間）×100%=（1－用戶平均停電時間/統(tǒng)計時間）×100%目前三頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點故障率（失效率）

工作到某時刻尚未故障的產(chǎn)品，在該時刻后單位時間內(nèi)發(fā)生故障的概率，稱之為產(chǎn)品的故障率。有時也稱為故障率函數(shù)或風(fēng)險函數(shù).用數(shù)學(xué)符號表示為：

式中——故障率；

——t時刻后，時間內(nèi)故障的產(chǎn)品數(shù)；

—殘存產(chǎn)品數(shù)，即到t時刻尚未故障的產(chǎn)品數(shù)。

分析可知，可靠度函數(shù)

、失效率函數(shù)之間的關(guān)系為：目前四頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點大多數(shù)產(chǎn)品的故障率隨時間的變化曲線形似浴盆，稱之為浴盆曲線。由于產(chǎn)品故障機理的不同，產(chǎn)品的故障率隨時間的變化大致可以分為三個階段：目前五頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點平均壽命是壽命(無故障工作時間)的平均值，一般記為MTBF（meantimebetweenfailures）。表示無故障工作時間T的期望E(T)。當(dāng)產(chǎn)品的可靠度為R(t)時，平均無故障時間可表示為：

平均壽命目前六頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點供電可靠率：在給定時間內(nèi)用戶用電需求得到滿足的時間百分比。亦即對用戶有效供電時間總小時數(shù)與統(tǒng)計期間小時數(shù)比值的百分?jǐn)?shù)。用戶平均停電分鐘數(shù)SAIDI:用戶持續(xù)停電的總分鐘數(shù)除以用戶總數(shù)，單位是分鐘/(用戶年)用戶平均停電次數(shù)SAIFI：用戶持續(xù)停電的總次數(shù)除以用戶總數(shù)，單位是中斷次數(shù)/(用戶年)

電力系統(tǒng)常用的描述可靠性的指標(biāo)：目前七頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點目前八頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點

電氣設(shè)備的可靠性評估，不僅要對可靠性指標(biāo)評估，更重要的是找到提高可靠性的途徑。因而要對故障或者失效的模式、機理和失效原因進行分析。失效模式分析就包括故障調(diào)查，電氣設(shè)備失效分析最常用的是故障樹方法。失效模式、機理、原因的分析也是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷的主要內(nèi)容。3.2電氣設(shè)備故障調(diào)查目前九頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點故障＝設(shè)備的“病”診斷確定類型推測原因預(yù)測后果

有關(guān)故障的經(jīng)驗數(shù)據(jù)是人們判斷和識別設(shè)備故障狀態(tài)的重要依據(jù)，如果缺乏具有本質(zhì)意義的典型故障信息，則無法得到正確的診斷知識。所以典型故障的是研究故障診斷技術(shù)的基礎(chǔ)。

為了提高設(shè)備故障診斷的水平，需要對設(shè)備故障有一個系統(tǒng)的認(rèn)識，這不僅有助于預(yù)防自然發(fā)生的故障，同時也有利于阻止人們可能引發(fā)故障的過失行為。目前十頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點全國變壓器事故部位分類表由于故障發(fā)生后幾乎所有的證據(jù)都不復(fù)存在，所以往往難以根據(jù)事故的原始狀態(tài)準(zhǔn)確無誤地說明究竟是什么原因使設(shè)備損壞的。因此，一般所說電力設(shè)備的擊穿原因往往是一種推測。目前十一頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點

設(shè)備故障與生產(chǎn)工藝和運行環(huán)境密切相關(guān)，由于不同時期設(shè)計的設(shè)備結(jié)構(gòu)不同，所以引發(fā)設(shè)備事故的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目前十二頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點3.3設(shè)備失效的故障樹分析（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的因果關(guān)系。成為進一步研究的重點。故障樹分析方法（FaultTreeAnalysis）簡稱FTA法。是一種將系統(tǒng)故障形成的原因由總體至部分按樹枝狀逐級細(xì)化的分析方法。目前十三頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點3.3.1故障樹的建樹

通常采用演繹法建立故障樹：

首先將威脅設(shè)備安全運行需盡快安排檢修的情況作為頂故障。導(dǎo)致頂故障發(fā)生的中間級故障是按設(shè)備主要組件故障劃分的。進一步根據(jù)故障間的因果關(guān)系，可以分別找出導(dǎo)致中間級故障的更基本的故障原因－底故障。目前十四頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點或門

與門

目前十五頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點目前十六頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點3.3.2故障樹分析的數(shù)學(xué)模型

故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)是故障樹的數(shù)學(xué)表達(dá)式，它是對故障樹進行定性和定量分析的基礎(chǔ)。取值含義底事件0事件不發(fā)生1事件發(fā)生頂事件0事件不發(fā)生1事件發(fā)生

故障樹可用布爾函數(shù),即結(jié)構(gòu)函數(shù)來表示

T(X)

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

考慮由n個不同的獨立底事件構(gòu)成的故障樹，化簡后的故障樹之頂事件的狀態(tài)完全由底事件的狀態(tài)Xi

(i=1，2，…n)的取值所決定(共2n個狀態(tài))

目前十七頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點與門結(jié)構(gòu)故障樹或門結(jié)構(gòu)故障樹與門結(jié)構(gòu)函數(shù)為或門結(jié)構(gòu)函數(shù)為

當(dāng)全部底事件都發(fā)生(即全部xi都取值1)時，則頂事件才發(fā)生（Φ(X)＝1）。當(dāng)系統(tǒng)中任一個底事件發(fā)生時，則頂事件發(fā)生。目前十八頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點割集設(shè)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(fā)生時，頂事件就發(fā)生，則稱Ci為故障樹的割集。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，便不再是割集，則這種割集被稱為最小割集。

割集代表了系統(tǒng)故障發(fā)生的一種可能模式。而最小割集則表征了系統(tǒng)故障的充分必要條件，它是導(dǎo)致故障樹頂事件發(fā)生的數(shù)目最少而又最必要的底事件的集合。其意義在于它能描述系統(tǒng)故障時所必須要修理的基本故障，代表系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。

故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)則可表示為s=1iCsKT(X)

=U

Xi目前十九頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點3.3.3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。主要目的是為了找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有可能的故障模式，也即弄清系統(tǒng)(或設(shè)備)出現(xiàn)某種最不希望的故障事件有多少種可能性。

故障樹的定性分析T(X)=X1X2＋X2X3+X1X3+X1X2X3

=X1X2＋X2X3+X1X3目前二十頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點故障樹的定量分析

發(fā)生概率最大的割集是最不可靠割集，包含在最不可靠割集內(nèi)的事件是系統(tǒng)的最薄弱環(huán)節(jié)。故障樹定量分析包括頂事件的概率和重要度分析。重要度是一個設(shè)備的割集發(fā)生故障或失效時對整個設(shè)備（頂事件）發(fā)生概率的貢獻。目前二十一頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點3.4以可靠性為中心的維修策略

維修和運行是電氣設(shè)備兩個重要的方面,我國電氣設(shè)備傳統(tǒng)的檢修方式是定期檢修,定期檢修只依據(jù)時間而不依據(jù)設(shè)備技術(shù)狀況來界定是否需要檢修,會導(dǎo)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(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗和發(fā)展趨勢表明，以可靠性為中心的維修(RCM)已在航空設(shè)備及軍事裝備維修領(lǐng)域得到了應(yīng)用,效果顯著。這種檢修策略充分考慮設(shè)備的狀態(tài)、設(shè)備在電網(wǎng)中的重要性、維修費用等,在可靠性與維修費用之間尋求平衡，以期用最小的維修成本來保證電氣設(shè)備的可靠性。目前二十二頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點3.4.1可靠性為中心維修的原理RCM（ReliabilityCenteredMaintenance）是以最少的資源消耗保持設(shè)備固有可靠性和安全性的原則,應(yīng)用邏輯決斷方法確定設(shè)備預(yù)防性維修的過程或方法。它強調(diào)以設(shè)備的可靠性、設(shè)備的故障后果作為制定維修策略的主要依據(jù)。

RCM基本思路是:由設(shè)備功能與故障分析明確設(shè)備各故障后果,以規(guī)范化的邏輯決斷程序確定各故障后果的預(yù)防性對策,用現(xiàn)場故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計、專家評估、定量化建模等手段在保證安全性和完好性的前提下,以最小維修停機損失和最小維修資源消耗為目標(biāo),優(yōu)化設(shè)備的維修策略。

目前二十三頁\總數(shù)二十四頁\編于十八點3.4.2可靠性為中心的檢修策略決策步驟R