⏹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
某一时刻的可靠性分析：
在1000天这个时刻，能够正常工作的开关设备的失效率=0.001579，失效率较低断路器不可靠度=0.801。
建议适时检修。
不同故障重要度分别为
陕西
基于西安、宝鸡、咸阳等10地区的断路器的数据处理结果，按照系统可靠性与单元可靠性的串并联关系，可以计算系统更高层级的可靠性参数。
陕西地区363kV开关设备系统失效率曲线λ(t)
陕西地区363kV开关设备投入第一年失效率逐渐增加，投运第二年到运行1000天（即三年左右）期间失效率较低，三年后，失效率呈递增态势。
陕西地区363kV断路器的不可靠度F(t)
断路器投入后，不可靠度逐渐递增，运行到3000天（即9年左右）时，不可靠度约为1。
某一时刻的可靠性分析：
在7000天这个时刻，陕西363kV断路器失效率为0.0256。
不同地级市设备失效的重要度分别
试验数据处理
开展可靠性试验研究的内容
1、对关注的故障类型进行专项研究
A确定分布规律
B明确影响因素
C研究底层原因
D提出改进方式
E构建自下而上研究模型
2、对性能劣化周期长的研究对象
以加速老化的试验方式进行可靠性研究
3、构建对设备的科学的可靠性评价体系
4、排除环境剖面、工作剖面形成的复合影响
可靠性试验研究方法
批量、批次、专项试验，以提供基本研究数据
开关产品/试验/老化试验可以进行集中式
的等额试验
机械寿命
可靠性试验
载流/开断能力
可靠性试验
无法进行集中式
的等额试验
电老化试验
热老化试验
金属/非金属
疲劳/破坏
环氧件
硅橡胶件
尼龙
加工/装配
不达标
金属/非金属疲劳
/破坏
加工/装配不达标
特
性
导电件不达标
可靠性试验方案
密封圈试验方案
SF6气体分解物
机械疲劳
温升
操作电流异常
SF6密度继电器
继电器
辅助开关
机械疲劳SF6气体分解物
操作特性异常
机械可靠性研究试验
共进行16700次机械操作试验
监测速度特性、回路电阻、电流波形
断路器故障：3000次气缸拉毛
4000次气缸拉毛
8500次主触头拉毛
9000次拉杆轴孔变形
10358次中相传动轴断
机构故障：
螺钉松动1578/1782/8450/15000/15150齿轮8750/9050/10900/11000/13250电机4063/5570/13250/16700
棘轮5570/16200
内拐臂11500/13250
挚子5570/13250
126kV断路器机械操作不可靠度曲线
⏹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
评定设备状态
揭示产品变化趋势
评价设备可靠性水平
为设备维护检修提供指导
为产品制造的提升提供设计依据
⏹可靠性数据处理分析提供了对运行设备/试验设备可靠性评价的量化方法。
⏹可靠性数据分析处理结果的准确性受到数据准确性及系统复杂程度的影响
A 信息完整、准确如运行设备的负荷情况、操作情况、检修情况、工作环境情况等
B 计算分析方法的改进数据模型的完善、分析方法的完善
C 信息和结果的相互印证反馈运行信息和计算结果的印证、试验结果和运行结果的印证
⏹以可靠性研究试验的方式为主进行失效物理的研究和失效物理模型的构建。
提高分析结果准确性。