基于故障模式的变电设备故障风险分析,该文是变电类有关论文例文和变电设备和故障模式和风险分析相关毕业论文怎么写.
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摘 要：随着电力事业不断发展,输变电网络覆盖范围也越来越大,在输变电设备运行过程中很容易出现各种故障问题,对设备故障进行处理是提高变电运行安全水平的重要途径.基于故障模式进行变电设备故障分析可以对故障的演变过程以及故障风险进行量化,从而更好地控制风险.本文对变电设备故障问题进行分析.
关键词：变电设备 故障分析 故障模式
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）10-0226-01
引言
输变电设备是电力系统的重要组成部分,确保变电设备正常运行是维持电网安全可靠运行的基础,从电力企业发展的角度来看,在确保变电设备拿去运行的同时,还应该要考虑到设备运行维护过程中的经济性,旨在追求经济效益最大化.关于变电网络运行故障风险的研究越来越普遍,电力企业也越来越重视变电故障风险,对于输变电设备故障风险的定义,当前业内普遍承认的一种定义方式是：故障发生率与故障可能造成的后果的乘积.其中输变电设备出现故障之后会带来很多方面的影响,比如对人身安全造成影响,导致人们的生产生活用电中断等,当前关于变电设备的故障风险的分析,多数是将变电设备整体看成研究对象,采用定量的方式进行分析,基于变电设备在运行过程中出现故障的概率以及故障带来的危害,对故障风险进行分析是最有效的评价方式.但是当前我国基于故障模式的风险评估研究还不够充分,未来还需要对变电设备的故障风险进行进一步研究与分析.
一、当前变电设备故障分析方法
当前电力企业关于输变电设备的故障分析主要采用故障模式和影响分析两种方式,可对电力系统的变电设备故障进行全面分析,对故障模式、原因、后果等进行确定,但这种方式中含有比较强的主观意愿,很难将分析的结果直接作为风险评判的标准和依据.另一种常用的方式是故障树分析,这种分析方法可以用于对故障模式之间的因果关系进行分析,因为变电设备的各种故障之间是相互联系的,一个故障的长期积累也会导致另一个故障的出现.但故障树分析模式也有一定的局限性：第一,故障树分析模式中不易于直接观察故障模式的后果；第二,在故障树模式中,所有的事件都被假设为二态性,只有非有即无两种状态,但是变电设备的很多故障不能单纯地使用非有即无来表示,而且故障的程度是不断变化的；第三,故障树模式的逻辑关系具有一定的确定性,在变电设备运行过程中,各个设备故障之间的关系是不确定的,一个故障并不会绝对引起其他故障,故障之间用概率的关系进行描述更为合理.另外,由于故障有很多潜在的风险,所以在对故障进行分析的时候要结合风险控制的需求,从根源上对风险进行预防,同时还需要分析风险的发展过程,从风险后果控制的角度着手减少损失.
二、给予故障模式的变电设备故障分析
1.基于领结模型的输变电设备故障风险定性分析
图一 故障因果网络图
如上图所示,在建立故障因果网络图之后,可以对变电设备的故障风险进行初步分析,同时还要对故障模式的发展过程进行预测,对当前故障模式发生的原因进行详细深入地分析,从而更了解变电设备的故障以及风险.这种分析方式被称为领结模型,领结模型中包含了输变电设备当前出现故障的所有原因和结果,使得故障分析更加合理,而且能够对故障风险进行有效地防御.具体的分析方法如下：当设备出现故障的时候,首先要判断变得设备可能存在的故障模式,然后将这个故障模式作为领结模型中的关键事件,再对关键事件在整个变电网络图中的位置进行定位,沿着连接点向前搜索与之有直接或间接关系的节点,直至到达根节点,就可以找到该关键事件的根节点,即找到产生该故障的根本原因.将涵盖所有节点的原有连接方式置于领结模型的左侧与关键事件连接,然后再采用同样的方法沿着关键事件所在的节点向后搜索,找到与关键事件有直接或者间接关系的节点,直到叶节点,就可以获得与该关键事件有关的后果节点,即该故障所产生的后果与风险.
例如某电力变压器出现故障时,根据故障成因生成绕组过热的领结模型.绕组过热的原因有很多,其中有一个是绝缘油作用,因为在变电设备中,变压器与绝缘油的物理位置以及功能上有连接,会造成故障之间的传播,两者之间产生关联.绕组过热的直接原因有三种,一种是固有故障隐患,例如统包绝缘膨胀、导线制造不良,一种是应力故障,包括设备过载带来的故障,第三种是其他部件所带来的影响,比如绝缘油的散热性能不好.不同的故障原因会导致故障的发展过程不相同,从风险控制的角度来讲采取的措施也不相同.基于领结模型可以对故障模式的原因进行逐一分析,从而找到相应的应对措施,减轻故障的风险和后果.
2.基于半马尔科夫过程的故障风险定量分析
上述的领结模型可以对故障的发展情况进行定性分析,但为了更好地了解故障带来的风险,做好风险管控,则还需要对变电设备面临的故障风险值进行量化确定.由于变电设备的故障模式是随机发展的,会呈现出很多不确定性,因此可以采用随机过程对其进行定量描述.例如变电设备将来可能的状态仅与当前状态有关,则对故障发展情况进行表示的时候就可以采用马尔科夫过程进行表示.马尔科夫过程是一种随机分析过程,在当前的故障分析过程中应用十分广泛.传统的马尔科夫过程假设状态的停留时间是呈指数分布的,但是在实际情况中很难满足指数分布要求,在分析过程中可以将领结结构变单链结构,领结模型中的关键事件可能是由单一故障原因引起的,也可能是由于多种故障造成的,但是在分析的时候通常认为故障原因是单独作用的,因此,可以根据检测到的变电设备的状态信息,推测主要故障的原因,将领结模型简单化,成为单链结构.对于领结模型的后侧所表示的故障后果,也有很多个不同的发展路径,可以综合分析当前的故障模式,对故障风险进行更加清晰地表示.
在故障风险定量分析分析过程中,对于故障的描述一般有两种过程,一种是由于某种性质的应力导致的设备劣化过程,比如外界的电、热、机械应力导致设备出现故障.另一种故障则是突发的,是由于某一个突然的刺激造成的故障,是由关键事件直接导致的故障,在故障分析过程中基本可以使用这两种方式对故障进行描述.
结语
综上所述,变电设备故障分析是电力系统安全运行的基础,随着电力网络不断扩大,变电设备越来越多,设备出现故障的概率也越来越大.基于故障模式对变电设备的故障风险进行分析,可以更好地找到故障原因,并且采取有针对性的措施对故障进行处理,提高故障处理水平.
参考文献
[1]程建伟,白翠粉,刘通.基于故障模式的输变电设备故障风险分析[J].高电压技术,2015（12）
[2]刘世欣.基于故障树的变电设备故障诊断专家系统[J].华北电力大学(北京),2007
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