基于DDgPCE方法和油色谱数据的变压器故障率模型

变压器作为电力系统中的重要元件之一,建立其精确的故障率模型是提高电力系统运维效率的前提条件。首先,基于变压器油中溶解气体数据,引入岭形隶属度函数将其状态划分阈值模糊化;其次,考虑不同情况下绝缘物质分解时产生气体类型的差异性,分析各气体产气速率之间的关联性,利用改进的熵权法分配各气体状态量的权重;然后,综合考虑变压器的健康状态和役龄,采用数据驱动的广义多项式混沌方法建立了变压器的故障率分布模型;最后,通过实例分析计算表明,本文所建立的故障率模型具备较高的精度,具有一定的工程应用价值。

基于设备状态振动特征的比例故障率模型可靠性评估

基于概率统计的传统可靠性评估方法一般依赖于失效寿命数据。但失效寿命数据需要通过寿命试验和加速寿命试验获取,对于大量的实时工作设备采用这种方法是不适宜的。这种情况下,基于设备状态的性能退化数据能够提供可靠性评估的重要信息。在集成失效数据可靠性建模技术和基于设备状态的振动信号特征提取的基础上,提出设备状态振动特征的比例故障率模型可靠性评估的新方法。该方法可以把底层信息(如设备运行状态特征的方均根、峭度)与高层信息(如可靠性统计学)之间建立联系,适合设备运行可靠性参数的估计,并能够提供有效的可靠性评估,为设备以可靠性为中心的基于状态的预防维修提供技术支持。通过在铁路机车轮对轴承上的应用实例说明该方法的合理性和有效性。

输变电设备状态故障率模型改进分析

提出了以设备健康状态模型为基础,模型参数随时间变化的输变电设备故障率模型改进方案。还为改进模型的参数求解提出了新方法——全状态集成法。全状态集成法是对设备带有时间标签的完整健康过程进行研究,跟踪利用全过程的状态信息,因此得到的模型参数都带有役龄标记。最后通过实例,运用全状态集成法计算了改进模型中不同役龄设备的模型参数值和故障率,与原模型及反演法计算的结果相比,更接近实际统计到的故障率数值。

一种基于PHM考虑老化和设备状态的油浸式变压器故障率模型

比例故障率模型(Proportional hazard model,PHM)中的故障率函数包含基准故障率函数和连接函数,前者表征设备的一般老化,后者描述设备状态的影响,对不同影响因素(协变量)进行量化。基于PHM提出了一种综合考虑老化和设备状态的油浸变压器故障率模型,基准故障率函数采用常用的温升老化模型,连接函数中的协变量选择了能够全面客观反映设备状况的油中溶解气体信息。推导了故障前时间的概率密度分布并给出了使用极大似然估计拟合参数的方法。算例证明了拟合方法的正确性,结果分析表明提出的模型具有正确合理表征故障率的能力,并且能有效表征变压器维护操作对故障率的影响。

一种基于负载率和设备检测信息的油浸式变压器故障率模型

为建立一种综合反映不可修复(老化)故障和可修复故障的油浸式变压器故障率模型,提出了通过搭建设备健康指数与设备期望寿命的关系,将健康指数作为参量引入到老化失效模型中,实现从老化发展和状态评估的角度共同表征故障率的新模型,即Arrhenius-Weibull-HI模型。在算例分析中,提出当历史数据完整时,采用Levenberg-Marquardt法拟合获取新模型的参数;当历史数据缺失设备检测信息时,可结合非序贯蒙特卡罗法求解待拟参数的近似解。算例所获得的拟合结果表明了新模型具备表征实际故障率的能力。

视情维修模式下威布尔比例故障率模型

视情维修在提高装备的使用可用度、减少生命周期费用和提高维修保障效率等方面发挥了重要作用。在视情维修模式下,采用威布尔比例故障率模型描述了系统状态与故障率之间的关系,对伴随变量进行了相关性分析,以最大可用度为目标,建立视情维修的最优维修策略模型,并根据系统当前状态信息来判断装备是否已经达到最佳的维修时机。最后,对某型陀螺仪故障数据进行了实例分析,表明该方法在视情维修中的合理性和有效性。

基于条件云的时变故障率模型及其在可靠性评估中的应用

电力系统通常采用常数故障率模型进行可靠性评估,常数故障率模型虽然结构简单、计算量小,但忽略了天气因素的影响,无法反映系统可靠性的真实水平。针对常数故障率模型的缺陷和可靠性统计数据的不足,提出了一种基于条件云的时变故障率模型。首先定义了适当的隶属度函数,使用X条件云模型完成风光出力到天气条件的转化。然后使用半降尖Γ云模型,对天气条件与天气影响因子之间的确定性关系进行模糊化,使用Y条件云模型完成天气条件到天气影响因子的转化。在条件云模型的基础上,根据云模型的不确定性推理规则,由t时刻风光出力推测对应时刻的天气影响因子,对采用威布尔分布模拟的时变故障率模型进行修正。最后结合比利时瓦垄地区风电场和光伏电站出力数据进行云模型构建和发电系统可靠性评估。该模型能够更好地模拟系统运行的实际状况,提高可靠性评估的准确性。

基于比例故障率模型的柴油发动机视情维修决策

为提高柴油发动机运行的可靠性,减少维修费用,建立了一种基于威布尔比例故障率模型的车用柴油机的视情维修决策模型。首先利用赤池信息准则(akaike information criterion,AIC)选择了威布尔分布作为故障数据的最佳分布,然后使用主成分分析(principal component analysis,PCA)将润滑油中各种金属含量数据进行了加权融合,得到了更加全面有效的特征协变量,继而将处理后数据通过最大似然估计得到了模型参数估计值。再综合单位维修费用最小和可用度最大的原则,建立了综合维修优化模型,基于该模型求得了最优预防时间间隔以及相应的视情维修决策模型。最后通过同类型柴油发动机实例进行了分析和验证,结果表明,该方法可用于柴油发动机的视情维修决策,降低了维修的费用,提高了运行可靠性及可用度。

基于全程状态监测量的继电保护故障率模型

继电保护的可靠运行对维持电网安全稳定具有重要作用。评估运行中的继电保护故障率是研究继电保护可靠性的一个关键性问题。该文通过分析某一地区的故障率分布,提出基于全程状态监测量与故障数据的广义比例故障率模型,并采用自适应同伦算法估计广义比例故障率模型的参数,求解继电保护故障率表达式。最后,3个算例结果表明:与牛顿同伦算法相比,自适应同伦算法求解故障率参数速度更快,收敛性更好;与威布尔模型相比,采用全程状态监测量与故障数据的广义比例故障率模型可以更好地拟合继电保护故障率,实时反映设备的运行状态,为设备检修类型的选择提供理论基础。

基于比例故障率模型的转向架牵引电机滚动轴承可靠性评估

为保障轨道车辆转向架牵引电机滚动轴承安全、平稳、可靠地运行,提出一种基于振动特征的轨道车辆转向架牵引电机滚动轴承(以下部分简称电机轴承)可靠性评估方法。该方法首先从实测得到的振动信号中提取并优选出能反映电机轴承状态的特征指标;然后,将优选出的敏感特征指标利用主成分分析法(PCA)进行多域特征指标的加权融合,得到一个能全面、准确、有效地表征电机轴承性能状态的特征指标;再将这个融合后的特征指标作为响应协变量与可靠度之间建立可靠性评估模型,从而对电机轴承运行可靠性提供了有效的评估。最后通过在某车辆转向架牵引电机轴承上的实际应用说明该方法的有效性和合理性。

基于役龄和健康指数的可加故障率模型研究

针对传统的可加故障率模型(AHM)在描述设备状态对故障率的影响时存在缺陷,提出采用健康指数作为表征设备状态的变量,建立起以役龄和健康指数作为变量的AHM模型,基于该模型的构建原理提出模型解法,共三步:首先,求解基准故障率函数时,运用基于LS-SVM的EMD改进算法获取故障率演变曲线,用遗传算法优化该曲线;然后,求解协变量函数时,运用了灰色理论的NGDM模型;最后,对基准故障率函数和协变量函数进行联合优化。通过仿真数据验证,该方法的拟合误差小于2%,预测误差小于3%。结合真实案例探讨了模型适用性的初步检验方法,最终对模型的使用方法进行了论述。

输电线路故障率模型研究

综合考虑设备老化、天气因素和设备状态对输电线路故障率的影响,搭建基于比率风险的新型输电线路故障率模型。模型的故障率函数由基准故障率函数和状态描述函数组成,基准故障率函数采用温升老化模型,状态描述函数中的协变量选择与输电线路运行密切相关的天气因素和设备状态,采用极大似然估计法进行模型参数拟合。算例分析表明提出的模型具备表征实际故障率的能力。

基于浴盆曲线的配电变压器故障率模型

为建立一种综合反映不同时期配电变压器的故障率模型,从故障率呈浴盆曲线特性出发,分别分析了不同阶段影响故障率的因素。针对偶然故障期设备故障率主要受气候影响的特性,选取最能表征天气特征的因素,采用灰色关联分析的方法建立历史故障率数据与待求故障率之间的关系并予以求解。对于耗损故障期设备故障率随服役时间增长呈指数型增长的特点,采用威布尔分布进行拟合,同时利用配电变压器状态评价结果与设备期望寿命之间的关系,将评价结果作为参量引入故障率模型中。在算例分析中,当历史数据缺失设备状态评价结果信息时,可采用非序贯蒙特卡洛法求解拟合参数的近似值。算例所获结果表明新模型具备表征不同阶段配电变压器实际故障率的能力。

隧道机电设备故障率模型研究

机电设备是隧道安全运行的重要保障。由于机电设备故障的随机性和隐蔽性,较难对机电设备的性能趋势进行预测。基于历史数据统计,本文提出了隧道机电设备的故障率模型。利用该模型,结合运营期隧道机电设备的故障信息,以排水泵和水泵控制箱为例,对关键设备故障率演化规律进行研究,结果表明隧道机电设备故障演化曲线符合威布尔分布,利用故障模型曲线可为设备维修养护(下简称维养)策略的选择提供理论支撑。

基于设备完整健康过程的故障率模型参数研究

以当前基于设备状态的故障率模型为研究对象,对完整健康过程概念进行了补充和完善,进而能利用更多的设备历史状态信息计算模型的基于役龄的比例参数K(t)和曲率参数C(t)。完善后的概念克服了以"设备发生故障"为结束标志的完整健康过程样本少的问题,将"设备处于异常或严重状态"补充作为健康过程结束标志,得以充分利用输变电设备的历史数据,尤其是检修和消缺记录,得到更多的完整健康过程样本。案例分析进一步验证同时考虑设备状态和役龄的可靠性模型更具有科学性。

基于比例故障率的周转备件预测方法

周转备件主要用于保持对备件的持续供应、避免备件订货的延误风险。在比例故障率模型中引入维修度的概念,建立结合维修度的威布尔比例故障率模型,并采用极大似然法估计模型参数,最后在蒙特卡罗仿真的基础上预测周转备件数量。经示例分析,验证了该模型的可行性和有效性,该结果可为周转备件精确保障提供理论依据。

基于故障率分析的继电保护系统状态检修策略

为了准确计算继电保护系统状态检修的具体检修周期,方便运维人员安排检修计划,提出了一种基于故障率分析的继电保护系统状态检修策略。根据历史数据拟合其基础故障率模型,分别考虑中长期和短期等因素的影响,形成修正后的继电保护系统实际故障率模型。在此基础上,结合工程应用经验和相关导则,通过设立累积故障率门槛值,计算具体的检修周期。算例结果表明,所提出的状态检修策略可以为运维人员提供具体的检修周期,提高了检修的工程应用性。

基于环境温度在线监测的I/O卡件故障率的研究

针对处于偶然故障期的I/O卡件,其寿命服从指数分布,故障率为一常数,故障率主要受环境温度的影响。以温度为协变量,建立比例故障率模型。基于研发的DCS各系统可靠性监测系统,统计分析获取不同温度下I/O卡件的故障率。采用稳健回归中M-估计对模型参数进行估计,定量分析,校正故障率。实例分析表明,该模型具备表征实际故障率的能力,可为DCS故障诊断、寿命管理及预防性检修提供依据。

PRHR模型次序统计量的普通多元随机序（英文）

设X_i^F^(α_i),Y_i^F^(γ1),i=1,2,…,n,都是独立的PRHR随机变量.首先,我们由(α_1,α_2,…,α_n)≥_m(γ_1,γ_2,…,γ_n),可得(Y_(1:n),Y_(1:n),…Y_(n:n))≥_(st)(X_(1:n),X_(2:n),…,X(n:n))成立.其次,我们考虑了独立的PRHR随机变量卷积的一般序比较.假定α_1≥α_2≥…≥α_n和γ_1≥γ_2≥…≥γ_n,我们证明了由(α_1,α_2,...,α_n)≥_m(γ_1,γ_2,…,γ_n),可得对任意的1≤k≤n,有∑n(r=k)Y_r≥_(st)∑n(r=k)X_r成立.本文中建立的结果推广了已有文献的相关结论.

软件可靠性评价的Hazard Rate模型

研究软件的可靠性问题，首先要考虑如何测试与评价，作为基础的信息和数据，主要是在各开发阶段通过调试发现。介绍了一类比较简单实用的软件可靠性评价模型，并给出了解析方法。