[发明专利]低压成套开关设备可用度预测方法

说明书

本发明公开了一种低压成套开关设备可用度预测方法，该方法包括如下步骤：步骤1低压成套开关设备可靠度逻辑图的建立；步骤2低压成套开关设备分层结构；步骤3低压成套开关设备顶层模型的建立；步骤4低压成套开关设备子系统模型的建立。本发明的有益效果是，该方法分析十分有效，十分可靠。

技术领域

本发明涉及开关可靠度检测领域，特别是一种低压成套开关设备可用度预测方法。

背景技术

低压成套开关设备属可修复杂系统，可用度是其可靠性特征量之一。在获取低压成套开关设备的可用度时，考虑到设备状态数目较多，为了避免系统规模扩大时，马尔科夫模型状态空间复杂、效率较低的问题，本文提出了基于分层马尔科夫过程的低压成套开关设备可用度预测方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种低压成套开关设备可用度预测方法。

实现上述目的本发明的技术方案为，1、一种低压成套开关设备可用度预测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1低压成套开关设备可靠度逻辑图的建立

低压成套开关设备种类、型号较多，本文以给水电解制氢装置供电的MCC为例进行分析；该MCC为全组合式封闭结构，由柜体和抽屉单元组成，适用于交流50Hz额定电压380V及以下的电力系统，该设备的技术指标如表1所示；

该MCC由六个塑壳断路器(QF1—QF6)，两个万能转换开关 (QC1—QC2)，两个钮子开关(SA1—SA2)，八个按钮开关(SB1—SB8)，六个熔断器(FU1—FU6)，六个交流接触器(KM1—KM6)，四个热继电器 (FR1—FR4)和六个小型继电器(KS1—KS6)组成；记λ_ij、μ_ij(i＝1,2,…6， j＝1,2,…)为第i个系统第j个元件的故障率和维修率；根据实际电路，构建该MCC可靠度逻辑图，如图4所示；

分析MCC的运行特点，设备在使用过程中如果遇到不能正常运行的情形，一般情况下需要维修或更换故障元件以消除故障，保证设备能够正常工作，因此属于可修复杂系统；设备的使用过程一般是从正常运行状态转移到故障状态，经过修理重新恢复到正常运行状态，如此循环到不可再修复；整个过程是一个从一种状态转移到另一种状态的随机过程，系统将来所处的状态只与现在的状态有关，与之前的状态无关，因此该随机过程具有马尔科夫性，并且元件的故障率和维修率均为常数，为避免状态空间难以建立，降低效率，采用分层马尔科夫模型对设备进行可靠性分析；

步骤2低压成套开关设备分层结构

根据MCC功能进行分块，MCC可分为六个子系统组成，1#、2#吸附器回路、3#碱液循环回路、4#送水泵回路、5#电解间风机回路及6#配电间风机回路；为便于分析，将3#子系统中SB1与SB2串联构成的单元记为BB，单元BB与KS3组成的并联系统记为单元B；4#子系统中SB3 与SB4串联构成的单元记为CC，单元CC与KS4组成的并联系统记为单元C；5#子系统中SA1与KS5组成的串联系统记为单元EE，单元EE与 SB5组成的并联系统记为单元E；6#子系统中SA2与KS6组成的串联单元记为DD，单元DD与SB7组成的并联系统记为单元D；根据图3中MCC 的功能和结构特点划分层次，如图5所示；

该MCC共分为五层，最底层是基本的元器件；从图4中可以看出，对MCC进行分层之后，结构比较清晰，避免了建立复杂的状态空间，为应用马尔科夫模型分析系统可靠性创造有利条件；

步骤3低压成套开关设备顶层模型的建立

分析MCC的顶层可知，它有6个不可用状态和1个可用状态，全态模型如图6所示；

将MCC处于正常运行状态及不可用状态分别记为状态0～状态6，状态0～状态6各子系统的运行情况如表2所示；