[发明专利]基于韦伯分布的开关设备使用寿命预测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于韦伯分布的开关设备使用寿命预测方法及系统，利用韦伯分布分析方法对开关设备包括断路器和隔离开关，进行设备寿命估算。通过计算出韦伯分布系数和设备模块故障率，可以计算出各模块的累计故障概率，并根据故障概率可预估开关设备的使用寿命。基于计算评估得到设备的预估寿命和模块故障率，变电站运维人员可以更科学有效的安排设备检修和替换，提高运维检修效率，减少停电时间，降低设备的故障风险。

技术领域

本发明涉及开关设备运维领域，具体的涉及一种基于韦伯分布的开关设备使用寿命预测方法及系统。

背景技术

安全可靠是电力系统运行的最基本要求，电力一次设备的可靠性尤为重要，一次设备的故障或者失效可能导致电网出现故障造成严重的财产和人身安全损失。变电站开关设备是电网进行控制的关键执行设备，主要包括断路器和隔离开关设备。

变电站的断路器和隔离开关设备在以往的运维管理工作中主要采用的定期维护检修方式，这种预防性管理方法虽然能够通过周期性的检修发现一定设备问题和隐患，降低故障风险。但这种预防性定期维护方法也存在一定不足，主要是设备使用时间不同，设备检修周期和检修项目不能很好的契合，导致在设备运行初期可能存在资源和工时浪费，后期又可能出现设备隐患不能及时发现的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于韦伯分布的开关设备使用寿命预测方法及系统，能够解决现有的预防性定期维护方法存在的不能很好的契合各种设备使用时间的问题。

根据本发明第一方面实施例的基于韦伯分布的开关设备使用寿命预测方法，包括以下步骤：

获取变电站初装后开关设备的故障历史记录；

将开关设备划分为多个主模块，将主模块划分为多个子模块，分别统计对应的故障历史数据；

分析故障历史数据得到各个主模块和子模块的故障等级中位数值X_i；

根据韦伯分布模型，结合故障等级中位数值X_i计算响应主模块及子模块的韦伯分布参数；

通过韦伯分布参数计算开关设备的可靠性和故障率，并生成故障率曲线和可靠性曲线，根据故障率曲线和可靠性曲线判断开关设备的使用寿命。

根据本发明第一方面实施例的基于韦伯分布的开关设备使用寿命预测方法，至少具有如下技术效果：本发明实施方式基于开关设备的故障历史数据，利用韦伯分布分析法计算出开关设备的可靠性和故障率，然后根据可靠性和故障率，基于计算评估得到开关设备的预估寿命和模块故障几率，变电站运维人员可以更科学有效的安排设备检修和替换，提高运维检修效率，减少停电时间，降低设备的故障风险。

可以细致预估开关设备各主模块和子模块的故障概率，由于历史数据来源于本地区代表性开关设备的一般运行工况，适用性更强，预估结果更接近实际情况。运维人员根据故障率变化可灵活设置一次设备的检修周期，减少前期过度检修维护造成的时间和人工浪费，又可在设备寿命周期后段适度增加检修次数，降低设备各模块发生故障的风险，避免造成重大损失。通过分模块预估故障概率，可以针对故障概率较高的模块制定专项检修计划，或者进行模块替换。根据主模块及子模块的累计故障概率数值，可相对准确估算开关设备的预期使用寿命，做好设备更新计划。

根据本发明的一些实施例，所述开关设备为隔离开关或断路器。

根据本发明的一些实施例，所述隔离开关的主模块包括接触系统、操作机构、控制和辅助系统以及支撑结构。

根据本发明的一些实施例，所述接触系统的子模块包括静触头、动触头和旋转机构；所述操作机构的子模块包括电动机、手动操作机构、闭锁系统和机械连接机构；所述控制和辅助系统的子模块包括电磁接触器、供电回路和加热回路；所述支撑结构的子模块包括基础框架和钢架构。