[发明专利]一种计及芯片影响的设备可靠性确定方法及系统

说明书

本发明公开了一种计及芯片影响的设备可靠性确定方法及系统，包括：基于历史数据进行统计分析，确定不同阶段的第一设备失效率；基于不同阶段的第一设备失效率，确定不同阶段的第一板卡失效率；基于所述第一设备失效率、第一板卡失效率和第一芯片失效率确定协变量函数；基于目标设备厂家采用的芯片，确定第二芯片失效率；基于目标设备厂家的板卡设计工艺和制造工艺能力，确定第二板卡失效率；基于所述第二芯片失效率、第二板卡失效率和协商变量函数确定目标设备厂家的第二设备失效率，以基于第二设备失效率进行设备可靠性评估。本发明能够为国产芯片的二次设备可靠性提供量化评估依据。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，并且更具体地，涉及一种计及芯片影响的设备可靠性确定方法及系统

背景技术

二次设备是对电力系统内一次设备进行监察，测量，控制，保护，调节的辅助设备，维护电网安全稳定运行中不可或缺的部分。二次设备良好的运行状态是确保电网正常运行的必要条件。芯片是构成二次设备的基础，芯片损坏、老化等会导致二次设备丧失对电网进行控制和监测的功能，从而影响电网的安全稳定性。引发二次设备失效和故障的原因可分为内部因素和外部因素。内部因素主要由二次设备部件引起，通常由于设备本身存在质量问题、产品设计考虑不周或者制造工艺不良对设备中芯片的寿命产生影响；外部因素主要是设备在储存、运输和工作过程中所受到的环境条件的影响，包括气候环境条件、机械环境条件、生物条件以及人为因素等。外部因素通过内部因素发挥加速或延缓的作用。

二次设备是一个串联系统，装置的可靠度为它所包含元器件的可靠度之积。二次设备的可靠度主要取决于装置中的各种板卡，而各板卡的可靠度则主要取决于板卡上芯片的可靠度，尤其是可靠性最薄弱芯片的可靠度。二次设备中如继电保护装置一般由机箱、背板、人机界面、CPU板、DSP板、模拟量输入板、电源板、I/O板等组成。制造厂设计研发、物料选型、制造工艺、工程实施的全过程严格质量管控体系是关键。

国内外对设备可靠性分析主要从三大方面开展，其一主要基于国标《恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法总则》(GB/T 2689.1-1981)开展恒定应力加速寿命试验、高加速寿命试验或基于加速应力的可靠性鉴定试验(高风险定时试验)，对二次设备及芯片来说主要考虑温度、电磁场应力，此方法需要将特定数量样本放入实验室的特定环境下开展，需要的设备数量多，费用昂贵，且时间周期较长；其二主要结合二次设备的硬件设计结构，基于各类芯片自身的可靠度开展分析，主要采用芯片间的串并联关系等计算设备整体可靠度，此种方法忽略了各类板件的设计合理性，芯片的组装焊接工艺等，导致采用同一芯片的不同厂家装置可靠度一致的不正确结论；其三主要结合大量在运二次设备所发生的缺陷数据开展可靠性分析，通过分析真实的设备失效数据来研究二次设备的可靠性，构建二次设备的可靠性曲线，此方法结果为运维下的二次设备综合可靠性和寿命，不能对新设备进行分析评估。

当前在运装置采用已有多年电力系统应用经验的进口芯片，结合第二方面提到的方法开展可靠性分析，分析结果经过在运二次设备运行情况数据统计分析得到验证。而新研发的国产芯片二次设备样机，所采用的国产芯片未经电力系统广泛的应用验证，大部分芯片均为首次应用到电力二次设备或新研发的芯片，芯片及装置厂家也难以给出新研发的芯片的失效率参数，装置也未经高加速试验验证可靠性，由于未批量投运，也无现场装置失效数据支撑。其中，在国产芯片二次设备样机中，部分国产芯片较为成熟，已在其他领域的批量应用得到验证；部分芯片为对标进口芯片规格型号生产；部分芯片通过功能替代让装置实现了国产化。新研发的二次设备可靠性的分析评估方法不足，无相应理论和数据支撑，影响二次设备的可靠性分析及推广应用。

因此，需要一种计及芯片影响的设备可靠性确定方法。

发明内容

本发明提出一种计及芯片影响的设备可靠性确定方法及系统，以解决如何确定设备可靠性的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种计及芯片影响的设备可靠性确定方法，所述方法包括：