基于狀態(tài)檢修的輸變電設(shè)備故障率的計(jì)算

孟昭軍，朱興興（.南京南瑞集團(tuán)公司，江蘇南京06；.河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院，江蘇南京00）

基于狀態(tài)檢修的輸變電設(shè)備故障率的計(jì)算

孟昭軍1，朱興興2
（1.南京南瑞集團(tuán)公司，江蘇南京211106；2.河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院，江蘇南京211100）

在全狀態(tài)集成法的基礎(chǔ)上提出了求解設(shè)備故障率的新方法：等效狀態(tài)評(píng)分法。以設(shè)備等效狀態(tài)評(píng)分為模型，模型參數(shù)隨著設(shè)備所經(jīng)歷的過(guò)程變化而變化。通過(guò)對(duì)經(jīng)歷過(guò)檢修后的狀態(tài)評(píng)分的折算，表征出檢修對(duì)設(shè)備故障率的影響，求得設(shè)備可能的故障率。最后，通過(guò)算例運(yùn)用等效狀態(tài)評(píng)分法求解設(shè)備的模型參數(shù)和故障率，等態(tài)狀態(tài)評(píng)分法和全狀態(tài)集成法的計(jì)算結(jié)果相同。與全狀態(tài)集成法相比，等態(tài)狀態(tài)評(píng)分法簡(jiǎn)化了計(jì)算，并且物理意義更加明確。

狀態(tài)檢修；故障率；等效狀態(tài)評(píng)分法

電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況對(duì)電力系統(tǒng)的安全可靠性影響重大。設(shè)備故障往往會(huì)造成用戶停電，導(dǎo)致直接的經(jīng)濟(jì)損失，且需要花費(fèi)大量的時(shí)間和費(fèi)用進(jìn)行維修。因此，對(duì)于電網(wǎng)設(shè)備應(yīng)采用科學(xué)合理的檢修體制，提高檢修的針對(duì)性和有效性，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題于萌芽狀態(tài)并及時(shí)解決，從而保障系統(tǒng)的安全性和供電的可靠性，為電網(wǎng)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修正是在這一需求下發(fā)展起來(lái)的[1]。

不同國(guó)家及不同電力企業(yè)（如英國(guó)EA公司[2]、加拿大Kinectrics公司[3]）對(duì)設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)分時(shí)采用的評(píng)價(jià)模型是有區(qū)別的，因此，會(huì)得到不同的狀態(tài)故障率模型。

本文首先回顧了國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修故障率的計(jì)算，指出了國(guó)家電網(wǎng)公司狀態(tài)檢修設(shè)備故障率模型的不足。然后介紹了基于全狀態(tài)集成法的設(shè)備故障率的計(jì)算。由于全狀態(tài)集成法存在著計(jì)算量大、物理意義不明確等缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出了基于等效狀態(tài)評(píng)分法的設(shè)備故障率的計(jì)算方法。該方法能夠體現(xiàn)停電檢修對(duì)設(shè)備故障率造成的影響，物理意義明確，彌補(bǔ)了全狀態(tài)集成法的不足。最后，用算例驗(yàn)證了本文提出的等效狀態(tài)評(píng)分法模型和方法的有效性。

1　國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修故障率的計(jì)算

國(guó)家電網(wǎng)公司《輸變電一次設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系》中給出了基于狀態(tài)檢修的設(shè)備故障率的模型λ=Ke-CS。其中，S為設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的評(píng)分值。通過(guò)一定的現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)繼而利用反演法計(jì)算出模型參數(shù)K、C[4]。

國(guó)家電網(wǎng)公司提供的輸變電設(shè)備故障率的計(jì)算是利用反演法計(jì)算求得，概念清晰，計(jì)算簡(jiǎn)便。然而反演法存在一些固有的缺陷。

1）計(jì)算誤差大。反演法需要確定樣本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)時(shí)間，若統(tǒng)計(jì)時(shí)間較短，由于電力設(shè)備屬于高可靠性設(shè)備，統(tǒng)計(jì)樣本的故障率統(tǒng)計(jì)值會(huì)偏低，造成模型參數(shù)誤差較大；若統(tǒng)計(jì)時(shí)間較長(zhǎng)，統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)會(huì)發(fā)生較大變化，而反演法只考慮統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)某一時(shí)刻的狀態(tài)分值，會(huì)造成模型參數(shù)較大的計(jì)算誤差[4]。

2）未考慮檢修對(duì)設(shè)備故障率的影響。同一個(gè)設(shè)備在不同階段經(jīng)過(guò)狀態(tài)檢修后即使擁有相同的健康狀態(tài)評(píng)價(jià)分值，其故障率也會(huì)有所差別。

2　全狀態(tài)集成法

文獻(xiàn)[5]提出了基于完整健康過(guò)程的全狀態(tài)集成法。對(duì)于經(jīng)歷了停運(yùn)檢修的設(shè)備來(lái)說(shuō)，它的完整健康過(guò)程是指從設(shè)備重新投運(yùn)開始到出現(xiàn)結(jié)束標(biāo)志的整個(gè)過(guò)程。對(duì)于未經(jīng)檢修就投入運(yùn)行的設(shè)備來(lái)說(shuō)，它的完整健康過(guò)程是指從投運(yùn)開始到出現(xiàn)結(jié)束標(biāo)志的整個(gè)過(guò)程。設(shè)備的完整健康過(guò)程有2種結(jié)束標(biāo)志。

設(shè)備故障：從新設(shè)備投運(yùn)、停電檢修或者消除故障后重新投運(yùn)到出現(xiàn)故障。圖1中A點(diǎn)設(shè)備發(fā)生故障，立即安排停電檢修，壽命T1為一個(gè)健康過(guò)程。

設(shè)備處于異?；驀?yán)重狀態(tài)：從新設(shè)備投運(yùn)、停電檢修或者消除故障后重新投運(yùn)到設(shè)備狀態(tài)評(píng)分處于異?；蛘邍?yán)重狀態(tài)，并根據(jù)檢修要求允許延長(zhǎng)一段時(shí)間td（td=t8-t6）。圖1中B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的t6時(shí)刻，狀態(tài)監(jiān)測(cè)顯示設(shè)備有缺陷，狀態(tài)評(píng)分處于異常狀態(tài)，在C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻t7安排檢修。在這種情況下，雖然并未立即進(jìn)行停電檢修，但設(shè)備已經(jīng)處于設(shè)備失效過(guò)程中，且離真正的失效時(shí)刻F點(diǎn)對(duì)應(yīng)的役齡t8很近，相對(duì)于較長(zhǎng)的整個(gè)完整健康過(guò)程來(lái)說(shuō)，t8-t7這段時(shí)間可以忽略。如圖1所示，T2為一個(gè)完整健康過(guò)程。

圖1　設(shè)備完整健康過(guò)程示意圖Fig.1Diagram of integral health processes for the equipment

設(shè)備處于異?；蛘邍?yán)重狀態(tài)時(shí)，應(yīng)適時(shí)安排停電檢修，因而完整健康過(guò)程的結(jié)束標(biāo)志從本質(zhì)上講均為停電檢修。

圖1為設(shè)備完整健康過(guò)程的示例，其中S為設(shè)備的狀態(tài)評(píng)分，t為設(shè)備的役齡（時(shí)間，一般以年或月為單位）。0點(diǎn)時(shí)刻設(shè)備投入運(yùn)行。如圖1所示的t1、t2、t3和t5時(shí)刻，狀態(tài)監(jiān)測(cè)顯示設(shè)備的存在缺陷，安排帶電檢修或者自行消缺使設(shè)備的狀態(tài)評(píng)分重新恢復(fù)到100分。設(shè)備處于異常狀態(tài)時(shí)應(yīng)適時(shí)安排停電檢修，設(shè)備處于嚴(yán)重狀態(tài)時(shí)應(yīng)盡快安排停電檢修。圖1中所示的t7時(shí)刻進(jìn)行了停電檢修，而t4時(shí)刻是設(shè)備故障。

在實(shí)際工程應(yīng)用中，相鄰2次狀態(tài)評(píng)分之間存在著一定的時(shí)間間隔，所得到的完整健康過(guò)程中的測(cè)量數(shù)據(jù)為離散值。圖2示例的完整健康過(guò)程擁有7個(gè)離散的狀態(tài)評(píng)分值。將相同狀態(tài)評(píng)分的持續(xù)時(shí)間相加，并按狀態(tài)評(píng)分的大小倒序排列便可得到該圖。令p≥1，為整數(shù)，表示設(shè)備所經(jīng)歷的完整健康過(guò)程的序號(hào)；令i≥1，為整數(shù)，表示相同狀態(tài)評(píng)分按降序排列后的序號(hào)。Sp，i為設(shè)備處于完整健康過(guò)程p、降序排列序號(hào)i時(shí)的狀態(tài)評(píng)分。圖中Sp，i對(duì)應(yīng)的持續(xù)時(shí)間即為Tp，i，Tp，i可直接從現(xiàn)場(chǎng)跟蹤數(shù)據(jù)得到。

圖2　一個(gè)擁有7個(gè)不同狀態(tài)評(píng)分的完整健康過(guò)程Fig.2An integral health process with seven condition scores

全狀態(tài)集法利用設(shè)備的一個(gè)完整健康過(guò)程的全部狀態(tài)信息，把各個(gè)狀態(tài)評(píng)分的持續(xù)時(shí)間統(tǒng)一折算到時(shí)間軸上的期望時(shí)間，計(jì)算得到完整健康過(guò)程對(duì)應(yīng)的設(shè)備全狀態(tài)集成法的故障率模型參數(shù)，然后對(duì)所有樣本得到的基于完整健康過(guò)程的全狀態(tài)集成法的故障率參數(shù)進(jìn)行研究。基于此，文獻(xiàn)[5]提出了一種考慮不同完整健康過(guò)程（以下簡(jiǎn)稱過(guò)程）中的狀態(tài)評(píng)分對(duì)設(shè)備故障率影響的改進(jìn)模型：

式中：Kp為設(shè)備所經(jīng)歷的過(guò)程p全狀態(tài)集成法的故障率模型比例參數(shù)；Cp為設(shè)備所經(jīng)歷的過(guò)程p全狀態(tài)集成法的故障率模型曲率參數(shù)；λp，i為狀態(tài)評(píng)分為Sp，i時(shí)的設(shè)備故障率。

設(shè)備的故障類型根據(jù)故障誘因的不同可以分為必然性故障和偶然性故障。必然性故障是由內(nèi)部原因引起的，與設(shè)備的狀態(tài)評(píng)分變化情況相關(guān)；而偶然性故障是由外部原因（如人員誤操作，保護(hù)不正確動(dòng)作、檢修質(zhì)量不良等）引起的。設(shè)備的偶然性故障率可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)得到，為常數(shù)λ0。對(duì)于任意過(guò)程，當(dāng)設(shè)備在狀態(tài)評(píng)分為滿分100分時(shí)發(fā)生故障，可以認(rèn)為就是偶然性故障引起的。因此，過(guò)程p對(duì)應(yīng)的比例系數(shù)與曲率系數(shù)間的關(guān)系滿足：

為繼續(xù)求解設(shè)備處于過(guò)程p時(shí)的全狀態(tài)集成法的故障率參數(shù)，文獻(xiàn)[5]說(shuō)明了以下幾個(gè)概念和定義。

1）時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)軸T0。它指設(shè)備在狀態(tài)評(píng)分為滿分100分時(shí)的設(shè)備期望健康壽命，即假設(shè)設(shè)備不發(fā)生狀態(tài)變化一直維持滿分狀態(tài)運(yùn)行直至偶然性故障發(fā)生所經(jīng)歷的時(shí)間，滿足：

因此，時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)軸T0的大小由偶然性故障率決定。

2）設(shè)備在狀態(tài)評(píng)分為Sp，i時(shí)的期望狀態(tài)壽命T（Sp，i）。它是指假設(shè)設(shè)備以狀態(tài)評(píng)分Sp，i投運(yùn)并保持該狀態(tài)運(yùn)行直至發(fā)生故障停運(yùn)期望的時(shí)間，中間不經(jīng)歷任何其他狀態(tài)，期望狀態(tài)壽命T（Sp，i）滿足：

與T0不同，T（Sp，i）既會(huì)受到偶然性故障因素的影響，也會(huì)受到與狀態(tài)評(píng)分Sp，i相關(guān)的必然性故障因素的影響。

3）基于時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)軸的折算系數(shù)m（Sp，i）。它指設(shè)備狀態(tài)評(píng)分為100分時(shí)的期望健康壽命T0與狀態(tài)評(píng)分為Sp，i時(shí)的期望狀態(tài)壽命T（Sp，i）的比值，即

由于式（5）中過(guò)程p是可以確定的。所以基于時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)軸的折算系數(shù)m（Sp，i）只與Sp，i狀態(tài)評(píng)分有關(guān)，僅隨Sp，i變化。引入基于時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)軸的折算系數(shù)的目的是將包含必然性故障因素的期望狀態(tài)壽命折算為只有偶然性故障因素影響的期望狀態(tài)壽命。

4）設(shè)備實(shí)際維持狀態(tài)Sp，i在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間軸上的期望狀態(tài)持續(xù)時(shí)間Tp0i。如圖3所示，它是將狀態(tài)評(píng)分Sp，i的實(shí)際持續(xù)時(shí)間經(jīng)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)軸的折算得到的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)軸上的期望狀態(tài)持續(xù)時(shí)間。其值為:

圖3　狀態(tài)評(píng)分在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間軸上折算所得的期望狀態(tài)持續(xù)時(shí)間Fig.3The expecting life time converted into standard time axis for condition scores

若把每個(gè)過(guò)程中所經(jīng)歷的各狀態(tài)評(píng)分實(shí)際持續(xù)時(shí)間都進(jìn)行基于時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)軸的折算，就能得到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間軸上各狀態(tài)評(píng)分對(duì)應(yīng)的只受“偶然性故障因素”影響的期望狀態(tài)持續(xù)時(shí)間。一個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)的所有只考慮“偶然性故障因素”影響的期望狀態(tài)持續(xù)時(shí)間累加起來(lái)的過(guò)程壽命，應(yīng)該等于由偶然性故障率決定的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)軸T0：

由式（5）、式（6）和式（7）可得：

由式（8）就可以解出該設(shè)備處于過(guò)程p時(shí)的模型曲率系數(shù)Cp，再將結(jié)果代入式（2），便可解得該設(shè)備處于過(guò)程p時(shí)的模型比例系數(shù)Kp。進(jìn)而可以求得不同狀態(tài)評(píng)分對(duì)應(yīng)的設(shè)備故障率。

全狀態(tài)集成法計(jì)算結(jié)果精確，然而，也存在著一些固有缺陷：

1）計(jì)算過(guò)程繁瑣。應(yīng)用全狀態(tài)集成法，必須將每個(gè)過(guò)程所對(duì)應(yīng)的Kp，Cp，計(jì)算出來(lái)，所需要計(jì)算量較大。

2）物理意義不明確。設(shè)備經(jīng)歷了停電檢修后，即使擁有相同的狀態(tài)評(píng)分，所對(duì)應(yīng)的設(shè)備故障率也應(yīng)該是不同的，利用全狀態(tài)集成法計(jì)算故障率不能體現(xiàn)出停電檢修對(duì)設(shè)備故障率的影響。

3　等效狀態(tài)評(píng)分法

關(guān)于基于狀態(tài)檢修的輸變電設(shè)備故障率的計(jì)算問(wèn)題，本文提出了等效狀態(tài)評(píng)分的概念，并利用等效狀態(tài)評(píng)分法求解設(shè)備的故障率。其中基本假設(shè)為：

1）設(shè)備在原始狀態(tài)評(píng)分為100分時(shí)對(duì)應(yīng)的故障率為設(shè)備的偶然故障率。

2）設(shè)備工作在初次投運(yùn)時(shí)處于設(shè)備的磨合期階段，其余過(guò)程則工作在偶然故障率階段。

3）初次投運(yùn)之前沒(méi)有經(jīng)過(guò)停電檢修，因而以設(shè)備初次投運(yùn)后所經(jīng)歷的第一個(gè)過(guò)程中的原始狀態(tài)評(píng)分作為基準(zhǔn)狀態(tài)評(píng)分。過(guò)程1的原始狀態(tài)評(píng)分與其等效狀態(tài)評(píng)分相等，其余過(guò)程的等效狀態(tài)評(píng)分與基準(zhǔn)狀態(tài)評(píng)分之間存在線性關(guān)系。

等效狀態(tài)評(píng)分法的具體步驟如下：

①統(tǒng)計(jì)設(shè)備的偶然故障率、各個(gè)過(guò)程的原始狀態(tài)評(píng)分以及對(duì)應(yīng)的持續(xù)時(shí)間。

②利用全狀態(tài)集成法計(jì)算出過(guò)程1的全狀態(tài)集成法的故障率模型參數(shù)K1、C1，全部過(guò)程的等效狀態(tài)評(píng)分法的故障率模型參數(shù)均與過(guò)程1相同。

③求解出對(duì)于每一個(gè)過(guò)程的等效狀態(tài)評(píng)分模型，并利用求得的等效狀態(tài)評(píng)分模型求出設(shè)備的故障率。

其中，步驟③的算法包括以下內(nèi)容：

1）求解出等效狀態(tài)評(píng)分模型。為了體現(xiàn)停電檢修對(duì)設(shè)備的影響，需求出設(shè)備在不同過(guò)程相同原始狀態(tài)評(píng)分以過(guò)程1狀態(tài)評(píng)分作為基準(zhǔn)的等效狀態(tài)評(píng)分。等效狀態(tài)評(píng)分模型：

式中，ap為過(guò)程p的等效狀態(tài)評(píng)分模型比例系數(shù)；bp為過(guò)程p的常數(shù)項(xiàng)；S′p，i過(guò)程p的等效狀態(tài)評(píng)分。

過(guò)程1的原始狀態(tài)評(píng)分等于等效狀態(tài)評(píng)分，即過(guò)程1的等效狀態(tài)評(píng)分模型滿足a1=1，b1=0；對(duì)于其余過(guò)程，采用以下方法求解等效狀態(tài)評(píng)分模型：

由文獻(xiàn)[5]可知，設(shè)備狀態(tài)評(píng)分為100分時(shí)對(duì)應(yīng)的故障率為偶然故障率，為固定值。因而每個(gè)過(guò)程原始狀態(tài)評(píng)分為100分的等效狀態(tài)評(píng)分仍為100分，則有：

聯(lián)立式（10）、式（11）可以解得等效狀態(tài)評(píng)分模型。

2）求解設(shè)備的故障率。將步驟②求得的過(guò)程1對(duì)應(yīng)的全狀態(tài)集成法的故障率參數(shù)K1、C1和步驟③求得的等效狀態(tài)評(píng)分模型帶入下式可求得基于等效狀態(tài)評(píng)分的設(shè)備故障率為：

4　算例分析

以華東電網(wǎng)220 kV變壓器為例[6]，根據(jù)變壓器故障記錄以及變壓器近幾年的健康狀態(tài)評(píng)分值數(shù)據(jù)，得到6個(gè)完整健康過(guò)程的數(shù)據(jù)樣本，它們對(duì)應(yīng)的役齡標(biāo)記分別是2，5，8，13，16，20（注：?jiǎn)挝粸槟辏Ｐ枵f(shuō)明的是，由于狀態(tài)檢修管理工作剛起步，狀態(tài)評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)還較少，征求狀態(tài)檢修管理人員的意見(jiàn)后，認(rèn)為可以用維修記錄或者缺陷記錄來(lái)補(bǔ)充，因此，算例中的健康狀態(tài)評(píng)分值有一定的粗糙性。其中偶然故障率按0.007 28計(jì)算。表1示例了一個(gè)役齡為20年的變壓器狀態(tài)評(píng)分參數(shù)。

表1　某220 kV變壓器狀態(tài)評(píng)分參數(shù)Tab.1Parameters of condition scores for a220 kV transformer

給出參考值，K取8 640，C取0.159 58。

首先代入過(guò)程1數(shù)據(jù)，聯(lián)立等式

解得結(jié)果如表2所示。

表2　過(guò)程1的模型參數(shù)Tab.2Model parameters for process 1

利用過(guò)程1求得K、C，代入等效狀態(tài)評(píng)分法，求解其余過(guò)程的等效狀態(tài)評(píng)分模型參數(shù)如表3所示。

表3　等效狀態(tài)評(píng)分模型參數(shù)Tab.3Parameters of the equivalent condition score model

將剩余過(guò)程的健康值代入，計(jì)算出等效狀態(tài)評(píng)分，從而可以得到設(shè)備不同過(guò)程不同健康指數(shù)下的故障率。

當(dāng)設(shè)備健康值為95時(shí)，正好在良好狀態(tài)與正常狀態(tài)的交界點(diǎn)，具有一定的代表性。把基于全狀態(tài)集成法的等效狀態(tài)評(píng)分法計(jì)算的參數(shù)代入改進(jìn)模型中，得到的故障概率如表4所示。

表4　95分時(shí)各個(gè)過(guò)程折算后求得的故障率Tab.4Failure rates calculated through converting the condition score of 95 in every process

由中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)得到的220 kV變壓器的故障率在1.30×10-2（臺(tái)·a）-1到2.80×10-2（臺(tái)·a）-1之間[7]，也就是說(shuō)基于全狀態(tài)集成法的等效狀態(tài)評(píng)分法計(jì)算得到的結(jié)果符合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

5　結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)基于全狀態(tài)集成法的輸變電設(shè)備故障率的計(jì)算提出了改進(jìn)，由于采用了檢修前后狀態(tài)評(píng)分的等效，簡(jiǎn)化了計(jì)算，體現(xiàn)了停電檢修對(duì)設(shè)備故障率的影響，因此改進(jìn)模型更為合理。還提出了采用等效狀態(tài)評(píng)分法進(jìn)行模型參數(shù)估算，該方法對(duì)設(shè)備所經(jīng)歷的完整健康過(guò)程進(jìn)行研究，不僅能最充分地利用狀態(tài)信息，而且使每一個(gè)完整健康過(guò)程的研究結(jié)果都帶有停電檢修影響的標(biāo)記。由于該方法沒(méi)有對(duì)設(shè)備的統(tǒng)計(jì)時(shí)間做出規(guī)定，所以樣本選擇靈活。此外，樣本越多，改進(jìn)模型的估算結(jié)果就越準(zhǔn)確。

等效狀態(tài)評(píng)分法應(yīng)用的基礎(chǔ)是獲得設(shè)備完整健康過(guò)程的全部狀態(tài)息，即需要對(duì)設(shè)備的狀態(tài)評(píng)分值進(jìn)行連續(xù)跟蹤。然而，當(dāng)前電力企業(yè)實(shí)施設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)還處于起步階段，有些企業(yè)每年只對(duì)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)一、二次，或者在設(shè)備停電檢修前后進(jìn)行評(píng)價(jià)，狀態(tài)評(píng)價(jià)信息的缺乏必然會(huì)影響設(shè)備故障率模型的應(yīng)用及應(yīng)用的準(zhǔn)確度。但是，隨著設(shè)備狀態(tài)檢修工作的不斷深入和推廣，該故障率改進(jìn)模型和等效狀態(tài)評(píng)分法一定能夠在設(shè)備的可靠性管理工作中產(chǎn)生良好的應(yīng)用價(jià)值[8-12]。

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附錄

證明：等效狀態(tài)評(píng)分法和全狀態(tài)集成法計(jì)算設(shè)備故障率的結(jié)果相同。

如前所述，當(dāng)p=1時(shí)，兩者計(jì)算結(jié)果相同。

當(dāng)p>1時(shí)，對(duì)剩余的過(guò)程以過(guò)程1的K1、C1為基礎(chǔ)進(jìn)行原始狀態(tài)評(píng)分的等效，將式（11）代入式（9）可得

將式（13）代入式（8）可得：

對(duì)比式（8）和式（14）可發(fā)現(xiàn)：

由式（2）可知

從而由式（16）可得：

將式（15）和式（17）代入式（1）的故障率模型中整理可得：

將式（11）代入得：

由此可以推導(dǎo)出利用等效狀態(tài)評(píng)分法求得的設(shè)備故障率λ′p，i和全狀態(tài)集成法求得的設(shè)備故障率λp，i相同。證畢。

（編輯馮露）

Calculation of Failure Rate of Power Transmission and Transformation Equipment Based on Condition Maintenance

MENG Zhaojun1，ZHU Xingxing2
（1.NARI Group Corporation，Nanjing 211106，Jiangsu，China；2.College of Energy and Electrical，Hohai University，Nanjing 211100，Jiangsu，China）

In this paper，on the basis of the all-state integration（ASI）method，we propose a new method，namely the equivalent condition score（ECS）method，to calculate the failure rate of the equipment.The proposed method is based on the equivalent condition score model，and parameters of the model vary with the process the equipment has experienced.And through the conversion of the condition scores evaluated after maintenance，we can investigate the effect of maintenance on the failure rate，and then calculate the failure rate of the equipment.The results of the ECS method are the same as those of the ASI method.Compared with the ASI method，the ECS method can simplify the calculation process，and also have more specific physical meaning.

condition maintenance；failure rate；equivalent condition score

1674-3814（2015）06-0015-06

TM614

A

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）（2011AA 05A105）；國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目（計(jì)及電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的輸變電設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與運(yùn)維管理決策技術(shù)研究與應(yīng)用）。

Project Supported by National High Technology Research and Development Program of China（863 Program）（2011AA05A105）；State Grid Corporation of China Technology Project-Research and Applications of Risk Evaluation and Maintenance Decision Management Technologies Considering Power System Stability.

2015-03-03。

孟昭軍（1973—），男，博士，研究員級(jí)高級(jí)工程師，從事電力系統(tǒng)分析與控制、輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修方向的研究工作；

朱興興（1990—），男，碩士研究生，從事輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修的研究工作。