基于改进故障率的变压器全寿命周期成本研究

摘要

变压器作为电力系统的枢纽设备，是在生产实际和科学研究中受到广大工程和科研人员的重视的研究目标。在实际研究中，经常从经济和科技两个角度探讨变压器的效益，在保证变压器安全运行，低故障率，低事故率，合理安排变压器巡检的同时，还兼顾其经济效益性，使得巡检费用降低，合理节省人工成本和维修成本是变压器研究的目标所在。
　　本文首先对变压器的全寿命周期成本做了简要分析，从电力公司的选址建设变电站的角度出发，将变压器的全寿命周期分为一次投入成本，运行成本，检修成本和报废成本。并在实际计算过程中考虑经济因素对成本的总体影响。随后，通过对变压器的历史数据的分析和统计，以变压器主体结构故障为主导并结合变压器故障易发区，建立了相应的变压器故障树模型，并考虑安全工程中概率重要度的概念为故障树底事件赋值权重。通过对多台变压器计算故障率，结合曲线拟合技术马夸特方法，可以得到变压器故障率和时间的函数关系。由于传统的变压器故障率估计方法简单的只考虑时间因素，而没有考虑变压器所处的状态，因此这种估计只能是一种大样本基础之上的粗略估计。本文进一步改进此处，通过引入变压器健康指数的概念，建立了健康指数时间与变压器故障率的新函数关系，同时考虑时间和变压器状态帮助更加准备的估计变压器故障率。
　　在以上工作的基础之上，本文对实例变压器进行了相应的计算。首先通过故障树计算得到单台固定役龄的变压器故障率，再重复计算不同役龄变压器的故障率，最初得到变压器故障率分布曲线。然后再考虑变压器检修引起的健康状态的变化，绘制相应的变压器真实故障率曲线，计算得到相应变压器的全寿命周期成本。本文第四部分证实了本文所提出方法的可行性和有效性。这对决策者在变压器选型和变压器状态检修的决策上提供了辅助支持。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 论文的选题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 全寿命周期成本研究

1．2．2 变压器故障率研究

1．3 研究内容和方法

1．4 论文主要内容结构

第2章 全寿命周期成本分析

2．1 全寿命周期成本

2．2 变压器的全寿命周期的数学模型

2．2．1 变压器的一次投入成本

2．2．2 变压器的运行成本

2．2．3 变压器的检修成本

2．2．4 变压器的报废成本

2．3．全寿命周期成本的评价方法

2．3．1 净现值评价与费用效益分析

2．3．2 固定效率法和固定费用法

2．3．3 权衡分析法

2．3．4 年金值评价

2．4 小结

第3章 变压器故障率的研究

3．1 基于故障树的变压器故障率计算

3．1．1 故障树分析法简介

3．1．2 变压器故障树的建立

3．1．3 变压器故障树底事件权重判定

3．2 变压器的故障率分布计算

3．2．1 基于最小均方法的韦伯分布参数估计

3．2．2 基于马夸特法的韦伯分布参数估计

3．3 变压器故障率计算的改进模型

3．3．1 传统的变压器故障率模型

3．3．2 改进的变压器故障率模型

3．4 小结

第4章 计算实例及应用

4．1 故障树变压器故障率计算

4．2 变压器故障率分布参数估计

4．3 变压器故障率改进模型参数计算

4．4 基于改进变压器故障率估计的变压器故障率分布

4．4．1 变压器临界风险值的确定

4．4．2 故障率分布

4．5 变压器全寿命周期成本计算和最优工作年限

结论

参考文献

致谢