一种智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法技术

本发明专利技术公开了一种智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法，它包括：计算智能变电站保护设备的寿命密度函数；建立平均无故障时间MTBF与设备的寿命密度函数之间的关系；根据步骤S2中建立的关系计算智能变电站保护设备的检修成本。本发明专利技术通过计算整个MTBF时间内智能变电站保护系统的年平均成本，作为智能变电站保护系统可靠性的评价指标。

【技术实现步骤摘要】
一种智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法
本专利技术涉及智能变电站
，特别是一种智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法。
技术介绍
基于IEC61850标准的智能变电站作为智能电网建设的重要组成部分，采用标准化的传感器数据经高速通信网实现信息的全站共享，其可靠运行是电网正常工作的重要保障，越来越受到人们的重视。智能变电站的保护系统寿命为一个平均无故障工作时间MTBF，在一个经过MTBF之后必须对智能变电站保护系统内的所有设备进行更换，通过计算整个MTBF时间内智能变电站保护系统的年平均成本，作为智能变电站保护系统可靠性的评价指标。因此，提出一种智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法就显得尤为重要。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术的目的就是提供一种智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法，通过计算整个MTBF时间内智能变电站保护系统的年平均成本，作为智能变电站保护系统可靠性的评价指标。本专利技术的目的是通过这样的技术方案实现的，一种智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法，它包括有：S1：计算智能变电站保护设备的寿命密度函数；S2：建立平均无故障时间MTBF与设备的寿命密度函数之间的关系；S3：根据步骤S2中建立的关系计算智能变电站保护设备的检修成本。进一步，所述步骤S1中的寿命密度函数如下：进一步，所述步骤S2中平均无故障时间MTBF与设备的寿命密度函数之间的关系如下：进一步，步骤S3中的检修成本包括有系统在MTBF内的总成本；假设每个计划检修周期T与计划检修周期内各设备的计划检修成本Cpm为固定值，则有如下关系：其中，K为系统内设备的种类，N为计划检修周期数，λi(t)为第i类设备的等效故障率函数，为第i类设备的故障维修成本，为第i类设备的更换成本。进一步，步骤S3中的检修成本还包括有年平均成本：其中floor[]为向下取整函数，即NT≤MTBF；则系统在整个MTBF内的年平均成本为：进一步，所述智能变电站保护设备包括有直采直跳模式；其中，直采直跳模式下的变电站设备连接关系如下：线路合并单元MU1通过第一光纤FB1与本间隔线路合并单元MU2连接；本间隔线路合并单元MU2通过第二光纤FB2与线路保护装置PL连接；线路保护装置PL通过第三光纤FB3与线路智能终端IT连接；所述线路保护装置PL通过第四光纤FB4还与第一交换机SW1连接；第一交换机SW1还通过第五光纤FB5与第二交换机SW2连接；第二交换机SW2还通过第六光纤FB6与母线保护装置PM连接。进一步，所述智能变电站保护设备包括有直采网跳模式；其中，直采网跳模式下的变电站设备连接关系如下：线路合并单元MU1通过第一光纤FB1与本间隔线路合并单元MU2连接；本间隔线路合并单元MU2通过第二光纤FB2与线路保护装置PL连接；线路保护装置PL通过第三光纤FB3与第一交换机SW1连接；第一交换机SW1分别通过第四光纤FB4与线路智能终端IT连接，以及通过第五光纤FB5与第二交换机SW2连接；第二交换机SW2还通过第六光纤FB6与母线保护装置PM连接。进一步，所述智能变电站保护设备包括有网采网跳模式；其中，网采网跳模式下的变电站设备连接关系如下：线路合并单元MU1通过第一光纤FB1与第一交换机SW1连接；本间隔线路合并单元MU2通过第二光纤FB2与第一交换机SW1连接；所述第一交换机SW1还与同步时钟源TS连接；第一交换机SW1通过第三光纤FB3与线路保护装置PL连接；线路保护装置PL通过第四光纤FB4与第一交换机SW1连接；第一交换机SW1还通过第五光纤FB5与线路智能终端IT连接；所述第一交换机SW1还通过第六光纤FB6与第二交换机SW2连接；所述第二交换机SW2还通过第七光纤FB7与母线保护装置PM连接。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：本专利技术通过计算整个MTBF时间内智能变电站保护系统的年平均成本，作为智能变电站保护系统可靠性的评价指标。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。附图说明本专利技术的附图说明如下：图1为智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法的流程示意图。图2为直采直跳模式下单套线路保护系统的结构框图。图3为直采网跳模式下单套线路保护系统的结构框图。图4为网采网跳模式下单套线路保护系统的结构框图。图5为直采直跳模式下线路保护系统可靠性曲线。图6为直采网跳模式下线路保护系统可靠性曲线。图7为网采网跳模式下线路保护系统可靠性曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例，如图1至图7所示；一种智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法，它包括有：S1：计算智能变电站保护设备的寿命密度函数；基于威布尔模型的设备寿命分布函数：在对智能变电站保护系统进行可靠性评估时，一个重要的评估指标为平均无故障工作时间MTBF，一般超过该时间，则认为必须要对保护系统进行大修，大修内容一般包括设备的换新等。式(1)的设备寿命密度函数可改写为：S2：建立平均无故障时间MTBF与设备的寿命密度函数之间的关系；在工程实际中，为了保障智能变电站安全稳定运行，需要对智能变电站保护系统进行定期检修，本专利技术假设智能变电站保护系统检修为等周期计划检修，检修内容包括保护相关的设备。基于不完全检修的原则，设备在检修之后并非修复如新，通常用有效工龄和改善因子来表征不完全检修对设备运行状态的改善效果。设τ为设备运行的有效工龄，由于考虑了计划检修对设备运行状况的改善作用，则在每次检修之后设备会变得“年轻”，表现为工龄上的回退，则设备的有效工龄表示如下：T为计划维修的周期；t为设备的实际年龄；其中qi为改善因子：li为与设备相关的常数，具体值应该由专家根据设备特性以及历史统计数据进行整定。则考虑设备老化与计划检修的设备故障率为：将式(5)代入式(2)计算得：为了简化计算模型，假设每个计划检修周期T与计划检修周期内各设备的计划检修成本Cpm为固定值，则有如下关系：系统在MTBF内的总成本为：其中，K为系统内设备的种类，N为计划检修周期数，λi(t)为第i类设备的等效故障率函数，为第i类设备的故障维修成本，为第i类设备的更换成本。其中floor[]为向下取整函数，即NT≤MTBF。则系统在整个MTBF内的年平均成本为：智能变电站保护系统的采样跳闸模式主要有三种，分别是“直采直跳”、“网采直跳”、“网采网跳”。以线路保护系统为例，不同采样跳闸模式下智能变电站线路保护的典型结构如图2至图4所示。如图2所示，直采直跳模式下的变电站设备连接关系如下：线路合并单元MU1通过第一光纤FB1与本间隔线路合并单元MU2连接；本间隔线路合并单元MU2通过第二光纤FB2与线路保护装置PL连接；线路保护装置PL通过第三光纤FB3与线路智能终端IT连接；所述线路保护装置PL通过第四光纤FB4还与第一交换机SW1连接；第一交换机SW1还通过第五光纤FB5与第二交换机SW2连接；第二交换机SW2还通过第六光纤FB6与母线保护装置PM连接。如图3所示，直采网跳模式下的变电站设备连接关系如下：线路合并单元MU1通过第一光纤FB1与本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法，其特征在于，所述方法步骤如下：S1：计算智能变电站保护设备的寿命密度函数；S2：建立平均无故障时间MTBF与设备的寿命密度函数之间的关系；S3：根据步骤S2中建立的关系计算智能变电站保护设备的检修成本。

【技术特征摘要】
1.一种智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法，其特征在于，所述方法步骤如下：S1：计算智能变电站保护设备的寿命密度函数；S2：建立平均无故障时间MTBF与设备的寿命密度函数之间的关系；S3：根据步骤S2中建立的关系计算智能变电站保护设备的检修成本。2.如权利要求1所述的智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法，其特征在于，所述步骤S1中的寿命密度函数如下：3.如权利要求1所述的智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法，其特征在于，所述步骤S2中平均无故障时间MTBF与设备的寿命密度函数之间的关系如下：4.如权利要求1所述的智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法，其特征在于，步骤S3中的检修成本包括有系统在MTBF内的总成本；假设每个计划检修周期T与计划检修周期内各设备的计划检修成本Cpm为固定值，则有如下关系：其中，K为系统内设备的种类，N为计划检修周期数，λi(t)为第i类设备的等效故障率函数，为第i类设备的故障维修成本，为第i类设备的更换成本。5.如权利要求4所述的智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法，其特征在于，步骤S3中的检修成本还包括有年平均成本：其中floor[]为向下取整函数，即NT≤MTBF；则系统在整个MTBF内的年平均成本为：6.如权利要求1所述的智能变电站保护设备的故障检修成本分析方法，其特征在于，所述智能变电站保护设备包括有直采直跳模式；其中，直采直跳模式下的变电站设备连接关系如下：线路合并单元MU1通过第一光纤FB1与本间隔线路合并单元MU2连接；本间隔线路合并单元MU2通过第二光纤FB2与线路保护装置PL连接；线路保护装置PL...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪彬，张友强，童晓阳，郭升，姚树友，刘祖建，何燕，余红欣，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50