智能电能表可靠性技术研究及软件开发

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1、分类号:TM933.410710-2015124019硕士学位论文智能电能表可靠性技术研究及软件开发徐锦涛导师姓名职称冯兴乐教授申请学位级别工学硕士学科专业名称信息与通信工程论文提交日期2018年4月2日论文答辩日期2018年5月28日学位授予单位长安大学ResearchonReliabilityTechnologyandSoftwareDevelopmentofSmartMeterADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XuJintao

2、Supervisor：Prof.FengXinleChang’anUniversity,Xi’an,China摘要随着智能电网进入引领提升阶段，智能电能表作为连接电力公司和用户之间的纽带，被广泛使用，其可靠性不仅关系到智能电网能否安全、可靠的运行，也关系到千家万户的切身利益。如何保证智能电能表安全、可靠的长时间运行，是当前电能表行业所关注的热点问题，然而我国在智能电能表可靠性方面的标准体系还不完善，不能依靠现有的标准评价其可靠性水平。因此，对智能电能表的可靠性进行研究是一件非常有意义的工作。本文主要研

3、究了智能电能表的可靠性预计技术和故障模式危害性分析（FMECA），主要工作如下：（1）根据智能电能表的失效率服从浴盆曲线，对其失效特征进行分析，指出智能电能表的使用寿命取决于偶然失效期的长短，并对智能电能表的可靠性基础理论进行研究，提出在详细设计阶段使用可靠性预计和FMECA方法进行智能电能表可靠性分析的思路。（2）对智能电能表的可靠性预计方法和预计手册进行分析，并根据其在偶然失效期寿命服从指数分布的特点，确定元器件应力法和TelcordiaSR-332预计手册最适合在详细设计阶段进行智能电能表的可靠

4、性预计，并对智能电能表可靠性预计流程进行优化，进而，基于元器件应力法预计了一款具有代表性的D型单相表的寿命指标，并提出采用加权系数的非标准元器件失效率计算方法，根据预计结果分析出受应力影响较大的元器件，针对性的给出降额设计和热设计等改进措施。（3）对智能电能表的FMECA方法进行分析，简化了智能电能表的FMECA流程，并以D型单相表为分析对象，定义其严酷度类别，统计了D型单相表的故障模式、原因及影响，完成了该款单相表的实例分析，根据产品危害度分析出其潜在的故障问题与薄弱环节。同时，收集与统计了D型单相

5、表2016年的现场数据，并进行结果对比，得到了FMECA应用到智能电能表的可行性。（4）结合论文的研究成果，研发了可靠性分析软件，实现了智能电能表的可靠性预计和FMECA功能，提升了厂家对智能电能表可靠性的分析效率。关键词：智能电能表，可靠性，可靠性预计，FMECA，可靠性分析软件iiiAbstractWiththesmartgridenteringthestageofupgrading,smartmetersarewidelyusedasalinkbetweenpowercompaniesandus

6、ers,andtheirreliabilityisnotonlyrelatedtothesafeandreliableoperationofsmartgrids,butalsotothevitalinterestsofthethousandsofhouseholds.Howtoensurethesafeandreliablelong-timeoperationofsmartmetersisahotissueinthecurrentelectricmeterindustry.However,thesta

7、ndardsystemofthereliabilityofthesmartmeterisnotperfectinourcountry,anditcannotrelyontheexistingstandardtoevaluatethereliabilitylevelofthesmartmeter.Therefore,researchonthereliabilityofsmartmeterisaverymeaningfulwork.Thispaperinvestigatesthereliabilitypr

8、edictiontechnologyandthemethodofFailureModesEffectandCriticalityAnalysis(FMECA)ofthesmartmeter.Themaintasksareasfollows:(1)Accordingtothefailurerateofthesmartmeterobeysthebathtubcurve,thefailurecharacteristicsofthesmartmeterarean