电气设备可靠性工程

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1、课程的主要内容电气设备可靠性工程电气设备可靠性分析电气设备的可靠性管理ElectricalEquipmentReliabilityEngineering电力安全与设备可靠性设备可靠性与维修性设计可靠性试验高文胜电气设备故障机理设备维修工程电机系高电压技术研究所西主楼四区102室电气设备可靠性模型人的可靠性电话：62780787，13651147846Email:wsgao@tsinghua.edu.cn可靠性工程背景现代电力系统的安全性取决于电力设备的可靠性最早源于兵器工业设计制造发展与航空航天事业电气设备的全寿命周期运行在核电中应用最早维护近年在电力行业得到快速发

2、展退役保证设备安全的基本途径寿命周期管理是指设备在整个寿命周期内,为获取并维系系统的运制造100%可靠的设备行需要关注设备寿命周期内的各项费用。建立完善的维修计划寿命周期费用运行与保障费用生产费用保费处置费用设计费用时间11.基本结构载流系统第二节电气设备故障机理绝缘系统导磁系统机械系统OutlineofElectricalFault控制系统冷却系统保护系统2.主要材料电应力载流导体：铜、铝等1).工作场强下的电场畸变（油流带电和累积电荷影响）紧固材料:不锈钢板金属材料2).雷电冲击导磁材料:硅钢片3).操作过电压冲击金属外壳：钢板电气设备4).VFTO固体绝缘：绝缘纸、电瓷、云母液

3、体绝缘:绝缘油、二芳基乙烷绝缘材料气体绝缘:空气、SF6真空绝缘热应力机械应力1).过负荷；1).工作震动；2).高温环境；2).断路冲击；3).电磁感应发热；3).环境应力（覆冰、台风、地震）4).接触电阻等。2受潮化学腐蚀1).渗漏；1).绝缘腐蚀；2).负压；2).支撑件腐蚀；3).真空干燥不足；3).密封件腐蚀；4).分解产物。4).金属腐蚀（接地极腐蚀）。污秽可靠性定义1).外绝缘表面污秽；可靠性是指设备在规定的条件下和规定的时2).内绝缘污秽。间内完成规定功能的能力。第一个“规定”是指因使用工况和环境条件不同，可靠性水平会有很大差异。（存储、装配、运输、使用和维修）第二个

4、“规定”是指随使用时间长短的不同，其可靠性也不相同。（任务、试验、工作、动作次数）第三个“规定”是指因设备功能判据不同，将得到不同的可靠性评定结果。“能力”可用可靠度、寿命、故障率等进行度量。典型故障率函数可靠性技术划分设备故障率研制阶段可靠性设计设计、制造阶段事前分析对故障的预防。随机和早随机故障随机和耗期故障损故障制造阶段可靠性工艺保证出厂阶段可靠性试验运行监控、故障事中分析诊断和预防维修运行阶段可靠性维护磨合期有效寿命期耗损期失效分析、责任全寿命可靠性管理事后分析检讨和工艺改进设备投运时间故障率高故障率低故障率高并逐渐降低维持比较稳定的水平急剧升高3可靠性指标评定电力

5、设备失效期划分（年）设备早期失效偶然失效期耗损失效期可靠性数据的来源贯穿于设备设计、制造、试验、电力电容器12~20>20运行、维护和退役的整个寿命周期的各个阶段。电流互感器2~56~3535~40电压互感器1~34~2525~35研制阶段——可靠性试验和可靠性评审报告电力变压器1~1010~25>25制造阶段——可靠性验收试验、制造-装配-检验记录及返修纪录。运行阶段——故障数据、维修记录及退役报废记录。基本可靠性模型可靠性模型的建立组成系统的任何单元（包括储备单元）发生故障后，都需要维修和更换。因此系统中的所有功能单元（包括储备和非储进行电气产品设计时，首先根据设计任务要求，构思备的

6、）均构成串联系统。即储备单元越多，系统的基本可靠性原理图，进而画出可靠性逻辑图，构建可靠性数学模型，就越低。以便进行可靠性的预计、分配和定量。1#发电机配电变1电力分配网用户系统用来估计由于系统故障导致的对维2#发电机配电变2基本可靠性模型修过程的要求。可靠性模型应急备用来估计系统运行过程中,完成其规用系统任务可靠性模型任务可靠性框图定性能的能力。应急备1#发电机2#发电机电力分配网配电变1用系统在进行设计时,要求同时建立基本可靠性模型和任务可靠性模型，以便在人力、物力、费用和时间安排之间进行权衡。配电变2用户系统基本可靠性框图任务可靠性模型可靠性模型注意事项任务可靠性模型中，系统的储备

7、元件越多，则任系统原理图和功能框图是建立可靠性模型的基础，务可靠性越高。但不能直接作为系统可靠性模型。可靠性模型K1非储备工作储备非工作储备K2串联旁联多数表决并联混联双开关系统的原理框图K简单n中取r混合1KK12可靠性模型分类K2系统功能为导通时的可靠性框图系统功能为断开时的可靠性框图4时间以外的影响因素可靠性设计的必要性可靠性分析都是以时间作为唯一变量考虑的，但对在产品开发阶段要尽早考虑和构造可靠性。于电气设备而言，很多实际