通信系统故障研究

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1、通信系统故障研究摘要：随着测控技术的电子化和信息化的发展，变电站通信系统的可靠性直接关系着变电站自动化水平。故障树作为系统失效分析和预测系统故障发生概率的有力工具，可应用于变电站通信系统的可靠性分析与预测。文章介绍了故障树分析法的基本原理及其定性和定量分析方法。结合变电站通信系统的特点，建立了变电站通信系统的失效模型，采用最小割集分析法进行了定性分析，以确定影响变电站通信系统失效的主要因素,针对变电站通信系统的常见拓扑结构定量分析了其有效度，说明了不同拓扑结构对通信系统可靠性的影响。应用故障树分析法，可

2、以提高变电站通信系统的可靠性分析水平，并可作为新建变电站通信系统可靠性分析的理论依据。关键词：故障树分析法；可靠性；变电站通信系统；最小割集分析;网络拓扑1引言随着微机技术和智能电子设备(IntelligentElectronicDevice,IED)的迅速发展，微机保护装置、微机故障录波装置、电子式互感器和智能电能测量装置等在变电站系统内得到了大量使用［1］。由于智能设备的应用，大量的变电站运行、状态和控制信息需要传送。因而负责传送这些信息的通信系统的性能便成为进一步提高变电站自动化水平的关键因素。对

3、通信系统的研究除了研究其传输介质、通信速度、拓扑结构和服务甜质外，对通信系统可靠性的研究也是一个重要方面。以往对可靠性的研究主要集中在输电网、配电网自身的可靠性建模和分析算法的研究上[2~4],或对不同的电网连接方式进行供电可靠性的研究⑸。随着智能设备性能的提高，通信系统的可靠性将直接影响变电站运行的可靠性，也关系着整个电网运行的可靠性。故障树分析法(FaultTreeAnalysis,FTA)由美国贝尔电话实验室的H.A.Walson首先提出，它是一种系统可靠性分析方法。利用故障树可以寻找潜在故障或进

4、行故障诊断，还可以进一步预测系统故障发生的概率。对系统进行可靠性分析与预测，己广泛应用于工程实践[6]o对于由多个环节构成的变电站通信系统，也可以应用故障树分析法研究其系统的可靠性。2可靠性理论的基本概念可靠性理论是进行故障树分析的基础。其中几个关键的技术指标，如可靠度、失效率、平均寿命、系统有效度和失效度等⑹介绍如下：(1)可靠度R产品在规定的条件下和规定的时间t内，完成规定功能的概率称为该产品的可靠度，记为R(t)=P(T>；t),t^Oo(2)失效率????单位时间内失效的元器件数与元器件总数

5、之比称为失效率，它也是时间的函数。(3)平均寿命对于不可修复产品，平均寿命指的是平均工作时间(MeanTimeToFailure,MTTF),对于可修复产品，平均寿命指的是相邻故障间的平均工作时间(MeanTimeBetweenFailure,MTBF)O二者统称为平均寿命。数学上就是寿命T的数学期望E(T)0如果寿命T具有分布密度函数f(t),则3故障树分析法的基本理论故障树分析法是研究引起系统发生故障这一事件的各种直接的或间接的原因（例如硬件、软件、环境、人为等因素），在这些原因间建立逻辑关系，并用

6、逻辑框图（即故障树）表示的一种方法。故障树以图形化的方式表示了在一个系统内故障或其它事件之间的交互关系。在故障树中，底事件（basicevent）通过一些逻辑符号（如与门和或门）连接到一个或多个顶事件（topevent）0顶事件一般指危及系统的事件或是不希望发生的系统故障。底事件通常指部件故障或者是人员的错误操作。故障树分析法的基本步骤如下：lang=EN-USstyle='font-size:12.0pt;font-family:宋体'><I[endif]①lang=EN-

7、USstyle='font・size:12・0pt;font・family:宋体'><![endif]定义系统和系统故障，确定系统故障事件，即“顶事件”；lang=EN-USstyle='font-size:12.0pt;font-family:宋体'><![endif]②lang=EN-USstyle='font-size:12.0pt;font-family:^?体'><![endif]建造故障树；宋休；mso・bi

8、di・font・family:”TimesNewRoman";mso・font・kerning:l・Opt;mso・ansi・language:EN-US;mso-fareast-language:ZH-CN;mso-bidi-language:AR-SA'><![endif]①style='font-size:12.0pt;font-family:宋^;mso-bidi-font-family:"TimesNe