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此外,设备所在线路的负荷水平、环境温度(大体上,随着温度的升高,工作寿命将随之降低,或者设备处理的负荷必须相应降低)、环境质量、空气湿度等因素也会对设备的健康性能造成一定的影响。
2.2设备健康指数研究
对电力设备大量的故障数据研究表明,设备的故障率呈浴盆曲线[2]形状,见图2。
图2浴盆曲线
图2中,区域I为调试期,元件故障率随时间逐渐下降;区域II为有效寿命期,元件故障率接近常数,此时认为设备健康程度较高,大部分故障为外界因素干扰下的偶然故障;区域III为衰耗期,元件故障率呈上升趋势。元件的老化失效即发生在衰耗期,是与历史(即元件服役时间)有关的条件失效事件。
故障率表述的是设备自身健康程度及外界偶然因素的共同作用,是一种外部表象。而健康指数是用来刻画电力设备当前运行状态的性能指标,是仅与设备自身状况直接相关的,即如图3描述的设备状态随时间推移的劣化示意。
图3设备状态劣化图
2003年D.Hughes首先在电力系统中提出健康指数的概念,由于当时英国的大量电气设备进入老化期,急需制定更换方案,故该模型的提出,是旨在估测设备剩余寿命,指导更换设备的。接下来的几年内在健康指数理论基础上,又逐渐扩展成为基于电网资产状态评估的风险防范管理体系(conditionbasedriskmanagement,CBRM)。其中,健康指数与风险评估的公式可以被量化表示,并且可以作为决策层进行设备资产管理决策的依据。总体来讲,设备的健康指数按时间尺度是服从指数分布的,其初始健康指数计算公式如下:
(2)
式中:HIt为当前年或未来某年的健康指数;HI0为设备初始健康指数,由设备原始信息确定,包括原始技术规格、生产厂家、运行经验等;B为老化系数;T为当前或未来年份;T0为设备投运年份。
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