中文引用格式: 楊雨飛,梁盈威,劉承徽,等. 基于FMEA的多電力設(shè)備故障預(yù)測維護算法[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2025,51(7):106-114.
英文引用格式: Yang Yufei,Liang Yingwei,Liu Chenghui,et al. Multi-power equipment fault prediction and maintenance algorithm based on FMEA[J]. Application of Electronic Technique,2025,51(7):106-114.
引言
隨著電力需求的增長,中國電力工業(yè)持續(xù)擴張,電廠擴建與設(shè)備增加已成常態(tài),給設(shè)備維護與管理帶來新的挑戰(zhàn)。作為電網(wǎng)核心組件,開關(guān)柜承擔控制、保護與隔離功能[1]。然而,20世紀90年代為應(yīng)對電力需求激增而安裝的大批開關(guān)柜已步入老化階段,仍未全面更新。因此,在確保其運行可靠性的同時,控制維護成本至關(guān)重要。針對異常工況下電力設(shè)備的科學檢修調(diào)度,具有重要的學術(shù)價值和緊迫的實際應(yīng)用意義[3]。
當前,中國電力設(shè)備維護以預(yù)防性維護(PvM)為主。隨著信息技術(shù)發(fā)展,電力設(shè)備運行數(shù)據(jù)迅速積累,蘊含設(shè)備故障與健康狀態(tài)的信息。但針對多設(shè)備異常工況下的維護調(diào)度研究仍顯不足,現(xiàn)有研究主要聚焦于維護優(yōu)先級排序與策略選擇。具體而言,文獻[6]運用馬爾科夫鏈理論預(yù)測海上風電機組的運行可靠性及維護優(yōu)先級,提出了基于設(shè)備可靠性評估的預(yù)防性維護方法;文獻[7]通過引入可靠度恢復因子,描述設(shè)備在不同維護下的可靠性變化,并以成本優(yōu)化為目標,構(gòu)建了針對多設(shè)備串聯(lián)/并聯(lián)生產(chǎn)系統(tǒng)的基于可靠度的維護優(yōu)化模型;而文獻[8] 結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘與自回歸移動平均模型,實現(xiàn)設(shè)備故障時間精準預(yù)測,并設(shè)計基于故障預(yù)測的維護策略。盡管上述研究在提升設(shè)備運行可靠性及故障預(yù)測準確性方面取得了進展,但在高效組織設(shè)備維護作業(yè)、合理配置維護資源方面仍顯不足。
本文設(shè)計了一種針對中壓空氣或SF6絕緣開關(guān)柜的維修優(yōu)先級排序新方案。首先,利用故障模式與影響分析(FMEA)技術(shù),解析開關(guān)柜組件間的關(guān)聯(lián),識別潛在故障成因、觸發(fā)因素及關(guān)鍵診斷指標,構(gòu)建精細化失效風險評估模型?;诖?,提出三項綜合評判標準,以確保維修優(yōu)先級設(shè)定的科學性與合理性。為驗證方法的有效性,以一個典型的10 kV變電站為對象進行了實證研究。研究結(jié)果顯示,與傳統(tǒng)維護策略相比,該新方法實現(xiàn)了成本效益的大幅提升,成本效率增長了36%,同時維護成本減少了57%,充分證明了其在提升電力系統(tǒng)運維效率與經(jīng)濟效益方面的有效性。
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作者信息:
楊雨飛,梁盈威,劉承徽,朱泰鵬
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