基于ANSYS/PDS的覆冰荷载下高压输电塔可靠度分析

以2008年初南方雪灾致输电塔倒塌为背景,用现有输电塔设计规程作为标准,建立了某输电线路的一塔两线体系精细化有限元模型.考虑输电塔构件尺寸、材料性能及输电塔本身所受荷载的随机性,采用蒙特卡罗有限元法(ANSYS/PDS)进行可靠度设计,分析计算了覆冰厚度4种工况下输电塔的可靠性.结果表明:随覆冰厚度的增加,输电塔的失效概率随之迅速增大;输电塔的强度失效概率远大于刚度失效概率,覆冰荷载是造成强度失效的主要原因,而风荷载是造成输电塔刚度失效的主要原因;如果参考建筑结构构件的目标可靠度指标,现有输电铁塔在目前设计覆冰条件下并不能满足要求.     

少齿差行星齿轮减速器故障树分析

为了计算行星减速器的运行失效概率及可靠度,运用故障树分析法对少齿差行星齿轮减速器系统建立了结构分析图和故障发生逻辑模型,并对整个系统进行了定量分析,给出了故障树结构函数。通过寻找系统故障谱,分析了减速器的可靠度,为改善系统可靠运行提供了依据。     

500 kV输电线路杆塔结构的可靠性分析

采用一次二阶矩法对不同时期的500 kV线路进行了可靠度校准,并采用Ditlevsen算法计算了杆塔结构体系的可靠度,对实际的杆塔失效概率进行了统计分析。根据结构构件的可靠度计算结果,分析了我国不同历史时期设计的500 kV输电杆塔的可靠度水平;理论可靠度计算与实际失效概率统计结果表明,我国500 kV输电线路杆塔结构的可靠度水平在不断提高。     

基于蒙特卡罗法的架空输变电线路杆塔结构可靠性分析

针对传统架空输变电线路杆塔结构可靠性分析方法没有明确杆塔可靠度,导致存在可靠性分析效果较差的问题,提出基于蒙特卡罗法的架空输变电线路杆塔结构可靠性分析方法。依据架空输变电线路,分析架空输变电线路杆塔结构。采用蒙特卡罗法,获取架空输变电线路杆塔可靠度,随机抽样分析架空输变电线路杆塔结构的可靠性,确定结构是否出现失效情况,利用随机变量统计法,并结合正态分布函数,得到杆塔结构可靠性与实际失效概率的关系,实现对架空输变电线路杆塔结构可靠性的分析。实验结果表明,该方法可靠性分析性能更好,有助于保证整个电力网络的安全有效运行。     

风荷载作用下配电线路易损性分析

目前常用的配电线路抗风能力分析方法一般为确定性方法且忽略杆线间的耦合作用,与实际情况不符。为此,一方面通过结构可靠度理论考虑配电线路风荷载及结构抗力的不确定性,另一方面采用有限元分析模拟杆线间耦合作用,提出一种配电线路抗风能力分析途径。首先,建立配电线路结构风荷载和抗力的概率模型;其次,通过建立杆线耦合有限元分析模型,以杆线耦合方法的计算结果作为参考标准,对杆线分离方法的计算结果进行修正,获得单向排列线路、T接线路和十字形线路中导线和电杆结构更为准确的响应结果;然后,分别对导线及电杆在不同风速条件下的失效概率进行计算,发现导线失效概率远小于电杆失效概率,说明导线直接被风吹断的可能性很小,电杆失效是造成电网线路破坏的主要原因;最后,根据可靠度方法获得不同风向角、不同档距下电杆的易损性曲线。结果表明:当风向垂直于导线方向时,电杆的失效概率最大,且随着导线档距的增加,电杆的失效概率逐渐增大,导线风荷载是引起电杆倒塌、断裂的主要原因。所建立的配电线路易损性模型可以为配电网系统在台风作用下的检测预警、抢修抢建、规划设计提供依据。     

基于可靠度的氯盐侵蚀下输电线路基础耐久性寿命预测

以Fick第二定律为理论基础,建立了氯盐侵蚀下输电线路基础受Cl-扩散侵蚀作用的耐久性寿命预测模型。采用概率方法建立了基础耐久性寿命极限状态方程,通过Nataf变换将各基本随机变量变换为独立标准正态变量,基于二阶可靠度方法（second order reliability method, SORM）,采用Breitung方法实现了指定可靠度下基础耐久性寿命计算。以±800 kV哈密南-郑州直流特高压工程为背景,研究了模型中基础保护层厚度、水胶比、临界Cl-浓度、养护时间和年平均气温等变量的统计参数对基础耐久性失效概率分布规律的影响。研究表明,概率方法求得的基础耐久性寿命可靠度指标满足规范中最小可靠度指标为1.5的要求,为线路基础的耐久性设计及寿命预测提供依据。     

基于故障树法的电力变压器可靠性及失效分析

针对电力变压器运行过程中出现的不同类型的故障事件,确定了变压器可靠性评价的指标以及主要故障模式,运用故障树分析方法及计算机辅助故障树分析系统构建了变压器失效的故障树评估模型,并确定了可靠度、失效率以及重要度参数的计算方法,通过模拟仿真结果对故障树进行可靠性与失效分析。结果表明:通过降低变压器失效概率、提高设备可靠度以及准确掌握变压器可靠性水平为变压器状态检修提供指导,从而提高电力变压器的运行安全性与可靠性,对保障电网安全可靠运行具有重要意义。     

电力设备全寿命周期成本中故障成本的估算

针对全寿命周期成本中故障成本难预测的问题,根据电力设备累积失效概率符合威布尔(Weibull)模型的特点,运用最小二乘法对Weibull模型参数进行估计,计算出设备的期望寿命,从而建立故障成本估算模型。通过比较分析不可修复设备和可修复设备故障成本的计算方式,针对可修复设备平均寿命的特殊性,引进等劣化理论来揭示可修复设备平均寿命之间的关系,并计算出可修复设备的故障成本。算例验证了该方法的有效性。     

基于威布尔分布的免维护铅酸蓄电池售后失效模式分析

对收集的免维护铅酸蓄电池的故障里程数据,应用二参数威布尔分布对三包索赔与免费服务活动的蓄电池失效模式进行分析,采用最小二乘估算法和近似中位秩法求解威布尔模型参数ω和α、概率密度函数、可靠度函数和失效率函数。结果表明,ω1,三包索赔与免费服务活动的免维护铅酸蓄电池失效类型属于损耗失效型;免维护铅酸蓄电池平均寿命为11 508 km;可靠性为90%的免维护铅酸蓄电池寿命为1 641 km,可靠性为50%的寿命为8 697 km。根据对蓄电池可靠度的分析,可以更好地了解免维护铅酸蓄电池的失效类型、失效里程,为制定有效的蓄电池检修维护措施提供依据。     

基于Wiener过程的航天继电器可靠性评估方法

提出了一种利用Wiener过程进行航天继电器可靠性评估的方法。从失效物理的角度判定退化数据是否符合Wiener过程,根据随机过程理论建立了失效概率、失效概率密度以及可靠度的退化模型,并利用极大似然理论对模型中的未知参量进行似然估计,实现可靠性评估。最后对某型号航天继电器进行可靠性寿命试验,验证了所提方法的合理性与有效性。