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1、基于FMEA的电力变压器风险评估The Risk Assessment of PowerTransfomer Based on FMEA 届 电气与电子工程 学院专 业 电气工程及其自动化 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期 2014 年 6 月 2 日毕业论文成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘 要随着我国经济的快速发展，对电力系统的安全与稳定运行提出了更高的要求。而电力变压器是电力系统中的核心设备，是电网中电能交换、传输的枢纽。它的运行可靠性直接决定电力系统的安全与稳定并且关系国民经济的发展以及人民的日常生活。用变压器状态维修来取代定期维修是一种检修发展趋势。在电力系统状态维修中电力变
2、压器的风险评估非常重要，通过对电力变压器风险评估，确定合理的维修策略，能够有效避免或减少电力系统故障的发生。本文在变压器故障模式与影响分析的基础上，提出了变压器的风险评估体系。本文采用三个评价指标故障严重度(S)、发生概率(O)、和可检测程度(D)来对变压器的风险进行评估，传统FMEA通过风险优先数RPN来确定故障的风险等级，但是此种方法有一定的缺陷，传统评估方法存在人为因素影响、不区分各指标相对重要度以及因风险优先级指数相同而无法评价等缺点，为了解决这些缺陷，使变压器的风险评估更为科学客观，本文提出对三个评价指标进行模糊化处理并确定三个评价指标权重系数。最后得到改进的变压器风险评估方法的一般
3、步骤，并用实例说明风险评估过程。关键词：电力变压器 FMEA 风险评估 模糊AbstractWith the rapid development of Chinese economic,higher requirements is put forward to the safe and stable operation of power system. Power transformer is the core equipment in power system, is the hub of power exchange and transmission grid.It working rel
4、iability directly determines the safety and stability of power system, in relation to the development of the national economy and peoples daily life.Use the transformer state maintenance to replace the regular maintenance is a kind of development trend. Risk assessment of power transformer is very i
5、mprotant in the power system state maintenance . The reasonable maintenance strategy effectively reduce or avoid the happening of the electric power system fault were determined through risk assessment. In this paper, the risk assessment of power transformer based on failure mode and effects analysi
6、s (FMEA) is researched. Risk assessment system of this paper choose three evaluation index severity (S), occurance (O) and detectable (D) to assess the risk of transformer. Traditional FMEA to determine the risk level by RPN, however, the traditional assessment method are not objective enough cant m
7、eet the needs of practical problems.It do not distinguish the index relative importance and have the same RPN that lead to the method unable to assess the risk.In order to solve these problems, This paper presents use fuzzy theory to vague evaluation indexes and determine the weight coefficient of i
8、ndex of evaluation to solve the defects of the traditional evaluation method.Then use the example illustrates the process of risk assessment for power transformer.In the end, the improved risk assessment method for transformer is put forward and an example is used to illustrate the risk assessment p
9、rocess. Key words: power transformer FMEA risk assessment fuzzy 目 录第1章 绪论11.1 课题的研究背景及意义11.2 风险评估研究现状11.3 本文的主要研究内容2第2章 电力变压器故障模式与影响分析42.1 FMEA简介42.1.1 FMEA基本原理42.1.2 FMEA的发展42.1.3 FMEA的分类42.2 FMEA基本步骤62.2.1 FMEA 的一般程序62.2.2 FMEA的一般步骤72.3 电力变压器的失效模式与影响分析92.3.1 系统定义92.3.2 故障模式102.4 本章小结11第3章 基于FMEA的电
10、力变压器风险评估123.1 风险评价指标的确定123.2 评价指标评价标准123.2.1 严重度评价标准123.2.2 发生概率评定133.2.3 可检测度评定133.3 评估流程133.4 RPN确定143.5 权重系数的确定143.6 评价指标模糊化163.6.1 评判指标集和评判集163.6.2 模糊关系矩阵173.6.3 模糊综合评价173.7 实例分析183.8 本章小结20第4章 基于MATLAB的电力变压器风险评估214.1 MATLAB软件简介214.1.1 MATLAB概述214.1.2 MATLAB发展史214.2 编程环境224.3 MATLAB系统结构224.4 MAT
11、LAB语句示例254.5 MATLAB在本文的应用274.6 本章小结31第5章 结论与展望32参考文献33致谢35附录36附录A 外文翻译原文36附录B 外文文献译文46第1章 绪论1.1 课题的研究背景及意义随着全球经济的快速增长，大电网向着远距离，超高压方向发展，电力网的规模不断变大，结构也越来越复杂。电力系统取得巨大联网的同时它也会将承受更大的潜在风险。电网瓦解和大面积停电事故，不仅会造成巨大的经济损失，影响人民正常生活，还会危及公共安全，甚至造成严重的社会影响。美国东部时间2003年8月14日15时左右，美国中西部、东北部及加拿大安大略省等地区发生大面积停电，损失负荷达61.8GW，
12、大停电导致北美地区近5000万人口的生活供电中断。2005年8月18日，印度尼西亚爪哇岛和巴厘岛当天发生大面积停电事故，首都雅加达也在停电区域内，近 1亿人口受到影响。格林尼治时间 2006年11月4日21:30左右，西欧电网发生大面积停电事故，涉及8个国家，损失16GW，大部分地区1小时后才恢复供电，部分地区断电最长达90分钟，德国工业重镇科隆一度陷于瘫痪，此次停电事故导致约1000万人受到影响。2008年1月11日至2月6日，我国湖南电网遭遇了有历史纪录以来最严重的长时间大面积雨雪、冰冻灾害袭击，灾害分别造成500kV西电东送北部、中部、南部通道停运，500kV电网最严重时期分隔为5个区域
13、孤立运行，同时引起大面积停电事故，给人民生活造成严重影响。大量的大停电事故调查显示：老化的输电网架、陈旧的输变电设备是导致电网工作在危险区的最主要原因之一。现代社会人类对电力的依赖越来越强，保证电网的稳定和正常工作显得尤为重要。因此，我们需要对电网中潜在的故障进行风险评估，尽可能提前避免或减少潜在故障发生的可能性。电力变压器是电力系统中的枢纽设备，承担着电力系统中电能交换，传输的重任。电力变压器的稳定运行是电网安全可靠的基础，对电力变压器进行风险评估在电网潜在故障的风险评估中尤为重要。1.2 风险评估研究现状风险是指损失发生的不确定性及其潜在损失，它是不利事件或损失发生概率及其后果的函数，用数
14、学公式可表示为R=f(P，C)，R表示风险，P表示不利事件发生的概率，C表示该事件产生的后果。为了确定特定的风险，需要明确风险来源、风险对象和风险主体，通常采用相对值指标来衡量风险。风险评估是指为了衡量风险而对特定风险做评价与估算的一个过程，和风险评价相比，风险评估侧重于对风险的定量估算。风险评估的关键是评估体系(评估结构)和评估参数(评估指标)，其中评估体系的核心是评估模型。风险评估包括定性评估和定量评估，定性评估可以为定量评估提供指导，利用概率统计、运筹学和计算机技术可以实现风险的定量评估。风险评价技术开始于20世纪30年代的保险业，最早应用于金融、保险、投资等领域。1964年美国DOW化学公司首先开创了化工生产危险度风险评价的历史，对风险评价技术进行了全面和系统的研究，推出了火灾爆炸指数法并进行了持续的改进。20世纪60年代后期，随着航空、航天、核工业等高技术领域的发展，以概率风险为代表的系统风险评价技术得到了迅速发展。此后又出现了一系列以概论为基础的风险评价方法。最常用的有：可靠性分析、故障树分析、事件树分析、危险可操作性研究、初步危险分析、模糊故障树分析法、模糊概率法等。20世纪80年代初期，安全系统工程引入我国，受到许多大中型企业和行业管理部门的高度重视，机械、冶金、化工、航空、航天等行业的有关企业开始应用安全分析评价方法，并取
