[科普中国]-发电设备可靠性评估-

发电设备可靠性评估：指的是发电机组和辅助设备的运行可靠性所达到的水平。

前言随着社会经济的发展，我国电力工业进入了大电网、大容量、大机组时代，可靠性管理作为提高电力系统安全经济运行的重要手段在宏观评价和系统设计、设备制造、生产管理等方面发挥着重要指导作用。1

可靠性管理可靠性管理两项重要的内容就是可靠性评价和评估。

可靠性评价指运用统计方法，对过去某一时间段发生的特定事件进行记录；

可靠性评估是利用可靠性理论和特定方法，建立可靠性模型和算法，对即有的或设计中的设备可靠性进行定量分析。2

评估建模可靠性评估数学模型广义上的可靠性评估数学模型是一个以时间为变量的函数。它是在一个设备或元件的全生命周期内可靠性评估方法。

它的数学定义为：在规定条件和规定时间t内无故障持续完成规定功能的概率，可用R（t）来表示，也可称为可靠度。3与之相对应的不可靠度的定义为：在规定的条件和规定的时间t内，由于故障不能完成规定功能的概率，可用Q（t）表示。并存在这样一个关系：R（t）+Q（t）=1

对于一个发电设备而言，已经丧失功能的可靠性为0，已经完成功能的可靠性为1。

可靠性建模的基础理论可靠性模型体现的是系统与元件之间的可靠逻辑，可靠性建模是系统性任务定量分析的最重要手段和最关键环节。

对发电企业而言，尽管设备繁多，但多数可作为独立的分析、评估对象，且内部控制逻辑关系较为简单，选用框图模型能够满足绝大多数设备或系统的可靠性评估。

方法在发电生产设备中，经常由主设备、附属设备和辅助设备等子系统共同构成。各个子系统往往又由控制对象和控制装置的不同元件组成，很难用一个简单的可靠性逻辑框图来描述。按设备各个元件的物理关系和控制逻辑绘制的逻辑框图非常复杂，人工计算困难，不利于可靠性的分析与评估。因此，可以参考以下方法：

功能单元分割法功能单元分割法就是将复杂设备中，某个相对独立而又功能单一的子系统或设备作为对象，从复杂的系统或设备中分割出来，进行可靠性分析。

优缺点：本方法的优点在于分析针对性强；被分割单元简单，便于可靠性分析；同类单元之间可对比性强。其缺点是不利于系统性评价；分析管理的指标数据量大。

这种方法主要适用于功能界限划分明显，外围设备对其功能无影响或影响较小的子系统。

功能逐级分解法功能逐级分解法就是按照设备的各个元件在设备中实现的功能关系及功能实现的次序依次绘制可靠性框图。

本方法的优势在于功能逻辑关系明确，主要适用于控制系统的可靠性分析。

黑盒子法黑盒子法主要是针对一些元件繁多，构成关系复杂，或在可靠性分析中作为一个整体对象管理。

比如对于一个励磁调节器AVR单元，内部由众多电子元件共同构成，从设备管理角度没必要分析到每个电子元件。因此，可以将上述整个轴系或AVR单元分别看做一个可靠性分析元件，类似于黑盒子，可不再进行其内部可靠性关系分析。将这个黑盒子直接纳入到整个发电机可靠性分析或励磁系统的可靠性分析中，从而简化了分析方法。

网络节点法本方法往往用于控制关系不是很复杂，但元件连接关系多而复杂的系统，该方法便于将可靠性网络和接点计算机模型化。

应用开展发电设备可靠性评估工作的目的是提高设备可靠性，主要有以下几个方面的应用。

1.设备可靠性定性评估

通过可靠性逻辑框图法，可以绘制设备或系统的可靠性逻辑框图，分析各个元件在系统中所起到的作用，确认影响系统整体可靠性的关键元件。从而，通过加强对关键元件的检查和维护，提高整个系统的可靠性。

2.设备可靠性定量评估

根据可靠性逻辑框图或数学模型，计算各设备或系统的可靠性指标，有利于建立发电厂设备可靠性数据库，进行数据指标分析和缺陷分析。从而，可以发现设备可靠性变化规律，用于指导生产管理。

3.指导设备元件选用

通过元件可靠性数据的积累，开展元件可靠性分析，可以有效区分相同用途，不同厂家或不同批次元件的优劣，用于指导设备或元件的选用，从而提高设备可靠性和资金利用率。

4.指导技术革新和技术改进

在选用新技术、新设备过程中，通过对比元件可靠性参数，可以做到优中选优。在改变系统结构和变更控制方式时，可以进行可靠性定性、定量分析，研究技术改进方案的合理性，实现设备可靠性预控。

5.为检修、维护提供指导

在设备可靠性分析过程中，考虑了维修因素的影响，可以定量分析设备检修、维护水平和设备管理水平。根据修复概率μ在可靠性分析模型中影响大小，可以用于指导检修策略的制定，提高设备检修、维护的针对性和经济性

维修因素的影响通过维修手段可以提高设备可靠性。

设备的维修又分为预防维修和事后维修两类。

预防维修是通过定期检查发现和修复失效原件，通过清洁、调整等手段使设备恢复或超过设计水平。所以，预防维修过程中检查是否到位，故障原件是否完全修复，设备调整是否恰当等设备维修因素会对设备可靠性产生明显影响。

事后维修就是当设备发生故障或者性能低下后再进行修理称为事后维修，其适用于设备的维修费用低的情况，适合于辅助作业线的简单设备。

存在的不足由于多方面因素影响，发电行业可靠性管理发展相对滞后，未形成完善的可靠性管理体制和指标分析体系，各发电厂独立建设难度较大。

电力设备、元件的可靠性参数、指标繁多，哪一类指标更适合发电厂设备可靠性定量评估，需要有所鉴别。

电网系统已有的指标体系完善，但更侧重宏观可靠性管理，发电厂各类元件可靠性指标统计和分析信息非常少，发电企业无法从有关机构获得有效的发电设备、元件的可靠性指标数据。

对于某个特定的发电厂而言，各类设备、元件绝对数量较少，可抽样分析对象少，统计分析准确性低。

对于发电厂而言，应该重视发电设备对于整体发电安全的影响。由于发电厂的统计分析偏差大、抽样数量少，务必结合发电厂的具体情况来选择适宜的可靠性评估措施，确保发电企业能够实现可持续发展。4

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所