电能采集器可靠性试验评估的研究

发布时间：2017-04-22 21:16

  本文关键词：电能采集器可靠性试验评估的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：能源数据采集及监管系统用于对能源消耗进行监管和控制,是实现我国能源可持续发展的重要手段。电能采集器作为能源数据采集及监管系统中电能数据采集的工具,用于对用户进行用电监督管理,在电能领域应用范围广、数量庞大,地位重要。电能数据采集的准确与否直接关系到电力企业与用户的根本利益,因此,电能采集器的可靠性不仅影响能源数据采集及监管系统的可靠性,还直接影响用户的满意度。为此,国家电网对电能采集器可靠性提出了平均工作寿命7.6万小时的要求,但却没有给出具体的评估方法。由于电能采集器为近年新研产品,缺少现场失效数据,难以利用现场数据评估其可靠性。本文以DJGL-PAX532新型电能采集器为对象,开展可靠性预计、FMECA分析、失效机理分析,研究其可靠性加速试验方法,并评估其可靠性。论文主要研究工作如下:首先,介绍了论文的研究背景和意义;概述了可靠性分析方法和可靠性试验以及试验数据统计分析方法的研究现状;总结了电能采集器可靠性研究现状,在此基础上提出了论文的研究内容。其次,分析了电能采集器的结构、工作原理,结合同类产品元器件的失效数据,应用元器件应力法对电能采集器进行了可靠性预计,获得了其平均寿命预计值。采用功能和硬件FMECA分析相结合的方法,确定了电能采集器的失效模式、失效原因和影响电能采集器可靠性的关键性元器件以及薄弱环节,为电能采集器的失效机理分析奠定了基础。第三,分析了温度、湿度、电压、电流对电能采集器关键性元器件失效的影响,揭示了电能采集器的主要失效机理为温度应力造成元器件的累计损伤和老化,最后导致元器件短路和参数漂移,为建立电能采集器可靠性加速试验方法奠定了基础。第四,根据电能采集器的故障模式,提出了电能采集器加速应力的选择准则;分析了传统恒加、步加、序加三种加速试验方法用于电能采集器加速试验的局限性,提出了以步加试验为子试验的循环加速试验方法。基于电能采集器故障时间服从指数分布,以Gamma分布为先验分布,利用多层次贝叶斯无故障数据统计分析方法,获得了电能采集器以子试验数计算的平均寿命;利用温度应力下的阿伦尼斯方程和电子产品的激活能值,计算了正常工作温度下电能采集器的平均寿命,满足7.6万小时的要求。第五,对全文的研究内容进行了总结,并指出了电能采集器可靠性进一步研究的内容。
【关键词】：电能采集器 FMECA 加速试验 可靠性
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM76
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 可靠性分析方法研究现状10-12
• 1.3 可靠性试验方法及发展趋势12-14
• 1.4 可靠性试验数据统计分析方法研究现状14-16
• 1.5 电能采集器可靠性研究现状16
• 1.6 主要研究内容16-18
• 第二章 电能采集器可靠性预计和FMECA分析18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 电能采集器工作原理及结构组成18-21
• 2.2.1 电能采集器工作原理18-19
• 2.2.2 电能采集器结构组成19-21
• 2.3 电能采集器可靠性预计21-24
• 2.3.1 可靠性预计简介21
• 2.3.2 基于元器件应力法电能采集器可靠性预计21-22
• 2.3.3 电能采集器可靠性预计22-24
• 2.4 电能采集器故障模式、影响及危害性分析(FMECA)24-31
• 2.4.1 FMECA简介24-26
• 2.4.2 电能采集器FMECA分析26-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 电能采集器失效机理分析32-40
• 3.1 引言32
• 3.2 电能采集器关键性元器件环境效应分析32-37
• 3.2.1 封装结构的环境效应分析32-33
• 3.2.2 PN节环境效应分析33-34
• 3.2.3 铝电解电容(电容)环境效应分析34-35
• 3.2.4 电阻环境效应分析35-36
• 3.2.5 变压器(电感)环境效应分析36-37
• 3.3 电能采集器的故障机理分析37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 电能采集器可靠性试验及统计分析40-56
• 4.1 引言40
• 4.2 电能采集器可靠性加速试验方案的确定40-48
• 4.2.1 电能采集器故障模式分析40-41
• 4.2.2 电能采集器加速试验应力水平的选择准则41-42
• 4.2.3 电能采集器加速试验应力加载方式42-44
• 4.2.4 电能采集器的试验方案的设计44-45
• 4.2.5 电能采集器加速试验方案平台设计45-46
• 4.2.6 电能采集器失效判据46-47
• 4.2.7 电能采集器加速试验结果分析47-48
• 4.3 电能采集器无故障数据统计推断48-52
• 4.3.1 加速试验的基本假设48-49
• 4.3.2 加速系数的定义与计算49-51
• 4.3.3 基于多层次贝叶斯无故障数据统计推断51-52
• 4.4 电能采集器可靠性估计52-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 总结与展望56-58
• 5.1 总结56
• 5.2 展望56-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 附录I 电能采集器可靠性预计63-67
• 附录II电能采集器FMECA表67-76

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