提高配电终端可靠性的技术研究与探讨(威胜电气).ppt
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1、提高配电终端可靠性的技术研究与探讨 宣讲人:宣讲人:阳武阳武 威胜电气有限公司 2014年8月 内容内容 1. 威胜集团简介 2. 配电终端可靠性概述 3. 配电终端可靠性的提升与技术改进 4. 应用案例与总结 2000年,威胜集团成立 2005年,威胜集团在香港主板成功上市 2006年,通过ISO14001 环境管理体系认证 自上市以来,实现了业务持续较快的增长 2013年,实现销售收入近25亿元,综合上缴税金2.9亿元 目前集团员工共约3800余人,连续10年纳税过亿元 3 集团简介集团简介主要历程主要历程 2013年11月4日,习近平总书 记考察威胜集团,并鼓励企业 继续加强研发创新 2
2、009年10月16日,全 国人大常委会委员 长、时任国务院副总 理张德江视察威胜科 技园 2009年6月13日,时 任国务院总理温家宝 视察威胜科技园 2009年7月9日,时任 全国政协主席贾庆林 视察威胜科技园 集团简介集团简介领导关怀领导关怀 4 5 威胜产业集群威胜产业集群 6 持续创新持续创新系统的技术创新机制系统的技术创新机制 研发技术人员600人,硕士及以上人员210 人,博士10人,有12名国家和行业标准化 委员,并有2名院士担任集团研发顾问 每年将营业收入的7%以上投入到研发和技 术创新领域 与清华大学、华中科技大学、国防科技大 学、浙江大学、中南大学、湖南大学等多 家高校广泛
3、开展“产、学、研”合作 拥有国家级企业技术中心、智能化综合能 效管理技术国家地方联合工程研究中心、 湖南省电测仪表工程技术研究中心、院士 专家工作站、博士后科研工作站 截至2014年3月,威胜集团拥有495项有效 专利,其中发明专利25项、实用新型339 项、外观设计127项,拥有307项软件著作 权,获得1项国家级科技进步二等奖,省、 市级科技奖多项 研发大楼,总面积8000平米 电气性能实验室 通信实验室 系统及终端通信研发中心 2名院士担任研发顾问 电能计量研发中心 内容内容 1. 威胜集团简介 2. 配电终端可靠性概述与模型 3. 配电终端可靠性的提升与技术改进 4. 应用案例与总结
4、配电终端是配电自动化的基石配电终端是配电自动化的基石 l配网自动化是电力系统安 全、可靠运行的关键; l配电终 端是自动化系统的关 键设备 ; l工作在雷击、静电、高温、 高湿环境,可靠性不高的终端 容易拒动、误动 ,严重影响配 网自动化系统的正常运行,威 胁着整个电网的安全。 配电终端可靠性水平不高配电终端可靠性水平不高 u 近年配电自动化试点和应用过程中体现出了基础技术方面的技术进步,同时 也出现了不少问题,行业专家多次提到配电终端水平参差不齐,运行可靠性 低的问题。 u 下表是配电终端国网专项检测统计表,参与检测的配电终端约有250台,全 部符合要求的有8台,不合格项目主要分布在电气性能
5、、高低温、电源、冲 击耐压、防抖、浪涌等实验。配电终端可靠性有待进一步提高。 新版DL/T 721-2013在性能与可靠性方面进行了较大 调整: 新版行业标准增加可靠性要求新版行业标准增加可靠性要求 后备电源 增加了超级电容的描述,后备电源为超级电容时,应保持停 电后能分合闸三次,维持终端及通信模块至少运行15分钟 终端结构 进一步明确和提高了防护等级要求,安装在户外的装置防护 等级由IP54提高到IP55 蓄电池储存 在干燥、通风、阴凉的环境条件下停放或储存,严禁受 潮、雨淋;长期储存时,应每36个月充电一次。 热拔插功能 终端应采用模块化、可扩展、低功耗的产品,具有高可靠 性和适应性,应支
6、持热插拔功能。 研究产品可靠性最基本的指标是失效率 ,它表示系统已经无故障的工作 到时间t后,在单位时间t内失效的概率。 失效率曲线(浴盘曲线):产品的失效率随工作时间的变化具有不同的特点。 多数设备及器件失效率曲线形同浴盘的剖面,它明显地分为三段: 失效率曲线 可靠性的浴盘曲线可靠性的浴盘曲线 第 一阶段是早期失效期;表明器件在 开始使用时,失效率很高。 第二阶段是偶然失效期,这一阶段 的特点是失效率较低,近似看作常数 ,产品可靠性指标就是这个时期。 第三阶段,耗损失效期,该阶段的 失效率随时间的延长而急速增加,主 要原因是器件的损失己非常的严重 ,可适当的维修或直接更换了。 根据美国军用标
7、准电子设备可靠性预计手册MIL-HDBK-217E来计算 装置中元器件和各硬件模块的失效率。根据该模型,电子器件的失效率和模 块的失效率可表示为: 式中: 为器件质量系数; 为应用环境系数; 为电路复杂系数; 为器件成熟系数; 为温度加速系数; N 为模 块M中的器件数; 为电压应用力减额系数; 为封装复 杂系数; 可靠性的预计方法可靠性的预计方法 描述产品可靠性另外一个重要指标是MTBF,即平均无故障工作时 间,指相邻两次故 障之间的平均工作时间: 配电自动化终端功能模块结构图 配电终端可靠性的预计方法配电终端可靠性的预计方法 常见配电终端由7个功能模块组 成,是串联系统,终端总失效率是各模
8、 块失效率之和: Z =PSU +AI +DI +DO+BU+CPU+CU N个系统并联工作时, 总失效率之 和为: 以某配电终端为例进行可靠性评估,根据经验,如下系数变化较小 : 应用环境系数 =2.5; 器件质量系数 =1; 器件成熟系数 =1; 根据MIL-HDBK-217E模型可得各硬件模块失效率如下表所示。表1,电源模块失效率计算 模块IC数量C1 T V C2106/h-1 PSULM28471.00 0.040 5.40 2.00 0.050 0.56 MC78L051.00 0.020 6.10 2.00 0.007 0.26 SS1104.00 0.005 1.00 2.00
9、 0.003 0.07 3300uf5.00 0.007 2.10 1.80 0.007 0.22 0.1uF56.00 0.005 0.10 1.00 0.002 0.31 100021.00 0.005 0.10 1.00 0.002 0.12 其它 0.60 PSU 2.13 配电终端可靠性的预计案例配电终端可靠性的预计案例 模块106/h-1 电源模块失效率2.13 采样模块失效率1.98 开入模块失效率1.56 开出模块失效率1.66 背板模块失效率2.25 主控模块失效率2.63 通信模块失效率1.03 终端总的失效率13.24 配电终端可靠性的预计小结配电终端可靠性的预计小结 通
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