《供用电技术毕业设计（论文）基于故障树法在解决电力行业实际问题的应用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供用电技术毕业设计（论文）基于故障树法在解决电力行业实际问题的应用.doc（24页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、 毕业设计（论文） 题目 基于故障树法在解决电力行业实际问题的应用 学生姓名 学 号 专 业 供用电技术 班 级 指导教师 评阅教师 完成日期 2011年09月18日目录摘要3前言4一 故障树分析法的概论5 1. 1什么是故障树图.51.2故障树分析法的概念51.3结构函数和最小割集51.4故障树分析的关键51.5故障树分析的目的6二 故障树分析(FTA)的方法72.1故障树分析(FTA)的方法72-1.1故障树定性分析72-1.2故障树定量分析72-1.3五种故障树分析方法9三 故障树的应用93.1底事件的结构重要度系数93.2故障树法应用于车削螺纹的检验中103.3故障树法在变压器故障中的
2、应用113.4故障树法在电力系统事故方面的应用133.5变电站通信系统可靠性的分析153.6故障树法在油断路器中的应用183.7用于分析系统安全可靠性193-7.1可靠性、维修性方面193-7.2安全性方面193-7.3测试性方面193-7.4维修方面193-7.5保障性分析20四 故障树法与其他方法的比较204.1事件树分析法204.2故障树分析法20总 结22致 谢23参考文献错误！未定义书签。基于故障树法在解决电力行业实际问题的应用学生：指导教师：（三峡电力职业学院）摘要本文主要是讲述故障树这种分析法在生活各行业当中的应用。论文首先介绍了故障树法比较全面的定义，再将故障树法在生活中解决的
3、实际问题作了较为全面的举例，并就实际作了一些简短的说明。随着电网规模的逐渐扩大，电力网及其线路的结构也越来越复杂，线路的安全、可靠运行对电力系统有着极其重要的意义。电力系统的安全运行得到越来越多人们的重视。首先我们要了解故障树的定义：故障树是表现一个系统各种故障间逻辑关系的有力工具，它反映系统故障间因果关系的工具模型，它从系统最不希望发生的故障(顶事件)出发，逐步分析其发生原因，获得中间原因(中间事件)和无需再分的基本原因(底事件)，再利用符号(逻辑门)将事件间的逻辑关系表达为倒树形结构。并且故障树这种方法的可靠性相当高，本文将会介绍故障树对系统可靠性的分析，与此同时电力行业是国家最重要的支撑
4、，关系到国家能源安全和国民经济命脉。因此，保证电力行业中各个环节安全运行是至关重要的，故本文讨论故障树法在电力行业当中的应用！研究表明，故障树发能有效快速的找出设备故障处，从而迅速解决故障，更进一步解决供电问题！关键词：故障树法；电力行业；应用前言故障树分析法(FauhTreeAnalysis，FTA)以故障树为基础，分析局部对整体的影响程度，从而找到系统中薄弱环节。它是分析系统故障的一种有效手段。根据了解，目前我国水电规模已经稳居世界第一，电力成为缓解中国地区能源资源差距的重要途径，水电技术实际上已经达到国际先进水平。然而电力设备的故障发生率也是相当高的，如果系统由于某一零部件的原因出现故障
5、而又未能及时发现和排除,不仅可能导致设备的损坏,影响任务的按时完成,降低工作效率,更严重的将会造成机毁人亡的重大事故，这样的例子屡见不鲜，如将全国电力运行事故作一统计，数字比较触目，给国民经济造成了很大损失，给人民生活带来了实际困难，因此，细致认真地研究故障树法，找出电力设备发生故障的特性及其原因，有效地提高其工作可靠度及平均无故障时间，预防电力运行发生故障，对保障电力输送安全性和稳定性具有积极意义。随着电力系统容量日益增大，范围越来越广，仅设置系统各元件的继电保护装置，远不能防止发生全电力系统长期大面积停电的严重事故。为此必须从电力系统全局出发，研究故障元件被相应继电保护装置的动作切除后，系
6、统将呈现何种工况，系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复其正常运行等。系统保护的任务就是当大电力系统正常运行被破坏时，尽可能将其影响范围限制到最小，负荷停电时间减到最短。此外，机、炉、电任一部分的故障均影响电能的安全生产，特别是大机组和大电力系统的相互影响和协调正成为电能安全生产的重大课题。因此，系统的继电保护和安全自动装置的配置方案应考虑机、炉等设备的承变能力，机、炉设备的设计制造也应充分考虑电力系统安全经济运行的实际需要。为了巨型发电机组的安全，不仅应有完善的继电保护，还应研究、推广故障预测技术。一 故障树分析法的概论1.1 什么是故障树图故障树图 ( 或者负分析树)是一种逻辑因果关系
7、图，它根据元部件状态(基本事件)来显示系统的状态(顶事件)。就像可靠性框图(RBDs)，故障树图也是一种图形化设计方法，并且作为可靠性框图的一种可替代的方法。一个故障树图是从上到下逐级建树并且根据事件而联系，它用图形化模型路径的方法，使一个系统能导致一个可预知的，不可预知的故障事件（失效），路径的交叉处的事件和状态，用标准的逻辑符号(与，或等等)表示。在故障树图中最基础的构造单元为门和事件，这些事件与在可靠性框图中有相同的意义并且门是条件。1.2故障树分析法的概念故障树分析法（Fault Tree Analysis，FTA）由美国贝尔电话实验室的H.A.Walson首先提出，它是一种系统可靠性
8、分析方法。利用故障树可以寻找潜在故障或进行故障诊断，还可以进一步预测系统故障发生的概率。对系统进行可靠性分析与预测，已广泛应用于工程实践。它是可靠性工程中的一种重要的分析方法，它是通过对造成产品故障的硬件、软件、环境、人为因素进行分析，建立故障树模型，从而确定产品故障的原因的各种可能组合方式和(或)其发生概率的一种分析技术。1.3结构函数和最小割集 结构函数和最小割集是故障树分析时的2个重要概念，前者表达事件间的逻辑关系，后者表征导致顶事件发生的最少和最必要的底事件的组合。最小割集中的所有底事件都发生时该最小割集才发生，而任一最小割集的发生都会导致顶事件的发生。故可通过最小割集发生时间实现从底
9、事件发生时间系统故障发生时间的传递，即最小割集的发生时间由其所包含的最后发生的底事件决定;顶事件的发生时间由最先发生的最小割集的时间决定1.4故障树分析的关键故障树分析的关键是求解故障树的最小割集、最小路集、不交化最小割集或不交化最小路集，从而进行定性、定量的分析计算。然而FTA中求解最小割集、不交化、定量分析等，计算量有时是巨大的，这就是FTA的NP问题234，即#/的计算量随着故障树规模的加大而成指数增长5故障树的规模可以用底事件数目!和逻辑门数目N来表示）。1.5故障树分析的目的故障树分析的目的主要是帮助判明潜在的故障原因或计算产品发生故障的概率，以便采取相应的改进设计措施，同时，也可用
10、于指导故障诊断、改进运行和维修方案。F T A适用于产品的研制、生产和使用阶段。基于故障树的知识获取，故障树分析法把系统的故障与组成系统的部件的故障有机地联系起来，在对可能造成系统故障的各种因素进行分析，找出系统的全部可能的失效状态(即故障树的全部最小割集)，从而确定各种故障因素的组合方式及传播途径。故障树的顶事件对应于专家系统要分析解决的任务，其底事件对应于专家系统的推理结果，故障树由顶到底的层次和逻辑关系对应于专家系统的推理过程，而最小割集则是故障树与专家系统诊断知识库的联系纽带。故障树的一个最小割集就是系统的一种失效模式，它对应于知识库中的一条规体地说，最小割集中的基本事件对应于知识库中
11、规则的结论(故障源或故障原因)，最小割集顶事件到底事件的路径，对应于知识库中规则的前提。知识的获取过程见图2以及故障树与知识库的建立过程如图1 二 故障树分析(FTA)的方法2.1故障树分析(FTA)的方法故障树分析(FTA)目前有定性分析和定量分析两种方法。2-1.1故障树定性分析故障树定性分析的主要目的:为了找出导致顶事件发生的原因和原因组合,识别导致顶事件发生的所有故障模式可以用于指导故障诊断和维修方案。找出导致顶事件发生的所有可能的故障模式,即求出故障树的所有最小割集。根据已求出的最小割集,即使在基本故障事件的概率规律及原始数据不十分清楚的情况下也能判定系统可靠性最薄弱的环节和比较不同
12、系统的可靠性程度在故障树分析中,如果故障树底某几个底事件集合同时发生,将引起顶事件的发生。这个集合就成为割集,它是系统的一种故障模式。将导致系统故障发生最小故障模式的集合称为最小割集。设故障树中有n个底事件X1,Xn,CXi,Xl为某些底事件的集合,当其中全部底事件都发生时,顶事件才发生,则称C为故障树的一个割集。若C是一个割集,而任意去掉其中一个底事件后就不是割集了,这样的割集称为最小割集。求最小割集的方法通常有2种:Fussed法和Semanderes法。Fussed法又称下行法,是根据故障树的实际结构,从顶事件开始,逐渐向下查寻,找出割集。故障树的规范化，处理“异或门”、“禁门”、“房形
13、事件”，使最终故障树仅包含基本事件、结果事件及“与”、“或”、“非”三种逻辑门的正规故障树。故障树的简化和模块分解，主要是为了减小故障树规模，降低工作量。故障树最小割集求解，如采用上行法或下行法。2-1.2故障树定量分析 故障树定量分析在求得全部最小割集后，如果有足够的数据，能够对故障树中各个底事件发生概率作出推断，则可进一步作定量分析。故障树定量分析的任务就是要计算或估计顶事件发生的概率。最小割集的故降概率等于它所包含的各底事件概率的乘积，故障树顶事件故障概率可以根据其逻辑关系式推算出来。故障树的定量分析方法9为:一是输入系统各单元的失效概率求出系统的失效概率;二是求出各单元的结构重要度、概
14、率重要度。由各单元的失效概率求系统的失效概率方法为:设系统有n个最小割集,分别为E1,E2,En,则系统失效的顶事求系统各单元结构重要件T的概率P(T)为: 系统各单元结构重要度计算公式如下：式中:Ist(j)为第j个单元的结构重要度;n为系统全部单元(底事件)的个数;nj为将j个单元分别加入2n-1个组合中使之从非割集变成割集的组合总数。求系统单元的概率重要度计算公式如下:式中:Ipr(j)为第j个单元的概率重要度;Q为系统失效概率(P(T);qj为第j个单元的失效概率。在数据不足时，可按以下原则进行定性比较，首先根据每个底事件最小割集所含底事件数目(称为阶数)排序，在各个底事件发生概率比较
15、小，其差别相对地不大的条件下:(l)阶数越小的最小割集越重要。(2)在低阶最小剖集中出现的底事件比高阶最小割集中的底事件重要。(3)在同一最小割集阶数的条件下.在不同最小割集中重复出现的次数越多的底事件越重要在故障树分析中,各个底事件都是两种状态,一种状态是发生,即Xi=1;一种状态是不发生,即Xi=0。各个基本事件状态的不同组合,又构成顶事件的不同状态,即(X) =1或(X) =0结构重要度系数定义5如下:I(i) = (1/2n-1)n(i) (1)式中:n为故障树的基本事件的总数;n(i)表示由于第i个基本事件发生(即Xi由0变为1)而使故障树的结构函数由0变为1的次数。正确地构建故障树
16、是分析问题的关键,在故障树构建过程中,把系统最不希望发生的故障状态作为逻辑分析的目标,在故障树中称为顶事件,继而找出导致这一故障状态发生的所有可能直接原因,在故障树中称为中间事件。再跟踪找出导致这些中间故障事件发生的所有可能直接原因。直追踪到引起中间事件发生的全部部件状态,在故障树中称为底事件。用相应的代表符号及逻辑门把顶事件、中间事件、底事件连接成树形逻辑图,则称此树形逻辑图为故障树。寻找求解故障树最小割集、最小路集、不交化最小割集或不交化最小路集这四个参数的简便算法，是简化FTA的重要环节。不同结构的故障树，计算这四个参数的复杂程度和计算量相差很大。本文在完善最小割集、最小路集、不交化最小
17、割集或不交化最小路集之间相互转化的基础上，采用多种求解方法，对不同结构特点的故障树进行分析计算；提出了故障树分析过程所需计算时间的测试方法，从而归纳出对不同结构故障树选用适宜求解方法所遵循的原则。2-1.3五种故障树分析方法。故障树分析所希望得到的结果是最小割集、不交化最小割集或不交化最小路集，因为最小割集给出了产生故障的全体模式，而通过不交化最小割集或不交化最小路集可以计算出顶事件的发生概率、概率重要度和关键重要度等，完成故障树的定量分析。因此，以最小割集、不交化最小割集或不交化最小路集作为所求结果，建立了下面五种故障树分析方法。方法1：先求出故障树的最小割集，进行定性分析；再对最小割集进行
18、不交化运算，求出不交化最小割集，完成定量分析。方法2：先求出最小路集，并对其进行N运算，得到不交化最小割集，实现定量分析；再对不交化最小割集进行逆不交化运算，得到最小割集，完成定性分析。方法3：先对故障树进行早期不交化，得到不交化最小割集，实现定量分析；定性分析的算法同方法!。方法4：故障树通过对偶变化、早期不交化求得原树的不交化最小路集，实现定量分析；再对不交化最小路集作D运算，求出最小割集，完成定性分析。方法5：故障树定量分析的实现同方法4的定量分析；定性分析的算法同方法1。三 故障树的应用 故障树的应用相当广泛，本文将举出几种情况下故障树法的应用实例3.1底事件的结构重要度系数如图1所示
19、某武器子系统故障树共有5个底事件,其状态组合和顶事件的状态见表1。下面以此故障树为例,求出各底事件的结构重要度系数。以图1所示故障树为例,它共有4个最小割集,即K1=X3,X4,K2=X1,X3,K3=X1,X5,K4= X2,X4,X5。按上面所述原则可得各基本事件结构重要度顺序为:X1= X3 X4=X5X2,与结构重要度系数排序一致。当由于顶事件的发生而出现系统故障时,我们可按此顺序对与各基本事件所关联的部件进行故障检测,可使故障源的一次命中率大大提高,提高工作效率。对于图1所示的某武器子系统故障树,在文中分别用本文提出的定性分析法、传统的定量分析法3及引入故障系数后的定量分析法进行了计
20、算。计算结果表明,当故障树规模较小时,在最小割集层次上,传统的定量分析法与引入故障系数后的定量分析法的计算结果是一致的。但在引入故障系数后,定量分析计算结果的精度进一步提高,这在故障树中包含有2个或2个以上概率重要度非常接近的最小割集时可以更容易地进行故障源判别。3.2故障树法应用于车削螺纹的检验中如图2所示,从故障现象入手进行逆向推理,编出相应的故障树,以车螺纹故障现象为顶事件。边界条件是机床正常工作,分析数控车床的各个部分只有正常工作和故障状态,各系统故障相互独立。采用手工建树的方法,由顶事件出发,一直分解到底事件为止。图2 车削螺纹故障器 3.3故障树法在变压器故障中的应用 (1)变压器
21、故障的综合评定根据FTA计算法，采用上行法或下行法很容易求得变压器故障树的最小割集为共计15个，均为一阶最小割集。由此可得变压器发生故障的概率为变压器的可靠度R(T)与故障概率P(T)的关系为:R(T)=l一P(T)，且变压器平均无故障工作时间与变压器总故障率再成反比(倒数)。由此可得变压器的可靠度为可得到变压器的总故障率: 由此可知，变压器的平均无故障工作时间为：从图3中可看出变压器各部分或部件间存在着故障相互影响和功能相互制约的关系，据此建立起故障原因与故障模式间的因果关系，再根据异常现象与试验分析建立的故障现象与故障模式间的映射关系，就可以构成变压器故障诊断专家系统的较完备的反映“现象一
22、故障模式一原因一现象”间联系的关系知识，因而，基于故障树进行分析，为建立变压器故障诊断专家系统的知识体系提供了便利，莫定了坚实的理论基础。由上述可见，我国电力系统变压器的可靠度约为0.6，平均无故障工作时间约为25年。它与发达国家相比，差距较大。据日本有关资料统计，其变压器的平均寿命为3小35年。由前文可知，设法提高变压器的可靠度和平均无故障工作时间年限，即是减小变压器的故障率，从而减小各分系统的故障率。根据可靠度分配原则，对我国变压器提出如下建议，即要求变压器工作可靠度R(乃从0.6提高到0.9;变压器平均无故障工作时间从25年提高到30年以上;变压器各分系统都能连续工作3.5年以上。在此条
23、件下，对变压器各分系统进行可靠度分配。变压器各分系统原始数据见表5表5 各分析统原始数据表变压器各分系统的故障率几和可靠度R成t)采用下式计算:其中: 为分系统组件数： 重要系数， 为分系统工作时间。计算结果见表8。由表6可统计出变压器的总故障率:于是可得变压器平均无故障工作时间:计算结果表明:将变压器可靠度提高到0.9以上，平均无故障工作时间提高到30年以上，各分系统的故障率减到最小，达到预期目标是可行的。由上述分析演算可知，大型电力变压器最易发生故障的环节是线圈绝缘部分，其故障率按台计算为0.012次台年(指占全部台数)，不计台时为0.93次台年(指占总事故台数)。其次是分接开关和铁芯部分
24、，它们的故障率分别是0.00928次台年和0.8次/年(不计台);0.00551次/台年和0.583次年(不计台)。因此，有效地降低三者的故障率尤其是线圈绝缘的故障率，的确是提高变压器可靠度的关键一环。文中方法是按照可靠性决策原则来建立与设备运行相关的目标函数，如此通性可以运用到预防性维修中维修周期的确定，在找到最为合理的可靠性指标如平均无故障时间、可靠度等后，根据这些可靠性指标水平去确定大型电力变压器的最佳维修周期。从变压器事故情况来看，变压器抗短路能力不够已成为电力变压器事故的首要原因，对电网造成很大危害，严重影响电网安全运行。变压器抗短路能力问题无疑要涉及变压器的设计、材料、制造工艺、试
25、验、验收把关、运输、安装、运行维护和管理等诸多方面因素。为此，提高电力变压器抗短路能力是当务之急，文中变压器可靠性指标水平的优化结论间接为此提供了理论数据参考。3.4故障树法在电力系统事故方面的应用根据文献6附录A列出的引起变电站服务失效事故的所有可能故障,确定变电站事故树的顶上事件为母线A、B服务失效,即变电站供电失效。然后建立变电站服务失效故障逻辑图如图所示变电站服务失效模型逻辑图依据本节建立的故障树,从顶上事件到基本事件,从左到右进行编号,顶上事件为Y,各基本事件分别为X1,X2,X3,X26,由事故树的逻辑结构可得:Y=X1+X2+X3=X4X5+X2+X6X7=(X8+X9)X5+X
26、2+(X13+X14+X15)X7=(X16+X17+X18+X9)X5+X2+(X19+X20+X21+X22+X23+X14+X15)X7=(X16+X17+X18+X9)( X10+X11+X12)+X2+(X19+X20+X21+X22+X23+X14+X15)X7=(X16+X24+X25+X26+X18+X9)(X10+X11+X12)+X2+(X19+X20+X21+X22+X23+X14+X15)X7对Y的表达式进行化简得到:Y=(X16+X24+X25+X26+X18+X9)X10+(X16+X24+X25+X26+X18+X9)X11+(X16+X24+X25+X26+X1
27、8+X9)X12+X2+(X19+X20+X21+X22+X23+X14+X15)X7简化后的Y表达式就是变电站服务失效事故链。根据文献6计算得到的基本事件的故障概率,按照式(3),对各个事故链进行概率计算和概率重要度分析,分析结果如表1。表1中事故链事故概率的单位为10-14,由于无法获得人因事故概率,所以本文暂未考虑人因割集。为了度量复杂系统由于某个子系统(或元件)的失效而导致整个系统的失效的程度,本文引入系统失效激发度7,对概率重要度a的事故链,应该重点监控。根据表1列出的事故链概率重要度a,取系统失效激发度=0.05,如图3所示。依据图3,得到重点监控的事故链 X9, X10, X10
28、, X18, X7,X19, X7, X20, X7, X22, X7, X23, X7,X14, X7, X15。为了比较事故链中各个事件监控的优先权，对事故链进行结构重要度分析,按照式(2)得到各个基本事件的结构重要度，如表2所示。对重点监控的事故链编号I(I的值为18),假设系统有并发故障序列X7、X10发生时,我们必须对18事故链进行监控,根据式(6)求得T(Li)是相等的,再按照表1和表2,对事故链进行优先权(I)进行排序:(1)(2)(6)(5)(7)(3)=(4)(8)。根据上述的排序情况,监控就变的清晰而有序。3.5变电站通信系统可靠性的分析故障树法也同样用于进行变电站通信系统
29、可靠性的分析利用故障树分析法可以很快地找出影响变电站通信系统可靠性的因素，以便于故障诊断和维护；通过对不同的比较分析，也有利于新建通信系统的可靠性设计。目前的变电站通信网络通常包括集线器（hubs）、交换机（switches）、路由器（routers）、IED网络接口设备（IED Network Interfaces）和服务器（servers）等硬件设备。根据设备厂商提供的数据和假定MTTR为48h，按照前面可靠性基本理论的计算可以得到如表1所示的各设备的失效度q。备有上述数据后，就可以建造故障树。以一变电站为例，站内有30套主保护装置和30套后备保护装置负责站内线路、开关和变压器等的监控，有
30、60套IED设备负责电压、电流和功率等电量和非电量信息的传送。在底层，每6组保护装置和6组IED设备共享一个交换机，5个交换机以星型方式连接到路由器，并与服务器和广域网（WAN）交换信息。系统连接框图如图1所示。图1中每个交换机下的12个设备是6套保护装置接口和6套IED设备接口。保护设备引起的故障因素有微机保护装置失效、保护装置接口（也是IED设备接口）失效。而系统的失效因素有保护设备故障、交换机故障、IED设备接口故障、路由器故障和服务器故障。据此可以建立如图2所示的故障树，其中顶事件定义为变电站通信系统故障。利用该故障树建立通信网络的失效模型后，就可以进行最小割集的定性分析和定量分析。采
31、用上行法进行分析，即从最末一级起，将该级中各事件用基本事件表示，继而将上一级中的事件用最末一级中的事件和本级中有关的基本事件表示，如此向上运算，直到最上一级。每进行一步，必须用事件间的逻辑运算规则进行运算并简化。这样可以得到全部的最小割集。顶事件用T表示。按照该原则，便可得到由下至上的最末一级、上一级、最上一级和顶事件的表达式：由此可得该系统的最小割集为R1，R2，R3，S1，S2，I1，并可发现割集R3（即路由器失效）的影响最大。在变电站通信网络中还有一种常见的连接方式是总线型连接，如图3所示。采用级联方式将各集线器连接在一起，每一个集线器下的连接对象也用星型连接。但由于集线器不能解决所谓的
32、广播数据风暴问题（Broadcast Data Storm,BDS），所以网络接口的可靠性必须分为两部分：一部分为影响设备的接口故障，失效率为1110？6；另一部分为BDS引起的网络故障，失效率为1110？6。其故障树如图4所示。依次计算可得到系统的总失效度为2 83910，有效度为128391099.7161%。为了提高系统运行可靠度，经常采用的方法是系统冗余设计，将图1所示的系统全部采用双冗余设计，则可得到图5所示的故障树，其系统的总失效度为39710?6，有效度为1?39710?6=99.960 3%。比较上述3种通信网络拓扑结构的系统可靠性可以发现，星型连接冗余通信系统的可靠性最高，级
33、联总线型的可靠性最低。当然若要全面评价各方案的性能，则还须考虑性价比、后期维护以及诊断的难易性等指标。3.6故障树法在油断路器中的应用断路器是电力系统重要元件之一,是电力系统重要的保护元件,断路器检修不认真或故障处理不及时都将造成断路器爆炸伤人,甚至系统大面积停电的严重后果,所以对断路器的诊断和维修是非常有必要的。在我国农网中以油断路器数量最多,现以油断路器入手,查阅了大量的资料,并结合在辽宁省辽阳县农电局调研数据,绘制出油断路器故障树的模型(图1)。图1中,A表示顶事件即断路器故障,T表示逻辑门,B表示中间事件，X表示底事件,从X0至X10分别为电磁机构故障、弹簧机构故障、液压机构故障、操作
34、电压不足、遮断容量不足、灭弧介质不合格、合闸不充分、断路器进水、断路器内有异物、断路器渗油漏油、瓷瓶泄漏距离小。图1是一个或门结构,所以根据公式和表1给出的各底事件故障率计算油断路器故障:利用公式依照已知的故障树逻辑结构即可计算任何已知故障树事件的发生概率.。3.7用于分析系统安全可靠性。故障分析法同样可用于分析系统安全可靠性等很多方面。产品的故障必然和造成故障零部件之间存在着一定的因果关系，F T A方法就是从这种因果关系出发，发现问题，找出原因，明确影响，进而制定有效的改进途径。F T A在工程技术上的应用大致可归纳为以下几个方面。3.7.1可靠性、维修性方面产品的可靠性、维修性分析与设计
35、软件可靠性、维修性分析与设计产品的特性分析及重要度分析产品耐久性分析(如寿命、延寿)可靠性、维修性的评审冗余决策3.7.2安全性方面产品的危害性分析产品的风险评价事故分析3.7.3测试性方面故障诊断(如故障隔离、故障检测)的分析与设计故障模拟发生器的分析与设计3.7.4维修方面“以可靠性为中心的维修”分析维修方案制定维修计划的制定维修方式或维修工作类型的确定维修大纲的制定3.7.5保障性分析易损性的分析生存性分析备件的预测与分析四 故障树法与其他方法的比较失效模式和后果分析法FMEA是一种归纳分析法.主要是在设计阶段对系统的各个组成部分即元件、组件、子系统等进行分析，找出它们所能产生的故障及其
36、类型.查明每种故障对系统的安全所带来的影响判明故障的重要度.以便采取措施予以防止和消除.FMEA是一种自下而上的分析方法。4.1事件树分析法事件树(EventTreeAnalysis.简称ETA)分析法起源于决策树分析(简称DTA)，它是一种按事故发展的时间顺序由初始事件开始推论可能的后果.从而进行危险源辨识的方法。它既可以定性地了解整个事件的动态变化过程又可以定量计算出各阶段的概率，最终了解事故发展过程中各种状态的发生概率。ETA可以事前预测不安全因素，估计事故的可能后果.寻求最经济的预防手段和方法。当积累了大t事故资料时，可采用计算机模拟，使ETA对事故的预测更为有效。4.2故障树分析法故
37、障树(FTA)法于1962年起源于美国贝尔电话研究所.它既适用于定性分析.又能定量计算，能全面地对系统危险性进行辨识分析及预测评价，得到了广泛应用。它又称事故逻辑树分析。故障树是一种演绎地表示故障事件发生原因及其逻辑关系的逻辑树图.上下层故障事件是因果关系，它们用逻辑”与“或”关系连接最后形成一棵倒立的树状图形。故障树分析一般要经历资料收集准备、事故树编制、定性定量分析、预防措施制定几个阶段。通过对几种常用的风险分析方法的介绍.我们可以比较得出:失效模式和后果分析法和事件树分析法是从危害的原因出发进行分析，直到最终的后果及严重程度为止。而故障树分析方法是从危害造成的后果逆向进行分析追溯到造成危
38、害的原因.从而导出相应的防范措施。故障树分析方法自问世以来.在航天工业、电子设备，化学工业、机械制造、核工业及一般电站等大型复杂系统的安全可靠性分析中得到了广泛应用，并且取得了不少成果.被公认为是对复杂系统可靠性安全性进行分析的一种有效的方法。故障树本身是一种技术术语，故障树分析法从定性、定量以及图形化、微机化等方面将会取得进一步发展。总结 通过设计可以看出输电线路是国民经济的大动脉，但我国输电线路的运行和管理还存在许多缺陷，这些缺陷有些是可以避免的有些是不可避免的。通过运用故障树法来对高压输电线路进行分析，能够有效的减少事故的发生率。大大提高了电能的输送效率，对国民经济的发展起到巨大作用。所
39、以，故障树分析方法已经应有于越来越多的领域。 当然我深深感到这次设计有许多缺陷：（1）：因为自身的原因没有更多的时间准备设计的内容和整理资料使这次设计有些方面不完善。（2）由于没有经过实践，只能在电脑上查找、学习、研究，所以没有太多办法证明方法的可靠性。 我也通过这一个多月的收集资料、复习课程、着手准备、熟悉流程到最后得出结论，使我学到了很多书本上原先没有深究的东西，也通过查阅有关资料开拓了视野，也学到了很多书本上没有的东西。又因为所做的设计和以后的工作联系紧密也对我参加工作后大有脾益！ 总之，通过这段时间和同组人员的共同努力下，终于完成了毕业设计。在这期间有王涛导师的耐心指导，自己的努力和同
40、学的帮助，终于完成了毕业设计。 三年的大学生活行将结束，毕业设计也算是这三年的学习的总结，我希望这份毕业设计是自己大学生活的的一个句号，也算是自己校园生活的一份最后的答卷。希望不会令人失望！致 谢经过近两个月的忙碌和工作，这次毕业设计已经接近尾声，作为一个大专生的毕业设计，经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师您的督促指导，以及一起工作学习的同学们的支持，想要完成这个设计是很艰难的。当然，我还要要感谢大学三年来所有老师对我们的教导，是他们让我们学到了过硬的专业知识。同时还要感谢我的同学们，是他们陪我度过每一天，这一次做毕业设计，好多东西都是借鉴他们的，有了他们的帮助，这次毕业设计
41、才能顺利地完成，因而我的大学生活伴着这次毕业设计的顺利完成才得以圆满结束。近两个月来，我通过查阅相关图书等途径搜集到很多关我由衷感谢关心帮助和指导我的导师王涛老师，并致以崇高的敬意。在论文工作中，一直得到导师的亲切关怀和悉心指导，让我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学习目标，领会了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，而且还明白了许多待人接物与为人处世的道理。并且您严谨治学的态度和对工作兢兢业业的精神将一直指导我走入工作岗位。导师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和他敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我将终身难忘。于故障树分析法的资料，还有更多故障树分析法的资料，通过整理、分析
42、，并且做了具体的分析与讨论。在各项设计过程中，从选材背景、方案论述、过程分析到设计总结，每一部都体现了理论与实际的结合，我深刻认识到：故障树分析法的采用，可较好地解决知识获取的瓶颈问题，保证诊断知识的完整性，同时也充分发挥专家系统故障诊断快速有效的特点。输电线路是电力系统的动脉，其运行状态直接决定电力系统的安全和效益。对于高压输电线路，通过建立故障树对系统的运行状态进行可靠性评估以及可靠的定性分析。从中找出系统各个部件的薄弱环节，并计算出其运行状态概率，从而推出其系统运行状态的可靠性，故障树法确实不失为一种最佳选择！总之，通过这次毕业设计，我对基于故障法分析在各个方面的应用有了更深刻的了解，也
43、加深了自己对专业知识的掌握，相信在今后的学习工作中，这次设计也一定会给我们带来不少收获。最后，再次感谢我的指导老师王涛老师的悉心指导和帮助。参 考 文 献1朱继洲.故障树原理和应用.西安:西安交通大学出版社，1989.2华东电网变压器类设备专业会议R.2002，11.East Chian Piwer Grid the Equipment sirnilar to Transformer specialty meetingR.2002，11.3白建社，樊波，黄文华，等.墓于决策树的变电站故障诊断知识表示与获取J.电力系统及其自动化学报，2004,16(2):5-8Bai Jianshe,Fan B
44、o,Huang Wenhua,et al.Lnowledge representation and acquisition based on decision tree for substation fault diagnosisJ.Proceedings of the EPSA, 2004,16(2):5-84张蔼蔷.故障树分析在电力系统可书性研究中的应用l月.华东电力，2005,33(2):1417.Zhang Aiqiang.Application of fault tree analysis to reliability study of electric power systemJ.
45、East Chian Electric Power, 2005,33(2):14175郭永羞.电力系统可靠性分析M.北京:清华大学出版社，2003，12.6梅启智，廖炯生，孙惠中)系统可靠性工程基础M.北京：科学出版社,1987.7章国栋，陆廷孝，屠庆慈，吴真真.系统可靠性与维修性的分析与设计M.北京：北京航空航天大学出版社,1990.8解学武.系统失效树微机辅助分析及应用研究D.硕士论文,(天津：天津大学机械系，1992.9胡云昌，陈金水.求系统失效树最小割集的新方法J.中国造船，1989,104;260-263.10郑莉，董渊，傅仕星C+语言程序(续编)M.北京：清华大学出版社,1997.
