基于故障树的故障诊断.pptVIP

故障树分析法 最小割集的求法 基于故障树的电力系统失电故障诊断 当前第1页\共有24页\编于星期二\20点 一、故障树分析法 故障树 故障树也称为事故树，是一种描述事故因果关系的有方向的“树”，是安全系统的重要分析方法之一，它能对各种系统的危险性进行识别评价，既适用于定性分析，又能进行定量分析。 当前第2页\共有24页\编于星期二\20点 故障树分析法 故障树分析法（FTA）又叫因果树分法．它是目前国际上公认的一种简单、有效的可靠性分析和故障诊断方法，是指导系统最优化设计、薄弱环节分析和运行维修的有力工具。 当前第3页\共有24页\编于星期二\20点 故障树分析法首先要在一定环境与工作条件下，找到一个系统最不希望发生的事件，通常以人们所关心的影响人员、装备使用安全和任务完成的系统故障为分析目标，再按照系统的组成、结构及功能关系，由上而下，逐层分析导致该系统故障发生的所有直接原因，并用一个逻辑门的形式将这些故障和相应的原因事件连接起来，建立分析系统的故障树模型，从而，形象地表达出系统各功能单元故障和系统故障之间的内在逻辑因果关系。 当前第4页\共有24页\编于星期二\20点 从概率上说，要最快确定系统故障原因，可通过求解各功能单元的关键重要度或者平均故障检测时间加以排序来实现． 关键重要度：单元的失效概率变化率所引起的系统失效概率的变化率，其定义表达式为： 当前第5页\共有24页\编于星期二\20点 式中： 为顶事件的发生概率，即系统的不可靠度； 为单元的失效概率，则 为当且仅当单元失效时系统失效的概率； 为单元触发系统失效的概率，其值越大，说明由单元触发系统失效的可能性就越大。因而，一旦系统发生了故障，应首先考虑是由关键重要度最大的单元触发了这次故障，对该单元作快速修复或更换，就可使系统恢复正常工作． 平均故障检测时间MTTD： 当前第6页\共有24页\编于星期二\20点 从单位故障检测时间诊断效果看，此时若依照关键重要度排序的顺序表，首先检查关键重要度略大的单元，平均单位检测时间内确定故障的概率就会较低，单位时间花费诊断效果就差．因而，当单元相差较大时，仍用关键重要度确定故障排除的先后顺序是不合适的． 当前第7页\共有24页\编于星期二\20点 而故障判明效时比：关键重要度与平均故障检测时间的比值 按从大到小的顺序来确定故障诊断先后次序 以最小的时间代价换取最佳诊断效果所以这是最优的方案。 当前第8页\共有24页\编于星期二\20点 如果同一时间内系统仅有单个故障发生时，采用以上方法进行故障诊断即可。若某一时间系统同时发生多重故障时，则需将多重故障当作一个整体来处理。方法是把多重故障事件作为一棵新故障树的顶事件，将所包含的各单故障的故障树作为子树，并联到这个顶事件下方，建立一个新的故障树模型，并对其采取与单故障相同的方法处理即可。 事实上，当多重故障同时发生时，需要首先考虑是由共同诱因导致的，即反映在故障树模型中是由共同最小割集引的。 当前第9页\共有24页\编于星期二\20点 二、最小割集的求法 以左图为例介绍： 1行列法 2结构法 3布尔代数化简法 当前第10页\共有24页\编于星期二\20点 我们看到，顶上事件T与中间事件A1、A2是用“或门”连接的，所以，应当成列摆开，即 A1、A2与下一层事件B1、B2、X1、X2、X4的连结均为“与门”，所以成行排列： 以此类推： 即 ： 1.行列法 当前第11页\共有24页\编于星期二\20点 下面对这四组集合用布尔代数化简， 根据A·A＝A，则X1·X1＝X1，X4·X4＝X4，即 又根据A＋A·B＝A，则X1·X2＋X1·X2·X3＝X1·X2，即 得到三个最小割集{X1，X2}，{ X4，X5}，{ X4，X6}。 当前第12页\共有24页\编于星期二\20点 事故树等效图 当前第13页\共有24页\编于星期二\20点 2.结构法 理论根据是：事故树的结构完全可以用最小割集来表示。 A1∪A2＝X1·B1·X2∪X4·B2 ? ＝X1·(X1∪X3)·X2∪X4·(C∪X6) ＝X1·X2∪X1·X3·X2∪X4·(X4·X5∪X6) ? ＝X1·X2∪X1·X2·X3∪X4·X4·X5∪X4·X6 ? ＝X1·X2∪X1·X2·X3∪X4·X5∪X4·X6 ? ＝X1·X2∪X4·X5∪X4·X6 这样，得到的三个最小割集{ X1，X2}、{X