基于Weibull分布与迭代极大似然估计法的继电保护装置可靠性评估

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.11.011

电器与能效管理技术 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (11): 63-68.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.11.011

基于Weibull分布与迭代极大似然估计法的继电保护装置可靠性评估

王晶晶¹, 孙志绚²

1.潍坊科技学院建筑工程学院, 山东寿光 262700
2.山东农业大学机械与电子工程学院, 山东泰安 271018

收稿日期:2022-05-12 出版日期:2022-11-30 发布日期:2023-01-04
作者简介:王晶晶(1991—),女,讲师,博士,研究方向为可靠性评估理论与应用、工程灾害监测与预报、GNSS性能评估。|孙志绚(2000—),女,研究方向为可靠性评估理论与应用。
基金资助:
山东省自然科学基金资助项目(ZR2022QD100);潍坊科技学院博士科研启动基金(2021KJBS16);山东省高校设施园艺实验室资助项目(2018YY064)

Reliability Assessment of Relay Protection Devices Based on Weibull Distribution and Iterative Maximum Likelihood Estimation

WANG Jingjing¹, SUN Zhixuan²

1. School of Architectural Engineering,Weifang University of Science and Technology,Shouguang 262700, China
2. College of Mechanical and Electronic Engineering,Shandong Agricultural University, Taian 271018, China

Received:2022-05-12 Online:2022-11-30 Published:2023-01-04

摘要/Abstract

摘要：

针对小样本、截尾数据条件下的继电保护装置可靠性评估问题,提出了一种基于两参数Weibull分布的迭代极大似然估计法。收集继电保护装置现场运行数据,应用两参数Weibull分布对其进行可靠性建模,使用迭代极大似然估计法估计Weibull分布模型参数,得出继电保护装置寿命分布的可靠度函数、累积故障分布函数、故障密度函数与故障率函数。通过仿真试验,结果表明所提方法计算的继电保护装置可靠性指标与实际工程应用经验值基本一致,具有较高的准确性与实用性。

关键词: 继电保护装置, 可靠性评估, Weibull分布, 迭代极大似然估计

Abstract:

Aiming at the reliability assessment of relay protection devices with small samples and censored data,an iterative maximum likelihood estimation method based on two-parameter Weibull distribution is proposed.The field operation data of the protective relays is collected,the two-parameter Weibull distribution is used for reliability modeling,and the iterative maximum likelihood estimation method is used to estimate the parameters of the Weibull distribution model.Finally,the reliability function,cumulative failure distribution function,failure density function and failure rate function of relay protection device life distribution are obtained.The simulation results show that the reliability indexes of the relay protection device calculated by the proposed method are basically consistent with the actual engineering application experience values,which can proved the assessment method has high accuracy and practicability.

Key words: relay protection device, reliability assessment, Weibull distribution, iterative maximum likelihood estimation

中图分类号:

TM774

王晶晶, 孙志绚. 基于Weibull分布与迭代极大似然估计法的继电保护装置可靠性评估[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(11): 63-68.

WANG Jingjing, SUN Zhixuan. Reliability Assessment of Relay Protection Devices Based on Weibull Distribution and Iterative Maximum Likelihood Estimation[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2022, 0(11): 63-68.

图/表 8

图1

表1

表2

表3

表4

表5

图2

图3

参考文献 25

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退出序号	t	退出序号	t	退出序号	t
1	3.052 6	11	13.173 1	21	21.375 8
2	4.797 7	12	13.941 6	22	21.375 8+
3	6.099 5	13	14.708 9	23	21.375 8+
4	7.205 0	14	15.479 5	24	21.375 8+
5	8.196 4	15	16.257 7	25	21.375 8+
6	9.113 5	16	17.048 1	26	21.375 8+
7	9.979 3	17	17.855 5	27	21.375 8+
8	10.808 8	18	18.685 2	28	21.375 8+
9	11.612 6	19	19.543 3	29	21.375 8+
10	12.398 5	20	20.437 2	30	21.375 8+

退出序号	t	退出序号	t	退出序号	t
1	3.052 6	11	12.398 5	21	19.543 3
2	4.797 7	12	13.173 1	22	20.437 2
3	6.099 5	13	13.941 6	23	21.375 8
4	7.205 0	14	14.708 9	24	22.370 7
5	7.205 0+	15	15.479 5	25	23.436 9
6	8.196 4	16	16.257 7	26	23.436 9+
7	9.113 5	17	16.257 7+	27	23.436 9+
8	9.979 3	18	17.855 5	28	23.436 9+
9	10.808 8	19	18.685 2	29	23.436 9+
10	11.612 6	20	18.685 2+	30	23.436 9+

数据	参数估计结果		误差
数据	β	η	Δβ	Δη
表1	2.147 0	19.661 1	0.147 0	-0.338 9
表2	2.195 8	19.337 5	0.195 8	-0.662 5

参数估计方法	参数估计结果		误差
参数估计方法	β	η	Δβ	Δη
平均秩次法	1.032 6	28.471 6	-0.967 4	8.471 6
迭代极大似	1.681 5	19.992 5	-0.318 5	-0.007 5
然估计法	1.681 5	19.992 5	-0.318 5	-0.007 5

故障次序	运行时间/h	退出模式	备注
1	25 560	故障退出	—
2	31 848	故障退出	—
3	36 648	故障退出	—
4	43 104	故障退出	—
5	46 872	故障退出	—
6	49 656	故障退出	—
7	51 864	故障退出	—
8	55 608	故障退出	—
9	60 624	故障退出	—
10~30	70 128	正常退出	共21个

基于Weibull分布与迭代极大似然估计法的继电保护装置可靠性评估

Reliability Assessment of Relay Protection Devices Based on Weibull Distribution and Iterative Maximum Likelihood Estimation

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