基于諧波因子的電子式電能表可靠性預計方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于諧波因子的電子式電能表可靠性預計方法，通過實驗數據求的電能表的置信區間內的環境因子K及其平均值，并由此確定電能表的諧波因子πh，根據諧波因子πh和電能表不考慮諧波因子的總失效率λs，確定考慮諧波因子的電能表總失效率λ，進而獲得考慮諧波因子的電能表預計使用壽命T。本發明簡單、高效，且考慮到電能表使用壽命預計過程中，受到電網諧波的影響，提出了諧波因子以及基于諧波因子的電子式電能表可靠性預計方法，有效提高了電能表使用壽命的預計精度，具有重要的理論價值和廣泛的工程實用價值。
【專利說明】基于諧波因子的電子式電能表可靠性預計方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于諧波因子的電子式電能表可靠性預計方法，屬于電子設備安全與可靠性【技術領域】。
技術背景
[0002]目前，電子式電能表廣泛應用于電力系統，其可靠性水平越來越受到社會各界的關注。電子式電能表的可靠性預計已有了一定的發展，目前主要是是根據其設計中所選用的元器件、零部件的失效率作為依據，結合技術設計、制造工藝、器件所受的電應力以及電能表的使用環境等因子來預計電子式電能表的可靠性。所以環境因子是很重要的參數，在可靠性工程中的應用非常廣泛。
[0003]隨著各種非線性用電設備的廣泛應用，使得電網中存在嚴重的諧波污染問題，造成了電壓畸變，進而對各種用電設備產生不良影響，已成為當前電力系統中影響電能質量的公害。然而目前電能表可靠性預計中并未考慮到電網電壓諧波對電能表可靠性壽命的影響，因此目前的電能表可靠性預計方法存在著一定的不足，且有必要提出一種基于諧波因子的電子式電能表可靠性預計方法，從而提高電能表可靠性預計的準確度。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題，在于克服現有技術存在的缺陷，提出了一種基于諧波因子的電子式電能表可靠性預計方法。
[0005]在可靠性工程，環境因子K是一個非常重要的參數，它表征相同產品在不同嚴酷度等級的環境中失效快慢的程度。電子設備的環境因子K可定義為:電子設備在某種存在電網電壓諧波的實際使用環境(稱環境I )下的失效率與實驗室環境(稱環境II)下失效率之比
[0006]K= λ !/ λ 2 (I)
[0007]式中，K為電子設備的環境因子，X1為某種存在電網電壓諧波的實際使用環境(環境I)下的電能表失效率，λ 2為實驗室環境(環境II)下的電能表失效率。失效率的單位是菲特FIT，1FIT=10_9/時，即定義是在IO9小時出現一次故障，即為1FIT。環境I為存在電網電壓諧波的環境。環境II為實驗室環境，電能表的電壓和電流為理想值，不存在電網電壓諧波。
[0008]電能表的失效率一般服從指數分布，即電能表的失效機理都相同，可靠度也相同，且其可靠性處于一個比較穩定的狀態。在相同的試驗時間內，電能表出現故障的機會是均等的。
[0009]假設，環境I中的電能表老化試驗數據為(Z1, λ 17 τ P，環境II中的電能表老化試驗數據為(ζ2，λ2，τ2)，其中，Zl，Z2分別為在環境I和環境II的老化試驗中，電能表的失效數，單位為個JnX2分別為電能表失效率；τ i，τ2分別為在環境I和環境II的老化試驗時間，單位為小時。因此，在置信水平Y下環境因子K的置信區間[KyKu]為
【權利要求】
1.一種基于諧波因子的電子式電能表可靠性預計方法，其步驟是: 第一步:進行電能表老化統計試驗，分別測試各個電能表在存在電網諧波的實際使用環境中的老化試驗數據(Z1, A1, T i)，電能表在不存在電網諧波的實驗室環境中的電能表老化試驗數據(ζ2, λ 2, τ 2)，其中，Z1, Z2分別為電能表的失效數,單位為個；λ ρ λ2分別為電能表失效率；τ i，τ2分別為老化試驗時間，單位為小時； 給定置信水平(置信度)Y，按照下式確定環境因子K的置信區間[KyKu] - 式中，表示自由度為a，b，對應概率為Y的F分布的分位數； 計算各個電能表的環境因子K K= λ 1；/ λ 2 ; 保留落入置信區間內的K值；將電網電壓諧波含量為1%~3%條件下的環境因子K分為一組，將電網電壓諧波含量為3%~5%條件下的環境因子K分為一組；分別計算落入置信區間內的K值的算數平均值: 電網電壓諧波含量為1%~3%條 件下置信區間內的環境因子K的算數平均值為K1 ； 電網電壓諧波含量為3%~5%條件下置信區間內的環境因子K的算數平均值為K2 ； 第二步:確定待預計電能表不考慮諧波因子的總失效率K.’ 第三步:確定電能表的諧波因子: 當電網電壓諧波含量為1%以下，取諧波因子nh=l ； 當電網電壓諧波含量為1%~3%時，取諧波因子h=Ki ； 當電網電壓諧波含量為3%~5%時，取諧波因子h=K2 ； 第四步:確定考慮諧波因子的電能表總失效率入
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s h， 第五步:獲取考慮諧波因子的電能表預計使用壽命T τ=ιο9/λ。
【文檔編號】G06F19/00GK103488912SQ201310504275
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】李林, 馬宇明, 高佳, 郭青龍, 顏偉 申請人:江蘇省計量科學研究院