CN116561966A - 一种电力设备使用寿命的预测方法、装置、记录媒体及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于设备运行管理技术领域，公开了一种电力设备使用寿命的预测方法，通过调整环境参数，使得设备中关键部件长期累积的老化效果得以在实验室中短时模拟出来，找到具体环境参数对应的服役年限，将各服役年限下的力学性能指标其与设定的阈值做比较，就能准确的预测出所经过的服役年限是否达到该部件的使用寿命，从而使得短时预测的设备寿命具有实际参考价值。本发明还提供了一套装置去实现上述方法，以及一套非暂态可读记录媒体及包含该媒体的系统，通过处理电路可以调用该程序来执行前述方法，适于在电力设备运行管理中推广使用。
Description
技术领域
本发明属于设备运行管理技术领域，具体公开了一种电力设备使用寿命的预测方法、装置、非暂态可读记录媒体及数据处理系统。
背景技术
设备的寿命是指从设备设计制造到报废回收所经历的时间的总和。对于不同设备而言，由于作用不同，工程中对其寿命的要求也不同。根据不同的工程情况和应用场景，可将电力设备的寿命分为设计寿命、使用寿命、技术寿命、折旧寿命和经济寿命五个基本类别。
其中，设计寿命(Designed Life)是指设备在设计之初预先设定的不会失去其既定使用功能的有效使用时间，设计寿命主要用于表征设备使用的长久性，在一定程度上也可反应设备的真实寿命。设备设计寿命的长短与设备的制造工艺和设计水平密切相关。一般来说，在设备不经历重大故障、使用环境适宜的情况下，设计寿命与真实寿命更加接近。但由于设备运行环境的变化具有不可预测性，因此，不能用设计寿命来完全评估设备的真实寿命。
使用寿命(Service Life)是指设备从投入运行一直到最终报废所经历的实际时间的总和，也可称之为设备的实际寿命或真实寿命。设备的实际寿命由设备的材质、制造质量，使用条件及维修保养状况等因素共同决定。
技术寿命(Technical Life)是指设备从投入运行直到因为无法满足当前系统的技术需求而丧失使用价值所经历的时间的总和。技术寿命与当前设备制造和设计工艺及技术密切相关。对于电力设备来说，由于智能电网和物联网的发展，新技术层出不穷，因此电力设备的技术寿命一般来说小于其设计寿命。
折旧寿命(Depreciable Life)是指按国家有关部门规定或企业自行规定的折旧率，把设备总值扣除残值后的余额，折旧到接近于零时所经历的时间。
经济寿命(Economic Life)是指设备从投入运行直到因为无法满足当前系统的经济要求而丧失使用价值所经历的时间的总和。经济寿命表征的是设备的经济上的可用时间。
从技术角度而言，本申请主要针对电力设备使用寿命进行预测。电力设备的寿命取决于其难以通过维护保养更换配件实现续用的核心部件寿命，但核心部件的实际使用寿命往往与其设计寿命有较大的出入，如何在较短的时间内实现对长寿命周期的电力设备的使用寿命进行预测是当前技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本申请提供一种电力设备使用寿命的预测方法，包括以下步骤：
S1.选取设备中核心部件的材料做成标准化小样，形成一备选集和一参照集，所述备选集为规格相同的多组全新所述小样，所述参照集为处于不同服役年限，与所述备选集的规格相同的多组所述小样；根据所述服役年限从所述参照集中所述材料逐组进行力学性能检测，记录检测结果和对应的服役年限；
S2.在所述备选集中随机选取多个材料，通过调整材料所处环境参数，模拟参照集所属设备在一定年限中运行工况，直至所述备选集中各组小样和参照集中对应组小样所做力学性能检测后获得的平均测定值一致；记录所述环境参数对应的参照集所属设备的服役年限；
S3.设定所述核心部件中各关键结构的力学性能阈值，将所述核心部件置于S2步骤中各所述环境参数确定的环境中，进行力学性能测试，测试值刚好达到任一所述阈值时，所述环境参数对应的参照集所属设备的服役年限为该类型设备的使用寿命。
优选的，所述环境参数包括：加热时间、加热至最高温的停留时间、最高温度、降温时间、喷水持续时间、喷催化剂时间、加热、喷水和喷催化剂的频率中的至少一者。
本发明还提供一种电力设备使用寿命的预测装置，其特征在于包括以下功能模块：
力学性能检测模块，用于进行材料力学性能检测；
环境模拟模块，用于通过设定的环境参数来模拟一定年限的自然环境对待检材料的作用效果；
控制单元，所述控制单元分别与力学性能检测模块和环境模拟模块通信连接，且用于对力学性能检测模块和环境模拟模块进行参数设定和数据接收。
优选的，所述环境参数包括：加热时间、加热至最高温的停留时间、最高温度、降温时间、喷水持续时间、喷催化剂时间、加热、喷水、喷催化剂的频率中的至少一者。
本发明的另一方案在于提供一种非暂态可读记录媒体，用以存储包含多个指令的一个或多个程序，当执行指令时，将致使处理电路执行所述一种电力设备使用寿命的预测方法中所包括的步骤。
本发明的又一方案在于提供一种数据处理系统，包括处理电路及与其电性耦接的存储器，其特征在于，所述存储器配置储存至少一程序，所述程序包含多个指令，所述处理电路运行所述程序，能执行所述一种电力设备使用寿命的预测方法中所包括的步骤。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
通过调整环境参数，使得设备中关键部件长期累积的老化效果得以在实验室中短时模拟出来，找到具体环境参数对应的服役年限，这样将待测关键部件置入装置中时，通过不同的参数设置，进行力学性能试验后得到不同服役年限下的老化效果，将其与设定的阈值做比较，就能准确的预测出所经过的服役年限是否达到该部件的使用寿命，从而使得短时预测的设备寿命具有实际参考价值，且本技术方案所选择调整的环境参数容易在同一测定装置中实现，具有较强的实用性。
附图说明
图1为本发明实施例中预测方法的流程示意图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创新劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：一种电力设备使用寿命的预测装置
本实施例装置包括力学性能检测模块，包括水平设置的工作台、装夹试验小样的夹具、用于对材料进行冲击应力试验的运动机构以及测量变形量的工具；
环境模拟模块，包括对工作台进行加热的加热盘、冷却水的喷淋装置、以及催化剂的喷淋装置；
控制单元，所述控制单元分别与力学性能检测模块和环境模拟模块通信连接，且用于对力学性能检测模块和环境模拟模块进行参数设定和数据接收。能接收、存储测试信息和环境参数，输出信号控制加热时间、加热至最高温的停留时间、最高温度、降温时间、喷水持续时间、喷催化剂时间、加热、喷水、喷催化剂的频率。
实施例二：一种电力设备使用寿命的预测方法，包括以下步骤：
S1.取30个同一规格的全新材料作为备选集，另取与所述被选集相同规格的已使用15年的30个材料作为参照集，从参照集中随机选取5个材料做力学性能检测，记录测定值；
S2.在备选集中随机选取5个材料，环境参数初始设定为加热时间30分钟、加热至最高温150℃停留时间5分钟、降温时间5分钟、喷水持续时间5分钟、喷催化剂时间15分钟、加热、喷水和喷催化剂的频率均为每小时一次，发现经过环境模拟后的材料所得到的力学性能弱于参照集中已选取材料的力学性能，说明环境参数过于严苛，调整参数后再重复上述试验步骤，经多次调整后当加热时间28分钟、加热至最高温140℃停留时间5分钟、降温时间4分钟、喷水持续时间4分钟、喷催化剂时间16分钟、加热、喷水和喷催化剂的频率仍为每小时一次时，备选集中材料和参照集中材料所做力学性能检测后获得的测定值一致，说明参数调整到位。
S3.设定所述核心部件中各关键结构的力学性能阈值，例如某处材料在经过模拟后的强度应保证50克冲击锤冲击3次后裂纹宽度不大于0.1mm，但在经过上述调整完参数的环境模拟后，最大的裂纹宽度刚好达到0.1mm，说明该设备服役15年后刚好到达寿命，故预测该设备的使用寿命为15年。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机、可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
将上述方法步骤汇编成程序再存储于硬盘或其他非暂态存储介质就构成了本发明的“一种非暂态可读记录媒体”的实施例；而将该存储介质与计算机处理器电连接，通过数据处理进行模拟工况下材料力学性能检测，则构成本发明的“一种数据处理系统”的实施例。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电力设备使用寿命的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.选取设备中核心部件的材料做成标准化小样，形成一备选集和一参照集，所述备选集为规格相同的多组全新所述小样，所述参照集为处于不同服役年限，与所述备选集的规格相同的多组所述小样；根据所述服役年限从所述参照集中所述材料逐组进行力学性能检测，记录检测结果和对应的服役年限；
S2.在所述备选集中随机选取多个材料，通过调整材料所处环境参数，模拟参照集所属设备在一定年限中运行工况，直至所述备选集中各组小样和参照集中对应组小样所做力学性能检测后获得的平均测定值一致；记录所述环境参数对应的参照集所属设备的服役年限；
S3.设定所述核心部件中各关键结构的力学性能阈值，将所述核心部件置于S2步骤中各所述环境参数确定的环境中，进行力学性能测试，测试值刚好达到任一所述阈值时，所述环境参数对应的参照集所属设备的服役年限为该类型设备的使用寿命。
2.根据权利要求1所述的一种电力设备使用寿命的预测方法，其特征在于，所述环境参数包括：加热时间、加热至最高温的停留时间、最高温度、降温时间、喷水持续时间、喷催化剂时间、加热、喷水和喷催化剂的频率中的至少一者。
3.一种电力设备使用寿命的预测装置，其特征在于，包括：
力学性能检测模块，用于进行材料力学性能检测；
环境模拟模块，用于通过设定的环境参数来模拟一定年限的自然环境对待检材料的作用效果；
控制单元，所述控制单元分别与力学性能检测模块和环境模拟模块通信连接，且用于对力学性能检测模块和环境模拟模块进行参数设定和数据接收。
4.根据权利要求3所述的一种电力设备使用寿命的预测装置，其特征在于，所述环境参数包括：加热时间、加热至最高温的停留时间、最高温度、降温时间、喷水持续时间、喷催化剂时间、加热、喷水、喷催化剂的频率中的至少一者。
5.一种非暂态可读记录媒体，用以存储包含多个指令的一个或多个程序，其特征在于，所述程序包括权利要求1-2中任一项所述的一种电力设备使用寿命的预测方法。
6.一种数据处理系统，包括处理电路及与其电性耦接的存储器，其特征在于，所述存储器配置储存至少一程序，所述程序包含多个指令，所述处理电路运行所述程序，能执行权利要求1-2中任一项所述的一种电力设备使用寿命的预测方法。
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