確定分布概率紙*檢驗(yàn)分布研究分析發(fā)電可靠性,實(shí)際是研究分析發(fā)電設(shè)備的可靠性、維護(hù)性和有效性。前者是廣義可靠性,后者是狹義可靠性,是一種定性的設(shè)備狀態(tài)描述,其定量描述是它的有關(guān)可靠性指標(biāo)。采用數(shù)理統(tǒng)計方法進(jìn)行可靠性指標(biāo)預(yù)測,定量進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀況描述,不僅可指導(dǎo)現(xiàn)場運(yùn)行和檢修工作,并且可為設(shè)備狀態(tài)檢修提供科學(xué)依據(jù)。 1指標(biāo)預(yù)測方法分析流程概率理論認(rèn)為,總體中互不相關(guān)的個體都有相同的概率,隨機(jī)樣本與總體具有相同的分布。我們采用抽取樣本作為總體的觀察值,抽取樣本的均值和方差應(yīng)是總體均值和方差的“近似值”,因此,樣本的分布函數(shù)應(yīng)近似代表總體的分布函數(shù)。對“近似”的程度,可用在給定的信度下,檢驗(yàn)樣本的分布函數(shù)是否代表總體的分布函數(shù)。分布函數(shù)。")與分布密度少(")的關(guān)系是可推求分布函數(shù)。")。根據(jù)工程精度(即信度)確定參數(shù)取值范圍,即可確定事件的分布函數(shù)。以概率論為基礎(chǔ),采用數(shù)理統(tǒng)計方法進(jìn)行可靠性預(yù)測,應(yīng)用基本程序如下:確定研究對象!收集原始數(shù)據(jù)一確定分布函數(shù)一參數(shù)估計。確定分布函數(shù)的步驟如所示。 ~數(shù)據(jù)整理~推測分布一列統(tǒng)計計算表畫直方圖*單對數(shù)*對數(shù)正態(tài)分布*柯爾莫洛夫檢驗(yàn)假設(shè)檢驗(yàn)法*"2檢驗(yàn)法-正態(tài)、指數(shù)分布檢驗(yàn)法確定分布函數(shù)的步驟區(qū)間估計參數(shù)估計的步驟如所示。 *分布參數(shù)I*點(diǎn)估計L*可靠性指標(biāo)參數(shù)估計分布參數(shù)可靠性指標(biāo)參數(shù)估計的步驟2統(tǒng)計方法應(yīng)用現(xiàn)以發(fā)電設(shè)備無故障可用時間2TBF<為例,說明數(shù)理統(tǒng)計應(yīng)用方法。某水電廠的4臺水輪發(fā)電機(jī)組是相同型號、容量,同一廠家制造,選取9年內(nèi)無故障可用時間,如表1所示。 表1某水電廠4臺機(jī)組9>內(nèi)無故障可用時間/h年份1號機(jī)組2號機(jī)組3號機(jī)組4號機(jī)組2.1推測分布首先,進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,其目的是將紛亂的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)律性整理,以此為依據(jù),尋求其內(nèi)在規(guī)律性。機(jī)組無故障可用時間樣本估計值為MTBF. 2.1.1確定分組組數(shù)及組距數(shù)據(jù)組數(shù)(,依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式:1)05確定,上述數(shù)據(jù)'6)09,計算取整(=11.中,為數(shù)據(jù)組中最大值,為數(shù)據(jù)組中最小值。上述數(shù)據(jù)中母體取值范圍比樣本大,最大端點(diǎn)11x800=8800,統(tǒng)計表范圍,根據(jù)表1計算頻數(shù)及頻率,如表2所示。 表2統(tǒng)計計算表組限/h頻數(shù)頻率/'('為樣本總數(shù))2.1.3繪制直方圖推測分布以組限為橫坐標(biāo),頻數(shù)或頻率為縱坐標(biāo),按統(tǒng)計計算表1繪制頻數(shù)直方圖,如所示。 從可見,這條曲線類似指數(shù)分布概率密度曲線,可推測機(jī)組無故障可用時間服從指數(shù)分布。指數(shù)分布概率密度函數(shù)如下:現(xiàn)以符合指數(shù)分布推求分布函數(shù)-(x)在時間內(nèi),可用概率可用概率估計。((xc)=內(nèi)頻數(shù);為樣本總數(shù);%為選取樣本的組數(shù)。 2.2檢驗(yàn)分布曲線2.2.1直觀檢驗(yàn)法,即概率紙繪制(。┮越y(tǒng)計表中組限值與相應(yīng)可用概率((!)構(gòu)成有序數(shù)對(!',%(。,統(tǒng)計繪圖數(shù)據(jù),如表3所示。 表3統(tǒng)計繪圖數(shù)據(jù)組限/h出后,近似地在一條過(0,)點(diǎn)、斜率為負(fù)的直線上,畫出一條比較合理的直線,如所示。 0.368,故在單對數(shù)坐標(biāo)縱軸中截取0.368,即在水平軸可得到1/"值;在可用概率與無故障可用小時的單對數(shù)關(guān)系曲線中,1/"=2110,即取"= 2.2.2假設(shè)檢驗(yàn)法由觀察近似指數(shù)分布,假定服從指數(shù)分布,即服從指數(shù)分布,參數(shù)估計中點(diǎn)估計,則有那么,指數(shù)分布密度(。=取信度a=0.05,對假設(shè)樣本分布函數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn),即檢驗(yàn)(。┦欠窨山邮。采用柯爾莫哥洛夫臨界值檢驗(yàn)法。 對少(。┻M(jìn)行可用概率計算,即將樣本各!對應(yīng)%(!)理ze進(jìn)行計算;表4用兩種方法對可用概率計算值的比較組限值/h洛夫檢驗(yàn)表,即表:。n、=0.39122>0.036=.m故樣本分布函數(shù)可接受。 2.2.3參數(shù)估計各種分布都有參數(shù),某種分布確定后,相應(yīng)地確定參數(shù),即參數(shù)估計?傮w參數(shù)估計可以分為點(diǎn)估計和區(qū)間估計兩大類。如果用一個估計值來代表總體參數(shù),則這種估計方法稱為點(diǎn)估計。這種點(diǎn)估計的方法具有簡便、突出特征的優(yōu)點(diǎn),但是其準(zhǔn)確性難以保證,有時由于樣本的隨機(jī)性,可能還造成較大的偏差。因此,在估計總體參數(shù)時,更合理的做法是建立一個區(qū)間,并確定總體參數(shù)位于這個區(qū)間的可能性有多大,這種方法上就是區(qū)間估計。針對不同的分布函數(shù)和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),有關(guān)數(shù)理統(tǒng)計資料已給出常見分布函數(shù)的點(diǎn)估計和區(qū)間估計,直接使用即可。為便于應(yīng)用,現(xiàn)將指數(shù)函數(shù)的點(diǎn)估計公式整理如下:參數(shù)的點(diǎn)估計量:K=r/X,X=!!'全樣本指數(shù)函數(shù)分布的區(qū)間估計公式如表5所示。 表5指數(shù)函數(shù)分布的區(qū)間估計公式參數(shù)為"雙側(cè)置信區(qū)間上限下限定時丁2截尾T下2估計;為樣本和;2/2(2r)為2分布,直接查表計算即可。 對無故障可用時間滿足指數(shù)分布函數(shù)的參數(shù)估計如下:因水輪故障設(shè)備修復(fù)后,何時投入與故障時間無關(guān),故采用定時結(jié)尾模型。全樣本分析,即=!服從指數(shù)分布,又是定時結(jié)尾模型,即有2.3無故障可用時間分布函數(shù)及應(yīng)用2.3.1由上述計算及檢驗(yàn)可確定2.3.2利用分布函數(shù)可以判斷設(shè)備運(yùn)行狀況如水輪機(jī)組無故障運(yùn)行在3 000h以上概機(jī)組正常運(yùn)行保證率在80%以上,應(yīng)確定的檢修時間。 以內(nèi)檢修,可保證無故障可用概率在80%以上。 3結(jié)論以上對發(fā)電設(shè)備無故障可用時間進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計分析,其他如檢修時間、故障時間等指標(biāo)也可進(jìn)行統(tǒng)計預(yù)測,可靠性指標(biāo)可從上述指標(biāo)中推求。基于概率理論的數(shù)理統(tǒng)計在工程應(yīng)用中,主要通過直觀圖觀察其分布形式,結(jié)合正態(tài)分布、、2分布等分布函數(shù)具體應(yīng)用,通過檢驗(yàn)假設(shè),確定樣本分布函數(shù)在信度是否可接受?山邮芫驼J(rèn)為樣本分布函數(shù)可代替總體分部函數(shù);否則,應(yīng)重新進(jìn)行樣本分布函數(shù)假設(shè)。 采用概率紙法確定分布函數(shù),雖然直觀實(shí)用,但取直線因人而異,故在工程應(yīng)用中,應(yīng)盡量采用假設(shè)檢驗(yàn)法。