基于壽命周期成本管理的輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修方法分析

舒芳華

(國網(wǎng)湖南省電力公司懷化供電分公司,湖南懷化,418000）

基于壽命周期成本管理的輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修方法分析

舒芳華

(國網(wǎng)湖南省電力公司懷化供電分公司,湖南懷化,418000）

文章對(duì)輸變電壽命周期成本管理內(nèi)涵進(jìn)行分析，并基于壽命周期成本管理對(duì)輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修方法進(jìn)行研究，最后結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步了解和掌握檢修方法，旨在為輸變電狀態(tài)檢修提供更多支持。

壽命周期；成本管理；輸變電設(shè)備；狀態(tài)檢修

0 引言

輸變電設(shè)備是電力系統(tǒng)運(yùn)行不可缺少的一部分，承擔(dān)著電能傳輸與分配責(zé)任，保障輸變電設(shè)備安全、穩(wěn)定是系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的前提和基礎(chǔ)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，電網(wǎng)呈規(guī)模化趨勢(shì)發(fā)展，使得以往計(jì)劃檢修變?yōu)闋顟B(tài)檢修，既能夠緩解人員壓力，且能夠提高供電安全性。

1 輸變電壽命周期成本管理概述

對(duì)于輸變電來說，其壽命周期成本管理，可以通過表達(dá)式來表示，即：

其中RDT&E、PROD、ACPC、Q%C分別代表的是研究與研制成本、采購?fù)顿Y成本、采購成本及維護(hù)成本。

LCC內(nèi)涵體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是對(duì)于設(shè)備壽命周期成本的管理，是涉及建設(shè)期、試用期等各階段總造價(jià)最小的方法，其思想、方法不僅局限于項(xiàng)目前期投資和設(shè)計(jì)階段，還在其他環(huán)節(jié)也有所體現(xiàn)，特別是項(xiàng)目運(yùn)營、維護(hù)等方面的成本管理。二是在實(shí)踐中，管理思想與方法能夠指導(dǎo)企業(yè)全面從項(xiàng)目壽命周期入手，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行可行性分析，為投資決策提供科學(xué)依據(jù)。三是該方法作為一種以成本控制為目標(biāo)的方式和方法，它能夠以貨幣形式計(jì)算出項(xiàng)目在壽命周期內(nèi)直接、間接產(chǎn)生的成本，從而確定技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)壽命周期成本最優(yōu)化目標(biāo)。狀態(tài)檢修是通過對(duì)設(shè)備監(jiān)測(cè)、診斷及評(píng)估的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)防性檢修。

針對(duì)輸變電設(shè)備來說，在狀態(tài)檢修中，首先要做到的是對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估和診斷，以此來獲取設(shè)備故障及其對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，然后進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，最后結(jié)合不同維護(hù)方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)設(shè)備狀態(tài)檢修風(fēng)險(xiǎn)決策的執(zhí)行。如圖1是設(shè)備狀態(tài)檢修流程。在實(shí)踐中，我們引入壽命周期成本管理思想和方法，能夠?qū)⑤斪冸娫O(shè)備使用與維護(hù)成本降至到最小，為電力企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 設(shè)備狀態(tài)檢修流程

1.1 變電設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是狀態(tài)檢修的重要組成部分，目前，針對(duì)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算主要可以通過定性和定量兩種方式進(jìn)行，或者將兩種方法結(jié)合到一起。設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以風(fēng)險(xiǎn)值為指標(biāo)，綜合考慮設(shè)備的重要程度、損失程度及故障率，風(fēng)險(xiǎn)值按照如下公式計(jì)算：

其中T表示的在特定時(shí)間范圍內(nèi)，S、F、P、R分別表示的是設(shè)備重要度、損失度及故障率及風(fēng)險(xiǎn)值。其中設(shè)備重要度是在整個(gè)電力系統(tǒng)中所占據(jù)的位置。損失度涉及內(nèi)容較多，如成本、環(huán)境、人身及電網(wǎng)安全。

1.2 變電設(shè)備維修策略

可維修設(shè)備檢修的終極目標(biāo)是對(duì)設(shè)備當(dāng)前性能進(jìn)行優(yōu)化和改善，使設(shè)備保持在較好的狀態(tài)下，避免故障發(fā)生率。以此來延長設(shè)備使用壽命，且能夠便于設(shè)備維修前、后故障率動(dòng)態(tài)變化關(guān)系的調(diào)整。一般情況下，設(shè)備在運(yùn)行一段時(shí)間后，檢修人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，能夠使設(shè)備性能得到相應(yīng)的改善。對(duì)于設(shè)備維修來說，以往預(yù)防性維修僅涉及到大修，并未考慮到設(shè)備平均維護(hù)成本，故我們可以按照如下公式進(jìn)行分析和計(jì)算：

其中TT表示的是變電器最佳壽命周期。在計(jì)算中，針對(duì)不同的設(shè)備，其壽命周期有所差別，故不能夠單純運(yùn)用較小的參數(shù)來選擇，還需要考慮成本因素。通過對(duì)相關(guān)因素的考慮，能夠評(píng)估出變壓器的最佳壽命周期與維修策略，為檢修人員提供相應(yīng)的支持。

2 基于壽命周期成本管理輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修實(shí)例

2.1 單臺(tái)設(shè)備故障率評(píng)估

針對(duì)現(xiàn)行變電器油色譜分析數(shù)據(jù)、吸收比等數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)，以此來了解變壓器的具體情況。根據(jù)設(shè)備故障判定規(guī)定來看，變壓器油色譜分析主要是根據(jù)單一氣體含量等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行針對(duì)性判斷和評(píng)估。針對(duì)提取的設(shè)備特征量來看，構(gòu)建繞組故障絕緣下降故障模式矩陣。

2.2 設(shè)備全壽命周期故障率評(píng)估

在實(shí)驗(yàn)中，我們針對(duì)某地區(qū)電壓等級(jí)相同的電力變壓器進(jìn)行故障率評(píng)估，并對(duì)運(yùn)行年限進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出圖2故障率分布曲線圖。

觀察圖2發(fā)現(xiàn)，電力變壓器從第15年開始出現(xiàn)故障率，即進(jìn)入設(shè)備損耗器，為了準(zhǔn)確判斷出故障發(fā)生年份，我們需要對(duì)損耗器進(jìn)行參數(shù)評(píng)估，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制出故障率擬合曲線。在此階段，我們引入設(shè)備可接受風(fēng)險(xiǎn)概念，是當(dāng)設(shè)備處于安全與不安全運(yùn)行分界點(diǎn)時(shí)，選取動(dòng)態(tài)值，確定出變壓器能夠接受的風(fēng)險(xiǎn)。表1是設(shè)備狀態(tài)與故障率對(duì)應(yīng)表。

表1 設(shè)備狀態(tài)與故障率對(duì)應(yīng)表

由表可知，設(shè)備狀態(tài)故障率分界點(diǎn)分別為0.03、0.05、0.15，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)定來看，設(shè)備可接受風(fēng)險(xiǎn)故障率分界點(diǎn)為0.05次/臺(tái)·年。

圖2 變壓器故障率分布曲線圖

2.3 設(shè)備最佳維修策略

變電設(shè)備是電網(wǎng)中的主要設(shè)備，對(duì)于電網(wǎng)可靠運(yùn)行至關(guān)重要。如針對(duì)本文提取的設(shè)備特征量來說，在實(shí)踐中，可以引入故障樹模型對(duì)設(shè)備故障率進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確定了故障率的分界點(diǎn)，即0.05次/臺(tái)·年。根據(jù)此，對(duì)于該類型設(shè)備的維修可以在設(shè)備投入后的第20、26、31、35年進(jìn)行大修，直至設(shè)備報(bào)廢為止。

3 結(jié)論

根據(jù)上文所述，隨著電力產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)供電可靠、穩(wěn)定性提出了更高要求。壽命周期成本管理作為一項(xiàng)現(xiàn)代化管理模式，在實(shí)踐應(yīng)用中，能夠以壽命周期費(fèi)用最小為發(fā)展目標(biāo)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行全過程進(jìn)行監(jiān)督、評(píng)價(jià)和管理，充分考慮各項(xiàng)影響因素，最終確定出最佳優(yōu)化維修策略。確保輸變電設(shè)備能夠始終保持最佳運(yùn)行狀態(tài)，從而為用戶提供優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。

[1]陳阿娣.淺談全壽命周期成本分析方法在我國輸變電設(shè)備投資中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012,(32):22.

[2]馬薇.電力設(shè)備全壽命周期管理分析模型的建立及應(yīng)用研究[J].四川電力技術(shù),2012,35(05):68-72.

Analysis of condition based maintenance for power transmission and transformation equipment based on life cycle cost management

Shu Fanghua
(State Grid Hunan electric power company Huaihua power supply branch ,Huaihua Hunan, 418000)

The connotation of life cycle cost management and analysis, and based on the life cycle cost management research on condition based maintenance method of power transmission and transformation equipment, finally to further understand and grasp the methods of maintenance, to provide more support for power transmission and distribution

life cycle; cost management; power transmission and transformation equipment; condition based maintenance