LabVIEW軟件在主變壓器檢修中的應(yīng)用

王亢 馬松齡

關(guān)鍵詞： LabVIEW; 主變壓器; 檢修; 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估; 全壽命周期成本; 優(yōu)先度排序

中圖分類號(hào)： TN98?34; TM407 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)： 1004?373X（2019）03?0143?05

Abstract： A design idea of maintenance plan combining risk assessment model and life cycle cost （LCC） technology is proposed， and an application software is developed on the basis of graphical programming language LabVIEW to formulate the scientific and reasonable maintenance plan for main transformer， and further save the cost of maintenance. Using the software， the sorting of maintenance priority for multiple main transformers is realized according to the calculated faulty probability and risk value of every main transformer， and the transformer in need of maintenance is selected; the most economical and reasonable maintenance method is recommended according to LCC model of main transformer and prediction results of faulty probability after maintenance. The software considers both technical and economic indicators， its interface is simple and easy to use， has abundant online help system to make the formulation of maintenance plan more convenient and reasonable.

Keywords： LabVIEW; main transformer; maintenance; risk assessment; life cycle cost; priority sorting

主變壓器作為電網(wǎng)運(yùn)行的主設(shè)備之一，它的可靠運(yùn)行在很大程度上影響到電網(wǎng)的穩(wěn)定程度。為了降低因主變壓器故障概率攀升而導(dǎo)致的電網(wǎng)停電風(fēng)險(xiǎn)，需要定期展開(kāi)檢修工作。檢修時(shí)制定合理的檢修方案，不僅能有效消除主變壓器部件缺陷，降低主變壓器故障概率，還能有效降低檢修成本[1?2]。制定主變壓器檢修方案前，應(yīng)先依據(jù)規(guī)則進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)算，再安排檢修計(jì)劃。業(yè)內(nèi)應(yīng)用較為普遍的是南方電網(wǎng)公司的《設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》（后文簡(jiǎn)稱導(dǎo)則）[3?4]。該導(dǎo)則頒布較早，主要從技術(shù)角度評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，計(jì)算比較繁瑣，納入的指標(biāo)也較少，對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的考量更少。隨著技術(shù)進(jìn)步，不僅對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因子考慮更加全面，加上人工成本大幅上升，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)考量已不容忽視。盡管有學(xué)者進(jìn)行了此方面的研究，但理論性較強(qiáng)未貼近工程實(shí)際應(yīng)用[5]。為此，本文研究全壽命周期成本（Life Cycle Cost，LCC）技術(shù)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相結(jié)合的主變壓器檢修方案，并將LabVIEW軟件作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，構(gòu)建了一款適合工程實(shí)際應(yīng)用的主變壓器檢修軟件。

1 ?主變壓器檢修軟件開(kāi)發(fā)依據(jù)

安排主變壓器檢修時(shí)，通常是按導(dǎo)則給出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型計(jì)算后排定檢修次序。但根據(jù)導(dǎo)則只能計(jì)算主變壓器在正常狀態(tài)、注意狀態(tài)、異常狀態(tài)和嚴(yán)重狀態(tài)下的4種平均故障概率，不能將每一狀態(tài)評(píng)分值與故障概率關(guān)聯(lián)。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司于2008年發(fā)布的《輸變電設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估導(dǎo)則》，可以計(jì)算主變壓器每一狀態(tài)分值下的故障概率，但是此方法按指數(shù)擬合可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)備故障概率超過(guò)100%的荒謬結(jié)果。為解決此類問(wèn)題，國(guó)家電網(wǎng)公司在2013年頒布了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW 1903—2013輸變電設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估導(dǎo)則[6]，對(duì)計(jì)算方法做了很大改進(jìn)，也考慮了經(jīng)濟(jì)因素的影響。但由于標(biāo)準(zhǔn)涉及全部輸變電設(shè)備，考慮因素很多，計(jì)算模型極其復(fù)雜，對(duì)于變壓器檢修只有指導(dǎo)意義，直接應(yīng)用有很大難度。為與工程實(shí)際接軌，本文軟件開(kāi)發(fā)框架沿用南方電網(wǎng)公司導(dǎo)則，但故障概率計(jì)算采用2013版（Q/GDW 1903—2013）更為合理的方法，避免了擬合誤差。

在一個(gè)現(xiàn)代化管理的企業(yè)中，對(duì)于設(shè)備的全壽命周期成本（LCC）概念已經(jīng)建立。以提高主變壓器檢修時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，本文建立了LCC分析模型。同時(shí)為避免導(dǎo)則以及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW 1903—2013中極其繁瑣的運(yùn)算過(guò)程，更加貼近工程實(shí)際，開(kāi)發(fā)了應(yīng)用軟件包。

2 ?LabVIEW下主變壓器檢修軟件開(kāi)發(fā)

LabVIEW是美國(guó)NI公司開(kāi)發(fā)的圖形化編程軟件，由于內(nèi)置大量功能函數(shù)，能夠很方便地完成數(shù)據(jù)采集分析、顯示、儀器控制、工業(yè)過(guò)程仿真及控制等多種操作，已成為測(cè)控領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化軟件。由于源代碼公開(kāi)，具有良好的可擴(kuò)展性，更加適合硬件工程師、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員、生產(chǎn)線技術(shù)人員在工程領(lǐng)域的使用[7]。考慮到將來(lái)設(shè)備狀態(tài)參數(shù)直接從現(xiàn)場(chǎng)采集，使得軟件更具有針對(duì)性，因此采用LabVIEW作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，構(gòu)建了一款主變壓器檢修軟件。主要包括以下兩部分功能：

1） 多臺(tái)主變壓器檢修優(yōu)先排序。通過(guò)輸入待檢修主變壓器的狀態(tài)評(píng)分和變壓器參數(shù)，軟件能夠計(jì)算出多臺(tái)待檢修主變壓器的風(fēng)險(xiǎn)值并相互比較，得出待檢修主變壓器的優(yōu)先檢修順序。

2） 故障主變壓器檢修方式判斷。選擇待檢修的故障主變壓器，通過(guò)設(shè)置LCC費(fèi)用，軟件能夠?qū)崿F(xiàn)不同檢修方式的比較并且得出推薦檢修的方式，另外還可以查看不同檢修方式下的詳細(xì)計(jì)算結(jié)果并且以Excel表格的形式導(dǎo)出保存到本地。

具體檢修程序流程如圖1所示。

2.1 ?多臺(tái)主變壓器檢修優(yōu)先排序

軟件第一部分主要用于解決多臺(tái)主變壓器檢修優(yōu)先排序問(wèn)題。當(dāng)對(duì)多臺(tái)主變壓器安排檢修時(shí)，首先對(duì)它們進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)值決定檢修的優(yōu)先順序，風(fēng)險(xiǎn)值越大的檢修需求越強(qiáng)。

之后選取第三臺(tái)變壓器的參數(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算并設(shè)置LCC的費(fèi)用，完成后點(diǎn)擊檢修方式按鈕會(huì)得到建議采取的檢修方式，如圖11所示。

4 ?結(jié) ?語(yǔ)

本文在主變壓器風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的框架下，采用國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW 1903—2013計(jì)算主變壓器檢修前的故障概率，并且在選擇檢修方式時(shí)結(jié)合LCC分析方法進(jìn)行比較，從而給出一種既滿足技術(shù)可靠性又兼顧經(jīng)濟(jì)性的主變壓器檢修方案。同時(shí)考慮到與工程實(shí)際應(yīng)用接軌，在LabVIEW平臺(tái)下開(kāi)發(fā)了一款主變壓器的檢修軟件以省去檢修方案中復(fù)雜、繁瑣的計(jì)算過(guò)程。軟件能夠解決不同狀態(tài)評(píng)分、電壓等級(jí)、容量下的多臺(tái)主變壓器檢修時(shí)的優(yōu)先順序問(wèn)題，以及迅速地計(jì)算出不同檢修方式下的故障主變壓器風(fēng)險(xiǎn)值和LCC變化量，從而比較判斷故障主變壓器的檢修方式建議。軟件具有很好的通用性、可擴(kuò)展性和適應(yīng)性，為今后變電站主變壓器檢修提供了有效的理論參考。

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