電氣設(shè)備的運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性分析

翁榮政

（江西銅業(yè)（鉛山）光伏發(fā)電有限公司，江西廣豐 334506）

0 引言

隨著社會科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和快速發(fā)展，電氣設(shè)備在人們的生產(chǎn)生活中得到了廣泛應(yīng)用。生活電器設(shè)備以及工業(yè)機(jī)器設(shè)備，大多數(shù)采用電氣控制方法，電氣設(shè)備以經(jīng)滲透到人們的生產(chǎn)、生活中的各個領(lǐng)域。可以說，人們的生產(chǎn)、生活已經(jīng)離不開電氣設(shè)備了。

電氣設(shè)備的相關(guān)技術(shù)對增強(qiáng)國民經(jīng)濟(jì)以及提高企業(yè)生產(chǎn)效益有著非常重要的影響，在國外是一個重點(diǎn)研究的課題。我國的電氣設(shè)備相關(guān)技術(shù)始于20 世紀(jì)中期，國家的相關(guān)政策也給予了相應(yīng)的支持，相信在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，電氣設(shè)備行業(yè)的發(fā)展肯定會越來越迅速。在電氣設(shè)備加速發(fā)展的同時，電氣自動化控制設(shè)備智能化也會慢慢發(fā)展起來，電氣自動化設(shè)備也就可以實(shí)現(xiàn)無人操作、自動控制及監(jiān)視，可以部分實(shí)現(xiàn)智能化，從而減少勞動力，提高工作效率及工作質(zhì)量，同時也會促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的快速增長[1]。在電氣設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常涉及到分析電氣設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，因此下面將對此進(jìn)行分析。

1 電氣設(shè)備的運(yùn)行可靠性

可靠性是衡量電氣設(shè)備設(shè)備質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)。在市場經(jīng)濟(jì)體制不斷完善、市場主體日趨多元化的情況下，人們對于電氣設(shè)備的性能和可靠性的要求越來越高。因此，提高電氣設(shè)備產(chǎn)品的可靠性是在日漸激烈的市場競爭中保持和增加市場占有率的關(guān)鍵手段。相關(guān)調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，要在市場競爭激烈、電氣設(shè)備產(chǎn)品種類繁多中占據(jù)一席之地，只有通過加強(qiáng)電氣設(shè)備產(chǎn)品的可靠性才能實(shí)現(xiàn)[2]。由于現(xiàn)代社會對電氣設(shè)備自動化程度的要求越來越高，因此電氣設(shè)備的可靠性將逐漸成為企業(yè)占領(lǐng)市場的一個有力工具。

產(chǎn)品質(zhì)量的特性主要包括性能、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等，也就是其使用壽命和維修次數(shù)等。只有提高產(chǎn)品的可靠性，才會降低設(shè)備的故障率，設(shè)備的維護(hù)和維修費(fèi)用才會有所減少[3]。所以，可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的核心，處于產(chǎn)品質(zhì)量的主導(dǎo)地位，生產(chǎn)廠家們必須努力保證。

以風(fēng)電設(shè)備為例，風(fēng)電設(shè)備質(zhì)量可靠性意義重大，需建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國國產(chǎn)機(jī)組整體的利用率還是較低，相對于一些發(fā)達(dá)國家來說并不占優(yōu)勢。從技術(shù)角度來說（即目前很多的調(diào)研結(jié)果分析總結(jié)的結(jié)果），目前雙饋和直驅(qū)機(jī)組的利用率比較高且呈現(xiàn)不斷上升的趨勢。但是在風(fēng)電行業(yè)，故障可利用率當(dāng)前還是缺乏一定的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，很多企業(yè)在計算和分類方面也存在一定的不同，一些開發(fā)商雖然裝機(jī)容量很大，但是上傳的信息還不太完整，使得難以進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，重大質(zhì)量事故數(shù)據(jù)完整性較差。此外，不同開發(fā)商對報送要求的理解不同，造成報送的故障內(nèi)容存在較大差異，如有的只報送部件更換故障，有的是部件更換和故障全都進(jìn)行信息上報，有的則全部上報，導(dǎo)致信息相對較為混亂。

目前，我國的風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模在世界上長期居于第一位，但是質(zhì)量還是亟待提高。而從國外經(jīng)驗來看，引入可靠性評價是目前促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量提升的一個重要手段。在進(jìn)行風(fēng)電設(shè)備可靠性評價的過程中，很多開發(fā)商在組織開展招投標(biāo)活動的時候，往往會更加注重可靠性指標(biāo)，并且納入到現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)中，促進(jìn)質(zhì)量不斷提升。同時，風(fēng)電可靠性指標(biāo)可為采購商和設(shè)計者們提供較為客觀詳實(shí)的數(shù)據(jù)，使其能夠在產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)過程中得到更多有益的參考。同時，這一評價體系的引入，也能夠為金融保險機(jī)構(gòu)提供科學(xué)、有效的風(fēng)險數(shù)據(jù)，為檢測認(rèn)證機(jī)構(gòu)開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范制修訂提供風(fēng)電設(shè)備實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)。

可靠性是時間軸上的質(zhì)量，同時也是使用環(huán)境條件下的質(zhì)量，可將質(zhì)量在時間和環(huán)境下的表現(xiàn)作為產(chǎn)品質(zhì)量的新標(biāo)準(zhǔn)。可靠性重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品整個生命周期的失效率表現(xiàn)，質(zhì)量控制則關(guān)注某一時間點(diǎn)產(chǎn)品超出要求或者產(chǎn)生次品的概率，從這個角度出發(fā)，可靠性就是給質(zhì)量加了一個時間軸。風(fēng)電機(jī)組是發(fā)電機(jī)組中的典型代表，風(fēng)電機(jī)組的可靠性和經(jīng)濟(jì)性評估與分析，可以推廣至一般的電氣設(shè)備。加強(qiáng)電氣設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性管控，可以有效延長其全壽命使用周期、發(fā)揮其最大價值，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 電氣設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性

電氣設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在成本上，一般來說，電氣設(shè)備的性能越好，相應(yīng)的制造成本也越高，所以在選擇電氣設(shè)備時應(yīng)考慮電氣設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。如果電氣設(shè)備由于運(yùn)行的可靠性不高而出現(xiàn)故障，則有可能會給用戶造成停電損失。停電損失經(jīng)濟(jì)成本Crisk=（e+c）EESN。其中，e 為單位電價；c 為單位停電給用戶造成的損失；EESN 為缺供電量的期望值。EESN=f·P·?t。其中，f 為設(shè)備的故障次數(shù)；P 為電氣設(shè)備的容量；?t 為設(shè)備每次故障的平均停運(yùn)時間。如果給用戶造成了較大的停電損失，則說明該電氣設(shè)備并不適用于該場合。

為了盡可能減少電氣設(shè)備故障而造成停電損失，應(yīng)該采用可靠性更高的電氣設(shè)備，但是可靠性較高的電氣設(shè)備往往制造成本也較高，所以應(yīng)合理選擇。另外，也可以通過提高電氣設(shè)備的運(yùn)行可靠性來減少因電氣設(shè)備故障而造成的停電損失，如采取加強(qiáng)對電氣設(shè)備的維護(hù)檢修措施，使電氣設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，提高電氣設(shè)備的運(yùn)行可靠性，但會增加相應(yīng)的檢修成本。所以，需要考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間的平衡，使電氣設(shè)備能做到安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 電氣設(shè)備可靠性與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)

在實(shí)際對電氣設(shè)備選擇的過程中，常需要進(jìn)行技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性分析，即做到電氣設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性間的協(xié)調(diào)。電氣設(shè)備的可靠性是在規(guī)定時間和條件下，設(shè)備無故障運(yùn)行的能力，可靠性是部件、元件、產(chǎn)品或系統(tǒng)的完整性的最佳數(shù)量的度量。可靠性貫穿于整個開發(fā)過程，包括設(shè)計、制造、試驗、運(yùn)行、管理等。

如果需要對電氣設(shè)備進(jìn)行檢修，則比較合適采用狀態(tài)檢修的方式。這種檢修方式能根據(jù)電氣設(shè)備所處的狀態(tài)，也稱為預(yù)防檢修。而傳統(tǒng)的事后維修是在設(shè)備發(fā)生故障后才去采取措施檢修，預(yù)防檢修是在設(shè)備還未發(fā)生故障前就進(jìn)行檢修，可以有效提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，降低電氣設(shè)備的運(yùn)維檢修成本。

電氣設(shè)備的可靠性一般服從R（t）=e-λt的指數(shù)分布。其中，λ 為電氣設(shè)備的故障率。

e（t）表示當(dāng)設(shè)備運(yùn)行的時間沒有超過設(shè)備的平均無故障工作時間時，設(shè)備運(yùn)行在完好狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行的時間超過設(shè)備的平均無故障工作時間時，則表示該設(shè)備需要進(jìn)行檢修，此為電氣設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修的依據(jù)。

電氣設(shè)備采用狀態(tài)檢修的方式可以在保障電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性下，降低電氣設(shè)備的檢修成本，提高電氣設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。考慮到電氣設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性后，就可構(gòu)建電氣設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性的評估模型，在保障電氣設(shè)備可靠性的前提下使得成本最低化，做到電氣設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性間的協(xié)調(diào)。

此外，加強(qiáng)對電氣設(shè)備的日常維護(hù)管理，也可以減少電氣設(shè)備的檢修次數(shù)，這樣既提高了電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性，又降低了電氣設(shè)備的檢修成本。加強(qiáng)對電氣設(shè)備的維護(hù)管理措施主要有定期開展對電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗工作、檢查電氣設(shè)備的元器件是否有銹蝕或存在出現(xiàn)故障的隱患等，如果發(fā)現(xiàn)異常情況則應(yīng)該及時處理，以消除電氣設(shè)備的缺陷。

4 結(jié)論

電氣設(shè)備在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活中具有重要地位，電氣設(shè)備的正常、可靠運(yùn)行是安全生產(chǎn)的前提。本文主要分析了電氣設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，并介紹了電氣設(shè)備在這兩者間協(xié)調(diào)的方法，在實(shí)際的電氣設(shè)備選擇過程中，應(yīng)同時考慮電氣設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備安全、可靠運(yùn)行的目的。