高漩,陳友立,陳晶騰,林玢
摘 要:電力作為我國能源體系的重要組成部分,為滿足我國社會各行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展貢獻(xiàn)了重要力量。近年來,社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛,各行業(yè)對電力的需求與日俱增,供電企業(yè)的發(fā)展備受社會各界關(guān)注。電力變壓器是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的重要設(shè)備,其經(jīng)濟(jì)可靠性直接影響供電網(wǎng)絡(luò)的運行成本。為有效控制經(jīng)濟(jì)支出,實現(xiàn)預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益,電力企業(yè)要針對電力變壓器展開分析,文章主要根據(jù)電力變壓器的檢修策略進(jìn)行研究,提出相關(guān)優(yōu)化措施,希望能夠降低變壓器檢修成本。
關(guān)鍵詞:電力變壓器;檢修策略;生命周期成本
中圖分類號:TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-1064(2021)12-001-03
DOI:10.12310/j.issn.1674-1064.2021.12.001
1 電力變壓器的重要性
電力變壓器是保證電力傳輸和能量轉(zhuǎn)換穩(wěn)定運行的主要工具,在整個供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運行過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。電力系統(tǒng)維護(hù)中維護(hù)的工作重心側(cè)重于電力變壓器在傳統(tǒng)維護(hù)體系中從外觀和運轉(zhuǎn)狀態(tài)兩個方面進(jìn)行監(jiān)控,確保其工作狀態(tài)的穩(wěn)定性。
近年來,電網(wǎng)發(fā)展速度迅猛,各行業(yè)對電力的需求與日俱增,供電的安全性和可靠性正在逐步下降,已經(jīng)無法滿足人們的供電需求,電力變壓器常常處于超負(fù)荷工作狀態(tài),使電力變壓器的生命周期大幅下降,需要定期更換電力變壓器,增加供電企業(yè)的生產(chǎn)成本。為保證電力變壓器的使用壽命,必須優(yōu)化傳統(tǒng)的維護(hù)體系,削減運行維護(hù)費用和故障修理費用。由此可見,優(yōu)化電力變壓器檢修策略已經(jīng)成為維修體系發(fā)展的首要目標(biāo)。
2 全生命周期成本
2.1 最初投入成本
最初投入成本是影響全生命周期的重要成本組成部分之一,是指電力變壓器沒有正式投入生產(chǎn)使用之前消耗的成本,這部分成本由于并沒有在后期維護(hù)中產(chǎn)生相應(yīng)的成本價值,導(dǎo)致該組成部分極容易被忽略。
如果沒有前期對電力變壓器進(jìn)行詳細(xì)的市場調(diào)查,而是盲目選擇廠家購買電力變壓器,那么,不僅可能導(dǎo)致自身購買電力變壓器的成本超出市場價格,而且可能導(dǎo)致電力變壓器質(zhì)量不過關(guān),為后期運營維護(hù)成本的增加埋下隱患,因此,最初投入成本中,購買成本、安裝成本、檢測成本同樣至關(guān)重要。如果在計算時忽視了這三個因素,沒有妥善安裝或進(jìn)行完善的檢測,都有可能導(dǎo)致后續(xù)成本的增加。所以,全生命周期成本必須嚴(yán)格計算最初投入成本,并加上其他成本。其他成本與電力企業(yè)的實際運營特點和實際生產(chǎn)需求具有直接關(guān)系,不同的電力企業(yè)對其他成本的需求不盡相同,要進(jìn)行單獨的計算和分析[1]。
2.2 運行維護(hù)成本
運行維護(hù)成本與最初投入成本不同。最初投入成本并不具備較多的影響因素,其耗費的成本數(shù)額能夠進(jìn)行前期預(yù)算,并保障預(yù)算的精準(zhǔn)性,與實際情況差距不大。運行維護(hù)成本主要指保證電力變壓器穩(wěn)定運行工作的維護(hù)消耗費用,包括年損耗、電量檢修檢查費用、后期維護(hù)費用平均負(fù)載費用、小型維修費用等。
2.3 故障成本
故障成本主要指電力變壓器發(fā)生故障的時候,對故障進(jìn)行維修檢驗消耗的部分成本。大部分成本存在一定彈性,工作人員能力水平過關(guān),在出現(xiàn)故障的第一時間就能夠進(jìn)行維護(hù),往往只是小型問題耗費的成本并不高。如果工作人員能力有限,沒有及時發(fā)現(xiàn)故障,故障不斷累積,最終會對整個供電系統(tǒng)造成威脅,例如電力變壓器徹底癱瘓、零部件損毀等,造成的經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失將是不可估量的,為了恢復(fù)生產(chǎn),耗費的維修故障成本也是十分巨大的。
2.4 退役成本
退役成本主要指電力變壓器報廢之后進(jìn)行維修或拆解的費用,這部分費用還要加上退役殘值。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定,退役殘值應(yīng)為成本費用的5%,清理費用應(yīng)為安裝費的32%。該部分費用比較固定,數(shù)額差異不大。
3 變壓器檢修策略研究
3.1 灰色關(guān)聯(lián)性分析
檢修變壓器時,要選擇最正確的檢修策略,檢修策略的制定與變壓器所處環(huán)境、日常工作狀態(tài)、工作負(fù)荷等有直接關(guān)系,供電企業(yè)要綜合考慮多種因素,確定各種因素之間的關(guān)聯(lián)性和不確定性,判定檢修策略是否具有科學(xué)性和可執(zhí)行性,保證電力變壓器在安全環(huán)境下運行,一旦發(fā)生故障,也能第一時間進(jìn)行檢修維護(hù),及時恢復(fù)生產(chǎn)。為解決電力變壓器檢修策略不合理的問題,文章主要分析灰色關(guān)聯(lián)法對各種因素綜合分析的能力,然后確定最終的檢查檢修策略,并檢驗策略流程是否科學(xué)合理[2]。
3.2 評價指標(biāo)
評價指標(biāo)主要指不同的單元合集。例如,定義設(shè)計方案評價指標(biāo)主要指通過前期準(zhǔn)備及實際現(xiàn)場分析,確定電力變壓器的維護(hù)體系方案,在不同的維護(hù)方案中選擇和分析確定最終的評價指標(biāo)集合,而這些集合代表了不同方案的競爭能力,通過構(gòu)建這些方案競爭能力的三維立體模型,將數(shù)值傳輸?shù)綌?shù)據(jù)平臺中,進(jìn)行指標(biāo)定量化分析,在完成定量指標(biāo)分析后,通過數(shù)據(jù)庫驗算選擇最佳方案。
評價指標(biāo)定量化主要指不同方案確定的電力變壓器檢修系統(tǒng)自身的維護(hù)性和技術(shù)性是否滿足相關(guān)使用需求,這部分評價指標(biāo)主要指定向指標(biāo)。但是,這部分指標(biāo)并沒有充分量化,為滿足后續(xù)評價的使用需求,要對上述指標(biāo)進(jìn)行量化處理,得到一個定量指標(biāo)值,獲得相關(guān)的評價矩陣。
3.3 選取最優(yōu)方案
不同的變壓器檢修方案各有優(yōu)缺點,要對這些方案進(jìn)行定量評價,選出最佳最優(yōu)方案,將這些方案之間的關(guān)系用矩陣表示出來時,方案的可執(zhí)行性對比一目了然,得到灰色關(guān)聯(lián)度向量,灰色關(guān)聯(lián)度向量最大值對應(yīng)的方案就是最優(yōu)評價方案。
采取證據(jù)理論處理不確定的問題,將電力變壓器檢修過程中的所有指標(biāo)進(jìn)行定性并量化處理,在這個過程中盡可能地將模糊定義轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實定義。
4 電力變壓器檢修應(yīng)用
4.1 方案審核
電力變壓器安裝完成后,經(jīng)過檢驗才能投入使用。檢驗合格后,電力變壓器長期處于高負(fù)荷狀態(tài)下運行,難免出現(xiàn)故障,如何采用成本最小的方案進(jìn)行維修就成為所有供電企業(yè)為之研究的主要問題。
電力變壓器檢修最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是對檢修方案的審核,只有方案具有可行性和科學(xué)性,在檢修過程中故障成本和檢修成本才能達(dá)到最佳,最終總成本處于最小狀態(tài),滿足企業(yè)對經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的追求。
電力變壓器檢修成本由故障成本和檢修成本共同組成。一般來說,如果檢修成本較大,其產(chǎn)生的故障成本就會較小;如果檢修成本較小,出現(xiàn)故障成本較大的現(xiàn)象就是一種必然趨勢[3]。
4.2 提高工作人員自身素養(yǎng)
經(jīng)過分析不難發(fā)現(xiàn),工作人員自身的專業(yè)素養(yǎng)和技能水平與故障成本和維修成本具有直接關(guān)系,也就是說,工作人員能力水平越高,其檢修成本和故障成本就相應(yīng)較低,反之,故障成本和維修成本都會有著不同程度的提高。因此,供電企業(yè)必須打造一支專業(yè)的工作人員團(tuán)隊,在日常工作過程中,要加強(qiáng)對工作人員的職業(yè)技能培訓(xùn),根據(jù)國家相關(guān)部門出臺的規(guī)范進(jìn)行科學(xué)的操作,確保不會出現(xiàn)盲目施工的現(xiàn)象,避免電力變壓器出現(xiàn)故障。
4.3 技術(shù)分析
電力設(shè)備檢修策略的制定與自身的檢修設(shè)備技術(shù)息息相關(guān),在什么工作狀態(tài)下應(yīng)用什么樣的檢修準(zhǔn)則、采用什么樣的檢修方法,都與檢修工作質(zhì)量息息相關(guān)。立足全生命周期成本的思路和模型,可以構(gòu)建新型維修成本數(shù)據(jù)中心,搭建完善的動態(tài)全壽命周期成本模型,該模型能夠模擬電力變壓設(shè)備在日常工作狀態(tài)以及收集其日常工作的各種信息參數(shù),對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行及時分析和歸納入庫,提前發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù),總結(jié)這些異常數(shù)據(jù)代表的問題和現(xiàn)象,有針對性地進(jìn)行整改和優(yōu)化。
除了構(gòu)建全生命周期成本模型,還可以計算其運行成本,這樣也能做到心中有數(shù),保證工作設(shè)備狀態(tài)穩(wěn)定。電力變壓器檢修還可以依托動態(tài)監(jiān)控體系,該體系是覆蓋整個電力變壓器全生命周期的重要管理方法,及時監(jiān)測其工作狀態(tài),分析造成其異常狀態(tài)的影響因素,并將這些問題記錄在案,為后續(xù)維修和管理提供信息支持。如果電力變壓器的退役成本大于維修成本,那么電力變壓器就有繼續(xù)工作的意義。如果維修成本大于退役成本,就不需要再維修,可以對電力變壓器進(jìn)行退役或銷毀處理[4]。
4.4 完善運營管理機(jī)制
雖然電力企業(yè)在進(jìn)行工作的過程中,會根據(jù)自身的工作需求以及電力設(shè)備的承受能力編寫完善的方案,并通過專家審核,保證方案的科學(xué)性和可行性。
但是對于企業(yè)運轉(zhuǎn)來說,第一工作主體是一線工作人員,即便方案具有可行性和科學(xué)性,如果一線員工對方案了解不透徹,就無法完全按照方案進(jìn)行操作,那么方案的指導(dǎo)作用和實際意義也就無法充分發(fā)揮出來。同時,電力變壓器也會處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài),進(jìn)而導(dǎo)致電力故障。所以,必須依托國家相關(guān)部門出臺的法律法規(guī),或行業(yè)現(xiàn)有的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制,構(gòu)建完善的運營管理機(jī)制,確保工作人員和維修人員的每一項工作都按照規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
同時,完善運營管理機(jī)制的意義還在于充分發(fā)揮維護(hù)方案的重要作用,在出現(xiàn)故障時能夠第一時間選擇最佳的解決方案,而不是在耗費大量的維修成本后導(dǎo)致維修成果不理想。
對于企業(yè)發(fā)展來說,管理機(jī)制的科學(xué)性是保證企業(yè)穩(wěn)定運營的重中之重,電力維修工作可以依托管理企業(yè)梳理自身維修工作,一旦發(fā)現(xiàn)工作中存在問題,能夠第一時間進(jìn)行糾正。只有構(gòu)建完善的運營管理機(jī)制,才能真正降低維修成本,進(jìn)而加大政策支持和資金扶持,形成良性循環(huán),促進(jìn)電力設(shè)備維修工作的順利開展[5]。
4.5 完善培訓(xùn)和監(jiān)督體系
電力企業(yè)電力變壓器檢修維修工作的第一主體是工作人員,無論構(gòu)建多么完善的管理機(jī)制,如果工作人員的水平有限,專業(yè)素養(yǎng)不足,也必然無法有效提高檢修工作質(zhì)量。所以,電力企業(yè)必須高度重視人才培養(yǎng)的重要性,打造專業(yè)化的檢修團(tuán)隊,只有這樣,才能盡可能避免后期維修成本,提高檢修工作的質(zhì)量。
專業(yè)化的檢修團(tuán)隊能夠開展完善的檢修巡檢工作,劃分各自職能,保證每一項工作有條不紊地開展。如果專業(yè)維修人員水平有限,很可能無法發(fā)現(xiàn)設(shè)備中潛藏的安全隱患和質(zhì)量問題,甚至不會選擇最科學(xué)合理的檢修方法,出現(xiàn)難題時更是無法及時解決,導(dǎo)致企業(yè)受到經(jīng)濟(jì)損失。
對此,電力企業(yè)可以從兩方面入手解決這一問題。
在人力資源儲備方面,企業(yè)應(yīng)通過提高檢修人員薪資待遇、暢通崗位晉升渠道等措施,從社會各界積極引進(jìn)專業(yè)的電力變壓器檢修維護(hù)人員,讓專業(yè)人員在企業(yè)中充分發(fā)揮所長,具有廣闊的發(fā)展前景。完善檢修工作團(tuán)隊架構(gòu),解決原有檢修工作團(tuán)隊的專業(yè)水平不足、團(tuán)隊青黃不接、年齡結(jié)構(gòu)不合理等諸多問題。
在專業(yè)人員培養(yǎng)方面,企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對現(xiàn)有檢修工作團(tuán)隊的培養(yǎng),讓團(tuán)隊的每一位成員掌握電力變壓器的相應(yīng)檢修方法和維護(hù)技術(shù),切實提高專業(yè)素養(yǎng),妥善處理日常檢修工作。同時,企業(yè)可以通過微信公眾號平臺、微課堂講座以及專業(yè)機(jī)構(gòu)輔導(dǎo)等渠道,整合各類資源,提高檢修人員的專業(yè)能力,幫助其提前發(fā)現(xiàn)安全隱患,從而真正發(fā)揮檢修工作管理機(jī)制的重要意義。
在此基礎(chǔ)上,電力企業(yè)可以設(shè)置三班倒檢修機(jī)制,合理安排劃分工作時間段和工作區(qū)域,減輕工作壓力,保證檢修人員得到充足的休息,提高工作專注力。同時,應(yīng)從加強(qiáng)檢修人員職業(yè)道德方面入手,高度重視每一位檢修人員的心理狀況和職業(yè)發(fā)展,對檢修人員進(jìn)行心理疏導(dǎo),調(diào)動他們的工作熱情,發(fā)揮主動性和創(chuàng)造力,并進(jìn)一步提高自己,形成一個良性的學(xué)習(xí)氛圍,促進(jìn)檢修工作團(tuán)隊的不斷進(jìn)步。
5 結(jié)語
電力變壓器是電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一,其工作過程的經(jīng)濟(jì)性和可靠性直接影響電網(wǎng)運行成本,一旦故障停電,將造成極大的影響。為提高變壓器的經(jīng)濟(jì)性和可靠性,尋找最優(yōu)檢修策略,基于全壽命周期成本提出了一種檢修方法。電力變壓器檢修策略研究對于整個電力設(shè)備的維護(hù)檢修及降低使用成本都有至關(guān)重要的意義,對梳理我國目前現(xiàn)有的電力變壓器檢修體系具有積極的借鑒作用。
基于此,應(yīng)以電力變壓器檢修為主要研究目標(biāo),著重分析全壽命周期成本過程中電力變壓器的常見故障和問題成因,提出故障檢修策略和檢修方案,分析不同影響因素對于電力變壓器全壽命周期成本的影響,探討方案的可行性和可操作性,通過灰色關(guān)聯(lián)度方法分析各因素之間的因果關(guān)系,從而確定電力變壓器檢修策略和檢修方案,為最優(yōu)方案的制定提供信息基礎(chǔ)并分析方案的有效性。
參考文獻(xiàn)
[1] 王康,曾靜嵐,鄭宇,等.基于場路耦合的電力變壓器不同運行方式下漏磁場的仿真研究[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報,2021,26(4):28-37.
[2] 沈侃毅,馬長松,穆懷晨.寶鋼薄規(guī)格取向硅鋼系列產(chǎn)品及其在電力變壓器的應(yīng)用[J].電工鋼,2021,3(4):7-11.
[3] 趙斌,張闖,李隆,等.電力變壓器振動檢測裝置設(shè)計及振動信號去噪方法研究[J].電測與儀表,2021,58(8):118-124.
[4] 張樺,魏本剛,李可軍,等.基于變壓器馬爾可夫狀態(tài)評估模型和熵權(quán)模糊評價方法的風(fēng)險評估技術(shù)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2016,44(5):134-140.
[5] 黃培.淺談110 kV及以上無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在電力變壓器檢修中的應(yīng)用[J].通訊世界,2015(17):101-102.