基于LCC的電力變壓器檢修策略研究

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的穩定發展貢獻了重要力量。近年來，社會經濟發展迅猛，各行業對電力的需求與日俱增，供電企業的發展備受社會各界關注。電力變壓器是保證電力系統穩定運轉的重要設備，其經濟可靠性直接影響供電網絡的運行成本。為有效控制經濟支出，實現預期經濟效益，電力企業要針對電力變壓器展開分析，文章主要根據電力變壓器的檢修策略進行研究，提出相關優化措施，希望能夠降低變壓器檢修成本。

關鍵詞：電力變壓器;檢修策略;生命周期成本

中圖分類號：TM41 文獻標識碼：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換穩定運行的主要工具，在整個供電系統網絡運行過程中發揮了至關重要的作用。電力系統維護中維護的工作重心側重于電力變壓器在傳統維護體系中從外觀和運轉狀態兩個方面進行監控，確保其工作狀態的穩定性。

近年來，電網發展速度迅猛，各行業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，已經無法滿足人們的供電需求，電力變壓器常常處于超負荷工作狀態，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，增加供電企業的生產成本。為保證電力變壓器的使用壽命，必須優化傳統的維護體系，削減運行維護費用和故障修理費用。由此可見，優化電力變壓器檢修策略已經成為維修體系發展的首要目標。

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使用之前消耗的成本，這部分成本由于并沒有在后期維護中產生相應的成本價值，導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行詳細的市場調查，而是盲目選擇廠家購買電力變壓器，那么，不僅可能導致自身購買電力變壓器的成本超出市場價格，而且可能導致電力變壓器質量不過關，為后期運營維護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、檢測成本同樣至關重要。如果在計算時忽視了這三個因素，沒有妥善安裝或進行完善的檢測，都有可能導致后續成本的增加。所以，全生命周期成本必須嚴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的實際運營特點和實際生產需求具有直接關系，不同的電力企業對其他成本的需求不盡相同，要進行單獨的計算和分析[1]。

2.2 運行維護成本

運行維護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，其耗費的成本數額能夠進行前期預算，并保障預算的精準性，與實際情況差距不大。運行維護成本主要指保證電力變壓器穩定運行工作的維護消耗費用，包括年損耗、電量檢修檢查費用、后期維護費用平均負載費用、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生故障的時候，對故障進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，在出現故障的第一時間就能夠進行維護，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，沒有及時發現故障，故障不斷累積，最終會對整個供電系統造成威脅，例如電力變壓器徹底癱瘓、零部件損毀等，造成的經濟財產損失將是不可估量的，為了恢復生產，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行維修或拆解的費用，這部分費用還要加上退役殘值。根據國家相關規定，退役殘值應為成本費用的5%，清理費用應為安裝費的32%。該部分費用比較固定，數額差異不大。

3 變壓器檢修策略研究

3.1 灰色關聯性分析

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境、日常工作狀態、工作負荷等有直接關系，供電企業要綜合考慮多種因素，確定各種因素之間的關聯性和不確定性，判定檢修策略是否具有科學性和可執行性，保證電力變壓器在安全環境下運行，一旦發生故障，也能第一時間進行檢修維護，及時恢復生產。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聯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合理[2]。

3.2 評價指標

評價指標主要指不同的單元合集。例如，定義設計方案評價指標主要指通過前期準備及實際現場分析，確定電力變壓器的維護體系方案，在不同的維護方案中選擇和分析確定最終的評價指標集合，而這些集合代表了不同方案的競爭能力，通過構建這些方案競爭能力的三維立體模型，將數值傳輸到數據平臺中，進行指標定量化分析，在完成定量指標分析后，通過數據庫驗算選擇最佳方案。

評價指標定量化主要指不同方案確定的電力變壓器檢修系統自身的維護性和技術性是否滿足相關使用需求，這部分評價指標主要指定向指標。但是，這部分指標并沒有充分量化，為滿足后續評價的使用需求，要對上述指標進行量化處理，得到一個定量指標值，獲得相關的評價矩陣。

3.3 選取最優方案

不同的變壓器檢修方案各有優缺點，要對這些方案進行定量評價，選出最佳最優方案，將這些方案之間的關系用矩陣表示出來時，方案的可執行性對比一目了然，得到灰色關聯度向量，灰色關聯度向量最大值對應的方案就是最優評價方案。

采取證據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進行定性并量化處理，在這個過程中盡可能地將模糊定義轉化為現實定義。

4 電力變壓器檢修應用

4.1 方案審核

電力變壓器安裝完成后，經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荷狀態下運行，難免出現故障，如何采用成本最小的方案進行維修就成為所有供電企業為之研究的主要問題。

電力變壓器檢修最關鍵的環節是對檢修方案的審核，只有方案具有可行性和科學性，在檢修過程中故障成本和檢修成本才能達到最佳，最終總成本處于最小狀態，滿足企業對經濟目標的追求。

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，其產生的故障成本就會較小;如果檢修成本較小，出現故障成本較大的現象就是一種必然趨勢[3]。

4.2 提高工作人員自身素養

經過分析不難發現，工作人員自身的專業素養和技能水平與故障成本和維修成本具有直接關系，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，供電企業必須打造一支專業的工作人員團隊，在日常工作過程中，要加強對工作人員的職業技能培訓，根據國家相關部門出臺的規范進行科學的操作，確保不會出現盲目施工的現象，避免電力變壓器出現故障。

4.3 技術分析

電力設備檢修策略的制定與自身的檢修設備技術息息相關，在什么工作狀態下應用什么樣的檢修準則、采用什么樣的檢修方法，都與檢修工作質量息息相關。立足全生命周期成本的思路和模型，可以構建新型維修成本數據中心，搭建完善的動態全壽命周期成本模型，該模型能夠模擬電力變壓設備在日常工作狀態以及收集其日常工作的各種信息參數，對這些數據進行及時分析和歸納入庫，提前發現異常數據，總結這些異常數據代表的問題和現象，有針對性地進行整改和優化。

除了構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，保證工作設備狀態穩定。電力變壓器檢修還可以依托動態監控體系，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，及時監測其工作狀態，分析造成其異常狀態的影響因素，并將這些問題記錄在案，為后續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行退役或銷毀處理[4]。

4.4 完善運營管理機制

雖然電力企業在進行工作的過程中，會根據自身的工作需求以及電力設備的承受能力編寫完善的方案，并通過專家審核，保證方案的科學性和可行性。

但是對于企業運轉來說，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行操作，那么方案的指導作用和實際意義也就無法充分發揮出來。同時，電力變壓器也會處于不穩定的工作狀態，進而導致電力故障。所以，必須依托國家相關部門出臺的法律法規，或行業現有的行業標準編制，構建完善的運營管理機制，確保工作人員和維修人員的每一項工作都按照規范、標準進行。

同時，完善運營管理機制的意義還在于充分發揮維護方案的重要作用，在出現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致維修成果不理想。

對于企業發展來說，管理機制的科學性是保證企業穩定運營的重中之重，電力維修工作可以依托管理企業梳理自身維修工作，一旦發現工作中存在問題，能夠第一時間進行糾正。只有構建完善的運營管理機制，才能真正降低維修成本，進而加大政策支持和資金扶持，形成良性循環，促進電力設備維修工作的順利開展[5]。

4.5 完善培訓和監督體系

電力企業電力變壓器檢修維修工作的第一主體是工作人員，無論構建多么完善的管理機制，如果工作人員的水平有限，專業素養不足，也必然無法有效提高檢修工作質量。所以，電力企業必須高度重視人才培養的重要性，打造專業化的檢修團隊，只有這樣，才能盡可能避免后期維修成本，提高檢修工作的質量。

專業化的檢修團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。如果專業維修人員水平有限，很可能無法發現設備中潛藏的安全隱患和質量問題，甚至不會選擇最科學合理的檢修方法，出現難題時更是無法及時解決，導致企業受到經濟損失。

對此，電力企業可以從兩方面入手解決這一問題。

在人力資源儲備方面，企業應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專業的電力變壓器檢修維護人員，讓專業人員在企業中充分發揮所長，具有廣闊的發展前景。完善檢修工作團隊架構，解決原有檢修工作團隊的專業水平不足、團隊青黃不接、年齡結構不合理等諸多問題。

在專業人員培養方面，企業應加強對現有檢修工作團隊的培養，讓團隊的每一位成員掌握電力變壓器的相應檢修方法和維護技術，切實提高專業素養，妥善處理日常檢修工作。同時，企業可以通過微信公眾號平臺、微課堂講座以及專業機構輔導等渠道，整合各類資源，提高檢修人員的專業能力，幫助其提前發現安全隱患，從而真正發揮檢修工作管理機制的重要意義。

在此基礎上，電力企業可以設置三班倒檢修機制，合理安排劃分工作時間段和工作區域，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，應從加強檢修人員職業道德方面入手，高度重視每一位檢修人員的心理狀況和職業發展，對檢修人員進行心理疏導，調動他們的工作熱情，發揮主動性和創造力，并進一步提高自己，形成一個良性的學習氛圍，促進檢修工作團隊的不斷進步。

5 結語

電力變壓器是電網系統中的重要設備之一，其工作過程的經濟性和可靠性直接影響電網運行成本，一旦故障停電，將造成極大的影響。為提高變壓器的經濟性和可靠性，尋找最優檢修策略，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備的維護檢修及降低使用成本都有至關重要的意義，對梳理我國目前現有的電力變壓器檢修體系具有積極的借鑒作用。

基于此，應以電力變壓器檢修為主要研究目標，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，通過灰色關聯度方法分析各因素之間的因果關系，從而確定電力變壓器檢修策略和檢修方案，為最優方案的制定提供信息基礎并分析方案的有效性。

參考文獻

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