基于LCC的电力变压器检修策略研究

高漩，陈友立，陈晶腾，林玢

摘 要：电力作为我国能源体系的重要组成部分，为满足我国社会各行业的稳定发展贡献了重要力量。近年来，社会经济发展迅猛，各行业对电力的需求与日俱增，供电企业的发展备受社会各界关注。电力变压器是保证电力系统稳定运转的重要设备，其经济可靠性直接影响供电网络的运行成本。为有效控制经济支出，实现预期经济效益，电力企业要针对电力变压器展开分析，文章主要根据电力变压器的检修策略进行研究，提出相关优化措施，希望能够降低变压器检修成本。

关键词：电力变压器;检修策略;生命周期成本

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）12-001-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.12.001

1 电力变压器的重要性

电力变压器是保证电力传输和能量转换稳定运行的主要工具，在整个供电系统网络运行过程中发挥了至关重要的作用。电力系统维护中维护的工作重心侧重于电力变压器在传统维护体系中从外观和运转状态两个方面进行监控，确保其工作状态的稳定性。

近年来，电网发展速度迅猛，各行业对电力的需求与日俱增，供电的安全性和可靠性正在逐步下降，已经无法满足人们的供电需求，电力变压器常常处于超负荷工作状态，使电力变压器的生命周期大幅下降，需要定期更换电力变压器，增加供电企业的生产成本。为保证电力变压器的使用寿命，必须优化传统的维护体系，削减运行维护费用和故障修理费用。由此可见，优化电力变压器检修策略已经成为维修体系发展的首要目标。

2 全生命周期成本

2.1 最初投入成本

最初投入成本是影响全生命周期的重要成本组成部分之一，是指电力变压器没有正式投入生产使用之前消耗的成本，这部分成本由于并没有在后期维护中产生相应的成本价值，导致该组成部分极容易被忽略。

如果没有前期对电力变压器进行详细的市场调查，而是盲目选择厂家购买电力变压器，那么，不仅可能导致自身购买电力变压器的成本超出市场价格，而且可能导致电力变压器质量不过关，为后期运营维护成本的增加埋下隐患，因此，最初投入成本中，购买成本、安装成本、检测成本同样至关重要。如果在计算时忽视了这三个因素，没有妥善安装或进行完善的检测，都有可能导致后续成本的增加。所以，全生命周期成本必须严格计算最初投入成本，并加上其他成本。其他成本与电力企业的实际运营特点和实际生产需求具有直接关系，不同的电力企业对其他成本的需求不尽相同，要进行单独的计算和分析[1]。

2.2 运行维护成本

运行维护成本与最初投入成本不同。最初投入成本并不具备较多的影响因素，其耗费的成本数额能够进行前期预算，并保障预算的精准性，与实际情况差距不大。運行维护成本主要指保证电力变压器稳定运行工作的维护消耗费用，包括年损耗、电量检修检查费用、后期维护费用平均负载费用、小型维修费用等。

2.3 故障成本

故障成本主要指电力变压器发生故障的时候，对故障进行维修检验消耗的部分成本。大部分成本存在一定弹性，工作人员能力水平过关，在出现故障的第一时间就能够进行维护，往往只是小型问题耗费的成本并不高。如果工作人员能力有限，没有及时发现故障，故障不断累积，最终会对整个供电系统造成威胁，例如电力变压器彻底瘫痪、零部件损毁等，造成的经济财产损失将是不可估量的，为了恢复生产，耗费的维修故障成本也是十分巨大的。

2.4 退役成本

退役成本主要指电力变压器报废之后进行维修或拆解的费用，这部分费用还要加上退役残值。根据国家相关规定，退役残值应为成本费用的5%，清理费用应为安装费的32%。该部分费用比较固定，数额差异不大。

3 变压器检修策略研究

3.1 灰色关联性分析

检修变压器时，要选择最正确的检修策略，检修策略的制定与变压器所处环境、日常工作状态、工作负荷等有直接关系，供电企业要综合考虑多种因素，确定各种因素之间的关联性和不确定性，判定检修策略是否具有科学性和可执行性，保证电力变压器在安全环境下运行，一旦发生故障，也能第一时间进行检修维护，及时恢复生产。为解决电力变压器检修策略不合理的问题，文章主要分析灰色关联法对各种因素综合分析的能力，然后确定最终的检查检修策略，并检验策略流程是否科学合理[2]。

3.2 评价指标

评价指标主要指不同的单元合集。例如，定义设计方案评价指标主要指通过前期准备及实际现场分析，确定电力变压器的维护体系方案，在不同的维护方案中选择和分析确定最终的评价指标集合，而这些集合代表了不同方案的竞争能力，通过构建这些方案竞争能力的三维立体模型，将数值传输到数据平台中，进行指标定量化分析，在完成定量指标分析后，通过数据库验算选择最佳方案。

评价指标定量化主要指不同方案确定的电力变压器检修系统自身的维护性和技术性是否满足相关使用需求，这部分评价指标主要指定向指标。但是，这部分指标并没有充分量化，为满足后续评价的使用需求，要对上述指标进行量化处理，得到一个定量指标值，获得相关的评价矩阵。

3.3 选取最优方案

不同的变压器检修方案各有优缺点，要对这些方案进行定量评价，选出最佳最优方案，将这些方案之间的关系用矩阵表示出来时，方案的可执行性对比一目了然，得到灰色关联度向量，灰色关联度向量最大值对应的方案就是最优评价方案。

采取证据理论处理不确定的问题，将电力变压器检修过程中的所有指标进行定性并量化处理，在这个过程中尽可能地将模糊定义转化为现实定义。

4 电力变压器检修应用

4.1 方案审核

电力变压器安装完成后，经过检验才能投入使用。检验合格后，电力变压器长期处于高负荷状态下运行，难免出现故障，如何采用成本最小的方案进行维修就成为所有供电企业为之研究的主要问题。

电力变压器检修最关键的环节是对检修方案的审核，只有方案具有可行性和科学性，在检修过程中故障成本和检修成本才能达到最佳，最终总成本处于最小状态，满足企业对经济目标的追求。

电力变压器检修成本由故障成本和检修成本共同组成。一般来说，如果检修成本较大，其产生的故障成本就会较小;如果检修成本较小，出现故障成本较大的现象就是一种必然趋势[3]。

4.2 提高工作人员自身素养

经过分析不难发现，工作人员自身的专业素养和技能水平与故障成本和维修成本具有直接关系，也就是说，工作人员能力水平越高，其检修成本和故障成本就相应较低，反之，故障成本和维修成本都会有着不同程度的提高。因此，供电企业必须打造一支专业的工作人员团队，在日常工作过程中，要加强对工作人員的职业技能培训，根据国家相关部门出台的规范进行科学的操作，确保不会出现盲目施工的现象，避免电力变压器出现故障。

4.3 技术分析

电力设备检修策略的制定与自身的检修设备技术息息相关，在什么工作状态下应用什么样的检修准则、采用什么样的检修方法，都与检修工作质量息息相关。立足全生命周期成本的思路和模型，可以构建新型维修成本数据中心，搭建完善的动态全寿命周期成本模型，该模型能够模拟电力变压设备在日常工作状态以及收集其日常工作的各种信息参数，对这些数据进行及时分析和归纳入库，提前发现异常数据，总结这些异常数据代表的问题和现象，有针对性地进行整改和优化。

除了构建全生命周期成本模型，还可以计算其运行成本，这样也能做到心中有数，保证工作设备状态稳定。电力变压器检修还可以依托动态监控体系，该体系是覆盖整个电力变压器全生命周期的重要管理方法，及时监测其工作状态，分析造成其异常状态的影响因素，并将这些问题记录在案，为后续维修和管理提供信息支持。如果电力变压器的退役成本大于维修成本，那么电力变压器就有继续工作的意义。如果维修成本大于退役成本，就不需要再维修，可以对电力变压器进行退役或销毁处理[4]。

4.4 完善运营管理机制

虽然电力企业在进行工作的过程中，会根据自身的工作需求以及电力设备的承受能力编写完善的方案，并通过专家审核，保证方案的科学性和可行性。

但是对于企业运转来说，第一工作主体是一线工作人员，即便方案具有可行性和科学性，如果一线员工对方案了解不透彻，就无法完全按照方案进行操作，那么方案的指导作用和实际意义也就无法充分发挥出来。同时，电力变压器也会处于不稳定的工作状态，进而导致电力故障。所以，必须依托国家相关部门出台的法律法规，或行业现有的行业标准编制，构建完善的运营管理机制，确保工作人员和维修人员的每一项工作都按照规范、标准进行。

同时，完善运营管理机制的意义还在于充分发挥维护方案的重要作用，在出现故障时能够第一时间选择最佳的解决方案，而不是在耗费大量的维修成本后导致维修成果不理想。

对于企业发展来说，管理机制的科学性是保证企业稳定运营的重中之重，电力维修工作可以依托管理企业梳理自身维修工作，一旦发现工作中存在问题，能够第一时间进行纠正。只有构建完善的运营管理机制，才能真正降低维修成本，进而加大政策支持和资金扶持，形成良性循环，促进电力设备维修工作的顺利开展[5]。

4.5 完善培训和监督体系

电力企业电力变压器检修维修工作的第一主体是工作人员，无论构建多么完善的管理机制，如果工作人员的水平有限，专业素养不足，也必然无法有效提高检修工作质量。所以，电力企业必须高度重视人才培养的重要性，打造专业化的检修团队，只有这样，才能尽可能避免后期维修成本，提高检修工作的质量。

专业化的检修团队能够开展完善的检修巡检工作，划分各自职能，保证每一项工作有条不紊地开展。如果专业维修人员水平有限，很可能无法发现设备中潜藏的安全隐患和质量问题，甚至不会选择最科学合理的检修方法，出现难题时更是无法及时解决，导致企业受到经济损失。

对此，电力企业可以从两方面入手解决这一问题。

在人力资源储备方面，企业应通过提高检修人员薪资待遇、畅通岗位晋升渠道等措施，从社会各界积极引进专业的电力变压器检修维护人员，让专业人员在企业中充分发挥所长，具有广阔的发展前景。完善检修工作团队架构，解决原有检修工作团队的专业水平不足、团队青黄不接、年龄结构不合理等诸多问题。

在专业人员培养方面，企业应加强对现有检修工作团队的培养，让团队的每一位成员掌握电力变压器的相应检修方法和维护技术，切实提高专业素养，妥善处理日常检修工作。同时，企业可以通过微信公众号平台、微课堂讲座以及专业机构辅导等渠道，整合各类资源，提高检修人员的专业能力，帮助其提前发现安全隐患，从而真正发挥检修工作管理机制的重要意义。

在此基础上，电力企业可以设置三班倒检修机制，合理安排划分工作时间段和工作区域，减轻工作压力，保证检修人员得到充足的休息，提高工作专注力。同时，应从加强检修人员职业道德方面入手，高度重视每一位检修人员的心理状况和职业发展，对检修人员进行心理疏导，调动他们的工作热情，发挥主动性和创造力，并进一步提高自己，形成一个良性的学习氛围，促进检修工作团队的不断进步。

5 结语

电力变压器是电网系统中的重要设备之一，其工作过程的经济性和可靠性直接影响电网运行成本，一旦故障停电，将造成极大的影响。为提高变压器的经济性和可靠性，寻找最优检修策略，基于全寿命周期成本提出了一种检修方法。电力变压器检修策略研究对于整个电力设备的维护检修及降低使用成本都有至关重要的意义，对梳理我国目前现有的电力变压器检修体系具有积极的借鉴作用。

基于此，应以电力变压器检修为主要研究目标，着重分析全寿命周期成本过程中电力变压器的常见故障和问题成因，提出故障检修策略和检修方案，分析不同影响因素对于电力变压器全寿命周期成本的影响，探讨方案的可行性和可操作性，通过灰色关联度方法分析各因素之间的因果关系，从而确定电力变压器检修策略和检修方案，为最优方案的制定提供信息基础并分析方案的有效性。

参考文献

[1] 王康，曾静岚，郑宇，等.基于场路耦合的电力变压器不同运行方式下漏磁场的仿真研究[J].哈尔滨理工大学学报，2021，26（4）：28-37.

[2] 沈侃毅，马长松，穆怀晨.宝钢薄规格取向硅钢系列产品及其在电力变压器的应用[J].电工钢，2021，3（4）：7-11.

[3] 赵斌，张闯，李隆，等.电力变压器振动检测装置设计及振动信号去噪方法研究[J].电测与仪表，2021，58（8）：118-124.

[4] 张桦，魏本刚，李可军，等.基于变压器马尔可夫状态评估模型和熵权模糊评价方法的风险评估技术研究[J].电力系统保护与控制，2016，44（5）：134-140.

[5] 黄培.浅谈110 kV及以上无线传感器网络在电力变压器检修中的应用[J].通讯世界，2015（17）：101-102.