何彬彬
佛山市恒创电力工程有限公司
摘要：电力变压器在电力系统中担任着电力传输以及能量转换的极其重要的角色。近年来电网与经济得到了飞速发展，同时工业生产与人民生活对供电的可靠性及安全性要求逐渐提高，对变压器的投入费用、正常运行以及故障维护费用也相应增加，致使其在寿命周期内的成本花费大幅上升，这就需要对电力变压器进行基于全寿命周期成本的检修决策研究，在确保变压器安全可靠运行的前提下，确定最优检修决策，耗费最低成本，获得最大经济效益。检修优化决策分析是在复杂多变的运行环境下，将变压器的运行数据与全寿命周期成本模型相结合对变压器进行分析，兼顾经济性和可靠性，确定最优的检修策略。
关键词：全寿命周期成本；电力变压器；检修决策
引言
如今众多的电力企业在电力变压器检修策略方面多关注于电力变压器是否可靠，常常投入大量的资源对其进行过度维修，导致不必要的浪费。在制定电力变压器检修策略中需要注意电力变压器的可靠性以及经济性，例如对电力变压器的运行状态和寿命进行评估，从而制定合适的检修策略，提高企业工作效率。文章主要分析电力变压器的运行状态和寿命，阐述了对电力变压器周期检修的决策因素。针对当前电力变压器检修普遍存在的问题提出自己的观点，以供参考。以期通过对电力变压器运行状态和寿命评估的相关研究，提高电力变压器使用效率。
1电力变压器运行状态评估
1.1变压器绝缘健康指数
电力变压器设备最为重要的部分为绝缘部分。电力变压器的绝缘材料的使用寿命和绝缘的聚合度以及运行温度等都会受到电力变压器的负荷和水分含量以及运行温度的影响。在我国，目前运行寿命超过20年的电力变压器差别较大，有些电力变压器状态若良好则可继续运行，若状态较差则需要检修或者直接退役。在这时若采取检修或者退役会给相关企业造成巨大的经济损失。绝缘部分健康指数状态评估结果主要是将绝缘状态对不同状态等级的隶属度转化为得分值，其中不确定度需要按照最坏情况考虑，即其隶属度加到劣化等级m(H5)上，具体按照以下公式进行计算：HIa=mr(H1)×0+mr(H2)×10+mr(H3)×30+mr(H4)×50+mr(H5)×100+mr(HΘ)×100公式中，mr(Hi)为对状态Hi的隶属度，mr(HΘ)为不确定度，HIa为绝缘健康指数，范围0~100，数值越大则表示着电力变压器的状态越差。
1.2变压器综合健康指数
电力变压器的综合健康状态指数除与其绝缘有关以外，还和电力变压器的运行年限和运行环境相关，还包括检修记录以及变压器附件情况。在综合健康状态指数中，运行年限包括了电力变压器生产到投运的备用和投运以及运行时间；而在运行环境中，则主要分析情况包括电力变压器的安置地点、所在地点的最高环境温度、电力变压器冷却方式等情况；电力变压器的检修记录则包括电力变压器的生产本身缺陷、近期可能短路处、冷却系统整体情况、电力变压器缺陷记录、电力变压器故障记录、电力变压器局放情况等方面。
2电力变压器全寿命周期成本影响因素分析
2.1役龄回退和等效役龄
维修后电力变压器的等效役龄ta可描述为
由式（8）可知，α与变压器的维修效果呈正比关系，即α数值越大，维修效果越好。随着维修次数的增加，变压器的维修效果逐渐下降，也就是i越大，αi越校
2.2维护方案对役龄回退及故障率的影响分析
对电力变压器进行大修、小修的维护方式，不仅考虑大修对变压器的役龄回退的影响，还考虑小修对役龄回退和故障率的影响。假定小修役龄回退因子为α0，同时对变压器3次大修的情况进行分析，且3次大修的役龄回退因子设为α1、α2、α3。使用衰退役龄回退因子，也即将役龄回退因子随着维修次数的增加而逐渐衰减的现象考虑在内。
3电力变压器检修策略
3.1建立电力变压器风险评估模型
在检修电力变压器的过程中考虑对变压器故障率的影响，在评估过程中将变压器的系统性风险、故障修复风险、人员安全风险以及环境污染风险，根据评估结果综合建立变压器风险评估模型，为变压器的状态检修提供技术的基础支持。
3.2建立电力变压器全寿命的周期成本模型
通过以上对电力变压器的了解，建立了全寿命周期成本模型，在模型中包括初始投资成本、运行成本和检修维护成本以及故障成本等。在此种模型中还考虑了利率及通货膨胀等多种经济因素，明确的得到变压器寿命周期年成本范围。
3.3故障概率
根据电力变压器的状态信息获得其故障概率相关数据，提供变压器在寿命周期内可靠性指标大于最低可靠性要求的前提下，最优化变压器检修的风险收益以及年成本比值，以此作为电力变压器最优检修策略的标准。
5结论
随着我国电力事业的不断发展，相关资源和环境压力逐渐增加，资源和经费成为了电力工程企业所关注的热点。电力变压器是电力工程的关键之一，需要制定全面的检修策略，但如仅关注可靠性的检修策略可能会导致过度维修现象，造成资源浪费。因此，变压器绝缘寿命所起到的作用十分关键。本研究从变压器运行状态和全寿命周期成本的角度出发，对变压器检修策略的制定进行研究，兼顾变压器运行成本与风险，最终达到变压器运行可靠性与经济性的综合最优管理。本研究主要方法有：(1)电力变压器故障诊断方法。此方法具有诊断时间短和速度快等优点，准确率较高。(2)多重故障诊断云理论故障预测。故障诊断模型能为变压器的多故障诊断提供新路径方法。(3)建立时间和温度以及水分联合影响的绝缘寿命评估模型。考虑电力变压器中水分含量和负荷情况以及平均热点温度等。(4)变压器运行状态健康指数的评估。利用电力变压器运行状态相关证据推理决策准则，对绝缘状态进行评估。电力变压器利用多因素的证据融合，整体可信度高，最终更加清晰准确地以绝缘状态评估数据结果为根据，综合思考变压器所在运行时间等关键因素，建立运行状态评估模型。(5)提出检修策略，并建立相关决策模型，决策模型是根据电力变压器的风险评估和全寿命周期成本分析。
结语
本文建立了包括初始投资成本、运行成本、检修维护成本、故障损失成本及退役处置成本的换流变压器全寿命周期成本模型，并对模型中故障损失成本的计算方法进行了改进，提高了LCC模型与实际情况的符合程度。
参考文献
［1］孙鹏，陈绍辉，张庆彩.基于全寿命周期成本模型的变电站设备最佳寿命周期评估［J］.南方电网技术，2016，5（6）:96-100.
［2］华丁剑，刘建华，杨丽娇.基于全寿命周期成本的电力变压器选型方法研究［J］.电器开关，2017，4:34-37.
［3］崔新奇,尹来兵,范春菊,等.变电站改造中变压器全生命寿命周期（LCC）模型的研究［J］.电力系统保护与控制，2016，38(7):69-73.
论文作者:何彬彬
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/27
标签：电力变压器论文; 变压器论文; 役龄论文; 寿命论文; 成本论文; 周期论文; 模型论文; 《中国西部科技》2019年第23期论文;