變壓器全壽命周期成本優(yōu)化設計

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【摘要】本文采用全壽命周期設計理念，對變電站設計中主變壓器的參數(shù)選擇進行了全壽命周期成本的分析，建議：適當增加變壓器的初始投資，提高變壓器部分零部件的使用壽命，降低變壓器的運行損耗，達到安全可靠運行、全壽命周期成本最優(yōu)的目的。

【關鍵詞】變壓器；全壽命周期成本

1前言

全壽命周期成本管理是從工程項目全壽命周期出發(fā)，科學、合理考慮成本，最終實現(xiàn)建設成本和運行維護成本的最優(yōu)、最小化，達到節(jié)約社會資源的目的。

2變壓器的全壽命周期成本優(yōu)化設計

2.1變壓器的全壽命成本分析

某220kV變電站本期新上1臺容量180MVA、三相三繞組、變比為230±8×1.25%/121/11kV、容量比為100/100/50的高阻抗變壓器，阻抗電壓分別為UK1-2=14%，UK1-3=52%，UK2-3=38%。經(jīng)過對國內(nèi)幾家大型變壓器廠（特變電工衡陽變壓器廠、江蘇華鵬變壓器廠等）大量數(shù)據(jù)調研后，本文提出對兩種方案的變壓器進行設備選型比較：方案A：現(xiàn)在普遍應用的變壓器常規(guī)模式，參數(shù)參照《國家電網(wǎng)公司物資采購標準》的技術規(guī)范書及國內(nèi)幾家大型變壓器廠應標的數(shù)據(jù)選取。方案B：在現(xiàn)在普遍應用的變壓器常規(guī)模式的基礎上，增加了變壓器的初始投資，提高了變壓器部分零部件的使用壽命，同時降低變壓器的運行損耗。

2.2變壓器的全壽命周期成本估算模型分析

2.2.1初始投入成本CI分析方案A的一臺變壓器本體初始投入成本為800萬元，方案B的初始投入成本為883.5萬元，

2.2.2運行成本CO分析（1）運行損耗費用：變壓器的年運行損耗成本主要為空載損耗及負載損耗。變壓器按60%負荷運行，損耗成本中的電價按0.5元/kwh計算，方案A、B的運行損耗成本折現(xiàn)值分別為3476.6萬元、3067.0萬元。（2）巡視檢查費用：220kV變電站為無人值班變電站，每年的巡視費用約5000元，折現(xiàn)后兩個方案40年的巡視檢查費均為14.2萬元。結合以上兩項費用，方案A每年的運行成本為123.14萬元，方案B每年的運行成本為108.69萬元。

2.2.3維護成本CM分析方案A、B的檢修成本折現(xiàn)值分別為17.1萬元、18.1萬元

2.2.4處理成本CD分析據(jù)調查，按照運行的年限不同，設備廠家將按不同的殘值將設備回收。變壓器運行年限為40年時，變壓器的凈殘值率約為20%。方案A、B的可回收費用凈現(xiàn)值分別為76.7萬元、84.7萬元。

2.2.5方案A、B的LCC結果分析及比較通過以上數(shù)據(jù)的對比可以得出：（1）主變壓器初期投入費用，方案B比方案A高出83.5萬元，但正是這部分投入，有針對性的降低了變壓器的空載損耗及負載損耗，使得后期費用大為減少，全壽命周期內(nèi)總運行損耗節(jié)約資金409.6萬元。（2）方案B在變壓器部分關鍵零部件上增加了投資，但是這部分增加的投資在變壓器的全壽命周期內(nèi)總成本中所占比例非常?。s為0.25‰），而這部分投資卻為變壓器日后的安全穩(wěn)定運行杜絕了后患，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行奠定了堅實的基礎。（3）通過對方案A、B的對比分析可知，在初次投入時適當?shù)脑黾油顿Y，改善影響變壓器全壽命周期成本的關鍵因素，特別是降低變壓器運行損耗，可明顯降低變壓器全壽命周期成本，本文中初始投資方案B比方案A多83.5萬元，但是從運行的第7年開始，方案B的壽命周期成本就比方案A低。同時，對于變壓器關鍵的一些零部件，雖然使用更好的材料會增加部分全壽命周期內(nèi)的投資，但是增加值非常小，且為變壓器的安全穩(wěn)定運行奠定了基礎。

2.3總結分析

目前，全壽命周期設計管理理念已在國網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)全面推行，但是，變電站設備招標仍主要取決于設備報價。本專題通過對變壓器全壽命周期成本的分析得出，變壓器的購置成本僅占全壽命周期成本的20%左右，而變壓器的運行維護成本則占到80%。因此建議在以后變電站設備的招標中，可以適當提高變壓器的購置成本，降低變壓器運行損耗，使變壓器全壽命周期成本達到最優(yōu)。

作者：李君 單位：國網(wǎng)湖南省電力公司益陽供電分公司