變壓器全壽命周期成本優化設計

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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，科學、合理考慮成本，最終實現建設成本和運行維護成本的最優、最小化，達到節約社會資源的目的。

2變壓器的全壽命周期成本優化設計

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%。經過對國內幾家大型變壓器廠（特變電工衡陽變壓器廠、江蘇華鵬變壓器廠等）大量數據調研后，本文提出對兩種方案的變壓器進行設備選型比較：方案A：現在普遍應用的變壓器常規模式，參數參照《國家電網公司物資采購標準》的技術規范書及國內幾家大型變壓器廠應標的數據選取。方案B：在現在普遍應用的變壓器常規模式的基礎上，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的檢修成本折現值分別為17.1萬元、18.1萬元

2.2.4處理成本CD分析據調查，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據的對比可以得出：（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，全壽命周期內總運行損耗節約資金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總成本中所占比例非常小（約為0.25‰），而這部分投資卻為變壓器日后的安全穩定運行杜絕了后患，為電網的安全穩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，在初次投入時適當的增加投資，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的投資，但是增加值非常小，且為變壓器的安全穩定運行奠定了基礎。

2.3總結分析

目前，全壽命周期設計管理理念已在國網公司系統內全面推行，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。

作者：李君 單位：國網湖南省電力公司益陽供電分公司