基于可靠性与经济性的电力变压器检修方案选择研究
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摘要：考虑到电力变压器发生故障会造成大面积停电，所以需要保证设备稳定运行，避免带来过大经济损失。基于这种认识，本文对电力变压器检修方案选择问题展开了分析，从可靠性和经济性两方面对设备综合健康状态进行了评估，提出了检修方案优选思路。
关键词：电力变压器；检修方案；可靠性；经济性
引言：
在城市发展过程中，电能供应十分重要，需要提供良好设备支持。而在电力设备中，变压器能否正常工作关系到电能的供应，所以需要使设备运行的可靠性得到保证，以便使电网正常运行，从而带来可观的经济效益。因此针对电力变压器设备，需要基于可靠性和经济性实现检修方案的合理选择，从而使电力设备维护得到加强，为电网运行带来更多效益。
1电力变压器检修方案的选择分析
在电网运行的过程中，变压器需要发挥变换电压的作用，确保各层线路能够稳定运行。所以在变压器检修方面，需要确保设备运行可靠性。目前，变压器检修技术包含状态检修、定期检修、故障检修、诊断性检修等多种，频繁进行设备检修将导致设备检修成本过高，未能及时检修设备将导致事故发生，从而带来较大经济损失。因此在电力变压器检修方案选择方面，需要加强可靠性和经济性分析，确保设备维持高效运行。针对电力变压器，在检修过程中需要对设备老化程度进行分析，从而确定设备的健康老化值，完成设备的可靠性评估。根据设备损耗情况和老化原理，对设备使用年份等初始健康指标进行查询，然后对设备使用环境、检修记录等数据信息进行搜集，实现设备综合健康指数的分析计算，对设备故障发生率进行分析[1]。通过制定检修方案降低设备故障率，不仅可以保证设备稳定运行，也能带来可观经济效益。
2基于可靠性与经济性的电力变压器检修方案选择方法
2.1建立变压器检修综合评估模型
结合电力变压器检修方案选择要求，需要完成设备检修综合评估模型的建立。利用模型，能够对设备综合健康状态进行反映。而对于变压器来讲，其综合健康状态与绝缘状态密切相关，同时也与设备检修记录和运行环境有关，所以需要完成相应指标的选取，通过指标组合分析确定设备健康状态。从设备绝缘状态指标选取来看，可以完成电气试验指标、油化试验指标和油色谱分析指标的选取，如绕组介损、微水含量、总烃含量等。而设备运行环境参数和检修记录可作为修正因子，用于实现设备综合健康指数的修正，具体包含运行年限、负荷、平均寿命、缺陷记录、故障记录、近区短路和局放情况等。采用模糊隶属函数，能够实现各种指标归一化处理，通过模糊融合进行权重信息和隶属函数信息加权计算，获得因素评判矩阵。进一步实现矩阵信息融合，能够得到评判设备绝缘状态的矩阵，完成矩阵与设备健康指数关系的构建，建立能够反映健康指数与故障率关系的设备检修综合评估模型，如式（1）。式中，λ为故障率，l为故障台数，L为设备总台数，n为变压器种类，THn为n类变压器综合健康指数。
（1）
2.2构建变压器检修风险评估体系
根据变压器健康指数和检修成本，能够实现设备检修风险评估。在健康指数为[5，10]时，通过小修设备健康恢复值能够达到0。在健康指数为[50，100]时，通过小修设备健康恢复值能够达到6。在健康指数为[75，100]时，需进行大修，健康恢复值能够达到25[2]。假设变压器为110kV，健康指数为5，小修费用为1万元，健康指数为50，小修费用为10万元，健康指数为75，大修费用固定，为180萬元。从风险角度来看，故障时间不同将带来不同经济损失，可以将故障分为一般性故障、严重性故障、灾难性故障，分别需要24h、2-10天和10天以上维修时间，为简化分析过程可以取值24h、120h、240h。将设备检修问题转化为风险收益最小化问题，可以得到式（2），其中F为最小化函数，costt为维修成本，Riskt为t时刻检修风险值，Riskearn为风险收益。从约束条件来看，变压器投运五年需要进行一次大修，无故障每十年进行一次大修，每年一次小修。如果设备健康指数在[5，50]范围，状态较好，可以进行小修。在[51，90]范围需要尽快大修或更换，达到90以上需要更换。
（2）
2.3制定变压器检修方案优选策略
在实现检修方案优选时，需要采用粒子群优化算法，对检修模型进行初始化，确定种群初始速度和位移，并对粒子最大迭代数进行设定。在此基础上，通过适应度评估完成粒子更新，需要在搜索空间中进行粒子初始适应度值确定，然后进行各粒子比较，找到更优粒子适应度，完成个体极值位置的记录。将得到最优个体极值与全局极值比较，如果更优实现当前值替换，否则对全局极值进行记录，从而使粒子速度和位置得到更新。如果能够得到算法终止决策，可以得到优化结果，否则需要重新返回进行适应度评估。在终止决策制定时，需要根据进程结束条件，在评价值小于给定精度或达到最大迭代数时。最后，根据优化结果，可以完成设备检修方式和时间选择。比如在设备健康指数在[5，50]范围内时，可以进行小修和大修最佳检修方式和时间计算，然后通过比较结果完成检修方案选择。在健康指数处于[51，90]范围内，需要对大修和更换维修时间和方式进行比较，得到最佳检修时间和方式。
结论：
在电网运行的过程中，电力变压器将起到关键作用，不仅会影响电网安全运行，也会影响电网经济效益。所以在进行变压器检修时，需要从可靠性和经济性两个角度进行最优方案的选择。在实践工作中，可以建立设备综合健康状态评价模型，通过风险评估完成最佳检修时间和方式选择，继而使资源得到充分利用。
参考文献
[1]缪晓梅.谈电力变压器状态检修及故障诊断方法研究[J].职大学报，2018（04）：75-77.
[2]侯卓，屠秉慧.剖析电力变压器检修技术和试验策略[J].通信电源技术，2018，35（06）：242-243.
作者简介：黄俊成（1991.07——），男，汉族，湖南衡阳，变压器检修工程师，职称：助理工程师，工学学士，研究方向：电力变压器检修维护。
（作者单位：新疆特变电工集团有限公司衡阳电气分公司）
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