馬 薇

(北京市電力公司，北京 100031)

0 前言

變電設備的主體是變壓器，它是電力生產(chǎn)企業(yè)最主要的生產(chǎn)資產(chǎn)之一，它的特點是設備價值高、專業(yè)性強、技術復雜、故障率也高，對管理維護的要求很高，一旦出現(xiàn)問題，將會導致大面積停電。由于供電企業(yè)固定資產(chǎn)的自身特點，對其進行精細化管理主要是對其整個壽命周期進行控制。以變電設備為例，其壽命周期主要包括購置、運行、維護、報廢4個大的階段。每個階段的管理狀況都直接影響變電設備的使用壽命和成本支出狀況，下面將通過數(shù)學模型對其進行詳細分析。

1 變電設備全壽命周期管理的回歸分析

影響變電設備正常運行的因素有很多，例如產(chǎn)地、已使用年限、定期壽命檢修頻率、絕緣方式、一般缺陷處理頻率、有載開關檢驗頻率、狀態(tài)檢修頻率、購置成本等。北京電網(wǎng)的安全可靠性為99.97%，且沒有停滯的變電設備，也就是說一組變電設備一年只允許停止運行2.628 h?，F(xiàn)以某供電公司運行不超過10年的變電設備為研究對象，采集了20組數(shù)據(jù)樣本，以分析上述8個因素對變電設備正常運行的影響為目的，建立線性回歸模型。

1.1 線性回歸模型的建立

采集了某供電公司20組變電設備的各類數(shù)據(jù)，根據(jù)調研結果，變電設備按照電壓等級分為500 kV、220 kV、110 kV、35 kV。不同等級的變電設備從成本，到安裝調試、運行維護的差別都很大，故在采集數(shù)據(jù)樣本時，只選取電壓等級為110 kV的變電設備，因此不會影響問題的研究。產(chǎn)地、已使用年限、定期壽命檢修頻率、絕緣方式、一般缺陷處理頻率、有載開關檢驗頻率、狀態(tài)檢修頻率、購置成本、故障頻率，分別用變量 x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、y 表示，其中變量x1、x4為虛擬變量。

假設以上變量有如下的線性關系。

式中，令 β0=0，β1、β2、β3、β4、β5、β6、β7、β8是未知參數(shù)，ε 是隨機誤差。用一組變量(yi，yi1，yi2，yi3，yi4，yi5，yi6，yi7，yi8)表示樣本的第 i組數(shù)據(jù)，由(1)式可知yi具有如下數(shù)據(jù)結構式。

其中，ε1，ε2，…，ε20相互獨立，且均服從 N(0，σ2)。

1.2 利用EXCEL進行回歸分析

1.3 置信度檢驗

對故障頻率與其影響因素所作的線性關系假設是否成立，進行如下檢驗。如果假設不成立，即有條件 H0:β1=β2=β3=β4=β5=β6=β7=β7。根據(jù)運算結果得F=11.750，在α=0.05的水平下，查F分布表得，F(xiàn)0.95(8，11)=4.74，由于 11.750 52 ＞4.74，故拒絕H0，即故障頻率關于其影響因素的8個變量的回歸方程在α=0.05水平下有顯著意義。

1.4 顯著性檢驗

由運行結果表1可得

α 取 =0.05，查 T 分布表得 t0.95(11)=1.796，由于|t1|＜1.796，|t2|＜1.796，|t3|＜1.796，|t4|＞1.796，|t5|＞1.796，|t6|＜1.796，|t7|＞1.796，|t8|＜1.796，所以對j=4，5，7 接受 H0，j=1，2，3，6，8 拒絕 H0，也就是說在0.05的水平下，一般缺陷處理頻率、絕緣方式、狀態(tài)檢修頻率對故障頻率有顯著影響，而產(chǎn)地、已使用年限、定期壽命檢修頻率、有載開關檢驗頻率、購置成本對故障頻率沒有顯著影響。

1.5 多重共線分析

通過EXCEL程序檢驗相關系數(shù)，可得x1，x4;x1，x8;x8，x4可能存在多重共線，即產(chǎn)地、絕緣方式，產(chǎn)地、購置成本，絕緣方式、狀態(tài)檢修頻率，可能存在嚴重的線性相關性。運用回歸法對其進行分析，步驟如下。

對x1和y進行回歸，得出

對x4和y進行回歸，得出

對x1，x4和y進行回歸，得出

對x4和y進行回歸，得出

對x8和y進行回歸，得出

由于x8和x4是負相關，所以用x8倒數(shù)進行回歸。

對x4、x8和y進行回歸，得出

方程調整:對于故障頻率、絕緣方式、購置成本存在嚴重線形相關。由于加入x4后，擬合度并沒有很大變化，所以剔除變量x4。原方程調整為

其中，y為故障時間。

對方程進行回歸:由運行結果可得t2=3.915 8，t3=0.243 1，t5=3.383 7，t6=1.522，t7= －2.098，t8=－2.141。取 α =0.05，查 T 分布表得 t0.95(13)=1.770 9，由于|t2|＞1.770 9，|t3|＜1.770 9，|t5|＞1.770 9，|t6|＜1.770 9，|t7|＞1.770 9，|t8|＞1.770 9，對 j=2，5，7，8 接受 H0，j=3，6 拒絕 H0，也就是說在0.05的水平下，一般缺陷處理頻率、狀態(tài)檢修頻率、已使用年限、購置成本對故障頻率有顯著影響，而定期壽命檢修頻率、有載開關檢驗頻率對故障頻率沒有顯著影響。

方程為

由以上分析可以得出結論:一般缺陷處理頻率、已使用年限與故障頻率是正相關;購置成本、狀態(tài)檢修頻率與故障頻率是負相關。

2 變電設備成本因素分析

前面提到的全壽命周期方程為基礎構建模型:

式中，LCC為全壽命周期成本(life cycle cost)。

CI為投入成本，包括采購成本及建設成本(investment costs);安裝時花費的運輸、人工、調試等全部費用;CO為運行成本(operation costs);試驗費用:在認定設備技術標準中所進行的必要型式或特殊試驗項目，如短路耐受能力試驗、溫升試驗和局部放電測量等所發(fā)生額外試驗費用.以及狀態(tài)檢修所需要的一切費用。CM為維護成本(maintenance costs);在壽命周期內按照壽命檢修要求，定期更換零部件等備件的費用，以及搶修、維護、試驗、巡檢等所需要的材料費、人工費、交通費等。CD為廢棄成本(disposal costs)。變電設備退役后拆除、運輸?shù)荣M用減去變電設備報廢后可回收的費用。

表1 運用差額分析法算出與均值相比較各種成本變化量對總成本變化量的影響

變電設備的使用階段是變電設備壽命周期中占時最長的一個階段，以LCC最小為目標的設備管理是必要的手段。將LCC值除以變電設備的使用壽命(即使用年限，通常為30年)，得到每年的運行成本，稱為 EUAC，EUAC=LCC/N(equivalent uniform annual cost)。在相同使用效果的條件下，EUAC越小，系統(tǒng)和設備的經(jīng)濟效益越高。

根據(jù)收集的原始數(shù)據(jù)，運用差額分析法算出與均值相比較各種成本變化量對總成本變化量的影響(見表1)。

結論:由差額分析法可以得出運行成本是總成本變化的主因素，由于運行成本主要包括狀態(tài)檢修的相關成本，這也就和回歸分析的結論一致。

3 模型結果分析以及專業(yè)管理目標的改進方法

3.1 模型結果分析

對于以上兩個模型，可以得出以下幾點結論。

(1)提倡狀態(tài)檢修。狀態(tài)檢修就是在設備的運行在有可靠的保證措施(其他監(jiān)測手段:如在線監(jiān)測設備的發(fā)熱、運行參數(shù)、運行中測試絕緣油及氣體分析數(shù)據(jù))及依據(jù)(歷次的檢修、調試、試驗情況良好)的情況下，適當延長或縮短(如果數(shù)據(jù)不良也可能縮短)檢修周期，根據(jù)設備的運行狀況和絕緣狀態(tài)進行檢修的一種做法。一般缺陷處理頻率、狀態(tài)檢修頻率是變電設備運行狀態(tài)的參數(shù)，必要的維護是必須的，檢修工作應結合設備的健康狀況評估結果確定。

(2)頻繁定期壽命檢修工作不應提倡，壽命檢修與設備的正常運行沒有必然關系。反之工作狀態(tài)良好的設備若強制按照計劃進行壽命檢修，一方面影響了設備的正常工作，另一方面，容易造成相關零件的損壞及新問題發(fā)生，反而不利于設備正常工作。供電企業(yè)歷史上長期延用壽命檢修方式，這并沒有遵循變電設備自身特點，不但造成了成本的大幅提高，也沒有起到好的效果。因此在以后的設備管理中，應提倡狀態(tài)檢修。

(3)質量好的設備(如進口、合資產(chǎn)品)可以適當延長檢修與維護周期。從以上分析中可以看出，購置成本較高的設備絕緣方式比較先進，設備運行狀態(tài)也比較穩(wěn)定。對設備的管理應該分門別類。對于老化比較嚴重，技術比較落后且還在運行的設備應給予更多關注。對狀態(tài)比較好的設備沒有必要浪費過多成本進行檢修管理。對于重要缺陷，進行及時檢修是必須與必要的，通過狀態(tài)監(jiān)控設備發(fā)現(xiàn)異常的設備，及時給予修理，可以保證設備的安全運行及延長設備壽命。

(4)追求利潤最大化，提高績效水平是企業(yè)追求的目標。在固定資產(chǎn)的管理中，每一年的運行成本越小，資產(chǎn)的績效水平也就越高。每年的運行成本由整個壽命周期的運行成本分攤到使用年份。因此，應該對總成本進行控制的同時盡量延長設備的壽命周期，這樣才能使得單位期間的成本最小化。

3.2 專業(yè)管理目標改進方法

為實現(xiàn)電網(wǎng)堅強的目標，確保變電設備的管理和運行水平不斷得到提高，更為了提高企業(yè)的績效水平，下一步應該從以下幾個方面加大工作力度，使變電設備管理不斷得到改進。

(1)進一步實現(xiàn)設備的全過程管理。從組織訂貨、設備選型、安裝調試、驗收投運到運行維護、日常檢修每個環(huán)節(jié)都加大管理力度，抓好執(zhí)行，進一步明確完善設備管理各個環(huán)節(jié)的流程和相關單位的責任，嚴肅責任追溯和考核。日常工作中重視設備的缺陷管理，引導職工加深對各自分管設備的了解程度，對設備運行狀態(tài)做到心中有數(shù)，打好狀態(tài)檢修的基礎。在狀態(tài)檢修的基礎上，根據(jù)設備的狀況開展有針對性的大修和改造，進一步提高設備在全壽命周期的可控、在控水平。

(2)大力推廣精細化作業(yè)。在實現(xiàn)專業(yè)化檢修和運行的基礎上，繼續(xù)深化精細化建設，按照設備的壽命周期特點和技術特點對其進行管理，針對各種設備的特點和影響其運行的重要環(huán)節(jié)制定管理方法，并對其進行詳細分析，使之專業(yè)化、系統(tǒng)化，更加符合精細化管理需要，在具體執(zhí)行中狠抓落實。

(3)對與設備相關的成本費用支出進行全面的控制分析?？茖W控制成本的思想應該貫穿在整個壽命周期中，從最初的可研階段，就應該拿出各種方案的預計后續(xù)支出和狀態(tài)報告。在設備運行的各個階段都進行收入成本的配比分析，對設備的使用效率進行評價。

(4)提高人員素質。針對目前變電設備更新?lián)Q代快、高科技含量高的特點，加大崗位培訓和操作技能培訓。認真組織好對有關反措和規(guī)程、規(guī)范的學習，深刻領會內涵;有針對性的開展各種專業(yè)技術、技能比武，以賽促練，促進職工學技術、練技能的積極性，使職工的專業(yè)技術水平有顯著的提高。

4 結語

提出了固定資產(chǎn)全壽命周期理論，并將LCC全壽命周期理論應用于供電企業(yè)固定資產(chǎn)管理環(huán)節(jié)。通過回歸分析，確定了影響固定資產(chǎn)運行的重要因素，確立了狀態(tài)檢修在固定資產(chǎn)維護過程中的主導地位。

本系統(tǒng)只考慮了影響固定資產(chǎn)正常運行的主要因素，由于數(shù)據(jù)問題沒能將其影響因素再作細分。對于一些輔助因素考慮的也不夠全面。例如:由于計量問題，忽略了懲罰成本因素。為了方便計算，對固定資產(chǎn)的報廢成本取了一個固定值。這都對模型的精確性產(chǎn)生了影響。固定資產(chǎn)全壽命周期的管理方法，比較適用于供電企業(yè)中資產(chǎn)凈值較大、對企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動有著比較重要的影響和技術含量高的設備。從成本效益原則和精細化管理的初衷考慮，對于資產(chǎn)價值較小，重要性較低的資產(chǎn)不適用于此方法。