侯玉山

(廣州供電局有限公司，廣東廣州 510620）

基于全壽命周期成本理論的繼電保護設備管理

侯玉山

(廣州供電局有限公司，廣東廣州 510620）

對全壽命周期成本理論做扼要介紹，在此基礎上建立數學模型，引進實際運行數據，對影響繼電保護設備安全運行的相關因素進行研究，最后提出科學、合理的管理建議，以期不斷提升繼電保護設備的管理水平。

全壽命周期成本；繼電保護；管理

0 引言

目前的繼電保護設備管理存在著選型與維護脫節(jié)、安全管控與成本約束不協調等兩大矛盾。為了提高繼保設備的綜合效率，有必要從全壽命周期成本(以下簡稱LCC）的角度來建立新型的管理方法。

1 LCC管理簡述

LCC主要指固定資產自規(guī)劃伊始直至報廢的整個時間段內(涉及采購、安裝、運維、改造、更新等環(huán)節(jié)）所涉及的費用總和。LCC管理就是要求這個費用總和為最小。

LCC管理具有全過程、全系統(tǒng)、全費用等3個亮點。全過程突出的是該管理方法不立足于短期行為的考量，而是追求長遠利益最大化；全系統(tǒng)指的是該方法在執(zhí)行中將不囿于單個部門，而是打破專業(yè)壁壘，以求整體最優(yōu)；全費用即在確立合理的可用率的前提下使LCC最小。

2 繼保設備LCC總體建模

繼保設備責任重大，因此其必須可靠運行，這也是繼保設備LCC管理的前提。在此前提下，以繼保設備全壽命期間各項費用支出為依托建立LCC模型。

式中，VIV為投產前投入的成本，含采購期、建設期成本，其受供貨遠近、產品品質、技術層次、招標價格和安裝調試費率等影響；VOV為維持設備運行的費用，如電力消耗等；VMV為設備維護費用，包括定期修試、周期巡檢、應急搶修等涉及的人工、材料、交通等費用；VFV為故障成本，即因繼保設備故障所帶來的一切損失，如停電、一次設備損壞等；VDV為固定資產回收值。

以上各類成本對繼保設備安全、穩(wěn)定運行的“貢獻”是不同的。

(1）VIV的大小從總體上反映了設備的好壞，因此VIV與設備安全性正相關。同時，因VIV在設備投產后不會有所增減，因此與LCC和固定資產年度折舊正相關。

(2）VOV和VMV是為保持設備“健康”所生成的費用，直接關系到運營期內設備能否良好運行。顯然，VOV和VMV與LCC正相關，同時影響VFV及設備的全壽命周期長短。

(3）VDV是固定資產原值減去累計折舊費用后的殘余價值，因此只對LCC有影響，而無關設備的安全運行。

3 基于LCC管理的繼保設備可靠運行要素分析

3.1 建模

(1）建立影響繼保設備安全工作的因素集。由實際運行經驗可知:設備性質、裝置類型、單臺采購成本、已投運時間、檢修頻率、狀態(tài)評估狀況、缺陷率、雷暴發(fā)生率等8項內容和繼保設備的運行狀況息息相關，因此可作為考察因素集。

表1 各變量取值規(guī)則或統(tǒng)計單位說明

(2）確立繼保設備評價集。顯然，處于故障態(tài)的繼保設備越少，越能體現LCC管理的價值，因此可選單臺平均故障時間作為繼保設備管理好壞的尺度。

(3）具體模型選擇。全壽命周期分析的方法有多種，如灰色預測、人工神經網絡、線性規(guī)劃、線性回歸等?？紤]到本文的目的是做定性分析，因此模型不宜太復雜，可選用直觀的線性回歸模型。

(4）建模。用變量a1～a8表示影響集各因素，b表示評價量。對各變量的取值規(guī)則或統(tǒng)計單位進行如下限定，如表1所示。

然后建立線性關系，如式(2）所示。

式中，λ0～λ8為未知系數；ε為隨機誤差。

3.2 計算

(1）首先按照a1～a8、b的含義對某供電企業(yè)轄下的10座變電站的繼電保護設備進行相關數據統(tǒng)計，如表2所示。

表2 10座變電所的原始統(tǒng)計數據

(2）按式(2）對每組數據列式，形成一個多元線性方程組，然后采用逐步回歸法來確定a1～a8對b的影響的大小。

(3）計算結果如表3、表4所示。其中:r為復相關系數，r2為決定系數，P值為對應F的顯著性概率，D.W檢驗值反映相關序列的一階自相關程度，VIF為方差擴大因子。

表3 回歸模型的概要(4個）

表4 回歸結果

(4）分析。由表3、表4可知，每個模型的r(復相關系數）均大于0.85，且P值都小于1%，說明回歸效果顯著，亦即表明a4、a3、a5、a7對b的影響較大。具體來說:

1）模型Ⅰ中只有a4，且系數為正，說明設備已投運年限和故障時間正相關。

2）模型Ⅱ中加入a3，且其系數為負值，說明采購成本與故障時間負相關。

3）模型Ⅲ中又增加a5，其回歸系數為負，說明檢修頻率和故障時間負相關。

4）模型Ⅳ中加入a7后，a5的顯著性提高了，但二者仍能在5%的水平下通過T檢驗，且a7系數為正，說明該變量和故障時間正相關。

5）根據計算結果，可將最終模型表述為:

由式(3）可知，“裝置類型”、“狀態(tài)評估”等因子未能通過T檢驗，但這并不表明這些因子對繼保設備可靠運行沒有關系。事實上，不同因子之間存在耦合的關系。譬如“裝置類型”，我們可以說它被包含在“采購成本”因子中了；“狀態(tài)評估”，可以認為被分散包含在“檢修頻率”、“缺陷率”等因子中了。

總之，從總體上看，運用LCC理論進行繼保設備的管理，將使相關人員更能抓住主要矛盾，從而提升管理水平。

4 結論和建議

繼保設備管理應是一個多目標體系，即既要保障合理的生命周期，又要實現最佳成本運作。這些目標之間有矛盾，也有契合點。運用LCC理論，就是要通過遵循一系列約束條件，使這些目標共存于一個平衡點上。

通過本文的算例，我們提出如下繼保設備管理建議:

(1）優(yōu)化檢修策略。充分挖掘狀態(tài)檢修的潛力，并適當結合特殊檢修，做到應修必修、修必修好，力爭在減少檢修次數和檢修費用的基礎上，不降低設備安全裕度。

(2）必須運用經濟學理論確定繼保設備的經濟使用年限，做到有形磨損和無形磨損的有機結合，從而最大程度地降低期間成本。

(3）因采購成本在很大程度上決定了設備品質、一般缺陷發(fā)生率、抵抗極端氣象的能力、檢修頻率等重要因素，因此必須在設備選型時予以充分考量。特別是那些對供電可靠性要求非常高的場合，則應盡量選用合資以上的產品。

[1]尹志.全壽命周期成本方法的應用[J].云南電力技術，2011(12）

2014-10-17

侯玉山(1985—），女，廣東清遠人，助理工程師，研究方向:固定資產管理及繼電保護設備運維。