王麗瑩，吳杰康，唐惠玲

（1.廣東電網(wǎng)公司云浮供電局，廣東 云浮 527300；2.廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，廣東 廣州 510006）

變壓器運(yùn)行異常緊急檢修業(yè)務(wù)的人員優(yōu)化方法

王麗瑩1，吳杰康2，唐惠玲2

（1.廣東電網(wǎng)公司云浮供電局，廣東 云浮 527300；2.廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，廣東 廣州 510006）

針對(duì)變壓器運(yùn)行過程中聲音異常的不確定性，提出了變壓器聲音異常時(shí)緊急檢修的人員優(yōu)化組合方法。依據(jù)檢修業(yè)務(wù)流程，構(gòu)建了主變聲音異常檢修業(yè)務(wù)的人員配置模型。按照數(shù)據(jù)包絡(luò)分析理論以及效益測量的建模方法，構(gòu)建了緊急檢修業(yè)務(wù)的絕對(duì)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)和相對(duì)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)。給出計(jì)算實(shí)例，在不確定的工作量范圍內(nèi)計(jì)算確定了與一定工作量相對(duì)應(yīng)的人員配置數(shù)量和檢修工作效率，所提出方法對(duì)于變壓器緊急檢修有一定的指導(dǎo)意義。

變壓器；緊急檢修；運(yùn)行異常；人員優(yōu)化配置

0 引言

變壓器緊急檢修是設(shè)備緊急檢修的范疇，是檢修業(yè)務(wù)的重要工作。設(shè)備在不正常狀態(tài)下運(yùn)行往往會(huì)導(dǎo)致故障，引起安全事故[1-6]。通過緊急檢修，首先通過檢測或試驗(yàn)判斷問題的原因，然后進(jìn)行針對(duì)性地修復(fù)。

變壓器在運(yùn)行過程中會(huì)因故障出現(xiàn)聲音異常的問題，影響其正常運(yùn)行。針對(duì)變壓器聲音異常的問題，需要進(jìn)行緊急快速檢修。利用設(shè)備檢測，判斷設(shè)備的狀態(tài)，是一種通常的檢修方法，即為所謂的狀態(tài)檢修[7-10]。變壓器聲音異常也可以通過狀態(tài)檢修進(jìn)行預(yù)防性排除。

當(dāng)變壓器鐵芯中夾件和螺釘松動(dòng)時(shí)，往往會(huì)形成一種較大而嘈雜的聲音；當(dāng)變壓器繞組出現(xiàn)故障或分接開關(guān)接觸不良而導(dǎo)致過熱、變壓器匝間短路時(shí)，往往會(huì)形成一種聲響中夾有沸騰水的聲音；當(dāng)變壓器絕緣出現(xiàn)問題時(shí)，往往會(huì)形成一種聲響中夾有爆炸的聲音；當(dāng)變壓器器身或套管出現(xiàn)局部放電問題時(shí)，往往會(huì)形成一種聲響中夾有“吱吱”的聲音；當(dāng)變壓器出現(xiàn)鐵芯振動(dòng)時(shí)，往往會(huì)形成一種聲響中夾有撞擊的聲音，這些聲音均為變壓器運(yùn)行過程中的不正常狀態(tài)而出現(xiàn)的異常聲音。針對(duì)變壓器聲音異常問題進(jìn)行緊急檢修時(shí)，需要根據(jù)運(yùn)行記錄等再進(jìn)行必要的檢測或試驗(yàn)[11-19]。

1 變壓器緊急檢修的業(yè)務(wù)流程

當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，勢必對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成一定影響，甚至影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此應(yīng)當(dāng)做出緊急檢修，以盡快恢復(fù)變壓器正常運(yùn)行狀態(tài)。主變壓器緊急檢修時(shí)，其緊急檢修業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

當(dāng)主變壓器發(fā)生故障時(shí)，運(yùn)行人員根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和信號(hào)進(jìn)行初步判斷，同時(shí)向值班負(fù)責(zé)人或相關(guān)部門匯報(bào)。值班負(fù)責(zé)人根據(jù)得到的數(shù)據(jù)或故障情況對(duì)主變壓器故障進(jìn)行分析，做出是否啟動(dòng)現(xiàn)場緊急檢修處理方案的決定。一旦需要進(jìn)行緊急檢修，就需要配置一定數(shù)量的檢修人員，配備必要的工程車、工具、材料和備件等。

變壓器在運(yùn)行過程中通常會(huì)出現(xiàn)聲音異常的情況。如果屬于較嚴(yán)重的聲音異常情況就必須使變壓器被迫退出運(yùn)行，這樣將造成停電事故。針對(duì)主變壓器聲音異常的情況，需要進(jìn)行必要檢測和判斷，比如通過檢測和分析對(duì)變壓器狀態(tài)進(jìn)行判斷并確定變壓器狀態(tài)有無缺陷。如果變壓器有狀態(tài)缺陷還需要做進(jìn)一步檢測和分析，以期判斷變壓器狀態(tài)缺陷性質(zhì)、可能位置、大概范圍、嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢及影響波及范圍等。在必要時(shí)，需要進(jìn)行全面檢測、試驗(yàn)和測試，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合判斷，同時(shí)還要結(jié)合變壓器的運(yùn)行情況、歷史數(shù)據(jù)、故障特征。

2 主變檢修業(yè)務(wù)人員配置與優(yōu)化

2.1 主變聲音異常檢修業(yè)務(wù)的人員配置

電力檢修業(yè)務(wù)一般依據(jù)緊急檢修業(yè)務(wù)的內(nèi)容、量級(jí)、難度和期望的檢修時(shí)間等由教授級(jí)高工、高級(jí)工程師、工程師、助工、技術(shù)員、工人等臨時(shí)組成。

其中，MC1表示教授級(jí)高工人數(shù)，MC2表示高級(jí)工程師人數(shù)，MC3表示工程師人數(shù)，MC4表示助工人數(shù)，MC5表示技術(shù)員人數(shù)，MC6表示工人人數(shù)；K表示不同人員類型的不同系數(shù)：K1=0.5，K2=0.8，K3=1.0，K4=1.2，K5=1.5，K6=2.0。

圖1 變壓器緊急檢修的業(yè)務(wù)流程

2.2 主變聲音異常檢修業(yè)務(wù)的工作量

可以根據(jù)緊急檢修業(yè)務(wù)的內(nèi)容、量級(jí)、難度和期望的檢修時(shí)間等確定緊急檢修的工作量標(biāo)準(zhǔn)值，比如與變壓器相關(guān)的緊急檢修工作量標(biāo)準(zhǔn)值可以設(shè)定為如表1所示。

表1 與變壓器緊急檢修相關(guān)的業(yè)務(wù)及其工作量范圍

2.3 主變聲音異常檢修的絕對(duì)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)各種確定性的變壓器異常情況，按照數(shù)據(jù)包絡(luò)分析理論以及效益測量的建模方法，構(gòu)建緊急檢修業(yè)務(wù)的絕對(duì)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)

式中，WC為緊急檢修工作量，工時(shí)(人工·小時(shí))；RC為實(shí)際的服務(wù)半徑，km；MC為實(shí)際的派出人員，人；CC為實(shí)際的派出車輛，輛；IC為實(shí)際投入費(fèi)用，元；TC為實(shí)際服務(wù)時(shí)間，h。

針對(duì)不確定性的變壓器聲音異常情況，構(gòu)建緊急檢修業(yè)務(wù)的絕對(duì)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)的變壓器過熱性異常情況，構(gòu)建緊急檢修業(yè)務(wù)的絕對(duì)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)

針對(duì)變壓器放電性異常情況，構(gòu)建緊急檢修業(yè)務(wù)的絕對(duì)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)

具有聲音異常、過熱性和放電性異常的變壓器不確定性情況，構(gòu)建緊急檢修業(yè)務(wù)的絕對(duì)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.4 主變聲音異常緊急檢修的相對(duì)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)

當(dāng)針對(duì)聲音異常、過熱性和放電性異常的變壓器不確定性情況，已經(jīng)設(shè)定了其緊急檢修業(yè)務(wù)工作量標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，可以構(gòu)建緊急檢修業(yè)務(wù)的絕對(duì)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值

式中，WCS為緊急檢修工作量的標(biāo)準(zhǔn)值，工時(shí)(人工·小時(shí))；RCS為實(shí)際的服務(wù)半徑的標(biāo)準(zhǔn)值，km；MCS為實(shí)際的派出人員的標(biāo)準(zhǔn)值，人；CCS為實(shí)際的派出車輛的標(biāo)準(zhǔn)值，輛；ICS為實(shí)際投入費(fèi)用的標(biāo)準(zhǔn)值，元；TCS為實(shí)際服務(wù)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)值，h。

按照數(shù)據(jù)包絡(luò)分析理論以及相對(duì)效益的建模方法，構(gòu)建緊急檢修業(yè)務(wù)的相對(duì)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.5 市縣協(xié)調(diào)的緊急檢修業(yè)務(wù)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)

當(dāng)采取市縣人員協(xié)調(diào)進(jìn)行變壓器緊急檢修并要求檢修人員數(shù)量等于相關(guān)業(yè)務(wù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，緊急檢修人員數(shù)量應(yīng)滿足

式中，MCLU為考慮市縣局協(xié)調(diào)的緊急檢修人員數(shù)量，MCL為縣局供電局檢修人員，MCU為市局供電局檢修人員。

當(dāng)要求檢修人員數(shù)量可以與相關(guān)業(yè)務(wù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值不一致時(shí)，緊急檢修人員數(shù)量滿足

2.6 主變聲音異常緊急檢修人員配置的優(yōu)化

變壓器緊急檢修人員應(yīng)該從業(yè)務(wù)成本和人員數(shù)量最小化等考慮配置。由于本文所構(gòu)建的緊急檢修業(yè)務(wù)效率指標(biāo)包含了業(yè)務(wù)成本和人員數(shù)量等2個(gè)要素，因此在計(jì)算過程中找到相對(duì)效率指標(biāo)最小的人員配置方案。

3 實(shí)例計(jì)算與分析

變壓器聲音異常包括本體和冷卻器的聲音異常。需要對(duì)運(yùn)行電壓、諧波、直流偏磁、中性點(diǎn)電流、溫度、油位、氣體等進(jìn)行試驗(yàn)或抽樣檢測。與變壓器聲音異常相關(guān)的緊急檢修工作量影響檢修業(yè)務(wù)工作效率。

表2 變壓器聲音異常緊急檢修業(yè)務(wù)人員配置數(shù)量

表2為變壓器聲音異常緊急檢修業(yè)務(wù)人員配置數(shù)量，圖2為當(dāng)業(yè)務(wù)工作量為42、100、200、300工時(shí)時(shí)變壓器聲音異常緊急檢修業(yè)務(wù)效率與人員配置數(shù)量的關(guān)系。從表2和圖2可以看出，變壓器聲音異常緊急檢修工作量不同，其人員配置數(shù)量也不同，相對(duì)工作效率也不同。

表2中數(shù)據(jù)均為當(dāng)相對(duì)工作效率大于等于1.00的情況。從計(jì)算數(shù)據(jù)看，當(dāng)相對(duì)工作效率低于1.00時(shí)，人員配置數(shù)量總會(huì)高于表2中數(shù)據(jù)，而當(dāng)相對(duì)工作效率大于1.00時(shí)，人員配置數(shù)量總會(huì)低于表2中數(shù)據(jù)。

圖2 當(dāng)業(yè)務(wù)工作量為42、100、200、300工時(shí)時(shí)變壓器聲音異常緊急檢修業(yè)務(wù)效率與人員配置數(shù)量的關(guān)系

4 結(jié)論

a）變壓器聲音異常緊急檢修工作量不同，其人員配置數(shù)量也不同，相對(duì)工作效率也不同。

b）可以對(duì)變壓器聲音異常緊急檢修的人員配置數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化，以滿足工作效率接近于1.00同時(shí)又使費(fèi)用投入最小的要求。

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An Optimization Method of Staff Placement for Transformer Emergent Maintenance

WANG Liying1, WU Jiekang2,TANG Huiling2

（1.Yunfu Power Supply Bureau,Guangdong Power Grid Corp.,Yunfu,Guangdong 527300,China; 2.Schoolof Automation,Guangdong University of Technology,Guangzhou,Guangdong 510006,China)

An optimal staff placement scheme for emergent maintenance of transformer with abnormal sound is presented in this paper in view of the uncertainties of the abnormal sound. According to the maintenance working flow, a staff placement model is established for maintenance work when abnormal sound occurs. According to data envelopment analysis theory and the modeling method of efficiency measurement, absolute efficiency evaluation index and relative efficiency evaluation index are proposed for emergent maintenance. A calculation example is given to determine the personnel number and working efficiency, aiming at providing guidance for emergent maintenance of transformer.

transformer; emergent maintenance; abnormal operation; optimal staff allocation

TM407

A

1671-0320（2016）01-0027-05

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50767001)；國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目(2007AA04Z197)；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金課題（20094501110002）；廣東自然科學(xué)基金項(xiàng)目(S2013010012431)；廣東省高等學(xué)校人才引進(jìn)專項(xiàng)資金項(xiàng)目；廣東省高等院校學(xué)科建設(shè)專項(xiàng)資金科技創(chuàng)新項(xiàng)目（2012KJCX0045）。

2015-12-01，

2015-12-10

王麗瑩(1980)，女，廣東云浮人，2003年畢業(yè)于廣東工業(yè)大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，工程師，從事生產(chǎn)設(shè)備管理及變電運(yùn)行工作；

吳杰康(1965)，男，廣西南寧人，1987年畢業(yè)于廣西大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行與控制；

唐惠玲(1975)，女，廣西河池人，2003年畢業(yè)于西南交通大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行與控制。