电力变压器的寿命、成本及其不确定性分析

作者 Admin 浏览 发布时间 15/03/23

全寿命周期成本(lifecyclecost,LCC)是指设备在其整个生命周期内购置、安装、使用、维修和保障直至报废所需的各种有关费用之和。LCC在电力系统中的应用十分广泛,主要用于电力设备的检修更换、招标采购、变电站的投建改造、输配电系统的选型等。

 

变压器的LCC是指设备从投运开始直至生命终止期间所有费用的总和,包括购置、装卸、运行、检修、维护和处置等组成部分。

 

电力变压器全寿命周期成本由六部分组成,电力变压器LCC各部分成本介绍和不确定性分析如下:

 

(1)一次投资成本
电力变压器的一次投资成本为该设备的购置成本和安装成本。购置成本包括电力变压器初期设计规划费、土地建造费、设备采购费、设备运输费;安装成本包括安装及调试费(安装人工费、操作人员培训费等)和为设备购买的保险费。变压器一次投资成本的特点是在设备投运初期一次性支出,可以通过设备购置相关资料查得,且后续使用过程中不再需要增加一次投资成本,因此可以将一次投资成本看做一个定值,忽略其不确定影响。

 

(2)损耗成本
在电力系统运行中,电网损耗主要来自电力变压器和输电线路上的损耗。其中电力变压器的损耗主要由其空载损耗和负载损耗构成。由于电力变压器运行期间,其所带负载是不断变化的,具有很强的不确定性,因此在分析变压器损耗成本时,用一个确定的数值计算是不合理且不准确的,必须采用一系列基于实时损耗的不确定变量来计算。

 

(3)环境成本
电力变压器在长期的高负荷运行期间,其绝缘油、绝缘纸等材料会逐步发生老化失效,而热老化过程中产生的CO等气体会导致大气中一氧化碳含量升高。同时变压器局部放电及油纸中电弧会产生大量的C2H2、CH4气体,长期与空气中水蒸气接触会生成含碳有机物,将加速地球温室效应等一系列环境问题,因此电力变压器的经济寿命评估必须要考虑环境成本,将环境成本与节能减排联系起来,建立消耗电能与生产该电能所排放的温室气体而引起的环境处置费之间的关系。

 

(4)运行维护成本
电力变压器运行维护成本是指变压器从正式投入运行开始到变压器报废前的运行期间,相关操作人员对其进行的日常巡视、检查、消缺成本,有计划的定期检修成本,检修时消耗的人工、材料和机械费用,故障的预防性试验成本,备用部件的购置与保养成本等。由于这些费用都是不断变化的,具有很强的不确定性,不适合用确定的值来表示这些成本,因此应该采用相应的不确定变量来表示变压器运行维护成本。

 

(5)故障成本
电力变压器作为电力系统中的核心资产,发生故障后若没有及时采取相应措施抢修将严重影响电网的安全可靠性和系统的正常运行。在分析电力变压器经济寿命时应将故障成本作为一种惩罚性成本考虑,有利于从预防的角度提高供电可靠性。故障成本指由变压器故障带来的停、供电经济损失以及故障抢修费用。

 

(6)报废成本
电力变压器的报废成本主要包括电力变压器报废时的拆除处理费用和变压器残值,拆除处理费用主要包括人工费、运输费和环保费,而变压器是一种材料密集型产品,它的主要价值材料(硅钢片、铜材和变压器油等)在报废折旧时几乎100%可作为回收利用,残值率高达变压器购置成本的20%~30%左右。因此,电力变压器报废成本的不确定性主要有电力变压器的退役处理费和残值的不确定引起。

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