高压电气设备生命周期评估分析

学号________________密级________________武汉大学本科毕业论文高压电气设备生命周期评估分析院系名称：武汉大学专业名称：电气工程与自动化学生姓名：指导教师：二○一二年三月郑重申明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。本人签名：日期：摘要高压电气设备寿命即高压电气安全寿命，指高压电气设备保持或基本保持原有性能而不影响其工作特性满足要求的时间。在整个社会对高压电气供应的依赖性日益强烈的今天，当发生因高压电气设备故障而引起的损失是无法估量的，除了人为的操作不当及自然条件的突变所引起的高压电气损坏而无法预知外，正常情况下，通过对高压电气设备寿命的正常评估，适时的进行检修及维护，可以提高系统的可靠性，降低故障几率，实现设备利用率最大化。因此设备寿命的评估方法就应运而生。基于目前高压电气企业设备管理现状，引进全生命周期成本理论并构建其核算模型，从设计机制、招标方式，维修方式，基础数据库四个方面分析了影响设备全生命周期成本的主要因素，提出应用全生命周期成本理论进行设备管理的对策建议。高压电气设备全寿命周期管理是优化高压电气设备成本效益的重要手段。高压电气设备全寿命周期管理通过在规划、立项、设计和设备招投标等决策环节将建设和运行阶段进行通盘考虑，以实现高压电气设备全寿命周期成本最低为目标，寻找一次投入与运行维护费用二者之间的最佳结合点，从而改变割裂二者关系、片面追求一次投资最低的做法，有效地实现高压电气设备全寿命周期各个阶段的衔接。达到高压电气设备质量的优良和运行维护费用的优化，从而非常显著地降低高压电气设备全寿命周期的总体成本，提高公司高压电气设备的运营效率。本课题主要目标是通过制定高压电气设备全寿命周期成本（简称:“LCC”）构成和口径及其归集分摊方式、设计成本评价指标体系，形成精益化高压电气设备全寿命周期成本管理体系该成本评价方法将大幅提高高压电气设备密集型公司的高压电气设备核算、财务管理的水平，给投资决策提供原始数据的支持，同时可以进一步强化科学管理，控制成本支出，使各项成本更趋于合理化，提高生产效率，提升管理水平。关键词：全生命周期成本；模型构建；影响因素；对策建议ABSTRACTThehigh-voltageelectricalequipmentlife,thelifeofhighvoltageelectricalsafety,referstothehigh-voltageelectricalequipmenttomaintainorbasicallytomaintaintheoriginalperformancewithoutaffectingitsoperatingcharacteristicsmeettherequirementsofthetime.Intoday'ssocietyasawholeisincreasinglystrongdependenceofthehigh-voltageelectricalsupply,whenlossesoccurduetohighvoltageelectricalequipmentfailurecausedisimmeasurable,inadditiontothehigh-voltageelectricaldamagecausedbyman-madeimproperoperationofmutationandnaturalconditionscannotpredictundernormalcircumstances,throughthenormalassessmentofthelifeofthehigh-voltageelectricalequipment,timelyrepairandmaintenancecanimprovesystemreliabilityandreducetheprobabilityoffailure,maximizeequipmentutilization.Equipmentlifeassessmentmethodcameintobeing.High-voltageelectricalbusinessequipmentbasedonthecurrentmanagementsituation,theintroductionofthetheoryoflifecyclecostandtobuilditsaccountingmodel,themechanismfromthedesign,tender,maintenance,fouraspectsoftheunderlyingdatabaseanalysisofthemainfactorsaffecttheequipmentlifecyclecost,proposedapplicationfulllife-cyclecosttheoryofthedevicemanagementsuggestions.Thehigh-voltageelectricalequipmentlifecyclemanagementisanimportantmeanstooptimizethecost-effectivenessofhigh-voltageelectricalequipment.Thehigh-voltageelectricalequipmentlifecyclemanagementthroughplanning,projectdesignandequipmentbiddingdecision-makingaspectsoftheconstructionandoperationalphasestotakeintoconsiderationinordertoachievethelowestlifecyclecostofthehigh-voltageelectricalequipment,lookingforoneinputwiththeoperationandmaintenancecoststhebestcombinationbetweenthetwopoints,thuschangingthefragmentedrelationshipbetweenthetwo,one-sidedpursuitofaninvestmentminimumofpracticetoachievetheconvergenceofthevariousstagesofthelifecycleofhigh-voltageelectricalequipment.Toachievegoodqualityofhigh-voltageelectricalequipment,operationandmaintenancecostoptimization,whichisverysignificantlyreducewww.biyezuopin.cctheoverallcostofthewholelifecycleofthehigh-voltageelectricalequipment,toimprovetheoperationalefficiencyofthehigh-voltageelectricalequipment.Themaingoalofthisprojectisthroughthedevelopmentofhigh-voltageelectricalequipmentlifecyclecost(referredtoas:"LCC")thecompositionandcaliber,anditsimputation-sharingformula,thedesigncostevaluationindexsystem,fulllife-cyclecostmanagementsystemformaleanhigh-voltageelectricalequipmentthecostevaluationmethodwillsubstantiallyincreasethelevelofhighvoltageelectricalequipment-intensivehigh-voltageelectricalequipment,accounting,financialmanagement,andsupportoftheoriginaldatatotheinvestmentdecision-making,canfurtherstrengthenscientificmanagement,controlcosts,makethecostsmorerationalization,increaseproductivity,improvethemanagementlevel.Keywords:lifecyclecost;Model;influencingfactors;Suggestions目录16420摘要 图15所示）。

第四章成本评价指标体系4.1设计总体思路本课题所研究的成本评价指标体系包含两部分：分析评价指标和决策评价指标，分别用于不同的评价和分析目的。其中，分析评价指标用于各对象实际发生成本的评价（评价类指标）及分析（分析类指标），决策评价指标用于对未来方案（项目或高压电气设备）的全寿命周期成本预测值进行评价。图SEQFigure\*ARABIC16评价指标体系整体框架4.2分析评价指标体系分析评价指标由评价类指标和分析类指标组成。其中，评价类指标通过单体高压电气设备全寿命周期成本评价不同厂商/型号/细类高压电气设备的周期成本表现和管理水平，侧重全周期；而分析类指标则用于根据评价指标衡量结果查找差异原因、以确定重点提升领域，侧重分阶段。4.2.1评价类指标单体高压电气设备全周期评价指标通过计算各类高压电气设备单体年均周期终值成本的平均值，衡量公司高压电气设备全寿命周期成本管理水平（评价不同厂商/型号/类别的单体高压电气设备全寿命周期成本表现）。该指标的计算方法为：将某类单体高压电气设备的年均周期终值成本相加，除以该类高压电气设备的数量。单体高压电气设备的年均周期终值成本在单体高压电气设备报废年进行统计，在计算时首先需获取该高压电气设备从投运开始到报废整个寿命周期的历年成本数据，然后分别将各项成本按一定利率折算至报废时点后、相加并除以高压电气设备实际使用年限。如高压电气设备在寿命周期内发生后续资本性投入，则将历次后续资本性投入（在公式中以年度折旧费的方式体现）折算为终值并加入单体高压电气设备周期成本具体计算公式如下：单体高压电气设备年度平均终值成本=其中：CIj为第j年年度折旧费；COj为第j年运行期成本；CDj为第j次报废（含技改引起的部分报废及高压电气设备最终报废）引起的报废期成本；n为高压电气设备已使用年限；i为折算利率；n′为技改引起的部分报废及高压电气设备最终报废的总次数；n′j为历次报废（含技改引起的部分报废及高压电气设备最终报废）对应的年份。对于该指标结果的评价建议采用四分位法，即按指标计算结果的分布情况将所有参与计算的样本划分成四个相等区间，处于相同区间内的样本（不同公司）视为该类高压电气设备寿命周期成本管理水平相当。由于不同公司所在地区的经济发展水平、设备新旧程度等差异较大，建议通过设置相应调节系数，消除对于指标计算结果的影响，同时，还应允许不同公司对本地区存在的对指标结果可能产生较大影响的特殊情况进行说明。4.2.2分析类指标分析类指标设计角度从单位成本、成本比例及实际成本与计划成本偏差三个角度入手、分别针对各类对象的各阶段成本设计分析指标。分析单位成本用于分析统计期间内某类成本总额与表征规模量的数值（如高压电气设备数量、容量、长度等）之比。如分类项目投入期和运行期成本分析以及分类高压电气设备的运行期成本分析。分析成本比例用于分析统计期间内全寿命周期成本构成中相关成本项之比。如分类项目投入期成本分析、单体高压电气设备运行期成本分析以及分类高压电气设备报废期成本分析。分析实际成本与计划成本偏差用于分析统计期间内实际发生成本与计划成本值之比。如单体项目投入期成本分析和分类项目的投入期成本分析。4.3决策评价指标体系根据不同决策评价用途分别进行指标设计，此类评价指标均为对决策方案未来的全周期成本进行评价。4.3.1项目立项经济性评价指标对于项目立项经济性评价，采用项目可研方案全寿命周期成本指标进行评价。在对项目可研方案预期的全寿命周期成本投入进行预测并折算为现值后，与项目预期收益结合，辅助进行项目投资的优先排序。4.3.2项目初步设计方案评价指标对于项目初步设计方案评价，采用项目设计方案全寿命周期成本指标进行评价。根据不同初步设计方案计算期间的异同，可分别采用以下两种计算方法：项目设计方案全寿命周期成本指标；采用费用现值比较法，考虑货币的时间价值，将选定计算期内各年成本按指定的折现率折算到建设初期（选定计算期第一年年初）的现值之和，适用于备选方案的项目计算期相同的情况；项目设计方案年平均周期成本指标：采用年费用比较法，考虑货币资金时间价值，将各备选方案的总成本现值换算为选定计算期内各年的等额费用，适用于备选方案的项目计算期不相同的情况。此指标的评标应用是对不同项目设计方案（对应不同接线方式、布置方式等）的全寿命周期成本进行比较，以判断全寿命周期成本最低的项目初步设计方案。4.3.3主设备LCC评标评价指标 对于主设备LCC评标评价，采用设备全寿命周期成本指标进行评价。根据备选设备使用年限的异同，可分别采用以下两种计算方法：设备全寿命周期成本指标：采用费用现值比较法，考虑货币的时间价值，将高压电气设备使用年限内各年成本按指定的折现率折算到设备服役初期（开始服役的第一年年初）的现值之和，适用于备选设备的成本评价期间相同的情况；设备年平均周期成本指标：采用年费用比较法，考虑货币的时间价值，将各备选设备的总成本现值换算为选定计算期内各年的等额费用，适用于备选设备的成本评价期间不相同的情况。此指标的评标应用是对不同备选设备的全寿命周期成本进行比较，以选择全寿命周期总成本最低的设备。 第五章总结与展望5.1设计原则及思路高压电气设备结构部件寿命出现问题，主要是机械结构的损坏或是应力以及物理性质的变化，针对不同的变化形式，人们采用不同的寿命预测方法。本文深入研究了电气设备结构部件在等幅载荷作用下的疲劳寿命预测方法，具体的介绍了目前国内外常用的寿命预测方法，包括断裂力学方程、人工神经网络方法、应变——寿命预测的方法、应力——寿命预测法等的理论基础和具体评价方法。并且着重研究了应力——周期评估法。5.2展望由于高压电气设备的LCC管理工作涉及到诸多复杂的计算模型，已经不是原始意义上的对成本的加减运算，一些复杂设备的故障发生模式复杂多变，必然导致对故障成本，维修成本的估算日趋复杂，因此需要建立科学的信息管理系统，运用信息技术管理设备的基础数据库，大大减轻设备成本核算的工作量和人工的支出。随着设备管理的日益精益化，对设备各种敏感性分析要求也越来越来，运用现在信息手段管理设备已是必然的要求。高压电气设备的全生命周期管理工作是一项系统性、综合性、基础性的工作，实质是系统工程理论在管理工作中的应用，拥有庞大设备资产的电力企业运用LCC管理理念和方法进行公司设备的管理已是必然的要求和趋势，随着研究的深入必然有着广阔的应用前景。参考文献[1]INTERNATIONALSTANDARDIEC60300-3-3SecondEdition,Dependabilitymanagement–part3-3:Applicationguide-lifecyclecosting[S],2004-07[2]张俊，基于全寿命周期成本(LCC)的变电站建设的决策分析[D],2007-05[3]邱仕义，高压电气设备可靠性维修[M]，中国电力出版社，,2004,204-205[4]王杰.电力工程造价管理分析[J].内蒙古电力技术,2005,23(4).[5]杨旭中.电力工程造价控制[M].北京:中国电力出版社,1999[6]刘开敏.国外高压电气设备寿命管理技术动态［J］.中国电力，1997，[7]王玲玲，王静等.电动机平均寿命的零失效验收方案［J］.应用概率统计，1995，11[8]张卫正，刘金祥，魏春源等.基于发动机受热件热疲劳试验损伤的寿命预测研究.内燃机学报，2002,1(20):92-94.[9]李竞，幕晓冬，尹宗润.基于灰色理论的电子设备寿命预测研究.仿真技术，2009,25(4):243-245.[10]邱立鹏.设备剩余寿命的预测与分析：[硕士学位论文].大连:大连理工大学,2000.[11]LuonanCHEN，JunichiTOYODA.OptimalGeneratingUnitMaintenanceSchedulingforMulti-AreaSystemwithNetworkConstrains.IEEETransonwww.biyezuopin.ccPowerSystem,Vol.6,No.3,Aug.1991:1168-1174[12]L.N.CHEN,J.TOYODA.PowerMaintenanceSchedulingBasedonTwoLevelHierarchicalStructuretoEqualIncrementalRisk.IEEETransonPowerSystem,Vol.5,No.4,[13]王道平，张义忠，故障智能诊断系统的理论与方法，冶金工业出版社，2001.[14]刘武林，牛征，曹娅兰，等。火力发电厂设备状态检修的数据获取探讨，湖南电力，第23卷，2003年第2期[15]王树林，袁志宏，专家系统设计原理，科学出版社，1991年12月[16]林尧瑞，张钱，石纯一专家系统原理与实践，清华大学出版社，1988年4月[17]国家电力公司，火力发电厂实施设备状态检修的指导意见，中国电力，第35卷第2期，2002年2月[18]徐德凤，基于状态监控与诊断中心的状态检修技术，SensorWorld,2003年6月[19]邓瑞鹏，丁坚勇，发电厂电气设备状态检修管理信息系统的设计，电力安全技术，第4卷，2002年第4期[20]INTERNATIONALSTANDARDIEC60300-3-3SecondEdition,Dependabilitymanagement–part3-3:Applicationguide-lifecyclecosting[S],2004-07[21]张俊，基于全寿命周期成本(LCC)的变电站建设的决策分析[D],20