LabVIEW軟件在主變壓器檢修中的應用

王亢 馬松齡

關鍵詞： LabVIEW; 主變壓器; 檢修; 風險評估; 全壽命周期成本; 優(yōu)先度排序

中圖分類號： TN98?34; TM407 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 1004?373X（2019）03?0143?05

Abstract： A design idea of maintenance plan combining risk assessment model and life cycle cost （LCC） technology is proposed， and an application software is developed on the basis of graphical programming language LabVIEW to formulate the scientific and reasonable maintenance plan for main transformer， and further save the cost of maintenance. Using the software， the sorting of maintenance priority for multiple main transformers is realized according to the calculated faulty probability and risk value of every main transformer， and the transformer in need of maintenance is selected; the most economical and reasonable maintenance method is recommended according to LCC model of main transformer and prediction results of faulty probability after maintenance. The software considers both technical and economic indicators， its interface is simple and easy to use， has abundant online help system to make the formulation of maintenance plan more convenient and reasonable.

Keywords： LabVIEW; main transformer; maintenance; risk assessment; life cycle cost; priority sorting

主變壓器作為電網運行的主設備之一，它的可靠運行在很大程度上影響到電網的穩(wěn)定程度。為了降低因主變壓器故障概率攀升而導致的電網停電風險，需要定期展開檢修工作。檢修時制定合理的檢修方案，不僅能有效消除主變壓器部件缺陷，降低主變壓器故障概率，還能有效降低檢修成本[1?2]。制定主變壓器檢修方案前，應先依據規(guī)則進行風險評估計算，再安排檢修計劃。業(yè)內應用較為普遍的是南方電網公司的《設備狀態(tài)評價與風險評估技術導則》（后文簡稱導則）[3?4]。該導則頒布較早，主要從技術角度評估風險等級，計算比較繁瑣，納入的指標也較少，對經濟指標的考量更少。隨著技術進步，不僅對風險因子考慮更加全面，加上人工成本大幅上升，經濟指標考量已不容忽視。盡管有學者進行了此方面的研究，但理論性較強未貼近工程實際應用[5]。為此，本文研究全壽命周期成本（Life Cycle Cost，LCC）技術與風險評估相結合的主變壓器檢修方案，并將LabVIEW軟件作為開發(fā)平臺，構建了一款適合工程實際應用的主變壓器檢修軟件。

1 ?主變壓器檢修軟件開發(fā)依據

安排主變壓器檢修時，通常是按導則給出風險評估模型計算后排定檢修次序。但根據導則只能計算主變壓器在正常狀態(tài)、注意狀態(tài)、異常狀態(tài)和嚴重狀態(tài)下的4種平均故障概率，不能將每一狀態(tài)評分值與故障概率關聯。根據國家電網公司于2008年發(fā)布的《輸變電設備風險評估導則》，可以計算主變壓器每一狀態(tài)分值下的故障概率，但是此方法按指數擬合可能會出現設備故障概率超過100%的荒謬結果。為解決此類問題，國家電網公司在2013年頒布了企業(yè)標準Q/GDW 1903—2013輸變電設備風險評估導則[6]，對計算方法做了很大改進，也考慮了經濟因素的影響。但由于標準涉及全部輸變電設備，考慮因素很多，計算模型極其復雜，對于變壓器檢修只有指導意義，直接應用有很大難度。為與工程實際接軌，本文軟件開發(fā)框架沿用南方電網公司導則，但故障概率計算采用2013版（Q/GDW 1903—2013）更為合理的方法，避免了擬合誤差。

在一個現代化管理的企業(yè)中，對于設備的全壽命周期成本（LCC）概念已經建立。以提高主變壓器檢修時的經濟效益為目標，本文建立了LCC分析模型。同時為避免導則以及企業(yè)標準Q/GDW 1903—2013中極其繁瑣的運算過程，更加貼近工程實際，開發(fā)了應用軟件包。

2 ?LabVIEW下主變壓器檢修軟件開發(fā)

LabVIEW是美國NI公司開發(fā)的圖形化編程軟件，由于內置大量功能函數，能夠很方便地完成數據采集分析、顯示、儀器控制、工業(yè)過程仿真及控制等多種操作，已成為測控領域標準化軟件。由于源代碼公開，具有良好的可擴展性，更加適合硬件工程師、實驗室技術人員、生產線技術人員在工程領域的使用[7]?？紤]到將來設備狀態(tài)參數直接從現場采集，使得軟件更具有針對性，因此采用LabVIEW作為開發(fā)平臺，構建了一款主變壓器檢修軟件。主要包括以下兩部分功能：

1） 多臺主變壓器檢修優(yōu)先排序。通過輸入待檢修主變壓器的狀態(tài)評分和變壓器參數，軟件能夠計算出多臺待檢修主變壓器的風險值并相互比較，得出待檢修主變壓器的優(yōu)先檢修順序。

2） 故障主變壓器檢修方式判斷。選擇待檢修的故障主變壓器，通過設置LCC費用，軟件能夠實現不同檢修方式的比較并且得出推薦檢修的方式，另外還可以查看不同檢修方式下的詳細計算結果并且以Excel表格的形式導出保存到本地。

具體檢修程序流程如圖1所示。

2.1 ?多臺主變壓器檢修優(yōu)先排序

軟件第一部分主要用于解決多臺主變壓器檢修優(yōu)先排序問題。當對多臺主變壓器安排檢修時，首先對它們進行風險評估，根據風險值決定檢修的優(yōu)先順序，風險值越大的檢修需求越強。

之后選取第三臺變壓器的參數進行風險計算并設置LCC的費用，完成后點擊檢修方式按鈕會得到建議采取的檢修方式，如圖11所示。

4 ?結 ?語

本文在主變壓器風險評估模型的框架下，采用國家電網公司企業(yè)標準Q/GDW 1903—2013計算主變壓器檢修前的故障概率，并且在選擇檢修方式時結合LCC分析方法進行比較，從而給出一種既滿足技術可靠性又兼顧經濟性的主變壓器檢修方案。同時考慮到與工程實際應用接軌，在LabVIEW平臺下開發(fā)了一款主變壓器的檢修軟件以省去檢修方案中復雜、繁瑣的計算過程。軟件能夠解決不同狀態(tài)評分、電壓等級、容量下的多臺主變壓器檢修時的優(yōu)先順序問題，以及迅速地計算出不同檢修方式下的故障主變壓器風險值和LCC變化量，從而比較判斷故障主變壓器的檢修方式建議。軟件具有很好的通用性、可擴展性和適應性，為今后變電站主變壓器檢修提供了有效的理論參考。

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