變電工程質(zhì)量管理對(duì)經(jīng)濟(jì)成本的影響及管控策略

變電工程作為電力系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)，其建設(shè)質(zhì)量直接影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。在電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，質(zhì)量管理不僅關(guān)乎施工進(jìn)度與工程壽命，還對(duì)經(jīng)濟(jì)成本的控制起著決定性作用。近年來(lái)，隨著電力需求的增長(zhǎng)和技術(shù)的進(jìn)步，變電工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，但施工過(guò)程中仍然存在質(zhì)量管理不到位的問題，導(dǎo)致返工、設(shè)備故障和安全事故的發(fā)生，進(jìn)而增加工程投資和運(yùn)營(yíng)成本。如何通過(guò)科學(xué)的質(zhì)量管理措施，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益的最佳平衡，成為當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的重要課題。

一、變電工程質(zhì)量管理對(duì)經(jīng)濟(jì)成本的影響

（一）質(zhì)量管理缺失導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)成本上升

在變電工程建設(shè)中，質(zhì)量管理的缺失可能導(dǎo)致一系列經(jīng)濟(jì)成本的增加，主要體現(xiàn)在施工返工、設(shè)備故障及運(yùn)行事故三方面。首先，由于施工過(guò)程中材料選用不當(dāng)、施工工藝執(zhí)行不到位或人員技術(shù)水平不足，容易導(dǎo)致工程質(zhì)量缺陷。例如，變壓器基礎(chǔ)澆筑過(guò)程中，混凝土的水灰比、塌落度若控制不當(dāng)，會(huì)造成基礎(chǔ)強(qiáng)度不足，導(dǎo)致后期設(shè)備沉降或開裂，從而需要重新施工，增加人工、材料和工期成本。

其次，設(shè)備故障的增加也是質(zhì)量管理缺失的直接后果。部分施工單位為了降低成本，選用非標(biāo)或質(zhì)量達(dá)不到要求的電氣設(shè)備，如采用劣質(zhì)GIS（氣體絕緣開關(guān)設(shè)備），其氣密性不足，導(dǎo)致SF6（六氟化硫）氣體泄漏，進(jìn)而引發(fā)電弧放電甚至設(shè)備損壞。設(shè)備一旦發(fā)生故障，不僅影響電網(wǎng)安全，還需支付高昂的維修和更換費(fèi)用。

此外，質(zhì)量問題若未在早期發(fā)現(xiàn)并加以控制，可能會(huì)引發(fā)重大運(yùn)行事故。例如，某些變電站母線接頭螺栓未嚴(yán)格按扭矩標(biāo)準(zhǔn)（如100～120N·m）緊固，導(dǎo)致長(zhǎng)期運(yùn)行中接觸電阻增加，引發(fā)接頭過(guò)熱甚至燒毀，進(jìn)而導(dǎo)致全站失電。這不僅影響供電可靠性，還可能導(dǎo)致大面積經(jīng)濟(jì)損失，如停產(chǎn)、賠償?shù)入[性成本。

（二）優(yōu)質(zhì)管理對(duì)經(jīng)濟(jì)成本的優(yōu)化作用

高質(zhì)量的施工管理能有效降低工程全生命周期的維護(hù)成本，提高運(yùn)行效率，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)成本的優(yōu)化。首先，在施工環(huán)節(jié)，通過(guò)嚴(yán)格的工藝流程管控，如采用“熱熔焊接”技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)螺栓連接，可提高接地網(wǎng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，減少接地電阻的升高問題，從而降低后期維護(hù)成本。

其次，優(yōu)質(zhì)的設(shè)備管理可以減少故障發(fā)生率，提高設(shè)備使用壽命。例如，在GIS設(shè)備安裝時(shí)，應(yīng)用超聲波局放檢測(cè)技術(shù)（局放信號(hào)一般在0～100mV之間，超過(guò)50mV即可能存在絕緣缺陷）對(duì)絕緣系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，可有效降低因絕緣問題導(dǎo)致的設(shè)備故障率。

此外，采用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，如智能溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)母線接頭、變壓器套管等關(guān)鍵部位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（如溫升超過(guò)75℃報(bào)警），可以提前發(fā)現(xiàn)潛在問題，避免因設(shè)備過(guò)熱而發(fā)生事故，降低突發(fā)維修成本。

（三）質(zhì)量管理對(duì)工程全生命周期成本的影響

變電工程的全生命周期包括設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)階段，每個(gè)階段的質(zhì)量管理均直接影響整體經(jīng)濟(jì)成本。

在設(shè)計(jì)階段，優(yōu)化電氣系統(tǒng)方案，如采用500kV變電站主變“單母分段+旁路”方案代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“雙母線”方案，不僅提高供電可靠性，還減少設(shè)備投資成本約15%。

在施工階段，嚴(yán)格執(zhí)行電力建設(shè)施工質(zhì)量驗(yàn)收及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，并采用激光掃描技術(shù)進(jìn)行GIS安裝精度測(cè)量（誤差控制在±2mm以內(nèi)），可以提高施工精度，減少后期調(diào)試和維護(hù)費(fèi)用。

運(yùn)行維護(hù)階段，利用數(shù)字孿生技術(shù)建立全站設(shè)備健康模型，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行智能預(yù)測(cè)維護(hù)。例如，變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)[（H2（氫氣）含量超過(guò)150ppm、C2H2（乙炔）含量超過(guò)5ppm則可能存在故障]，可提前預(yù)警設(shè)備異常，避免突發(fā)故障帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。

二、變電工程質(zhì)量管理的主要問題與挑戰(zhàn)

（一）施工階段的質(zhì)量控制難點(diǎn)

在施工過(guò)程中，材料質(zhì)量、工藝控制和人員技術(shù)水平是影響變電工程質(zhì)量管理的三大關(guān)鍵因素，任何環(huán)節(jié)的疏忽都可能導(dǎo)致設(shè)備故障、運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增加，進(jìn)而帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。

在材料選擇方面，一些施工單位為了降低初期成本，可能采購(gòu)低質(zhì)量電纜，特別是在高壓輸電工程中，銅芯電纜的導(dǎo)電率對(duì)電力傳輸效率至關(guān)重要。優(yōu)質(zhì)銅芯電纜的銅含量應(yīng)≥99.7%，而部分低質(zhì)量電纜可能因銅雜質(zhì)過(guò)多或摻雜回收銅，使電阻率增大，導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程中電纜發(fā)熱嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)溫度超過(guò)90℃的過(guò)載現(xiàn)象。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，這種劣質(zhì)電纜可能因熱膨脹收縮導(dǎo)致絕緣層老化，增加擊穿短路的風(fēng)險(xiǎn)，最終導(dǎo)致設(shè)備故障或火災(zāi)事故。

在工藝控制方面，GIS的安裝質(zhì)量直接影響變電站的長(zhǎng)期可靠性。GIS設(shè)備的絕緣介質(zhì)通常采用SF6氣體，其密封性是影響設(shè)備性能的重要指標(biāo)。按照標(biāo)準(zhǔn)要求，GIS設(shè)備安裝完成后應(yīng)進(jìn)行SF6氣體密封試驗(yàn)，測(cè)試方法要求保持0.5MPa壓力48小時(shí)，壓力降不超過(guò)0.05MPa。然而，部分施工單位因工期緊張或疏忽管理，并未嚴(yán)格執(zhí)行該試驗(yàn)，導(dǎo)致設(shè)備在投運(yùn)后出現(xiàn)SF6氣體泄漏。SF6氣體一旦泄漏，不僅會(huì)影響設(shè)備的絕緣性能，還可能引發(fā)電弧放電事故，甚至導(dǎo)致變電站整體停運(yùn)。

在人員技術(shù)水平方面，施工人員的專業(yè)技能和操作規(guī)范對(duì)變電工程質(zhì)量有直接影響。GIS設(shè)備的安裝過(guò)程中，真空干燥工藝是確保設(shè)備內(nèi)部絕緣性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。按照技術(shù)要求，GIS設(shè)備的真空度應(yīng)達(dá)到≤100Pa，以確保設(shè)備內(nèi)部無(wú)水分殘留。然而，一些未經(jīng)過(guò)嚴(yán)格培訓(xùn)的施工人員可能未能正確操作真空干燥設(shè)備，導(dǎo)致GIS設(shè)備內(nèi)部仍殘留水汽，進(jìn)而影響其長(zhǎng)期絕緣性能。例如，水分進(jìn)入GIS內(nèi)部后，可能在高電場(chǎng)作用下導(dǎo)致局部放電，長(zhǎng)期運(yùn)行后可能發(fā)生絕緣擊穿。

（二）監(jiān)管體系的不足

當(dāng)前變電工程的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管機(jī)制雖較為完備，但在實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中仍然存在一定的不足。盡管變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程及電力建設(shè)施工質(zhì)量驗(yàn)收及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)變電工程質(zhì)量管理作出了明確規(guī)定，但部分項(xiàng)目在實(shí)際建設(shè)中，由于工期緊張或成本壓力，往往簡(jiǎn)化甚至跳過(guò)部分關(guān)鍵質(zhì)量檢測(cè)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致質(zhì)量隱患增加。例如，在35kV高壓電纜的施工驗(yàn)收過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)施加U=2.5U0的耐壓試驗(yàn)電壓，并持續(xù)15分鐘以驗(yàn)證電纜絕緣性能。但部分施工單位為了趕工期，可能僅進(jìn)行短時(shí)間耐壓測(cè)試或直接省略耐壓試驗(yàn)，增加了電纜絕緣老化、擊穿的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而影響變電站長(zhǎng)期安全運(yùn)行。

此外，監(jiān)管體系在質(zhì)量追溯和責(zé)任界定方面仍存在漏洞。例如，在GIS（氣體絕緣開關(guān)設(shè)備）安裝過(guò)程中，SF6氣體密封性試驗(yàn)通常要求保持0.5MPa氣壓48小時(shí)無(wú)明顯壓力下降，但一些工程未嚴(yán)格執(zhí)行，導(dǎo)致投運(yùn)后發(fā)生SF6氣體泄漏，影響絕緣可靠性。由于質(zhì)量監(jiān)管不到位，往往難以明確是制造問題、施工缺陷還是運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)所導(dǎo)致的問題，從而影響后續(xù)的質(zhì)量改進(jìn)和責(zé)任追溯。

（三）經(jīng)濟(jì)成本與質(zhì)量管理的平衡問題

變電工程的高質(zhì)量管理通常伴隨著一定的前期投入，而部分企業(yè)或施工單位出于短期經(jīng)濟(jì)壓力，可能傾向于降低初期投資，從而影響長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益。一個(gè)典型的案例是設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝，如100kV GIS設(shè)備的局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，單套設(shè)備的成本高達(dá)50萬(wàn)元。盡管這一投入較高，但它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)GIS內(nèi)部的絕緣狀態(tài)，提前發(fā)現(xiàn)放電隱患（如局放信號(hào)超過(guò)50mV），避免因設(shè)備絕緣劣化導(dǎo)致的突發(fā)故障。若缺乏該系統(tǒng)，GIS設(shè)備一旦發(fā)生內(nèi)部絕緣損壞，可能需要整體更換，維修成本可能高達(dá)數(shù)百萬(wàn)元，并且會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間停電，影響電網(wǎng)穩(wěn)定性。

此外，采用更高標(biāo)準(zhǔn)的施工材料和設(shè)備，也可能在短期內(nèi)增加成本，但長(zhǎng)期來(lái)看能夠減少維護(hù)和更換支出。例如，在主變壓器選型過(guò)程中，低損耗變壓器（如空載損耗≤0.5%額定功率）雖然采購(gòu)成本較高，但其運(yùn)行能耗大幅降低，10年運(yùn)行期內(nèi)可節(jié)約數(shù)百萬(wàn)度電，遠(yuǎn)遠(yuǎn)抵消了初期成本的增加。

三、變電工程質(zhì)量管理的優(yōu)化管控策略

（一）加強(qiáng)全過(guò)程質(zhì)量管理體系建設(shè)

全過(guò)程質(zhì)量管理體系貫穿變電工程的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)階段，每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量?jī)?yōu)化都能有效降低經(jīng)濟(jì)成本，提高工程整體效益。

在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)用BIM（建筑信息模型）技術(shù)進(jìn)行全方位模擬，可以優(yōu)化設(shè)備布置和施工方案，減少施工誤差。例如，在變電站設(shè)計(jì)中，GIS設(shè)備、變壓器、母線的空間布置需符合安全規(guī)范，同時(shí)確保施工方便。通過(guò)BIM技術(shù)，可在三維環(huán)境中模擬設(shè)備安裝和運(yùn)維場(chǎng)景，提前發(fā)現(xiàn)空間沖突，優(yōu)化施工路徑，減少后期返工成本。此外，BIM還能結(jié)合電磁場(chǎng)仿真分析，優(yōu)化電纜路徑，減少電磁干擾，提高電力設(shè)備的安全性。

在施工階段，引入智能巡檢機(jī)器人進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，有助于提高施工精度并降低人為誤差。例如，變電站母線接頭的螺栓緊固力度直接影響接觸電阻，若人為操作不當(dāng)（扭矩低于規(guī)定100～120N·m范圍），可能導(dǎo)致接觸點(diǎn)發(fā)熱甚至燒毀。智能巡檢機(jī)器人配備紅外熱成像功能，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)母線接頭溫升情況，若溫度異常（超過(guò)75℃），則提前報(bào)警，提示調(diào)整螺栓扭矩，防止后期因接觸電阻過(guò)大而引發(fā)設(shè)備故障。

在運(yùn)行階段，采用“預(yù)測(cè)性維護(hù)+數(shù)字孿生”技術(shù)，可以大幅提升設(shè)備的運(yùn)維效率。以變壓器為例，傳統(tǒng)的定期檢修模式可能導(dǎo)致資源浪費(fèi)或設(shè)備隱患未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，而預(yù)測(cè)性維護(hù)通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)（如繞組溫度、油色譜分析），可以在潛在故障發(fā)生前提供預(yù)警。例如，當(dāng)變壓器油中H2含量超過(guò)150ppm、C2H2超過(guò)5ppm，預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)即可判斷設(shè)備可能存在局部放電故障，并提醒運(yùn)維人員提前檢查，避免設(shè)備損壞。結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)，還能通過(guò)虛擬仿真分析變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)維護(hù)，提高設(shè)備壽命，降低長(zhǎng)期維護(hù)成本。

（二）強(qiáng)化施工過(guò)程中的質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制

施工階段是變電工程質(zhì)量管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，任何施工瑕疵都可能引發(fā)設(shè)備故障或運(yùn)營(yíng)成本增加。因此，需要建立嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制，確保施工質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

完善質(zhì)量檢測(cè)體系，加強(qiáng)GIS的質(zhì)量監(jiān)測(cè)。例如，GIS設(shè)備的氣體密封性直接影響其絕緣性能，若焊接存在缺陷，SF6氣體可能泄漏，導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度下降甚至發(fā)生閃絡(luò)事故。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法主要依賴人工目測(cè)或局部氣密性試驗(yàn)，存在精度低的問題。為此，可增加超聲波探傷檢測(cè)，利用高頻聲波檢測(cè)焊縫內(nèi)部缺陷，如發(fā)現(xiàn)超聲波回波信號(hào)異常（焊縫內(nèi)部存在氣孔、裂紋），則要求重新焊接，確保密封性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)（如0.5MPa壓力下48小時(shí)無(wú)壓降）。

加強(qiáng)施工人員培訓(xùn)，提升施工質(zhì)量。例如，GIS設(shè)備安裝過(guò)程涉及真空干燥處理，若真空度未達(dá)≤100Pa，設(shè)備內(nèi)部可能存在潮氣，影響長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性。因此，所有施工人員需接受電氣設(shè)備安裝調(diào)試技術(shù)培訓(xùn)合格證認(rèn)證，確保掌握設(shè)備安裝規(guī)范。針對(duì)高壓電纜接頭制作，需通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)考核，確保施工人員能夠準(zhǔn)確控制電纜剝切尺寸（誤差≤1mm）、端子壓接力度（達(dá)到規(guī)定25～30kN范圍），避免因工藝問題導(dǎo)致接觸不良或電纜發(fā)熱。

（三）優(yōu)化經(jīng)濟(jì)成本與質(zhì)量管理的協(xié)同機(jī)制

質(zhì)量管理的實(shí)施需要考慮經(jīng)濟(jì)成本，既要確保高質(zhì)量施工，又要避免不必要的開支。因此，優(yōu)化質(zhì)量管理與成本的協(xié)同機(jī)制至關(guān)重要。

采用LCC（全生命周期成本分析），綜合評(píng)估不同質(zhì)量管理措施的長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)影響。例如，在變壓器采購(gòu)過(guò)程中，短期內(nèi)低成本的變壓器可能看似節(jié)省預(yù)算，但其空載損耗較高（空載損耗大于0.7%額定功率），長(zhǎng)期運(yùn)行電能損耗大幅增加。相比之下，雖然低損耗變壓器（空載損耗≤0.5%額定功率）采購(gòu)成本略高，但由于其運(yùn)行損耗降低，可在10年運(yùn)行期內(nèi)節(jié)省數(shù)百萬(wàn)度電，最終帶來(lái)更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。因此，在設(shè)備選型階段，應(yīng)基于LCC分析，選擇長(zhǎng)期成本最低的設(shè)備，而非單純追求最低采購(gòu)價(jià)格。

推動(dòng)質(zhì)量管理信息化建設(shè)，利用AI（人工智能）技術(shù)分析歷史故障數(shù)據(jù)，優(yōu)化維護(hù)策略。例如，利用AI算法對(duì)變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，可提前預(yù)測(cè)設(shè)備的潛在故障點(diǎn)。例如，某些變壓器繞組絕緣老化的特征數(shù)據(jù)（如介損增大、油中微水含量上升），通過(guò)AI分析可判斷其剩余壽命，提前安排檢修，而不是等到故障發(fā)生后緊急更換，減少突發(fā)維修成本。此外，建立智能工單管理系統(tǒng)，通過(guò)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，優(yōu)化檢修資源配置，減少不必要的人工投入，提高檢修效率，降低維護(hù)支出。

結(jié)語(yǔ)：

高效的變電工程質(zhì)量管理是降低經(jīng)濟(jì)成本的關(guān)鍵。通過(guò)嚴(yán)格的材料控制、工藝優(yōu)化及智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，可以有效減少返工率、提升設(shè)備運(yùn)行可靠性，同時(shí)降低全生命周期維護(hù)成本。然而，當(dāng)前質(zhì)量管理仍面臨施工控制難點(diǎn)、監(jiān)管體系不足及經(jīng)濟(jì)平衡問題，需通過(guò)全過(guò)程質(zhì)量管理體系建設(shè)、強(qiáng)化監(jiān)督機(jī)制及優(yōu)化成本管控策略來(lái)提升變電工程質(zhì)量管理水平，最終實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。