寿命周期费用（LCC）在设备管理中应用广泛，主要指一个系统或设备在全寿命周期内，为购置它和维持其正常运行所需支付的全部费用，即产品（设备）在其寿命周期内设计、研究与开发、制造、使用、维修和保障直至报废所需的直接、间接、重复性、一次性和其他有关费用之和。
近年来,华东电网各有关单位严格执行“国家电网公司变压器类设备管理规范”、“国家电网公司输变电设备评价标准”和“华东电网500 kV电压等级变压器全过程管理技术规范”,取得了显著的成绩,全网连续多年未发生500 kV变压器设备损坏事故,设备可靠性指标在国网系统均名列前茅。如何在保证供电可靠性的基础上,提高设备全寿命资产管理水平,成为广泛关注的热点。
随着国网公司两级招标管理体制的建立及招标采购管理制度的不断完善,集中规模招标采购活动已逐步规范化和制度化,在节约采购成本、降低工程造价上取得了较为显著的成绩。
本文希望通过研究在招标采购中应用全寿命周期成本管理(以下简称LCC)方法,能够在招标环节对制造厂家有所约束,同时为电网企业对变压器全过程管理提供依据,最终实现电网企业和制造厂商双赢。
1 LCC的发展和当前形势
1.1 LCC的发展[1]
LCC概念起源于瑞典铁路系统, 1965年美国国防部在全军实施。1996年国际电工委员会(IEC)发布了国际标准IEC60300-3-3,并于2004年7月又发布了修订版。1999年6月美国总统克林顿签署了政府命令,各州政府所需的装备及工程项目,要求必须有LCC报告,没有LCC估算、评价,一律不准签约。此外,国际大电网会议(CI-GRE)也在2004年提出要用全寿命周期成本来进行设备管理,鼓励制造商提供产品的LCC报告。
国际上各重要电力设备制造商,如ABB、Siemens等,正在开展其产品的LCC相关研究。国外电力公司也非常重视LCC管理,通过资产管理计划制定资产的全寿命周期管理策略,如英国NG公司、新西兰Ashburton电力公司等。
1.2 国家电网全寿命周期管理的部署2008年年中工作会议和第四季度会议上,国家电网公司对加强资产全寿命周期管理作出统一部署,提出必须加快转变管理理念,创新管理方式,统筹处理好安全、效能和周期成本三者的关系,实现资产的全过程、精益化管理,从战略高度概括了开展全寿命周期管理的重要性和必要性。
资产全寿命周期管理(Life Cycle AssetMan-agemen,t简称“LCAM”)起源于全周期成本管理(Life Cycle Cos,t简称“LCC”管理),是LCC管理理念的发展和丰富。
2 变压器的特点电力变压器与其他输变电设备相比具有如下主要特点。
(1)残值高 由于变压器是材料密集型产品,其价值主要取决于硅钢片、铜材和变压器油等消耗主材的价值(如2009年4月铜的售价为4万元/t)。而且报废后的材料几乎100%可回收利用。
(2)运行成本高 变压器在寿命周期内的能耗费用和运行维护、检修预试费用很高。
(3)风险高 变压器发生事故,所造成的损失无法估量,尤其处于重要场所的城市变电站和地下变电站的变压器,发生事故时损失与事故处理成本更高。
3 变压器的LCC建模研究项目组通过调研,对华东电网500 kV变压器的运行、检修、故障情况作了较为全面的了解。以此为基础开展了500kV变压器的全寿命周期费用分析和LCC建模研究。
LCC全寿命周期费用分析是LCC建模研究的基础, 500 kV变压器的全寿命周期费用(LCC)包括设备购置、安装、运行、检修、改造直至报废的全过程发生的费用[2]。
应用以下计算模型框架:
LCC =CI+CO +CF +CD(1)式中 LCC———变压器设备在全寿命周期内的总费用;CI———初次投入费用;CO———运行维护和检修预试费用;CF———故障(事故、障碍、缺陷)费用;CD———设备退役处置费用。
(1) 500 kV变压器CI主要包括设备的购置费、安装调试费和其他费用。
(2)运行维护和检修预试费用CO,主要包括设备能耗费用、运行维护与预试检修费用。华东电网每年运行维护、检修预试费预算约占设备购置费用的10%,每年能耗费用约占变压器购置费用的5%。按年利率5%计算,变压器在以寿命周期30年内的运行成本折算到现值,约为制造成本的几倍。这是相当惊人的。
(3)故障(事故、障碍、缺陷)费用CF,包括故障检修费用、故障损失费。
故障检修费用主要包括现场抢修费用。包括拆迁故障设备费用、运输故障变压器费用、安装新设备费用。故障损失费用包括停电损失费用和购置新变压器费用。故障费用CF计算时要考虑故障概率,最终折算为现值。
(4)退役处置费用CD,包括设备拆除处置人工、设备费用以及运输费和其他费用,并应减去设备退役时的残值。变压器残值高,在设备退役处理时会获得回收获利。对当前新购置的变压器,如以当前回收价计算,估计在购置时原费用的50%,折为现值,则为购置时原费用的3. 2%左右(按年利率5%计算)。
4 变压器障碍分析及与LCC的关系4.1 变压器障碍分析变压器设备的运行表现与出厂先天条件密切相关,这也是电网公司能在招标环节对制造厂家有所约束、并最终实现双赢的依据和基础。统计表明,华东电网500 kV变压器本体状况普遍良好,组附件故障率偏高,其中渗漏油、套管故障与非电量保护装置故障是500 kV变压器主要的障碍类型,且大部分缺陷均与设备出厂质量密切相关。因此,必须加强源头阶段的管理,特别是通过在招标环节应用LCC方法提高设备质量来进一步提高设备的可靠性。
渗漏油是变压器缺陷中发生率最高的,也是难以彻底根治的一类缺陷。从统计数据看,渗漏故障主要反映在密封垫不良、焊接不良及材质不良等方面,如某主变油压速动继电器蝶阀两侧和排油阀渗油,既有密封圈厚度不满足要求的原因,也有未采用耐油橡胶密封圈的原因。尽管一般情况下渗漏对安全运行影响不大,但渗漏可能需要变压器设备停运处理,较为严重的情况会影响到供电可靠性。据了解,整套密封件成本一般不超过设备总成本的2% (约20~30万元),同样提高焊接工艺与材质质量的费用增长也可控制在合理范围内。
在500 kV变压器障碍中,变压器附件的质量问题也是华东电网500 kV变压器被迫停运的重要原因之一。
以最近的某年华东电网变压器停运情况为例,如: (1)套管油位计指示异常 共发生4台次,且都在某家公司的500kV套管上,说明该公司采用的同型或同批次的产品存在质量问题,且具有一定共性。(2)套管末屏渗漏 该问题的出现,主要是因为末屏试验端子结构不尽合理,不方便试验人员接线,很可能在多次试验后破坏该处密封,导致渗油。该类问题在几个厂家的产品上都出现过,属于共性问题,需有合适途径让有关厂家能重视此问题并改进。(3)油流继电器指示异常 属结构设计上的问题,该公司产品的油流指针无轴承,在运行过程中容易造成机械磨损,并存在金属粉末随油流进入主变本体的可能,同型产品已有6只发现类似缺陷,需引起重视。
4.2 变压器障碍与LCC关系(1)组附件故障统计表明,变压器设备的缺陷与故障有一定共性,故可通过对以往的案例分析、费用统计,在概率论的基础上确定典型故障的停电时间、检修人工与费用、材料与备品等LCC计算参数,完善变压器的LCC建模工作。
(2)应加强过程管理,在不断提高安装施工和检修质量的基础上,在招标阶段对变压器生产厂家明确提出套管、密封件、油箱材质与质量要求(一定程度上可提高标准)来减少故障发生的几率,从而在不明显增加购置总费用的前提下可实现可靠性的大幅提升,最终降低变压器的LCC值。
5 招标采购中的LCC应用按照国家招投标法以及公司的招标采购管理规定,招标采购的评标方法为最低评标价格法综合评分法。由于变电站主设备的技术要求较高、设备价格较高,对设备运行可靠性要求高,目前基本采用综合评分法。综合评分法的评分由商务评分值、技术性能指标评分值及投标价格评分值三部分组成,满分为100分。根据招标采购设备的不同技术要求及特性,对三部分分值设置不同的权重,原则上选择综合评分得分最高的投标人作为第一中标人。综合评分法注重点为初期的投入,但由于变电站主设备的服役期均较长,运行及维护成本远大于基建的初期投入,不能反映设备全寿命周期成本。
本项目通过在招标采购中应用LCC方法,能够在招标环节对制造厂家有所约束,同时为电网企业对变压器全过程管理提供依据,最终实现电网企业和制造厂商双赢。
在LCC建模研究后,拟编制采购500 kV变压器招标书中关于LCC计算内容,并在标前会上对厂家说明LCC理念和需要提供的相关计算数据。评标时,对500 kV变压器采用LCC方法计算分析,并以LCC计算值替代综合评分法中的价格评分依据来完成综合评分。
5.1 厂家要提供的主要相关内容针对500 kV变压器,需要厂家提供的相关内容与数据有:设备容量(MVA)、设备报价、空载损耗(kW)、负载损耗(kW)、变压器铜\硅钢\油重量(t)、故障率(次/百台a)、设备定期检修维护内容、设备检修维护周期、主要组附件质量保证及可承诺的惩罚性条款。同时,说明,将对相关数据进行分析,与公司所掌握的数据进行比对,尤其对故障率数据根据调研资料进行调整。
5.2 采购评标LCC计算数据参考公司500 kV变压器电网实际运行情况,在采购评标的LCC计算时,项目组经过讨论研究,对各厂家的年平均故障率、主要组附件故障率、停运损失与检修成本等的取值作出相对合理的方案规定。
5.3 采购评标LCC计算小结对500 kV变压器采用LCC方法计算分析,在LCC评分中,LCC值最低的变压器是100分。
再以LCC计算值替代综合评分法中的价格,来完成综合评分。
由于变压器能耗所占变压器全寿命周期费用(LCC)的可观,在采购变压器设备时,空载损耗和负载损耗小的变压器LCC值会比较小,应尽量选择同类产品中空载损耗和负载损耗小的设备。在变压器CI、CO和CD之和差距不大时,要选用CF(故障成本)较低的变压器,即主体故障率低、主要组附件质量优异的产品,以减少故障发生的几率。从而实现变压器技术经济性能的最佳。
参考文献:
[1]徐景国,陈红兵,陆 爽,等. 10 kV油变和箱变战略采购LCC研究与应用[J].华东电力, 2008(12): 110-112.
[2]姚 明,陈红兵,李莉华,等.全寿命周期成本(LCC)方法在500 kV地下变电站GIS采购中的应用[J].中国电力,2008(8): 32-34.
收稿日期:2009-04-20本文编辑:郑文彬
