继电保护装置插件的全寿命周期管理

盛 远，厉 娜

(1.国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司，江苏 徐州 221005；2.徐州三新供电服务有限公司，江苏 徐州 221005)

0 引言

国家电网有限公司作为全球最大公用事业企业，公司资产设备繁多、规模巨大，其资产构成80 %以上为有形资产，而其中85 %以上为固定资产。随着电网规模持续扩大与设备投资不断提高，公司资产管理复杂程度不断提升，资产管理面临着初始投资大、运行成本高、服役时间长、分布面积广等困难。因此，对电网资产尤其是固定资产进行有效管理是电网公司亟需解决的重点和难点。

以某地市级供电公司为例，该公司管辖35 kV及以上变电站250座，35 kV及以上线路585条，10 kV线路1 864条。以每座变电站配置两台变压器，每台变压器配置一台继电保护装置与一台测控装置，每台继电保护装置配置五块插件计算，则需5 000块插件。线路继电保护装置需要的插件数量为12 245块。如此数量庞大的插件资产，若单纯依靠人工管理，则显得力不从心，同时也会增加错误率。

资产全寿命周期管理(asset full life cyclemanagement，AFLCM)综合考虑设备、项目或系统的规划、设计、制造、采购、安装、运行、维护、改造、更新、报废等全过程消耗的所有资源，能够科学合理给出一个设备、项目或系统各阶段各资源要素消耗情况及利用情况，从而实现各阶段资源优化配置与降低全寿命周期内的成本，提高资产的利用效能。

结合某供电公司AFLCM现状，提出适用于继电保护装置插件的全寿命周期管理方法。

(1) 建立AFLCM成本模型，并提出AFLCM方案。

(2) 在此基础上，针对该公司原继电保护装置插件管理粗放混乱的局面，结合AFLCM方案开发插件管理软件。

(3) 将开发的继电保护装置插件全寿命周期管理软件应用于地区某110 kV变电站。

结果表明，该继电保护装置插件管理软件可有效降低资产全寿命周期成本，能够有效提高生产效益及工作效率。

1 全寿命周期成本模型

在深入研究分析全寿命周期成本基础上，结合该公司继电保护装置插件实际管理情况，选取有效信息并将继电保护装置插件固定资产相关费用支出进行细化分类，建立如下模型：

LCC=CI+CO+CM+CF+CD。

其中：LCC为装置插件全寿命周期成本；CI为投入成本，即装置插件采购成本及安装成本；CO为运行成本；CM为维护检修成本；CF为故障成本；CD为报废成本。

基于收集的基础数据，结合上述模型可充分利用数学模型估算出各阶段各项业务最优成本，并分析不同因素对成本的影响，从而为开展设备全寿命周期管理成本预测、采购对比等业务提供理论依据与数据支撑，最终有效指导公司设备采购、维护、检修等各方面决策工作。

2 全寿命周期管理方案

2.1 基础数据采集

首先，将所辖变电站实际继电保护装置插件种类、数量与公司台帐系统进行核对。其次，根据各厂家装置说明书和以往运行经验，初步确定各种插件正常使用寿命。然后，确定工区库存的装置插件备件种类、数量等参数，为数据录入提供基础。

继电保护装置插件全寿命周期管理软件需要采集的数据包括运行插件信息和库存插件信息。运行插件信息包括变电站、设备名称、厂家、保护型号、插件类型、生产日期、投运日期、设计寿命、剩余寿命、关注程度等。库存插件信息包括厂家、插件型号、插件类型、插件编码、生产日期、设计寿命、剩余寿命、剩余数量。

2.2 管理软件开发

继电保护装置插件全寿命周期管理需要开发独立管理软件，以满足继电保护专业人员对装置插件资产管理的特殊要求。

管理软件应包括单条数据录入、全站数据导入、全站数据导出(Excel格式)、备份、查询(可按“关注程度”或“剩余寿命”查询)、修改、插件寿命临近极限值突出显示、使用者权限设计等主要功能。

2.2.1 数据导入及显示

以导入整个变电站继电保护装置插件信息为例，单击软件工具栏中的导入，选择所需导入数据表格即可。

开发的继电保护装置插件管理软件按各站插件信息设计为层层展开形式，如图1所示。

图1 插件信息查看层次

2.2.2 数据导出及备份

为避免任何原因造成的数据丢失，软件应提供数据导出与备份功能。同时，为使用便利，软件应提供不同类型的数据导出方式，包括按变电站导出、按电压等级导出、按生产厂家导出、按关注度导出。

2.2.3 插件信息添加和修改

该管理软件不仅能够将整个变电站插件信息进行导入，还可以进行某个变电站单条插件信息的添加，从而为以后变电站扩建、改建时数据的维护提供便利。选择一条插件信息后，可对该条插件信息进行修改，可修改内容包括电压等级、变电站名称、插件名称、保护类型、厂家、生产日期、设计寿命和投运日期。因此，当变电站某一插件出现故障需要更换时，可及时将新换插件数据录入，保证数据库数据准确性和及时更新。同时，软件也可以根据新换插件数据的生产日期、设计寿命和投运时间重新计算过期日期、剩余寿命和关注程度。

2.2.4 插件寿命预报

该继电保护装置插件管理软件核心功能是实现对即将达到设计寿命的继电保护装置插件进行预报，以便工作人员提前做好处理准备。考虑实际工作需要，将插件寿命的高关注度设计为自插件生产日期起，距离插件设计寿命的30日，以避免由于库存插件不足而造成的插件无法更换。查询插件寿命情况有两种方式，分别为按照关注度查询和按剩余寿命查询。

2.2.5 管理员功能

该软件分2种权限等级，即普通用户和管理员。普通用户只能进行数据浏览、查询和提醒功能，无法进行数据修改、添加及删除等功能。当普通用户修改信息时，则会由于权限不够弹出需登录管理员账号对话框。单击管理员窗口，选择登录选项可进入管理员登录界面。管理员需通过密码验证登录，登陆后拥有使用该软件最高权限，可对软件内所有数据进行修改、添加和删除，并可使用导入、导出和备份功能。管理员功能的设置提高了数据安全性和稳定性，防止由于误操作等原因造成的数据错误。

2.2.6 库存功能

库存功能分为南自、南瑞、东方电子等不同厂家，再根据插件类型进行细分，最终具体到某一厂家的某一插件。插件信息包括插件名称、插件类型、保护类型、厂家、生产日期、设计寿命和库存数量。普通用户可对库存数据浏览，管理员可对数据进行添加、删除、修改、查询和导入导出功能。

2.2.7 插件关注程度修改功能

考虑班组年底工作量大、人力资源紧张等问题，软件提供插件关注程度修改功能，管理员可自由设置软件高、中、低关注度时间。通过修改关注度时间，可以更早得知插件到期情况(例如提前40天)，以便工作人员及时安排处理时间。

2.3 数据录入和软件应用

将所收集变电站继电保护装置插件信息和库存插件信息以Excel表格格式录入数据库，以便在随后试用和调试中逐步检查验证管理软件各项功能。

3 应用效果

以某110 kV变电站为例，说明所开发继电保护装置插件管理软件有效性。该变电站距市区较远，正常行驶需50min左右车程。在应用该软件前，继电保护装置插件常有因使用寿命到期或其他原因造成的紧急缺陷，需运维及检修人员及时处理。以往备品备件存放有“杂、乱、差”的情况，抢修人员无法及时准确找到所需插件，甚至出现备品不足、无法更换的情况，极大延误抢修时间。同时，若抢修工作出现在恶劣天气或深夜等紧急情况时，往往对工作人员职业素养提出更高的要求，增加了抢修工作的难度。此外，深夜处理缺陷时，光线暗、备品备件不足、工作环境恶劣等客观原因也增加了工作的危险性。显见，从继电保护专业着手，有序、准确、精细化管理装置插件对缩短抢修工作时间、降低工作危险性、提高抢修工作质量具有重要意义。

将该软件应用到某110 kV变电站后，继电保护专业工作人员根据管理软件所预报的插件剩余寿命情况，结合每一阶段检修、巡视计划制定出合理的插件更换计划。即，插件的更换工作与检修工作或巡视工作同时进行，大大降低了由于插件损坏造成的紧急消缺发生的几率，减少了人力资源投入，降低了工作人员工作危险性。特殊情况下，比如需要紧急消缺时，工作人员也可以根据管理软件所提示的插件库存位置及编号进行快速查找，极大地缩短了抢修时间，提高了工作效率。