價值工程理論在變壓器設計中的應用研究

方立

【摘要】：價值工程理論多針對研究對象的功能和成本進行綜合分析，是一個具有經(jīng)濟性和實用性的理論。在工業(yè)的機械制造業(yè)中運用十分廣泛。本文針對我國的電力投資建設中的生產(chǎn)特點進行分析，結合價值工程的功能和經(jīng)濟分析特點進行研究，希望能夠為降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品質(zhì)量有所幫助。

【關鍵詞】：價值工程理論;變壓器;應用研究

從電力生產(chǎn)角度來看，電力短缺為電力投資帶來了機遇，但是我國的電力生產(chǎn)原材料價格不斷上漲，迫切需要經(jīng)濟技術改革來保證電力投資的有效性。變壓器是電力產(chǎn)業(yè)的關鍵設備之一，可以將保持原生產(chǎn)性能不變的情況下控制產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，進而提升產(chǎn)品的經(jīng)濟性，促進電力產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。將價值工程理論運用到變壓器設計中可減少成本，提升價值，為社會的建設減少資源消耗，運用勢在必得。

1.述價值工程理論

價值工程理論于二戰(zhàn)時期設計師麥爾首創(chuàng)，該技術提出了技術和經(jīng)濟相結合的理論，是一門系統(tǒng)化的運用技術。即通過建立功能貨幣價值模型，力求以壽命周期費用來滿足產(chǎn)品必要的功能。從其特點來看，價值工程理論認為滿足客戶的基本功能是價值功能的基礎，通過挖掘客戶的實質(zhì)性要求，減少多余或者是過剩功能，即可降低成本;此外，價值工程的優(yōu)點在于強調(diào)最低的壽命成本周期實現(xiàn)必要的功能，可深入產(chǎn)品的設計、制造、維護等整個環(huán)節(jié)，所有的內(nèi)容均考慮降低成本。目前，價值工程促進了我國社會主義經(jīng)濟社會體制的建立和完善，有效提升了國內(nèi)企業(yè)的經(jīng)濟建設水平，讓經(jīng)濟增長方式從粗放型轉向了集約型，全面提升了勞動者的綜合素質(zhì)，對我國的社會主義經(jīng)濟建設產(chǎn)生了深遠的影響。

2.價值工程的工作程序

價值工程的運行分為多個階段和步驟，具體如下。

2.1準備階段

準備階段的目的是確定價值工程的對象，以及初步確定對象所需求的功能。因此該階段的具體步驟為選擇合適的對象、收集對象相應的信息。

2.2分析階段

該階段要確定對象的功能、成本以及影響范圍，相應的價值。因此該階段的具體步驟為定義功能，整理功能，將功能賦值、計量，對功能的價值進行評價。

2.3創(chuàng)新階段

該階段需要確定影響功能成本的因素，并嘗試采用新的功能方案，即刪除多余、過剩的功能，同時對新方案的成本進行對比分析，探討新方案是否能夠滿足用戶對對象的基本要求。此階段的工作內(nèi)容包括方案創(chuàng)新、新方案的評價分析、方案具體量化和數(shù)值對比、前后的方案詳細評價。

2.4實施階段

實施階段是對新方案實施可能情況進行總體分析和實施總結，對比方案前后的差異，帶來的成本效益。

3.簡述變壓器的成本特點

3.1變壓器的設計特點以及成本要素

變壓器是一種特殊的電力設備，保證其穩(wěn)定運行是維持電力穩(wěn)定性和有效性的基本要求。有且僅有保證變壓器的各項指標滿足產(chǎn)品的基本功能需要，才能夠符合成本效益原則。

從設計的需求來看，變壓器制造所需要的原材料為銅、變壓器油、硅鋼片，但是在能源緊缺的環(huán)境下，變壓器生產(chǎn)相關的原材料價格也在不斷攀升。面對著材料漲幅的威脅，設計人員需要優(yōu)化設計方案，控制生產(chǎn)成本，保證生產(chǎn)的經(jīng)濟性。

從變壓器的設計角度來看，其具有以下特點，第一是殘值率高，因為變壓器屬于材料密集型產(chǎn)品，加之生產(chǎn)原材料的價格高昂，后期報廢率也較高;第二是能源消耗大，變壓器是輸變電網(wǎng)絡設備的重要能源消耗對象，變壓器耗能帶來的損耗會影響電力利用率，不符合我國節(jié)能發(fā)展要求;第三是噪聲大，變電站的噪聲多來源于變壓器，目前我國正在大力提倡環(huán)保生產(chǎn)，因此變壓器設計需要重視噪聲管理。

3.2變壓器的設計成本需求

變壓器的設計成本原則要求所有的材料和組件都保持應有的質(zhì)量水平，在保證質(zhì)量的前提下減少資源過剩。因此設計需要遵循以下原則。第一要精準計算漏磁磁場分布，提升磁場分布和磁通密度分布的內(nèi)容，進而降低變壓器升溫，提升短路能力。盡量減少金屬結構件和套管以及引線對漏磁場的影響。第二是了解鐵心磁通磁場的分布規(guī)律。相關工作人員需要考慮諧波電壓和直流偏磁對整個兒主磁通的影響，最大程度減低空載損耗。第三是掌握電場的分布規(guī)律，計算出雷電全波、操作載波等工頻耐壓下電位、電場分布，同時確定不同分接引線的絕緣結構，充分考慮絕緣材料的絕緣性。此外，提升噪聲控制、抗短路能力、變壓器溫升設計控制也十分必要。

4.價值工程理論在變壓器設計的運用研究

4.1定義功能

需對變壓器的生產(chǎn)成本影響因素進行分析，主要因素有電磁線、支柱絕緣子、不銹鋼底座、墊板、拉帶等。其中電磁線和支柱絕緣子都屬于基本功能;而墊板、加強筋等都屬于輔助功能。

4.2功能整理

整理變壓器零件中相關的功能配件，并對其將進行功能定義。如電磁線、出線臂都屬于電感效應的基本元件;而底座、加強筋都是加固、保證穩(wěn)定的元件、絕緣子、墊板是保證變壓器絕緣性和穩(wěn)定性的元件;分別對這些功能和所需元件進行功能分析，量化計算，進而確定功能改善內(nèi)容。

4.3綜合設計評價

可通過功能系數(shù)和成本系數(shù)對比，可對電磁線、不銹鋼底座等元件進行改進。具體的內(nèi)容如下：第一可以調(diào)整電磁線的絕緣層厚度，原電磁線的絕緣層厚度過高，可降低厚度來節(jié)約材料成本，減少過剩功能。第二是用鑄鋁代替不銹鋼，可降低成本和不銹鋼的切割難度;第三是用硅橡膠復合絕緣子代替瓷絕緣子，可減少運輸破損影響，還能節(jié)約成本。

5.結語

綜上所述，價值工程理論在變壓器設計中有運用價值，其具有靈活性、廣泛性等特點，可以有效分析變壓器的設計需求，保證功能前提下降低成本。改進后的變壓器效果十分理想，建議推廣。

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