葉世順 朱偉俊

（中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計院有限公司湖南長沙410000）

基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計方法研究

葉世順 朱偉俊

（中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計院有限公司湖南長沙410000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國電力系統(tǒng)的發(fā)展迅猛。為了保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，基于全壽命成本開展輸電線路設(shè)計具有重要意義。本文主要對全壽命成本分析的基本內(nèi)涵進(jìn)行了分析，并闡述了輸電線路全壽命成本的構(gòu)成，同時探討了基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計的影響因素，并提出了基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計方法，以供相關(guān)人員參考。

全壽命成本；輸電線路；設(shè)計方法

1 引言

輸電線路系統(tǒng)在電網(wǎng)中占據(jù)著重要的位置，絕大部分輸電線路均暴露在戶外，這在某種程度上會影響其使用壽命，維修頻繁，而在實際維修過程中，會造成人力、物力和財力不必要的浪費，外加傳統(tǒng)的輸電線路設(shè)計中僅僅考慮了電氣、機(jī)械性能等方面的要求，缺少對經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等的考慮，因此，基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計具有重要的現(xiàn)實意義。

2 全壽命成本分析的基本內(nèi)涵

（1）全壽命周期的經(jīng)濟(jì)分析是工程項目當(dāng)中對于投資決策的一種分析的工具，它主要運(yùn)用的是數(shù)學(xué)的方法，可以有效的指導(dǎo)人們?nèi)プ杂X的從工程項目的全壽命周期出發(fā)，綜合考慮所有的成本，從可行性的方案當(dāng)中，選擇最優(yōu)的投資方案；

（2）全壽命周期經(jīng)濟(jì)分析也是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的一種手段，它也可以利用計算來了解工程項目全壽命期限內(nèi)的直接的、間接的等多方面的成本，優(yōu)化設(shè)計施工的方案，指導(dǎo)對建筑材料的選擇，降低項目的全壽命成本，提高全壽命的效益；

（3）全壽命周期經(jīng)濟(jì)分析也是實現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)項目運(yùn)行的管理手段，主要是通過工程項目全壽命經(jīng)濟(jì)最有的原則，確定結(jié)構(gòu)在運(yùn)營期間的檢測維護(hù)、加固更換等措施；從上面的介紹來看，全壽命經(jīng)濟(jì)分析具有以下幾點較為明顯的特點：①全壽命經(jīng)濟(jì)分析的研究是貫穿了整個項目的壽命周期，考慮的時間有所增加，而且也非常符合項目的運(yùn)作；②全壽命經(jīng)濟(jì)分析的最終目標(biāo)是工程項目全壽命周期收益的最大化以及成本的最小化。

3 輸電線路全壽命成本的構(gòu)成

對輸電線路全壽命的成本構(gòu)成進(jìn)行分析主要指在輸電線路項目在全壽命周期中進(jìn)行規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)用以及老化直至廢除等一系列階段生成的成本總和，在設(shè)計輸電線路時，輸電線路的全壽命成本會對輸線線路設(shè)計、施工以及實際運(yùn)行情況進(jìn)行預(yù)測，但未對輸電線路全壽命周期中偶然事件以及突發(fā)事件進(jìn)行分析。要按照不同的性質(zhì)對輸電線路進(jìn)行劃分，而這些成本構(gòu)成的劃分方式未能夠在輸電線路全壽命的成本預(yù)測中得到較好的應(yīng)用，究其原因主要在于，各段線路的成本數(shù)據(jù)不夠完整，這樣一來盡管技術(shù)人員能夠?qū)υO(shè)計時期以及建設(shè)時期的成本進(jìn)行確定，但難以預(yù)測輸電線路后期運(yùn)營階段的成本，并且難以突出輸電線路的設(shè)計特點。另外，雖然輸電線路的結(jié)構(gòu)較為簡單，但是分布在輸電線路中不同部件的使用壽命長短不一，這就很容易導(dǎo)致輸電線路在實際運(yùn)營過程中計算不同種類的成本的難度有所增加。因此，為了有效的反映輸電線路的設(shè)計特點，技術(shù)人員可以按照輸電線路設(shè)計的傳統(tǒng)過程，對主要部件的主要特性進(jìn)行分析，并分層次對其成本進(jìn)行分析。

4 基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計的影響因素

4.1 線路選擇

輸電線路在架設(shè)之前要規(guī)劃好具體的路徑，路徑方案的科學(xué)與否也是影響全壽命周期成本的一大因素。受各地政府規(guī)劃等因素限制，在路徑設(shè)計時往往出現(xiàn)“舍近求遠(yuǎn)、因小失大”，到工程結(jié)束后竣工核算才發(fā)現(xiàn)成本造價過高。具體表現(xiàn)：①路徑成本。若路徑方案設(shè)計不當(dāng)則會導(dǎo)致成本成倍增加，如：少數(shù)單位因確定線行時受外部因素影響，對野外郊區(qū)的地理環(huán)境不熟悉，輸電線路桿塔架設(shè)成曲線，使得輸電線路材料使用量增大，工程成本投資也明顯變多。②開發(fā)成本。由于輸電線路架設(shè)作業(yè)涉及范圍較廣，桿塔架設(shè)需要投入相應(yīng)的開發(fā)成本，即“賠償金額”。而電力部門因受地方政府規(guī)劃等因素影響，在線路建設(shè)中不得不開發(fā)林業(yè)區(qū)、采礦區(qū)、危險區(qū)等地域，開發(fā)成本要比其它區(qū)域高很多。

4.2 線路絕緣設(shè)計

絕緣體能夠有效確保輸電線路的安全，當(dāng)線路絕緣配合設(shè)計失效時，則會導(dǎo)致輸電線路發(fā)生故障的頻率有所增加，出現(xiàn)跳閘、雷擊、污閃等問題。此外，若包裹在輸電線路外部的絕緣層材料等級較差時也會縮短線路的壽命，影響到線路的全壽命周期。線路絕緣子受到雷擊、雨水、冰凍等自然環(huán)境影響后，絕緣性能均會出現(xiàn)不同程度的損壞，電力部門會及時搶修或更新絕緣子，由此產(chǎn)生的維修費用也是全壽命周期成本的一部分。

4.3 導(dǎo)線選擇

在基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計過程中，應(yīng)盡量合理選擇輸電線路導(dǎo)線，導(dǎo)線選擇是應(yīng)影響輸電線路全壽命的最主要的因素。在實際工程設(shè)計中，針對多種導(dǎo)線，需全面對比分析其性能、構(gòu)造和材料，然后依據(jù)具體的輸電線路設(shè)計方案合理選擇。

5 基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計方法

5.1 優(yōu)化選擇輸電線路

在輸電線路中應(yīng)科學(xué)優(yōu)化選擇，在選擇線路時，應(yīng)盡可能地規(guī)避受自然災(zāi)害影響比較多的地方，進(jìn)而確保輸電線路的安全性；在無法避免的線路中應(yīng)重新選擇輸電線路，還可以對其采用多種保護(hù)，因此，優(yōu)化選擇輸電線路異常重要。

5.2 全面分析客觀因素

在輸電線路的設(shè)計過程中，應(yīng)全面分析天氣因素，這主要是因為天氣因素影響著輸電線路工程造價及其運(yùn)行安全性，應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r，制定相應(yīng)的輸電線路設(shè)計方案，如果風(fēng)力較大，則會影響電線桿的穩(wěn)定性，對此必須采取有效防護(hù)措施。另外，還應(yīng)盡量保護(hù)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，若因保護(hù)不合理施工引發(fā)水土流失，則會對電線桿的穩(wěn)定性構(gòu)成威脅，因此，應(yīng)全面分析客觀因素。

5.3 對輸電線路全壽命成本預(yù)測模型研究的流程

分析研究后輸電線路的全壽命周期成本實質(zhì)在于設(shè)計輸電線路時，在系統(tǒng)所規(guī)定的決策信息的基礎(chǔ)下，對輸電線路的全壽命周期內(nèi)跟成本有關(guān)的問題都進(jìn)行預(yù)測，并按照全壽命的成本的比優(yōu)化輸電線路的設(shè)計，確保建設(shè)輸電線路能夠跟全壽命的理念要求相符合。具體的研究流程如下所述：①要對預(yù)測輸電線路全壽命成本的基本條件進(jìn)行界定，即在輸電線路正常的運(yùn)行過程中進(jìn)行此項工作，不需要對輸電線路全壽命周期中村的不穩(wěn)定因素進(jìn)行考慮。②確定了部分輸電線路后，在原先傳統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上對輸電線路的后續(xù)線路進(jìn)行假定，即可以根據(jù)后續(xù)設(shè)計部件的一些參數(shù)，部件的大約型號等等，計算輸電線路各個設(shè)計過程當(dāng)中的全壽命成本。

6 結(jié)語

總而言之，本文提出的這種基于全壽命成本的輸電線路設(shè)計方法是一個較為新穎的輸電線路設(shè)計方法，它的出現(xiàn)對以后輸電線路的運(yùn)行以及創(chuàng)新都是具有重要的現(xiàn)實意義。

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TM75

A

1004-7344（2016）30-0079-01

?析全壽命成本輸電線路設(shè)計的方法[J].大科技，2015（16）：23.

2016-10-6

葉世順（1975-），男，工程師，碩士，主要從事電力線路設(shè)計等工作。