全壽命管理的措施及方案專題報告

1、1 概述1.1 全壽命周期管理簡介全壽命周期成本（Life Cycle Costs，簡稱LCC）管理，是國際上目前較為前沿的建設(shè)成本管理理論，它的基本涵義就是在滿足可靠性要求的基礎(chǔ)上，使設(shè)備、項目或系統(tǒng)在全壽命周期內(nèi)擁有成本（Owning Cost）最低的管理。全壽命周期管理，包括對設(shè)備、項目或系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、制作、采購、安裝、運(yùn)行、維護(hù)、改造和退役等整個壽命周期的管理，其核心內(nèi)容就是對設(shè)備、項目或系統(tǒng)的LCC運(yùn)行分析，并進(jìn)行決策。全壽命周期管理追求的是成本優(yōu)化、資源合理利用、最大限度的發(fā)揮投資效益。全壽命周期管理能夠在標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)中起引領(lǐng)作用，提高資產(chǎn)質(zhì)量，提高設(shè)備使用效率，延長設(shè)備使用壽命

2、，降低設(shè)備使用成本，優(yōu)化各項管理流程，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，加強(qiáng)專業(yè)協(xié)調(diào)和配合，提高資產(chǎn)管理效率，降低管理成本。1.2 全壽命周期管理研究現(xiàn)狀全壽命周期管理最早由美國軍方于20世紀(jì)60年代中后期提出，主要應(yīng)用于美軍重要的軍用器材系統(tǒng)的采購中，從開始提出到20世紀(jì)70年代，許多國家和民間組織在設(shè)備管理中也著力推行全壽命周期管理，如日本設(shè)立了專門委員會推廣應(yīng)用全壽命周期管理辦法。上世紀(jì)80年代以后，全壽命周期管理在廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上走向成熟和國際化。1987年，由中國設(shè)備管理協(xié)會將該項技術(shù)帶入我國，并成立了設(shè)備全壽命周期管理委員會。雖然我國全壽命周期管理工作起步較晚，但也取得了一定成效。全壽命周期管理在電

3、力系統(tǒng)的應(yīng)用具有前瞻性和先進(jìn)性。目前僅有少數(shù)幾個發(fā)達(dá)國家將LCC技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，較集中的是美國和瑞典，主要用于核電站、發(fā)電機(jī)、發(fā)配電線路等建設(shè)項目。隨著我國對LCC工作的重視，國內(nèi)電力行業(yè)在21世紀(jì)初開始探索嘗試應(yīng)用LCC技術(shù)，國家電網(wǎng)公司更于2008年提出整個公司系統(tǒng)全面推行實施資產(chǎn)全壽命管理，從根本上改變傳統(tǒng)電網(wǎng)資產(chǎn)管理方式，力求通過LCC管理，在滿足工程基本功能的條件下，將工程全過程中各個階段有機(jī)結(jié)合、統(tǒng)一實施，使其技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、使用方便，達(dá)到最佳的投入產(chǎn)出比。1.3 全壽命周期管理應(yīng)用于輸電線路的意義輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它的運(yùn)行可靠性水平的高低直接影響

4、整個電力系統(tǒng)。因此，分析研究影響輸電線路全壽命周期管理的因素，對保證輸電線路能夠安全、穩(wěn)定、連續(xù)帶電運(yùn)行具有很重要的意義；分析優(yōu)化輸電線路的投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，對整個電網(wǎng)的投資具有很重要的經(jīng)濟(jì)意義。2 輸電線路全壽命周期費(fèi)用計算方法2.1 輸電線路全壽命周期費(fèi)用組成工程項目的壽命周期成本，包括項目的研究、試驗、設(shè)計、施工、運(yùn)營到報廢淘汰為止的整個使用期間的成本，是建設(shè)成本(含決策設(shè)計和施工階段的成本)與使用成本(包括使用過程中的能源損耗、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、管理費(fèi)用)的總和。輸電線路項目全壽命周期成本管理的目標(biāo)是在保證可靠性的基礎(chǔ)上，使項目的全壽命周期成本最低，其核心內(nèi)容是對項目和系統(tǒng)的全壽命周期成

5、本進(jìn)行分析計算，以量化值為基礎(chǔ)進(jìn)行決策。輸電線路 LCC 主要由以下幾部分組成： （1）一次投資成本（Investment Costs，簡稱IC）IC指在輸電線路正式投入運(yùn)行以前，所付出的一次性成本。包括導(dǎo)線、地線、絕緣子、桿塔、基礎(chǔ)、房屋拆遷、工廠、采石場、各種企業(yè)等補(bǔ)償成本林木砍伐成本、人工費(fèi)和運(yùn)輸成本以及其他輔助設(shè)備成本等。（2）運(yùn)行成本（Operation Costs，簡稱OC）OC指輸電線路運(yùn)行期間所花費(fèi)的一切費(fèi)用的總和，包括：能耗費(fèi)、人工費(fèi)、環(huán)境費(fèi)用、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)以及其他費(fèi)用。（3）故障引起的中斷供電損失成本（Failure Costs，簡稱FC）FC指在故障發(fā)生后中斷供電造成的損失

6、。（4）工期變化引起的時間成本（Time Costs，簡稱TC）下面方案LCC分析中對TC作簡化處理，認(rèn)為各比選方案的TC相同，即TC不影響最終的比選結(jié)果，故在LCC分析中將其省略，但在實際LCC成本中應(yīng)該計及TC費(fèi)用。（5）報廢成本（Discard Costs，簡稱DC）TC指工程壽命周期結(jié)束后，清理、銷毀該工程所需支付的費(fèi)用。部分設(shè)備還具有殘值，可以沖銷有關(guān)的費(fèi)用，這種報廢成本應(yīng)為負(fù)值。因此輸電線路壽命周期成本可寫成：LCC = IC + OC + FC +TC+ DC由于成本發(fā)生在不同的年份，上式中的費(fèi)用都需要用費(fèi)用現(xiàn)值或年費(fèi)用法折算后才能比較。2.2 輸電線路全壽命周期費(fèi)用計算模型及計

7、算方法全壽命周期費(fèi)用管理計算一般包括LCC估算、LCC分析、LCC評價、LCC管理等內(nèi)容。LCC計算是所有工作的基礎(chǔ)。LCC計算方法包括：參數(shù)法、類比法、分析估算法、工程估算法等等。從輸電線路工程建設(shè)的特點(diǎn)看，比較適用的LCC計算方法為工程估算法。工程估算法是將工程壽命周期中的各階段所需費(fèi)用細(xì)分后進(jìn)行估算的方法。從基本費(fèi)用單元開始，用工程上的方法對每項費(fèi)用進(jìn)行估算，然后逐項迭加得到上一級費(fèi)用單元的值，最后求得LCC費(fèi)用。其數(shù)學(xué)模型可表示為：C=C1+ C2+ C3+Cn其中，C為壽命周期費(fèi)用，后面各項為不同階段的單元費(fèi)用，各單元費(fèi)用還可繼續(xù)分成子單元，形成產(chǎn)品的一個完整的費(fèi)用結(jié)構(gòu)分析圖，從而得

8、出總的估算值。輸電線路進(jìn)行LCC分析，比較直接的效益是自身的財務(wù)成本及產(chǎn)出分析，擬采用“壽命期相同的互斥方案比選法”。所謂“壽命期相同”指的是設(shè)計方案的壽命期應(yīng)與整個線路的壽命期相同；所謂“互斥”是指在參與比較的方案中只能選擇一個，其余的必須放棄。對于壽命期相同的互斥方案，計算期通常設(shè)定為其壽命期，以滿足可比性要求。壽命期互斥的方案比選方法一般有凈現(xiàn)值法、凈現(xiàn)值率法、差額內(nèi)部收益率法以及最小費(fèi)用法等。其中，最常用的方法為最小費(fèi)用法。根據(jù)效益極大化目標(biāo)的要求，以及依據(jù)費(fèi)用較小的項目比之費(fèi)用較大的項目更為可取的原則來選擇最佳方案，這種方法稱為最小費(fèi)用法。最小費(fèi)用法包括費(fèi)用現(xiàn)值(Cp)比較法和年費(fèi)用

9、比較法(Ca)。2.2.1 費(fèi)用現(xiàn)值（Cp）比較法費(fèi)用現(xiàn)值比較法實際上是凈現(xiàn)值法的一個特例。凈現(xiàn)值是指把項目計算期內(nèi)各年的凈現(xiàn)金流量，按照一個指定的折現(xiàn)率折算到建設(shè)初期（即項目計算期第一年年初）的現(xiàn)值之和。費(fèi)用現(xiàn)值的含義是指利用此方法所計算出的凈現(xiàn)值只包括費(fèi)用（即支出）部分（各方案收益視為相同）。對各備選方案的Cp進(jìn)行對比，以Cp較低的方案為最佳。 其計算表達(dá)式為：式中：Cp為費(fèi)用現(xiàn)值；F為終值，其含義是指初期投入或產(chǎn)出的資金轉(zhuǎn)換為計算期末的期終值，即期末本利和的價值；t為計息次數(shù)，即壽命期；P為現(xiàn)值，它表示建設(shè)初期的投資額或折算到建設(shè)初期的金額；Ct為壽命期（包括建設(shè)期及運(yùn)行期）內(nèi)各年度的費(fèi)

10、用支出；ic為折現(xiàn)率。2.2.2 年費(fèi)用（Ca）比較法年費(fèi)用比較法是指通過資金時間價值的計算，將項目的凈現(xiàn)值換算為項目計算期內(nèi)各備選方案各年的等額年費(fèi)用Ca，并進(jìn)行比較，以年費(fèi)用較低的方案為最佳方案的一種方法，其表達(dá)式為：影響輸電線路全壽命周期成本的因素很多，例如線路建設(shè)的路徑、導(dǎo)線的型號、桿塔的類型、地形地貌以及氣候條件等等。為了通過LCC評估不同輸電線路方案的優(yōu)劣，需要計算不同方案的LCC。2.3 輸電線路全壽命周期費(fèi)用計算步驟從輸電線路LCC組成看，LCC的計算方法需大量的詳細(xì)、真實、可靠的數(shù)據(jù)支持，為此必須掌握有關(guān)設(shè)備、維護(hù)、檢修等費(fèi)用的歷史數(shù)據(jù)。由于輸電線路LCC研究還處于起步、探討

11、階段，相關(guān)數(shù)據(jù)的收集、整理有待生產(chǎn)、管理中總結(jié)、深化和完善。在缺乏部分?jǐn)?shù)據(jù)的現(xiàn)狀下， 輸電線路LCC的計算可作以下的簡化處理：允許不考慮共同擁有的費(fèi)用。盡管LCC是產(chǎn)品一生費(fèi)用的總和，但LCC技術(shù)的目標(biāo)并不是全面、完整、準(zhǔn)確地計算費(fèi)用，而是通過計算各方案間LCC的差別，為選擇最佳方案提供決策依據(jù)。即LCC技術(shù)更重要的作用是方案優(yōu)選。借用LCC技術(shù)對“已支費(fèi)用”的解釋，通過不考慮“各方案所共同擁有的費(fèi)用”來簡化優(yōu)選的過程。通過分析得知，輸電線路方案的全壽命周期評估的步驟如下：第一步：收資，確定待選的可行性方案；第二步：導(dǎo)線、地線LCC估算比較，選擇導(dǎo)線和地線型號；第三步：絕緣子LCC估算比較，選

12、擇絕緣子及組裝型式方案；第四步：桿塔、基礎(chǔ)LCC估算比較，選擇桿塔、基礎(chǔ)方案；第五步：路徑方案LCC估算比較，選擇路徑方案；第N步：工程的總體評價。3 對輸電線路全壽命周期管理的建議3.1 重視設(shè)計階段在輸電線路全壽命周期管理的作用輸電線路全壽命周期，按費(fèi)用的發(fā)生，可以劃分為“規(guī)劃設(shè)計、施工安裝、運(yùn)行維護(hù)、報廢回收”等階段，覆蓋了工程項目的整個壽命管理過程。輸電線路全壽命周期管理不是片面地要求控制單個環(huán)節(jié)投資最省，而是要根據(jù)工程建設(shè)的需要，全面合理地進(jìn)行投資分布，從長遠(yuǎn)考慮工程總費(fèi)用，更合理地評價投資的效益。在輸電線路建設(shè)階段即規(guī)劃設(shè)計、施工安裝過程中，要保證符合環(huán)保要求和工程質(zhì)量、工期和成本

13、之間的平衡；在運(yùn)營期間保證安全、可靠、高效益；在工程壽命終結(jié)期的拆除、處理成本最低、環(huán)境影響最??；最終實現(xiàn)項目全壽命周期效益的最大化。影響輸電線路投資最大的階段是約占工程項目建設(shè)周期1/4的技術(shù)設(shè)計工作階段。在線路的可研設(shè)計階段，影響工程投資的可能性為75%95%；在初步設(shè)計階段，影響工程投資的可能性為35%75%；在施工圖設(shè)計階段，影響工程投資的可能性為5%35%。很顯然，工程投資控制的重點(diǎn)在于施工以前的投資決策和設(shè)計階段，這兩個階段的費(fèi)用成本通常不超過工程總體投資的3%，卻決定著幾乎全部隨后的費(fèi)用。施工階段至工程壽命期結(jié)束，即使通過各種技術(shù)措施努力節(jié)約全壽命期費(fèi)用，效果仍不明顯，僅約為10

14、%。由此可見，在工程建設(shè)做出投資決策后，控制工程造價的關(guān)鍵就在于設(shè)計階段。在傳統(tǒng)意義的電網(wǎng)建設(shè)中常常發(fā)生兩種偏差：為追求建設(shè)成本的節(jié)約造成設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不夠或施工不達(dá)標(biāo)，使工程竣工后不能安全可靠運(yùn)行而導(dǎo)致過高的運(yùn)行成本；過度追求運(yùn)行安全而造成設(shè)計施工較為保守，致使建設(shè)成本的浪費(fèi)。如圖1線路工程全壽命周期費(fèi)用組成曲線顯示：工程項目所實現(xiàn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)越高，建設(shè)成本C1越大，使用成本C2越小；而工程實現(xiàn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)越低，建設(shè)成本C1越小，其后的使用成本C2則越大；因此我們需要找到這樣一個平衡點(diǎn)Cmin，來實現(xiàn)線路工程全壽命周期費(fèi)用最小而設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)最大化，即在盡可能的提高工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的前提下實現(xiàn)建設(shè)成本、使用成本最小

15、化。為了能在工程壽命中找到這樣一個合理的平衡點(diǎn)Cmin，我們將本線路工程的建設(shè)環(huán)節(jié)和設(shè)計方案逐一分解，確定費(fèi)用因素，分析其費(fèi)用比例和費(fèi)用彈性，在設(shè)計方案中著重進(jìn)行研究優(yōu)化，從而在線路工程設(shè)計中貫徹建設(shè)工程全壽命周期管理的措施、方案，在多個設(shè)計方案的比選和優(yōu)化中，從工程全壽命周期的視角，在各方案技術(shù)可行的基礎(chǔ)上，以技術(shù)方案在整個壽命周期內(nèi)的費(fèi)用現(xiàn)值最小為原則，作為技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化后的推薦方案。v 全壽命周期費(fèi)用CC1C2v C1：建設(shè)成本（決策、設(shè)計、施工費(fèi)用）v C2： 使用成本（管理、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用及電能損耗）。圖1 線路工程全壽命周期費(fèi)用組成曲線國內(nèi)外大量的統(tǒng)計實例表明，規(guī)劃設(shè)計階段是影響工程造

16、價的關(guān)鍵階段，對建設(shè)成本(一次性設(shè)置費(fèi)用)、運(yùn)行成本(包括損耗和日常運(yùn)維、管理費(fèi)用)具有決定作用。因此在項目做出建設(shè)決策后，控制工程造價的關(guān)鍵就在于設(shè)計階段。工程項目要在建設(shè)過程中節(jié)約投資和建成后安全穩(wěn)定運(yùn)行，并取得良好的經(jīng)濟(jì)、社會效益，設(shè)計環(huán)節(jié)起著決定的作用。因此在線路工程全壽命周期管理中應(yīng)引入全壽命周期設(shè)計的概念，這就意味著，在設(shè)計階段就要考慮到線路全壽命歷程的所有環(huán)節(jié)，以求線路全壽命周期所有相關(guān)因素在設(shè)計階段就能得到綜合規(guī)劃和優(yōu)化。3.2 向全壽命周期設(shè)計轉(zhuǎn)化設(shè)計是工程建設(shè)的靈魂，是處理技術(shù)與經(jīng)濟(jì)關(guān)系的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，與全壽命管理的各個環(huán)節(jié)息息相關(guān)，是后期工程建設(shè)和可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)，前期規(guī)劃、

17、方案設(shè)計的優(yōu)劣直接決定了工程建設(shè)質(zhì)量、造價控制和運(yùn)行成本等，因此，設(shè)計階段向全壽命周期設(shè)計轉(zhuǎn)化是必要的。在工程具體建設(shè)、設(shè)計中必須要引入全壽命周期管理和壽命周期費(fèi)用評價法的主導(dǎo)思路，必須落實到前期規(guī)劃、方案設(shè)計、設(shè)備采購、施工安裝、運(yùn)行維護(hù)、回收利用等環(huán)節(jié)中，才有可能安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的完成建設(shè)任務(wù)。3.3 設(shè)計全壽命周期管理理念的細(xì)化作為任何一種方法或理念、理論是具有時效性的，必須與社會發(fā)展階段相適應(yīng)，貫徹和采用全壽命周期管理是為了更好、更快的完成建設(shè)任務(wù)。所以，設(shè)計階段應(yīng)當(dāng)深入理解全壽命周期管理的理念，歸納總結(jié)以往工程的建設(shè)、設(shè)計經(jīng)驗，理解和執(zhí)行國家政策、國網(wǎng)和網(wǎng)省公司關(guān)于全壽命管理的各項

18、政策或指導(dǎo)性文件，并且在此基礎(chǔ)上根據(jù)工程特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化。3.4 明確全壽命周期設(shè)計建設(shè)目標(biāo)全壽命周期建設(shè)管理目標(biāo)是實現(xiàn)輸變電工程全壽命周期內(nèi)功能匹配、壽命協(xié)調(diào)和費(fèi)用平衡。在深化理解其理念的前提下，根據(jù)國家電網(wǎng)公司和網(wǎng)公司的文件要求，結(jié)合線路工程的特點(diǎn)，提出了本工程設(shè)計建設(shè)目標(biāo)。3.4.1 安全可靠性設(shè)計時要求考慮到避免人身事故、電網(wǎng)事故、設(shè)備事故等因素，注重功能匹配，提高整體安全可靠性。優(yōu)化線路路徑方案時，避開不良地質(zhì)、水文及氣象地段，提高工程抵御自然災(zāi)害和突發(fā)事故的能力和水平；避讓危及線路安全可靠運(yùn)行的設(shè)施。合理確定桿塔、基礎(chǔ)等設(shè)計使用年限，注重結(jié)構(gòu)體系安全可靠性、耐久性。合理進(jìn)行絕緣設(shè)計，保

19、證線路在工頻電壓、操作過電壓和雷電過電壓下安全可靠運(yùn)行。充分考慮特殊地形、微氣象條件影響，避開重冰區(qū)和易發(fā)生導(dǎo)線舞動的地區(qū)。根據(jù)線路所經(jīng)地區(qū)特點(diǎn)，采用不同防盜措施；合理選用防墜落措施，保證人身安全。3.4.2 可維護(hù)性桿塔設(shè)計時，工程量是考核的重要指標(biāo)之一，但是作為設(shè)計人員不應(yīng)當(dāng)僅僅著眼于在滿足規(guī)程、規(guī)范前提下追求指標(biāo)先進(jìn)性，應(yīng)當(dāng)充分考慮線路檢修期間的帶電作業(yè)模式，方便檢修維護(hù)。路徑選擇時，在有條件的情況下，盡量選擇在有交通或交通便利的地區(qū)，便于今后的運(yùn)行維護(hù)；采用上述手段后可明顯降低長期運(yùn)行費(fèi)用，保障運(yùn)行維護(hù)的及時性。并且在桿塔設(shè)計時，應(yīng)與施工、運(yùn)行單位進(jìn)行充分溝通，合理設(shè)置桿塔所需的施工用

20、孔，方便施工和維護(hù)；塔材聯(lián)接時采用可拆卸式防盜螺栓，避免運(yùn)行期間塔材更換時采用切割和焊接，方便更換；上述措施對于工程造價基本無影響，但是可明顯節(jié)約后期線路建設(shè)和運(yùn)行檢修費(fèi)用。隨著國內(nèi)電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，各電壓等級已建和待建線路密布各個地區(qū)，金具型式多樣，各個地區(qū)的設(shè)計風(fēng)格和特點(diǎn)具有多樣性，在招標(biāo)采購、施工安裝和運(yùn)行維護(hù)階段造成一些不便，如果采用標(biāo)準(zhǔn)化金具及金具串型式，可有效提高金具和金具串的通用互換功能，提高設(shè)計效率和質(zhì)量，簡化配合關(guān)系。3.4.3 可擴(kuò)展性隨著國家和社會的發(fā)展進(jìn)步，政府各部門對于土地使用相當(dāng)重視，路徑規(guī)劃工作越來越困難，已經(jīng)成為控制工程建設(shè)的瓶頸，尤其是國家物權(quán)法的出現(xiàn)，對以往計

21、劃經(jīng)濟(jì)下的工作模式將是巨大的沖擊，從今后電網(wǎng)發(fā)展的角度來看，應(yīng)未雨綢繆，盡可能將電網(wǎng)規(guī)劃納入地方政府總體規(guī)劃，統(tǒng)籌規(guī)劃輸電線路走廊，提高土地的利用率，減少不必要的投資，降低工程造價；做好系統(tǒng)規(guī)劃工作，盡量采用同塔多回，對于不同期投運(yùn)的同塔雙回線路盡量同期架線。3.4.4 節(jié)約環(huán)保性國家政府部門提出共建節(jié)約型社會、和諧社會，國家電網(wǎng)公司的基建方針也遵循上述指導(dǎo)思想。作為設(shè)計單位在工程設(shè)計中必須遵照和執(zhí)行。應(yīng)當(dāng)采取措施節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，達(dá)到節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材，與環(huán)境協(xié)調(diào)的效果。首先，線路的電磁環(huán)境等指標(biāo)應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。路徑選擇和桿塔排位時應(yīng)不占或少經(jīng)濟(jì)效益高的土地，采用占用線路走廊寬度小

22、的塔型，節(jié)約土地資源。采用節(jié)能導(dǎo)線和節(jié)能金具，降低線路損耗。合理進(jìn)行桿塔規(guī)劃，應(yīng)用高強(qiáng)鋼桿塔材料，優(yōu)化桿塔結(jié)構(gòu)，降低鋼材耗量。優(yōu)先采用原狀土基礎(chǔ)，因地制宜采用全方位長短腿桿塔和高低基礎(chǔ)，對于林區(qū)采用高跨方式，減少樹木砍伐和對生態(tài)的影響，導(dǎo)線放線時盡量采用懸空展放，并且進(jìn)行棄渣設(shè)計，減少植被破壞和水土流失。3.4.5 可實施性在工程設(shè)計建設(shè)全過程中應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)成果，桿塔按照“典型設(shè)計”的思路進(jìn)行設(shè)計，合理選擇材料型式和技術(shù)參數(shù)，方便采購；施工組織措施科學(xué)合理，充分考慮施工工藝、設(shè)備材料、施工器具、施工場地等要求；因地制宜選擇施工材料，對于工程建設(shè)中的難點(diǎn)或容易偏差部分細(xì)化設(shè)計圖紙，例如基礎(chǔ)、接

23、地設(shè)計時采用一塔一圖，方便施工；采用新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備時，要結(jié)合實際情況，不能為“新”推“新”，要根據(jù)實際情況，在科學(xué)研究和總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上合理使用。3.4.6 可回收性設(shè)計時應(yīng)考慮土地或材料使用的可回收性，應(yīng)以資源高效利用和循環(huán)利用為核心，充分考慮土地再利用和設(shè)備、材料回收。材料壽命周期結(jié)束時，要易于回收處理；工程壽命周期結(jié)束時，土地可再利用。3.4.7 全壽命周期成本最優(yōu)統(tǒng)籌兼顧輸電線路工程全壽命周期內(nèi)功能與費(fèi)用的平衡，實現(xiàn)安全可靠性、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性、節(jié)約環(huán)保性、可實施性、可回收性與全壽命周期成本協(xié)調(diào)統(tǒng)一。避免短期行為，路徑、導(dǎo)線、桿塔和基礎(chǔ)型式進(jìn)行多方案比較，選出技術(shù)可靠

24、、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)保節(jié)約的最佳方案，取得最大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。4 全壽命周期管理在本工程的應(yīng)用4.1 架空部分4.1.1 路徑優(yōu)化選擇路徑選擇對整個工程造價有直接影響，與線路施工和運(yùn)行維護(hù)密切相關(guān)，線路路徑方案對運(yùn)行維護(hù)費(fèi)有著較大影響，路徑優(yōu)化是控制全壽命周期費(fèi)用的基本工作。路徑選擇優(yōu)化時，根據(jù)水文、氣象及地質(zhì)資料，盡量避開陡坡和易發(fā)生塌方、滑坡、沖溝或其它地質(zhì)災(zāi)害的不良地質(zhì)段，選線定位中盡量從平緩的地形走線，盡量避開重要礦產(chǎn)區(qū)域，避讓已有的各種礦產(chǎn)采空區(qū)、開采區(qū)及規(guī)劃開采區(qū)及險惡地形、不良地質(zhì)地段，選擇從地質(zhì)條件好的平地，較低的山地經(jīng)過，從而降低本體造價。盡量減少樹木的砍伐，減少土石方開挖量

25、，減少水土流失，最大程度地減少對原始地形地貌的破壞；盡可能減少房屋拆遷量。綜合考慮線路跨越河流、鐵路、高速公路等重要交叉跨越的跨越方案及塔位分布進(jìn)行優(yōu)化，以便于運(yùn)行維護(hù)，并降低工程造價。有時即使線路繞行的費(fèi)用稍高于跨越+處理費(fèi)用，也要選擇繞行方案，只是在具體增加的投資方案上，應(yīng)由業(yè)主、運(yùn)行方、設(shè)計方綜合考慮未來可能發(fā)生的改造費(fèi)用和收益。針對本工程的特點(diǎn)，本投標(biāo)設(shè)計對路徑的優(yōu)化采取如下措施：(1)本工程路徑方案已經(jīng)取得廈門市規(guī)劃局等相關(guān)部門的同意，符合規(guī)劃要求；(2)線路路徑不存在跨越軍事區(qū)域、水源保護(hù)區(qū)、重要風(fēng)景區(qū)、礦產(chǎn)區(qū)等敏感地區(qū)；(3)優(yōu)化后的線路路徑較可研縮短0.345km，減少了線路走

26、廊占用，從而減少投資；(4)合理選擇轉(zhuǎn)角塔位置，盡量減少轉(zhuǎn)角塔數(shù)量；(5)合理利用地形，降低塔高；(6)避讓房屋密集區(qū)，減少跨越房屋數(shù)量；(7)合理利用現(xiàn)有道路交通，廣泛征求運(yùn)行單位意見，施工、運(yùn)行具有良好的交通條件和地形條件。4.1.2 科學(xué)確定氣象區(qū)設(shè)計氣象條件是輸電線路的基本設(shè)計參數(shù)，它直接關(guān)系到送電線路的工程造價、安全性和可靠性，若設(shè)計最大風(fēng)速、覆冰厚度取值不合理，將直接影響送電線路安全可靠性，給送電線路的安全運(yùn)行留下隱患，可能發(fā)生倒塔、斷線、閃絡(luò)事故等，也會對工程造價及項目的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響。為使輸電線路設(shè)計成果能夠更好的適應(yīng)自然環(huán)境的變化，在保證安全、可靠性和降低工程造價的前提下，必

27、須對沿線的氣象條件進(jìn)行科學(xué)、全面的統(tǒng)計分析。本投標(biāo)設(shè)計，根據(jù)收集線路周圍的氣象資料和參照附近220kV、110kV線路工程的設(shè)計、運(yùn)行情況以及本工程可研的氣象條件，工程選擇的氣象條件如下表：氣象條件參數(shù)表氣象要素項目溫度風(fēng)速m/s冰厚mm設(shè)計基本風(fēng)速20330最低氣溫-500年平均氣溫2000最高氣溫4000內(nèi)過電壓20180外過電壓（有風(fēng)）15150外過電壓（無風(fēng)）1500安裝工況0100年雷暴日數(shù)50日/年覆 冰無冰區(qū)選擇以上氣象條件，可以避免因氣象條件不合理造成的工程投資的浪費(fèi)，線路運(yùn)行不安全，不可靠等，符合全壽命周期費(fèi)用管理，對全壽命周期費(fèi)用管理具有非常重要的意義。4.1.3 導(dǎo)線選擇

28、輸電線路的導(dǎo)線選擇是高壓輸電線路的重要環(huán)節(jié)，線路的輸送容量、傳輸性能、環(huán)境影響對輸電線路全壽命周期管理影響較大，合理的選擇導(dǎo)線是全壽命周期費(fèi)用管理的重要工作之一。本投標(biāo)設(shè)計，根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃的要求，主要從導(dǎo)線的電氣特性、機(jī)械特性和投資分析三個方面對各種導(dǎo)線截面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，特別在導(dǎo)線選型造價分析中按全壽命周期費(fèi)用最小為原則分析比較，選擇在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)的導(dǎo)線型號及截面。本工程對JL/LB1A-300/25-48/7鋁包鋼芯鋁絞線、JL/G1A-300/25-48/7鋼芯鋁絞線、ACSS-250/33節(jié)能型軟鋁導(dǎo)線進(jìn)行全方位的對比分析，可知JL/LB1A-300/25-48/7鋁包鋼芯鋁絞線可

29、使工程建設(shè)成本、運(yùn)行費(fèi)用最低，從而實現(xiàn)全壽命周期費(fèi)用最低，故推薦使用。4.1.4 污穢情況調(diào)查及絕緣配置從全壽命周期費(fèi)用理論出發(fā)，考慮到減少運(yùn)行維護(hù)的成本，在設(shè)計時可適當(dāng)提高絕緣配置標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的絕緣介質(zhì)和絕緣形式，適當(dāng)?shù)脑黾庸こ探ㄔO(shè)成本，可避免直接或間接損失，處理好工程一次投資和長期生產(chǎn)關(guān)系，有利于項目的全壽命周期費(fèi)用管理。本投標(biāo)設(shè)計，主要的絕緣配置措施如下：(1)污穢情況調(diào)差詳細(xì)，選擇合理。廈門地處福建東南沿海，僅憑瀕臨大海這一點(diǎn)一般會認(rèn)為廈門地區(qū)輸電線路應(yīng)屬高污穢等級區(qū)。實際上，通過搜集廈門地區(qū)輸電線路多年外絕緣鹽密測試結(jié)果表明，廈門地區(qū)輸電線路污穢情況并不嚴(yán)重；(2)污穢等級劃分“依

30、據(jù)污穢濕特征，運(yùn)行經(jīng)驗并結(jié)合外絕緣表面污穢物質(zhì)的等值鹽密度三個因素綜合考慮決定。當(dāng)三者不一致時，應(yīng)按運(yùn)行經(jīng)驗決定。本工程選擇的污穢等級，既適當(dāng)留有裕度，又滿足有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，也符合本工程可研審批意見；(3)考慮工程的重要性，正確選擇和使用絕緣子，對于提高線路運(yùn)行可靠性是很有必要的。通過對有瓷、玻璃、復(fù)合絕緣子三種類型的技術(shù)特性的比較，并進(jìn)行LCC計算，發(fā)現(xiàn)性能優(yōu)越的復(fù)合絕緣子可使工程全壽命周期費(fèi)用最低，故推薦使用。對比如下：絕緣子LCC對比表項目（元）棒形復(fù)合絕緣子（一串）盤形瓷絕緣子（8片）盤形玻璃絕緣子（8片）投入成本IC288280448運(yùn)行成本OC288360560維護(hù)成本MC0100

31、100懲罰成本FC000廢棄成本DC000全壽命成本LCC5767401108(4)運(yùn)行部門必須加強(qiáng)檢測、維修、巡視工作的力度，發(fā)現(xiàn)問題要及時反饋處理。4.1.5 防風(fēng)偏措施架空輸電線路多分布在荒郊野外，受自然界氣候變化的影響大。風(fēng)是自然界影響線路的主要現(xiàn)象之一,大風(fēng)引起的導(dǎo)線風(fēng)偏對地或?qū)U塔塔頭構(gòu)件放電是線路故障的主要形式。隨著耐張、轉(zhuǎn)角塔轉(zhuǎn)角度數(shù)增大，會導(dǎo)致跳線距離鐵塔構(gòu)件安全距離無法滿足風(fēng)偏要求，耐張塔跳線風(fēng)偏跳閘是威脅架空輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。從全壽命周期費(fèi)用管理理論出發(fā)，可以加大設(shè)計條件，考慮防風(fēng)偏措施。采取這種措施會加大建設(shè)成本，但會減低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。本工程所處地區(qū)為沿海

32、地區(qū)，受臺風(fēng)影響較為嚴(yán)重。根據(jù)省公司部門文件110kV線路防風(fēng)偏治理工作會議紀(jì)要的相關(guān)技術(shù)原則，采用了跳線防風(fēng)偏措施，可有效解決臺風(fēng)、暴雨等造成的跳線風(fēng)偏閃絡(luò)問題。對耐張塔跳線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，有利于輸電線路的運(yùn)行維護(hù)，消除因跳線風(fēng)偏而產(chǎn)生的線路跳閘事故。在增加少量的投資下，達(dá)到了理想的收益。4.1.6 防雷及接地設(shè)計措施高壓輸電線路防雷接地是全壽命周期管理的主要內(nèi)容。隨著近年來我國電力工業(yè)建設(shè)和發(fā)展的逐步加速，輸電線路的覆蓋面日益增大，由于雷擊而引發(fā)的電力事故也漸漸呈現(xiàn)上升趨勢，為電力行業(yè)的安全運(yùn)行和可靠供電帶來了威脅與隱患，也給社會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在項目建設(shè)階段，可通過提高設(shè)計防雷標(biāo)準(zhǔn)，采

33、取綜合措施，預(yù)防為主的方法，使防雷水平大大提高，從而降低雷害引起停電的概率，這不僅能減少搶修的費(fèi)用，也減小對供電用戶的影響，完全符合全壽命周期管理的理念。本次投標(biāo)設(shè)計防雷及接地主要措施如下：(1)架設(shè)避雷線是輸電線路防雷保護(hù)的最基本和最有效的措施。結(jié)合本工程特點(diǎn)，線路全線架設(shè)雙地線（其中一根為24芯的OPGW復(fù)合光纜地線，一根為JLB40-80-7型良導(dǎo)體地線），可起到防雷及通信的多方面綜合作用；(2)降低桿塔接地電阻，從而減少桿塔頂電位，大大提高桿塔耐雷水平；(3)對于輸電線路來講，其耐雷水平與絕緣水平之間為正比關(guān)系。因此，確保輸電線路有合適的絕緣強(qiáng)度，強(qiáng)化零值絕緣子的檢測，能夠在很大程度上

34、提高線路耐雷水平。本工程選用有機(jī)合成絕緣子可達(dá)到理想效果；(4)由于避雷線屏蔽失效造成的事故占有相當(dāng)大的比重，特別是對山區(qū)線路和桿塔較高的線路，防止繞擊事故仍然是一個沒有完全解決的問題。因此，我們考慮在避雷線上加裝防繞擊避雷針，防止避雷線失效引起雷擊跳閘。(5)本工程桿塔接地采用新型的鍍銅鋼接地材料，它的使用壽命可達(dá)到40年以上，在輸電線路全壽命周期內(nèi)無需更換，可大大減低線路后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。4.1.7 桿塔優(yōu)化設(shè)計在送電線路的本體工程造價中，桿塔工程造價占較大比重，而桿塔造價主要由桿塔的使用條件決定，因此桿塔規(guī)劃是否合理、經(jīng)濟(jì)，對設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)性影響較大。進(jìn)過優(yōu)化后，本工程共新建塔基31基，

35、其中單回路角鋼塔1基、雙回路角鋼塔23基、雙回路鋼管桿4基、四回路鋼管桿3基。由于鐵塔及鋼管塔盡量采用多回路的塔型相比單回路塔可以將線路走廊進(jìn)一步壓縮，該措施大大減少樹木砍伐數(shù)量，減少對周圍環(huán)境的影響。同時，采用了鋼管桿減少基礎(chǔ)開挖土方量，減少水土流失及降低對環(huán)境的影響，可以減低工程投資。本工程在多回路塔型上使用了Q420高強(qiáng)鋼，可以實現(xiàn)降低塔重58%的成果，同時也降低了塔材鍍鋅中鋅的用量，節(jié)約工程投資投資。4.1.8 基礎(chǔ)選型及優(yōu)化設(shè)計基礎(chǔ)是輸電線路的基本受力支撐結(jié)構(gòu)，我們在基礎(chǔ)設(shè)計和優(yōu)化過程中時刻注重和體現(xiàn)全壽命周期管理的理念，從多方位、多角度考慮全過程費(fèi)用成本。本投標(biāo)工程基礎(chǔ)優(yōu)化具體主要

36、表現(xiàn)在以下方面。(1)在滿足承載力條件下，對基礎(chǔ)選型進(jìn)行優(yōu)化：地質(zhì)條件較好（大于4mm厚的粉質(zhì)粘土），地下水埋深較深直柱掏挖式基礎(chǔ)。地質(zhì)條件較好（大于4mm厚的粉質(zhì)粘土或砂質(zhì)粘性土），地下水埋深較淺，斜柱平板基礎(chǔ)。地質(zhì)條件較差，存在淤泥和液化中粗砂，螺旋錨平板基礎(chǔ)。地質(zhì)條件較差，地下水埋深較淺，且受力較大（四回鋼管桿），斜樁承臺式基礎(chǔ)。(2)掏挖基礎(chǔ)能充分利用原狀土的承載能力，也可減少土方開挖量，從而減少投資。4.1.9 經(jīng)過林區(qū)措施建議 近年來，保護(hù)生態(tài)平衡、保護(hù)樹木林業(yè)是整個社會的共識。從長遠(yuǎn)利益來看，樹木是影響送電線路安全運(yùn)行的隱患之一。送電線路一般途徑林區(qū)，如果設(shè)計對地安全距離不足，勢

37、必造成林木砍伐，從而破壞了生態(tài)，代價昂貴。這種情況完全可以在線路設(shè)計階段避免，完全符合全壽命周期管理。 本投標(biāo)設(shè)計沿線有部分果林，設(shè)計采取避讓或高跨方式，雖然線路因此會增加費(fèi)用，但卻有利于減少砍伐、保持生態(tài)平衡，運(yùn)行成本及社會效益都非常明顯。4.1.10 外力破壞(塔材丟失)措施從全壽命周期成本理論出發(fā)，運(yùn)行階段一些防護(hù)措施如果在建設(shè)期間一并完成，增加的投資會大大降低運(yùn)行期間的追補(bǔ)改造費(fèi)用，所以在設(shè)計、施工階段有必要根據(jù)現(xiàn)場實際情況考慮和改進(jìn)防盜設(shè)施。加上今年來電力塔成為盜竊分子的目標(biāo)，越來越多的電力塔角鋼、爬梯被鋸走，給電力系統(tǒng)及社會帶來了直接損失，更應(yīng)加大防盜措施。為了提高桿塔的運(yùn)行安全，

38、從塔橫擔(dān)以下的所有連接螺栓均采用防卸螺栓，其上所有螺栓均使用防卸螺栓，其他所有螺栓加裝防松扣螺母，以此來提高電力塔抵抗振動的能力。從全壽命周期理論出發(fā)，建設(shè)期成本雖然增加了，但卻減低了運(yùn)行期間的補(bǔ)修、改進(jìn)費(fèi)用，利大于弊。4.1.11 鳥害防范措施眾所周知，輸電線路一般在荒郊野外，高山峻嶺，地形氣候情況復(fù)雜。近年來，隨著人類對生態(tài)保護(hù)意識的提高，林木繁盛地區(qū)鳥類越來越多，使線路運(yùn)行存在一定的隱患。按照全壽命周期成本理論，從“防”字入手，根據(jù)當(dāng)?shù)剡\(yùn)行部門掌握的鳥類活動規(guī)律，有重點(diǎn)的采取綜合措施，能有效的減少線路運(yùn)行的隱患。廈門地處福建東南沿海，根據(jù)福建東南沿海鳥類分布、遷徙情況和廈門送電線路多年防鳥害的實際經(jīng)驗表明，在廈門地區(qū)架空電力線路桿塔上造成鳥害故障的均為鳥筑巢期間叼、銜草根雜物導(dǎo)致電氣短路所致，而非北方通