王雅清
北京送变电公司 北京 102401
摘要：近年来，在我国 大力提倡可持续发展、科学发展观、发展循环经济的形势下，全寿命周期理念对输电建设的影响越来越大。由于输电线路受各类气象条件的直接和间接作用，因此线路所经路径要求有足够的塔基宽度和净空走廊。然而，受土地利用、自然环境和城市建筑等复杂条件的限制，输电线路的规划和设计不仅复杂，也增加了电网建设项目全寿命周期费用估算的难度。因此，估算电网建设工程的合理投资额，实现成本最优化、经济效益和社会效益最大化具有重大意义。依据全寿命周期的基本理论，将它实际应用大农网线路规划中，根据设计模型，结合设计输电路径的实例，验证全寿命周期成本管理在配电网输电线路的设计上可行性，也为供电可靠性和最大的社会效益提供理论保障，采用基于全寿命周期成本的电网规划方法具有重要的现实意义。本文作者结合多年来的工作经验，对输电线路全寿命周期成本设计进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：输电线路；全寿命周期；导线截面；路径；杆塔和基础
一、全寿命周期成本管理
输电线路的全寿命周期成本管理是将产品设计以后期使用、养护纳入在统一的成本系统中，以综合的合算、管理形式优化成本投入的管理方式。电路设计初到使用报废后的阶段被称为寿命周期，延长性的计算方式能够最大限度地将线路产生成本考虑在内，是一种科学的计算模式：
LCC=IC+OC+MC+FC+DC
式中LCC——全寿命成本；
IC——投入成本，包括决策（设计）成本和实现成本；
OC——运行成本；
MC——维护成本，即在寿命期内按照检修要求定期更换零部件等备件的费用，以及抢修、维护、试验、巡检等所需要的材料费、人工费、交通费等；
FC——故障引起的中断供电损失成本，亦称惩罚成本；
DC——废弃成本，即电网设备退役后拆除、运输等费用减去电网设备报废后可回收的费用）。
综上，运行成本、维护成本、损失成本相加是电路使用后增加的成本，是电网运转过程中逐年递增的；全寿命成本则是综合以上各数据，考虑生成和损耗所带来的所有消费的综合。
逐年计算支付成本是应结合实际的市场经济状况，参考银行相应的计算率，采用动态、浮动的算法总结，如需对比参照时，要做适当的换算调整，寿命周期以报废时间为准。
影响全寿命周期的变量是成本及可靠性。可用率是受可靠性和维修影响的。下图为全寿命周期成本与可用率的相关变化图。就变化趋势而言，具体的成本优化时要考虑可用率和可靠性的双向影响，设计相适应的周期成本预算。
二、设计全寿命周期成本的相关考虑
1.输电线路选用材质
输电线路全寿命周期的成本核算数据显示，由于技术更新不够、设计缺陷的存在，线路内部的消耗是主要的影响因素，导线的内部设计是关键，即导线使用的材质和截面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般导线的选用时多会出于经济的因素选择价格相对较低的，其使用寿命达不到一般标准，因此要在综合考虑导线导电性能、使用寿命、核算成本等因素的前提下，选用符合使用规范的导线。
电能损耗是全寿命周期成本设计中应主要考虑的问题，一味地加大导线直径以扩大截面的调整方式会因为重量增加、性能改变影响线路的架设和输电实际，导线在正常范围内能基本使用30年，在选用时要充分结合使用寿命、导线材质、预计成本等因素，通过市场调研和技术分析，找到经济与实际效益的最佳结合，有效控制全寿命周期成本。
2.输电线路路径方案优化设计
在输电线路的材质和寿命有保证的前提下，科学的架设安排是进一步的设计要求，技术性的设计不仅影响输电效率、减少能源损耗，其优化的设计能够有效地控制成本，同时合理的安排能够使得经济效益和社会效益并行。线路路径设计要充分考虑到架设地区的地貌、气候、水文特征，因地制宜地选用最佳的安装方案，从设计角度减少不必要的线路长度，提高使用寿命周期内的使用率。
3.改良杆塔和基础性能
输电线路的架设性质对地面的基础建筑和杆塔有较高要求，一方面是质量和寿命，另一方面是选址和架设。一般的使用寿命是与导线同时间的30年内，改良性能的建议是从经济投入和后期维修花费的角度力求控制成本，保证线路安全营运，排除因设计不合理、质量不合格人为造成的安全隐患。
4.线路外部绝缘、防护性能改良
就导线通电性能而言，其材质以较高的承受、导电性能为优，而相反相成的一面是对线路绝缘性能的要求，外部的设计和相关构件要求绝缘是为了防止线路跳闸、连电后造成事故，影响连续供电和人身安全。绝缘和防护性能的设计改良即在充分考虑架设地区土壤、大气环境、季节天气情况的前提下，通过增加爬距、采用经济的接地材料以控制线路养护的花费的相关工作。
三、全寿命周期成本设计方案
1.线路路径选择
对线路路径选择前，首先要联合气象地质部门对架设安装地区的地质、天气条件作出调查和评估，线路架设多选在空旷的野外，人为控制不足，所以要尽量避免地质不稳定和气候多变的地区，减少因条件限制的维修养护不足影响因素，可通过曲折性的设计加大人力
2.做好气象分析控制
气候因素是输电线路设计的参考的关键数据，影响材料、型号的选用、架设方案等，联系着成本控制。考虑到风速、雷电天气所占比例、冻害发生率等不可控的天气因素会导致基础建设的破坏，因根据区域天气作出调整，预计不足将会增加维修养护成本，反向来说，预计设计高于条件因素将会增加不必要的成本预算，因因地制宜，充分考虑，以控制成本。
3.导线输电性能及配合设计
线路的能耗对全寿命周期成本的影响占大部分的比例，上文所列的直截面以及材质都关乎电能消耗，选择性能与工程造价的最佳结合点是导线选择方案的决定条件。在选用、设计前要求充分研究电气、环境的性质，在成本预算的范围内选用性能优良、质量有保证的线路，从长远的角度是提高使用寿命周期内的利用率，反而节约成本，避免后期的人力、财力消耗，一次性的线路设计能够最大限度地满足线路输电要求，是经济环保的新型企业发展方向。
4.养护维修的成本优化
由于实际的架设条件要求，输电线路在城乡综合区之外的地区多在空旷的野外架设线路，一则是减少人员伤亡事故的安全隐患，二则是出于经济的因素，直线的架设能够有效地控制成本。但综合上文天气、地质因素的分析，贴合实际的全瞻性设计能充分优化各项成本预算。 对自然意外发生条件估计不够将会影响线路运行及维修养护，事故发生后连接的是资金追加、成本预算加大。以近年来由于天气突变，引发南方地区雨雪灾害后对电网运转的影响为例，由于全寿命周期设计时考虑不足，而造成了经济损失、人员伤亡。因此在选址、选材时要做靠基本突发情况的分析，采用经济的设计方案，顾及后期的维修养护。
高压输电线的绝缘和防雷性能是必要的设计考虑因素，跳闸、雷击随后增加的工作维修量也就增加的成本预算。应该从设计和监察的角度多方面控制事故发生，提高使用周期内的使用率。设计单位要沟通输电单位、气象等部门，通过整合设计要求和投入运转的实践经验，考虑多方面的实际要求作出合理的设计方案，建立事故应急措施，及时处理安全隐患。
架空输电线路多处荒郊野外，地形气候情况复杂。按照全寿命周期成本理论，线路设计需考虑防鸟害措施。根据当地运行部门掌握的鸟类活动规律，依据活动的频繁程度采取综合措施，能有效减少线路运行的隐患，降低运行维护成本。
四、结语
输电工程设计阶段是处理技术与经济关系的关键性环节，是影响工程项目全寿命周期成本的重要环节。本文分析了影响输电线路全寿命周期成本的设计因素，对优化输电线路设计提出了措施与建议。
参考文献：
[1]朱利.浅谈输电线路设计应注意的问题[J].中国高新技术企业，2008（08）.
[2]刘巍，张道国，孙鹏，马东海.全寿命周期成本管理理念在架空送电线路工程中的应用[J].山东电力技术，2011（01）.
论文作者:王雅清
论文发表刊物:《基层建设》2015年23期供稿
论文发表时间:2016/3/29
标签：成本论文; 线路论文; 寿命论文; 周期论文; 导线论文; 因素论文; 性能论文; 《基层建设》2015年23期供稿论文;