摘要:目前随着工程项目管理理论的发展,人们已经认识到全过程管理的重要性,并提出了全寿命周期理论,要求从工程建设、运行等多个阶段进行管理,保证工程在寿命期的安全运行。该文主要对全寿命周期理论的某输电线路工程优化进行分析,以期给工行研究者提供借鉴。
关键词:全寿命周期理论;某输电线路;工程优化
1 基于全寿命周期的输电线路设计现状
全寿命周期管理理念下的设计是一种在设计阶段就考虑产品整个周期内价值最优化的方法,其目标是所设计的产品对社会的贡献最大,对建设方、施工方、用户和环境的成本最小。全寿命周期设计意味着在设计阶段考虑到设计成品寿命历程的所有环节,以求全寿命周期所有相关因素在成品设计阶段就能得到综合规划和优化。工程项目全寿命周期管理是指工程从预想(立项)到淘汰(退运拆除)的整个过程,一般可分为方案论证、设计规划、施工建设、投运使用、维护修理和退运报废等阶段。工程项目全寿命周期的观点就是要统筹把握装备的全寿命过程,使各个阶段互相衔接,密切结合,相辅相成。
随着社会经济的发展,电网负荷量越来越大,为了促进电力工程项目的建设和发展,必须将新型的全寿命周期理论管理应用到实际工作中,推动我国电网的发展。全寿命周期表示工程规划、实施到报废的全过程。传统线路设计时,主要利用一次性投资成本评估输电工程的经济性,不能对输电运行、维护等进行考虑,影响了项目可靠性和经济性。
2 全寿命周期管理
(一)基本原则
全寿命周期成本管理是全寿命周期管理理论的核心,建立全寿命周期成本的概念是十分必要的。价值工程中的工程项目寿命周期成本,既包括工程项目研制、设计、制造、实验、销售的费用所构成的制造成本,又包括使用、保养、维修、能耗、保险、报废的费用所构成的使用成本,工程项目的全寿命周期成本是这两种成本的总合。任何电网项目都会产生运行成本,如污染环境需要治理费用,低性能的项目造成的影响如环境退化、林木减少、土壤和水体被污染均属于运行成本。现代人们习惯上比较重视工程项目的建设费用而忽视工程项目的使用费用。而实际上有许多工程项自的使用成本不容忽视,甚至大于制造成本。
(二)基本理念
深入分析工程项目的全寿命周期理念,其主旨就是在项目前期策划阶段进行确定,指导设计人员从工程项目的全寿命周期角度对项目进行设计,对项目在施工难易程度、运行的能源消耗、项目使用者的舒适度和人性化、运行维护的难易程度、对环境的影响程度、运行的安全可靠性、规模的扩展性以及拆除回收的难易等方面问题和情况给予考虑,并提出相应设计方案以应对以上情况和问题。对于不同种类的项目,其全寿命周期设计理念包括的方面有所不同。送电线路工程项目的全寿命周期设计不仅要考虑技术实现,还要根据项目所在地的特点,结合地区电网的客观实际和发展前景,进而考虑到其施工安装、运行维护直至报废回收处置等问题。因此,具体的说线路工程项目的全寿命周期设计理念主要包括以下九个方面,如图2所示,可靠性与安全性设计、可维护性设计、可施工性设计、可扩展性设计、节约环保性设计、人性化设计、可回收性设计、防灾与突发事件处理设计以及全寿命周期成本最优化设计,这九个方面贯穿于整个项目的全寿命周期。
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3 输电线路工程路径优化
(一)工程情况
该工程电压等级是750 kV,全长2×178 km,路径曲折系数为1.16,航空距离为2×153 km,使用单、双回路混合架设,线路沿西北-东南走线。经过分析发现,对该工程主要从路径优化、导线优化选型、铁塔优化设计、基础优化配置、绝缘配置等进行设计,综合考虑气象条件与水文岩土情况。
(二)路径选择原则与操作
选择路径时必须结合电力系统规划要求,综合考虑城市、文物、林业、水文地质及沿线交通等情况。综合考虑后,尽量靠近现有公路,满足路径安全、经济与可靠性要求。此次借助1∶5万地形图,总览1∶20万地形图,进行了电气、地质、测量与方案认定。同时对当地水利、军事及自然情况进行分析,达到了最佳效益。最终线路一段路径进行了优化,缩短了2.55 km路径,节省了550万元,保证了线路运行安全。
4 全寿命周期管理设计理论的应用
(一)安全可靠性设计
对线路路径进行优化处理,尽量避让已有的各种矿产采空区、开采区、规划开采区及险恶地形、不良地质地段,尽量避让林木密集覆盖区;通过收集线路所在区域的气象台(站)的气象资料并结合本线路所经地区已建架空线路采用的设计风速、覆冰厚度等资料,工程线路设计最大风速采用离地10m高30年一遇10min平均最大风速为23.5m/s,通过分析架空线路覆冰机理,取消了可研当中的5mm覆冰;本工程采用垂直排列的双回路铁塔的设计,因为保证导线的供电可靠性是衡量线路可靠性的重要准则;采用预交式防护金具及预绞式防振锤,方便施工和维护检修,更有效防止导线振动断股,提高了线路运行的可靠性。
(二)可维护性设计
全寿命周期理论中“可维护性设计”是指设计方案使工程在运行时维护方便、降低成本、不影响安全。本工程选用2011版通用设计中1F1模块直线塔,该型铁塔为垂直排列双回直线铁塔,该型铁塔为常规布置,实践表明该布置在线路维护中是十分方便的。考虑线路处于丘陵地带,将塔位排布地势较平缓的地段,靠近道路,保证车辆、机械设备、人员在运行检修时可以靠近输电线路设备附近进行操作;尽量选择成熟定型的线路设备产品,该类产品一般运行可靠,维护工作量小。我们耐张采用了使用寿命长于线路设计寿命的瓷质绝缘子,尽量减少维护更换工作。在铁塔设计中,铁塔构件均采用角钢,用螺栓进行连接,组成塔架结构,在运行维护中便于检修和更换。在登塔措施上本工程一般直线塔及转角塔均采用弯钩式脚钉,脚钉一般采用M16×160的规格,按450mm左右的间距从下往上正侧面均匀交错排列。排列时,当遇到用脚钉代替螺栓时,则脚钉的直径及强度等级与所代替的螺栓相同。预绞式悬垂线夹可有效的保护导线,抵御振动断股,且平滑的外轮廓减小电晕放电,延长了金具的使用寿命,且安装检查方便,提高了施工效率。
参考文献:
[1]郑丽敏,武志涛,邹颖,丁子娴,续朦.全寿命周期管理在输电线路设计中的应用[J].电网技术,2011.
[2]钟小平,金伟良.110kV输电线路全寿命周期设计理论方法[J].结构工程师,2011.
论文作者:谭会征,赵燕
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签:寿命论文; 周期论文; 线路论文; 工程项目论文; 工程论文; 成本论文; 铁塔论文; 《电力设备》2017年第22期论文;