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摘 要:城市道路照明对城市整体环境质量起着重要的作用,对其进行全寿命周期成本LCC(Life Cycle Cost)分析也具有重要的影响。本章针对全寿命周期成本的特点,道路照明设计中涉及的主要问题,采用工程法建模,提出地埋线路供电路灯LCC评估体系模型,采用一次投资成本、运行成本、运行维护成本、故障损失成本、退役成本来进行分解。并将该模型在A市C主干道路上进行了应用,结果验证了本模型的合理性与较强的实用性。此外,本文还在较理想的效果之上,提出了合理控制工程成本的几种优化方法。
关键词:全寿命周期成本;路灯选择;地埋电缆供电
1 引言
道路作为城市骨架,是扩大国内需求、拉动经济增长的重要保障,也是构建便捷、通畅、高效、安全的交通运输体系的重要组成部分,所以城市道路照明对城市整体环境质量起着越来越重要的作用,不仅大大提高了安全性,减少道路交通事故,还能带来商业利润,提高城市夜视环境质量[1]。
然而,随着城市圈的发展,城市规模发展迅速,反映到路灯管理中,设备数量逐步增多,规模增大,成为路灯管理者的最大挑战。目前的经济形势对企业降低成本提出更高的要求,如何在保证路灯功能的前提下实现对资产的有效管理成为当务之急。运用生命周期费用(Life Cycle Cost,LCC)理论对路灯资产进行管理,可以使设备在整个生命周期内实现费用最优,从而达到降低企业运行成本的目的,可以在保证路灯基本功能的前提下实现对路灯的优化管理,使路灯资产、维护费用实现最优[2][3]。
LCC技术于1987年传入了我国,最先开始在军队系统得到推广,再逐渐应用到电力系统建设及其评估当中。文献[4]分析了变压器各组件的LCC管理对其经济运行的影响,并对不同型号的油温计进行了LCC评价;文献[5]通过火电厂的LCC应用实例,分析了影响火电厂LCC的一些主要因素;文献[6]分析了全寿命周期设计理念在输电线路工程设计中的应用;文献[7]分析了现阶段输电线路的设计、建设以及运行模式,提出了一些观点看法,对电网建设具有一定的参考价值;文献[8]通过±500 kV直流输电线路绝缘设计方案的LCC优化决策的应用实例,指出LCC在输变电工程中具有很高的应用价值以及广泛的应用前景。可见,目前LCC的研究主要集中在对建设项目管理,设备选型,设备管理,并未将其应用于路灯方案选择。并且,实际道路照明管理具有经验性,注重可靠性,轻经济性的管理缺陷。LCC的管理理念可以从全局考虑,可以避免浪费,提高了经济性,同时也将可靠性计入LCC费用。
本章针对全寿命周期成本的特点,道路照明设计中涉及的主要问题,采用工程法建模,提出地埋线路供电路灯LCC评估体系模型,采用一次投资成本、运行成本、运行维护成本、故障损失成本、退役成本来进行分解。并将该模型在A市C主干道路上进行了应用,结果验证了本模型的合理性与较强的实用性。此外,本外还在较理想的效果之上,提出了合理控制工程成本的几种优化方法。
2 路灯LCC模型构建
2.1 LCC模型的选择
本文按照设备寿命周期费用的几个主要阶段采用公式(1)对路灯的LCC模型进行建模:
(1)
式中:
IC:一次投资成本Investment Costs(包括调研、研制、生产制造等成本);
OC:运行成本Operation Costs(包括能耗、环境影响等成本);
MC:运行维护成本Maintenance Costs(包括日常检修和计划检修及人工成本等);
FC:运行维护成本Failure Costs(包括因停电造成的自身损失和社会损失);
DC:退役成本Disposal Costs(包括退役过程中的施工成本、设备处理成本等)。
下面对LCC中的各个部分进行分析。
2.2 IC的计算
地埋线路是目前大中型城市的主要方式。本文依据地埋线路供电路灯工程。根据相关行业规范及设计经验,道路照明路灯的LCC一次投资成本包含技术方案的采购成本、工程材料、施工成本及相关规费等。1公里地埋线路供电路灯工程的主要内容包括:组立11m单臂钢杆33根(400W调光灯具),施放电力电缆3000米,制作电缆接头,安装各类线材,制作路灯基础33座,制作手孔井33座,人孔井10座,开挖电缆沟并安装电缆管道1000米,破除并恢复道路、人行道、花坛。安装100KVA路灯箱式变压器(含路灯智能监控装置)1台,安装接地装置4处。具体分解如图1。
图1 地埋线路供电路灯工程IC分解图
2.3 OC的计算
道路照明设备运行成本是指运行期间的能耗费,其中能耗费主要包括路灯的电能损耗、导线的电阻损耗、变压器损耗及地线的感应损耗和金具的磁滞损耗以及涡流损耗,而地线的感应损耗以及金具损耗在道路照明损耗中占的比例很小,在此不做详细分析。
1盏高压钠灯的电能损耗包括光源的电能损耗、灯具内部电器的电能损耗,具体如下:
(2)
其中:P1为光源的有功功率;P2为灯具内电器的有功功率。低压线路的功率损耗为:
(3)
其中:I为通过线路的电流;R为线路电阻;P为线路输送的有功功率;UN为线路的额定电压;cosα为负荷的功率因数。
由于路灯高压停送后,路灯关灯,路灯变压器不运行,即只需考虑变压器在亮灯时的负载损耗,关灯后的空载损耗几乎为0。灯变压器功率损耗计算如下[9]:
(4)
其中:P0为空载损耗;KT负载波动损耗系数;β平均负载系数;Pk额定负载损耗。
在架空或地埋线路工程中,年运行成本为:
(5) 其中:t为路灯年运行时间,取4199h。
2.4 MC的计算
路灯照明设备的运行维护分为日常设备巡视及缺陷处理项目、计划大修项目和设备清洗项目,这些项目的成本包括维护材料费、汽运费和日常维护的人工费等。由于近五年路灯设备品质的不断提高,灯具的防护等级都在IP65以上,太阳能板也具有了免维雨水自动冲洗功能,所以设备清洗项目的费用越少,2011年很多城市已取消该项目的列资,本文对设备清洗项目不做讨论。
为了简化计算,同时根据投国家相关财务规定,将路灯设备的年运行维护成本用投资费用的百分比形式来表示,设比例系数因子为μ,故障率比例系数为γ,计算公式如下:
(6)
2.5 FC的计算
道路照明的故障损失包括维修不同故障出现时的人工费、材料费和机械费。道路照明设备属于公共设施,其报修途径有两种,一种是通过社会报修热线由全市市民监督反映故障,一种是通过路灯智能监控系统自动报警反映故障。为了简化计算,设路灯安装当年的单灯故障处理费μ,故障率比例系数为γ,可以推算出单灯故障处理费计算公式如下:
(7)
2.6 DC的计算
退役成本(DC)指线路生命周期结束后,清理、回收、销毁线路中各种设备所需支付的费用。不同类型、用途的设备退役成本是不同的,有的可以产生一定数量的残值收入,用以支付其他有关的费用,这种退役成本应为负值;而有的不仅没有任何残值收入,而且需要花费大量的成本将其报废和清理,这种退役成本为正值。在产品退役的过程中,既有可能产生一定的收入,又需要消耗一定的人力、物力、财力,所以应该认真进行核算。根据电力工业企业固定资产年折旧率表[10],道路照明设备的折旧年限为30年,退役成本按照一次投资的30%计算,并利用宏观经济参数修正将其折算成等年值。
(8)
3 系统实例
3.1 A市C主干道道路工程概况
A市C主干道全长约660m,道路设计路面为水泥路面,道路规划路幅均为25m宽,中间15m宽机动车道,两侧为3m宽人行道及2米宽绿化带。
照明设计目标为:1)平均亮度[照度]:Lav[Eav]≥1.5(cd/m2)[20(lx)];2)照度均匀度:Emin/Eav≥0.4;3)标准路段机动车道照明功率密度值不大于0.85W/m2;4)人行道要求平均照度不低于5lx;5)道路照明配电线路末端电压损失小于额定电压的10%。
C主干道沿线道路照明均采用普通单臂路灯双侧布灯方式,路灯杆设于道路两旁绿化带站石内侧。车行道照明光源功率为NG250W,灯具为截光型灯具。道路照明所采用光源均为高压钠灯,灯具效率不低于70%。车行道灯臂长1.5m,灯具安装高度10m。灯杆应为钢质锥形杆,并且应该采用热浸锌对灯杆和灯臂表面进行防腐处理。工程低杆照明灯杆距原则上为30m工程中系采用10kV路灯专用电源环网供电及0.23kV配电,设置专用路灯箱变。考虑到将来路网的完善及沿线公共照明用电需求,本设计路灯电源搭接新增路灯箱变1台为:公租房四号路01#(100KVA)。路灯箱变采用露天安装方式,要求其配置温显及防凝露装置。配电干线选用交联铜芯电力电缆2×(YJV-0.6/1kV 1×70)+1×(YJV-0.6/1kV 1×35),全线穿管敷设,穿越道口及过街处采用玻璃钢管(DN100)2根(标注处除外),玻璃钢管两端均设有电缆检修井,井盖为铸铁井盖。所有玻璃钢管两端、分支搭接处、变压器出线、电缆接头处均设有电缆检修井,所有路灯均设有路灯接线方井,井盖均为铸铁井盖。照明配电支线到每个照明器的连线均采用1×2.5mm腊克线。配电系统选用TN-S接地制式,采用交联铜芯电力电缆YJV-0.6/1kV 1×35作为专用接地干线。接地干线除始端与变压器地连接外,每根路灯电杆处均须可靠接地,在线路的末端及中间适当位置处还需作重复接地并构成环接,要求其重复接地电阻R<10Ω,如实测不满足要求,须补打接地极。
3.2 A市C主干道道路的LCC计算
3.2.1 一次投资计算
根据2.2的分析,C主干道地埋电缆供电路灯的一次投资如下:
工程本体费用:包括地埋电缆233224.99元,灯杆126002.25元,灯具67184.85元,杆灯基础90329.10元,沟槽开挖163646.35元,电缆井53117.39元,箱式变压器399696.30元,其它209873.75元。
单列项目费用:包括人工费100449.38元,安全防护费6030.72元,文明施工费3441.92元,临时设施费5130.04元。
招标代理费:7269.58元
设计费:41810.43元
现场监理费:30660.98元
总造价:1537868.1元
单灯平均造价:38446.7元
3.2.2 运行成本计算
本工程中灯具功率为250W,灯数为40套。灯具内部电器的电能损耗为:
本工程采用YJV-1*50交联铜芯电缆线路电阻为0.387Ω/km×1.45km=0.4598Ω;线路输送的有功功率实测为42.52kW;线路的额定电压为220V;负荷的功率因数实测为0.85。低压线路的功率损耗为:
路灯变压器采用D11-0.22/10-100KVA台式变压器,查阅变压器技术参数可知空载损耗为180W,额定负载损耗为1430W;由于路灯负载比较恒定,负载波动系数取1;根据《A市城市道路照明设计技术标准》的要求,平均负载系数取0.5。变压器功率损耗计算如下:
路灯的设计年限为30年,但由于城市建设的不断加快,环境污染严重,路灯设备还未退役已重新改造,故路灯设备的使用寿命按10年计算,运行成本计算如下: 按照路灯电费0.96元每度计算,该工程10年的运行成本为55.55万元,平均每盏地埋电缆供电路灯10年的运行成本为13887万元。
3.2.3 运行维护计算
地埋电缆供电路灯的故障比例系数33.27%;同时根据投国家相关财务规定[11],比例系数因子为4.2%。运行维护计算如下:
该工程运行维护费为15042元,平均每盏地埋电缆供电路灯运行损耗为376元。
考虑到人工和材料的逐年增加,运行维护费的年增长率为10%,平均每盏地埋电缆供电路灯10年的运行成本为:
3.2.4 故障损耗计算
地埋电缆供电路灯的FC占总故障损失费用的34.6%,以2011年单灯故障处理费192.92为基准,平均每盏架空电缆供电路灯10年的故障处理费为:
3.2.5 退役计算
根据电力工业企业固定资产年折旧率表[11],路灯设备的折旧年限为10年,退役成本按照一次投资的30%计算,并利用宏观经济参数修正将其折算成等年值。按照平均年通货膨胀率为3%,年利率为6.07%计算。退役成本如下:
由于路灯设备退役后需要排专人进行拆除,拆除过程还需要人工费、机械费、安全措施费等费用,路灯管理单位通常采用以料抵工的方式进行处理,所以退役的实际费用为零。
3.3 A市C主干道道路的LCC分布及分析
地埋电缆供电路灯LCC结果,全奉命周期成本为62424元,如图2所示:
图2 地埋电缆供电路灯路灯LCC分布
由图可知,在地埋电缆供电的路灯工程中一次投资所占的比例最高,超过全寿命周期成本的二分之一。在地埋电缆供电工程中应尽量控制一次投资成本。在对运行成本进行具体分析,见图3:
图3 地埋电缆供电路灯一次投资分布
可通过以下几种方式控制地埋电缆供电路灯工程的工程成本:
1)就近选择变压器,降低路灯高压投资费用。
2)综合考虑性价比,合理选择施工工艺和工程材料。
3)在新建道路施工时,照明工程应和道路同步施工,避免重复开挖。
4 结论
城市道路照明对城市整体环境质量起着重要的作用,对其进行全寿命周期成本LCC分析也具有重要的影响。本章针对全寿命周期成本的特点,道路照明设计中涉及的主要问题,采用工程法建模,提出地埋线路供电路灯LCC评估体系模型,采用一次投资成本、运行成本、运行维护成本、故障损失成本、退役成本来进行分解。并将该模型在A市C主干道路上进行了应用,结果验证了本模型的合理性与较强的实用性。此外,本外还在较理想的效果之上,提出了合理控制工程成本的几种优化方法。■
参考文献
[1] 陈育明,陈大华,郭旭光. 道路照明科技及其意义[J]. 1999,(03):52-56.
[2] 李新节.基于全寿命周期成本分析的设备选型方法应用[J].交通世界,2010,8(17):80-81.
[3] 徐翀.全寿命周期成本管理在电力设备管理中的应用探讨[J].中国电力,20103(3):72-74.
[4] 夏业勤, 史有德. 电力变压器组件的LCC管理与变电站的经济运行[J]. 变压器, 2001, (08).
[5] 陈奕善. LCC技术在火电厂的应用[J]. 上海电力,2004(03).
[6] 纪伟. 全寿命周期设计理念在输电线路工程设计中的应用[J]. 江苏电机工程,2009(06).
[7] 郭青. 输电线路建设工程全寿命周期管理的探讨[J].山西电力,2007.
[8] 邵长利, 乔光林. ±500kV直流输电线路绝缘设计方案全寿命费用决策[J]. 吉林电力,2006,(02).
[9] 赵宗罗,赵志明.低压台区线损的理论计算[J].农村电气化,2005,(10).
[10] A市人民政府令[第225号] A市城市管理办法.
[11] 李凤,刘志华.WJG212-2010A市道路照明设计技术规定[S].A: A市城乡建设委员会,2011.
关键词:全寿命周期成本;路灯选择;地埋电缆供电
1 引言
道路作为城市骨架,是扩大国内需求、拉动经济增长的重要保障,也是构建便捷、通畅、高效、安全的交通运输体系的重要组成部分,所以城市道路照明对城市整体环境质量起着越来越重要的作用,不仅大大提高了安全性,减少道路交通事故,还能带来商业利润,提高城市夜视环境质量[1]。
然而,随着城市圈的发展,城市规模发展迅速,反映到路灯管理中,设备数量逐步增多,规模增大,成为路灯管理者的最大挑战。目前的经济形势对企业降低成本提出更高的要求,如何在保证路灯功能的前提下实现对资产的有效管理成为当务之急。运用生命周期费用(Life Cycle Cost,LCC)理论对路灯资产进行管理,可以使设备在整个生命周期内实现费用最优,从而达到降低企业运行成本的目的,可以在保证路灯基本功能的前提下实现对路灯的优化管理,使路灯资产、维护费用实现最优[2][3]。
LCC技术于1987年传入了我国,最先开始在军队系统得到推广,再逐渐应用到电力系统建设及其评估当中。文献[4]分析了变压器各组件的LCC管理对其经济运行的影响,并对不同型号的油温计进行了LCC评价;文献[5]通过火电厂的LCC应用实例,分析了影响火电厂LCC的一些主要因素;文献[6]分析了全寿命周期设计理念在输电线路工程设计中的应用;文献[7]分析了现阶段输电线路的设计、建设以及运行模式,提出了一些观点看法,对电网建设具有一定的参考价值;文献[8]通过±500 kV直流输电线路绝缘设计方案的LCC优化决策的应用实例,指出LCC在输变电工程中具有很高的应用价值以及广泛的应用前景。可见,目前LCC的研究主要集中在对建设项目管理,设备选型,设备管理,并未将其应用于路灯方案选择。并且,实际道路照明管理具有经验性,注重可靠性,轻经济性的管理缺陷。LCC的管理理念可以从全局考虑,可以避免浪费,提高了经济性,同时也将可靠性计入LCC费用。
本章针对全寿命周期成本的特点,道路照明设计中涉及的主要问题,采用工程法建模,提出地埋线路供电路灯LCC评估体系模型,采用一次投资成本、运行成本、运行维护成本、故障损失成本、退役成本来进行分解。并将该模型在A市C主干道路上进行了应用,结果验证了本模型的合理性与较强的实用性。此外,本外还在较理想的效果之上,提出了合理控制工程成本的几种优化方法。
2 路灯LCC模型构建
2.1 LCC模型的选择
本文按照设备寿命周期费用的几个主要阶段采用公式(1)对路灯的LCC模型进行建模:
(1)
式中:
IC:一次投资成本Investment Costs(包括调研、研制、生产制造等成本);
OC:运行成本Operation Costs(包括能耗、环境影响等成本);
MC:运行维护成本Maintenance Costs(包括日常检修和计划检修及人工成本等);
FC:运行维护成本Failure Costs(包括因停电造成的自身损失和社会损失);
DC:退役成本Disposal Costs(包括退役过程中的施工成本、设备处理成本等)。
下面对LCC中的各个部分进行分析。
2.2 IC的计算
地埋线路是目前大中型城市的主要方式。本文依据地埋线路供电路灯工程。根据相关行业规范及设计经验,道路照明路灯的LCC一次投资成本包含技术方案的采购成本、工程材料、施工成本及相关规费等。1公里地埋线路供电路灯工程的主要内容包括:组立11m单臂钢杆33根(400W调光灯具),施放电力电缆3000米,制作电缆接头,安装各类线材,制作路灯基础33座,制作手孔井33座,人孔井10座,开挖电缆沟并安装电缆管道1000米,破除并恢复道路、人行道、花坛。安装100KVA路灯箱式变压器(含路灯智能监控装置)1台,安装接地装置4处。具体分解如图1。
图1 地埋线路供电路灯工程IC分解图
2.3 OC的计算
道路照明设备运行成本是指运行期间的能耗费,其中能耗费主要包括路灯的电能损耗、导线的电阻损耗、变压器损耗及地线的感应损耗和金具的磁滞损耗以及涡流损耗,而地线的感应损耗以及金具损耗在道路照明损耗中占的比例很小,在此不做详细分析。
1盏高压钠灯的电能损耗包括光源的电能损耗、灯具内部电器的电能损耗,具体如下:
(2)
其中:P1为光源的有功功率;P2为灯具内电器的有功功率。低压线路的功率损耗为:
(3)
其中:I为通过线路的电流;R为线路电阻;P为线路输送的有功功率;UN为线路的额定电压;cosα为负荷的功率因数。
由于路灯高压停送后,路灯关灯,路灯变压器不运行,即只需考虑变压器在亮灯时的负载损耗,关灯后的空载损耗几乎为0。灯变压器功率损耗计算如下[9]:
(4)
其中:P0为空载损耗;KT负载波动损耗系数;β平均负载系数;Pk额定负载损耗。
在架空或地埋线路工程中,年运行成本为:
(5) 其中:t为路灯年运行时间,取4199h。
2.4 MC的计算
路灯照明设备的运行维护分为日常设备巡视及缺陷处理项目、计划大修项目和设备清洗项目,这些项目的成本包括维护材料费、汽运费和日常维护的人工费等。由于近五年路灯设备品质的不断提高,灯具的防护等级都在IP65以上,太阳能板也具有了免维雨水自动冲洗功能,所以设备清洗项目的费用越少,2011年很多城市已取消该项目的列资,本文对设备清洗项目不做讨论。
为了简化计算,同时根据投国家相关财务规定,将路灯设备的年运行维护成本用投资费用的百分比形式来表示,设比例系数因子为μ,故障率比例系数为γ,计算公式如下:
(6)
2.5 FC的计算
道路照明的故障损失包括维修不同故障出现时的人工费、材料费和机械费。道路照明设备属于公共设施,其报修途径有两种,一种是通过社会报修热线由全市市民监督反映故障,一种是通过路灯智能监控系统自动报警反映故障。为了简化计算,设路灯安装当年的单灯故障处理费μ,故障率比例系数为γ,可以推算出单灯故障处理费计算公式如下:
(7)
2.6 DC的计算
退役成本(DC)指线路生命周期结束后,清理、回收、销毁线路中各种设备所需支付的费用。不同类型、用途的设备退役成本是不同的,有的可以产生一定数量的残值收入,用以支付其他有关的费用,这种退役成本应为负值;而有的不仅没有任何残值收入,而且需要花费大量的成本将其报废和清理,这种退役成本为正值。在产品退役的过程中,既有可能产生一定的收入,又需要消耗一定的人力、物力、财力,所以应该认真进行核算。根据电力工业企业固定资产年折旧率表[10],道路照明设备的折旧年限为30年,退役成本按照一次投资的30%计算,并利用宏观经济参数修正将其折算成等年值。
(8)
3 系统实例
3.1 A市C主干道道路工程概况
A市C主干道全长约660m,道路设计路面为水泥路面,道路规划路幅均为25m宽,中间15m宽机动车道,两侧为3m宽人行道及2米宽绿化带。
照明设计目标为:1)平均亮度[照度]:Lav[Eav]≥1.5(cd/m2)[20(lx)];2)照度均匀度:Emin/Eav≥0.4;3)标准路段机动车道照明功率密度值不大于0.85W/m2;4)人行道要求平均照度不低于5lx;5)道路照明配电线路末端电压损失小于额定电压的10%。
C主干道沿线道路照明均采用普通单臂路灯双侧布灯方式,路灯杆设于道路两旁绿化带站石内侧。车行道照明光源功率为NG250W,灯具为截光型灯具。道路照明所采用光源均为高压钠灯,灯具效率不低于70%。车行道灯臂长1.5m,灯具安装高度10m。灯杆应为钢质锥形杆,并且应该采用热浸锌对灯杆和灯臂表面进行防腐处理。工程低杆照明灯杆距原则上为30m工程中系采用10kV路灯专用电源环网供电及0.23kV配电,设置专用路灯箱变。考虑到将来路网的完善及沿线公共照明用电需求,本设计路灯电源搭接新增路灯箱变1台为:公租房四号路01#(100KVA)。路灯箱变采用露天安装方式,要求其配置温显及防凝露装置。配电干线选用交联铜芯电力电缆2×(YJV-0.6/1kV 1×70)+1×(YJV-0.6/1kV 1×35),全线穿管敷设,穿越道口及过街处采用玻璃钢管(DN100)2根(标注处除外),玻璃钢管两端均设有电缆检修井,井盖为铸铁井盖。所有玻璃钢管两端、分支搭接处、变压器出线、电缆接头处均设有电缆检修井,所有路灯均设有路灯接线方井,井盖均为铸铁井盖。照明配电支线到每个照明器的连线均采用1×2.5mm腊克线。配电系统选用TN-S接地制式,采用交联铜芯电力电缆YJV-0.6/1kV 1×35作为专用接地干线。接地干线除始端与变压器地连接外,每根路灯电杆处均须可靠接地,在线路的末端及中间适当位置处还需作重复接地并构成环接,要求其重复接地电阻R<10Ω,如实测不满足要求,须补打接地极。
3.2 A市C主干道道路的LCC计算
3.2.1 一次投资计算
根据2.2的分析,C主干道地埋电缆供电路灯的一次投资如下:
工程本体费用:包括地埋电缆233224.99元,灯杆126002.25元,灯具67184.85元,杆灯基础90329.10元,沟槽开挖163646.35元,电缆井53117.39元,箱式变压器399696.30元,其它209873.75元。
单列项目费用:包括人工费100449.38元,安全防护费6030.72元,文明施工费3441.92元,临时设施费5130.04元。
招标代理费:7269.58元
设计费:41810.43元
现场监理费:30660.98元
总造价:1537868.1元
单灯平均造价:38446.7元
3.2.2 运行成本计算
本工程中灯具功率为250W,灯数为40套。灯具内部电器的电能损耗为:
本工程采用YJV-1*50交联铜芯电缆线路电阻为0.387Ω/km×1.45km=0.4598Ω;线路输送的有功功率实测为42.52kW;线路的额定电压为220V;负荷的功率因数实测为0.85。低压线路的功率损耗为:
路灯变压器采用D11-0.22/10-100KVA台式变压器,查阅变压器技术参数可知空载损耗为180W,额定负载损耗为1430W;由于路灯负载比较恒定,负载波动系数取1;根据《A市城市道路照明设计技术标准》的要求,平均负载系数取0.5。变压器功率损耗计算如下:
路灯的设计年限为30年,但由于城市建设的不断加快,环境污染严重,路灯设备还未退役已重新改造,故路灯设备的使用寿命按10年计算,运行成本计算如下: 按照路灯电费0.96元每度计算,该工程10年的运行成本为55.55万元,平均每盏地埋电缆供电路灯10年的运行成本为13887万元。
3.2.3 运行维护计算
地埋电缆供电路灯的故障比例系数33.27%;同时根据投国家相关财务规定[11],比例系数因子为4.2%。运行维护计算如下:
该工程运行维护费为15042元,平均每盏地埋电缆供电路灯运行损耗为376元。
考虑到人工和材料的逐年增加,运行维护费的年增长率为10%,平均每盏地埋电缆供电路灯10年的运行成本为:
3.2.4 故障损耗计算
地埋电缆供电路灯的FC占总故障损失费用的34.6%,以2011年单灯故障处理费192.92为基准,平均每盏架空电缆供电路灯10年的故障处理费为:
3.2.5 退役计算
根据电力工业企业固定资产年折旧率表[11],路灯设备的折旧年限为10年,退役成本按照一次投资的30%计算,并利用宏观经济参数修正将其折算成等年值。按照平均年通货膨胀率为3%,年利率为6.07%计算。退役成本如下:
由于路灯设备退役后需要排专人进行拆除,拆除过程还需要人工费、机械费、安全措施费等费用,路灯管理单位通常采用以料抵工的方式进行处理,所以退役的实际费用为零。
3.3 A市C主干道道路的LCC分布及分析
地埋电缆供电路灯LCC结果,全奉命周期成本为62424元,如图2所示:
图2 地埋电缆供电路灯路灯LCC分布
由图可知,在地埋电缆供电的路灯工程中一次投资所占的比例最高,超过全寿命周期成本的二分之一。在地埋电缆供电工程中应尽量控制一次投资成本。在对运行成本进行具体分析,见图3:
图3 地埋电缆供电路灯一次投资分布
可通过以下几种方式控制地埋电缆供电路灯工程的工程成本:
1)就近选择变压器,降低路灯高压投资费用。
2)综合考虑性价比,合理选择施工工艺和工程材料。
3)在新建道路施工时,照明工程应和道路同步施工,避免重复开挖。
4 结论
城市道路照明对城市整体环境质量起着重要的作用,对其进行全寿命周期成本LCC分析也具有重要的影响。本章针对全寿命周期成本的特点,道路照明设计中涉及的主要问题,采用工程法建模,提出地埋线路供电路灯LCC评估体系模型,采用一次投资成本、运行成本、运行维护成本、故障损失成本、退役成本来进行分解。并将该模型在A市C主干道路上进行了应用,结果验证了本模型的合理性与较强的实用性。此外,本外还在较理想的效果之上,提出了合理控制工程成本的几种优化方法。■
参考文献
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