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【摘 要】文章对全寿命周期管理的概念进行了解释定义,通过全寿命周期理论在输电设备防腐、输电线路导、地线寿命配合、输电线路综合防雷改造的应用、对全寿命周期理论在输电线路检修技改工程中的运用进行了分析对比,体现了输电线路检修、技改工程遵循全寿命周期理念的价值所在。为合理制订输电线路的检修、技改工程方案,提供了参考。
【关键词】全寿命周期;输电线路;应用
0.前言
在我国,全寿命周期管理(LCC)技术已在有关军、民领域的大型工程项目应用上取得了较好的经济效益,在电力建设工程上的运用也在逐步推广应用,为建设“资源节约型、环境友好型”工程项目提供了科学依据。在已经运行的输电线路检修、技改项目上的运用全寿命周期理论进行统筹规划,保障输电线路检修、技改项目的合理性、适宜性、经济性有重要作用。
1.全寿命周期管理
全寿命周期管理理念最初是由美国国防部于20世纪60年代提出的,目前得到公认的定义为:大型系统在预定有效期内发生的直接、间接、重复性、一次性及其它有关的费用。它是设计、开发、制造、使用、维修、支援等过程中发生的费用,以及预算中所列入的必然发生的费用总和。”
针对输电线路,该理念可以理解为:包括工程项目可行性研究、设计、建设、监理的费用所构成的制造成本,又包括运行、保养、维修、报废的费用所构成的使用成本。
2.全寿命周期管理理念在输电线路检修、技改工程中的应用
当前我国输电线路大部分运行时间超过25年,个别线路超过50年。架空输电线路、架空地线、导地线及其基础设施的腐蚀劣化导致材料性能退化和结构损伤,影响其使用寿命和安全性,成为输电线路安全性的潜在威胁,严重时甚至酿成灾难性的事故。因此,需要对输电网及其设备进行剩余寿命评估,从全寿命周期角度合理论证、制定合理的输电线路大修、技改等延寿改造方案,保障输电线路大修、技改方案的合理性、经济性。
2.1输电设备、线路腐蚀的维护
目前,在线路投运约8-10年后开始做输电线路的第一次防腐,输电线路的铁塔、铁附件的锈蚀程度为中等,从此,每5年需做一次防腐直到线路报废。若一条线路长度20千米,寿命按40年计算,每次防腐需资金15万元,则在该线路的运行周期内,仅防腐一项需105万元。若按照全寿命周期管理理念,采用利用热喷涂、纳米电刷镀、微弧等离子等新技术,对线路进行防腐处理,则防腐周期可延长到10-15年,一次投资约需25万元。则在线路的运行寿命期内,仅做3次防腐,约75万元即可,考虑利息等因素,在线路防腐方面,运用全寿命周期理念进行维护可节约投资约25万元。
2.2输电线路导、地线寿命配合的应用
送电线路的运行经验表明,镀锌钢绞线一般运行10~15年后即会锈蚀,强度降低,甚至出现断线事故。考虑JLB20A-80使用寿命与钢芯铝绞线大致匹配(约40年),因此在线路投运年内不用换地线。
普通钢绞线GJ-80价格约7194元/吨,折合4533元/km;铝包钢绞线JLB20A-80价格约13500元/吨,折合7133元/km;两者价格比值是1.57倍。另外更换地线会产生费用(包含施工、附件金具、其他费用),按8000元/km考虑;普通钢绞线更换下来考虑残值约折合1000元/km,停电更换的损失不可估量。
从以上分析可得出,在设计之初即按全寿命周期理念架空地线采用钢芯铝绞线可在线路的寿命周期内,每公里线路节约4000元。但是,在运行的线路上进行更换地线的项目,若也采用钢芯铝绞线进行更换则会增加成本,导致架空地线与导线的寿命不配合的问题,造成投资浪费,这也是目前输电线路大修技改工程中普遍存在的误区。
2.3输电线路综合防雷改造
输电线路跳闸约65%是因雷击线路引起的,因此防雷接地是输电线路运行维护工作的重点。近年,针对输电线路的综合防雷整治投资很大,虽然也取得了一定的成效,但是,由于未根据全寿命周期的理念进行全面系统的防雷设计,这些防雷措施的适宜性值得商榷。目前主要采取的主要防雷手段有:(1)输电线路接地改造;(2)加装线路避雷器、避雷针。防雷措施的制定基本靠现场运维人员的判断,而现场人员的经验水平、对地形地貌的判断都存在良莠不齐的现象,这就造成很多的防雷措施与现场实际需要不适应,防雷效果不好甚至达不到防雷的效果。已運行输电线路的防雷是一个系统工程。对已运行输电线路进行防雷改造,要了解输电线路的结构、运行情况、所经地段的地形、地貌、地质及季风活动情况,要收集输电线路发生的雷害事故及其事故原因、雷电活动情况等多种历史运行数据和现场测试数据,总结出雷害事故的原因,找出在防雷上存在的缺陷和不足。这样才能制订出合乎实际的改造措施并进行有针对性的改造,使改造取得真正的实效。运用全寿命周期管理理念,对防雷改造项目进行调研设计,主要包括以下几个方面的内容。
①线路运行资料,包括雷害事故,雷害事故损坏的设备状况,雷击跳闸情况,雷电侵入波对变电设备的危害情况,线路易击杆塔序号。
②线路设计和建设的资料、图纸(线路走向图,杆塔结构、回路数,杆塔接地体结构、接地电阻,杆塔周边地形图及周边土壤电阻率情况等),建设验收记录,特别是避雷线的条数和保护角,外绝缘爬距,同杆架设情况等。
③气象资料收集,包括季风大致走向,平均雷暴日,雷电活动强烈区域和雷暴活动集中的月份等。
根据调查研究结果,确定线路在防雷上存在的缺陷,并根据现场勘测结果确定“易击段、易击杆塔和易击相”。并相应的采取措施,才能使防雷工作做到有的放矢。
3.结束语
对已运行线路的综合检修、技改工程项目运用全寿命周期管理理念,综合考虑输电线路建设成本与运行维护成本,体现线路各构成部分功能协调、寿命周期协调,对输电线路建设、运行维护的全过程进行统筹优化,全局优化,是适应当今社会发展的输电线路的发展方向。
【关键词】全寿命周期;输电线路;应用
0.前言
在我国,全寿命周期管理(LCC)技术已在有关军、民领域的大型工程项目应用上取得了较好的经济效益,在电力建设工程上的运用也在逐步推广应用,为建设“资源节约型、环境友好型”工程项目提供了科学依据。在已经运行的输电线路检修、技改项目上的运用全寿命周期理论进行统筹规划,保障输电线路检修、技改项目的合理性、适宜性、经济性有重要作用。
1.全寿命周期管理
全寿命周期管理理念最初是由美国国防部于20世纪60年代提出的,目前得到公认的定义为:大型系统在预定有效期内发生的直接、间接、重复性、一次性及其它有关的费用。它是设计、开发、制造、使用、维修、支援等过程中发生的费用,以及预算中所列入的必然发生的费用总和。”
针对输电线路,该理念可以理解为:包括工程项目可行性研究、设计、建设、监理的费用所构成的制造成本,又包括运行、保养、维修、报废的费用所构成的使用成本。
2.全寿命周期管理理念在输电线路检修、技改工程中的应用
当前我国输电线路大部分运行时间超过25年,个别线路超过50年。架空输电线路、架空地线、导地线及其基础设施的腐蚀劣化导致材料性能退化和结构损伤,影响其使用寿命和安全性,成为输电线路安全性的潜在威胁,严重时甚至酿成灾难性的事故。因此,需要对输电网及其设备进行剩余寿命评估,从全寿命周期角度合理论证、制定合理的输电线路大修、技改等延寿改造方案,保障输电线路大修、技改方案的合理性、经济性。
2.1输电设备、线路腐蚀的维护
目前,在线路投运约8-10年后开始做输电线路的第一次防腐,输电线路的铁塔、铁附件的锈蚀程度为中等,从此,每5年需做一次防腐直到线路报废。若一条线路长度20千米,寿命按40年计算,每次防腐需资金15万元,则在该线路的运行周期内,仅防腐一项需105万元。若按照全寿命周期管理理念,采用利用热喷涂、纳米电刷镀、微弧等离子等新技术,对线路进行防腐处理,则防腐周期可延长到10-15年,一次投资约需25万元。则在线路的运行寿命期内,仅做3次防腐,约75万元即可,考虑利息等因素,在线路防腐方面,运用全寿命周期理念进行维护可节约投资约25万元。
2.2输电线路导、地线寿命配合的应用
送电线路的运行经验表明,镀锌钢绞线一般运行10~15年后即会锈蚀,强度降低,甚至出现断线事故。考虑JLB20A-80使用寿命与钢芯铝绞线大致匹配(约40年),因此在线路投运年内不用换地线。
普通钢绞线GJ-80价格约7194元/吨,折合4533元/km;铝包钢绞线JLB20A-80价格约13500元/吨,折合7133元/km;两者价格比值是1.57倍。另外更换地线会产生费用(包含施工、附件金具、其他费用),按8000元/km考虑;普通钢绞线更换下来考虑残值约折合1000元/km,停电更换的损失不可估量。
从以上分析可得出,在设计之初即按全寿命周期理念架空地线采用钢芯铝绞线可在线路的寿命周期内,每公里线路节约4000元。但是,在运行的线路上进行更换地线的项目,若也采用钢芯铝绞线进行更换则会增加成本,导致架空地线与导线的寿命不配合的问题,造成投资浪费,这也是目前输电线路大修技改工程中普遍存在的误区。
2.3输电线路综合防雷改造
输电线路跳闸约65%是因雷击线路引起的,因此防雷接地是输电线路运行维护工作的重点。近年,针对输电线路的综合防雷整治投资很大,虽然也取得了一定的成效,但是,由于未根据全寿命周期的理念进行全面系统的防雷设计,这些防雷措施的适宜性值得商榷。目前主要采取的主要防雷手段有:(1)输电线路接地改造;(2)加装线路避雷器、避雷针。防雷措施的制定基本靠现场运维人员的判断,而现场人员的经验水平、对地形地貌的判断都存在良莠不齐的现象,这就造成很多的防雷措施与现场实际需要不适应,防雷效果不好甚至达不到防雷的效果。已運行输电线路的防雷是一个系统工程。对已运行输电线路进行防雷改造,要了解输电线路的结构、运行情况、所经地段的地形、地貌、地质及季风活动情况,要收集输电线路发生的雷害事故及其事故原因、雷电活动情况等多种历史运行数据和现场测试数据,总结出雷害事故的原因,找出在防雷上存在的缺陷和不足。这样才能制订出合乎实际的改造措施并进行有针对性的改造,使改造取得真正的实效。运用全寿命周期管理理念,对防雷改造项目进行调研设计,主要包括以下几个方面的内容。
①线路运行资料,包括雷害事故,雷害事故损坏的设备状况,雷击跳闸情况,雷电侵入波对变电设备的危害情况,线路易击杆塔序号。
②线路设计和建设的资料、图纸(线路走向图,杆塔结构、回路数,杆塔接地体结构、接地电阻,杆塔周边地形图及周边土壤电阻率情况等),建设验收记录,特别是避雷线的条数和保护角,外绝缘爬距,同杆架设情况等。
③气象资料收集,包括季风大致走向,平均雷暴日,雷电活动强烈区域和雷暴活动集中的月份等。
根据调查研究结果,确定线路在防雷上存在的缺陷,并根据现场勘测结果确定“易击段、易击杆塔和易击相”。并相应的采取措施,才能使防雷工作做到有的放矢。
3.结束语
对已运行线路的综合检修、技改工程项目运用全寿命周期管理理念,综合考虑输电线路建设成本与运行维护成本,体现线路各构成部分功能协调、寿命周期协调,对输电线路建设、运行维护的全过程进行统筹优化,全局优化,是适应当今社会发展的输电线路的发展方向。