(全)輸變電工程 全壽命周期解析

輸變電工程全壽命周期解析輸變電工程使用壽命是工程質(zhì)量水平的重要指標(biāo)。國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程使用壽命的目標(biāo)是：新設(shè)計(jì)建設(shè)的輸變電工程建構(gòu)筑物使用壽命達(dá)到60年以上，變電主要一次設(shè)備和線路主要設(shè)備使用壽命達(dá)到40年以上，主要二次設(shè)備使用壽命達(dá)到20年以上。1目的和意義使用壽命是指在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下，所應(yīng)達(dá)到的使用年限。建設(shè)輸變電工程使用壽命的目標(biāo)，是對(duì)建設(shè)“一流電網(wǎng)”工程質(zhì)量提出的更高要求，也是對(duì)設(shè)備制造行業(yè)的規(guī)范和引領(lǐng)。提高工程使用壽命，有利于基建管理理念和方法創(chuàng)新，有利于節(jié)約環(huán)保，有利于新技術(shù)推廣應(yīng)用，有利于提高工程整體水平，有利于電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，有利于公司整體利益最大化。輸變電工程使用壽命與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、設(shè)備匹配、技術(shù)進(jìn)步、建設(shè)成本等密切相關(guān)，涉及規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備質(zhì)量、施工工藝、運(yùn)行維護(hù)等各方面工作。提高輸變電工程使用壽命，要處理好與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、負(fù)荷發(fā)展的關(guān)系。要綜合考慮負(fù)荷增長(zhǎng)、地方規(guī)劃調(diào)整等因素，科學(xué)設(shè)定設(shè)備容量、壽命等指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)工程使用壽命與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、負(fù)荷發(fā)展匹配。避免因負(fù)荷增長(zhǎng)、地方規(guī)劃發(fā)生變化，設(shè)備容量不夠，未達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命就需更換。要處理好與設(shè)備壽命的關(guān)系。堅(jiān)持設(shè)備壽命與工程壽命匹配、主設(shè)備與輔助設(shè)備壽命匹配、設(shè)備主體部件與輔助部件壽命匹配，逐步實(shí)現(xiàn)在滿足工程使用功能前提下，不同系統(tǒng)、不同設(shè)備、不同部件之間，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行年限“長(zhǎng)短板”合理匹配。要處理好與電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)系。采用成熟可靠的新技術(shù)，不斷提高工程建設(shè)質(zhì)量是提高工程壽命的有效手段。要積極采用新工藝、新材料，應(yīng)用安全可靠性高、能量消耗低、低碳環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)的設(shè)備，充分發(fā)揮技術(shù)進(jìn)步在提高設(shè)備質(zhì)量，提高工程使用壽命方面的積極作用。要處理好壽命和成本的關(guān)系，充分考慮不同類型工程的投資水平，細(xì)化壽命需求，實(shí)現(xiàn)壽命與成本的合理匹配。提高工程的設(shè)計(jì)、設(shè)備、材料質(zhì)量是提高工程使用壽命基礎(chǔ)和前提。必須以資產(chǎn)全壽命周期安全、效能、成本指標(biāo)最優(yōu)為目標(biāo)，改進(jìn)“短板”環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)工程各類設(shè)備、建筑之間壽命和功能的優(yōu)化匹配。2總體原則按照建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的總體要求，樹(shù)立全壽命周期管理理念，開(kāi)展專項(xiàng)研究，采取有效措施，努力做到可靠性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，提升工程建設(shè)質(zhì)量，努力實(shí)現(xiàn)一流的工程設(shè)計(jì)、一流的設(shè)備、材料，建設(shè)“世界一流電網(wǎng)”?？煽啃裕捍_保技術(shù)方案安全可靠，確保設(shè)備、材料壽命匹配安全可靠，確保工程投運(yùn)后電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。耐久性：正常使用和維護(hù)條件下，主要設(shè)備、材料的壽命能夠滿足工程使用壽命要求，并適當(dāng)留有裕度；功能具備拓展空間，能夠滿足電網(wǎng)技術(shù)升級(jí)和安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。經(jīng)濟(jì)性：綜合考慮工程初期投資與長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用，追求工程壽命期內(nèi)最佳的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。3技術(shù)措施3.1變電站站址選擇站址應(yīng)不占或少占耕地和經(jīng)濟(jì)效益高的土地，宜利用劣地、荒地、坡地，并應(yīng)盡量減少土石方量，并注意站址的地質(zhì)穩(wěn)定性，避免在容易受到洪水、泥石流、滑坡、高地震烈度、采空區(qū)等影響變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的地方建站。3.2變電電氣一次部分1)主要設(shè)備額定參數(shù)考慮壽命周期內(nèi)發(fā)展裕度，短路電流應(yīng)按照變電站遠(yuǎn)景的系統(tǒng)阻抗進(jìn)行計(jì)算，近遠(yuǎn)期結(jié)合，避免在設(shè)計(jì)壽命周期內(nèi)更換。主變壓器的并列情況應(yīng)按照系統(tǒng)確定的最大運(yùn)行方式進(jìn)行計(jì)算。2)應(yīng)采用全壽命周期內(nèi)性能價(jià)格比高的設(shè)備。因地制宜采用維護(hù)少、節(jié)能環(huán)保設(shè)備。在高寒、高污穢等特殊環(huán)境條件地區(qū)，應(yīng)合理選擇設(shè)備型式及安裝方式，提高變電設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性。3)主要電氣一次設(shè)備，主要指變壓器、電抗器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)，按使用壽命40年設(shè)計(jì)選型，與其配套的輔助設(shè)備，按照與主設(shè)備壽命匹配的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。4)接地材料設(shè)計(jì)選型要充分考慮土壤的腐蝕狀況，用于接地工程銅覆鋼材料的銅層厚度不應(yīng)小于0.8mm。3.3變電電氣二次系統(tǒng)電氣二次設(shè)備按使用壽命20年設(shè)計(jì)選型。按照模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)原則，具有互換性和通用性。屋外就地布置時(shí)，應(yīng)考慮二次設(shè)備防護(hù)能力和運(yùn)行環(huán)境的要求。3.4變電土建部分1)建構(gòu)筑物按使用壽命60年設(shè)計(jì)。2)金屬材料的結(jié)構(gòu)注重防腐處理，防腐處理應(yīng)在加工廠完成，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架宜采用螺栓連接。3)根據(jù)工程自然環(huán)境條件，合理確定混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度等級(jí)、保護(hù)層厚度、水泥品種、骨料等。4)對(duì)鹽漬土等腐蝕性土壤，對(duì)基礎(chǔ)應(yīng)采取防腐設(shè)計(jì)。3.5線路路徑選擇1)應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃的要求，綜合考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、線路長(zhǎng)度、地形地貌、城鎮(zhèn)規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、交通條件、施工和運(yùn)行等因素，進(jìn)行多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，保證線路安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。線路路徑宜避讓重冰區(qū)、易舞區(qū)、地形復(fù)雜等地區(qū)。2)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查，避免在泥石流、滑坡、采動(dòng)影響等區(qū)域立塔。3.6線路設(shè)計(jì)氣象條件加強(qiáng)災(zāi)害、微地形微氣象的調(diào)查，合理準(zhǔn)確劃分冰、風(fēng)等氣象條件，提高輸電線路抵御自然災(zāi)害的能力。3.7導(dǎo)線和地線。結(jié)合新技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)盡量采用可靠性高、節(jié)能型的導(dǎo)線。導(dǎo)地線應(yīng)滿足電氣和機(jī)械等使用條件要求，并結(jié)合環(huán)境特點(diǎn)，確定防腐性能，滿足壽命要求。選擇合理的導(dǎo)地線防振措施，避免次檔距振蕩，微風(fēng)振動(dòng)，提高導(dǎo)地線耐久性能。3.8絕緣子和金具。1)應(yīng)根據(jù)污穢程度和污染物成分，對(duì)不同材質(zhì)的絕緣子進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，綜合考慮安全性和經(jīng)濟(jì)性后確定絕緣子型式。采用合成絕緣子時(shí)，應(yīng)注意抗老化性能的要求，并采用易于維護(hù)更換的金具組裝形式。2)污穢嚴(yán)重的覆冰地區(qū)絕緣設(shè)計(jì)應(yīng)采用增強(qiáng)絕緣、不同盤(pán)徑絕緣子組合等形式。3)優(yōu)化金具連接設(shè)計(jì)，提高耐磨、防脫落性能，提高可靠度。應(yīng)用金具通用設(shè)計(jì)，與橫擔(dān)連接的第一個(gè)金具應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活且受力合理，適當(dāng)提高強(qiáng)度等級(jí)。4)線路通過(guò)1級(jí)和2級(jí)舞動(dòng)區(qū)，應(yīng)采用絕緣子、金具、桿塔適當(dāng)加強(qiáng)、加裝防舞裝置等綜合措施。3.9絕緣配合、防雷和接地1)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)沿線已建線路雷害、污閃、冰閃、風(fēng)偏放電等情況的調(diào)查，必要時(shí)采取相應(yīng)的措施。2)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)沿線鳥(niǎo)害的調(diào)查。鳥(niǎo)害嚴(yán)重地區(qū)，應(yīng)適當(dāng)加大絕緣距離和空氣間隙或其他減輕鳥(niǎo)害的措施。3)接地材料設(shè)計(jì)選型充分考慮土壤的腐蝕狀況。3.10鐵塔和基礎(chǔ)1)鐵塔自地面以上10米范圍內(nèi)的螺栓均采用防盜螺栓，鐵塔10米以上采用雙帽防松，提高抗舞性能。2)對(duì)鹽漬土等腐蝕性土壤，對(duì)基礎(chǔ)采取防腐設(shè)計(jì)。3.11設(shè)備制造要求1)堅(jiān)持設(shè)備使用壽命和工程使用壽命匹配，主設(shè)備和輔助設(shè)備的壽命匹配，設(shè)備主體部件和輔助部件的壽命匹配。2)主變壓器、高壓電抗器的油箱、絕緣件、鐵芯、繞組等按使用壽命40年設(shè)計(jì)制造。便于更換的部件，如絕緣油、橡膠密封墊、冷卻器、二次接線箱等設(shè)備按照與主設(shè)備壽命匹配的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。3)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器等主要電氣設(shè)備按使用壽命40年設(shè)計(jì)制造。操動(dòng)機(jī)構(gòu)、智能化元件等輔助設(shè)備按照與主設(shè)備壽命匹配的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。4)無(wú)功補(bǔ)償裝置、站用變等電氣一次設(shè)備均按使用壽命40年設(shè)計(jì)制造。5)電氣二次設(shè)備，包括控制、保護(hù)、通信、遠(yuǎn)動(dòng)、自動(dòng)化等裝置，按使用壽命20年設(shè)計(jì)制造。積極采用可靠成熟的先進(jìn)技術(shù)，降低整體功耗，延長(zhǎng)使用壽命6)電氣二次設(shè)備應(yīng)按照模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)原則，增加互換性和通用性。對(duì)于電源、功率器件等難以提高壽命的部件，應(yīng)采用易于更換維護(hù)的設(shè)計(jì)方案。7)內(nèi)置在一次設(shè)備中的測(cè)量、檢測(cè)傳感器元件，應(yīng)與主體一體化、模塊化設(shè)計(jì)，原則上與主設(shè)備使用壽命一致，必要時(shí)采用模塊更換的方式，實(shí)現(xiàn)壽命匹配。3.12工程材料選擇要求1)變電站材料使用方面，金屬材料加強(qiáng)防腐性能，合成材料加強(qiáng)抗老化能力，混凝土嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)防風(fēng)化和防腐蝕能力。2)接地材料選用銅覆鋼時(shí)，材料應(yīng)滿足《電氣工程接地用銅覆鋼材料技術(shù)條件》(Q/GDW466-2010)的技術(shù)性能要求。目前由于工藝限制，套管冷拉銅覆鋼容易出現(xiàn)覆銅層不連續(xù)，影響接地裝置使用壽命，工程設(shè)計(jì)中不宜選用。3)電力電纜絕緣層材料應(yīng)優(yōu)先選擇絕緣性能好，壽命長(zhǎng)的品種，如交聯(lián)聚乙烯絕緣材料。4)應(yīng)加強(qiáng)桿塔防腐、防金屬疲勞等耐久性能方面的研究，研究應(yīng)用表面鍍層技術(shù)、稀土合金防腐技術(shù)。5)輸電線路鐵塔材料質(zhì)量等級(jí)應(yīng)滿足不低于B級(jí)鋼的基本要求，當(dāng)極端最低溫度低于-30℃時(shí)，桿塔選材應(yīng)進(jìn)行專題論證，合理選擇鋼材等級(jí)。6)基礎(chǔ)主筋宜采用HRB400級(jí)鋼筋，其他鋼筋宜采用HPB300級(jí)鋼筋。7)普通基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不低于C25，灌注樁基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不低于C30，水泥、砂及骨料應(yīng)滿足基礎(chǔ)抗腐蝕的要求。3.13系統(tǒng)規(guī)劃