能源・电力 Ｌ０Ｗ ＣＡＲＢｏＮ ＷｏＲＬＤ ２ｏｉ４，９ 分析全寿命周期管理在变电工程设计中的应用 李莉平（国网四川省电力公司宜宾供电公司，１３Ｈｉｌｌ宜宾６４４０００） 【摘要】随着近年来我国经济与能源需求的迅速增长，国家加大了对电力建设的投资力度，在“十二五”期间，我国电力工业的投资高达５．３万 亿元。然而在这高速增长的背后，由于我国在电力运行管理机制与投资机制的局限性，都容易导致输电变电工程在设计、建设过程中以及项成 本控制上出现诸多问题，对企业的投资效益也会产生不良的影响。本文从全寿命周期管理在我国的发展历程及组成要素出发，并主要分析了在 变电工程设计过程中，如何实现全寿命周期管理理念和方法的有效应用。 【关键词】全寿命周期管理；变电工程：设计过程；应用 【中图分类号】ＴＭ６３ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１４）１８—００７８—０２ 全寿命周期管理（Ｌｉｆｅ Ｃｙｃｌｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．ＬＣＭ）作为一种 先进、科学和全面的新型管理模式与管理理念，是从变电工程 设备或项目的长期经济效益出发，全面性的考虑规划、设计、 安装、制造、运行、维护、改造、更新直至报废的全过程，从而在 满足变电工程效能与效益的前提下．实现整体周期成本最小 化。近年来，随着电网建设规模的继续扩大以及基建工程的不 断深入．国家电网公司提出了建设“两型一化”变电站和全寿 命周期变电工程的新思路，并相继颁布实施了《关于全面推广 实施“资源节约型、环境友好型、工业化”变电站建设的通知》， 以及《国家电网公司输变电工程全寿命周期设计建设指导意 见》。为此．如何更加科学、有效的将全寿命周期管理理念与方 法．引入到变电工程的设计与建设过程＇３－中，已成为了当前电 力部门所需重点研究与探讨的课题。 １全寿命周期管理概述 １．１全寿命周期管理的研究与发展历程 全寿命周期管理这一理念起源于１９０４年，并经过多年的发 展后．在世界各国范围内都有着较为广泛的推广与应用。我国是 于２０世纪８０年代初期引入了全寿命周期管理这一先进技术与 理念．并由中国设备管理协会于１９８７年筹备了设备ＬＣＣ（全寿命 周期成本）专业委员会，主要是从事全寿命周期成本理论和具体 应用的研究与开展。经过几十年的发展。全寿命周期管理理论在 我国电力、国防、机械等多个部门中都取得了一定的应用与发展。 全寿命周期管理在电力系统中的应用，是以华北电网公 司为领头军。华东电网有限公司于２００３年即开始了全寿命周 期管理的研究．并且经过多年的研究与发展，已将ＬＣＭ理论 成功应用到泰和变电站２２０ｋＶ ＧＩＳ设备的选型过程当中，为 ＬＣＭ技术在电力行业中的进一步应用于发展，奠定了良好的 基础。近年来．随着ＬＣＭ理论研究的逐步深入，在上海、河北、 河南、浙江、江苏等地变电站的设计与建设过程中，也相继引 用了全寿命周期管理的理念，有效降低了变电工程的寿命周 期成本．提高了变电系统与设备的可靠性以及资源的利用率。 １．２变电工程设计过程中全寿命周期成本的组成要素 根据变电站系统与设备寿命周期的运行规律，以设备标 准运行状态和关键控制点作为全过程管理的重点。并依据 ＬＣＣ理论和变电站相关费用的支出情况，构建出变电工程设 计过程中全寿命周期的成本模型，即： ＬＣＣ＝ＩＣ＋ＯＣ＋ＤＣ 式中：ＩＣ是指初始投资．即为在变电站工程正式投入运行 之前所需花费的全部费用：ＯＣ是指变电工程的运营成本，也是 指工程项目在投运后直至报废期间总生的费用，包括了故 障成本、维护检修成本及运行成本；ＤＣ指报废成本，主要包括 了变电工程设备退役处理过程中所需花费的人工费用、运输费 用以及环保费用等．再减去变电设备报废后可回收的费用。 ２全寿命周期管理在变电工程设计中的具体 应用 基于全寿命周期管理理念的变电工程设计。是一个复杂 ７８ 而系统的过程。本文主要从变电站设计方案选型、变电站经济 容量优化以及变电站设备选型这三个角度出发．对变电工程 设计进行全寿命周期成本的优化 ２．１变电站设计方案选型 变电工程设计方案优化选型的内容主要包括了：系统规 划、站址选择、电气主接线设计、电气总平面布置和配电装置 选择等多个方面 （１）系统规划。良好的变电工程系统规３ｔ，ｊ．一方面可以使 工程投产时机更加合理．提高工程项目的投资水平：另一方面 则可以使新建变电站的容量得到充分利用，以有效降低在初 始运行中因负载较低而带来的额外损耗。为此，在对变电站实 施系统规划时．应根据当地电网的规划设计需要以及分区电 力平衡的要求，以系统分析该变电工程建设的必要性与可行 性。并综合考虑到变电工程设计时的ＬＣＣ最优化。 （２）站址选择。当变电站系统规划及接入系统方案得到确 定后，即应３３对变电站进行合理的站址选择，并在选择过程中 ＿充分运用到全寿命周期管理的理念。首先，站址的选择应优先 考虑到安全性、可靠性的要求，尽量避开不良地质、气象及水 文区域．以降低土建基础施工的费用；其次，站址的选择还应 当考虑到后续施工与维护的方便，尽量选择市政配套齐全，并 且距离公路交通距离较近的站址．以方便施工和维护人员的 操作．减少材料和设备运输的工程量。 （３）电气主接线的设计 变电工程电气主接线的优化设 计．应根据变电站的规划设计容量、设备特点、负荷性质以及 该变电站在电力系统中的地位等因素所确定，并应综合考虑到 操作检修方便、供电运行可靠灵活、以及后续便于扩建等要求。 ①在优化设计时应综合到电气主接线的一次部分与二次 部分在运行中的可靠性要求．尽量使用具有较高安全性、可靠 性的电气设备：②在优化设计时应满足易于维护的要求，使变 电站设备在维护和检修的过程中．能够方便的对继电保护设 备、母线及断路器等进行停运；⑧电气主接线的设计还应当满 足可扩展性的要求．使变电站在后续的升级和扩建中，能较为 容易的从初期的接线过渡到最终的接线。 （４）电气平面布置与配置装置选择。全寿命周期管理理念 在电气平面布置中的应用，应主要满足易于施工、可扩展性以 及环保节约的要求，通过优化电气总平面的布置，实现变电站 占地面积的减少 ①在平面布置时其出线方向应当符合各级 电压线路走廊的需要．并尽量减少线路的交叉情况；②对变电 工程中电气的间隔排列以及平面布置时，应当着重考虑到如 何实现扩建过程中停电时间的减少，尽量减少在改、扩建时线 路交叉跨越与设备调整的额外投资费用。 配电装置的选择．一方面是选择配电装置的类型，如选择 ＧＩＳ组合电器或者是选择ＡＩＳ敞开式设备：另一方面则是配 电装置的布置方式．是选择户外型或者选择户内型。在选择 时．应根据易于维护、安全可靠以及节约环保的原则进行综合 考虑。 ＬｏＷ ｃＡＲＢｏＮ ＷＯＲＬＤ ２０１４／９ 能源・电力 浅谈高压断路器继电保护综合措施 吴祖文 ，郭洁ｚ （１．国网湖南省电力公司检修公司，湖南长沙４１０００４；２．国网长沙供电公司，湖南长沙４１００１５） 【摘 要】当前，随着我国社会经济的快速发展，电力系统在人们的生活、生产中发挥着越来越重要的作用。其中，高压断路器作为连接或是断 开高压电网和高压主设备的一个重要设备，其性能优劣直接影响到电网运行的安全性与可靠性。本文主要研究的即为高压断路器继电保护综 合措施，以期提高供电质量。 【关键词】高压断路器；继电保护；综合措施 【中图分类号】ＴＭ７７４ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１４）１８—００７９—０２ 引言 压力的异常问题，继电保护的回路即会出现断路器产生压力 随着科学技术的不断发展。高压断路器自带的功能越来 异常闭锁的信号．利用操作机构能够进行断路器的二相闭锁： 越完善，其具有多项的断路器自保护功能，例如：断路器三相 但是．若是非异常相产生故障．则无法利用跳闸命令将故障切 不一致跳闸的保护、避免表面开关跳跃等等。但是，由于断路 除．只可以利用断路器的操作机构的失灵，通过继电保护中后 器生产厂家与继电保护工程人员缺乏有效的沟通，导致其在 备装置的动作将故障切除，整个的操作时间如下所示： 实际运行中出现了一些问题．下文主要针对１１０ｋＶ及以上的 ｔ＝ｔ（单相监视的动作时间）＋ｔ（失灵保护的动作时间） 高压断路器实际运行中的继电保护综合措施作了总结分析。 从上述式中能够看出．若是使用三相综合监视这一方法， １断路器跳合闸闭锁 则非异常相的故障动作的时间大于采取单相监视时的时间， 在高压断路器传统继电保护设计中．其主要是利用气压、 使得故障的切除时间也大大延长，对整个高压断路器产生更 油压或是弹簧所产生的压力差触动断路器保护装置当中的压 大的威胁．导致整个的供电系统出现运行稳定性下降的现象。 力闭锁继电器。从而使得断路器压力异常闭锁合跳闸。由于当 若是采取分相监视以及控制的方式．一旦断路器出现单相压 时技术与成本的．继电保护工程的设计人员并未对高压 力的异常闭锁现象，如果电力系统为非异常相产生单相故障， 断路器的各类运行工况采取单一分相监视以及控制，而是一 则可通过此相中单独的保护装置达成单相跳闸；同时．将故障 旦断路器中的任一相或是多相压力显现异常后，均闭锁断路 切除之后．也可利用保护装置中的重合闸实现高压断路器的 器的二相操作回路 合闸命令．从未有效避免三相综合监视中的单相故障出现三 当前，通过对高压断路器实际工作经验的总结，可以发现 相同时则会闭锁的缺点，大大提高高压断路器运行的可靠性。 断路器采取分相监视以及控制有利于大幅度提高高压断路器 ２防跳回路的问题 运行的可靠性。对于传统的高压断路器而言，其一旦出现单相 在传统的高压断路器的继电保护设计中，防止断路器跳 ＇，＇’’＇，，，ｌｌ，，，，，，ｌ●ｌ●，’＇＇，，，，，，ｌ，ｌ，ｌ，ｌｌ＇ｌ，Ｉ，，’＇，，ｌｌｌ＇，ｌ，’ｌ，ｌｌｌ，，＇＇）＇ｌｌ，，，＇＇＇，，，＇ｌ’，ｍ，，＇， ２．２变电站经济容量优化 地经济和电力需求的增长预测．为电气设备预留充足的扩建 对变电站经济容量的优化．主要包括了变电工程主变容 规模。同时。还应当考虑到变电站在后期改、扩建工程中的方 量的确定以及主变压器选型这两个方面 便性．使现有的电气设备能够得到充分的利用，以有效降低改 （１）主变容量的确定。合理确定变电站主变容量。能有效 扩建时的难度与成本。 提高变电站的供电质量与供电可靠性．降低因主变容量较低 （３）环保性设计。①变电工程的建设型式应当与当地的建 而带来的额外损耗。在进行主变容量的确定时．一方面应严格 筑风格、环境相适合，并尽量选用低噪音污染、低电磁污染的 按照相关电力规程与当地运行经验进行设计，使主变容量能 电气设备：②在设备的设计选型时还应当优先选用环保环保、 满足变电工程规划中５～１０年的负荷要求：另一方面．则应尽 健康的材料与设备，并做好相应的环境污染防范措施。 量降低同一变电站内变电容量的种类，在选择主变容量时应 ３总结 根据由小到大的原则 设计阶段作为变电工程建设的初始阶段，也是核心与关 （２）主变压器的选型。由于变压器的电气参数对变电工程 键阶段。应当在变电工程设计过程中全面应用全寿命周期管 的投资金额有着较大的影响．因此应在确保变电工程可靠性 理的理念与方法，使设计从最开始就积极立足于工程项目的 的前提下，应积极寻求最优的价格比方案。 全寿命成本．并从变电站设计方案选型、变电站经济容量优化 ２＿３变电站设备的优化设计 以及变电站设备选型这三个角度出发．以选择出安全可靠、技 变电工程中电气设备的全寿命周期管理，即是在综合统 术先进、性价比最优的设计方案，进而有效提升变电系统与设 筹管理变电设备全寿命周期内的费用、效能的基础上，对设备 备的可靠性以及资源的利用率．实现变电工程的全寿命周期 的选型、建设、维修以及报废回收实施经济、有效和快速的管 成本的最小化 理过程，从而使变电站设备的效能与效益得到充分的发挥。其 中。基于全寿命周期管理理念．变电站在设计阶段的的具体应 参考文献 用，应综合考虑到设备的经济性、可扩展性及环保性等因素。 【１】徐建忠．探讨输变电工程全寿命周期管理ｌ Ｊ１．大科技，２０１３（４）． （１）经济性设计。一方面应着重考虑到变电站设备．在设 ｆ２１韩彬，任军．全寿命周期成本理论在智能化变电站设计中的应用 计选型时的购置成本、安装成本等一次性投资费用：另一方面 ｌ Ｊ１．吉林电力，２ｏ１３（３）． 还应考虑到在变电站后期的设备运行、设备维护过程中的后 【３】张俊．基于全寿命周期成本的变电站建设的应用［Ｄ］．重庆：重庆大 期成本费用，使所选用的设备具备可靠性高、简单适用以及便 学．２００８． 于维薹（）２ 轰性设计可扩展性设计。在变电站的系统规划时， 在变电站的系统规划时，应当根据当 收稿日 期：２～ ”“０１４—８—１１
