全寿命周期管理理论在变电站设计过程中的应用研究

'＼㈣3㈣955螋2Y24隶韵大·誓⑨工商管理硕士学位论文全寿命周期管理理论在变电站设计过程中的应用研究研究生姓名：奎壶堕导师姓名：遏勤超到教授申请学位类别舅±学位授予单位壅直太堂一一专业名称王童篁理论文答辩日期垫!§生§且缱—旦一研究方向垒业鳘理学位授予日期垫!璺生且．且．一答辩委员会主席茎客垩评阅人羹佳达一——王盛董2013年05月25日 AResearchOnapplicationoflife--cyclecostManagementtheoryinsubstationdesignDissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheProfessionalDegreeofMBABYLIzhiming—SupervisedbyViceProf．FENGqinchaoSchoolofEconomics＆ManagementSoutheastUniversityMay2013 东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：盔塑日期：塑坚』、巧东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名： 全寿命周期管理理论在变电站设计过程中的应用研究研究生：李志明导师：冯勤超东南大学摘要资产全寿命周期管理是从企业的长期经济效益出发，通过一系列的技术经济组织措施，对设备的规划、设计、制造、购置、安装、调试、运行、维护、改造、更新直至报废的全过程进行全面管理、在保证电网安全效能的同时，对全过程发生的费用进行控制，使寿命周期费用最小或者效益最大的一种管理理念。传统的电网建设方式已不适应新形势下国家电网公司发展的需要，只有通过开展资产全寿命周期管理，统筹处理好安全、质量、效益和全寿命周期成本的关系，才能做到在保证安全生产的前提下，进一步提高电网资产的使用效率，降低电网的全寿命周期成本，从而提高电网建设和运行的整体效益，实现电网资产的精益化管理目标。本文在引入全寿命周期管理的理论的基础上，结合变电站的特点，提出了该理论在变电站设计的应用方法及技术要求，结合国家电网公司目前全面推广的智能化变电站的工程实例进行全寿命周期理论的研究、应用和评价。在设计过程中全面应用全寿命周期管理理论，提升变电站建设的效益是本文最重要的目的，也是最大的意义所在。关键宇：全寿命周期；变电站设计；变电站成本；变电站效益；变电站设备 AResearchOnapplicationoflife--cyclecostManagementtheoryGraduate：LIzhiminginsubstationdesignprocessSupervisor：FENGqingchaoSouthestUniversityAbstractLifecyclemanagementisamanagementconceptthatembarksfromente印fise’Slong-termeconomicbenefits，throughaseriesoftechnicalandeconomicmeasures．Itisacomprehensivemanagementofequipmentinvolvedinplanning，design，equipmentmanufacturing，installation，commissioning，operation，purchase，maintenance，renovation，untiltheendofthewholeprocess，tocontrolthewholeprocesscost，inordertoobtainminimumlifecyclecostormaximumbenefit．Underthenewsituation，thetraditionalconstructionmodeofPowergridCan’tadapttotheneedofdevelopmentoftheChinaStateGridCorp，onlythroughtheapplicationoflifecyclemanagementinassets，CO-ordinationoftherelationshipbetweensafety,quality,efficiencyandlifecyclecost．Itcallbeachievedinthepremiseofensuringsafety,improvetheefficiencyoftheuseofpowergridassets，reducethelifecyclecostofpowergrid，thusimprovingtheoverallefficiencyofthepowergridconstructionandoperation，toachievemanagementobjectivesofleanpowergddassets．Basedonintroducingthelifecyclemanagementtheory,thisthesisaccordingtothecharacteristicsofsubstation，putsforwardthetheoreticalmethodsandtechnicalrequirementsappliedinsubstationdesignbyresearch，applicationandevaluationoflifecycletheoryinengineeringexamplesofsmartsubstationcombinedwiththecomprehensivepromotionoftheChinaStateGridCorp．Itisthemostimportantpurposeandsignificanceofthispaper，thatimprovingtheefficiencyofsubstationconstructionbythecomprehensiveapplicationoflifecyclemanagementtheoryinthedesignprocessKEYWORDS：LifeCycleManagement；SubstationBenefit；SubstationCost；SubstationDesign；SubstationEquipment，II 摘要目录ABSTRACT第一章引言IIIl1．1选题的背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2研究的意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．2．1LCC的历史演变⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．2．2理论意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31．2．3现实意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41．3研究方法和技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41．3．1研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41．3．2技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51．4研究的主要内容及全文结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念⋯·72．1资产和资产全寿命周期管理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72．1．1资产的定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72．1．2资产全寿命周期管理的含义和理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72．2我国输变电工程及资产管理的现状及改进措施⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯82．2．1工程项目的全寿命周期管理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯82．2．2LCC全寿命周期成本管理在电力行业的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯92．2．3资产全寿命周期管理(LCM)和资产全寿命周期成本(LCC)管理的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·102．2．4电力系统资产全寿命周期管理的特点和范畴⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一112．3工程项目全寿命周期设计理念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·l12．3．1全寿命周期成本管理的含义和特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·1l2．3．2全寿命周期成本管理的基本理论和方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”122．4输变电项目全寿命周期设计理念的实现．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘132．4．1开展全寿命周期设计建设的意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．132．4．2工程全寿命周期管理理念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一142．5全寿命周期管理的基本方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·142．5．1资产全寿命周期管理的基本理论和方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一152．5．2变电站项目LCC计算模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯152．5．3变电站项目全寿命周期成本比较方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．17第三章全寿命周期成本管理理念在变电站设计中的应用3．1系统规划⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-203．1．1规划方案的论证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·203．1．2工程方案的比选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-203．2站址选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·213．3电气主接线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·213．3．1电气主接线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·21III 3．3．2电气设备选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·223．4站区规划⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。223．4．1总平面布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。223．4．2主要建(构)筑物⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·233．4．3辅助(附属)建筑物⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·233．4．4围墙、围栏和主入口⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·233．4．5竖向布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯’243．4．6地下管线(沟道)布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘263．4．7户外配电装置场地处理和绿化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·273．5电气总平面布置及配电装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·273．6建筑设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·283．6．1一般规定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘283．6．2主控通信楼⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·28第四章变电站寿命周期管理案例4．1工程概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”304．1．1工程背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯’304．1．2基本情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘304．1．3建设情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯+304．1．4投资及建设内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯’314．2设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯’3I4．2．1工艺总平面布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘314．2．2配电装置型式及布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘3l4．2．3电流电压互感器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘324．2．4高级应用设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯334．3全寿命周期设计措施分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯+344．4经济性评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘4l4．4社会性评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．454．5总体评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘45第五章智能变电站全寿命周期管理探讨5．1智能变电站的技术特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。475．2智能变电站的构成与特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·485．3智能变电站在全寿命周期管理方面的优越性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．49第六章结论及展望致谢参考文献作者简介作者在学期间发表的论文IV53545557 东南大学硕士学位论文第一章引言1．1选题的背景第一章引言1、选题背景全寿命周期管N(LifeCycleManagementLCM)是由美国早在20世纪60年代系统提出来的，是美军方研发采购武器系统时采用的一种管理原则和设计思想。它着眼于在产品的整个寿命周期内协调统一管理，综合考虑各个阶段的因素，保证每个活动阶段的前后衔接，以达到产品在全寿命周期内质量最可靠、技术最优、成本最低、环保最佳、服务最好的目标【1】。随着经济社会的快速发展带动电力需求不断增大，用电负荷屡创新高，电力作为基础能源行业，也在迅速发展。在巨大需求的刺激下，电网建设的步伐也在不断加速。根据《财富》杂志的排名，2012年，国家电网公司位列全球企业500强的第7位。随着电网建设的加速，电网设备资产在企业总固定资产中所占比重越来越高。据公开的资料显示，至2010年底国家电网公司固定资产总额达到21192亿元，其中电网设备占固定资产总额的85％以上。如何建设好电网，管理好电网设备资产，提高电网运营效率，无疑是提高电网企业资产管理水平的关键。在军工领域广泛应用项目的全寿命周期管理的过程中形成了一整套的理论和方法后，美国、加拿大、日本等国又将这一管理理念向建筑行业渗透，其核心是通过实现建筑项目管理的信息化来增强企业竞争力、提高质量效率、降低企业成本。最近几年欧美发达国家开始将这一理论逐渐向电力系统推广。法国国家电网公司、英国国家电网公司和新加坡电力公司等多家公司已在电力行业开展了全寿命周期管理的探索和实践[21。国家电网公司资产规模巨大，电网加速建设，电网资产的维护、技术改造任务愈加繁重，传统的电网建设方式已不适应新形势下国家电网公司发展的需要，只有通过开展资产全寿命周期管理，统筹处理好安全、质量、效益和全寿命周期成本的关系，才能做到在保证安全生产的前提下，进一步提高电网资产的使用效率，降低电网的全寿命周期成本，从而提高电网建设和运行的整体效益，实现电网资产的精益化管理目标。因此，全面进行资产全的全寿命周期管理是实现国家电网公司“建设世界一流电网、国际一流企业”的必由之路。 东南大学硕士学位论文第一章引言随着国家对LCC工作的不断重视，LCC也渐渐地应用到了电网企业中。国家电网公司系统从2008年全面导入LCC理念，着手在全系统研究应用LCC管理。2005年，国家电网公司在上海电力启动了资产全寿命周期管理项目，在拓展资产管理范畴、资产清理、设备监造抽检和全寿命周期管理等方面取得了一系列成果；在220kV泰和变电站GIS设备采购选型过程中应用LCC模型计算进行方案比选，取得了良好效益。通过试点，上海电力公司充分体会到LCC工作的必要性和重要性，出版汇编了设备LCC管理研究项目的专辑。2008年12月国家电网公司连续发出三个文件《国家电网公司资产全寿命周期管理总体工作方案》、《国家电网公司资产全寿命周期管理框架体系》、《国家电网公司输变电工程全寿命周期设计建设指导意见》，明确提出输变电工程全寿命周期设计建设，是国家电网公司标准化建设重要组国家电网公司文件成部分，是国家电网公司资产全寿命周期管理工作的一个重要环节。推行全寿命周期设计建设，对推动标准化建设理念和方法创新，完善标准化建设内涵，引领标准化建设方向，提高标准化建设水平具有重要意义。输变电工程全寿命周期设计建设，有利于提高精益化管理水平，促进国家电网公司发展质量、经济效益、安全水平和管理水平全面提升，加快推进国家电网公司发展方式和电网发展方式转变。无锡供电国家电网公司于同年启动了500kV江阴东变电站的设计，作为国家电网公司全寿命周期管理的试点工程，该工程于2010年正式建成投运，在变电站全寿命周期管理方面进行了探索。就目前状况而言，国家电网公司系统大部分单位都仅是围绕资产全寿命周期管理理念进行了某一方面或某个阶段的尝试，取得了一些成果，且主要集中于变电站设计、建设阶段的造价控制，对项目运行阶段的费用和效益考虑不够充分。1．2研究的意义1．2．1LCC的历史演变1904年，瑞典铁路系统萌生了LCC理念。1965年，美国国防部研究实施LCC，在20世纪70年代，美国总统已颁布命令，要求国防部必须采用LCC技术来对待国防开支，在美全军推行颁布了《全寿命周期费用估算采购指南》。1971年，英国设备管理专家丹尼司·帕克斯提出了设备综合工程学，其目的是追求最终设备寿命周期费用最低。1973年，瑞典设备维修协会伍尔曼教授出版了《寿命周期费用的设计与管理》一书，提出了 东南大学硕士学位论文第一章引言设备后勤管理学(PM)，PM宗旨是降低LCC。1977年，英国海军、国防部以LCC概念设计、购置军舰。1978年，日本工程师协会成立了LCC委员会。1980年，西欧各国(德、法、荷兰、挪威)普遍运用LCC；澳大利亚在石油、天然气工业推广运用LCC。由于LCC为设备管理带来综合效益，各国经济学家、设备管理专家都纷纷投入进一步研究，一致认为LCC是设备工作的最终目标。1982年，日本的日比宗平出版了《寿命周期费评价法一方法实例》一书。1996年，IEC组织发布了LCC国际标准．《可信性管理》(60300．3．3)，对LCC在全世界范围的推广应用起到了极大的促进作用。1999年6月，美国以政府命令的形式规定：没有LCC报告，未进行LCC估算、评价的装备采购及工程建设项目，一律不准签约。1999年，由英国和挪威等国家发起，组建了LCC国际组织。该组织要求设备商、工程承包商、设备经销商必须为买方提供LCC估算，以保护会员国的经济利益。该组织还为企业提供LCC咨询、培训；推动LCC国际间交流活动等。目前在LCM方面工作较为成熟的国家主要集中在美国、日本和欧洲，他们在将LCM理论成功地用于武器的研发后，还逐渐向电力系统推广，目前主要用于核电厂建设和高电压输电线路建设；另外根据用户要求，部分先进电力制造企业(如ABB、Siemens)也开始在产品的设计中应用全寿命周期管理理念，国外各国的电网公司在LCC方面取得的最新进展主要有【列：(1)将资产管理同LCM技术密切结合，不仅开发LCM管理技术，而且探索使LCM管理工作更为有效的模式和途径。(2)开发研究各种LCM计算、管理软件，通过灵敏度分析及仿真分析软件提升LCM的管理水平。(3)将环境保护因素同LCM技术结合，通过对项目环境保护成本的计算研究，增强发展的可持续性。(4)将设备可靠性、故障模式及影响分析和LCM技术相结合，不仅仅是计算投入产出比，更将运行维护成本和惩罚性成本的计算和估算结果作为决策的重要依据。1．2．2理论意义电力系统基于传统的分段管理的资产功能的模式，强调阶段分工有序，各部门的工作目标，范围和侧重点是不一样的，因此较难统一到一个总目标，各部门更注重优化他们的领域，不考虑整个系统，缺乏沟通和协调，缺乏对资产管理全过程的考虑。资产全 东南大学硕士学位论文第一章引言寿命周期管理按照系统思想对资产管理过程进行全面集成，实现职能管理向流程管理的转变，借助于精益化方法和全过程优化，对国家电网公司管理水平的提升将发挥重要的推动作用。在变电站设计阶段，设计单位进行工程的建设总体规划，从全寿命周期管理的角度，确定土建总平面方案、电压等级的电气配置，提出电气设备的性能指标技术要求、各子项目的工程造价控制指标。同时，根据地理、地质、气候、环境工程、人文等特点，积极在电网发展中应用新技术、新工艺、新材料和新装备，确保在变电站运行的全寿命周期内能够满足电网运行和发展要求，抵御各类自然灾害。1．2．3现实意义设计是电力建设的起点，不仅决定着工程项目的建设成本，更对工程投运后的运行、维护、退运阶段的费用起着决定性影响。设计方案不仅决定着建设成本、进度，也决定着运行阶段的能耗、运维难易程度和费、环境的协调程度、运行的安全可靠性，扩建的便利性、以及退运回收的难易程度等方面。根据数据统计表明，在整个工程项目全寿命周期中，前期、设计费用在工程项目总投资额中的比例不到10％，但是对工程项目整体成本、收益的影响却超过80％f3]。由此可见，设计是项目建设的龙头，通过设计对工程建设各方面技术方案和经济投入进行规划，在设计环节引入全寿命周期管理理念，使设计方从一开始就立足于工程项目的“全寿命”，各尽其职、各负其责，提出多种技术方案进行比较，从中选出技术上可靠、经济上合理的最佳方案，对于项目的全寿命周期内取得最大的社会经济效益有着举足轻重的影响。1．3研究方法和技术路线1．3．1研究方法1、文献研究法本人根据课题需要，从变电站规划、设计、建设、运行过程中存在的实际问题出发，通过研读大量有关全寿命周期管理、全寿命周期成本、变电站设计等方面的理论书籍，并通过图书馆和互联网查阅有关的研究文献，全面地、正确地了解所要研究的问题国内外现状，找出解决问题的方法。同时本人也将研读、查阅了大量的相关论文和案例，通过借鉴前人的撰写类似论文的经验和方法和研究成果，使本人的课题研究可以少走弯路。 东南大学硕士学位论文第一章引言2、比较分析法比较分析法也称比较分析法，是把客观事物间的相似性或相异程度，以达到认识事物的本质和规律并做出正确的评价的判断与研究方法。相似性比较是寻找不同客观事物的共同点来寻求事物发展的共同规律。相异程度比较是比较两个客观事物的不同属性，以找到事物发展的特殊规律。通过对事物的相似性、相异程度比较，可以更好的了解事物发展的多样性和统一性。3、案例分析法案例研究是全文运用的一种重要方法，MBA课程的重要特色就是理论联系实际。文章将对结合全寿命周期管理在江苏省电力公司无锡供电公司变电站设计应用的实际案例进行研究，分析其中存在的问题及问题产生原因，并提出相关建议和策略。1．3．2技术路线本文以无锡供电公司变电站工程为研究对象，通过结合全寿命周期管理相关理论，研究国内外工程项目全寿命周期管理的现状及主要做法，主要运用案例分析法，研究分析变电站过程中出现的问题及其解决措施，探讨全寿命周期管理在变电站设计过程中的应用方法、技术措施，并在此基础上提出符合无锡供电公司变电站全寿命周期管理的建议。图1-1技术路线图 东南大学硕士学位论文第一章引言1．4研究的主要内容及全文结构本文研究的主要内容是围绕全寿命周期管理理论，对全寿命周期管理的在变电站建设过程的现状和存在问题进行研究、案例分析，对全寿命周期管理在变电站设计过程中的应用方法提出建议，通过全寿命周期管理理论的应用真正实现“企业发展方式的转变和电网发展方式的转变”，全文按其逻辑结构，共分为四章，主要内容如下：第一章是导言部分。首先概述此次选题的背景，引出研究问题，阐明研究意义和研究方法，列出技术路线，展示论文的整体框架。第二章是全文的理论基础与实践部分，主要是阐述全寿命周期管理理论及工程设计理念，回顾国内外相关文献，以及电力系统全寿命周期管理的已有实践经验，为后续研究奠定基础。第三章是理论与实际结合部分。运用全寿命周期管理理念对变电站设计的全过程、各专业的工作内容进行分析研究，从六个方面提出了变电站设计的具体方法，以达到项目的全寿命周期效益最大化的目的。第四章是案例应用部分。针对第三章分析提出的基于全寿命周期管理的设计方法，在本章中进行运用分析，提出提升全寿命周期管理水平的建议。第五章是智能化变电站的全寿命周期管理探讨，针对建设国家电网公司推广智能化变电站建设的趋势，根据第四章中案例分析的结果，提炼出智能化变电站全寿命周期管理的设计要求。最后是结论与展望部分，对全文进行系统的总结、归纳和及对本文研究的展望。 东南大学硕士学位论文第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念2．1资产和资产全寿命周期管理2．1．1资产的定义关于资产的定义，在国内以《企业会计准则》规定较为权威：“资产是企业拥有或者控制的能以货币计量的经济资源，包括各种财产、债权和其他权利。资产是指过去交易、事项形成并由企业拥有或者控制的资源，该资源预期会给企业带来经济效益”。对于不同的行业资产管理着有不同的特点。对于电力企业来说，其资产管理的重点应放在在固定资产、在建工程和工程资产上，具体包括了变电站中的建筑物、土地、变压器、断路器、开关及二次保护和通信设备、输电线路的杆塔、导线、电缆管沟、隧道等较易识别的全寿命周期的资产【5J。2．1．2资产全寿命周期管理的含义和理论目前，国家电网公司对资产全寿命周期管理的定义是：“资产全寿命周期管理是从企业的长期经济效益出发，通过一系列的技术经济组织措施，对设备的规划、设计、制造、购置、安装、调试、运行、维护、改造、更新直至报废的全过程进行全面管理、在保证电网安全效能的同时，对全过程发生的费用进行控制，使寿命周期费用最小的一种管理理念。"其核心内容就是在设备寿命周期范围内如何协调一致地制订和执行最有价值的企业资产获取、使用和维护决策。资产全寿命周期管理有五个特点：追求寿命周期费用最优；综合技术、经济、管理等方面进行研究；可靠性工程技术应用；对设备进行全全寿命周期管理；比传统管理更注重各种信息的反馈和应用【4J。资产全寿命周期管理是在总结设备管理传统成功经验的基础上，吸收系统论、控制论、信息论、决策论的理论，并综合现代可靠性工程、故障学、设备诊断技术、维修性工程，研究设备寿命周期内故障特性和维修特性，提出适用的新技术和故障诊断技术及设备可靠性和可维修性的改进措旌，提升资产的利用效率，进行科学高效管理资产的方法。设备寿命周期管理的管理理论，应用系统论、运筹学、决策学等理论基础上，对设备全寿命周期成本和效益进行的管控，由于在设备全寿命周期的各个阶段的管理侧重点 东南大学硕士学位论文第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念和效益侧重点会有很大的不同，因此只有将设备的全寿命周期作为研究对象，并建立起对应的模型，才能实现资产的全面管理，从而达到全寿命周期费用最经济。资产的全寿命周期管理着眼资产的全寿命周期成本和效益，目标是使其全寿命周期成本最低，创造价值最高，或者在两者之间取得最佳平衡点，从而使企业获得最佳经济效益。由于供电企业的公用事业属性，社会责任也是其资产管理过程中必须考虑的重要因素，因此社会效益全寿命周期管理过程中必须考虑的重要因素。电力企业的LCM管理过程包括：设计、采购安装、使用维护、退运回收等一系列环节，既包含设备的运维与管理，也渗透在整个生产过程的价值中。2．2我国输变电工程及资产管理的现状及改进措施2．2．1工程项目的全寿命周期管理为了实现国家电网公司“转变电网发展方式、建设世界一流电网”的目标，满足社会经济的快速发展对电力需求的迅猛增长，发挥电网建设的最大效率和效益，在电力建设工程项目管理中采用先进的理念和应用有效的管理思想就显得极其重要了。传统的电力工程项目以建设过程为对象，将质量、成本、工期三大核心目标作为主要控制项目的管理模式，目前看来具有很大的限性，项目管理的思维过于现实，管理视角太低，极易形成项目管理过于短视、片面追求技术化的弊端[61191。采用资产全寿命周期管理的思想则可突破这种局限。在项目管理中，把项目从可研到退运的全寿命周期划分为如下四个阶段(图2-1)：前期阶段，从项目构思到批准立项为止；项目开发阶段，即设计和招标投标，从项目立项到开工建设为止；施工阶段，也称项目实施，从现场正式开TN工程竣工验收交付运行为止；运行阶段，项目开始，投运之日开始，经过运行和维护，项目寿命终结，最后拆除回收，作为项目管理的终点【7J。图2—1工程项目的全寿命周期阶段划分 东南大学硕士学位论文第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念按照国家电网公司提出的转变公司发展方式，转变电网发展方式(“两个转变")，提高公司的整体效率和效益的理念。对工程项目进行全寿命周期的管理必须对工程项目进行全局、全过程的管理，不仅关注项目建设期阶段，更要注重项目的运行维护阶段，要将重点放在提高项目管理整体效率和效益上。构建和谐电网，建立和谐企业，服务和谐社会，不仅要注重业主和用户的需求，关注政府、投资者、承包商、项目周边群体的诉求。工程项目全寿命周期管理的推行，开展“精益”管理的一种体现，有助于提高电网建设的质量与效率，解决管理水平和工程建设能力的不足，提电网建设管理效率和经济效益，是实现“两个转变"的有效途径。应用项目全寿命周期管理的理念，使电网建设更注重发展和应用新技术、提高不可再生资源利用率，实现高产出、低投入、少排污、可循环的模式；有助于推动经济的可循环发展，促进资源节约型、环境友好型社会的建设；以节约资源、保护环境，实现全面协调可持续发展为目标；是党和国家科学发展观的思想的具体体现；体现了企业的高度社会责任感【8】。2．2．2LCC全寿命周期成本管理在电力行业的应用全寿命周期成本管理在电力系统内的在几个较发达的国家已得到较为广泛的实际应用。美国首先将这一管理方法应用于核电站。因为核电站建设优先考虑的可靠性其次才是经济性，将全寿命周期成本管理建立在可靠性基础才具有现实意义。在此基础上，他们又将该项管理方法推广到大型励磁机和发电机、大型变压器的研发采购以及低压输配电系统的建设中。欧洲一些国家则将该管理方法与可持续发展模式相结合，将重点放在建设绿色电力系统方面，在成本计算过程中对环境的影响加以考虑例【14】。制造厂家则把全寿命周期成本管理重点放在高压开关研发、变电站设备整体配置方面。从而，在电力系统中逐渐形成全寿命周期成本管理方法的全面应用的趋势【15】。2003年，国家电网在华东电网公司范围内开展了以LCC为主线的资产全寿命周期管理的探索和研究。以全寿命周期成本管理为切人点，根据IEC60300国际标准的各项规定，充分考虑各利益相关方的因素和企业的社会责任，提出了公司工程项目LCC管理的目标任务并进行实施和验证。2005年，在国网北京经济技术研究院和中南大学等单位的协助下，国家电网公司全面开展资产全寿命周期管理研究，主要开展LCM在现有制度体系下的应用研究工作【4】。9 东南大学硕士学位论文第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念2008年后，国家电网公司对该项管理工作提出了更明确的要求，下属单位纷纷组建相应工作小组进行立项、调研并积极开展试点工作。对资产全寿命管理的研究在整个国网系统得到全面推广普及。2．2．3资产全寿命周期管理(LcM)和资产全寿命周期成本(LCC)管理的关系通过研究我们可以把电力企业的资产全寿命周期管理(LCM)的目标定义为协调安全、效益和全寿命周期成本三者的关系，实现在电网安全可靠性得到保证的前提下，使电网资产的使用效率得到提高，降低电网资产的全寿命周期成本，让精益化、全过程、全方位管理电网资产管理中得到实现。LCC是一种在考虑故障成本及寿命管理的基础上，其经济效益最终归纳为财务成本及产出的管理方法。因而LCC是LCM的基础和技术手段。资产全寿命周期管理是在LCC基础上，范围更广的管理，包含了LCC管理，这是因为LCC为资产全寿命周期管理提供了量化指标和具体实现目标方向，但并不是LCM的全部内容。资产全寿命周期管理(LCM)和资产全寿命周期成本管理(LCC)都涵盖了下列要点：(一)电力企业的特点和社会责任资产管理的最终目的是企业或社会的整体“收益／成本’’最大化，对电力企业来说，其主营收入可以用式(2．1)表示【4】：R=P×Q(2-1)式中R-收入；P——售电价格；Q一售电数量。由于电力企业的社会责任，目前的电力销售价格由政府并受到各种因素的控制，而售电量又由社会需求的决定，因而对于电力企业来说，往往难以用经济效率来进行评价，整体收益更多的是以满足性能／可靠性的前提来衡量，亦即，电力企业在资产和全寿命周期管理的主旨是满足社会经济发展需要，在此基础上不断提高企业管理活动的经济性。(二)电力企业的成本控制需求电力企业作为独立的经济实体，在满足社会需求的前提下，必须进行有效地成本控制，这种不仅仅是财务意义上的成本，而是将系统失效和故障损失也折算到成本进行全10 东南大学硕士学位论文第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念面衡量全寿命周期成本。在此基础上进行的投入和产出的优化平衡，成为资产全寿命周期管理重要的考核指标，也是资产的管理一个有效抓手。2．2．4电力系统资产全寿命周期管理的特点和范畴电力系统以往较偏重于可靠性，在资产全寿命周期管理得到推广应用后，则应追求可靠性和成本的最优配置。对部件失效和系统可靠性分析以及由此引发的损失评定是开展全寿命周期管理中极其重要的步骤。电力系统LCM主要涉及工程和财务两大领域。工程领域主要涵盖评估资产的状态、评估资产的风险、评估资产的寿命、确定资产的改造原则、评估系统运行风险等几方面，研究的内容主要包括寿命分析、设备可靠性、设备失效统计、设备失效造成的系统风险、部件维护和更新的策略等。财务领域主要涵盖资金管理、预算管理、税收管理和及资产价值信息的准确性，主要研究内容包括不同方案设备或系统的初始投资成本比较，运行成本的比较、运行维护或更新成本、退役处置成本等。资产全寿命周期管理一般分为四个阶段，即规划设计阶段、基建采购阶段、运行维护阶段和退役阶段，每个阶段都含有相应的LCM任务，为明确每个阶段的LCM任务，通过设备的失效率曲线(浴盆曲线)的特性研究可以把LCM的任务全过程联系起来，通过阶段管理目标的集成，形成集成式工程资产管理框架，将最终管理效果体现在财务指标中。2．3工程项目全寿命周期设计理念2．3．1全寿命周期成本管理的含义和特点LCC管理的含义为：“全寿命周期成本(LCC)管理是从设备／系统或项目的长期经济效益出发，全面考虑设备／系统或项目的规划、设计、制造、购置、安装、运行、维修、改造、更新直至报废的全过程，在满足性能／可靠性的前提下使全寿命周期成本最小的一种管理理念和方法。”【9】LCC管理具有以下的特点：(1)全系统。将提升系统总体效益作为基点，统筹考虑规划、设计、基建、运行、报废的阶段总成本，打破部门界限，寻求最佳方案。(2)全费用。考虑项目全过程所有会发生的费用，寻求可用率和全费用之间的最佳平衡点。 东南大学硕士学位论文第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念(3)全过程。考虑涵盖项目可研到报废的全过程，避免了局限性，从制度要求上来保证LCC方法的应用。2．3．2全寿命周期成本管理的基本理论和方法(--)LCC管理的基本理论LCC可以表达为：LCC=投资成本+维持成本(亦称拥有成本)实际工程项目中用的较多的是将维持成本再细化成运行成本、检修维护成本、故障成本和退役处置成本之和，故LCC又表达为【4】LCC=CI+CO+CM+CF+CD(2-2)式中LCC．全寿命周期成本；CI一投资成本(costofinvestment)；CO．运行成本(costofoperation)；CM．检修维护成本(costofmaintenance)；CF．故障成本(costoffailure)；CD．退役处置成本(costofdiscard)。LCC管理的基本理论可归纳为以下四点：选择LCC最低设备。在选择和采购设备时，并不是以为的追求最低价，而要综合考虑设备运维过程中的全部费用【13】，事实上，购置价格便宜的方案未必能达到最低的全寿命周期成本，同时还要考虑设备寿命周期中的性能，以及设备的可靠性和生产效率等因素。因而，选择设备是以量化数据作为判断标准，选择综合经济效益最优方案。设备管理统筹考虑技术、经济和组织因素。全寿命周期的设备管理涉及到设计选型、招标采购、运行检修、备品备件和物资处理等多个部门，要注重对设备历史数据的积累、分析，它不仅包括物实物管理，还要达到技术经济、组织协调的辩证统一。各部门不应单纯追求某一阶段的经济技术指标最优，而要以项目或者设备的LCC最优为目标，因此建立综合管理体制的横向联系的建立是LCC管理的重要保障。设备的可靠性、可维护性研究。设计阶段的设备选型决定了设备的主要全寿命周期成本(占80％以上)，而对电力系统的设备来说，其中大部分是设备故障引发的损失和导致用户停电的惩罚成本。因而，可靠性是设计选型阶段应考虑的重要因素，从设备管理的起始阶段就要考虑可靠性。从设备的全寿命周期科学地来考虑可靠性对整个全寿命周期成本的影响，把可靠性管理从一开始就做好，将推动可靠性技术在电力系统的应用，12 东南大学硕士学位论文第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念也促使设备制造厂家必须对其产品的可靠性跟踪，促进生产厂家在设计制造过程中不断地提高设备可靠性。同理，可维修性管理要求设备结构简单，便于安装，易于检修、互换性强，有利于减少企业的备品备件，其最终目标是达到设备与项目同寿命周期，设备报废与项目退运同步。LCC管理需要强化信息反馈支撑。一是企业内部的信息反馈，在设备招标时，要充分根据生产维护部门提供的设备历史技术、经济数据来衡量不同厂家设备的优劣；二是加强与制造厂的设备故障信息反馈，设备制造厂家及时协助用户解决和处理设备使用中发生的问题，将低故障损失，消除事故隐患，并避免在以后的产品设计制造中出现类似问题。总之，LCC管理理论的要点可归纳为：通过量化数据来进行决策，统一考虑技术和经济因素，做到规划全面，配置合理，择优选购，使用正确，精心维护，降低维护工作量，确保设备技术状态良好，达到综合效能最优的目标。2．4输变电项目全寿命周期设计理念的实现．2．4．1开展全寿命周期设计建设的意义在工程项目全寿命周期的四个阶段中，前期策划工作主要是产生项目的构思，确立目标，并对目标进行论证，它对工程项目的后续阶段起着决定和指导作用。设计方案对工程造价、进度起着决定作用，对运行阶段的能源消耗有着重要影响，它还决定了项目的可维护性、运行成本、环境协调程度、安全可靠性，可扩展性，以及退运回收的难易程度。根据国外数据统计表明，在整个工程项目全寿命周期中，设计阶段项目的发生的费用在总投资额中的比例不到10％，但是影响程度达到80％以上，它们的关系可从下图得到直观显示【101。图2．2工程项目累计投资和影响对比 东南大学硕士学位论文第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念输变电工程全寿命周期设计建设，是国家电网公司深入学习实践科学发展观的具体体现，是国家电网公司管理能力和水平再上新台阶的重大举措，对于转交电网发展方式和国家电网公司发展方式具有重要意义。输变电工程全寿命周期设计建设，是国家电网公司资产全寿命周期管理的一个重要环节，是国家电网公司标准化建设重要组成部分。近几年来，国家电网公司基建标准化建设深入推进，逐步形成以“三通一标”为基础，以“两型一化”、“两型三新’’为载体，以“建设项目全寿命周期管理”为引领的三个台阶，并得到应用实施。输变电工程全寿命周期设计建设，有利于基建管理理念和方法创新，有利于节约环保，有利于新技术推广应用，有利于提高工程整体水平，有利于电网安全可靠运行，有利于国家电网公司整体利益最大化【11】。2．4．2工程全寿命周期管理理念全寿命周期设计建设是对输变电工程规划、设计、采购、施工、运维、退运等各个阶段进行全面管理和优化。(一)目标定位。更加注重可持续发展、环境协调、节约资源，达到全寿命期内的功能匹配、寿命和费用协调。(--)功能定位。突出输变电工程的工业性设施的核心定位，注重整体功能和基本功能，剥离冗余功能。(三)创新要求。运用系统论、决策论、可靠性理论分析工程全寿命周期效益。(四)新技术应用。更加注重先进管理方法的应用，大力研发推广新材料、新技术、新工艺，推广标准化设备接口、标准化施工工艺、通用设计、通用造价。2．5全寿命周期管理的基本方法电力企业资产管理实践中的资产，虽然主要是指有形资产的主体——设备，但设备管理和资产管理的内涵是不同的：设备管理是从技术的角度，对设备的技术性能进行管理，以满足设备的特定功能要求，而资产管理则是以优化资产的经济效益为目标，在资产的技术性能满足要求的情况下，作出相应的建设决策(如新建、改造、维修更换等)，资产管理实际上是包括设备技术管理和财务管理在内的设备综合管理。将设备的寿命周期管理与潜在的经济性能相结合，改变传统意义上的以设备工程(技术)寿命为基础的设备管理，转而考虑设备的经济寿命，强调了技术管理(设备性14 东南大学硕士学位论文第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念能)与财务管理(资产价值与回报率)之间的紧密联系，通过实施资产管理策略的最佳实践，在设计、建设、维修和更换决策之间，为达到预定的可靠性水平和最有效地利用资产进行平衡，从而达到所追求的资产经济效益最大化的目标。2．5．1资产全寿命周期管理的基本理论和方法在工程项目的全寿命周期成本比较中，资金的时问价值是重要的考虑因素，通常以净现值(NetPresentValue，NPV)来表示LCC分析的结果，其公式如下【4】：溉㈣2喜等公式(2．3)其中：LCC。NPV，：全寿命周期成本净现值；C。：以当前价格预估的第t年的投资及运行维护等费用；n：项目寿命期；r：价格增长指数；i：内部收益率。在考虑资金的时间价值以后，根据变电站的最终规模要求，即使所有备选方案在终期扩建后均达到相同的接线，相同的设备配置，即所有备选方案的投资总额在绝对值上应不存在明显差异，但由公式(2．3)可知，相同的资金量在不同的时间点投入，投资越晚，其净现值越小，全寿命周期成本也就越低。因此，从全寿命周期角度考虑，在保证实现“安全、可靠、灵活、便于扩建”的功能的同时，应尽量保持工程项目的投入与需求匹配，尽管工程的最终总投资保持不变，但大大可降低项目的全寿命周期成本。2．5．2变电站项目LCC计算模型对于变电站而言，其全寿命周期内的成本公式(2—2)可以进一步进行分解，主要包含以下几个方面：LCC=CI+CO+CM+CF+CD(2—2)其中：CI为初始投入成本；CO为运维成本；CM为检修成本；CF为故障成本；CD为退运处置成本。(一)初始投入成本CICI=设备购置费+建筑安装工程费+其它费用 东南大学硕士学位论文第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念购置费：设备实际采购价格、运输费及招标采购过程中所发生的相关费用之和。建筑安装工程费：对项目相关基础设施、工艺系统和附属系统进行施工、安装，使之具备生产功能所支出的费用。其它费用：是指完成工程建设项目所需的不属于购置费、建筑安装工程费的其它费用。(二)运维成本COCO=计算周期(年)木年度日常运维费用年度日常运维费用为每年设备运行、维护、消缺等工作所发生的成本费用之和。(三)检修成本CMCM=计算周期内所发生的检修成本之和。主要包括设备状态检修相应A、B、C类检修和试验费用等。(四)故障成本CFCF=计算周期(年)×年平均故障率X单次故障费用故障成本为计算周期内故障成本总和。年平均故障率是指计算范围内各类设备年度发生故障的综合概率，可参照状态评价的相关研究成果求取故障率，具体计算参考国家电网公司《输变电设备风险评估导则(试行)》。在运设备已经运行年限期内的故障成本能够追溯的可按照实际发生值(未发生故障的故障成本为零)计算，未来期的故障成本可根据上述公式进行计算。单次故障费用主要包括故障恢复费、故障损失费，其中故障恢复费是指故障发生后从故障测巡、抢修到复原所发生的全部费用；故障损失费是指因故障而产生的全部损失费用，包括停电损失费用、电网支援及社会负面影响的等效费用。(五)退役处置成本CDCD=退役处置费一设备残值退役处置费是指退役设备处置时所需的拆除费用、运输费、仓储、招标处置等相关费用之和：退役处置费CD=拆除费用+仓储费+运输费+招标处置费+其它费用设备残值指设备在计算周期末的剩余价值。报废设备的剩余价值=设备购置费X5％可再利用设备的剩余价值=剩余寿命／设计寿命×设备购置费以上5项初始投入成本CI、运行成本CO、检修维护成本CM、故障成本CF、退运处16 东南大学硕士学位论文第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念置成本CD之和为不同方案项目的全寿命周期成本，可根据计算不同方案的年度平均值进行比较。2．5．3变电站项目全寿命周期成本比较方法对经济效益(朗)相同的方案，可直接采用成本比较法。对经济效益(EB)有明显差异的方案，应采用成本一效益比较法。(一)成本比较法当项目的收益相同时，计算不同方案在全寿命计算周期内的成本之和，并折算到年均费用，比较不同方案的年均LCC值。年均LCC值越小，表示该方案所需成本越低，选择比较年均LCC值最小的方案。(二)成本一效益比较法当项目的收益不同时(如更换高耗能变压器减少空载损耗降低所产生的收益)，计算不同方案在全寿命计算周期内的成本与效益之差，并折算到年均费用，比较不同方案的年均LCC—EB值。年均LCC—EB值越大，表示该方案所需成本与效益之差越低，选择年均LCC—EB值最低的方案。2．5．4生产技改大修项目全寿命周期成本LCC简化计算目前，国家电网公司资产全寿命周期管理正处于深化之中，暂不具备准确统计收集设备单体全寿命成本的条件。综合相关成本统计分析及计算经验，在国家电网公司取得相关研究成果之前，生产技改大修项目全寿命周期成本计算中暂采取以下简化计算方法。(一)简化计算原则一是相对比较原则，即生产技改大修项目全寿命周期成本计算主要用于技术方案比较，仅计算方案间相对全寿命周期成本，对于方案问相差不大或难以准确计算的成本部分可近似认为相等，从而不进行具体计算。二是不考虑沉没成本，即对于设备在本次改造(大修)时点前发生的成本不予考虑，仅考虑采取该技术方案带来的新的投入成本。三是暂不考虑资金的时间价值。(--)各部分成本简化计算1．初始投入成本CI17 东南大学硕士学位论文第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念(1)设备大修初始投入成本CI=设备大修费用(2)设备技术改造初始投入成本CI=设备购置费+建筑安装工程费+其他费用+折旧损失其中：如改造后设备直接退役报废，该设备固定资产原值中未计提折旧的部分应纳入改造方案初始投入成本，折旧损失为设备预计报废手续完成时点其固定资产原值中未计提折旧的部分。2．运维成本C0运行维护成本目前难以准确计算，可采取以下方式简化计算：(1)根据运行规程梳理设备运维的实际工作量，按照完成规定工作量、综合考虑特殊(如特巡等不可预见的工作)工作量、学习培训等其他工作内容，计算所需要的人工、材料、机械费用，进行综合统计后形成运维定额，用定额计算设备的常规运维成本。对于消缺等维护工作，通过工单管理获取其成本费用，合计为运维成本。(2)参照国家电网公司财务管理中的运维成本计算方法进行综合统计分析，选取设备初始成本的一定比例作为运维检修费用的计算值。各单位应对本区域的实际成本发生情况作调整。3．检修成本CM检修成本可采取以下方式进行计算：(1)根据国家电网公司《电网检修运维和运营管理成本标准(试行)》，每类设备可按照检修周期、检修内容套用该标准定额进行计算。(2)采用初始成本系数法，与运维成本一并进行计算。目前在缺少相关成本数据前，设备运维成本和检修成本暂统一计算，其和按照每年设备初始成本的2．2％计列。4．故障成本CF故障成本主要包括：(1)故障抢修的恢复成本：可参照检修定额、技术改造定额及费用标准进行计算，其中应考虑抢修所需的应急费用、临时措施费用等全部抢修费用。(2)故障引起的停电损失：可根据损失电量及电价计算。(3)电网支援费：该部分费用目前计算难度较大，原则上可通过电网可靠性降低风险进行计算，根据设备所在区域的重要性、影响可靠性的范围(影响的停电用户数及电量)以及可靠性下降的百分比进行计算，可以按照推算计入故障成本CF。1R 东南大学硕士学位论文第二章全寿命周期管理理论及工程设计理念(4)社会负面影响等效费用：根据故障发生产生的社会负面印象进行估算，主要考虑社会影响面。目前国内该部分费用在项目的LCC评估中较少采用，对于可能产生严重影响的项目，可以在故障抢修的恢复成本基础上乘以一定的系数，系数可以根据实际情况确定。上述计算值之总和为故障成本CF。5．退役处置成本CD(1)设备拆除及运输费(仅指拆除后运送到仓库的运输费)：可按照设备拆除定额及配套的计算标准计算。(2)设备退役报废处置费：包括处置招标费(可参照招标费用的计算标准计算)、处置成本(处置过程中发生的劳务、搬运以及其他成本费用)。(3)设备退役报废回收残值：退役报废设备处置后回收的残值，在LCC成本计算中，该费用为负值(即收益)。一般回收残值可以参照近期招标的同类型设备的中标价计算，也可以根据报废设备的铁、铜、钢、塑料等的含量，参照市场上这些废料的回收价格进行测算。对于出售价格不高的设备可采用以下公式进行估算：报废设备的剩余价值=设备购置费×5％(4)其他费用：在处置过程中发生的其他费用或不可预见费用，如环保费用及其他赔偿等费用。(三)相关说明在实际计算中，LCC为改造项目的总费用，包括项目改造涉及的各类设备的LCC之和，其全部成本为：LCC=ECI+EC0+ECM+ECF+ECD。即：∑CI为项目的设计概算，∑C0为项目改造更换设备的运维费用之和，∑CM为项目改造设备的检修费用之和，∑CF为项目改造设备的故障损失费用之和，∑CD为项目改造设备的退役处置费用之和。按照资产全寿命周期成本定义计算，LCC应为项目的总体成本计算，为简化计算，可以根据实际情况进行简化：如果方案间其他设备改造均相同，仅有某个设备改造方案不同，可以选择单个设备进行计算比较；如果方案间涉及的改造设备均不同，需对方案涉及的改造设备进行整体计算比较。19 东南大学硕士学位论文第三章全寿命周期成本管理理念在变电站设计中的应用第三章全寿命周期成本管理理念在变电站设计中的应用电力系统的前期建设过程主要涉及规划设计、设备招投标和设备采购，安装调试和投运等阶段，对于电力系统所采用的设备来说，其LCC的绝大部分是在规划设计阶段中所决定的，因而在电力系统前期建设过程中的LCM应用研究实际上可分解为在上述各过程中应用LCC分析方法，对各个阶段的成本进行统筹计算，采用多种方案分析比较，最终找出LCC最小的方案。3．1系统规划在规划阶段，LCM的主要任务是不同电网规划建设方案的综合比较。电网建设是由许许多多具体的工程构成的，因而，规划阶段的LCC分析包括单一工程的LCC分析和全网的LCC分析。其中，工程分析是基础，全网分析才是实现电网企业全寿命成本管理的关键。工程分析的主要任务是按照全寿命周期成本管理的要求对工程建设内容(设备配置、设备选型等)、建设时序(分期建设计划)等进行统筹优化。电网分析的主要任务则是从电网企业的全局高度考虑企业全寿命周期成本的最小化和投资收益的最大化，明确每个工程的功能定位、建设规模等要求。电网企业在规划阶段可开展的LCC应用工作主要包括以下几方面：3．1．1规划方案的论证根据我国电网规划的深度要求，电网规划文件将明确规划期内电网输变电资产的总体规模、建设方式、建设计划等，例如：变电站的站址、主变容量、每一期的建设规模，导线容量形式(架空、电缆)等内容，在电网中期规划中均需明确。因而，采用LCM理论对规划方案进行全面的分析，对提升电网的全寿命周期成本管理和充分发挥投资效益具有重要意义。在电网规划阶段，电网全寿命周期成本数据(例如：土地成本、人工成本、设备成本等)主要取之于历史数据，因此必须根据实际情况进行必要的趋势分析得到。为了确保规划方案的准确性，应定期对规划方案进行滚动调整和深化研究。该阶段，需方案论证的内容包括：不同方案之间的运行维护成本差异，不同建设时序对LCC成本的影响等，不同方案之问的可靠性成本和收益【91。3．1．2工程方案的比选 东南大学硕士学位论文第三章全寿命周期成本管理理念在变电站设计中的应用电网规划是输变电工程建设的依据，变电站等建设项目的功能定位、主要目标需在电网规划中明确，工程可行性研究阶段进一步明确相关技术指标、电气参数、建设方式，在这两个阶段必须进行多个方案的LCC分析研究，选择全寿命周期费用最佳的方案。在该阶段，应较为详细地对所有可能发生的费用进行评估，对全寿命成本进行较为准确地估算。3．2站址选择变电站总体规划设计应与当地城镇规划、工业规划、自然保护区规划或者旅游区规划相协调，不得将站址建在已有滑坡、泥石流、大型溶洞、矿产采空区等地质灾害地段，不宜压覆矿产及文物，应避免与军事、航空和通信设施的相互干扰，站外道路应满足大件设备运输要求，应充分利用就近的生活、文教、卫生、交通、消防、给排水等公共设施【131。对于山区等特殊地形地貌的变电站，其总体规划应考虑地形、山体稳定、边坡开挖、洪水及内涝的影响。在有山洪及内涝的影响的地区建造变电站，应充分利用当地现有的防洪、防涝设施。城市地下及户内变电站的总体规划应满足当地城市规划的要求，以避免与相邻建筑及设施的相互干扰。变电站总体规划设计应与工艺布置要求以及施工、运行、检修和生态环境保护需要相结合。3．3电气主接线3．3．1电气主接线各电压等级电气主接线应满足《国家电网公司输变电工程典型设计》1lO"-500kV变电站各有关要求。如能满足运行要求，对于终端变电站，应简化接线型式，采用线路变压器组、单母线接线或桥型接线。对于HGIS、GIS等设备，应简化接线形式，减少元器件总数。初期回路较少时，宜采用元件数量较少的接线，在布置上考虑方便过渡到最终接线。对于一串半接线采用两台以上变压器的形式，其他几台变压器可直接通过断路器接入母线。对于单母线或双母线接线，应不设置旁母。21 东南大学硕士学位论文第三章全寿命周期成本管理理念在变电站设计中的应用3．3．2电气设备选择短路电流应按照变电站远景的系统阻抗进行计算，主变压器的并列情况应按照系统可能的最大运行方式进行计算。应采用全寿命周期内性能价格比高的设备。积极采用占地少、维护少、环境友好的设备。在系统条件允许的情况下，应加大无功补偿装置分组容量、减少分组组数。3．4站区规划3．4．1总平面布置设计人员应结合站址原有地形、地貌、水文、气象、地域文化、周围环境因地制宜的进行总平面布置。通过优化布置，减少占地和工程造价，保护周边自然水系、植被、自然景观等。变电站总平面应做到功能区划明确、联接合理、工艺流畅。各级变电站不应设站前区，取消建筑小品、花坛等。变电站总平面布置应按最终规模进行规划设计，根据系统负荷发展要求，不宜堵死扩建的可能，并使站区总平面布置尽量规整【131。变电站总平面布置应满足总体规划要求，并使站内工艺布置合理，功能分区明确，交通便利，节约用地。站区总平面宜将近期建设的建(构)筑物集中布置，以利分期建设和节约用地。城市地下(户内)变电站土建工程可按最终规模一次建设。变电站的主要生产及辅助(附属)建筑宜集中或联合布置。当与换流站合并建设时，可根据辅助(附属)建筑的性质、使用功能要求分类集中或联合布置在站前区。在兼顾出线规划顺畅、工艺布置合理的前提下，变电站应结合自然地形布置，尽量减少土(石)方量。合理选择、设计场地的地面形式，场地的地面坡度不宜小于0．296；当自然地形坡度小于5％时，推荐采用平坡式布置；当场地坡度大于8％时，宜按电压等级设计成台阶式，台阶之间设挡土墙或护坡连接。城市地下(户内)变电站与站外相邻建筑物之间应留有消防通道。消防车道的净宽度和净高度要满足《建筑设计防火规范》的相关规定。主控通信楼(室)、户内配电装置楼(室)、大型变电构架等重要建(构)筑物以及GIS组合电器、主变压器、高压电抗器、电容器等大型设备宣布置在土质均匀、地基可靠的地段。位于膨胀土地区的变电站，对变形有严格要求的建(构)筑物，宣布置在膨胀土埋藏较深、胀缩等级较低或地形较平坦的地段；位于湿陷性黄土地区的变电站，主要建(构)筑物宣布置在地基湿陷等级低的地段。扩建、改建的变电站宜充分利用原有建(构)筑物和设施，尽量减少拆迁， 东南大学硕士学位论文第三章全寿命周期成本管理理念在变电站设计中的应用避免施工对已建设施的影响【l引。3．4．2主要建(构)筑物主控通信楼(室)宜布置在便于运行人员巡视检查、观察户外设备、减少电缆长度、避开噪声影响和方便连接进站大门的地段。主控通信楼(室)宜有较好的朝向，并使主控制室方便同时观察到各个配电装置区域。各级电压的配电装置建筑物应结合地形和出线方向优化组合，减少或避免线路交叉与跨越。各级配电装置室的相对位置应保证站内道路和电缆的长度较短、同时确保设备到主变和无功补偿装置的导线联接做到顺直短捷。城市变电站的主变压器宜在户内单独布置，或布置在建筑物底层。各级电压的继电器室应根据工艺要求合理布置，并做到巡视方便和电缆敷设路径最短。3．4．3辅助(附属)建筑物变电站辅助(附属)建筑物的布置应根据工艺要求和使用功能统一规划。宜结合工程条件优先采用联合建筑或多层建筑。当采用电锅炉采暖时，电锅炉房宣布置在主控通信楼底层或在采暖建筑集中的地方单独布置。雨淋阀室或泡沫消防设备间宜布置在主变压器、电抗器等带油设备附近。当设置柴油发电机室时，其布置宜避免对主控通信楼的噪声和振动影响，尽量靠近站用交直流配电室布置。变电站给排水设施宜分开布置，其最小净距应满足现行国家标准的相关规定。变电站供水建(构)筑物，如深井泵房、生活消防水泵房、蓄水池等，按工艺流程宜集中布置在站前区。地埋式生活污水处理装置宜就近布置在主控通信楼附近隐蔽的一侧，或布置在站前区边缘地带。当站区采用强排水时，雨水泵房宜布置在站区场地较低的边缘地带。3．4．4围墙、围栏和主入口进站道路宜利用现有的道路或路基，尽量减少桥、涵及人工构筑物工程量。为了降低后期维护费用，便于扩建，变电站的主入口宜面向当地主要道路，便于引接进站道路。城市变电站的主入口方位及处理要求应与城市规划和街景相协调。进站道路应采用公路型混凝土路面，路面砼厚宜为220ram，路基宜采用为块石或二灰结石；500kV变电站进站道路路面宽应为6．5m、路基宽8．5m，220kV变电站进站道路路面宽应为4．5m、路基宽5．5m。进所道路两侧可根据需要设置排水沟。变电站主入口的大门、大门两侧标识墙应采用统一的企业标识方案。站区大门宜采用轻型电动门，门宽应满足站内大型设备的运输要求，大门高度不宜低于1．5m。宜简化站内道路设计，站内主干道应采用公路型混凝土路面，不设巡视小道。路面砼厚宜为180mm，路基宜为块石或二灰结石。 东南大学硕士学位论文第三章全寿命周期成本管理理念在变电站设计中的应用为了降低后期维护费用，围墙宜采用灰砂砖或水泥砖砌筑的清水墙，高度应为2．30m。当站内外有高差时，相对站外场地围墙高度应不小于2．30m，相对站内场地围墙高度应不小于1．20m。站内外高差不大于0．5m时，挡土墙宜采用砌体挡土墙；站内外高差为0．5---2．5m时，宜采用块石挡土墙；站内外高差大于2．5m时，可采用钢筋砼挡土墙。城市变电站或对站区环境有要求的变电站可采用花格围墙或其他装饰性围墙。站区围墙应根据节约用地和便于安全保卫的原则力求规整，地形复杂或山区变电站的站区围墙应结合地形布置。站区实体围墙应设伸缩缝，伸缩缝问距不宜大于30m。在围墙高度及地质条件变化处应设沉降缝。3．4．5竖向布置变电站的站区场地设计标高应根据变电站的电压等级确定。220kV枢纽变电站及220kV以上电压等级的变电站，站区场地设计标高应高于历史最高内涝水位和频率为1％(重现期，下同)的洪水水位；其他电压等级的变电站站区场地标高应高于历史最高内涝水位和频率为2％的洪水水位。当站区场地设计标高受自然条件限制不能满足以上要求时，可根据不同情况分别采取以下措施【13】：·采用回填措施抬高场地标高采取措施时，场地设计标高应不低于规定的相应等级洪水水位和历史最高内涝水位。·防洪或防涝设施标高应高于上述洪水位或历史内涝最高水位标高0．5m。·通过抬高主要户外设备底座和建筑物室内地坪标高不低于上述高水位既满足设备的安全运行，又减少场地土方回填。·受江、河、湖、海风浪影响的变电站，其防洪设施还要考虑频率为2％的风浪高和0．5m的安全超高。变电站站内场地设计标高宜高于或局部高于站外自然地面，以满足站区场地排水要求。站区竖向布置应合理利用自然地形，根据工艺要求、站区总平面布置格局、交通运输、雨水排放方向及排水点、土(石)方平衡等综合考虑，因地制宜确定竖向布置形式，尽量减小边坡用地、场地平整土(石)方量、挡土墙及护坡等工程量，并使场地排水路径短而顺畅。站区竖向布置一般应考虑站内外(包括进站道路、基槽余土、防排洪设施等)挖填土(石)方综合平衡的前提下，宜使站区场地平整土(石)方量最小。山区、丘陵地区变电站的竖向布置，在满足工艺要求的前提下应合理利用地形，适当采用阶梯式布置，尽量避免深挖厚填并确保边坡的稳定。位于膨胀土地区的变电站，其竖向设计 东南大学硕士学位论文第三章全寿命周期成本管理理念在变电站设计中的应用宜保持自然地形，避免大挖大填；位于湿陷性黄土地区的山前斜坡地带的变电站，站区宜尽量沿自然等高线布置，填方厚度不宜过大。扩建、改建变电站的竖向布置，应与原有站区竖向布置相协调，并充分利用原有的排水设施。设计标高的确定：变电站建筑物室内地坪应根据站区竖向布置形式、工艺要求、场地排水和土质条件等因素综合确定。建筑物室内地坪应不低于室外地坪0．3m，在湿陷性黄土地区，多层建筑的室内地坪应高出室外地坪0．45m。场地设计综合坡度应根据自然地形、工艺布置(主要是户外配电装置形式)、土质条件、排水方式和道路纵坡等因素综合确定，宜为0．5％～2％，有可靠排水措施时，可小于0．5％，但应大大于0．3％。局部最大坡度不宜大于6％，必要时宜有防冲刷措施。户外配电装置平行于母线方向的场地设计坡度不宜大于1％。站内外道路连接点标高的确定应便于行车和排水。站区出入口的路面标高宜高于站外路面标高。否则，应有防止雨水流入站内的措施。对远景预留场地，应考虑远景设备基础开挖土方量，适当降低远景场地标高，避免远景施工时土方外运。土(石)方工程：站区土(石)方量宜达到挖、填方总量基本平衡，其内容包括：站区场地平整、建(构)筑物基础及地下设施基槽余土、站内外道路、防排洪设施等的土(石)方工程量。当进站道路较长时，应首先考虑自身的土方平衡，尽量避免和减少土方的二次倒运。当站区土(石)方量受条件限制不能平衡时，应选择合理的弃土或取土场地，并应考虑复土还田的可能性。位于山区和丘陵地区的变电站，当出现土方和石方时应分别计列并列出土石比例。站区场地平整地表土处理应符合下列要求：站区场地表土为耕植土或淤泥，有机质含量大于5％时，必须先挖除后再进行回填。该层地表土宜集中堆放，覆盖于站区地表用作绿化或复土造田，可计入土方工程量。当填方区地表土土质较好，有机质含量小于5％时，应将地表土碾压(夯)密实后再进行回填。场地平整填料的质量应符合有关规范要求，填方应分层碾压密实，分层厚度为300mm左右，场平压实系数不小于0．94。湿陷性黄土场地，在建筑物周围6m内应平整场地，当为填方时，应分层夯(或压)实，其压实系数不得小于0．95：当为挖方时，在自重湿陷性黄土场地，表面夯(或压)实后宜设置150mm--300mm厚的灰土面层，其压实系数不得小于0．95。站区场地平整范围，当挡土墙兼做围墙基础时，以站区围墙为界；当站外设置边坡时，应分别平整至挖方坡顶和填方坡脚。土(石)方挖方应考虑松散系数，松散系数应通过现场试验确定。土方填方应考虑场地地表耕植土压实后的压缩系数，其计算厚度一般为300mm,、,500mm，压缩系数应通过现场试验确定。在湿陷性黄土地区，填方应考虑黄2S 东南大学硕士学位论文第三章全寿命周期成本管理理念在变电站设计中的应用土压实后的压缩系数，可根据现场试验或工程经验确定。3．4．6地下管线(沟道)布置地下管线(沟道)布置应按变电站的最终规模统筹规划，管线(沟道)之间及其与建(构)筑物基础、道路之间等在平面与竖向上应相互协调，近远期结合，合理布置，便于扩建。地下管线(沟道)布置应符合下列要求：●满足工艺要求，流程短捷，便于施工和检修。·在满足工艺和使用要求的前提下应尽量浅埋，并尽量与站区竖向坡度和坡向一致，避免倒坡。●地下管线(沟道)发生故障时，不应损害建(构)筑物基础。污水不应污染饮用水或渗入其他沟道内。●沟道应有排水及防小动物的措施。地下管线(沟道)宜沿道路及建(构)筑物平行布置，一般宜在道路行车部分以外。主要管线(沟道)应布置在用户较多或支沟较多的道路一侧，或将管线(沟道)分类布置在道路两侧。地下管线(沟道)布置应路径短捷、适当集中、间距合理、减少交叉，交叉时宜垂直相交。地下管线布置有直埋和沟内敷设两种形式，应根据工艺要求、地质条件、管材特性、地下建(构)筑物布置等因素确定。在满足安全运行和便于检修的条件下，可将同类管线或不同用途但无相互影响的管线采用同沟布置。地下管线(沟道)布置过程中发生矛盾时，应按以下原则处理【13】：·管径小的让管径大的。·有压力的让自流的。·柔性的让刚性的。·工程量小的让工程量大的。·新建的让原有的。●临时的让永久的。通过挡墙的管线(沟道)布置应满足工艺要求，处理方式应与挡墙协调。扩建、改建工程应充分利用原有地下管线(沟道)，新增地下管线(沟道)不应影响原有地下管线(沟道)的使用。电缆沟宽度应采用600mm、800Era或1100mm，以便盖板标准化制作。站内电缆沟、管在满足工艺要求下应减少埋深。电缆沟深度不大于lm时，应采用砌体结构；大于1m时， 东南大学硕士学位论文第三章全寿命周期成本管理理念在变电站设计中的应用可采用混凝土结构。主电缆沟应与道路设计标高统一，使电缆沟与道路无高差自然衔接，使电缆沟兼具巡视小道的功能；电缆沟过道路处应采用隧道或埋管形式。不宜设置电缆支沟，宜采用埋管结合电缆井方式。盖板应采用成品沟盖板，推荐采用环保复合型材料沟盖板。3．4．7户外配电装置场地处理和绿化户外配电装置场地处理：户外配电装置场地，宜采用碎石、卵石、灰土封闭等地坪。采用碎石、卵石地坪时应对下层地面进行处理。缺少碎石或卵石且降水充沛地区，可适当绿化，但不应种植人工草坪。绿化应综合考虑养护管理，选择经济合理的本地区植物，不应选用高级乔灌木、草皮或花木。户外配电装置区内需要进行巡视、操作和检修的设备，宜根据工艺要求在需要操作的范围内采用铺砌地面，铺砌材料和范围由工艺专业确定。地面铺砌材料的选择应符合经济实用、就地取材的原则。绿化：变电站的绿化应节约用地，在不增加用地的前提下对变电站内无覆盖保护的场地进行绿化处理，以满足水土保持和改善站区运行环境的需要。宜充分利用站前区建筑物旁、路旁及其他空闲场地进行绿化。扩建、改建工程应对原绿化场地进行保护，尽量保留原有的绿地、树木，施工破坏处应恢复绿化。变电站的绿化应根据地区特点因地制宜，根据当地土质、自然条件及植物的生态习性合理选择草种、树种或其他植物种类，并与周围环境相协调。湿陷性黄土和膨胀土场地的变电站不宜大面积绿化，可根据工程具体情况在站前区和主干道旁重点绿化。在湿陷性黄土场地应采取防止地基土受水浸湿的措施，预防地基土进水产生的不利影响。在膨胀土场地宜避免树木吸收水分而使房屋损坏。城市变电站的绿化应与所在街区的绿化相协调，满足美化市容要求。城市地下变电站的顶部宜覆土进行绿化。3．5电气总平面布置及配电装置在可行性研究的基础上，优化总平面布置，减小变电站占地面积，应以最少的土地资源达到变电站建设要求。变电站布置、进出线方向、进站道路等条件允许时，变电站大门应直对主变压器运输道路。当变电站占地面积较大时，二次设备应就地布置，以减少电缆长度。除地震烈度高的地区外，不宜采用软母线普通中型配电装置，应采用管母分相中型或软母线改进半高型配电装置。独立避雷针宜布置在变电站内。避雷针可结合建构筑物 东南大学硕士学位论文第三章全寿命周期成本管理理念在变电站设计中的应用进行设置，宜布置在构架或楼顶避雷带上。3．6建筑设计3．6．1一般规定站内建筑应按工业建筑标准、以工业化生产模式设计，应以统一标准、统一模数布置。站内建筑设计应满足生产要求，合理配置功能房间，优化房间设置，确保功能房间数量、大小合理。应采用节能、环保型建筑材料，不宜采用粘土实心砖。建筑物宜布置在向阳、无日照遮挡地段；建筑物体型应紧凑，凹凸面不宜过多。建筑物围护结构的外表面宜采用浅色饰面材料。建筑物夕l-fJ窗面积不宜过大，应减少其缝隙长度，并采用密封措施，选用节能型外门窗。建筑物东、西向窗户应采用有效的遮阳措施。提高变电站建筑设计标准化水平，研究推广应用工厂预制式装配建筑。3．6．2主控通信楼合理设置主控楼房间，房间设置不应超出变电站典型设计有关要求；应取消电缆夹层，减小建筑面积。建筑平面布置应分区明确、紧凑规整，建筑使用率不应小于78％。屋面应采用平屋顶形式，结构找坡，减少找坡填充材料。屋面宜设保温隔热层。控制建筑物的体积，顶棚不宜设置吊顶，二次设备室净高不应大于3．0m，其他房间层高不应大于3．0m。建筑造型设计参照工业建筑设计标准，不应附加任何不必要的装饰。楼地面面层不应采用花岗岩、大理石等高档装饰材料，宜采用普通环保型材料，如普通地砖、环氧砂浆或PVC塑胶楼地面。楼地面面层做法尽可能统一。对于无人值班或设备、设施较少的变电站，可取消主控通信楼，在变电站中心部位布置单层厂房设备问，表盘(屏)集中布置，减少房问分割，减少门厅、公共走廊及竖向楼梯面积。墙体材料应结合当地实际情况，在节能、环保基础上选用经济合理的材料。承重墙宜采用混凝土砌块墙、粉煤灰中型砌块墙、灰砂砖墙、粉煤灰砖墙等；承自重墙宜采用加气混凝土砌块墙、混凝土空心砌块墙、灰砂砖墙等。外墙材料应符合保温、隔热、防水、防火、强度及稳定性要求，外墙宜采用墙体外保温措施。外墙面宜采用普通弹性涂料，外墙装饰不应采用玻璃幕墙、铝塑板、花岗岩等材料。防火墙宜采用混凝土框架、砌体填充结构，粉刷水泥砂浆本色。楼梯尺寸设计应经济合理，室内楼梯开间尺寸不宜超过3．30m，室外楼梯梯段尺寸 东南大学硕士学位论文第三章全寿命周期成本管理理念在变电站设计中的应用不宜超过2．70m。踏步高度不宜小于0．15m，步宽不宜大于0．30m。楼梯栏杆扶手不应采用高档装饰材料。门窗应设计成规整几何矩形，不应采用异型窗。门窗应设计成以3M为基本模数的标准洞口，尽量减少门窗尺寸，一般房间外窗宽度不宜超过1．50m，高度不宜超过1．50m。夕l-I"-J窗宜采用铝合金门窗，外门窗玻璃宜采用双层中空玻璃。变电站为工业性设施，装修工程应以简洁适用为原则。严格控制装修标准，不应采用高档装修材料和复杂工艺。装修不应破坏结构主体，应充分考虑结构体系与承载能力，不应因此增加土建其他费用。室内装修应改进装修节点，提高外墙保温隔热性能和外门、窗的气密性。宜选用中档，环保型、可循环使用、无毒、无污染(环境)的装修材料和产品应采用节电、节水的器具。内墙装修应以保护墙体、延长墙体的耐久性为目的，一般房间宜采用普通弹性乳胶漆涂刷。不应采用花岗岩、大理石、铝塑板等材料，不宜大面积采用木装修。卫生间宜采用PVC塑料扣板吊顶，普通瓷砖墙面，其他房间不宜设吊顶。不应采用高档家具、电器、洁具、灯具等。室内家具应做到标准化设计、工厂化制作、统一采购。家具设计宜简洁实用，家具材料宜采用经济、环保、耐用复合材料。灯具选用以安全可靠、经济实用为主，应选用构造简单、高效节能产品。楼梯、过道内的照明应具有自动控制功能。照明方式应以直接照明为主，不应采用间接照明方式。无特殊要求所有灯均应采用节能灯。在满足工艺要求的条件下，应采取措施降低建筑物层高。结构梁高宜控制在600ram及以内，不设置吊项。宜充分采用工厂预制构件。构架防腐处理应在加工厂完成。设备支架宜采用型钢结构。基础型式应有利于立模、施工，应减少品种。构架宜采用全螺栓连接。工艺要求：变电站围墙、防火墙宜采用清水墙工艺，不进行外粉刷。研究推广应用工厂预制式装配建筑，提高变电站建筑施工的标准化和工厂化水平，缩短建设周期。土建施工时应采用可多次使用的钢模板，不宜采用木质模板。变电站建设宜采用商品混凝土。 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例第四章变电站寿命周期管理案例4．1．1工程背景为了是输变电工程的全寿命周期效益最大化，保障能源安全，促进经济、社会、环境可持续发展，国家电网公司提出建设具有“信息化、自动化、互动化”特征的坚强智能电网。作为智能电网的重要组成部分，智能化变电站由节能、环保、可靠、先进、集成的设备组合而成，通过高速通信网络平台为进行信息传输，自动完成信息测量、采集、保护、控制、监测和计量等基本功能，并可根据需要支持电网实时智能调节、自动控制、协同互动、在线分析决策等高级应用功能。为了提高智能变电站的建设水平和效率，执行“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，2009年以来，国网公司先后启动了第一、二批共计46座智能变电站新建试点工程的建设工作。其中，西泾变为第一批新建试点工程，同时也是国网公司2010年底确保建成投产的四座新建工程中唯一的220kV工程。在试点工程的基础上，国网公司要求从2012年开始，所有新建变电站均按照智能化变电站标准建设，因此本文选用具有代表性的西泾变进行全寿命周期管理分析。4．1．2基本情况西泾变为220kV新建工程，站址位于无锡市惠山区前州镇黄石街村南侧。全站电压等级为220kV／110kV／10kV，主变采用三相自耦有载调压变压器，本期容量为2×180MVA，远景容量为3×180MVA。220kV采用双母线接线，本期出线4回，远景出线8回；110kV采用双母线接线，本期出线8回，远景出线12回；10kV采用单母分段接线，本期出线24回，远景出线36回；10kV采用6Mvar电容器，本期12组，远景18组。4．1．3建设情况变电站62010年3月开始场地平整及桩基施工，7月10日土建开工开始GIS室基础施工，lO月7日电气开工建设，12月27日通过省公司组织的竣工验收，经过近半年的艰苦建设，变电站于2010年12月29日成功启动投产。变电站投运以来，设备运行正常，未出现异常，总体运行情况良好。30 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例4．1．4投资及建设内容本工程动态投资为18537万元，静态投资为17931万元，其中，常规投资部分为14992万元，常规建设内容为所有一次设备本体部分、电缆、沟支架、埋管、槽盒以及土建部分等。智能化投资部分为2939万元。智能化投资和智能化建设内容对应情况见表1。表4-1试点工程智能化投资及建设内容分类建设内容对应投资备注1．一次设备智能化1123万元含智能终端部分及电子式互感器、合并单元2．一次设备状态监测929万元含全站在线监测传感器、智能化部分IED及后台系统3．变电站自动化系统462万元除智能终端、合并单元外的所有二次部分4．智能辅助控制系统383万元含全站物联网系统5．光缆42万元含全站16公里光缆合计2939万元4．2设计方案4．2．1工艺总平面布置根据系统规划，本变电所各级电压出线方向为：220kV向西北出线；110kV向东南架空出线、电缆出线；10kV电缆出线。220kV户内GIS配电装置、10kV户内无功补偿装置采用上下层布置在所区西北侧；110kV户GIS配电装置、10kV户内开关室、高压电缆层采用上下三层布置在所区东南侧；形成的两座建筑分别在所区的东西两侧平行布置，二次设备室功能用房位于110kV生产楼三层东侧；主变露天布置在2个配电楼之间，靠110kV生产楼一侧；预留的10kV串联电抗器室位于110kV生产楼与主变之间；在220kV生产楼和主变压器场地之间设置一条运输道路；站内功能区四周被环形道路和围墙包围，变电所出口向东。变电所紧邻城市道路，节约了进所道路的投资；为了达到全寿命周期最优化设计，变电所除主变外的其他电气设备均采用户内布置形式，既增加设备运行的可靠性，同时又能与周边环境相协调；主变布置于220kV、110kV建筑物之间，采用户外布置，既解决了主变的散热问题，同时变电所自身的建筑物又能起到隔离噪音的作用，这种布置模式不仅有利于提高主变的运行效率，同时也不影响城市的周边环境。4．2．2配电装置型式及布置 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例为了更好地应用全寿命周期管理，在配电装置选型前，设计人员了对最近5年退役的进行主要配电装置运行寿命调研。110kV隔离开关2006年退役12台，平均寿命16．245年，2007年退役8台，平均寿命16．854年，2008年退役21台，平均寿命15．741年，2009年退役48台，平均寿命16．649年，2010年退役23台，平均寿命17．702年。全封闭组合电器未有退役设备。表4—2110(66)千伏及以上输变电资产退役设备平均寿命统计表设备类型200620072008200920102011退役数量(台)485639断路器11．3811．6812．1012．8515．4平均退役寿命(年)11．452671781退役数量(台)1282148230隔离开关16．8515．7416．6417．70平均退役寿命(年)16．245}4192全封闭组合电退役数量(台)O0器(GIS)平均退役寿命(年)}|注：退役设备平均寿命=∑单台设备退役时寿命／退役设备数量。根据调研结果，GIS组合电器的运行寿命明显优于常规AIS设备，因此220kV、110kV配电装置采用GIS，考虑经济性10kV采用开关柜。220kV、110kV均采用户内布置，主变户外布置。站区从东至西分为三块功能区，220kVGIS配电装置及10kV电容器布置在东部的建筑物内，中部为主变压器场地，110kVGIS、10kV开关柜、公共二次设备室以及功能用房布置在西部的建筑物内。4．2．3电流电压互感器电流互感器。基于电子式互感器的诸多优点、经济性及全光纤型电子式电流互感器优异的测量品质，建议全站电流互感器配置方案如下：220kV间隔、110kV间隔、主变高中压侧采用全光纤型电子式电流互感器；考虑经济性、抗干扰性等因素，推荐10kV间隔及主变高压侧、中压侧以及中性点采用常规电流互感器。考虑到110kv协联1、2线为电厂线，除全光纤型电子式电流互感器外，另配常规电流互感器专用于关口计量。所有电子式电流互感器均需满足继电保护双A／D采样要求。电压互感器。基于电子式互感器的诸多优点、经济性及电容分压型电子式电压互感器的稳定性能，建议全站电压互感器配置方案如下：220kV、110kV电压互感器均采用电容分压型电子式电压互感器。考虑经济性、抗32 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例干扰性等因素，10kV母线、主变套管采用常规电压互感器，并采用带模拟量插件的合并单元进行数字转换。4．2．4高级应用设计方案4⋯241颓序控制实现各电压等级的远方监控中心、变电站就地顺序控制功能，包括单间隔“运行一一热备用一一冷备用一一检修”状态转换操作，双母线倒闸操作，变压器各侧跨电压等级操作，以及其它任意典型操作票的组合任务的操作，包括10kV开关柜运行、试验位置和断路器分合闸、地刀的完整顺序控制。实现方案如下：(1)监控中心的顺序控制方案：由集控站和变电站共同实现，存票和判别均在变电站侧完成，集控站配合选票、传票和验证。集控站向变电站监控系统发送一个操作目标，操作和每步判别均在变电站监控系统完成，过程实时信息发送集控站主站。典型操作票存于变电站远动通信单元，变电站和集控站间传送的为简单指令，主要是目标选择、传递验证、遥控命令、和反馈信息等，通信规约拟采用成熟的IEC60870．5．104进行定义。(2)站内自动化系统的顺序控制方案：站内推荐使用集中式方案，顺控的功能全部由变电站计算机监控系统的远动数据通信和处理装置实现。操作票和判别可以统一设置和管理，将操作票的存储、执行，操作逻辑的判断、态的判断均在站控层设备实施。4．2．4．2无功电压自动调节变电站无功电压自动调节方案如下：由调度／集控主站系统与变电站自动化系统共同实现集成应用。在调度／集控主站系统配置地区电网无功电压优化运行集中控制系统，采集全网各节点运行电压、无功功率、有功功率等实时运行数据并采集各站设置参数，进行电压优化计算、无功优化计算，形成变压器有载调压分接头调节指令、投切无功补偿装置指令及相关信息控制，并下发至本变电站自动化系统，站内自动化系统执行无功补偿自动投切和主变压器有载自动调压命令。4．2．4．3智能告警及事故信息综合分析决策应用一套事故异常专家分析系统，解决冗余信息过多的问题，过滤不重要信息使运行人员集中精力处理重要和紧急信息，对复杂的信息进行智能处理，形成事故信息简报，并推荐异常事件处理方式。实现方式如下：在自动化系统中，进一步开发应用事故、异常专家分析系统，建立各类一次、二次 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例设备状态和功能的应用模型和专家知识数据库，实现对告警、信号过滤、对变电站的运行状态进行在线实时分析和推理、自动报告变电站异常并提出故障处理指导，同时将信息提供至调度／集控主站系统。4．2．4．4状态检謦实施方案建立的由4层结构组成的状态检修系统，形成了集中的、多级的、远程的数字状态检测与诊断网络系统，完成状态监测数据的采集、传输、存储与应用。实现多个变电站站端监测系统的互联，形成远方状态监测数据中心、诊断分析平台和设备检修管理平台。具体实施方案：站内的状态监测装置数据被统一收集到后台系统中，然后向上级系统进行数据传送；局端综合系统收集各站控层的数据，形成独立数据中心。所有高压设备的状态监测信息储存于局端，同时各站独立保存监测信息。两级状态监测系统可以独立运行。在数据中心的基础上，可以方便的结合调度系统SCADA／EMS，生产管理系统MIS等其他系统，形成高级设备状态管理系统。采用COM和DCOM技术，开放性、一体化设计、层次分明的中间件技术实现了软件系统的分布式运行管理。4．2．4．5智能操作票采用智能操作票系统，实现用户自主定制开票规则，智能推理操作票，自由定制业务表单，灵活切换多种开票方式，全过程管理生命周期的操作票。系统采用图、票一体化技术，其中主要包括网络拓扑、识别接线模型、规则智能管理、系统五防校验、操作语句生成、操作模拟等过程。4．3全寿命周期设计措施分析措施1I智能一次设备实现功能：采用“一次设备本体+传感器+智能组件”方案实现一次设备就地测量、控制、保护、状态监测等智能化功能。传感器与一次设备本体一体化设计安装，运行可靠、外形美观。智能组件就地布置于智能控制柜，结构紧凑、回路简化、控制直接。 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例110kVGIS配电装置主变场地10kVGIS智能控制柜主变本体智能控制柜措施2：一次设备在线监测实现站内主变、GIS、避雷器相关参量的在线监测，全站统一配置一套设备状态监测集成后台，收集处理主变油中溶解气体／微水／油温／铁芯接地电流／气压、GIS局部放电／六氟化硫气体／断路器工作特性、避雷器泄漏电流／放电次数的状态监测，设备状态监测信息和主变压器运行工况信息，信息采用综合数据网方式传送至主站系统，实现对设备的状态检修。主变油中溶解气体铁芯接地电流GIS局部放电GIS气体避雷器泄漏电流 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例措施3：电子式互感器220kV、110kV和主变三侧采用全光纤电子式电流互感器。220kV、110kV采用电容分压型电子式电压互感器。抗饱和能力强、线性度好，提供精确优质双A／D采样数据；体积小、重量轻、绝缘好，便于设计实现在GIS、开关柜的优化安装方式。电容分压型电子式电压互感器应用成熟，采用直流供电工作可靠。220kV全光纤CT110kV全光纤CT10kV全光纤CT220kV电子式PT措施4：通信规约与二次接线全站采用IEC61850标准实现二次装置信息交互数字化、标准化，利用光纤实现二次装置互联互通，极大简化二次接线，提高信息传输可靠性和装置互操作性，大量节省了控制电缆。本站按无人值班运行方式设计。全站采用基于DL／T860(IEC61850)标准的自动化系统【161。装置背板光缆接线光缆槽盒与电缆支架措施5：实现了全站各电压等级采用保护测控一体化装置，大大节省测控装置数量；双重化测控采用逻辑机制保证信息上传、控制下行、防误闭锁的正确性和完整性。220kV、36 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例1lOkV、lOkV保护测控装置均实现了就地下放布置。圈譬瓣主变保护测控装置220kV保护测控装置110kV保护测控装置lOkV保护测控装置措施6：自动化系统通信网络实现功能：站控层网络MMS、GOOSE、SNTPZ．网合一、共网传输，1lOkV过程层网络采样值、GOOSE、IEEE1588--网合一、共网传输，实现数据传输的数字化、网络化、共享化。220kV过程层采样值采用直采方式，跳闸采用直跳+网跳方式，保证系统工作可靠性。措施7：变电站自动化系统高级功能根据运行需求定制自动化系统高级功能，实现一键式顺序控制、设备状态可视化、智能告警、支持经济运行与优化控制、继电保护综合监视及分析、变电站辅助系统综合运行及监视、其他设备环境智能化监控、分布式状态估计等高级功能，提高生产运行的自动化、智能化水平，为生产运行辅助决策服务。隔图嗣i酾醺霜ii焉露丽丽丽■—阐丽飘嘲1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．二智能告警画面状态估计画面顺序控制画面8：物联网技术实现辅助设备智能化全站配置1套智能监测及辅助控制子站，利用物联网技术，构建传感网测控网络，实现图像监视、安全警卫、火灾报警、主变消防、采暖通风、给排水、SF6泄漏监测、运行温度监测等辅助系统的集成应用和联动控制。 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例红外门禁SF6气体探测装置红外烟感红外测温曰无线机站与摄像头智能通风系统红外成像智能风机9：绿色照明根据国网公司西泾变智能化方案审查会纪要，预期目标为：变电站内采用LED节能灯具取代传统白炽灯，实现节能环保，大幅降低了站内照明能耗，打造“低碳、环保”变电站。●．．I：||．羹鹾窿。霹渊现场加装的各种LED灯具措施10：二次设备布置各间隔保护测控、合并单元、智能终端、在线监钡tJIED等二次设备均下放布置于配电装置现场的智能控制柜，由此节省-y．-次设备室44％的屏位和全站30％的缆材。 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例优化前二次设备室面积优化后二次设备室面积措施11：一体化站用电源系统全站采用交直流、UPS一体化智能站内电源系统。直流系统电压选用220V，通信电源采用2套独立的DC／DC变换器供电。系统配置一体化电源监控模块实现与站内自动化系统互联。突破常规，整合站内电源系统，将交流、直流、UPS、通信电源系统统一设计、生产，建立电源系统统一监控平台，统一智能监控，实现站用电源系统的优质管控状态检修。蟪翘电不崔蔓摄舜盎曩t鹏也鼙羹蛀斑罨一体化站用电源系统结构示意图现场实拍图措施12：屋外配电装置场地选择砂石化铺装地面220kV以上电压等级的变电站，采用屋外配电装置的数量较多，场地地坪处理和维护也是变电站全寿命周期费用的也较为可观。近年来，变电站向高电压、大规模方向发展，屋外配电装置场地面积不断扩大，致使这一问题更加突出。传统的地坪处理方式是大面积采用草坪绿化方案。这一做法与变电站的工业化定位不符，弊病显而易见：首先，不利于工程造价的控制。其次，既不符合节约水资源的国情，同时也增加变电站后期的运行和维护成本。其三，与变电站全面向无人值班管理的方向不符。本工程根据国家电网公司《变电站两型一化设计导则》的要求采用砂石化方式处理39 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例室外配电场地，较好的解决了这一问题。屋外配电装置场地种植草坪与采用砂石化处理的全寿命周期成本分析见表4-3：(暂按30年寿命周期计算)表4-3砂石铺装场地和草坪绿化场地每Ⅲ2全寿命周期成本分析表(万元)初始投资54年维护费用0．53LCC(、Pv)i0．5837．48一曩至i_；___量一誊：誊曩蓦一_==；；*蓦誊⋯通过表中全寿命周期成本净现值可以看出，采用砂石化场地处理比草坪绿化方案LCC。NPV，值减少72％。由于，本变电站主要配电装置均采用户内布置方案，只有变压器布置在室外，需要进行铺装的室外场地较少，节约的全寿命周期的成本绝对值并不高。但如果是配电装置采用户外布置的变电站，此费用将增加5—6倍，按照同样的节约比例的话，本项措施经济效益将更加显著，由于节水节电带来的社会效益也很可观。措施13：主变消防采用排油充氮灭火系统变电站内变压器常用的消防方式有三种：合成型泡沫喷雾灭火系统、排油充氮灭火系统和水喷雾灭火系统。上述三种灭火系统在灭火方式上各有千秋，均通符合消防检测机构的要求，并满足《火力发电厂与变电站设计防火规范》要求，但在可靠性、施工周期、后续维护、投资上有所差别。传统的水喷雾和泡沫喷雾灭火系统均在变压器火灾发生后进行扑灭，此时变压器油箱已烧裂，设备已经报废。这种以“消”为主的灭火方式将对运行方和供电质量造成重大损失。本工程采用了重在事先预防的排油充氮灭火系统，通过限制变压器内部故障扩展“防”止引起的火灾，能最大程度减少设备损失。结合在主变周围配置合适的移动式灭火器，平时加强监控，主变消防方式应优先选用排油充氮灭火系统。本变电站建设规模为3x180MVA主变压器，本期拟建2x180MVA，皆为三相自耦变变压器，此项费用分析暂按本期规模考虑。在主变消防系统设备选型上，采用全寿命周期成本分析比选如下(暂按30年寿命周期计算)。表4—4主变消防灭火系统全寿命周期成本分析表(万元)1本期投资费用(#l主变)2定期维护费用1301万元／5年486万元／5年240 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例毫i---至．『．日常维护费用曩’．：_=¨量：誊i一：薹_____忽略零计_：¨|_{¨i==-!蓦-=-!_|!__；_忽略不计____=薯!薯i忽略豢计叠i薹至至蔓／&童iii；===i：ijdli_|||_蔓=!_：ij一=!-!__=?i誊i：蓦i．{；。攀一一j：l全寿命周期威零I成e瀛豢|；=；_囊曩i薹萋誊i}||；I囊：鹋遵薹llji：2iii--=黧i至i善j7鞋窖蘩量?ZZZ量?：I：_=_=：。5量篓=|：_=。：：：_=_董曩蠹置量蔓≤曼i■曩i根据设备全寿命周期成本分析比较的结果，排油注氮灭火系统在经济上的优势十分明显。措施14：生活污水吸排处理目前，220kV变电站大部分设置了地埋式生活污水处理装置，但运行效果一般。究其原因，主要是因为随着变电站自动化程度的提高，220kV变电站多为无人值班变电站。变电站的生活污水量主要是不定期的检修人员产生，且流量不均，生化细菌甚至因缺养分而死亡，该设备最终演变为“化粪池”。为解决上述问题，本工程拟摒弃生活污水处理装置设置方式，全站生活污水采用罐车定期吸排外运处理。生活污水在成品化粪池中水泥分离后污泥储存在化粪池中，废水排入调节池存储，由环卫部门定期外运处理。在对上述两个方案的技术条件进行详细分析比较后，我们亦对二者相关经济数据进行了全寿命周期成本造价分析(表5．3)。本工程设定在5年后实现无人值班，全寿命周期按设备寿命期30年设定。表4—5生活污水吸排处理系统全寿命周期成本分析表置。1系统组成德戮粱篓?至篡霉麟淼裟2配套土建设施无调节池、复用水池3本期投资费用4万元31万元5运行费用5000元／年150元／年6全寿命周期成本LCC(州)9．58万元31．17万元根据LCC。NPv，分析比较的结果，无人值班变电站建议一般不要采用常规污水处理装4．4经济性评价传统变电站、智能变电站工程量、设备单价及总造价差异分析。本站静态投资为17931万元，与常规变电站投资相比，投资增jjnl558万元(具体详见表4-4)。其中一次设备智能化增力H1817万元，二次设备网络化增加57万元，高级功能增力1119万元，一体化电源减少10万元，智能辅助控制系统增力H133万元，传输介质减少227万元，土建部分减41 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例少231万元。造价差异主要在于：(1)智能变电站增加了智能化设备部分投资；从现阶段看。其中，增加的绝大部分投资用以一次设备智能化，包括电子式互感器、状态监测、智能终端这三大项，占整体增加费用的90％，原因为电子式互感器(尤其是全光纤电流互感器)目前在应用初期，造价极高，而状态监测(尤其是局部放电)目前核心技术尚未国产化，导则造价极高。由此可见，将来随着电子式互感器技术成熟后大规模应用以及状态监测核心技术吸收引进的国产化后，一次设备智能化的造价将大幅降低。二次设备网络化总体投资较常规站略高，主要因素为智能站增加的过程层交换机价格较高，另外增加了常规站所不具备的网络记录分析系统、计量对比分析系统以及高级功能，随着过程层交换机的价格降低以及网络分析、高级功能的常用化、固化，整体二次系统的造价将比常规站降低。辅助系统智能化由于增加了常规站不具备的全面监测与联动功能，导致投资升高，随着技术的固化与成型推广，其造价也将大幅降低，达到与常规站持平。(2)智能变电站控制电缆投资减少，相应增加了光缆的投资；但增加的光缆从数量及造价上远小于减少的控制电缆，总体造价大幅降低。(3)智能变电站试点工程由于设备集成度高、智能组件就地安装等而节约了占地面积、建筑面积等相应的土建工程量，从而减少了建筑工程投资。智能化投资的投入产出比分析计算如下：降低年运行维护成本增益=减少的年检修及故障处理费用+减少的日常维护人员数量木平均人工成本(人·年)(检修及故障处理费用计算见明细表)。由于目前尚无相关数据，按照2．5．4中的简化算法该项费用取常规变电站的50％计算，年运行维护成本增益=14992X2．2％X50％=164．9万元／年，按照30年寿命周期折算净现值为1856万元。降低建筑工程费增益=建筑面积766平方米木0．22万元／平方米+回填土751立方米木0．0035万元／立方米+围墙11米木0．0242万元／米+站内道路66平方米木O．015万元／平方米+钢筋砼防洪挡土墙33立方米枣O．15万元／立方米+PHC管桩86立方米木O．2万元／立方米+水泥搅拌桩358立方米幸0．035万元／立方米=207万元降低其他费用增益=33万元／亩幸0．71775亩=24万元由于智能化变电站增加的智能化元器件设备报废后基本没有价值，固智能化变电站与常规变电站的回收成本与价值基本一样。本项目静态投资为17931万元，与常规变电站投资相比，投资增力n1558万元现阶段智能化变电站与常规变电站全寿命周期成本相比，ANPVl=1558．1856=．2984" 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例万元(节约298万元)。将来随着电子式互感器技术成熟后大规模应用以及状态监测核心技术吸收引进的国产化后，智能化设备造价将与常规设备的差距应在10％以内，其经济效益优势将显著提升。43 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例表4-6西泾220kv变电站投资分析表智能站较常规站工常规站设智能站设备智能站较常规项目智能变电站常规变电站程量变化各单价单价站投瓷增减智能终端(台)37台O增加37台智能终端4148电子式电流电压互感器220kV电流互感器(台)常规电流互感器2l台3121890台，电子式电流互感器2l台，电子式电压互220kV电压互感器(台)常规电压互赌器24台2．510180感嚣24台．电子式电流电压互摩器智能站采用电子1lOkV电流互感器(台)常规电流互感器33台式，常规站采用常2．48184．8。台，电子式电流互感规式互感器。器33台，电子式电压互1lOkV电压互感器(台)常规电压互感器12台2648感器12台．一次主交中性点(台)电子式电流互蓐器O台，常规电流互感罂6台常规电流互瘩器6台1．5415设备合并单元(台)4l台0增加4I台合并单元3123智能增加2台主变在线化主变在线监测装置2台025．851．6监漓装置增加18台断路器在断路器在线监测装置18台O25．8464．4线监测装置GIS局部放电在线监测装4台O增加4台GIS局部放置电在线监涮装置25．8103．2增加5台SF6气体密SF6气体密度和徽水在线5台0度和徽水在线监涓25．8129监测装置装置增加7台避雷器在避雷器在线监测装置7台025．8180．6线监涮装置设备在线检测(套)0间隔层交换帆(台)0增加38台交换机过程层交换机(台)38台O4152保护及故障信息子站01套减少1套15-15(套)数字化电能计量表计20块0增加20块数字化电(块)能计量表计0．510常规电能计量表计2块20块减少18块常规电能(块)计量表计O．15—2．7二次减少22台独立测控设备独立涮控装置6台28台装置2一“网络减少2台PT并列装化PT并列装置3台l台3—6置减少2台故障录波故障录波器3台5台10lO一20墨增加1套计量对比计量对比分析系统l套O30分折系统二次屏柜60面108面减少“面1．5—66二次框顶小母线25米200米减少175米O．0050．005-0．875增加l套网络记录网络记录分析仪(套)l套020分析仪站控层后台增加1高缀功能(套)l套O19套高级功能软件l套交流站用电源l套一体化电源系统。2套高频开关电源各子功能系统整合一体化电源(套)通信、站内蓄电池共2组350Ah蓄电池成1套系统，数据l套UPS系统一体化采集，一体10090-10用，2组350Ah蓄电池2套通信高频开关电源化管理．2组通信3009h蓄电池l套视顿监视系统增加l套设备运行1套智能辅助控制系统l套安防系统温度监测系统、l智能辅助控制系统(套)l套采暖通风系统套给捧水监测系统250383133《物联弼)l套火灾报警系统、l套主变红外成1套SF6泄渭监测系统像系统控潮电缆23km减少82km电缆，增3．2-268．8传输介质控制电缆105km光缆16km加16km光缆2．641．6占地面积0。6699hm20．71778hd减少0．71775亩33—24建筑面积2381m25554ta2减少766m20．22O．22-169回填土11057ms11808m3减少751m30．0035—3围墙323m334m减少1lm0．0242—0．3站内道路1850,．51916m2减少66m2O．0150．015-1钢筋砼防洪挡土墙966m3999m3减少33m3O．15—5PltC500直径管桩1023m31109m3减少86m30．2一17水泥搅拌桩11720m312078m3减少358m30．035一13合计1558 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例4．4社会性评价(1)节约占地面积江苏标准化设计B。l方案(GIS，规模同西泾变)长87．00m，宽82．50m占地面积0．71775hm2，220kV西泾变电站长87．00m，宽77．00m占地面积0．6699hm2，节约占地面积478．5m2。占地面积节地率6．66％。(2)节约建筑面积江苏标准化设计B．1方案220kVGIS楼建筑面积2304m2，l10kVGIS楼建筑面积3250m2，220kV西泾变电站220kVGIS楼建筑面积2114m2，110kVGIS楼建筑面积2674rn2。节约建筑面积766m2，建筑面积节地率13．79％。节省PHC500直径管桩600m。(3)节约建筑工程量江苏标准化设计B．1方案(GIS，规模同西泾变)长87．00m，宽82．50m回填土面积(87“)，|(82．50+4)木1．5=11808m3，围墙下钢筋砼防洪挡土墙长度(87+82．50)枣2．6=333m。220kV西泾变电站长87．00m，宽77．00m，(87+4)木(77“)幸1．5=11057m3，节约回填土751m3。围墙下钢筋砼防洪挡土墙长度(87+77)木2．6=322m。节约钢筋砼防洪挡土墙33m3。节约围墙宽240高1．7ITI，长度1lm。站内道路节省66rn2。水泥混凝土搅拌桩358m3，(4)节约能耗常规变电站照明总功率23．082kW，西泾变采用LED绿色照明，总功率为7．354kW，年耗电量减少137778度。常规变电站风机总功率6．5kW，西泾变采用智能通风系统，总功率3．75kW，年耗电量减少24090度。(5)增加供电可靠性是指智能变电站试点工程通过智能告警及分析决策、顺序控制等智能化高级应用，减少了检修停电和故障停电时间，主要设备的使用周期得以延长，供电安全可靠性得到提高(由于变电站投运时问较短，该方面指标尚无法进行定量评价)，这也是企业社会责任的重要体现。4．5总体评价45 东南大学硕士学位论文第四章智能变电站寿命周期管理案例智能变电站是变电站全寿命周期管理的发展方向，西泾变电站在智能化建设方面取得了阶段性的突破，为全面推广智能变电站建设积累了宝贵的经验，也为进一步完善智能变电站建设提供了可靠地依据，为下阶段建设全国统一坚强智能电网起到了很好的示范引领作用。 东南大学硕士学位论文第五章智能变电站全寿命周期管理探讨为保障能源安全，促进经济、社会、环境可持续发展，国家电网公司提出建设具有“信息化、自动化、互动化”特征的坚强智能电网。作为智能电网的重要组成部分，智能变电站采用节能、环保、先进、可靠的集成设备，通过高速通信网络进行信息传输，信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等功能均能实现自动完成，并可支持电网自动实时控制、在线分析决策、协同互动、智能调节等高级应用功能。5．1智能变电站的技术特征智能变电站是采用可靠、先进、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，信息采集、测量、控制、保护、计量和监测均能自动完成，并可根据需要支持电网实时在线分析决策、智能调节、协同互动、自动控制等高级功能的变电站ll¨。智能变电站作为电力网络的节点，同常规变电站一样连接线路、输送电能，担负着变换电压等级、汇集电流、分配电能、控制电能流向、调整电压等功能。与此同时，智能变电站能够完成比常规变电站范围更宽、层次更深、结构更复杂的信息采集和信息处理，变电站内、站与调度、站与站之间、站与大用户和分布式能源的互动能力更强，信息的交换和融合更方便快捷，控制手段更灵活可靠【18】。智能变电站具有全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化和高级应用互动化等主要技术特征。(1)全站信息数字化。全站信息数字化指通过双向通信功能灵活控制一次、二次设备，全数字化方式进行全站信息采集、传输、处理、输出过程。主要体现在信息的就地数字化，通过采用电子式互感器，或采用常规互感器就地配置合并单元，实现了采样值信息的就地数字化；通过一次设备配置智能终端，实现设备本体信息就地采集与控制命令就地执行。其直接效果体现为缩短电缆，延长光缆。(2)通信平台网络化。通信平台网络化指采用基于IEC61850的标准化网络通信体系，具体体现为全站信息的网络化传输。变电站可根据实际需要灵活选择网络拓扑结构，利用冗余技术提高系统可靠性；互感器的采样数据可通过过程层网络同时发送至测控、47 东南大学硕士学位论文第五章智能变电站全寿命周期管理探讨保护、故障录波及相角测量等装置，进而实现了数据共享；利用光缆代替电缆可大大减少变电站内二次回路的连接线数量，从而也提高了系统的可靠性。(3)信息共享标准化。信息共享标准化指形成基于同一断面的唯一性、一致性基础信息，统一标准化信息模型，通过统一标准、统一建模来实现变电站内外的信息交互和信息共享。具体体现在信息一体化系统下，将全站的数据按照统一格式、统一编号存放在一起，应用时按照统一检索方式、统一存取机制进行，避免了不同功能应用时对相同信息的重复建设。(4)高级应用互动化。高级应用互动化指实现各种变电站内／外高级应用系统相关对象问的互动，全面满足智能电网运行、控制要求。具体而言，指建立变电站内全景数据的信息一体化系统供各子系统存取访问统一数据标准化规范化数据以及和其他系统进行交互标准化数据；满足变电站顺序控制、集约化管理的要求，并可与电源、相邻变电站、用户之间的协同互动，确保电网的安全、稳定、经济运行。5．2智能变电站的构成与特点智能变电站采用先进技术与设备，强调优化系统结构与功能，其根本是服务于应用，从业务需求出发，把技术问题、经济问题、管理问题统筹考虑，实现对三态数据(稳态数据、暂态数据、动态数据)的统一采集和处理，从而提高智能电网对全景信息的感知能力，提高高级应用的深度和广度，实现自动化、互动化的目标。智能变电站的功能优势见表5．1【181。表5—1智能变电站的功能优势领域智能变电站高级功能优势运行高度自动化、信息化，顺序控制，站域控制等应用提高运行效率和水平检修在线监测，设备状态可视化，实现状态检修，校验提高设备管理水平自动化、远程化全景数据共享，分析决策控制技术，状态估计，源丰富和强化对调度的支调度端维护等高级应用撑厂网信息交互及管控网厂协调电源即插即退技术可再生能源接纳相邻变电站区域集控实现分布协同控制 东南大学硕士学位论文第五章智能变电站全寿命周期管理探讨为更好地实现与支持表中所述智能变电站功能，智能变电站在结构上主要采用物理集成与逻辑集成两种方式。一方面，在系统的层面，物理集成真正体现了功能自治、面向对象的思想，有利于降低运行和维护费用，提高间隔功能的可靠性；另一方面，电力系统本质上也是互联的系统，如果仅仅依靠单层间隔、局部信息是难以实现系统层面的保护优化与功能控制的。为此，智能变电站同时也强调逻辑集成，以构成面向系统的应用来实现功能的协调，支持具有协同互动、在线决策特征的各种高级应用。智能变电站与常规变电站的结构差异如图4—2所示【181。与常规变电站相比，智能变电站通过设备或系统的物理集成，为逻辑功能集成提供了载体，进而能够更好地支持高级应用的实现。图5．1智能化变电站与常规变电站的结构差异5．3智能变电站在全寿命周期管理方面的优越性49 东南大学硕士学位论文第五章智能变电站全寿命周期管理探讨(1)一次设备智能化，降低全寿命周期成本。一次设备智能化是智能变电站的重要特征，也是智能变电站区别于常规变电站的主要标志之一。目前，智能变电站通过配置合并单元和智能终端进行就地采样控制，实现一次设备的测量数字化、控制网络化；通过传感器与设备的一体化安装实现设备状态可视化。同时，进一步通过对各类状态监测后台的集成，建立设备状态监测系统，为状态检修、校验自动化和远程化提供了条件，进而提高了一次设备的管理水平，延长设备寿命，降低设备全寿命周期成本。(2)采样就地数字化，降低全寿命周期成本。电子互感器与常规互感器相比，具有抗饱和能力强、体积小、线性度好等优势；可避免传统互感器绝缘油爆炸、铁磁谐振、TA断线、六氟化硫气体泄漏导致高压危险等问题，同时能够节约大量铜线、铁芯等金属材料，更符合智能变电站低碳环保的设计理念。在高电压等级设备中，电子互感器与常规互感器相比具有明显的经济性；在低电压等级设备中，则采用常规互感器配以合并单元实现就地采样数字化，具有更好的经济性。现阶段的智能变电站中，以数字化就地采样为目的，宜兼顾技术先进性与经济性选择互感器的形式。(3)数字取代模拟，光缆取代电缆，降低全寿命周期成本。常规变电站的一次与二次设备间、二次设备间均采用电缆接，一次设备传输引起的过电压和电缆感应电磁带来干扰都可能引起二次设备运行异常，二次回路的两点接故障地和长电缆引发电容耦合的杆扰都可能引起保护误动作。智能变电站与常规变电站相比，增加了过程层网络，通过合并单元、智能终端实现就地采集与控制，光缆取代了常规变电站的大量长电缆。取消了常规TA、TV的大功率输入回路，避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题，从根本上解决抗干扰问题，提高传输可靠性。(4)通信规约标准化，降低全寿命周期成本。常规变电站二次设备缺乏统一的信息模型规范和通信标准，为实现不同厂家设备的互连，必须设置大量的规约转换器，增加了系统复杂度和设计、调试和维护的难度Il91。各种功能需建设各自的信息采集、传输和执行系统，增加了变电站的复杂性和成本。智能变电站的所有智能设备均按统一IEC61850建立信息模型和通信接口，设备间可实现无缝连接。各类设备按统一的通信标准接人变电站通信网络，实现信息共享，不需为不同功能建设各自的信息采集、传输和执行系统，减少了软硬件的重复投资。(5)功能集成，设备简化，降低全寿命周期成本。智能变电站采样控制就地化及信息的网络化传输，使二次设备采样、执行机构简化，促进了装置集成。例如，110kV及以 东南大学硕士学位论文第五章智能变电站全寿命周期管理探讨上电压等级的保护测控一体化装置、网络化故障录波的应用，减少T-次设备的数量。同时，也促进了设备接口的规范和简化。智能变电站通过GOOSE方式实现各保护装置之间信息的交互、跳合闸出口等，原有传统的端子概念消失，取而代之的是GOOSE虚端子，通过虚端子的逻辑连线实现保护装置之间的配合。端子排及电缆接线简化为光口及光缆连接。由于逻辑回路取代了大量的继电器回路，以往的保护功能投退及跳闸出口等硬压板，也可被软压板取代，相应功能由软件内部的控制字设置来实现，也促进了装置硬件的简化。此外，交直流一体化电源系统可实现站内电源各类系统的一体化设计、配置、监控，减少了蓄电池数量，简化了跨屏接线，实现了统一管理，达到高效、可靠控制整个变电站站用电源的目的。智能辅助控制系统的建立，解决了常规变电站缺乏全面的环境监视、依赖人工巡检、辅助系统孤立、无智能告警联动和管理难度大等问题。减少了辅助系统的人工干预，减少了误判误动，达到了对变电站辅助系统实行智能运行管理的目的。(6)实现调试手段变革，降低全寿命周期成本。随着智能变电站全站数字化信息的推进，模型与规约的统一，标准化接口及简化接线的应用，能够逐步减少变电站自动化系统的硬件回路，大量的二次电缆连接演变成了虚回路、虚端子。常规变电站围绕纸质图纸，智能变电站围绕SCD文件，系统集成工作和设计工作相融合，设计可以直接提交全站模型信息的SCD文件给各设备制造厂商供其直接导入，可以解决原来对照图纸、依靠人力进行信息输入和现场接线的弊端，在工程实施这中实现“最大化工厂工作量，最小化现场工作量”，充分体现智能化变电站的价值和魅力【2l】。达到节约工期、提高设备安装工程质量的目的。(7)提高运行自动化水平，降低全寿命周期成本。由于系统传输的信息量更加完整，传输的实时性和可靠性也得到大幅提升。智能变电站采用智能化设备后，可遥控实现所有传统功能。变电站因此可实现更多、更复杂的自动化功能，提高自动化水平。一次、二次和通信设备都可具备的自检功能，业主单位在实现状态实时监控的前提下，可实现状态检修，并在此基础上程序化操作及开发故障自动分析软件。智能变电站的设备间信息交换均按照统一的IEC61850通过通信网络完成，变电站在扩充功能和扩展规模时，只需在通信网络上接人新增符合国际标准的设备，无需改造或更换原有设备，保护用户投资，减少变电站全生命周期成本。智能变电站的各种功能的采集、计算和执行分布在不同设备实现。变电站在新增功能时，如果原来的采集和执行设备能满足已能新增功能的需求，可在原有的设备上运行 东南大学硕士学位论文第五章智能变电站全寿命周期管理探讨新增功能的软件，不需要硬件投资。(8)精简设备配置、优化场地布置。在安全可靠、技术先进、经济合理的前提下，智能变电站的总布置遵循资源节约、环境友好的技术原则，结合新设备、新技术的使用条件，实现配电装置场地和建筑物布置优化。例如，常规变电站为了减少电缆、提高抗干扰能力，在配电装置现场设置多个继电器小室；智能变电站中智能设备的使用使二次测控保护与现场的长电缆大量减少，因此可根据变电站的配电装置形式、规模等因素尽量减少继电器小室的数量。结合设备整合，通过优化设备布置和建筑结构，与相同规模的常规变电站相比，智能变电站可实现占地面积和建筑面积的减少。由于少量光缆替代大量电缆，连接介质的减少，可缩小智能变电站内电缆沟截面，减少敷设材料，实现电缆沟的优化。 东南大学硕士学位论文第六章结论及展望在资源日益紧张，经济发展不断加快的大形势下，为落实国家电网公司“集团化运作、集约化发展、精益化管理、标准化建设"的要求，促进设计建设理念和方法创新，引领电网建设发展方向，提高工程建设效率和效益，国家电网公司决定开展输变电工程全寿命周期设计建设工作。应用变电站的全寿命周期管理设计理念的要做到：以用为先、简洁适用，创新优化、节约资源，以人为本、环境友好，建筑风格上，体现工业性产品或设施的特点，提倡工艺简洁、施工方便、线条流畅，与环境协调。以下是研究当中关于全寿命周期管理在变电站设计中应用的几点结论：(1)变电站设计要落实科学发展观，推行全过程和全寿命周期最优化设计，在项目设计的各个阶段各个专业工作中都要应用全寿命周期理论来不断进行方案比选和优化，切实发挥设计对施工、运维、回收的指导作用，提高变电站建设的效率和效益。(2)变电站的设计过程中明确变电站作为工业性设施的定位，分析变电站的功能需求，追求变电站的基本功能和核心功能，剥离无用、重复、多余功能。性能指标上，安全可靠、技术先进、合理造价，不片面追求高性能、高配置，不盲目攀比，追求性能价格比最优。(3)不断研究推广“新技术、新设备、新工艺”，尤其是智能化技术和设备的应用能够大大降低后期的运维工作量，提升变电站的运行效率。尽管目前新设备的初期投资要高于常规设备，但运行维护费用要远低于常规设备，将来随着电子式互感器技术成熟后大规模应用以及状态监测核心技术吸收引进的国产化后，智能化设备造价将与常规设备的差距应在10％以内，其经济效益优势将显著提升。(4)要要注重对设备历史数据的积累、分析，它是开展全寿命周期设计过程中进行量化分析必不可少的支撑数据。(5)加强“通用设计、通用设备、通用造价”的应用，可以提升变电站的建设质量，通过大规模集中招标降低采购成本，减少备品备件成本。设计单位要牢固树立全寿命周期管理理念，结合工程，积极探索，努力创新，不断提高应用水平。设计过程中要开展全寿命周期管理专题研究。要研究提出变电站主要设备寿命要求，明确正常工况下设备设计寿命，协助业主单位建立健全产品重大质量问题时厂家负责返厂修复的“召回”制度。 东南大学硕士学位论文致谢首先感谢我的指导老师冯勤超老师，从论文的选题、资料收集、撰写到最终定稿的过程，每一步都给予我悉心的指导和密切的关注，而且提出了很多建设性的建议和意见，为此篇论文的顺利完成倾注了大量的心血。冯老师治学严谨，知识渊博，品德高尚，有着很好的职业操守，使我受益匪浅，让我掌握了看问题本质的研究方法，而且循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我今后工作、生活和学习无尽的启迪。在此谨向冯老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。感谢院系老师两年来在学习和授课上提供的无私帮助和大力的支持，在此对院系老师、班主任老师表示最真挚的敬意!感谢江苏省电力及无锡供电公司设计公司、经研所的同仁为我提供了很好的调查环境，使我获得了比较全面的调查数据用以理论分析，本文的顺利完成离不开各位同仁的关怀、鼓励和帮助。感谢我的我的家人、所有关心我的同学和朋友们，给营造了一个温馨的环境，使我克服遇到的一切困难，论文中也凝结着你们的关心和鼓励。拥有你们我便拥有了一辈子最宝贵的财富，在此表示诚挚的谢意!最后，我还要衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本论文的专家教授，感谢答辩委员会的各位老师和专家们对我的论文提出的宝贵建议，为我今后的学习和研究开拓了思路。 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东南大学硕士学位论文作者简介李志明，男，1974年12月出生，高级工程师。现任江苏省电力公司无锡供电公司设计公司土建室主任，主要负责变电站设计技术管理工作。 东南大学硕士学位论文作者在学期间发表的论文【1】李志明“供电企业全面社会责任管理——以无锡供电公司为例”，《江苏科技》2012．08，P46．4857'