基于1000kV特高壓單雙回路設(shè)計的造價比較

劉 巍 馬江濤 馬東海

山東電力工程咨詢院有限公司 山東 濟南 250013

0 引言

特高壓電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)規(guī)劃的骨干網(wǎng)架，可以提高輸送容量，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，節(jié)省輸電占地面積，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益，促進電網(wǎng)與能源的協(xié)調(diào)發(fā)展。 雖然國內(nèi)外都對其進行了大量研究，并且解決了很多技術(shù)上的難題，但是特高壓電網(wǎng)在中國的建設(shè)仍有大量的問題急待解決［1-3］。雅安－武漢1000kV特高壓交流線路投標工程， 起自雅安1000kV變電站，止于武漢1000kV變電站，途經(jīng)四川省、重慶市和湖北省，其中3包為樂山－重慶（銅梁）的中段線路，路徑長度75.6km，該標包既可采用一條同塔雙回路方案設(shè)計，也可以采用兩條并行單回路方案設(shè)計（以下簡稱單、雙回路方案）。 本文主要從造價角度對該段線路采用單、 雙回兩種方案進行比較，找出造價的主要差異并分析其主要原因。

1 單雙回路方案主要差異

1.1 桿塔選型

根據(jù)目前1000kV晉東南—荊門、 皖電東送等工程的設(shè)計和運行經(jīng)驗，推薦單回路直線塔采用酒杯型和貓頭型兩種塔型，單回路耐張塔采用干字型塔，雙回路采用傘型塔。 各塔型塔頭外形如下圖1：

圖1 單、雙回路塔型

根據(jù)桿塔受力特點， 單回路桿塔采用Q420角鋼；雙回路桿塔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型直線塔采用Q420角鋼，其余塔型采用Q345鋼管。

1.2 導(dǎo)地線選擇

根據(jù)系統(tǒng)輸送容量和電磁環(huán)境要求，通過最小年費用法計算選擇導(dǎo)、地線型號，推薦導(dǎo)、地線型號如下表1：

表1 導(dǎo)、地線型號

1.3 走廊寬度差異

根據(jù) 《1000kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》（GB 50665-2011）對電磁環(huán)境要求，單、雙回路走廊寬度如下表2：

表2 單、雙回路走廊寬度（m）

通過上表， 兩條并行單回路的走廊寬度為192m（酒杯塔）和146m（貓頭塔），同塔雙回路的走廊寬度為66m［4］。

2 單、雙回路方案的造價對比

2.1 計算依據(jù)

1）費用標準：項目劃分及取費標準執(zhí)行國家電網(wǎng)公司電力建設(shè)定額站2008年《1000kV特高壓交流工程建設(shè)預(yù)算編制與計算標準》［5］。

2）定額：執(zhí)行國家電網(wǎng)公司電力建設(shè)定額站2008年《1000kV特高壓交流工程預(yù)算定額第三冊送電線路工程（試行）》［6］、《1000kV特高壓交流工程建設(shè)預(yù)算定額第四冊調(diào)試工程（試行）》［7］。

3）人工費調(diào)整：執(zhí)行電定總造［2007］12號《關(guān)于公布各地區(qū)工資補貼的通知》， 國家電網(wǎng)公司電力建設(shè)定額站文件［2012］3號《轉(zhuǎn)發(fā)定額總站＜關(guān)于調(diào)整電力建設(shè)工程人工工日單價的通知＞的通知》。

4）材機調(diào)整：國家電網(wǎng)公司電力建設(shè)定額站文件［2012］9號《轉(zhuǎn)發(fā)定額總站＜關(guān)于發(fā)布電網(wǎng)工程概預(yù)算定額價格水平調(diào)整系數(shù)的通知＞等4個文件的通知》。

5）裝材價格：參照2008年《1000kV特高壓交流工程裝置性材料預(yù)算價格（試行）》及工程所在地近期地材信息價格。

6）其他參考資料：中國電力工程顧問集團公司、國網(wǎng)北京經(jīng)濟技術(shù)研究院2012 年《國家電網(wǎng)公司1000kV特高壓交流輸變電工程概算編制細則》如表3。

表3 主要材料價格

2.2 技術(shù)及造價指標比較

根據(jù)單、雙回路技術(shù)方案，詳細測算了相應(yīng)的技術(shù)及造價指標，對比如下表4、圖2：

表4 單、雙回路技術(shù)經(jīng)濟指標對比表

通過上表可以看出：

1）綜合本體投資，雙回路最高，為938萬元/km；兩個酒杯單回路的最低，為803萬元/km；兩個貓塔單回路略高，為860萬元/km。

圖2 單、雙回路主要造價指標對比圖

2）靜態(tài)投資，并行的酒杯塔方案雖然綜合本體很低，但走廊太寬，導(dǎo)致拆遷量過大，建場費過高，靜態(tài)投資達1313萬元/km，在各方案中最高；并行的貓頭塔方案綜合本體略高于酒杯塔，但建場費也較高，靜態(tài)投資為1240萬元/km；雙回路方案由于走廊寬度最小，拆遷等建場費最低，雖然綜合本體最高，但靜態(tài)投資為1133萬元/km最低， 具有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢。

3 單、雙回路方案造價分析

3.1 綜合本體投資

1）本體工程

1000kV特高壓輸電線路工程中， 本體投資一般占靜態(tài)投資的60%～70%，因此，本體工程成為特高壓輸電線路中最敏感的因素。本體工程包括工地運輸工程、土石方工程、基礎(chǔ)工程、桿塔工程、架線工程、附件工程，其中工地運輸工程含在其他5個單位工程中。

（1）架線工程，由于單、雙回路導(dǎo)、地線的型號不同，線材單重存在差異。 另外，與一條雙回路相比，兩條單回路增加2根地線，交叉跨越次數(shù)增加1倍。

（2）附件工程，根據(jù)桿塔選型、線路運行和試驗結(jié)論，單回路采用IVI串，雙回路采用3I串配置，因此，單、雙回路設(shè)計方案在懸垂串的數(shù)量、金具數(shù)量及重量上存在差異。另外，由于單、雙回路方案導(dǎo)線截面的不同，導(dǎo)致導(dǎo)線張力不同，會影響耐張絕緣子的噸位選擇。

（3）桿塔工程，由于單、雙回路設(shè)計方案的導(dǎo)線截面不同，使得導(dǎo)線單重、風(fēng)荷載、導(dǎo)線張力均不同，桿塔數(shù)量、桿塔型式不同，塔全高差距懸殊，以上原因使得塔重指標明顯不同。

（4）基礎(chǔ)及土石方工程，由于單、雙回路設(shè)計方案上部荷載（靜荷載及動荷載）的差異，使得基礎(chǔ)尺寸、基坑大小存在顯著差異，影響基礎(chǔ)工程及土石方工程投資。

2）輔助設(shè)施工程

1000kV特高壓輸電線路的輔助設(shè)施工程主要包括巡線、檢修站工程，生產(chǎn)運行維護通信設(shè)備，巡線、檢修道路工程，三維數(shù)字化輔助施工管理，加裝防墜安全保護裝置以及防鳥裝置等。由于兩條單回路設(shè)計方案的線路長度、桿塔數(shù)量為一條雙回路的2倍， 因此輔助設(shè)施工程中與線路長度及桿塔數(shù)量有關(guān)的項目，投資都要增加。

3）編制年價差

編制年價差包括主要材料的預(yù)算價或市場價與進本體取費的價格之差、人工工日調(diào)整和材機調(diào)整。單、雙回路兩種設(shè)計方案材料價差的差異，主要因為兩種方案的材料量大相徑庭。 另外，兩種方案套用不同桿塔組立、導(dǎo)線架設(shè)定額，進而影響人工費調(diào)整和材機調(diào)整的投資。

4）其他費

其他費主要包括三方面： 與土地有關(guān)的費用（建場費）、與工程建設(shè)有關(guān)的費用、與未來生產(chǎn)有關(guān)的費用。這些費用大都與線路長度和本體投資有關(guān)， 由于兩條單回路是一條雙回路長度的兩倍，另外，單回路和雙回路本體工程的投資差異，使得其他費用產(chǎn)生偏差。

從表4可以看出， 雙回路方案的綜合本體投資約為兩條并行單回路方案的1.09～1.17倍，差額占靜態(tài)投資的6.9%～11.9%。

3.2 建場費

對于同一條路徑的單、雙回路設(shè)計方案，建場費水平完全取決于線路走廊寬度。兩條并行單回路走廊寬度為192m（酒杯塔）和146m（貓頭塔），一條雙回路的走廊寬度為66m，兩條并行單回路走廊寬度約為一條雙回路的2.9～2.2倍。

從表4可以看出， 兩條并行單回路方案的建場費水平約為一條雙回路方案的1.9～2.6倍，差額占靜態(tài)投資的16%～27.8%。

根據(jù)以上分析可以看出， 建場費對特高壓單、雙回路設(shè)計方案的造價具有很大的影響，是導(dǎo)致方案選擇的關(guān)鍵因素。

4 對未來特高壓電網(wǎng)架設(shè)方式的建議

圖3是到2020年我國特高壓電網(wǎng)規(guī)劃圖， 從特高壓電網(wǎng)規(guī)劃的位置上看，全國電網(wǎng)分片成北、中、南三個跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)， 北部電網(wǎng)主要包括西北、東北、華北網(wǎng)，主要從西北、東北、山西以及內(nèi)蒙火電基地外送到京、津、唐及山東用電量大的地區(qū)。中部電網(wǎng)主要包括華東、華中、川俞、福建電網(wǎng)，主要從四川水電基地送往華東、華中及重慶用電量大的地區(qū)。 南部電網(wǎng)主要包括廣東、廣西、云南、貴州、海南、香港及澳門電網(wǎng)，主要從烏江、瀾滄江、南盤江、北盤江、紅水河等水電站及云南、貴州兩省的坑口火電廠，向廣東送電［1］。

圖3 到2020年特高壓電網(wǎng)規(guī)劃圖

從2020年特高壓電網(wǎng)規(guī)劃可以看出，送電端大都集中在西北、西南、華北北部及東北北部等能源相對充裕、經(jīng)濟相對落后、人口相對稀少的地區(qū)。對于在這些地區(qū)建設(shè)的特高壓電網(wǎng)，建議采用兩條并行單回路架設(shè)。 受電端主要集中在東北南部、華北南部、華中、華東等能源相對稀缺，經(jīng)濟相對發(fā)達，人口相對密集的地區(qū)。對于這些區(qū)域建設(shè)的特高壓電網(wǎng)，建議采用同塔雙回路架設(shè)。

5 結(jié)論

在1000kV特高壓輸電線路工程中， 一條雙回路要比兩條并行單回路的綜合本體投資高10%～20%， 但雙回路的建場費要比兩條并行單回路低180%～260%。 因此，當(dāng)線路路徑、基本氣象、地形比例、地質(zhì)條件等一致時，建場費成為特高壓輸電線路采用單回路還是雙回路架設(shè)的制約因素。 經(jīng)測算，當(dāng)雙回路架設(shè)方案（走廊寬度66m）建場費占靜態(tài)投資的7.5%以下時， 兩條并行單回路方案較經(jīng)濟，反之，采用雙回路設(shè)計方案投資更節(jié)省。

在同一線路路徑上兩條并行單回路、一條雙回路兩方案均可行前提下，本文從經(jīng)濟角度研究分析得出：在西北、西南等經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)，線路走廊內(nèi)需拆遷的障礙物較少、通道清理費用較低（建場費占靜態(tài)投資的7.5%以下）， 進行特高壓輸電線路設(shè)計時， 宜采用兩條并行單回路 （酒杯或貓頭塔）設(shè)計；在華中、華東等經(jīng)濟較發(fā)達、建場費水平較高的地區(qū)宜采用同塔雙回路設(shè)計。

［1］婁欣.中國特高壓與超高壓輸電方式的技術(shù)經(jīng)濟分析及方案設(shè)想［D］.北京：華北電力大學(xué)，2010.

［2］劉振亞.特高壓電網(wǎng)［M］.北京：中國經(jīng)濟出版社，2008：72-92.

［3］劉振亞.特高壓知識問答［M］.北京：中國電力出版社，2006：34-61.

［4］張思祥，付建明. 雅安-武漢特高壓交流輸變電工程設(shè)計專題.單雙回路設(shè)計方案應(yīng)用研究［R］.2012..

［5］國家電網(wǎng)公司電力建設(shè)定額站.《1000kV特高壓交流工程建設(shè)預(yù)算編制與計算標準》（試行）［S］.中國電力出版社，2008.

［6］國家電網(wǎng)公司電力建設(shè)定額站.《1000kV特高壓交流工程預(yù)算定額》第三冊.送電線路工程（試行）［S］.中國電力出版社，2008.

［7］國家電網(wǎng)公司電力建設(shè)定額站.《1000kV特高壓交流工程預(yù)算定額》第四冊調(diào)試工程（試行）［S］.中國電力出版社2008.