基于1000kV特高压单双回路设计的造价比较

刘 巍 马江涛 马东海

山东电力工程咨询院有限公司 山东 济南 250013

0 引言

特高压电网作为未来电网规划的骨干网架，可以提高输送容量，改善电网结构，节省输电占地面积，产生显著的经济效益，促进电网与能源的协调发展。 虽然国内外都对其进行了大量研究，并且解决了很多技术上的难题，但是特高压电网在中国的建设仍有大量的问题急待解决［1-3］。雅安－武汉1000kV特高压交流线路投标工程， 起自雅安1000kV变电站，止于武汉1000kV变电站，途经四川省、重庆市和湖北省，其中3包为乐山－重庆（铜梁）的中段线路，路径长度75.6km，该标包既可采用一条同塔双回路方案设计，也可以采用两条并行单回路方案设计（以下简称单、双回路方案）。 本文主要从造价角度对该段线路采用单、 双回两种方案进行比较，找出造价的主要差异并分析其主要原因。

1 单双回路方案主要差异

1.1 杆塔选型

根据目前1000kV晋东南—荆门、 皖电东送等工程的设计和运行经验，推荐单回路直线塔采用酒杯型和猫头型两种塔型，单回路耐张塔采用干字型塔，双回路采用伞型塔。 各塔型塔头外形如下图1：

图1 单、双回路塔型

根据杆塔受力特点， 单回路杆塔采用Q420角钢；双回路杆塔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型直线塔采用Q420角钢，其余塔型采用Q345钢管。

1.2 导地线选择

根据系统输送容量和电磁环境要求，通过最小年费用法计算选择导、地线型号，推荐导、地线型号如下表1：

表1 导、地线型号

1.3 走廊宽度差异

根据 《1000kV架空输电线路设计规范》（GB 50665-2011）对电磁环境要求，单、双回路走廊宽度如下表2：

表2 单、双回路走廊宽度（m）

通过上表， 两条并行单回路的走廊宽度为192m（酒杯塔）和146m（猫头塔），同塔双回路的走廊宽度为66m［4］。

2 单、双回路方案的造价对比

2.1 计算依据

1）费用标准：项目划分及取费标准执行国家电网公司电力建设定额站2008年《1000kV特高压交流工程建设预算编制与计算标准》［5］。

2）定额：执行国家电网公司电力建设定额站2008年《1000kV特高压交流工程预算定额第三册送电线路工程（试行）》［6］、《1000kV特高压交流工程建设预算定额第四册调试工程（试行）》［7］。

3）人工费调整：执行电定总造［2007］12号《关于公布各地区工资补贴的通知》， 国家电网公司电力建设定额站文件［2012］3号《转发定额总站＜关于调整电力建设工程人工工日单价的通知＞的通知》。

4）材机调整：国家电网公司电力建设定额站文件［2012］9号《转发定额总站＜关于发布电网工程概预算定额价格水平调整系数的通知＞等4个文件的通知》。

5）装材价格：参照2008年《1000kV特高压交流工程装置性材料预算价格（试行）》及工程所在地近期地材信息价格。

6）其他参考资料：中国电力工程顾问集团公司、国网北京经济技术研究院2012 年《国家电网公司1000kV特高压交流输变电工程概算编制细则》如表3。

表3 主要材料价格

2.2 技术及造价指标比较

根据单、双回路技术方案，详细测算了相应的技术及造价指标，对比如下表4、图2：

表4 单、双回路技术经济指标对比表

通过上表可以看出：

1）综合本体投资，双回路最高，为938万元/km；两个酒杯单回路的最低，为803万元/km；两个猫塔单回路略高，为860万元/km。

图2 单、双回路主要造价指标对比图

2）静态投资，并行的酒杯塔方案虽然综合本体很低，但走廊太宽，导致拆迁量过大，建场费过高，静态投资达1313万元/km，在各方案中最高；并行的猫头塔方案综合本体略高于酒杯塔，但建场费也较高，静态投资为1240万元/km；双回路方案由于走廊宽度最小，拆迁等建场费最低，虽然综合本体最高，但静态投资为1133万元/km最低， 具有明显的经济优势。

3 单、双回路方案造价分析

3.1 综合本体投资

1）本体工程

1000kV特高压输电线路工程中， 本体投资一般占静态投资的60%～70%，因此，本体工程成为特高压输电线路中最敏感的因素。本体工程包括工地运输工程、土石方工程、基础工程、杆塔工程、架线工程、附件工程，其中工地运输工程含在其他5个单位工程中。

（1）架线工程，由于单、双回路导、地线的型号不同，线材单重存在差异。 另外，与一条双回路相比，两条单回路增加2根地线，交叉跨越次数增加1倍。

（2）附件工程，根据杆塔选型、线路运行和试验结论，单回路采用IVI串，双回路采用3I串配置，因此，单、双回路设计方案在悬垂串的数量、金具数量及重量上存在差异。另外，由于单、双回路方案导线截面的不同，导致导线张力不同，会影响耐张绝缘子的吨位选择。

（3）杆塔工程，由于单、双回路设计方案的导线截面不同，使得导线单重、风荷载、导线张力均不同，杆塔数量、杆塔型式不同，塔全高差距悬殊，以上原因使得塔重指标明显不同。

（4）基础及土石方工程，由于单、双回路设计方案上部荷载（静荷载及动荷载）的差异，使得基础尺寸、基坑大小存在显著差异，影响基础工程及土石方工程投资。

2）辅助设施工程

1000kV特高压输电线路的辅助设施工程主要包括巡线、检修站工程，生产运行维护通信设备，巡线、检修道路工程，三维数字化辅助施工管理，加装防坠安全保护装置以及防鸟装置等。由于两条单回路设计方案的线路长度、杆塔数量为一条双回路的2倍， 因此辅助设施工程中与线路长度及杆塔数量有关的项目，投资都要增加。

3）编制年价差

编制年价差包括主要材料的预算价或市场价与进本体取费的价格之差、人工工日调整和材机调整。单、双回路两种设计方案材料价差的差异，主要因为两种方案的材料量大相径庭。 另外，两种方案套用不同杆塔组立、导线架设定额，进而影响人工费调整和材机调整的投资。

4）其他费

其他费主要包括三方面： 与土地有关的费用（建场费）、与工程建设有关的费用、与未来生产有关的费用。这些费用大都与线路长度和本体投资有关， 由于两条单回路是一条双回路长度的两倍，另外，单回路和双回路本体工程的投资差异，使得其他费用产生偏差。

从表4可以看出， 双回路方案的综合本体投资约为两条并行单回路方案的1.09～1.17倍，差额占静态投资的6.9%～11.9%。

3.2 建场费

对于同一条路径的单、双回路设计方案，建场费水平完全取决于线路走廊宽度。两条并行单回路走廊宽度为192m（酒杯塔）和146m（猫头塔），一条双回路的走廊宽度为66m，两条并行单回路走廊宽度约为一条双回路的2.9～2.2倍。

从表4可以看出， 两条并行单回路方案的建场费水平约为一条双回路方案的1.9～2.6倍，差额占静态投资的16%～27.8%。

根据以上分析可以看出， 建场费对特高压单、双回路设计方案的造价具有很大的影响，是导致方案选择的关键因素。

4 对未来特高压电网架设方式的建议

图3是到2020年我国特高压电网规划图， 从特高压电网规划的位置上看，全国电网分片成北、中、南三个跨区互联电网， 北部电网主要包括西北、东北、华北网，主要从西北、东北、山西以及内蒙火电基地外送到京、津、唐及山东用电量大的地区。中部电网主要包括华东、华中、川俞、福建电网，主要从四川水电基地送往华东、华中及重庆用电量大的地区。 南部电网主要包括广东、广西、云南、贵州、海南、香港及澳门电网，主要从乌江、澜沧江、南盘江、北盘江、红水河等水电站及云南、贵州两省的坑口火电厂，向广东送电［1］。

图3 到2020年特高压电网规划图

从2020年特高压电网规划可以看出，送电端大都集中在西北、西南、华北北部及东北北部等能源相对充裕、经济相对落后、人口相对稀少的地区。对于在这些地区建设的特高压电网，建议采用两条并行单回路架设。 受电端主要集中在东北南部、华北南部、华中、华东等能源相对稀缺，经济相对发达，人口相对密集的地区。对于这些区域建设的特高压电网，建议采用同塔双回路架设。

5 结论

在1000kV特高压输电线路工程中， 一条双回路要比两条并行单回路的综合本体投资高10%～20%， 但双回路的建场费要比两条并行单回路低180%～260%。 因此，当线路路径、基本气象、地形比例、地质条件等一致时，建场费成为特高压输电线路采用单回路还是双回路架设的制约因素。 经测算，当双回路架设方案（走廊宽度66m）建场费占静态投资的7.5%以下时， 两条并行单回路方案较经济，反之，采用双回路设计方案投资更节省。

在同一线路路径上两条并行单回路、一条双回路两方案均可行前提下，本文从经济角度研究分析得出：在西北、西南等经济不发达地区，线路走廊内需拆迁的障碍物较少、通道清理费用较低（建场费占静态投资的7.5%以下）， 进行特高压输电线路设计时， 宜采用两条并行单回路 （酒杯或猫头塔）设计；在华中、华东等经济较发达、建场费水平较高的地区宜采用同塔双回路设计。

［1］娄欣.中国特高压与超高压输电方式的技术经济分析及方案设想［D］.北京：华北电力大学，2010.

［2］刘振亚.特高压电网［M］.北京：中国经济出版社，2008：72-92.

［3］刘振亚.特高压知识问答［M］.北京：中国电力出版社，2006：34-61.

［4］张思祥，付建明. 雅安-武汉特高压交流输变电工程设计专题.单双回路设计方案应用研究［R］.2012..

［5］国家电网公司电力建设定额站.《1000kV特高压交流工程建设预算编制与计算标准》（试行）［S］.中国电力出版社，2008.

［6］国家电网公司电力建设定额站.《1000kV特高压交流工程预算定额》第三册.送电线路工程（试行）［S］.中国电力出版社，2008.

［7］国家电网公司电力建设定额站.《1000kV特高压交流工程预算定额》第四册调试工程（试行）［S］.中国电力出版社2008.