典型工程造价及指标研究
1 典型工程技术和经济指标研究
1.1 变电站工程
根据变电工程方案及造价特性研究的结果，对影响造价的关键指标进行分析，进行数据校验，进而分析出这些关键因素对变电站工程造价的影响大小，为典型工程造价及指标框架体系建立提供数据基础和依据。
目前电力工程行业内公认的变电工程造价主要技术经济指标为变电站总容量（简称为主变容量），容量单位为kVA，由此设计出传统变电工程造价评价指标，即单位容量指标“元/kVA”。由于该传统造价评价指标设计中考虑因素单一，所以已不能准确全面反映现代变电工程造价水平。如前文所述，变电工程影响造价的因素众多，且各因素的影响程度不同，相关性不强，仅以主变容量因素计算的单位容量造价指标（元/kVA、万元/MVA），受到其他众多弱相关性因素的影响，指标的离散性大，科学性、合理性不强，指标离散程度等情况如下图所示。
进一步分析，如下图所示，75个工程样本，单位容量造价均值为263.69元/kVA，算术平均值为485.80，标准差为282.08元/kVA，那么由方差系数=标准差/均值，计算得方差系数为0.581，方差系数较大。单位容量造价最大值1450元/kVA，最小值137元/kVA，单位造价随主变容量增加总体趋势为下降，但在不同区间呈现反向不规律的趋势。可见将其应用于不同条件工程间造价评价时，评价结果的离散性较大，精度低。
因此，研究变电工程造价指标，应对各影响因素分析后，进行科学合理的界定后，形成典型工程方案框架体系，以进一步对技术经济指标进行研究分析。
一、电压等级
电网工程的电压等级对工程投资的影响是显著的，随着电压等级的提高，工程投资明显增加。电压等级对电网工程造价的影响是全方位的，随电压等级的提高，设备制造工艺、参数、容量、绝缘等各项要求均有较大提高，不仅参数提高，尺寸变大，容量变大，绝缘水平提高等量变，甚至制造工艺、设备型式都发生了质变，设备数量、设备价格水平也大幅提高；同时，随之带来的土建、安装工程量也相应增加，其他公共和辅助设施如消防系统、控制系统、直流系统等建设标准及规模也相应提高。电压提高，设备数量的增多，尺寸的加大，带电安全距离的提高，也使得工程占地也变大，建设场地征用及补偿费也相应提高。投资增加，规模变大，工艺复杂程度提高，项目管理、技术服务、研究试验、检测、生产准备等各项其他费用也相应增加。
对不同电压等级变电站工程的75个样本进行统计，按电压等级进行划分，其静态投资情况详见下表和图。
注：本表平均值为各样本的算术平均值。
从上表和图中可以明显看出，不同电压等级的变电站静态投资有呈倍数的差异。最高电压等级500kV变电站最大投资40900万元，最低电压等级35kV变电站最大投资1631万元，两者相差约25倍。各电压等级序列与其投资水平，也非严格的线性比例关系，即投资增加的比例与电压等级增加的比例，并非线性关系。
变电站工程的静态投资水平随电压等级的增加呈明显的增加趋势，但常用的变压器容量单位指标却呈现不同的趋势，变电站电压等级越高，其单位容量造价水平越低，与总投资的变化趋势是相反的。同样，对75个样本数据进行统计，按电压等级划分，各电压等级单位容量造价指标情况见下表和图。
注：平均值为各样本数据的静态投资之和除以主变容量之和
从上表和图中可以明显看出，不同电压等级的变电站单位容量投资有呈倍数的差异。最高电压等级500kV变电站最大样本的单位容量投资410元/kVA，最低电压等级35kV变电站最大单位容量投资1450元/kVA，两者相差约3倍。各电压等级序列与其单位容量投资水平，也非严格的线性比例关系，即单位投资增减的比例与电压等级增减的比例，并非线性关系。
综上，变电站工程电压等级对工程的投资影响很大，不同的电压等级工程投资呈倍数的差异。同时，按单位主变容量计算的单位投资指标也同样有差异很大，但差异程度小于总投资，且与电压等级高低的趋势相反，即电压等级越高，投资越高，但单位容量投资越低。因此，变电工程的技术和经济指标分析，应按不同的电压等级分别进行，否则容易有很大的误差。
二、主变容量
变电站工程普遍应用的一个单位投资指标，就是按主变压器的总容量为单位计算的主变容量单位投资，显而易见，该指标与主变容量息息相关。上文已经分析，不同的电压等级，单位容量指标差异很大，进一步分析可以看到，相同电压等级的不同工程，主变容量本身就有较大的差异，单位容量投资指标也有较大的差异。
变电站工程不同电压等级之间的主变容量差异很大，500kV变电站最大容量2000MVA，35kV变电站最大容量20MVA，两者相差100倍。下面进一步分析，相同电压等级的变电站，主变容量与单位容量造价指标的变化关系情况。
变电站的主变容量相关的几个特性，一般包括本期台数、远期（终期）台数、单台容量，变压器型式（单相组合式、三相一体式）等，如500kV变电站工程主变规模描述，本站采用单相、自耦、无励磁调压变压器，本期建设1000MVA变压器2组（台），远期建设1000MVA变压器4组（台）。对于变压器型式，根据目前实际建设情况来看，220kV及以下绝大多数采用三相一体变压器，500kV大多数采用单相组合式，因此，按电压等级分类进行指标统计或研究，对变压器型式一般不需要区分对待，按220kV及以下三相一体、500kV单相组合式考虑，对指标影响不大。
以500kV变电站为例进行分析，广东地区一期建设主变容量较大的有2×1500MVA、4×1000MVA的工程，属于少数特例，本次统计的样本，近几年南方地区500kV变电站容量范围从750MVA到2000MVA，绝大多数为单台容量750MVA和1000MVA，建设1台或2台。静态投资随变压器容量增加而增加、单位容量投资随变压器容量的增加而降低的趋势较为明显，原因主要在于，在其他因素相同或近似的情况下，主变容量增加，主变系统投资增加，包括设备费、建筑及安装调试费都相应增加，但投资增加的比率小于容量增加的比率，且容量增加的越大，该趋势越明显。上图中的变化率曲线可以清楚地看到，主变容量的变化率显著大于投资的变化率。如主变由1台变为2台，其容量增加一倍，但投资增加约20%～40%，则单位容量投资显然是要下降的。不同电压等级之间的投资及单位投资随主变容量变化的情况也是类似的。
上述分析基于对实际样本工程的数据进行的，样本工程之间还存在其他的因素对总投资及单位容量投资的影响，为验证结论的正确性，通过固定其他影响因素，分析主变容量的单因素变化对投资及单位投资的变化情况进行分析。实际样本工程之间由于各项影响因素众多，且相互关系复杂，如工程的出线规模、设备选型、布置方式、编制基准期、地区价格水平、其他自然人文等差异，难以将各项因素统一到相同的条件，故根据标准设计和典型造价的数据进行研究，以标准设计方案及造价为基础，根据标准设计和典型造价的应用思路，调用其他层级的标准化模块，调整主变容量（台数），可保证在其他因素条件一致的情况下，分析主变容量单因素对造价的影响在此分享伊老师提供的下载造价信息期刊扫描件方法，以后用造价信息不求人，百度 “ 祖国建材通 ” 即可下载造价信息扫描件电子版，急需造价信息又没办法拿到可以先下载用着。
注：容量变化率、投资变化率是以该电压等级中容量最小的变电站为基数得出。
从上图和上表中可以直观看出主变容量单因素对投资的影响情况，首先不同电压等级变电站，静态投资和单位容量投资均有较大差异；其次，主变容量越大，则总投资越大，但单位容量指标则越小；再次，随主变容量的变化，单位投资的变化率明显大于总投资的变化比率。
综上，主变容量对总投资及单位容量投资指标影响较大，尤其是单位容量指标的影响更大，相同电压等级的变电站，主变单位容量指标也在一个较大的范围波动，在常见的容量规模范围内，单位容量指标最高值通常是最低值的3倍左右。因此，在进行变电站工程的技术经济指标分析研究中，宜按不同的变压器容量分别进行，以避免指标结果的失真。
三、出现规模
从变电站工程的主要功能和技术特点来看，配电装置在变电站中属于重要的建设内容。一般110kV及以上电压等级的变电站，配电装置与变压器绕组相对应，一般分为高压、中压和低压部分。配电装置根据接线型式及功能等，通常分为主变进线、出线、母线设备、分段等间隔。配电装置与主变（数量）、接线型式（单/双母线，是否分段，3/2接线）、出线数量等有关。在整个变电站工程中，配电装置部分设备数量多，设备价格较高，占地面积大，基础、结构支架等工程量较大（户内布置的，其所占建筑物的面积和体积较大），相应的二次保护、控制等电气二次内容也投资较高。配电装置部分的相关造价在变电站工程的总投资中所占比重，从下表可以看出。
根据对本工程的统计数据，分析各电压等级配电装置部分的投资，得出其占变电站总投资的比例。由于配电装置涉及的相关工程建设内容广泛，部分内容在投资中难以准确地区分，本次分析暂按配电装置的一次设备及安装部分，以及相应的设备基础、构支架等土建部分，二次控制、保护、线缆及辅助设施等暂时不考虑，得出35kV～500kV变电站配电装置部分费用占静态投资的比例在23%～31%。可见，配电装置部分的造价相对较高，在变电站工程的技术经济指标研究中应进行重点考虑。
进一步分析变电站配电装置部分的造价构成，首先配电装置分为高压、中压、低压，通过对标准设计以及实际工程样本的技术方案分析，南方电网地区各电压等级变电站工程，其高、中、低压一般情况为：500kV变电站500kV、220kV、35/10kV；220kV变电站220kV、110kV、35/10kV；110kV变电站110kV、35kV、10kV。其中，实际工程样本情况来看，近年来南方地区500kV变电站一般低压侧仅设置无功补偿装置而没有出线，变电站低压侧10kV部分有部分地区部分变电站采用20kV电压等级。
其次，配电装置的规模数量，与变压器数量、接线型式、出线规模等都有关系。主变进线间隔与主变数量有关，在主变容量因素中一并考虑，接线型式根据分析结果，由于南网采用标准设计，接线型式较为固定，如500kV变电站一般都按3/2接线，220kV和110kV多采用单/双母线、分段/双分段等，则接线型式可以按固定几种模式来考虑。出线规模则是各个变电站根据电力系统规划以及地区的实际需求等因素来确定，各个变电站出线规模不同，本期、远期的规模组合差异更大。
再次，配电装置的设备选型或布置型式也对造价影响较大。南网地区采用标准设计，结合近几年的实际工程建设资料来看，各电压等级变电站均有几种常见的设备布置形式。500kV变电站500kV配电装置常采用户外敞开式SF6断路器、户外HGIS、户外GIS，220kV配电装置常采用户外敞开式SF6断路器、户内（外）GIS，低压侧35kV部分常采用SF6/罐式断路器或开关柜，10（20）kV配电装置常采用开关柜。220kV变电站的220kV和110kV配电装置一般采用户外敞开式SF6断路器或户内（外）GIS，低压侧35kV或10kV与500kV变电站类似。110kV变电站、35kV变电站的配电装置选型和布置型式，与500kV、220kV变电站中相应电压等级配电装置型式类似。
与主变容量对投资影响的分析类似，由于实际工程除了出线回路数量的不同，还涉及到其他多种因素的交叉影响，难以准确分析出线回路数量对投资的影响程度。同样，根据标准设计和典型造价的模块化思路，以某一个标准设计方案投资为基础，按增加一个出线模块投资来分析，可以较为准确的看出出线数量单因素对投资的影响程度，详见下表和图。
从上表和图中可以简单明了地看出出现规模对总投资的影响。500kV变电站高压侧增加一回出线，投资增加约2.83%～3.32%，220kV变电站高压侧增加一回出线，投资增加约1.32%～1.59%，110kV变电站高压侧增加一回出线，投资增加约1.35%～1.39%。各电压等级变电站中压侧增加一回出线，投资增加约0.43%～0.75%，中压侧出线规模对总投资的影响较小。需要说明的是，上述分析的出现回路增加投资未包含价差及其他费用的影响，实际工程的话，对投资的影响理论上要略大于上述数据。
实际工程的高压侧出线回路可能有较大差异，如根据本工程样本的实际数据来看，500kV变电站高压侧出线回路数量从1～5回，220kV变电站高压侧出线回路数量从1回到8回，110kV变电站高压侧出线回路数量从1回到4回，理论上500kV、220kV、110kV变电站的出线回路对总投资的影响最大分别可达到约23.2%、11.1%、4.2%。进一步分析，500kV变电站高压侧出线回路数量对投资影响程度明显大于其他电压等级，主要原因是500kV变电站高压配电装置多采用3/2接线，增加一回出线，一般需要增加一个2/3串，即增加2台断路器，而220kV、110kV变电站高压侧配电装置多采用单/双母线，增加一回出线一般只需要增加1台断路器。
综上，从出线规模对变电站总投资的影响程度来看，变电站高压侧出线回路数量对总投资有较大影响，中压侧出线回路数量对总投资影响要小的多，低压侧未做分析，根据实践经验，其影响也较小。相应的，由于主变容量不变，仅考虑出线规模的变化，对单位容量造价指标的影响与总投资的影响是一致的。因此，变电站典型工程技术和经济指标研究，应适当考虑出线规模（重点考虑高压侧出线规模）对投资的影响。
四、设备型式
变电站工程设备型式对造价也有一定影响。同样电压等级的变电站，同样的规模，采用不同的设备选型，造价也是不同的。一般而言，采用HGIS、GIS设备，比采用敞开式的设备（SF6断路器、罐式断路器、电流互感器、电压互感器、避雷器等），其设备费要高。但采用HGIS、GIS等封闭式组合电气的变电站，其占地比敞开式布置的变电站要小，建场费相应要减少，与之相应的构支架、电缆沟道、电缆等工程量一般也要略小，费用也略小。另外，220kV、110kV电压等级采用GIS组合电气，一般多采用户内布置，除上述的不同之处外，比敞开式还增加了建筑物投资。
综合来看，采用组合电气的变电站，设备费高于敞开式变电站，但建筑工程费、安装工程费和建场费由于多种因素的共同影响，难以准确测算出不同设备型式的造价差异。设备型式的差异，在典型工程框架及指标研究中可综合考虑。
五、无功补偿
变电工程造价影响因素分析中，工程规模的影响因素中的无功补偿方式和容量也是一个比较重要的因素。变电站工程采用较多的无功补偿装置，多设置在变压器低压侧，500kV多采用35kV低压电容器、低压电抗器，部分项目设置线路高压电抗器。220kV及110kV一般采用10kV低压电容器、低压电抗器。设备型式方面，35kV、10kV电容器多采用框架式并联电容器组成套装置，35kV并联电抗器一般采用油浸式三相铁芯并联电抗器或单相干式空心并联电抗器，10kV并联电抗器一般采用三相干式铁芯或单相干式空心并联电抗器。500kV线路高抗多采用单相油浸式高压并联电抗器。
结合南方电网标准设计以及实际工程的样本数据，500kV变电站35kV低压电容器、低压电抗器单组容量一般为60MVar，本期建设数量稍有不同，实际工程样本数据来看，本期每台主变多采用2～3组电容器，1～2组电抗器。220kV变电站10kV低压电容器、低压电抗器单组容量一般为8MVar，本期每台主变多采用3～6组电容器，1～2组电抗器。110kV变电站10kV低压电容器单组容量一般为4～6MVar，本期每台主变一般设置2～3组电容器。
500kV线路高压电抗器根据项目具体情况，并非每个变电站都需要配置，从数据样本来看，近年来的24个500kV变电站工程，有3个变电站设置了高压电抗器，单组容量为120MVar、150MVar。各电压等级变电站选取有代表性的工程，分析无功补偿部分对投资的影响情况，详见下表和图。
从各电压等级的典型工程情况来看，500kV变电站无功补偿占总投资比重最高，其中有线路高抗的变电站，无功补偿占比达到9.88%，无高抗的变电站占比6.24%，220kV变电站无功补偿占比为2.84%，110kV变电站无功补偿占比4.01%。进一步分析，220kV的典型工程由于是户内GIS布置，无功补偿装置的土建费用包含在配电装置楼项目中，无法准确列出，占比较低的原因之一是未含土建费用。综合来看，无功补偿装置对变电站总投资有较大的影响，变电典型工程技术和经济指标研究应对无功补偿装置进行综合的考虑。
六、建筑形式及建筑面积
变电站土建工程按预算编制规定划分为主要生产工程、辅助生产工程、与站址有关的单项工程。主要的生产工程一般包括主要生产建筑（主控楼、配电装置楼、继电器室等建筑物）、配电装置建筑（配电装置的基础和构支架、电缆沟等）、供水系统、消防系统等；辅助生产工程一般包括辅助生产建筑（警传室等）、站区性建筑（场地平整、道路地坪、站区给排水、围墙大门、护坡挡墙等）；与站址有关的单项工程主要包括地基处理、站外道路、站外水源、站外排水、施工降水、临时工程等。
根据变电站工程实际设计资料和工程经验，土建工程中占投资比重较大的项目为主要生产建筑物、配电装置建筑、场地平整、特殊构筑物（护坡挡墙等）、地基处理等。全站总建筑面积是变电站工程的一个重要指标，对于建筑物的投资以及投资占比情况，根据各电压等级不同布置形式的典型工程进行分析，情况如下。
从上面的图、表中可以明显看出，变电站工程建筑物的总建筑面积、投资以及占比情况有以下特点。其一，总建筑面积和建筑物投资与设备布置型式有很大的关系，敞开式布置的变电站，建筑面积明显低于户内GIS布置型式的变电站；相同的布置形式，如敞开式布置的变电站，总建筑面积和投资与电压等级也基本呈现正比关系；其三，户内GIS布置的220kV 变电站，建筑物投资较大，占比最高，500kV户内布置的建筑物占比最低，进一步分析，500kV高压配电装置采用的是户外HGIS，而220kV和110kV变电站其高中低压配电装置全部采用户内布置，可以认为，包括主变以及各配电装置设备的布置型式，越多设备采用户内布置的变电站，其建筑物投资也相应较高。
对建筑型式的影响，本文不做详细分析，主要由于南方电网地区变电站工程采用标准设计，建筑物型式按标准设计要求设置，变电站主要生产建筑一般采用钢筋混凝土框架结构，在分析研究中，建筑型式可按此考虑。
七、用地面积及建场费
变电站工程占地面积一般分为围墙内占地面积和总征地面积，其中围墙内占地为永久征地，围墙范围以外的面积主要包括边坡挡墙占地、进站道路占地等，这部分工程实际一般按永久占地进行征用，考虑工程永久占地近几年的费用较高，在研究变电站工程经济指标中，按总征地面积及总征地及拆迁补偿费用考虑比较合适。
变电站总征地面积与设计规模、设计方案、设备布置型式、站址条件等多种因素有关，标准设计和典型造价中该指标为围墙内占地，未考虑站址及其他因素，根据近几年实际工程的数据统计，分析变电站征地及补偿费用指标的情况，如下表、图所示。
上述图、表为按照近年来实际工程设计批准的初步设计资料统计而来，基本原则按同类型工程的平均数计算。如前面分析，从上面的图表中明显可以看出，电压等级越高，变电站总用地面积明显增加。同时，相同电压等级的变电站，采用敞开式布置的变电站，总用地面积显著大于采用HGIS、GIS设备的变电站。另外，由于采用HGIS、GIS设备的变电站投资略高于采用敞开式布置的变电站，同时建设用地又大幅减少，因此，相同电压等级采用HGIS/GIS设备的变电站，建场费占静态投资的比率低于敞开式布置的变电站。
从实际工程建场费的统计来看，其投资一般要占变电站静态投资的6.25%～12.55%，总征地面积和建场费是对变电站投资有较大影响的指标因素，在相关分析中，应充分考虑征地和建场费相关因素对变电工程技术经济指标的影响。
八、其他指标
根据前面对变电工程造价影响因素和关键指标的识别、分析，对影响最大的几个因素进行了逐项分析和研究，对于其他的指标因素，考虑到对造价的影响程度，在下文中简要进行分析。按各电压等级变电站，选取有代表性的典型工程，对相关指标因素影响分析如下。
注：110kV变电站选用的典型工程为户内GIS布置，无室外构支架，此项费用为0。
各电压等级变电站的上述11项指标中，费用及占比较大的为构支架、特殊构筑物（护坡、挡墙、排水沟）、地基处理、大型土石方、电力电缆、控制电缆和全站接地等。其中，地基处理、大型土石方、特殊构筑物除与变电站电压等级和规模（影响占地大小）相关，同时与站址自然地理环境等情况关系很大，不同的变电站之间可能相差很大。站区道路、电缆沟、构支架、电缆及辅助设施、接地等主要与电压等级和规模、设备布置型式等有关，其中全站接地还与站址条件（土壤电阻率）、接地体材料类别等关系较大。
综上，影响变电站工程造价的其他指标，与电压等级、设备布置型式、规模等因素相关性较大的指标，可结合上述影响因素综合考虑指标框架的设置；与站址自然地理环境等有关的指标因素，需研究考虑对指标框架的影响；其他指标对造价影响较小的，可不考虑或综合考虑。
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