第2章 變電站建設重點流程說明

2.1 變電站的初步方案

變電站建設的初步方案如位置、變壓器容量、臺數、10kV（或35kV、66kV）配出回路的數量、一次開關設備（GIS或傳統斷路器、隔離開關等）、運行管理模式（少人或無人值班）等，廠內生產工藝線設計單位（如化工設計院、水泥設計院等）一般都給出初步方案，客戶（業主）需要審核并確定下來。

2.1.1 變電站位置

GB 50059—2011《35kV～110kV變電站設計規范》2.0.1條款提出了9種需要考慮的因素。對工業企業來說，滿足環境（防污染）、安全（遠離火災、爆炸設施）、標高（防洪）等要求比較容易，但同時滿足靠近負荷中心有時就比較困難，特別是大型用電企業，其外部電源電壓等級在35kV以上且大多采用架空進入廠區，再在廠區內穿行很困難，所以一般都建在工廠的一個角落，但遠離了負荷中心。為此，應盡可能在架空線進入廠區后改用高壓電纜，架設電纜橋架，以便把變電站建在靠近負荷中心的位置。

2.1.2 供電電壓等級

1.電壓等級

標準電壓在GB/T 156—2007《標準電壓》中有詳細規定。結合GB/T 2900.50—2008《電工術語 發電、輸電及配電 通用術語》，我國交流電網的供電電壓大體上可分為：

低壓（LV）：1kV以下（220/380V、380/660V、1000V）；

高壓（HV）：3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV；

超高壓（EHV）：330kV、500kV、750kV；

特高壓（UHV）：1000 kV及以上。

20kV作為新型的配電網標準電壓，盡管早在1993年就納入當時的國家標準GB 156—1993《標準電壓》，但至今發展不快。

我國大部分地區電網電壓為10kV、35kV、110kV、220kV、500kV，東北電網以10kV、66 kV、220kV、500kV電壓等級為主（東北三省無35kV、110 kV電壓等級）；330 kV、750 kV電壓等級只有西北電網采用。

關于中壓的概念：在IEC及我國的輸配電系統相關標準中，沒有中壓的說法和定義。但GB/T 12326—2008《電能質量 電壓波動和閃變》“表1電壓波動限值”中的注3：參照GB/T 156—2007《標準電壓》，本標準中系統標稱電壓U_N等級按以下劃分：低壓（LV）U_N≤1kV，中壓（MV）1kV＜U_N≤35kV，高壓（HV）35kV＜U_N≤220kV。有些引進的國外設備如大功率變頻器的技術資料中，將690V～13.8kV稱為中壓。

2.供電電壓與輸送容量和輸送距離的關系

相關國家標準中沒有對供電電壓與輸送容量和輸送距離關系給出具體的數據，一般可參考表2-1。

表2-1 與各種電壓等級相適應的單回線輸送功率和輸送距離

注：本表摘自《中國電氣工程大典》第8卷P25，表1.6-3。

從我國目前的供電情況看，220kV及以上電壓主要用于電力系統輸送電能，也有少數大型企業從220kV電網直接受電，如某鋼鐵公司總降壓變電站，采用220kV進線，安裝3臺240MVA三相變壓器；35kV～110kV電壓既可作為輸電用，也可作為配電用，直接向大中型電力客戶供電；10kV及以下電壓只起配電作用。

3.供電電壓允許偏差

GB/T 12325—2008中規定：

標稱電壓（系統被指定的電壓）220V：單相供電+7%～-10%；

標稱電壓≤20kV：三相供電±7%；

標稱電壓≥35kV：正負偏差絕對值之和不大于10%；若電壓上下偏差同號（均為正或負）則取較大偏差的絕對值。

4.供電電壓確定

要考慮當地電網情況及線路、廠內生產線建設周期及新建線路的建設周期，還要考慮不同電壓等級電價的差異。電壓等級越高，建設投資越大，但電價越低，客戶應進行測算比較。《國家電網公司業擴供電方案編制導則》（國家電網營銷[2010]1247號附件二）對供電電壓和容量提出了指導性意見，現將有關條款摘錄如下：

7.2 供電額定電壓

1.低壓供電：單相為220V、三相為380V。

2.高壓供電：10kV、35kV（66kV）、110kV、220kV。

客戶需要的供電電壓等級在110kV及以上時，其受電裝置應作為終端變電站設計。

7.3 確定供電電壓等級的一般原則

7.3.1 客戶的供電電壓等級應根據當地電網條件、客戶分級、用電最大需量或受電設備總容量，經過技術經濟比較后確定。除有特殊需要，供電電壓等級一般可參照表1確定。

表2-2（表1）① 客戶供電電壓等級的確定

（續）

①表2-2為全書序號，表1為引用條款中的原文序號。

注：無35kV電壓等級的，10kV電壓等級受電變壓器總容量為50kVA～15MVA。

2.供電半徑超過本級電壓規定時，可按高一級電壓供電

7.3.2 具有沖擊負荷﹑波動負荷、非對稱負荷的客戶，宜采用由系統變電所新建線路或提高電壓等級供電的供電方式。

7.5 高壓供電

7.5.1 客戶受電變壓器總容量在50kVA～10MVA時（含10MVA），宜采用10kV供電。無35kV電壓等級的地區，10kV電壓等級的供電容量可擴大到15MVA。

7.5.2 客戶受電變壓器總容量在5～40MVA時，宜采用35kV供電。

7.5.3 有66kV電壓等級的電網，客戶受電變壓器總容量在15～40MVA時，宜采用66kV供電。

7.5.4 客戶受電變壓器總容量在20～100MVA時，宜采用110kV及以上電壓等級供電。

7.5.5 客戶受電變壓器總容量在100MVA及以上，宜采用220kV及以上電壓等級供電。

7.5.6 10kV及以上電壓等級供電的客戶，當單回路電源線路容量不滿足負荷需求且附近無上一級電壓等級供電時，可合理增加供電回路數，采用多回路供電。

各省級電力公司根據本地區電網實際的情況和發展規劃，都制定出了相應的業擴工程技術導則。例如《上海市電力公司非居民電力用戶業擴工程技術導則（試行）》（上電司運檢[2012]1790號）規定：

6.2 供電電壓等級確定的原則

1.用戶申請總容量（包括不經過受電變壓器的高壓電動機）在250～8000kVA（含8000kVA）時，采用10kV電壓供電。

2.若周邊存在35kV電源資源可利用時，用戶申請總容量在8000kVA以上至40000kVA（含40000kVA）時，采用35kV電壓供電，以保證35kV資源的充分利用；用戶申請總容量40000kVA以上時，采用110kV電壓供電。

3.若周邊無35kV電源資源可利用時，用戶申請總容量在8000kVA以上至30000kVA（含30000kVA）時，采用10kV電壓多回路供電（原則上不超過4回）；用戶申請總容量30000kVA以上時，采用110kV電壓供電。

《廣東電網公司業擴管理細則》（Q/CSG-GPG 214051—2014）規定：

6.2.1.18 客戶供電方式

（一）非統建住宅小區

（1）客戶裝見總容量在40000kVA及以上時，宜建設客戶專用變電站，采用110kV或更高電壓等級供電。

（2）客戶裝見總容量在8000kVA（含）至40000kVA（不含）的，應由10kV專線供電；具備35kV供電條件的地市供電局可采用35kV電壓等級供電。

（3）客戶用電容量在100kVA（含）至8000kVA（不含）的，應采用10kV公用線路專變供電。

而《甘肅省電力公司業擴報裝管理制度（修訂稿）》（2012年4月）規定：報裝容量在6300kVA及以上至12500kVA以下范圍內的，可采用35kV電壓等級供電；報裝容量在12500kVA及以上應采用110kV及以上電壓等級供電。

盡管35kV變壓器國標最大容量為31500kVA，并且很多變壓器生產企業可以做得更大（國內曾有變壓器廠家為客戶制造了35kV單臺容量為75000kVA的變壓器），但有的地方要求一般35kV線路單臺變壓器容量不超過25000kVA，再大應采用110kV電壓等級或多臺變壓器受電。

2.1.3 主變壓器容量的確定

在滿足可預見的最大負荷時能夠安全穩定運行的前提下，為降低運行成本，減少基本電費支出應盡可能提高主變壓器的負荷率即降低主變壓器的容量。

如果規劃紅線內項目一次建成，可根據同等生產規模、相同配置工廠的運行數據，盡量降低主變壓器的容量。如某集團下屬的一條日產5000t熟料水泥生產線，裝機容量為43700kW，設計院設計的主變壓器型號為110kV、40000kVA，根據集團內部同一設計院設計的生產規模及配置完全的工廠的運行數據，主變壓器容量改為31500kVA完全能夠滿足需要，但最后還是按設計院要求，像其他已運行的生產線一樣，安裝了一臺40000kVA的主變壓器。從投產后對15個月的負荷數據統計看（變電站值班人員每2h抄錄一次數據），最大負荷為29300kW，26000kW以上負荷出現的次數比例為4.78%。該地區變壓器基本電費為28元/kVA，如果當初主變壓器容量改為31500kVA，則每年可減少基本電費支出285.6萬元，而一臺主變壓器當時的采購價格也只有170萬元。

如果規劃紅線內項目分兩期建成，總降一般是土建一次規劃建設，設備分期安裝。在安裝第二臺主變壓器時要考慮：廠區內是否還有多余的空地，是否還有增加大功率生產設備的可能；對于冶金、建材（水泥、玻璃等）等可配套余熱發電的項目，還要考慮發電項目建成后主變壓器負荷率將變得更低，可否將第二臺主變壓器容量適當放大以便帶起兩條生產線的負荷而將第一臺主變壓器報停，或者減小第二臺的容量與第一臺主變壓器并聯共同帶起全部負荷等。

2.1.4 建成后變電站的運行管理模式

企業變電站一般采用少人值班運行管理模式，即每班安排1人倒班運行，如果施行四班三運轉或四班兩運轉并設置班長1人，這樣變電站建成后運行班組共有5人。維修等由生產系統其他分廠或車間電氣人員兼管。隨著技術進步，電力系統變電站包括不少500kV變電站大部分都實行了無人值班，因此企業根據實際情況，也應積極采用無人值班模式。這涉及設計深度問題，需要業主盡早確定下來作為設計的基礎資料。