电网规划基础及应用

变电站规划

倪盛学号：20091371 班级：2009026

摘要：通过对变电站规划中的选址和定容等方便介绍变电站规划，从而解决变电站的建设，更合理的对电网进行规划。

关键词：变电站规划定容电网

引言

随着城市的不断发展，对土地资源的综合利用对整个城市建设的影响越来越大，尤其是现在，越来越多的土地被用作建房、绿化及其他的用途。土地资源的紧张越来越明显。

变电站规划是一门科学性、综合性、政策性很强的工程，是电力基本建设工作的主要组成部分。其主要内容包括变电站的选址和定容。所谓变电站的选址，是指确定变电站站址的具体位置，为了使电能传输更经济，通常要求变电站位于其所供负荷的中心，但由于受实际的地理条件、已有建筑等的因素的影响，通常可在负荷中心位置附近选一适当位置作为站址。所谓变电站的定容是指确定变电站的主变压器的容量，其中还要考虑适当的变压器负载率。确定变电站的位置及容量是城市电网规划工作中的一项重要环节，站址选择是否正确，定容是否合理，对基建投资、建设速度、运行的经济性和安全性起着十分重要的甚至决定性的作用。

1 变电站规划的方法

变电站规划的方法有多种，通常采用的有两种：一种为根据规划人员的经验事先给出变电站的可能的大致位置，然后再根据一些算法得出在这些位置中较为好的那个。由于这种方法是基于在规划前综合了运行人员和专家对于站址的实际因素的考虑，因此在确定较好的站址后，变电站具有良好的适用性。但同时由于这种方法是基于大量的丰富的经验，需要在对所在地区进行大量的实地考察和分析，工作量巨大，会相对的增加规划的时间及前期的耗资。

另一种方法是无备选站址的计算方法。这种方法是通过优化算法大范围的搜索，自动优化得出最优的站址选择。运用这种方法对于规划人员的工作量较小，同时考虑的优化目标函数式建设费用和运行费用最小的，但此方法同样有弊端，就是诸多地理信息等其他问题由于没法进行合理的建模从而未被考虑其中，会导致所选的站址可能会位于闹市、湖泊或山顶等不宜建造的区域，因此此类方法在通过优化算法得出站址后规划人员还需要根据实际的情况做适当的调整，调整站址后又需要对供电的范围调整，以达到建成运行费用最小的目标。

2变电站的选址原则

１）变电站的选址在考虑与现状变电站（包括220kV与110kV变电站）的结

合情况下，尽可能接近主要用户，靠近负荷中心。选择站址方案时，事先需要搞清本变电站的供电对象、负荷分布、供电要求、变电站本期和将来在系统中的作用与地位。选择比较接近符合中心的位置作为变电站的站址，以减少电网的投资与损耗。

2）应避开易燃、易爆区和大气严重污秽区及严重盐雾区。尽量避开污秽地段,因污秽地段的各种污秽物,严重影响着变电站电气设备运行的可靠性。其对电气设备危害的程度与污染物的导电性、吸水性、附着力、气象条件、污染物的数量、比重及与污染源的距离有密切联系。

3）考虑对周围环境和邻近工程设施的影响和协调，如：军事设施、通电台、电信局、飞机场、领（导）航台、国家重点风景旅游区等。要处理好变电所建设和环境保护之间的关系,把变电所景观、噪声、无线电干扰、电磁污染等环境问题在设计中加以解决,充分考虑经济效益、社会效益和环境效益三者之间的统一,并强调变电所建设、城市建设和环境建设同步规划、同步实施，符合城市总体规划用地布局要求。

4）便于各级电压线路进出线的布置，进出线走廊与站址同时决定。线路走廊与市政规划部门联合开展城市电力设施布局专项规划研究,把电网规划与城市规划有机结合,预留出必要的变电站用地和线路走廊,结合市政建设同步开展电网建设,提高城市中心区土地综合利用水平,为城市电网建设和发展创造了有利条件。

5）考虑安全运行，站址地势应高而且尽可能平坦，不宜设于低洼地带，以免洪水淹没或涝渍影响，满足防洪标准要求：220～500kV变电站的站址标高，宜高于100年一遇的洪水位；35～110kV变电站的站址标高，宜高于50年一遇的洪水位。

6）应满足抗震要求：35～500kV变电站所抗震要求，应符合国家现行标准220—500kV变电所设计规程和35—100kV变电所设计规范中的有关规定。

7）应有良好的地质条件，避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带、山区风口和易发生滚石场所等不良地质构造。如避开地震区和有可能塌陷的地段；查明地下水埋藏条件和有无可开采的矿藏；选取土壤电阻率较低的场地,满足接地网对接地电阻的要求；尽量减少平整场地的土、石方工程量以加快建设速度和减少投资，山区选址还应特别注意挖填方、软硬地基不均、差异沉降和边坡稳定等问题；选择地势开阔平坦的场地等。

8）交通运输方便，适当考虑职工生活上的方便。以减少交通运输的投资,加快建设和降低运输成本。站址的选择还应考虑施工时设备材料的运输。特别应考虑大型设备,如:主变压器等大件的运输方案,以及运行时抢修、维护的道路。变电站在运行后的对外运输量是很小的。

3变电站的定容

在进行变电站定容时首先要讨论变电站的负荷率取值问题。这主要是因为我国规定城市配电网必须满足“n-1”准则。就是对变压器而言，具体是指在高压变电站中失去任一组降压变压器，必须保证向下一级配电网供电；低压电网中当一台变压器发生故障时，允许部分停电。这里指的高压变电站是指35kV及以上的电压等级的变电站，低压变电站是指10kV及以下的变电站。

变压器负载率又称运行率，是影响变压器容量、台数和电网结构的重要参数。

其值为

%100X kVA kVA T ）

变压器额定容量（）变压器实际最大负荷（

= 式中：变压器实际最大负荷是一年中该主变压器在正常运行方式下出现的最高负荷(按SCADA 系统15min1个测量值统计)，非正常方式下出现的数据（如站内有一台主变压器检修或故障停运、系统进行倒负荷操作等）应该剔除。

国内外对于T 的取值有着不同的两种观点和做法：一种是认为T 的取值越大越好，称为高负载率；另一种则相反，称之为低负载率。

两种取值相比较之下的结果如下：

1）相对来说，高负载率时经济性较高。

2）低负载率时的电网网损比高负载率时小5%-15%。

3）低负载率平时的电网供电可靠性高于高负载率的可靠性。如当一台变压器故障时，只要在本变电站内进行转移负荷操作，无需求助于邻近变电站，故称为纵向备用，也不会因为外部转移负荷有困难而延长停电的时间。而且，据统计，误操作事故率高于设备事故率。

4）高负荷率时，需要在变电站之间建立起联络线，以备必要时负荷转移，而很多时候建立联络线的通道通常比征用一个变电站站址困难的多。所以城市规划部门比较倾向于变压器的低负载率。

5）低负载率时，电网有更强的适应性和灵活性，通常用在经济发展过快、人口密度较大、用电标准较高的地区和城市。

6）高负荷密度地区适宜建大容量变电站，采用低负载率，这是因为若取用高负载率时会使得经济优势逐渐的减弱。

7）变压器低负载率是简化电网接线的必要条件，对城市自动化有利。 变电站主变压器容量既可以按电力系统5～10年发展规划的需求来确定，也可由上一级电压电网与下一级电压电网的潮流交换容量来确定；同时也要考虑N-1情况下负荷安全运行，满足负荷率规定。

根据变电站所供地区负荷密度及负荷增长率也可以确定变压器容量:

R A S N ⨯⨯⨯+=δα)1(

式中: S —变压器容量;

α—年负荷递增率;

δ—负荷密度;

A —供电面积;

R —变压器容载比;

N —调换变压器年数。

确定出变压器容量后, 根据供电面积A 可计算出最大供电半径及最远供电距离, 再由最远供电距离来校验线路电压降。为便于设计、施工和运行, 应尽量简化同一电压级变压器的容量系列, 一般不多于3 种。

其中的各个参数如下确定：

α为年负荷递增率，专业人员和专家的通过预测得到。

δ为负荷密度，变电站主变容量选择与负荷密度有直接关系,对具体地段负荷密度的确定可以进行实际测量而获得。

R 为变压器容载比，即: