第2章 变电站建设重点流程说明

2.1 变电站的初步方案

变电站建设的初步方案如位置、变压器容量、台数、10kV（或35kV、66kV）配出回路的数量、一次开关设备（GIS或传统断路器、隔离开关等）、运行管理模式（少人或无人值班）等，厂内生产工艺线设计单位（如化工设计院、水泥设计院等）一般都给出初步方案，客户（业主）需要审核并确定下来。

2.1.1 变电站位置

GB 50059—2011《35kV～110kV变电站设计规范》2.0.1条款提出了9种需要考虑的因素。对工业企业来说，满足环境（防污染）、安全（远离火灾、爆炸设施）、标高（防洪）等要求比较容易，但同时满足靠近负荷中心有时就比较困难，特别是大型用电企业，其外部电源电压等级在35kV以上且大多采用架空进入厂区，再在厂区内穿行很困难，所以一般都建在工厂的一个角落，但远离了负荷中心。为此，应尽可能在架空线进入厂区后改用高压电缆，架设电缆桥架，以便把变电站建在靠近负荷中心的位置。

2.1.2 供电电压等级

1.电压等级

标准电压在GB/T 156—2007《标准电压》中有详细规定。结合GB/T 2900.50—2008《电工术语 发电、输电及配电 通用术语》，我国交流电网的供电电压大体上可分为：

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

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

超高压（EHV）：330kV、500kV、750kV；

特高压（UHV）：1000 kV及以上。

20kV作为新型的配电网标准电压，尽管早在1993年就纳入当时的国家标准GB 156—1993《标准电压》，但至今发展不快。

我国大部分地区电网电压为10kV、35kV、110kV、220kV、500kV，东北电网以10kV、66 kV、220kV、500kV电压等级为主（东北三省无35kV、110 kV电压等级）；330 kV、750 kV电压等级只有西北电网采用。

关于中压的概念：在IEC及我国的输配电系统相关标准中，没有中压的说法和定义。但GB/T 12326—2008《电能质量 电压波动和闪变》“表1电压波动限值”中的注3：参照GB/T 156—2007《标准电压》，本标准中系统标称电压U_N等级按以下划分：低压（LV）U_N≤1kV，中压（MV）1kV＜U_N≤35kV，高压（HV）35kV＜U_N≤220kV。有些引进的国外设备如大功率变频器的技术资料中，将690V～13.8kV称为中压。

2.供电电压与输送容量和输送距离的关系

相关国家标准中没有对供电电压与输送容量和输送距离关系给出具体的数据，一般可参考表2-1。

表2-1 与各种电压等级相适应的单回线输送功率和输送距离

注：本表摘自《中国电气工程大典》第8卷P25，表1.6-3。

从我国目前的供电情况看，220kV及以上电压主要用于电力系统输送电能，也有少数大型企业从220kV电网直接受电，如某钢铁公司总降压变电站，采用220kV进线，安装3台240MVA三相变压器；35kV～110kV电压既可作为输电用，也可作为配电用，直接向大中型电力客户供电；10kV及以下电压只起配电作用。

3.供电电压允许偏差

GB/T 12325—2008中规定：

标称电压（系统被指定的电压）220V：单相供电+7%～-10%；

标称电压≤20kV：三相供电±7%；

标称电压≥35kV：正负偏差绝对值之和不大于10%；若电压上下偏差同号（均为正或负）则取较大偏差的绝对值。

4.供电电压确定

要考虑当地电网情况及线路、厂内生产线建设周期及新建线路的建设周期，还要考虑不同电压等级电价的差异。电压等级越高，建设投资越大，但电价越低，客户应进行测算比较。《国家电网公司业扩供电方案编制导则》（国家电网营销[2010]1247号附件二）对供电电压和容量提出了指导性意见，现将有关条款摘录如下：

7.2 供电额定电压

1.低压供电：单相为220V、三相为380V。

2.高压供电：10kV、35kV（66kV）、110kV、220kV。

客户需要的供电电压等级在110kV及以上时，其受电装置应作为终端变电站设计。

7.3 确定供电电压等级的一般原则

7.3.1 客户的供电电压等级应根据当地电网条件、客户分级、用电最大需量或受电设备总容量，经过技术经济比较后确定。除有特殊需要，供电电压等级一般可参照表1确定。

表2-2（表1）① 客户供电电压等级的确定

（续）

①表2-2为全书序号，表1为引用条款中的原文序号。

注：无35kV电压等级的，10kV电压等级受电变压器总容量为50kVA～15MVA。

2.供电半径超过本级电压规定时，可按高一级电压供电

7.3.2 具有冲击负荷﹑波动负荷、非对称负荷的客户，宜采用由系统变电所新建线路或提高电压等级供电的供电方式。

7.5 高压供电

7.5.1 客户受电变压器总容量在50kVA～10MVA时（含10MVA），宜采用10kV供电。无35kV电压等级的地区，10kV电压等级的供电容量可扩大到15MVA。

7.5.2 客户受电变压器总容量在5～40MVA时，宜采用35kV供电。

7.5.3 有66kV电压等级的电网，客户受电变压器总容量在15～40MVA时，宜采用66kV供电。

7.5.4 客户受电变压器总容量在20～100MVA时，宜采用110kV及以上电压等级供电。

7.5.5 客户受电变压器总容量在100MVA及以上，宜采用220kV及以上电压等级供电。

7.5.6 10kV及以上电压等级供电的客户，当单回路电源线路容量不满足负荷需求且附近无上一级电压等级供电时，可合理增加供电回路数，采用多回路供电。

各省级电力公司根据本地区电网实际的情况和发展规划，都制定出了相应的业扩工程技术导则。例如《上海市电力公司非居民电力用户业扩工程技术导则（试行）》（上电司运检[2012]1790号）规定：

6.2 供电电压等级确定的原则

1.用户申请总容量（包括不经过受电变压器的高压电动机）在250～8000kVA（含8000kVA）时，采用10kV电压供电。

2.若周边存在35kV电源资源可利用时，用户申请总容量在8000kVA以上至40000kVA（含40000kVA）时，采用35kV电压供电，以保证35kV资源的充分利用；用户申请总容量40000kVA以上时，采用110kV电压供电。

3.若周边无35kV电源资源可利用时，用户申请总容量在8000kVA以上至30000kVA（含30000kVA）时，采用10kV电压多回路供电（原则上不超过4回）；用户申请总容量30000kVA以上时，采用110kV电压供电。

《广东电网公司业扩管理细则》（Q/CSG-GPG 214051—2014）规定：

6.2.1.18 客户供电方式

（一）非统建住宅小区

（1）客户装见总容量在40000kVA及以上时，宜建设客户专用变电站，采用110kV或更高电压等级供电。

（2）客户装见总容量在8000kVA（含）至40000kVA（不含）的，应由10kV专线供电；具备35kV供电条件的地市供电局可采用35kV电压等级供电。

（3）客户用电容量在100kVA（含）至8000kVA（不含）的，应采用10kV公用线路专变供电。

而《甘肃省电力公司业扩报装管理制度（修订稿）》（2012年4月）规定：报装容量在6300kVA及以上至12500kVA以下范围内的，可采用35kV电压等级供电；报装容量在12500kVA及以上应采用110kV及以上电压等级供电。

尽管35kV变压器国标最大容量为31500kVA，并且很多变压器生产企业可以做得更大（国内曾有变压器厂家为客户制造了35kV单台容量为75000kVA的变压器），但有的地方要求一般35kV线路单台变压器容量不超过25000kVA，再大应采用110kV电压等级或多台变压器受电。

2.1.3 主变压器容量的确定

在满足可预见的最大负荷时能够安全稳定运行的前提下，为降低运行成本，减少基本电费支出应尽可能提高主变压器的负荷率即降低主变压器的容量。

如果规划红线内项目一次建成，可根据同等生产规模、相同配置工厂的运行数据，尽量降低主变压器的容量。如某集团下属的一条日产5000t熟料水泥生产线，装机容量为43700kW，设计院设计的主变压器型号为110kV、40000kVA，根据集团内部同一设计院设计的生产规模及配置完全的工厂的运行数据，主变压器容量改为31500kVA完全能够满足需要，但最后还是按设计院要求，像其他已运行的生产线一样，安装了一台40000kVA的主变压器。从投产后对15个月的负荷数据统计看（变电站值班人员每2h抄录一次数据），最大负荷为29300kW，26000kW以上负荷出现的次数比例为4.78%。该地区变压器基本电费为28元/kVA，如果当初主变压器容量改为31500kVA，则每年可减少基本电费支出285.6万元，而一台主变压器当时的采购价格也只有170万元。

如果规划红线内项目分两期建成，总降一般是土建一次规划建设，设备分期安装。在安装第二台主变压器时要考虑：厂区内是否还有多余的空地，是否还有增加大功率生产设备的可能；对于冶金、建材（水泥、玻璃等）等可配套余热发电的项目，还要考虑发电项目建成后主变压器负荷率将变得更低，可否将第二台主变压器容量适当放大以便带起两条生产线的负荷而将第一台主变压器报停，或者减小第二台的容量与第一台主变压器并联共同带起全部负荷等。

2.1.4 建成后变电站的运行管理模式

企业变电站一般采用少人值班运行管理模式，即每班安排1人倒班运行，如果施行四班三运转或四班两运转并设置班长1人，这样变电站建成后运行班组共有5人。维修等由生产系统其他分厂或车间电气人员兼管。随着技术进步，电力系统变电站包括不少500kV变电站大部分都实行了无人值班，因此企业根据实际情况，也应积极采用无人值班模式。这涉及设计深度问题，需要业主尽早确定下来作为设计的基础资料。