变电站选址与住宅小区规划

葛少云教授天津大学主要内容

一、变电站选址二、住宅小区规划一、变电站选址

高压变电站选址概述高压变电站规划原则变压器容载比的合理性多方案比较办法

（1）高压变电站选址概述

高压变电站的位置和容量既要考虑负荷的分布情况，又要考虑整个电网的结构，其布局直接影响到中压网络规划、无功电源配置等问题。在水平年（规划目标年）负荷预测完成以后，即可进行水平年的高压变电站选址定容。110kV配电变电站选址可采用分区负荷预测的数据为基础。220kV送电变电站选址可采用高压配电变电站的数据为基础。变电站的选址定容问题实际上是一个动态优化问题。（2）高压变电站规划原则

根据电源发展和负荷增长情况，以现有电网为基础，在保证负荷需求的条件下，确定今后若干阶段的变电站建设方案。变电站规划应以社会总体发展规划为依据，强调其整体和长期的合理性及适应性，应当满足多部门、多方面利益的要求并适应未来负荷的发展。（3）变压器容载比的合理性

降压变压器容量的合理性在规划导则中规定了一个系统的概念，即容载比，计算方法是用电网内变压器容量的总和除以该电网的最大负荷，在城市电网规划设计导则（以下用导则）的规定中一般如下：220kV电网35~110kV电网K=1.6~1.9；K=1.8~2.1；在技术计算的时候，也采用下面的公式进行计算（导则中的规定）：K1K4K=K2K3在公式中符号的意义如下：K1代表一个系统中的变压器负荷的分散系数，一般可以取1.15~1.20；K4代表变电站（变压器）的储备系数，一般可以用1.25~1.35；具体的分散系数(K1)如下表：用户之间变压器之间变电所之间居民用电21.31.1商业用电1.461.31.1一般动力1.441.351.1大用户——1.051.14K2代表系统变压器的平均功率因数，可以选择0.85~0.9；K3代表变压器的运行率；将上面的数据代入上面的计算公式，那么得到的结果如下：如果变电站的接线全部采用两台变压器：K=2.457(K1=1.15、K4=1.25、K3=0.65、K2=0.9)如果变电站全部采用三台变压器的接线方式并且在变压器事故的时候具备自动平衡负荷能力：K=2.0(K1=1.15、K4=1.25、K3=0.8、K2=0.9)说明在不同的储备系数和不同的分散系数下都出现容载比的变化，而功率因数和负荷的运行率是人为控制的，由此提出的计算结果，如果这个地区的变电站的变压器全部是两台的话，那么容载比应当达到2.457~2.765。如果所有的变电站全部采用三台变压器的话而且都能够进行自动进行变电站的负荷平衡，那么容载比应当达到1.84~2.077。得到的基本结论：全部由两台变压器构成的配电网的容载比的数值应当是2.45~2.76；全部由三台变压器构成的配电网的容载比的数值应当是1.84~2.007；全部由三台变压器（三段母线的在事故下无自动平衡能力）的容载比是2.45~2.76。单纯从变压器的数量讲，变电站的变压器多是有好处的，因为他可以在一定的变压器的容量下多送负荷，或者说由于变电站采用三台变压器以后在一台变压器事故的时候，事故变电站的负荷得到了自动的平衡。结论：1）无论是老的地区还是新的地区的城市电网，都存在于变电站的数量有2台和3台的并存的情况，而且是非常普遍的，即使是发达的国家也有这样的情况。2）对于变压器在变电站中采用3台的时候可以达到87%的负载率是需要认真和严肃对待的，不能因为87%的问题而忽视了电网的发展建设。结论：3）在目前的情况下，利用这样的负载率进行对于配电网的发展的阻力不小，压低容载比的情况普遍存在。4）建议应当按照合适的容载比来解决这个问题，对导则中的1.8-2.1的数值有必要重新认识。（4 ）多方案比较办法问题由来在实际的规划工作当中，由于各种各样的因素，包括地区发展情况和大电厂建设规模的无法确定、负荷预测的不够准确、线路走廊选择的多种可能以及人思维的差异等等，必然会导致变电站站址、容量、个数多种方案的产生。对这些方案如何进行评价，同时如何量化评价的标准是一个必须要研究的问题。分析思路从满足国民经济发展对电力的要求出发，从全电网建设综合投资、运行费用、供电可靠性、运行操作灵活性、建设条件等各方面的技术经济比较来对各个方案的优劣进行论证。分析思路该方法是先建立经济计算模型，然后讨论优化选择的条件及有关的问题后确定比较方案，经过计算和分析最后得到优化的结果。这是应用数学优化算法与工程实践相结合的方法。分析思路与其它的纯数学规划的优化方法相比，本方法充分考虑了工程实践上的各种约束条件所得出的结论具有较高的可操作性和适用价值。优化经济计算模型的建立1）网络建设投资费用1．变电站综合投资在计算变电站的综合费用时，应计算可能发生的各项费用。变电站的综合投资主要包括变压器综合投资、配电装置综合投资以及不可预见的附加投资（土地征用、建筑物拆迁、环境保护等）。2．变电站低压侧线路投资估算为了简化计算，我们在目标函数中近似考虑变电站出线的影响。3．变电站进线投资估算配电变电站的进线投资受高压配电接线模式的影响相当大，所以考虑在最后结果中，分开讨论，一个包含进线投资，一个不包括。优化经济计算模型的建立2）网络年运行费用1．变电站年运行费用变电站年运行费用主要包括一年中站内设备检修维护费、设备折旧费等。当各项费用值不是十分明确时，年运行费用可按综合投资的百分率进行。2．变电站低压侧线路年网损费用可在中压网规划完成以后，通过计算得到的。3．变电站高压侧线路年网损费用和变电站年电能损失费用可在高压网规划完成以后，通过计算得到的。3）经济性原则基于货币的经济价值是随时间而改变的，各种费用的支付时间不同，发挥的效益也不同。因此在经济性分析中，一切费用（包括投资和运行费用）都应考虑时间因素，即按照贴现的方法，将不同时期发生的费用折算为现值。考虑到不同供电设施的经济使用年限不同，可采用等年值法，将费用现值折算为使用年限内的年费用。4）最小年费用模型优化问题可以描述为：在规划水平年负荷分布已知的情况下，以变电站和网络近似最小的投资和年运行费用为目标函数，确定最优的规划方案。3

50方案供电范围图

新建变电站8座，新增变电站容量1704MVA*3

50方案高压接线图

新建110kV线路51.9km，10kV线路673.75km*3

40方案供电范围图

新建变电站12座，新增变电站容量1734MVA*3

40方案高压接线图

新建110kV线路92.33km，10kV线路580.3km*2

50方案供电范围图

新建变电站18座，新增变电站容量1954MVA*2

50方案高压接线图

新建110kV线路114.5km，10kV线路508.13km*2

40方案供电范围图

新建变电站22座，新增变电站容量1794MVA*2

40方案高压接线图

新建110kV线路149.8km，10kV线路365.1km*新建变电站新建变电站变电站低压变电站低压低压侧网损变电站进线变电站最终容量投资（万侧新建线路侧线路投资低压侧网损费用（万新建线路总规模（MVA）元）总长（km）（万元）（kw）元）长（km）方案1方案2方案3方案43*50MVA3*40MVA2*50MVA170417341954517506625082500673.75580.31508.1320212.517409.315243.95949.7951.724465.38809.2702.4607.351.992.33114.522*40MVA179488500365.1109534190.14569.9149.83110kV总容最小年费用最小年费用变电站进线高压侧网损指标minC指标minC1投资（万高压侧网损费用（万新建变电站增容变电站量元）（kw）元）个数个数（MVA）（万元）（万元）25950461665726074915.56133.95701.45333.15180.7834.2775.4725.3704.6812182277622250228025002340166.124351.727468.931809.114720.217506.720551.921255.1方案1方案2方案3方案4方案比较分析1.从表中可以看到，从方案一到方案四，年费用指标是依次变高的。从这个角度来说，方案一是最好的。2.从网损费用的结果数据来看，方案三和方案四由于变电站的数量较多，变电站的位置可以更加接近负荷中心，所以供电半径较短，10kV线路的建设投资和低压网损费用也较小，但由于这部分费用在总费用中所占比例较小，对最后结果产生的影响不大。3.由于可靠性和线路长度有很大的关系，所以方案三和方案四在可靠性方面是优于方案一和方案二的。4.方案三和方案四的主要缺点在于所需投建的变电站的个数太多，变电站高压侧的进线投资也显著增多，直接导致了年费用指标的明显升高。5.方案一和方案二的主要优点在于需要投建的变电站个数较少，而且采用了大截面的高压导线，减少了高压线路的长度，所以固定资产投资数额较小，特别是在用地比较紧张的城市，这个方面的优势将更加明显。6.但方案一和方案二在网络的年运行费用方面明显高于方案三和方案四，而且由于变电站容量较大，势必会造成10kV出线间隔紧张，同路径电缆条数较多，电缆载流量降低的情况出现。为了解决这些问题，从现有的情况看，只能从电网结构入手，采用较复杂的接线模式，但这样又会降低10kV网络的可靠性。二、住宅小区规划

近几年来，随着居民生活水平的不断提高，居民住宅建设日趋现代化，居住环境标准日益提高，随之而来对供电质量、供电可靠性及环保的要求也进一步提高，这些都给我们供电部门带来了新的一些需要解决的课题。（一）民用住宅小区建筑布局的几种方式1.多层型民用住宅区

多层住宅是指6层（可跃层至7层）以下的住宅楼，多层住宅基本上无地下层或半地下层。此类小区或是结合老城区改造或利用新建住宅再配以公建设施进行配套建设。这类住宅一般占地面积不大，房屋排列有序，整个小区多成矩形或方形且房屋间距、层高划一。对于此类小区，按我国对负荷性质的划分，一般属三级负荷地区。2.高层型民用住宅区

高层住宅是指12层及12层以上的住宅楼，高层住宅通常有一定层高的地下层或半地下层。这一类住宅区往往和多层型住宅并列建造，再辅以各类公建配套设施。此类小区占地面积较大，房屋及公建配套排列格局多变，房屋间距、高低不一。对于这类小区，因涉及高层住宅楼，消防泵等设施属一级负荷3.别墅区住宅群

为适应对外开放的需要，在一些城市，建造别墅式住宅区、庭院式住宅区、开发区商品房住宅（多层及高层）等多种形式。此类小区对环境及配套设施要求较高，总用电量较大，一般适应高层次住房及外事开放需要。（二）住宅小区负荷估算

1.单位面积功率法、单位指标法

利用建筑物的单位负荷指标（W/m2）进行估算，将该指标乘以相应的建筑面积即可求得该建筑物的总负荷。此方法在占地、容积率、住宅类型比较确定的情况下适用于规划及方案设计，利用各类不同的民用建筑物的单位负荷指标进行估算，然后再综合计算出小区的总估算负荷。2.需要系数法

用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。此方法适用于一般民用负荷的估算，算法也较简便，尤其对各类定型的民用住宅楼相应的用户数，只要取得适当的需要系数即可方便的算出每幢楼的负荷数值。某市几个住宅小区现状用电情况分析

住房面家用电热水其它高能耗预计新增家用家用空调器 家庭积器 家用电器 电器 家庭住址 人口 （m×m） 合计功合计功合计功合计功台数 台数 台数 台数 率 率 率 率 / / 吉山191幢3 59 1 1.1 2 1 1 1 202室 华丰26幢3063 70 1 2.2 1 1.5 3 1.5 1 1 室 / / 翠苑25幢1053 70 2 1.1 3 1 1 1 室 翠苑24幢4043 70 1 1.1 1 1.5 4 1.5 1 1 室 / / 翠苑25幢3063 70 2 2.2 3 1 2 1 室 / / 翠苑24幢2023 70 2 1.5 2 1 1 1 室 / / 墙壕里24幢3 65 2 3.3 1 1.5 4 2 202室 某市居民生活用电情况调查表

从表中可以看到某市居民家庭一般以三口之家为主：•平均每户住房面积在83平方米左右•人均住房面积为27.6平方米•平均每户拥有家用电器的总功率为4kW•人均占有家用电器功率为1.36kW根据《小康住宅设计导则》：•基本型小康型住宅的家用电器功率为4~6kW•普及型小康住宅的家用电器功率为6~8kW•理想型小康住宅的家用电器功率为8~10kW这说明居民生活水平比较高，家用电器的普及已经逐步趋于饱和，居民用电负荷增长已远不如90年代初期那么迅速，相对而言进入了一个较为稳定的状态，但是应该仍然有一定的增长余地。小区名称最大负荷配变容量配变负载率居民户数户均最大负荷3153153153153155005003150.160.200.350.260.180.260.290.46808015080801601601000.630.790.741.020.710.830.921.43人口250260400248245600650450人均最大负荷0.200.240.280.330.230.220.230.32（翠苑385）小区50.40（凤凰374）小区63.30（文苑423）小区111.50（文苑248）小区81.60（文苑249）小区57.00（湖东82）小区132.00（织里东安公变4#）147.00小区（南浔泰安公变80#）小区143.40典型居民小区负荷实测表

从表中可以看到，城区内配变容量配置有些偏高，所调查的几个住宅小区中，配变容量负载率没有超过0.5的，一般都在0.2~0.3左右。配电变压器作为小区电力投资规划中的一个可更换部分，在初期运行的时候负载率水平比较低，可以认为设备利用率比较低，投资存在着一定的浪费。从表中还可以看到，市域内人均最大负荷比户均最大负荷的规律性更强，波动较小，一般都在0.2kW~0.3kW左右，在对住宅小区现状最大负荷进行估算的时候，如果有小区人口总量的数据时，用人均负荷进行估算比较准确。再把以上两个表放在一起进行一下分析：市域内居民家庭以三口之家为主每户拥有家用电器功率一般在4kW左右人均最大负荷为0.2kW~0.3kW户均最大负荷1kW左右需用系数和小区内部同时率的乘积在0.25左右我们认为这些数据是比较符合实际情况的。1.201.00负荷百分比0.800.600.400.200.001357911131517192123时间居民生活典型日负荷曲线

从上图中可以看到居民生活的日负荷曲线与中国其它地区的普遍情况比较一致的：最大负荷一般发生在20:00到23:00之间，峰值负荷一般可以达到谷值的5倍左右。但峰值负荷持续时间较短，一般不超过2小时。中午11:00到13:00左右，也是一个用电高峰期，一般可以达到最大负荷的60%到70%，而且负荷值相对晚间的高峰负荷较平稳，但持续时间也不太长。各住宅小区的负荷曲线形状都比较相似，也即负荷之间的同时率的取值应该比较高，推荐值0.8~0.9。不同规模住宅小区近远期负荷估算

估算原则：1.根据现状用电情况分析中得出的结果，认为普通居民家庭现状家用电器安装容量为4kW左右。《小康住宅设计导则》规定，基本型小康住宅用电负荷为4~6kW，普及型小康住宅用电负荷为6~8kW，理想型小康住宅用电负荷为8~10kW。根据此导则并结合现状情况，我们认为：一般居民住宅、面积较大装修较高档的商品房住宅和面积很大装修很豪华的商品房住宅（含别墅型住宅）可分别参照基本型小康住宅、普及型小康住宅和理想型小康住宅的标准，近期取下限，远期取上限。2.需用系数的选取

根据前面分析所得到的结果，住宅小区的需要系数和同时率的乘积应该在0.25左右，而同时率的推荐值为0.8~0.9，所以需用系数值应该在0.27~0.3左右。3.夏日昼间用电负荷的需用系数和负荷同时率的乘积可以取0.15~0.20（根据昼间负荷大约为夜间最大负荷的60%~70%）。根据上面的估算原则，可以得到规模不等、等级不同的住宅小区的各种负荷的计算值。

住宅负荷估算值（一般居民住宅）单位：kW

小区户数100~250250~500500~1000近期夜间最大负荷近期昼间最大负荷远期负荷100~25080~200150~375250~500200~400375~750500~1000400~800750~1500住宅负荷估算值（面积较大装修较高档的商品房住宅）

单位：kW

小区户数100~250250~500500~1000近期夜间最大负荷近期昼间最大负荷远期负荷150~375120~300200~500375~750300~600500~1000750~1500600~12001000~2000住宅负荷估算值（别墅型住宅）

小区户数100~250250~500500~1000单位：kW

近期夜间最大负荷近期昼间最大负荷远期负荷200~500160~400250~625500~1000400~800625~12501000~2000800~16001250~2500主要设备选用

（1）箱式变电站

它将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置按一定的接线方案有机的组合在一起。箱式变的采用，可达到将10kV线路深入到负荷中心，降低线损的目的，同时少占用土地资源，是最经济、方便、有效的设备之一。箱变的主要种类有组合式变电站（即欧式箱变）和预装式变电站（美式箱变），在住宅小区中主要采用组合式变电站。主要设备选用

（2）10kV环网柜

环网柜一般以负荷开关与熔断器相配合，当一路电源发生故障后，可切换到另一路电源供电。其主要特点是运行环境较好，外界影响因素较少，是住宅小区开关设备的首选方案。主要设备选用

（3）10kV开关站（开闭所）

住宅小区的供电一般采用以电缆作为配电主干线的方案，以环网开关柜为主，负荷开关柜根据所在小区负荷大小的要求设定出线回路数的多少。当进出线较多，规模更大时设置10kV开关站（开闭所），开关站中设进线柜、出线柜、计量柜和联络柜。主要设备选用

（4）电力电缆

为了满足小区环境的需要，一般采用电缆环网供电。结合新建住宅小区土壤尚未稳定，容易产生沉降引起电缆损坏的特点以及环网供电的特性，一般选用带钢带型的交联电力电缆，截面的选择应以全环网的最大供电负荷为计算依据，进行经济技术比较，在确保安全、可靠供电的前提下选用，同时兼顾项目工程的投资。主要设备选用

根据住宅小区的规模确定供电电压等级。建筑面积在10~20万平方米的小区，一般采用10kV供电，此方式主要采用由10kV开关站（开闭所）、环网柜和箱式变电站通过电缆联络形成环网。（三）住宅小区供电模式

1）高压开关站（室外单建）+干式变压器、低压开关柜（设在住宅楼内的底层、地下层或半地下层）。2）高压开关站（室外单建）+单相干式变压器、低压熔丝（在住宅楼内）。3）高压开关站（室外单建）+小型化箱式变电站（美式箱变，室外放置）供电。4）设备齐全的箱式变电站（欧式箱变，室外放置）供电。5）三型变电站（室外单建变电站，双台或三台变压器）供电（改进型）。6）高压开关站、干式变压器、低压开关柜均建在室内（住宅楼内底层或半地下层）。方案评价：

方案1）与方案6）较适用于高层住宅；方案2）只用在多层住宅建筑中，且必须另外单建高压开关站；方案3）和方案4）较适合多层或小高层为主的住宅小区；方案5）（三型变电站）即可用于多层，又可用于高层住宅为主的住宅小区，但用于高层住宅时，不是一个很好的方案，不如方案1）和方案6）。方案1、2供电方式一次接线图例

方案3、5、6供电方式一次接线图例

方案4供电方式一次接线图例

住宅小区供电模式的分析

高层或以高层住宅为主的住宅小区

当住宅是高层住宅或主要为高层住宅时，首选方案应为方案6）或方案1）；当住宅小区高层楼数较少，条件许可时，可优先选用方案6）。由于高层建筑的特点，在垂直方向上负荷较为集中，故在住宅的底层或半地下层，选择适当的平面位置将整个变电站设置其中是合理的。住宅小区供电模式的分析

多层与小高层的住宅小区

由于多层住宅容积率低，住户在平面上分布较广，造成供电半径过大(有的线路长度达300m)，供电质量下降，仅靠增加电缆截面的方法来减少线路压降会导致投资过大。住宅小区供电模式的分析

多层与小高层的住宅小区

在住宅小区内推广使用箱型变电站是解决上述困难的一个好办法。箱型变电站体积小，占地少，施工便捷迅速，只要在它的外形，颜色上做适当选择，完全可以与小区内的环境协调一致，甚至成为一种独特的景观。此外，在小区内采用箱式变供电时，因能够深入负荷中心，使得低压供电线路大大缩短，故减少了大量低压电缆的购置和施工安装费用，日常维护也较方便。住宅小区供电模式的分析

多层，高层混布的住宅小区供电方案

这种住宅小区实际上是前两种住宅小区的组合形式，其供电模式易优先采用方案1）+4）或方案1）+3），即在小区内单建高压开关站，而高层住宅仍采取将变压器、低压柜入柜入室的方法(方案1）)。在多层建筑的区域采用箱式变供电。当每幢高层用电量在630kVA以下时，也可单独使用方案4）。住宅小区供电模式的分析

多层住宅采用单相变压器供电方式

该方案在供电模式上比较新颖，但也存在一些不足：如变压器利用率低，单相变压器是非标产品需特殊加工，其每kVA成本高于同容量的三相变压器。此外，由于低压侧为单相230V，故低压电流可能较大。故该供电方案有待于进一步探索改进，目前尚不宜大面积推广。第五部分现状网评估内容与方法

1. 现状评估的目的和意义2. 评估的基本内容

5.1现状网评估的目的与意义

现状网评估的目的与意义可总结如下：

（1）深入分析城网的供电能力，明确城网达到的各项指标；

（2）通过分析计算找出城网存在的薄弱环节，为进一步的城网规划、建设与改造提供决策依据；

（3）通过全面、细致的数据收集整理，可以规范供电部门基础数据和电网元件参数的管理，为建立城网基础数据库奠定基础。

5.2 评估的基本内容

评估的基本内容主要包括：

1.城网结构及其装备技术状况分析；2.城网供配电能力；3.城网运行基本指标。

5.2 评估的基本内容

5.2.1城网结构及其装备技术状况分析

主要从电源、线路、开闭站、配变、开关、功率因数及无功配置和电网结构的建设情况进行评价，指出现状电网结构和装备上存在的问题，便于在近期规

划中加以解决。

5.2 评估的基本内容

5.2.1城网结构及其装备技术状况分析

（1）电源

从容量配置、主变容量匹配以及出线间隔与变电容量匹配

情况三个方面进行分析。

例如：变电站的10kV出线间隔与变电容量匹配情况可以从

一个侧面反映变电站资源利用是否合理。

表5-1××供电公司10kV出线间隔与变电容量利用率不匹配的35kV及以上变电站

序号合计总量所占比例（%）变电站名称020容量配置(MVA)------10kV出线间隔总数0125010kV实际出10kV出线间线路平均负变电容量利线数隔利用率(%)载率(%)用率(%)0970------------------5.2 评估的基本内容

5.2.1城网结构及其装备技术状况分析

（2）线路

线路是构成电网的最基本电力设备，线路本身的建设情况将直接影响到电网的供电质量及可靠性，从长度、主干线路截面、绝缘化率与电缆化率以及运行年限四个方面进行分析。例如在进行10kV主干

截面配合分析时，考虑到“N-1”运行方式下的功率流向，要求主干网应该配备容量基本相同的幵且容量充足的导线，才能够充分利用线路输送能力。

表5-2××供电公司主干截面配合不合理的10kV线路（2004）

主干网线路序号线路名称变电站名称鲁谷站古城站古城站古城站古城站田村站鲁谷站鲁谷站古城站鲁谷站鲁谷站------主干网长度(km)3.571.5614.6745.1283.2083.875.7343.1587.7331.6519.00149.2975.0265.7型号JKLYJ-185YJV22-3×300JKLYJ-185JKLYJ-185JKLYJ-185JKLYJ-185JKLYJ-185JKLYJ-185JKLYJ-185JKLYJ-185JKLYJ-185------最大载流量(A)510550510510510510510510510510510------最大输送容量段数长度(km)(kVA)883312.37526883388338833883388338833883388338833------1121212121------0.9222.7132.0770.9241.0710.2520.1160.2290.0360.17910.875.01614.53所占比例(%)66.6159.0658.0540.5128.7927.684.43.672.962.191.99------载流量最小段最长段型号JKLYJ-70ZLQ21-3×120YJV22-3×240JKLYJ-70JKLYJ-70JKLYJ-70YJV22-3×150JKLYJ-70JKLYJ-70JKLYJ-70JKLYJ-70------最大载流量(A)265222345265265265250265265265265------最大输送最长段距容量离出口位(kVA)置(km)45900.7493845597545904590459043304590459045904590------0.6391.962.9232.2841.7660.9881.1531.6711.5097.794------12345671011合计总量所占比例（%）张仪路橡胶路苹果园北辛安古城南廖公庄五芳园路八宝山南五里坨京原路天台山路1122505.2 评估的基本内容

5.2.1城网结构及其装备技术状况分析

（3）配变

主要从线路配变装接和运行状况进行分析。

655线路条数 (条)43321000～2.5100002442107.5～10电缆000000015～2000020以上配变容量(MVA)2.5～55～7.5架空线10～12.512.5～15架空、电缆混合表5-3××供电公司配变容量偏高的10kV线路（2004）

序号12合计总量所占比例（%）线路名称天台山路金顶街路2229.09变电站名称古城站杏石口站------线路型号JKLYJ-185JKLYJ-185------最大输送容配变容量量(kVA)(kVA)88338833------16705152103191517546018.195.2 评估的基本内容

5.2.1城网结构及其装备技术状况分析

（4）功率因数及无功配置

这一部分主要通过10kV电源、线路和10kV配变的无功配置情况

结合各线路功率因数实测数值对无功配置情况进行分析。

5.2 评估的基本内容

5.2.1城网结构及其装备技术状况分析

（5）电网结构

中压配电网结构是影响城市电网供电质量和供电可靠性的主要因素，关系到整个电网长期发展，是城市配电网发展的基础。主要通过线路接线模式和变电站间互联情况进行分析。

表5-4××供电公司35kV及以上变电站站间联络情况（2004）

变电站名称联络变电站名称杏石口站古城站田村站其它合计田村站鲁谷站其它合计杏石口站田村站鲁谷站古城站合计田村站杏石口站古城站其它合计联络线路条数（条）310410111132204联络变电站所能转供负荷（MW）11.6554.863016.5187.56507.56510.6179.1874.92724.739.72716.548026.275表5-5××供电公司35kV及以上变电站出线联络情况（2004）

变电站名称古城站鲁谷站田村站杏石口站站间联络变电站（座）2233线路（条）44235066.6766.67604212站内联络5033.3333.33400000单辐射线路0000所占比例（%）线路（条）所占比例（%）线路（条）所占比例（%）5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

这一方面主要通过对现状电网进行潮流、“N-1”

和短路等理论计算，得出现状网各项指标的理论值，同时找出现状电网供电能力不足之处，便于近期规划中有针对的解决。

5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

1．供电能力分析

供电能力分析主要包括容载比、负载率、电压水平、功率因数等。（1）容载比

容载比分电压等级（220kV、110kV、35kV）进行统计。根据容载比范围要求分析各级电网容载比是否满足要求。

5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

表5-6

××供电区电网容载比

地理位置××供电区电压等级（kV）22011035容量(MVA)19802227.5300负荷(MW)1309.61217.2152.6容载比1.511.831.975.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

（2）负载率

负载率包括三类：主变负载率、10kV线路负载率、10kV公用变压器

负载率。

1）主变负载率：指正常方式下变电站主变最大负载率，可给出地区内的

分布、平均、越界（重载、轻载）台数、容量比例。

变电站主变重载标准为：2台主变，为65％；3台主变，为87％。根据主

变重载标准分析电网各级变电站的负载率是否合理。

表5-7

地理位置××供电分区××供电区电网2003年典型运行方式220kV变电容量负载率分布

项目变电容量（MVA）变电站数目（座）40%以下390240～50%360250～60%360160～70%660270～80%1170380～90%0090～100%3601图5-2××供电区电网2003年典型运行方式220kV变电容量负载率分布

800700600720变电容量（MVA）500400300200100040%以下140~50%150~60%160~70%270~80%80~90%190~100%负载率240360300360XX供电区变电容量XX供电区变电站数表5-8

地理位置××供电区××供电区电网2003年典型运行方式110kV变电容量负载率分布

项目变电容量（MVA）变电站数目（座）30%以下1034.51930～40%180340～50%825.51350～60%429660～70%314.5470～80%7261080～90%251.5490%以上260.54图5-3××供电区电网2003年典型运行方式110kV变电容量负载率分布

700603600500变电容量（MVA）412400326300200100237.5160211.5166111.56030%以下230～40%440～50%450～60%260～70%770～80%180～90%290%以上负载率XX供电区变电容量XX供电区变电站数5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

图5-4

353025××供电区中压线路负载率分布

2）10kV线路负载率：指正常方式下10kV线路最大负载率，可给出地区内30分布、平均、越界（重载、轻载）条数比例。25201950％；多联络，为70％。根据线路10kV线路重载标准为：单联络，为2015重载标准分析电网10kV线路的负载率是否合理。12141515线路条数2323表5-9××供电区中压线路负载率分布5101010101110967666负载率(%)架空线条数0电缆线路条数20～1010～201010～202020～301020～301430～402330～401040～502540～501950～603050～601560～7070～8080～9090～100100以上6620～1015架空线路12239760～7070～8080～9090～100100以上111066负载率（％）电缆线路5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

3）10kV公用配变负载率：指正常方式下10kV线路装接公用配变的负载率，分类给出地区内的公用配变负载率分布、平均负载率。

表5-10

负载率（%）线路条数××供电区中压公用变压器负载率分布

0～106810～201420～302730～405540～505650～602960～701070～80880～90790～1004100以上11图5-5××供电区中压公用变压器负载率分布

807060685556线路条数504030201000～1010～2020～3030～4040～5050～6060～7070～8080～9090～100100以上负载率（％）27142910114875.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

（3）电压水平

电压正常波动范围为：－7％～＋7％之间。根据电压波动范围标准分析地区内10kV线路电压水平情况。

表5-11

1234567101112××供电区电压过低中压线路统计

变电站名称省府东风农科人民白庙白庙太康陇海月季月季月季月季10kV出线名省机线东甫线林科东路线向阳南线白沙线白文线北大街线航海东一柜安全街线操场街线京广南线卫生路线线路长度（km）最低电压(kV)13.058.6510.9910.614.134.484.2812.665.078.157.658.728.869.1.2.229.259.239.279.148.69.299.169.06序号5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

（4）功率因数12010kV出线功率因数正常范围为：0.9以上。根据功率因数范围标准分100析地区内8010kV线路功率因数情况。线路条数105图5-6××供电区变电站10kV出线功率因数分布

表5-12××供电区电网典型运行方式下各站10kV出线功率因数分布40205××供电区00.9以下60地理位置25电压等级（kV）22061100.9以下150.9～0.95200.95～1.041745250.9～0.95151052035kV变电站170.95～1.01功率因数35220kV变电站61110kV变电站5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

2．N-1转带能力

所谓N-1是指：电网设备停运时，对用户连续供电的可靠程度。对于受端系统，当失去仸一元件时，应保证系统稳定和正常供电；当枢纽变电站因故障全部停电时，在对部分用户短时间中断供电后

能迅速恢复供电；

当系统内发生仸何一种严重的单一故障时，能迅速可靠的切除，在

保证系统安全稳定运行的前提下满足用户用电的需求。

5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

主要进行如下三方面的N-1分析：

（1）变电站失电校验（2）主变N-1校验

（3）线路N-1校验

通过以上三方面N-1校验分析来考察评估网络负荷转带能力。

5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

（1）变电站失电校验

主要目的考察下一级网络转供能力，即当整座变电站失电时，通过下一级网络能转带的负荷。

5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

评估过程中对所有高压配电站逐一进行变电站失电校验，给出如下成果：

1）各变电站失电后能转移出的负荷及转出负荷占所需转移负荷的比例；2）给出各变电站不能转移的负荷及占所需转移负荷的比例；3）给出各变电站不能转移的负荷具体位置；4）给出各变电站不能转移负荷的具体原因；

5）根据网络情况及负荷情况，判别哪些需要改造

表5-13××供电区变电站负荷转带情况

变电站名称正常负荷（MW）联络变电站名称东风黄河省府65.63农科西沙口合计人民83.42省府合计黄河白庙合计太康联络线路条数4422125514244可转带负荷（MW）16.8412.486.112.7838.2122.3114.7750.352.1111.9110.224.656.38转带比例（%）25.6619.029.314.2458.2326.7517.7160.373.92218.85.5532.67实例：东风陇海413.2715.91如省府变电站，变电站停电共有65.63MW负荷需要转带，通过变电站失电校验得出如下结果：省府农科54.11共能转移38.21MW负荷，占总负荷的58.23%；112西沙口10.430.79损失负荷27.42MW，为省祭线、省机线、省明线、省黄线、纬五东线；东风618.1592.92省祭线、省机线为辐射线路，省明线、省黄线、纬五东线为站内联络线路；人民19.53合计824.53125.59根据网络情况，省祭线、省机线需要改造，加强同其他变电站的联络5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

（2）变压器N-1校验

主要综合考察变电站备用容量和下一级网络转供能力，即变电站一台主变故障，通过变电站其他主变及下一级网络所能转带的负荷。

5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

评估过程将对全网所有高压配电站的配电变压器进行N-1校

验，通过校验给出如下评估成果：

1）每一台主变故障时所能转移的负荷及占所需转移负荷的比

例，以及通过其他主变能转移的负荷和通过线路能转移的负荷，幵给出供电潜力排序；

5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

2）给出主变故障时不能转移负荷及占所需转移负荷的比例，

给出失电严重情况排序；

3）给出不能转移负荷的具体位置及原因；

4）结合网络情况，给出改造建议。

5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

（3）线路N-1校验

主要是考察线路间互带能力，即线路故障时能通过其他线路转带负荷的能力。

评估过程将对全网有联络的所有中压主干线进行n-1校验，

5.2 评估的基本内容

5.2.2城网供配电能力

通过校验给出如下评估成果：

1）每一条主干线故障时所能转移的负荷及占所需转移负荷的比例；

2）不能被完转移主干线损失负荷的比例及原因；3）根据网络情况给出改造建议。

表5-14

变电站名称省府省府省府省府东风东风东风农科农科农科农科白庙白庙××供电区中压线路N-1校验结果

线路名称省明线省黄线纬五东线红专东线东凤线顺河路线生药国博线经一路线经五北线花园路北线经三路线白园线白文线所带负荷(kW)4855.4344.294296.3731.2239.0310.234371.754809.654334.454365.995201.273460.0266.35联络线路名称纬五东线、东明北线纬五东线、政七街线省明线、省黄线、纬四路线经一路线东货线、 南关线东里路线东河线、东甫线红专东线红旗二柜线、花园八柜线政七北线政七北线红旗路线孟文线可转带负荷(kW)693.20+4567.92693.20+4952.301841.14+2352.29+4076.221886.534285.19+3058.4749.914091.95+6696.98258.413039.98+4508.424193.193.63390.32555.08是否通过N-1校验是是是否是是是否是否否否否5.2 评估的基本内容

5.2.3城网运行的基本指标

主要通过电压质量、供电可靠性、电网运行经济性三项指标对电网进行评估。

5.2 评估的基本内容

5.2.3城网运行的基本指标

1．电压质量

从电压水平和电压合格率两方面对电网的电能质量进行评价。

表5-15图5-7 ××供电公司××供电公司10kV10kV线路最低电压分布（线路最低电压分布（20042004））

线路最低电压偏差(%)2522架设形式2020<-70000-7～+702200>+700>+70000线路(条)151050架空线(条)电缆(条)架空、电缆混合(条)200合计(条)<-7000022-7～+7架空线电缆架空、电缆混合合计线路最低电压偏差(%)5.2 评估的基本内容

5.2.3城网运行的基本指标

2．可靠性

从电网可靠率和客户服务中心10kV电网停电统计（运行数据）两方面对电网的供电可靠性进行评价。

3.运行经济性

从平均线损率、最大线损率两个方面进行分析。

谢谢！