1、校外实践教学实习作业题目名称： 学 部： 专业班级： 学 号： 姓 名： 学 院 指 导 教 师 ： 企 业 指 导 教 师 ： 实习单位： 年 月日目录校外实践教学实习作业 .1关于变电所位置的选择 .2引言 2变电所的简单介绍 .3变电所位置选择的目的及作用 .4变电所位置选择的原则 .4新建站址的选择方法 .6负荷中心的确定方法 .6参考文献 8结束语 8关于变电所位置的选择引言变电所和变电站的概念基本相同，文中变电站即变电所。城市中压配电网由电源变电站、中压配站以及联系各级变、配电站的线路组成，这些变、配电站的位置直接影响着整个城市中压配电网的结构。尤其是电源变电站，其位置及容量的确定
2、既要考虑到负荷的分布情况，又要考虑到整个电网的结构，其布局好坏直接影响到供电网络的结构是否合理以及无功电源的配置等问题。它关系到整个城市配电网建设的经济性和运行的可靠性。所以在城网规划工作中，变电站站址及容量的优化选择(简称为变电站选址问题)是在小区负荷分布预测之后的一项十分重要的基础工作。随着我国城市电网建设改造的快速发展，城市电网规划成为一项迫切任务。网络结构是城市配电网络规划设计的主体，而变电站站址的布局则直接影响着网架结构的优劣，确定变电站位置是城市电网规划中介于电力负荷预测和网络结构优化之间的关键环节，其结果直接影响未来电力系统的线路走线、网络结构、电网投资、运行经济性、供电可靠性及
3、电能质量等。随着城市化建设的进行，人口、建筑逐渐密集，电力负荷水平不断提高，同时留给电力设施建设的空间却越来越小，尤其是变电站的站置、线路的走廊。根据负荷的发展预测，结合市政规划对变电站的位置进行合理选择，预先争取用地空间，将为未来电力建设创造出有利条件。变电所是供电系统中进行电压变换以及电能接收和分配的重要场所。因此，合理选择变电所的位置，对于工厂、企业的初投资、有色金属的消耗量、线路损耗、供电系统供电质量和可靠性以及供电系统的合理布局等有着直接的影响。在变电所位置选择的诸多通用原则中，最基本的原则是变电所的位置应尽量靠近负荷中心。一直以来，变电所的位置选择都是围绕该基本原则进行。为更准确地
4、求取负荷中心，各种计算方法先后被提出来。变电所所址选择是一项复杂而繁锁的工作，不仅要综合考虑地区的经济发展和电网规划，还要对周围的环境进行分析研究，从而得出一个比较切合实际的最佳方案。本文通过对变电所选址的必要性和如何选址进行了阐述。变电所的简单介绍1.1 变电所的作用（1）变换电压等级。（2）汇集电流。（3）分配电能。（4）控制电能的流向。（5）调整电压。1.2 变电所的分类（1）按电压等级可分为超高压、高压、中压变电站和低压变电站。电压在 1kV 以下的称为低压；电压为 110kV 的称为中压；电压高于 10kV 低于330kV 的称为高压；电压在 330kV 以上的称为超高压。（2）按供
5、电对象的差异可分为城镇变电站、工业变电站和农业变电站。（3）根据其在电力系统中的低位和作用，可以分为枢纽变电站、中间变电站区域（地方）变电站、企业变电站和末端（用户）变电站。枢纽变电站：枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，电压等级一般为 330kV 及以上，联系多个电源，出现回路多，变电容量大；全站停电后将造成大面积停电，或系统瓦解，枢纽变电站对电力系统运行的稳定和可靠性起到重要作用。中间变电站：中间变电站位于系统主干环行线路或系统主要干线的接口处，电压等级一般为 330220kV，汇集 23 个电源和若干线路。全站停电后，将引起区域电网的解列。地区变电站：地区变电站是一个地区和一个中、小城市的主
6、要变电站，电压等级一般为 220kV，全站停电后将造成该地区或城市供电的紊乱。企业变电站：企业变电站是大、中型企业的专用变电站，电压等级35220kV，12 回进线。按其容量和馈线的多少可分为大、中、小型变电站。（4）按是否有人正常运行值班可分为有人值班变电站和无人值班变电站。目前，我国变电站按电压等级分为 3.5 万伏变电站、11 万伏变电站、22 万伏变电站和 50 万伏变电站。变电所位置选择的目的及作用2.1 变电站选址的目的变电站的选址的是为了找出最佳变电站建设地点，应结合电力系统设计的整体框架，综合考虑系统网络结构、电力负荷分布、城市建设规划、土地征用情况、出线走廊设计、交通运输情况
7、、敏感目标避让、周边环境影响以及职工生活便捷等因素，通过全面、系统、合理的经济效益分析及技术经济比较，选取最佳方案地点，建设变电站。2.2 变电站选址的作用变电站的选址对电力系统整体的网架建设起到至关重要的作用。变电站作为电力系统的结点，具有承上启下的作用，它既是上级输电线路的负荷点，又是下级输电线路的电源点。变电站选址好，一方面能够强化网架结构、减少线路损耗、降低电力系统被干扰程度，保障电网安全、稳定运行，另一方面上节省投资，增加电力系统的投资效益。反之，不仅增加投资，降低电力资源的优化配置，而且可能会放大系统运行中的干扰影响，提高电力系统风险，甚至造成灾难性的后果，使国民经济造成巨大损失。
8、因此，变电站站址的选择具有以下四方面作用：（1）科学合理的变电站站址选择，能够保障电网安全、稳定运行。由于变电站选址前期具有诸多影响因素，各影响因素的评估值是一个模糊量，因此通过构建合理模型，通过实证研究建立一个科学、系统的变电站选址模型，可以系统的分析变电站选址的影响因素，实现选址的科学决策。进而降低电力系统的受影响程度，保障电网安稳运行。 （2）科学合理的变电站站址选择，可以减少电网投资，提高经济效益。变电站选址既要需要相应的安全、环境因素，还要考虑相应的赔偿问题，合理的站址选择，可以将站址拆迁赔偿、变电站建设等全过程综合费用降低，提高整个电力系统的经济效益，优化电力资源配置。 （3）科学
9、合理的变电站站址选择，可以优化系统网架，减少系统能耗。变电站作为电力系统中承上启下的结点，合理的站址的选择可以减少整体输电线路输送距离，合理提供无功补偿，从而减少线损等系统损耗，提高发电输送效率，减少碳排放。 （4）科学合理的变电站站址选择，能够提高电力用户的用电质量。远距离的电能输送，会增加馈线长度，电能质量难以满足电力用户需要，科学的变电站站址选择，充分考虑与电力负荷点的距离，站址选择更为接近负荷中心，进而保障电力用户的用电质量。变电所位置选择的原则3.1 配变电所位置选择，应根据下列要求综合考虑确定 （1） 接近负荷中心。选择变电所所址方案时应分析变电站的供电负荷对象、负荷分布、供电要求
10、、变电站在系统中的地位和作用。选择较接近负荷中心的位置作为变电站站址,可减少电网的投资和网损。 （2）进出线方便。选择变电所的所址时应考虑各级电压进出线方便,尽量减少线路交叉、跨越和转角。站区地形地貌利于变电所布置。选择变电所的所址时,既要贯彻节约用地、不占或少占农田的精神,又要考虑其地形、地貌应利于变电所布置。（3）使地区电网布局合理。 应考虑地区原有电源、新建电源及计划建设电源,使地区电源和变电站布局合理,既可减少二次网的投资和电网损耗,又能达到安全供电的目的。 （4）站区地质条件较好。选择变电站站址时应充分考虑站区的地质条件,应避开断层、滑坡、塌陷、溶洞等地质条件地带,也应避开有矿藏地区
11、。 （5）设备吊装、运输方便。选址时既要考虑施工时设备、材料及变压器等大型设备的运输,又要考虑运行、检修时交通运输的方便。一般情况下,变电站的选址要靠近公路,进站道路要短,以减少投资。 （6）周围环境适宜。不应设在有剧烈振动的场所。不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，不应设在污源的下风侧；不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻；不应设在爆炸危险场所以内和不宜设在有火灾危险场所的正上方或正下方，如布置在爆炸危险场所范围以内和布置在与火灾危险场所的建筑物毗连时，应符合现行的爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定。 （7）选址时还要考虑防洪、施工用水、
12、施工用电、给排水方便、便于散热等问题。配变电所为独立建筑物时，不宜设在地势低洼和可能积水的场所。 高层建筑地下层配变电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所；配变电所位于高层建筑(或其他地下建筑)的地下室时，不宜设在最底层；当地下仅有一层时，应采取适当抬高该所地面等防水措施；并应避免洪水或积水从其他渠道淹没配变电所的可能性。3.2 变电站位置选择的安全性（1） 装有可燃性油浸电力变压器的变电所，不应设在耐火等级为三、四级的建筑中。（2）在无特殊防火要求的多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的配变电所，可设置在底层靠外墙部位，但不应设在人员密集场所的上方、下方、贴邻或疏散出口的两旁。（3）高层
13、建筑的配变电所，应设置在地下层或首层；当建筑物高度超过100m 时，也可在高层区的避难层或上技术层内设置变电所。（4） 一类高、低层主体建筑内，严禁设置装有可燃性油的电气设备的配变电所二类高、低层主体建筑内不宜设置装有可燃性油的电气设备的配变电所，如受条件限制亦可采用难燃性油的变压器，并应设在首层靠外墙部位或地下室，且不应设在人员密集场所的上下方、贴邻或出口的两旁，并应采取相应的防火和排油措施。（4）大、中城市除居住小区的杆上变电所外，民用建筑中不宜采用露天或半露天的变电所，如确因需要设置时，宜选用带防护外壳的户外成套变电所。新建站址的选择方法4.1 负荷均匀分布下的选址方法 负荷均匀分布下的
14、选址主要是从已有站的位置确定新建站的位置，以满足最优的变电站布局。具体选址方法是首先根据已有的站址生成 V 图，根据V 图顶点所在的空心圆半径按从大到小的顺序排序，预设一个相邻站址的最小距离约束。然后按照顺序逐点添加，并判断是否满足最小距离约束，若不满足则转下一个点直到新建站址的数量达到预定要求为止。上述选址方法完全从负荷均匀的情况考虑，新建站址从地理位置上看是合理的。但由于考虑实际因素少，结果不一定最优。 4.2 负荷非均匀分布下的交替定位选址方法 由于实际负荷分布不可能均匀，利用 4.1 节所述的方法选取新建站址就可能会偏离负荷中心，选址不再最优。这时可以根据已有的负荷分布对新建站址的位置
15、进行调整。具体调整规则如下：(1)采用 Lawson 算法生成 Delaunay 三角网，再生成 V 图。对 V 图中每个顶点对应的空心圆中所包围的负荷点求和。将其负荷总数与空心圆上相交的已建的三个变电站容量的 1/3 分别作差，并按其差额从大到小的顺序进行排序，差额越大，说明该处的容量缺额就越大。然后根据要新建的站址的数量以及相邻站址的最小距离约束选取排在前面的几个外接圆，其外接圆的圆心作为初始的站址。(2)根据已有的站址和新建站址，重新生成 V 图，确定新建变电站的最优供电范围。根据待新建变电站的所带的负荷求出负荷重心，并将待建站的站址，调整为负荷重心的位置。 (3)重复（2） ，直到新建
16、站址的位置变化小于一定的预设精度为止。对城市电网规划中的变电站的选址问题进行研究，将变电站选址优化原理引人变电站选址规划，分别建立了基于等负荷原则、初投资最小原则、负荷矩最小原则及网络运行费最小原则的单源和多源连续选址数学模型并提出了新的组合模型，对基于负荷矩最小原则的单源和多源连续选址数学模型确定了模型的算法，并给出求在一定负荷水平下的最佳变电站站址的计算流程图。负荷中心的确定方法5.1 负荷指示图法负荷指示图法是指用与局部负荷大小成比例的负荷圆表示的变电所供电负荷分布图。每个负荷圆面积代表该点负荷的大小，各负荷圆圆心位于该点负荷的重心，负荷圆半径按式（1）确定：（1）r=30式中 有功计算
17、负荷30K绘图比例（Kw/ ）mm2利用负荷指示图，结合变电所位置选择原则及实际情况可直观地确定负荷中心。该方法比较简单、直观，但不够准确，只是通过作图的方法大致确定负荷中心。5.2 负荷功率矩法设有负荷 、 、 ， ，它们在任选坐标系中的坐标分别为 （ ，1 2 3 1 1）, （ ， ）, （ ， ） ， （ ， ） ，并设负荷中心为1 2 2 2 3 3 3 P=（x,y）则负荷中心的坐标可按式（2）计算:(2) =(i)i ,=(i)i按负荷功率矩法计算负荷中心，只考虑了各负荷最大功率时的等值中心，而未考虑各负荷最大功率出现的时间差。该方法适用于最大规模居住区等性质单一负荷的供电，而不
18、适用于同时具有商业、办公、学校、居住等多性质负荷区域供电。经过对三相架空线路有功损耗计算公式的推导，得出了在同一配变台区，在其电压等级、功率因数和导线材料基本相同的情况下，有功损耗主要与电功率 以及供电距离成正比的结论。于是对负荷功率矩法作出了相应改进，2改进后的负荷中心坐标计算公式如下：(3)=(2)2， y=(2y)2使用式（2）和式（3）对两个算例分别进行验证计算，结果证明式（3）求出的负荷中心更加精确，更加接近重负荷的一端，有功损耗更小。显然，改进后的计算方法仍未考虑各个负荷最大功率出现的时间差，但用于性质单一的农网负荷供电还是可行的。5.3 负荷电能矩法由于各负荷工作时间不尽相同，实
19、际的负荷中心随负荷的变化而变化。为了得到供电平均线路损耗最低的负荷中心，于是提出了负荷电能矩法。该方法考虑了负荷工作时间因素，并将负荷中心坐标计算公式改为：(4)=(,)(,)， y=(,)(,)显然，负荷功率矩法和负荷电能矩法均假设各点负荷的功率因数基本相同。如果各负荷点计算负荷的功率因数相差较大，则应该对各计算式进行修正,即把式（2）和式（4）分别改为式（5）和式（6）的形式：, (5)=(cos)cos =(cos)cos, (6)=(,cos),cos =(,cos),cos式中 各负荷点计算负荷的功率因数，由于 ，式（5） 、式cos =cos（6）又可分别写为： ， (7)=i =
20、i，y (8)=(i,)(,) =(i,)(,)负荷功率矩法和负荷电能矩法都是仿照力学中求重心的力矩方程得到的。虽然后者增加了负荷的年最大利用小时数 这一参数，但对于装备相同的车,间或工程而言， 的大小基本是相同的。因此，签字可以看作是猴子的一个,特例。5.4 变电所经济运行位置的确定变电所经济运行位置就是使导线的有色金属消耗量最小、功率损耗最小时变电所的位置。变电所的位置应尽量靠近负荷中心这一基本原则就是为了达到这个要求而制定的。对于已投产运行的生产线，工程技术人员可通过实际测量各种数据，如电缆的长度、截面、电流等，求出变电所的经济运行位置，并与实际的位置进行经济比较，取得经验和数据，以便用
21、于本公司的新建生产线。所以，按经济运行原则选择变电所位置的方法，不论是对设计院还是对生产企业，都具有实际意义，值得推广。参考文献1齐文斌.南志远.综合评判模型在变电站选址中的应用J.现代电力，1999. 2苏建国.叶剑芳.城市配电网变电站选址优化J.河南电力，2002.3刘文祥.负荷中心的确定方法J.南昌航空工业学院学报，1998.4董志龙.选择配电变压器安装位置的探讨J.广西电力，2002.结束语变电所的选址关乎国民经济的发展，直接影响电网的经济效益。随着我国城市电网建设改造的快速发展，城市电网规划成为一项迫切任务。网络结构是城市配电网络规划设计的主体，而变电站站址的布局则直接影响着网架结构的优劣，确定变电站位置是城市电网规划中介于电力负荷预测和网络结构优化之间的关键环节，其结果直接影响未来电力系统的线路走线、网络结构、电网投资、运行经济性、供电可靠性及电能质量等。变电所位置的选择必须按综合因素进行选择，尽量按照经济运行选址，同时也要兼顾运行的可靠性因素。变电所经济运行位置就是使导线的有色金属消耗量最小、功率损耗最小时变电所的位置。变电所的位置应尽量靠近负荷中心这一基本原则就是为了达到这个要求而制定的。学好变电所位置的选择，提高电网的经济效益，减少对环境的污染，提高对偏远地区供电的可靠性。
