3.2.2 专用变电站

我国大、中城市都规划建有一定容量及数量的各级公共变电站。

一个变电站的主变压器台数宜为2～4台。不同电压等级的变电站的单台变压器常见的最大容量见表3-3中的数值。

根据《国家电网公司城市电力网规划设计导则》的相关规定，公共变电站的供电安全均采用N-1准则，即：

1）变电站中失去任何一回进线或一台降压变压器时，不损失负荷。

2）高压配电网中一条架空线，或一条电缆，或变电站中一台降压变压器发生故障停运时：

①在正常情况下，不损失负荷。

②在计划停运的条件下又发生故障停运时，允许部分停电，但应在规定时间内恢复供电。

即变电站的主变压器为多台运行供电，在正常情况下，即使变电站出现一个回路、一台变压器出现问题，变电站也是能够保证用电负荷供电的。

随着我国电网建设的发展，在正常情况下，尤其是中心城市的公共电网限电概率越来越小，电网会维持高供电可靠率的供电状态，单回路供电的用户遇到的是有限的正常检修停电。影响电网供电可靠率的是外部影响因素，外部影响因素主要有以下几个方面：

1）电抗器。

2）系统断路器。

3）架空线路、电缆线路。

4）隔离开关。

5）母线。

6）电力变压器。

7）自然灾害等其他不可抗拒外力。

其中1）～6）为可修复元件，它们一般只会影响一个回路、一台变压器的正常供电，不会造成整个变电站的全站停电，除非变电站遭遇自然灾害等其他不可抗拒外力。

我国地域广阔，南北、东西距离很长，加之地区经济、供电网络差别较大，不同省份、不同地区的供电部门的相关规定也不尽相同。如有些地区的供电部门规定超过一定容量的用户需自己建设110kV（66kV）或220kV变电站。

城市公共变电站主要有220kV/110kV变电站、220kV/35kV（10kV）变电站和110kV（66kV）/10kV（20kV）变电站，而用户端的上一级变电站为110kV（66kV）变电站或220kV变电站，110kV变电站的供电容量一般在20000～126000kV·A之间。

一个110kV（66kV）变电站的建设费用与变电站所在地有关，一般一个110kV（66kV）变电站的建设费用在3000万～7000万元之间，但上一级变电站的输电线建设费用则是不定的，它跟输电线路的长度、路由、赔偿费及其他城市建设费用相关，少则上千万元，多则数亿元。

为减少外市电引入的投资，数据中心的外市电引入应优选从公共变电站引接。当数据中心用电容量已经超过当地供电部门允许引接公共变电站的最大容量，其用电需求已影响到当地的供电网络规划，且供电部门要求建设数据中心110kV（66kV）自用变电站，数据中心可视情况建设其110kV（66kV）自用变电站。

若数据中心终期用电负荷达到建设专用变电站的要求，但数据中心的建设采取分期实施建设，在具备一定的条件下，其外市电引入也可采用分期申请从公共变电站引接市电电源。这样既能充分利用公共变电站的市电，节省专用变电站的建设费用，又能减少数据中心的土地占用面积，但这需要具备以下条件：

1）公共变电站距离数据中心较近。

2）公共变电站现有剩余容量可满足数据中心近期用电需求。

3）公共变电站终期供电容量可满足数据中心未来的用电需求。

在未来数据中心建设中供电系统扩容时，还需要考虑未来公共变电站是否有足够的容量为数据中心提供可用的市电电源，所以说，这种引接公共变电站的市电电源供电还是有一定的隐患。

在自建110kV（66kV）变电站站址选择中，自建变电站站址宜选在数据中心建设用地相邻或建筑红线内。变电站站址应利于110kV（66kV）高压输电线路的进出，且严禁110kV（66kV）输电线在数据中心建设用地内架空穿越。自建变电站应独立建设，不应与数据中心机房处于同一建筑内。

变电站及进出线的电磁场对环境的影响应符合现行国家标准GB 8702—2014《电磁环境控制限值》和GB/T 15707—2017《高压交流架空输电线路无线电干扰限值》等的有关规定。实际上，各种电压等级的变电站对周边的影响范围都十分有限。因为不论何种电压等级、何种供电容量的变电站，变电站建筑红线边界处的工频电磁场水平很低，且工频电磁场有随距离增加而迅速衰减的规律，所以，只要变电站与数据中心不是共址建设，即使变电站临近数据中心，通常也可使得变电站对数据中心建筑物的工频电磁场水平趋于数据中心当地环境背景值。

根据国家标准GB/T 50293—2014《城市电力规划规范》有关规定，城市变电站的用地面积应按变电站终期容量预留。规划新建的35～500kV变电站规划用地面积控制指标宜符合表3-4的规定。

变电站有建筑形式和电气设备布置方式，分为户外式、半户内式、户内式变电站三种。户外式变电站的变压器、配电装置均为户外布置；半户内式变电站的变压器为户外布置，配电装置为户内布置；户内式变电站的变压器、配电装置均为户内布置。其中，相同容量的全户外式变电站占地面积最大，一般适合于建设在城市中心区以外的土地资源宽松的地区；半户外式变电站占地面积次之，一般用于用地相对宽松的地区；户内式变电站占地面积最小。数据中心专用变电站宜采用户内式变电站，条件允许也可以采用模块化预装式变电站。

从数据中心用电规模上看，数据中心的用电负荷可能从几百kV·A到几十万kV·A。数据中心建设专用110kV（66kV）变电站的策略见表3-5。

目前，我国数据中心供电结构多为四个变压层次，如图3-6所示。