制定一份E-House预装模块化变电所的标准化设计方案

一、项目概述

本 E-House 预装模块化变电所标准化设计方案旨在为各类电力需求场景提供一种高效、可靠、经济且便于安装和维护的电力解决方案。该变电所采用模块化设计理念，将高压开关、变压器、低压开关、智能控制及辅助设施等功能模块集成在一个预制的舱体内，可根据不同的用电需求进行灵活配置和组合。

二、设计依据

1. 国家及地方相关的电气设计规范和标准，如《GB 50052-2009 供配电系统设计规范》《GB 50053-2013 20kV 及以下变电所设计规范》等。
2. 行业内的相关技术标准和规范，如电力行业标准 DL/T 5103-1999《35kV～110kV 无人值班变电所设计规程》等。
3. 客户的具体需求和项目现场的实际情况。

三、适用范围

本方案适用于工业企业、商业建筑、数据中心、住宅小区、交通枢纽等各类场所的中低压电力供应，可满足不同规模和用电特点的需求。

四、模块组成及功能

1、高压开关模块

• 采用中压开关柜，配置真空断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等设备。
• 额定电压：10kV（可根据需求定制 6kV、35kV 等），额定电流：630A - 1250A，短路开断电流：20kA - 31.5kA。
• 具备完善的 “五防” 功能，即防止误分、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关；防止带电挂接地线或合接地刀闸；防止带接地线或接地刀闸合闸；防止误入带电间隔。
• 实现对高压侧电路的控制、保护和监测。

2、变压器模块

• 选用干式变压器，容量范围为 200kVA - 2500kVA（可根据需求定制更大容量），绝缘等级为 F 级或 H 级。
• 配置温度传感器和温控器，实时监测变压器温度，并具备超温报警和自动跳闸功能。
• 具有低损耗、低噪音、防火性能好、维护方便等优点。

3、低压开关模块

• 包含低压开关柜，配置框架断路器、塑壳断路器、接触器、热继电器、电容器等设备。
• 额定电压：400V，额定电流：根据变压器容量和实际负载需求配置，一般为 630A - 4000A。
• 实现对低压侧电路的控制、保护、计量和无功补偿功能。
• 具备三段式保护（过载长延时、短路短延时、短路瞬时），确保低压系统的安全运行。

4、智能控制模块

• 集成电力监控系统，采用智能电表、测控装置、通信管理机等设备。
• 实时监测和采集变电所的各种运行参数，如电压、电流、功率、电量、功率因数等，并上传至监控中心。
• 具备远程控制功能，可实现对断路器的分合闸操作、电容器的投切等。
• 提供故障报警功能，当系统出现异常时，能及时发出声光报警信号，并记录故障信息。
• 支持多种通信协议，如 Modbus、IEC 61850 等，便于与其他系统进行集成和数据交互。

5、辅助设施模块

• 暖通空调系统：配置空调机组或通风装置，确保舱内温度和湿度在设备允许的范围内，一般温度控制在 5℃ - 40℃，相对湿度控制在 50% - 90%。
• 照明系统：设置正常照明和应急照明，满足舱内操作和维护的照明需求。应急照明采用自带蓄电池的灯具，持续供电时间不小于 30 分钟。
• 消防系统：安装火灾自动报警装置和灭火设备，如干粉灭火器、七氟丙烷气体灭火装置等，确保在火灾发生时能及时发现和扑灭火灾。
• 安防系统：配备门禁系统、摄像头等安防设备，防止无关人员进入舱内，保障设备安全。

五、布局设计

1. 整个 E-House 预装模块化变电所采用紧凑型布局，舱体尺寸根据模块数量和设备大小进行合理设计，一般为长 6m - 12m，宽 2.5m - 3.5m，高 2.5m - 3.5m（可根据实际需求定制）。
2. 高压开关模块、变压器模块和低压开关模块依次排列在舱体内，智能控制模块和辅助设施模块布置在合适的位置，以确保操作和维护的方便性。
3. 各模块之间采用金属隔板进行隔离，防止电气故障的蔓延，同时便于设备的检修和维护。

六、电气连接

1. 高压侧采用高压电缆或母线进行连接，电缆或母线应满足相应的电压等级和载流量要求，并采取可靠的绝缘和防护措施。
2. 变压器与高压开关模块和低压开关模块之间采用铜排或电缆连接，连接方式应确保电气接触良好，并有足够的机械强度。
3. 低压侧采用低压母线或电缆进行配电，母线应进行分段设计，以提高供电的可靠性。电缆应根据负载电流和敷设方式选择合适的规格和型号。
4. 所有电气连接点应进行严格的电气测试和绝缘处理，确保连接的可靠性和安全性。

七、安装与调试

1. 工厂预制：在工厂内完成各个模块的组装、接线和调试工作，确保模块在出厂前达到最佳运行状态。对设备进行全面的电气性能测试、保护功能测试和机械操作测试等。
2. 现场安装：将预制好的 E-House 舱体运输到现场，进行基础施工和舱体就位。基础应符合设计要求，具有足够的强度和稳定性。舱体就位后，进行模块之间的连接和固定。
3. 系统调试：完成现场安装后，对整个变电所进行系统调试，包括电气性能测试、保护装置调试、智能控制系统调试等。调试合格后，方可投入运行。

八、运行与维护

1. 运行管理：制定完善的运行管理制度，配备专业的运行管理人员，对变电所进行 24 小时监控和管理。运行管理人员应定期对设备进行巡检，记录运行参数，及时发现和处理异常情况。
2. 维护保养：定期对变电所设备进行维护保养，包括设备清洁、紧固螺丝、检查电气连接、测试绝缘电阻等。按照设备厂家的要求，定期对设备进行检修和试验，确保设备性能良好。
3. 故障处理：建立故障应急预案，当变电所发生故障时，运行管理人员应立即采取措施，隔离故障点，恢复供电。同时，及时通知设备厂家或专业维修人员进行故障处理，确保故障得到及时修复。

九、质量保证

1. 严格按照相关的设计规范和标准进行设计和制造，确保产品质量符合国家和行业要求。
2. 选用优质的原材料和设备，对所有原材料和设备进行严格的检验和测试，确保其质量可靠。
3. 在生产过程中，加强质量控制，严格执行工艺流程，对每一道工序进行检验和验收，确保产品质量稳定。
4. 提供完善的售后服务，对产品实行一定期限的质保，在质保期内，对因产品质量问题引起的故障，免费进行维修或更换。