充电站设计方案1

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1、Sino oly贵阳市云漫湖公交站充电设计方案编制人审核人批准人中聚（杭州）新能源技术有限公司2016年10月30日1术语和定义非车载充电机 (of-board charger ):指采用传导方式将电网交流电能变换为直流电能，为电动汽车动力电池充电，提供人机操作界面及直流接口，并具备相应测控保护功能的专用装置。非车载充电机主要由交直流变换和直流输出控制两部分构成，分为一体式和分体式两种。一体式充电机(integrated charger):指交直流变换和直流输出控制两部分结合成一体的非车载充电机。分体式充电机(split charger ):指交直流变换和直流输出控制两部分分立组成的非车载充电

2、机，它们之间通过电缆连接组成一套完整的充电机。整流柜(rectifier cabinet):指分体式充电机中完成交直流变换的部分，一般以标准机柜形式提供。直流充电桩(DC charge spots ):是分体式充电机的一部分，固定在地面，提供人机操作界面及直流输出接口的装置。电池管理系统(BMS， battery management system):监视蓄电池的状态(温度、电压、荷电状态)，对蓄电池系统充电、放电过程进行有效管理，保证电池安全运行的电子装置。2设计依据以电动车辆国家标准、以汽车加油加气设计与施工规范GB50156 、国家电网公司充电站相关的6项行业标准等技术规范文件为建设依据

3、，以电动汽车市场需求发展为导向，采用模块化设计方法，充分体现系统扩展性和开放性。以标准化、通用化为工程实施原则， 为今后充电机推广使用奠定基础。本设计主要参照以下标准规范：电动汽车相关技术标准GB 50156-2002汽车加油加气站设计与施工规范GB/T 18487.1-2001电动车辆传导充电系统一般要求GB/T 18487.2-2001电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流电源的连接要求GB/T 18487.3-2001电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流充电机（站）GB/T 19596-2004电动汽车术语GB/T 20234-2011电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆

4、插孔通用要求QC/T 743-2006电动汽车用锂离子蓄电池Q/GDW 233-2009电动汽车非车载充电机通用技术要求Q/GDW 234-2009电动汽车非车载充电机电气接口规范Q/GDW 235-2009电动汽车非车载充电机通信规约Q/GDW 236-2009电动汽车充电站通用要求Q/GDW 237-2009电动汽车充电站布置设计导则Q/GDW 238-2009电动汽车充电站供电系统规范NB/T 33001-2011电动汽车非车载传导式充电机技术条件NB/T 33002-2011电动汽车交流充电桩技术条件NB/T 27930-2011电动汽车非车载传导式充电机与电池官理系统之间的通信协议电

5、气技术标准GB 50052-95供配电系统设计规范GB 50053-9410kV以下变电所设计规范GB 50054-95低压配电设计规范；GB 50055-93通用用电设备配电设计规范GB 50217-2007电力工程电缆设计规范GB 12326-2000电能质量电压波动和闪变GB/T 14549-93电能质量 公用电网谐波GB/T 17215.211-2006交流电测量设备通用要求、试验和试验条件GB/T 17215.322-2008静止式有功电能表 0.2S 级和0.5S 级DL/T 856-2004电力用直流电源监控装置JB/T 5777.4-2000电力系统直流电源设备通用技术条件及安

6、全要求土建技术规范GB 50003-2001砌体结构设计规范GB 50007-2002地基基础设计规氾GB 50010-2002混凝土结构设计规范GB 50016-2006建筑设计防火规范GB 50034-2004建筑照明设计标准GB 50057-1994建筑物防雷设计规范GB 50067-97汽车库，修车库，停车场设计防火规范GB 50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范GB 50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准GB 50303-2002建筑电气工程施工质量验收规范JGJ 50-2001城市道路和建筑物无障碍设计

7、规范JGJ 100-98汽车库建筑设计规范给排水设计规范GB 50013-2006室外给水设计规范GB 50014-2006室外排水设计规范GB 50015-2003建筑给水排水设计规范GB 50140-2005建筑灭火器配置设计规范3设计方案3.1方案概述规模共计停车位30个，其中120KW 直流双充2台，60KW 直流双充8台共计10台充电 机，一座配电房和其他相关辅助设施。充电机及配电容量选择本充电站充电设备包括 10台大型直流充电机用于大型车辆的直流充电；参考图片如下:一体式充电桩双枪头配电系统采用1台1000kVA 干式低损耗非晶合金变压器，高压侧采用单路常供，单母线接线方式，低压侧

8、采用单母线接线方式，同时设置低压备用电源。场地布置充电工作区包括30个停车位，均为10-12米电动大巴停车位，10个直流充电桩和一座配电站，在停车区域醒目位置设置充电站标示，参考效果图和示意图如下。整体效果图PS3.2 一次系统设计3.2 配电系统的设计321概述在场地的一侧绿地上建设一个配电房。变压器按1台lOOOkVA 变压器进行设计，10kV损耗小，短路能力强，全密封结构，免维护，使用寿命长。配电系统包括高压开关柜、变压器、低压开关柜、无功补偿装置和微机测控装置、配电监控等几个部分。3.2.2配电容量计算充电站的规模为：120KW 直流充电桩2台，60KW 直流充电桩8台，分别布置在每两

9、辆电动大巴车末端之间。单台充电机的输入容量为:式中：P 单台充电机的输出功率;车辆充电装细节效果图充电桩的防护：1、车轮处增加停车限位 2、充电桩周围增加防撞梁接入点位置待定，变压器采用节能环保的蒸发冷却变压器或干式非晶合金变压器,该变压器ncos（公式1）一乖电*牛甲ftS 单台充电机的输入容量;cos 充电机的功率因数,取0.99 ;充电机的效率，取0.94 ;由上式计算可得各种不同容量的充电机最大输入容量为：快速充电机：S=3600/0.99/0.94=774kVA；快速充电机的同时系数为0.9，则充电设备所需的配电总容量为：774*0.9=860KVA考虑站内负荷和的冗余 1.1，则总

10、配电容量为946kVA，选用1台1000kVA 的变压器。由于所有充电机均采用了有源功率因数校正技术，交流输入功率因数大于0.99，电流谐波THD小于5%，故无功补偿装置按变压器容量的15%选取1台自动无功补偿装置。配电开关选择1、120kW 直流充电机配置空气开关3P200A，60kW 直流充电机配置空气开关3P160A，并备用两只空开预留备用，共计10只配电房电缆统计1、 10kV配电1回路，配电房输入电源，共计1路；2、 每台120kW 直流充电机交流电缆三相五线制3*70+2*351根，共计2根；每台60kW 直流充电机交流电缆三相五线制3*35+2*161根，共计8根；存在问题：电缆

11、的长度现场测量施工后再定，进线电源采用10kV单路供电，10kV侧采用单母线接线方式。高压柜采用真空断路器中置式开关柜，设进线计量柜、PT及避雷器柜、出线柜（按照电力设计部门设计为准） 。3.3二次系统设计（以电力设计部门为准）建议：整个充电站的二次系统按综合自动化配置考虑。配置一面监控屏，屏上安装智能 通信装置、公用测控装置、视频监控装置。智能通信装置完成与站内可通信设备的接入,通过通讯采集设备信息。 并具备向远方控制中心传输信号的功能与接口。公用测控装置主要采集 0.4kV侧开关的位置信号、负荷电流等，并提供一定的遥控输 出接点备用。10kV 进线配置微机保护，就地安装在开关柜上，具备三段

12、式过流保护、过负荷保护、 低压保护、过压保护等保护功能，同时具备遥测、遥信、遥控的功能。可通过现场总线接入 智能通信装置，上传信息。3.4直流充电机直流充电机采用整流设备为电动乘用车辆的蓄电池充电，包含功率单元、控制单元、电气接口和通讯接口， 一般由整流柜、直流充电桩、连接电缆和充电连接器等组成。直流充电机一般功率较大，输出电流、电压变化范围较宽， 可满足不同类型电动乘用车辆蓄电池的充 电需求。具体参数如下表:一、技术指标参数要求序号指标名称技术参数要求1输入电压三相电压范围：380VAC 15 % 单相电电压范围： 220VAC 15 %2电网频率50Hz3输出电压范围DC350V-700V

13、4输出最大电流 120A5输出路数2路6输出方式双枪7输出功率120kW/60kW8充电接口符合国标 GB_T 20234.3-2015兼容：GB/T 20234.1电动汽车传导充电用连接装置第1部分：通用要求、GB/T 20234.3电动汽车传导充 电用连接装置 第3部分：直流充电接口9BMS辅助电源类 型DC24V10BMS通讯协议符合国标 GB_T 27930-2015兼容：GB/T 27930电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通讯协议、GB/T 18487.1电动汽车传导充电系统一般要求11输出端连接充电枪电缆线长度5米12连接方式连接方式C二、性能指标参数1功率因数 0.

14、992稳流精度 1%3稳压精度 0.5%4均流不平衡度 5%5纹波系数 94%7噪声 50000小时11防护及保护IP5412散热方式强制风冷13工作环境温度-20 C +50 C14工作环境湿度5 90%15海拔高度 2000m16大气压强80kPa 110kPa17工作环境要求周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性气体及爆炸性 气体，冋时做好防雨、防雪措施。三、主要功能特点序号通用要求技术指标1人机交互功能七寸彩色显示屏：人机界面采用彩色液晶触摸屏，操作界面显示信息元整丰富，操作方便，界面友好。2多种充电方式可选择定时间充电、 定电量充电、定金额充电以及自动充满多种模式3状态指示功能在充电

15、桩上端设置了红、黄、绿三种状态指示，表示不冋 的工作状态。红灯是电源指示；绿灯是充电指示；黄灯是 故障指示4输出电压、输出电流调节功能模块通过后台监控可以调节输出电压和最大限流值5双枪输出要求两车冋时充电平均分配功率，一辆车充电按需分配功率6保护及报警功能输入过压、欠压、短路、过温保护，输出过压、过流、短路保护，绝缘接地保护、软启动、电池反接保护、连接异常保护、急停保护、报警及显示7远程通讯预留无线通信模块远程通讯接口；能通过以太网与后台监控通讯；8刷卡计费自带3.5标识系统设计充电站标识系统主要包含：1、车位的标识（用车位框标识）2、车位编号（用阿拉伯数字标识）3、充电桩地域警示标识（黑黄警

16、示框线标识）4、充电桩编号（域名+阿拉伯数字表示）3.6其它相关专业设计命名方式充电站命名规则为：“地名”加“站名”加“充电站类型”。“充电站类型”分为：充电站、充放电站，其中：充放电站可以包括更换电池功能。例如：贵州云漫电动汽车充电站。充电机命名规则为：“充电站名称”加“编号”加“充电机”例如：云漫公交充电站 1号充电机。362 总平面设计充电工作区布置在遵循国家电网公司电动汽车充放电设施建设指导意见 ，参考汽 车加油加气设计与施工规范 GB50156 中有关平面布置要求的基础上， 需要考虑大型车辆 靠近设备间，并尽量减少大型车辆与整流设备间之间距离，以降低大电流充电时的损耗。4气电混合安全

17、问题充电设备的安全性主要取决于所采用的器件。电子器件中易爆器件有：电解电容、钽电容、高压功率管、整流管等；电子器材中易产生火花的有：断路器、接触器等。在充电设备 的设计过程中应尽量规避此类器件，如必须采用此类器件应首先选取具有防爆性能的同类产 品。充电设备的安全性还取决于充电设备的防护措施。对于采用了易爆器件的充电设备，为提高其安全性，可采用密封加灌胶等封装方式。直流充电功率主机主要作用是产生高压大电流的直流电，在其内部不可避免的大量采用了电解电容、功率管、整流管等易爆器件及断路器、接触器等易产生火花的器材，对于此类主机采用灌胶密封的方式成本较高且不利于维护，安全性较差。直流充电终端机主要作用

18、是人机交互、计量计费，其内部没有功率器件，功率等级小、发热量小，易于灌胶密封，安全性较高。交流充电桩主要提供交流慢充，内部无功率器件，不会产生爆炸，但是有接触器、断路器等易产生火花的器材， 安全性一般，如采用防爆断路器和接触器，可以进一步提升其安全性。直流充电一体机主要作用是产生高压大电流的直流电的同时进行人机交互和计量计费。在其内部不可避免的大量采用了电解电容、 功率管、整流管等易爆器件及断路器、接触器等 易产生火花的器材，安全性较差，但其功率相对于直流充电功率主机来讲较小 （一般设计在 30kW 以内），热量也不大，可以采用灌胶或密封的方式提高其安全性。我司在现有产品的基础上，针对特定的应

19、用环境，对现有的软硬件设备进行了改进升级。1 ）充电终端充电终端是安装在充电现场且距离加油机最近的设备，它的可靠运行，关系到整个充电站的安全。该设备除了与汽车接驳的电连接器以外，其他部件设计上完全封闭在箱体内，与外部环境完全隔离。裸露在外的连接器触点， 设计上主要考虑充电过程中意外引起的带电插 拔，从而引起电火花的问题。 针对这一隐患，在设计中我们通过对现有硬件进行改进同时结 合相应的软件控制，确保在任何情况下， 裸露在外的连接器端子不带电，从根本上避免电火 花的产生。例如：用户在进行充电时，从充电终端上取下充电枪直到可靠地与汽车接驳的全过程，我们通过软、硬件设计双重保证充电枪头始终不会带电；如果，充电过程中，连接器与汽车意外脱开，系统将在最短时间内（小于 100mS ）保证连接器完全不带电，从而确保充电过 程的安全。