充电站设计方案

中海油设计建设方案（一）制定：审核：批准：鼎充能源科技南京有限责任公司2016.51术语和定义非车载充电机（off-boardcharger）：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（integratedcharger）：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（splitcharger）：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机，它们之间通过电缆连接组成一套完整的充电机。整流柜（rectifiercabinet）：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（DCchargespots）：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，batterymanagementsystem）：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,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GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》GB/T18487.1-2001《电动车辆传导充电系统一般要求》GB/T18487.2-2001《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/T18487.3-2001《电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流充电机（站）》GB/T19596-2004《电动汽车术语》GB/T20234-2011《电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求》QC/T743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》Q/GDW233-2009《电动汽车非车载充电机通用技术要求》Q/GDW234-2009《电动汽车非车载充电机电气接口规范》Q/GDW235-2009《电动汽车非车载充电机通信规约》Q/GDW236-2009《电动汽车充电站通用要求》Q/GDW237-2009《电动汽车充电站布置设计导则》Q/GDW238-2009《电动汽车充电站供电系统规范》NB/T33001-2011《电动汽车非车载传导式充电机技术条件》NB/T33002-2011《电动汽车交流充电桩技术条件》NB/T27930-2011《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》电气技术标准GB50052-95《供配电系统设计规范》GB50053-94《10kV以下变电所设计规范》GB50054-95《低压配电设计规范》；GB50055-93《通用用电设备配电设计规范》GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》GB12326-2000《电能质量电压波动和闪变》GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》GB/T17215.211-2006《交流电测量设备通用要求、试验和试验条件》GB/T17215.322-2008《静止式有功电能表0.2S级和0.5S级》DL/T856-2004《电力用直流电源监控装置》JB/T5777.4-2000《电力系统直流电源设备通用技术条件及安全要求》土建技术规范GB50003-2001《砌体结构设计规范》GB50007-2002《地基基础设计规范》GB50010-2002《混凝土结构设计规范》GB50016-2006《建筑设计防火规范》GB50034-2004《建筑照明设计标准》GB50037-96《建筑地面设计规范》GB50057-1994《建筑物防雷设计规范》GB50067-97《汽车库，修车库，停车场设计防火规范》GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50300-2001《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50303-2002《建筑电气工程施工质量验收规范》JGJ50-2001《城市道路和建筑物无障碍设计规范》JGJ100-98《汽车库建筑设计规范》给排水设计规范GB50013-2006《室外给水设计规范》GB50014-2006《室外排水设计规范》GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》GB50140-2005《建筑灭火器配置设计规范》GB/T50106-2001《给水排水制图标准》3设计方案3.1方案概述3.1.1规模根据对现场的实际考察，现场共计车位100个，其中120KW直流双充16台，120KW直流四充4台，60KW直流双充20台共计40台充电机，一座配电房和其他相关辅助设施。3.1.2充电机及配电容量选择本充电站充电设备包括40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4000kVA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，低压侧采用单母线接线方式，同时设置低压备用电源。3.1.3场地布置充电工作区包括100个停车位，均为10-12米电动大巴停车位，40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3.2一次系统设计3.2配电系统的设计3.2.1概述在场地的一侧绿地上建设一个配电房。变压器按1台4000kVA变压器进行设计，10kV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20台，60KW直流充电桩20台，分别布置在每两辆电动大巴车末端之间。单台充电机的输入容量为：cosηSP（公式1）式中：P—单台充电机的输出功率；S—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=3868kVA；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：3868*0.9=3481KVA考虑站内负荷和的冗余1.1，则总配电容量为3829kVA，选用1台4000kVA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%选取两台自动无功补偿装置。3.2.3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40只3.2.4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20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20根；存在问题：电缆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充电机系统设计3.4.1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：序号项目技术指标1输入电压输入：交流三相380V±15%50Hz±10%2额定输出电压及显示分辨率750V（0.1V）3额定输出电流及显示分辨率120A（0.1A）4输出纹波Vp-p≤1%5输出电压控制稳定精度≤0.5%（40%-100%电压时测量）6输出电流控制稳定精度≤1%（10%-100%额定电流）7工作效率≥94%（50%-100%额定功率时）8功率因数≥0.99（50%-100%额定功率时）9总谐波电流≤5%（50%-100%额定功率时）10输出电压调节范围50%～额定电压值连续可设定11输出电流调节范围10%～额定电流值连续可设定12输出电压、电流设定触摸屏设定和BMS通讯自动设定13冗余具有可热插拔替换14均流度≤3%15保护功能输入过压保护（115%），输入欠压保护（85%），输出过流保护，输出过压保护，输出欠压保护，过热保护，短路保护，输出反接保护，急停功能，联锁功能16人机交互功能电池类型，充电电压，充电电流，电能量计量信息，人工输入显示信息，故障信息，电池温度，充电时间17计量功能对输出电量进行计量（Wh）18三防保护防潮湿，防霉变，防盐雾19工作方式长期满负荷连续工作20安全指标额定电压Ui绝缘电阻测试仪器的电压等级（≥10M）工频耐压试验电压冲击耐压试验电压VVkVkVUi≤602501160＜Ui≤30050025300＜Ui≤75010002.51221冷却方式强制风冷22防护等级室内IP5423上位机通信接口支持RS485/RS232/CAN2.0B（标配）GPRS/以太网通讯（选配）；能和BMS（电池管理系统）通讯控制充电24显示精度≤±1%±1个字（计量范围5％～100％额定值）25电源适用负载特性铅酸电池、锂电池、镍氢电池26环境条件使用环境温度：-20℃～50℃相对湿度：5%～95%存储温度：-40℃～80℃海拔高度不超过2000米27MTBF≥10000H(置信度85%)28扩展功能通过多种通讯接口同充电站的监控系统连接，进行集中管理和监控。29定制功能具有充电时间预约功能：可以预约充电开始时间具有双枪头自动切换功能：一台车辆充电结束后自动切换至另外一辆车充电，无需人员值守。3.5充电桩的地基充电桩的尺寸如图所示：充电桩尺寸约：宽：650深：710高：1950考虑到雨水的浸泡和防水要求，建议浇筑地基，其尺寸为：要求：1、地基尺寸，宽750mm*长600mm*深800mm，突出地面300mm2、地基需用C25混凝土浇筑3、固定螺杆高出浇筑满30mm，直径M8螺栓4、预埋穿线管，PVC管材，直径40mm5、地基旁边留地井，方便接电缆线3.6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（黑黄警示框线标识）4、充电桩编号（域名+阿拉伯数字表示）3.7其它相关专业设计3.7.1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：广东惠州电动汽车充电站。750mm750mm充电机命名规则为：“充电站名称”加“编号”加“充电机”。例如：惠州公交充电站1号充电机。3.7.2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