中型電動汽車充電站設(shè)計(jì)方案(國網(wǎng)電科院)

1、中型電動汽車充電站設(shè)計(jì)建設(shè)方案國網(wǎng)電力科學(xué)研究院2010.011 術(shù)語和定義交流充電樁（AC charge spots）： 指固定在地面，采用傳導(dǎo)方式為具有車載充電機(jī)的電動汽車提供交流電能，提供人機(jī)操作界面及交流充電接口，并具備相應(yīng)測控保護(hù)功能的專用裝置。非車載充電機(jī)（off-board charger）：指采用傳導(dǎo)方式將電網(wǎng)交流電能變換為直流電能，為電動汽車動力電池充電，提供人機(jī)操作界面及直流接口，并具備相應(yīng)測控保護(hù)功能的專用裝置。非車載充電機(jī)主要由交直流變換和直流輸出控制兩部分構(gòu)成，分為一體式和分體式兩種。一體式充電機(jī)（integrated charger）：指交直流變換和直流輸出控制兩部

2、分結(jié)合成一體的非車載充電機(jī)。分體式充電機(jī)（split charger）：指交直流變換和直流輸出控制兩部分分立組成的非車載充電機(jī)，它們之間通過電纜連接組成一套完整的充電機(jī)。整流柜（rectifier cabinet）：指分體式充電機(jī)中完成交直流變換的部分，一般以標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜形式提供。直流充電樁（DC charge spots）：是分體式充電機(jī)的一部分，固定在地面，提供人機(jī)操作界面及直流輸出接口的裝置。電池管理系統(tǒng)（BMS，battery management system）：監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)），對蓄電池系統(tǒng)充電、放電過程進(jìn)行有效管理，保證電池安全運(yùn)行的電子裝置。2設(shè)計(jì)依據(jù)以國家

3、電網(wǎng)公司電動汽車充電設(shè)施建設(shè)指導(dǎo)意見和國家電網(wǎng)公司電動汽車充電設(shè)施典型設(shè)計(jì)為指導(dǎo)，以電動車輛國家標(biāo)準(zhǔn)、國家電網(wǎng)公司充電站相關(guān)的6項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)規(guī)范文件為建設(shè)依據(jù),以電動汽車市場需求發(fā)展為導(dǎo)向，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，充分體現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展性和開放性。以標(biāo)準(zhǔn)化、通用化為工程實(shí)施原則，為今后充電機(jī)推廣使用奠定基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)主要參照以下標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：電動汽車相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB 50156-2002 汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范GB/T 18487.1-2001電動車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 一般要求GB/T 18487.2-2001電動車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng)電動車輛與交流/直流電源的連接要求GB/T 18487.3-2001電動車

4、輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng)電動車輛與交流/直流充電機(jī)（站）GB/T 19596-2004 電動汽車術(shù)語GB/T 20234-2006 電動汽車傳導(dǎo)充電用插頭、插座、車輛耦合器和車輛插孔通用要求QC/T 743-2006 電動汽車用鋰離子蓄電池Q/GDW 233-2009 電動汽車非車載充電機(jī)通用技術(shù)要求Q/GDW 234-2009 電動汽車非車載充電機(jī)電氣接口規(guī)范Q/GDW 235-2009 電動汽車非車載充電機(jī)通信規(guī)約Q/GDW 236-2009 電動汽車充電站通用要求Q/GDW 237-2009 電動汽車充電站布置設(shè)計(jì)導(dǎo)則Q/GDW 238-2009 電動汽車充電站供電系統(tǒng)規(guī)范YD/T 1436-20

5、06 室外型通信電源系統(tǒng)國家電網(wǎng)公司電動汽車充電設(shè)施建設(shè)指導(dǎo)意見國家電網(wǎng)營銷（2009）1561號電氣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB 50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50053-94 10kV以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50054-95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范；GB 50055-93 通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50217-2007 電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范GB 12326-2000 電能質(zhì)量電壓波動和閃變GB/T 14549-93 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波GB/T 17215.211-2006交流電測量設(shè)備通用要求、試驗(yàn)和試驗(yàn)條件SDJ 6-83 繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程DL/T448-2000 電能計(jì)量裝

6、置技術(shù)管理規(guī)程DL/T 856-2004 電力用直流電源監(jiān)控裝置JB/T 5777.4-2000 電力系統(tǒng)直流電源設(shè)備通用技術(shù)條件及安全要求JGJ 16-2008 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范電力系統(tǒng)繼電保護(hù)規(guī)定匯編（第二版）土建技術(shù)規(guī)范GB 50003-2001 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50007-2002 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50009-2001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50010-2002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50011-2001 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50016-2006 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 50017-2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50034-2004 建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB 50037-

7、96 建筑地面設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50345-2004 屋面工程技術(shù)規(guī)范GB 50057-1994 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50067-97 汽車庫，修車庫，停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 50202-2002 建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB 50204-2002 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB 50300-2001 建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB 50303-2002 建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范JGJ 50-2001 城市道路和建筑物無障礙設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ 100-98 汽車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范給排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50013-2006 室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50014-2006 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB

8、 50015-2003 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50084-2001 自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50140-2005 建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T 50106-2001給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控系統(tǒng)IEC 60870 遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)IEC 61850 變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)IEC 61968 配網(wǎng)管理系統(tǒng)接口GB 2887-2000 計(jì)算機(jī)場地技術(shù)條件GB/T 13729-2002 遠(yuǎn)動終端通用技術(shù)條件GB/T 13730-2002 地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件DL 451-91 循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約配電系統(tǒng)自動化規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則（試行）配電自動化及管理系統(tǒng)功能規(guī)范視頻監(jiān)控系統(tǒng)ISO/IEC

9、14496-2 MPEG4視音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)-視聽對象的編碼ITU-T H.323 網(wǎng)絡(luò)電視電話系統(tǒng)和終端設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)ITU H.263 視音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)CCITT G.703 脈沖編碼調(diào)制通信系統(tǒng)網(wǎng)路數(shù)字接口參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB 2423.10-2008 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程GB 12322-1990 通用型應(yīng)用電視設(shè)備可靠性試驗(yàn)方法GB 4798.4-2007 電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件無氣候防護(hù)場所使用GB 50217-2007 電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范GB 12663-2001 防盜報警控制器通用技術(shù)條件GBJ 115-87 工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范3設(shè)計(jì)方案3.1方案概述本設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)是建一座

10、中型電動汽車充電站，占地約1000平方米，包括8臺充電機(jī)，一座綜合辦公室和其他相關(guān)輔助設(shè)施。本充電站充電設(shè)備包括2臺DC500V/400A大型直流充電機(jī)用于大型車輛的慢速充電；2臺DC500V/200A中型直流充電機(jī)用于中型車輛或小型車輛充電；4臺510KW交流充電樁用于小型車輛充電。配電系統(tǒng)采用1臺400kVA干式非晶合金變壓器，高壓側(cè)采用單路常供，單母線接線方式，低壓側(cè)采用單母線接線方式，同時設(shè)置低壓備用電源。充電站占地1000平方米，充電工作區(qū)包括8個停車位，其中2個大型車輛停車位，2個中型車輛停車位橫向布置，4個小型車輛停車位縱向布置。在停車區(qū)域醒目位置設(shè)置國網(wǎng)充電站標(biāo)示。3.2一次系

11、統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)線電源采用10kV單路供電，10kV側(cè)采用單母線接線方式。高壓柜采用真空斷路器中置式開關(guān)柜(型號KYN28-12，設(shè)進(jìn)線計(jì)量柜、PT及避雷器柜、出線柜。在高壓側(cè)設(shè)置保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)；根據(jù)電動汽車充電站的特點(diǎn)，630kVA變壓器采用干式非晶合金變壓器，空載損耗為普通干式變壓器的30%左右, 極大降低空載運(yùn)行時的損耗；0.4kV側(cè)采用單母線接線方式，設(shè)進(jìn)線柜、有源濾波無功補(bǔ)償柜、出線柜，備用電源進(jìn)線柜，出線柜采用抽屜柜或固定式開關(guān)柜，低壓每路出線帶交流計(jì)量裝置。0.4kV側(cè)進(jìn)線開關(guān)和備用電源進(jìn)線開關(guān)采用MTE系列智能斷路器，具備電氣和機(jī)械連鎖功能，配置三段式保護(hù)；其余配置NS系列斷路器。3.

12、3二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)整個充電站的二次系統(tǒng)按綜合自動化配置考慮。配置一面監(jiān)控屏，屏上安裝智能通信裝置、公用測控裝置、視頻監(jiān)控裝置。智能通信裝置完成與站內(nèi)可通信設(shè)備的接入，通過通訊采集設(shè)備信息。并具備向遠(yuǎn)方控制中心傳輸信號的功能與接口。公用測控裝置主要采集0.4kV側(cè)開關(guān)的位置信號、負(fù)荷電流等，并提供一定的遙控輸出接點(diǎn)備用。10kV進(jìn)線配置微機(jī)保護(hù)，就地安裝在開關(guān)柜上，具備三段式過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、低壓保護(hù)、過壓保護(hù)等保護(hù)功能，同時具備遙測、遙信、遙控的功能?？赏ㄟ^現(xiàn)場總線接入智能通信裝置，上傳信息。3.4充電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)交流充電樁用于對具有車載充電機(jī)的電動乘用車輛的提供交流充電電源，一般系統(tǒng)簡單，占地

13、面積小，安裝方便，可安裝于電動汽車充電站、公共停車場、住宅小區(qū)停車場、大型商場停車場等室內(nèi)或室外場所，操作使用簡便，是重要的電動汽車充電設(shè)施。交流充電樁應(yīng)具備以下功能： 交流充電樁一般提供AC220V，5kW/10KW的交流供電能力 具備短路、過流、漏電、過壓、欠壓保護(hù)功能； 交流充電樁上設(shè)置指示燈或觸摸屏，顯示運(yùn)行狀態(tài)； 設(shè)置急停開關(guān)、操作按鍵等必須的操作接口； 配置多功能交流電度表，進(jìn)行交流充電計(jì)量； 可配置多種付費(fèi)方式，并可設(shè)置打印機(jī)，提供票據(jù)打印功能。直流充電機(jī)采用整流設(shè)備為電動乘用車輛的蓄電池充電，包含功率單元、控制單元、電氣接口和通訊接口，一般由整流柜、直流充電樁、連接電纜和充電連

14、接器等組成。直流充電機(jī)一般功率較大，輸出電流、電壓變化范圍較寬，可滿足不同類型電動乘用車輛蓄電池的充電需求。直流充電機(jī)可分為大中小三種基本類型： 大型充電機(jī)單臺最大功率200kW，輸出電壓范圍DC300500V，最大輸出電流400A，占用兩個800×800×2260mm的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜空間； 中型充電機(jī)單臺最大功率100kW，輸出電壓范圍DC300500V，最大輸出電流200A，占用一個800×800×2260mm的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜空間； 小型充電機(jī)由高頻開關(guān)電源模塊并機(jī)組成，單臺電源模塊最大輸出功率8.75kW，輸出電壓范圍DC150350V，最大輸出電流25A，兩

15、臺占用一個800×800×2260mm的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜空間。設(shè)計(jì)選用時，根據(jù)充電機(jī)的輸出參數(shù)要求，同型號充電機(jī)可以多個并聯(lián)工作，提高輸出功率。3.5充電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)充電站監(jiān)控系統(tǒng)作為充電站自動化系統(tǒng)的核心，主要包括充電站監(jiān)控后臺、充電機(jī)控制系統(tǒng)、配電系統(tǒng)監(jiān)控、計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)及通信管理機(jī)等。充電站監(jiān)控后臺通常由一臺服務(wù)器與兩臺工作站組成，也可根據(jù)需要增加監(jiān)控工作站與服務(wù)器數(shù)量，系統(tǒng)內(nèi)這些計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。充電站監(jiān)控后臺主要完成充電機(jī)及配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲，監(jiān)控充電機(jī)及配電系統(tǒng)的運(yùn)行；除配電站監(jiān)控SCADA功能外，還提供針對充電站系統(tǒng)的諸如智能負(fù)荷調(diào)控等高級

16、應(yīng)用功能，為充電站安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保障手段。配電系統(tǒng)監(jiān)控分為保護(hù)和測控兩個部分，負(fù)責(zé)針對充電站配電系統(tǒng)的監(jiān)控及保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，通過通信管理機(jī)與充電站后臺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換。10kV進(jìn)線變配置微機(jī)保護(hù)測控一體化裝置，具備進(jìn)線變的保護(hù)、測量和進(jìn)線變開關(guān)的遙控功能；配置一面監(jiān)控屏，安裝通訊管理裝置和公用測控裝置；公用測控裝置完成充電站配電系統(tǒng)的測控任務(wù)，主要負(fù)責(zé)采集0.4kV母線電壓、出線開關(guān)的位置信號和負(fù)荷電流，并具備低壓進(jìn)線開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的遙控功能；為了提高配電系統(tǒng)的自動化程度，實(shí)現(xiàn)配電站無人或少人值班，可在0.4kV側(cè)配置分段備自投裝置。安防系統(tǒng)完成充電站的視頻監(jiān)控以及消防、門禁和周

17、界安全的監(jiān)控，通過通信管理機(jī)獲取配電系統(tǒng)監(jiān)控及充電機(jī)的相關(guān)告警信息，用以完成視頻聯(lián)動監(jiān)控。一般由攝像機(jī)、紅外報警器、煙感報警器、門禁系統(tǒng)、輔助燈光、聲光報警器、連接電纜、監(jiān)控屏柜、嵌入式硬盤錄像機(jī)、液晶顯示器、報警主機(jī)、綜合電源、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、監(jiān)控終端等設(shè)備組成。計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主要由計(jì)量部分和計(jì)費(fèi)部分組成，計(jì)量部分由關(guān)口電表、直流電表、交流電表(含三相表與單相表以及充電站計(jì)量管理機(jī)組成；計(jì)費(fèi)部分主要由計(jì)費(fèi)工作站與服務(wù)器組成。充電站內(nèi)由用電采集終端負(fù)責(zé)采集各個關(guān)口電表、直流電表、交流電表的實(shí)時電量信息，通過本地工業(yè)以太網(wǎng)與計(jì)費(fèi)工作站通訊，將整個充電站的總電量、各充電機(jī)的每次充電電量傳送到后臺進(jìn)行處理

18、，并把電量和計(jì)費(fèi)信息存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中；通過充電站計(jì)量管理機(jī)完成與用電信息采集系統(tǒng)或上級監(jiān)控中心的通信，確保上級系統(tǒng)能夠?qū)崟r獲取充電站內(nèi)的電量信息。3.6標(biāo)識系統(tǒng)設(shè)計(jì)國家電網(wǎng)公司充電站標(biāo)識系統(tǒng)采用國網(wǎng)綠為顏色基調(diào)，應(yīng)用醒目簡潔的設(shè)計(jì)突出環(huán)保性、宣傳性、未來性的設(shè)計(jì)理念。根據(jù)設(shè)置標(biāo)識的目的，以及標(biāo)識所依附的建筑物或構(gòu)筑物的特點(diǎn)，標(biāo)識系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為遠(yuǎn)、中、近三個層次。其中，遠(yuǎn)距離標(biāo)識包括建筑、主棚架等大體量的建筑物；中距離標(biāo)識包括中小型主棚架、中小型標(biāo)識柱、LED顯示屏等；近距離標(biāo)識系統(tǒng)包括燈箱牌、小型標(biāo)識柱、圍欄廣告等。下圖是大型充電站的標(biāo)識設(shè)計(jì)實(shí)例：圖3.1充電站效果圖3.7 其它相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)充電站命名規(guī)則為：“地名”加“站名”加“充電站類型”。“充電站類型”分為：充電站、充放電站，其中：充放電站可以包括更換電池功能。例如：唐山市南湖充電站或者唐山市南湖電動汽車充電站。充電機(jī)命名規(guī)則為：“充電站名稱”加“編號”加“充電機(jī)”。例如：唐山市南湖充電站1號充電機(jī)。交流充電樁命名規(guī)則為：“地名”加“停車場名”加“編號”加“交流充電樁”?；颉俺潆娬久Q”加“編號”加“交流充電樁”。例如：唐山市南湖營業(yè)所停車場1號交流充電樁；唐山市南湖充電站1號交流充電樁。充電工作區(qū)布置在遵循國家電網(wǎng)公司電動汽車充放電設(shè)施建設(shè)指導(dǎo)意