充电站设计方案资料

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-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,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管理系统之间的通信协议电气技术标准GB 50052-95 供配电系统设计规范GB 50053-94 10kV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 地基基础设计规范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 50037-96 建筑地面设计规范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GB/T 50106-2001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： （公式1）式中：P单台充电机的输出功率； 单台充电机的输入容量； 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*35 1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*16 1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-p1%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VVkVkVUi602501160Ui30050025300Ui75010002.51221冷却方式强制风冷 22防护等级室内IP5423上位机通信接口