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当前位置:首页 > 机械/制造/汽车 > 汽车理论 > 开发区充电站设计方案20180803
开发区充电站设计方案制定:左少国审核:批准:广州锐速智能科技股份有限公司2018.08.031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和测量,现场共计车位38个(目前可利用的车位),每2个车位配置一台直流充电装置,共计19台充电机(120KW:17台;180KW:2台),一座配电房(变压器容量:2550KVA)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19台DC120KW大型双充直流充电机用于中大型车辆的直流充电;参考图片如下:(一体式直流充电桩双枪头,样机图片仅供参考,具体机型以订单为准)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38个停车位,为10-17米电动大巴停车位,19台双充直流120KW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,整体布局图(详细请参考完整布局图)、参考效果图和示意图如下。整体布局图(详细请参考完整布局图)整体效果图车辆充电区域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 在场地的一侧地面上建设一个配电房。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:直流充电桩共计19台(120KW直流充电桩17台,180KW直流充电桩2台),分别布置在每两辆电动大巴车或物流车末端之间。单台充电机的输入容量为:ϕcosηSP=(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;ϕcos—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昀大输入容量为:120kW快速充电机:S=120000/0.99/0.94*17=2192.134107kVA;180kW快速充电机:S=180000/0.99/0.94*2=386.84719536kVA;总和:19台直流快充(17台120kW快速充电机+2台180kW快速充电机)=2578.9813024kVA19台直流快充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:2578.9813024*0.9=2321.0831722KVA考虑站内负荷和的冗余1.1,则总配电容量为2321kVA,选用1台4000kVA的变压器。已知该充电站原有的变压器容量为(现有可利用的):2550KVA,符合建站配电容量要求。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、每个直流充电机(120kW直流充电机和180kW直流充电机)配置空气开关3P200A,并备用两只空开预留备用,共计21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(380V交流输入):三相五线制:宜选用3*95mm2+2*50mm2,1根,共计17根;(也可选用4*70mm2+1*35mm2的线缆),详细如下:3、每台180kW直流充电机交流电缆(380V交流输入):三相五线制:宜选用4*120mm2+1*70mm2,1根,共计2根;(也可选用3*120mm2+2*70mm2的线缆)详细如下: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AC380V±15%50Hz±10%(3P+N+PE)2额定输出电压及显示分辨率DC750V(0.1V)3额定输出电流及显示分辨率160A(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≥0.98(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(DC200V~DC750V)11输出电流调节范围10%~额定电流值连续可设定(≤240A)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下图所
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