电动汽车充电站CDZ-B-1设计技术方案.doc
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1、电动汽车充电站CDZ-B-1设计技术方案技术方案表1.2-1服务车辆信息表车辆类型电池容量单次充电最大续驶里程电动公交车300Ah120km小型电动乘用车60Ah100km表1.2-2典型设计方案分类表编号设计规模供配电系统监控系统建筑面积A-15台100kW一体式充电机,1桩2充1路10kV供电,主变1630kVA箱变;10kV侧:单母线;0.4kV侧:单母线充电监控系统、计量系统67.64 m2A-220台100kW一体式充电机,1桩2充1路10kV供电,主变2 1250kVA;10kV侧:单母线;0.4kV侧:单母线分段充电监控系统、安防监控系统、计量系统160.20 m2A-320台1
2、00kW分体式充电机,1桩2充1路10kV供电,主变2 1250kVA;10kV侧:单母线;0.4kV侧:单母线分段充电监控系统、安防监控系统、计量系统227.84m2B-150台7kW交流充电桩和5台40kW一体式直流充电机,1桩1充1路10kV供电,主变1 630 kVA箱变;10kV侧:单母线;0.4kV侧:单母线充电监控系统、安防监控系统、计量系统62.30m2B-230台7kW交流充电桩和30台40kW一体式直流充电机,1桩1充1路10kV供电,主变11600kVA;10kV侧:单母线;0.4kV侧:单母线充电监控系统、供配电监控系统、安防监控系统、计量系统128.16m2B-330
3、台7kW交流充电桩和30台40kW分体式直流充电机,1桩1充1路10kV供电,主变11600kVA;10kV侧:单母线;0.4kV侧:单母线充电监控系统、供配电监控系统、安防监控系统、计量系统178.00m2备注:A-1A-3适用于电动公交车,B-1B-3适用于小型电动乘用车。编号说明图纸编号由4个字段组成:第一字段为充换电设施类型,第二字段为方案分类号,第三字段为方案内部编号,第四字段为图纸顺序号。具体含义如下(以“CDZ-A-2-06”为例说明):第一字段:表示“充换电设施类型”为电动汽车充电站,例如“CDZ-A-2-06”中下划部分示意。第二字段:表示“方案分类号”为电动汽车类型,有公交
4、车、乘用车。A代表公交车,B代表乘用车,例如“CDZ-A-2-06”中下划部分示意。第三字段:表示“方案内部编号”,由1、2、3组成,例如“CDZ-A-2-06”中下划部分示意。第四字段:表示“图纸顺序号”,例如“CDZ-A-2-06”中下划部分示意。1.1概述1.1.1 工程建设规模与设计范围(1)工程建设规模配置50台7kW交流充电桩和5台40kW一体式直流充电机,为小型乘用车提供充电服务。配置1台容量为630kVA的箱式变压器,电压等级为10/0.4kV;1回10kV进线及相应的监控、通信。(2)设计范围与分工充电站红线范围内,包括充电工艺、电气一次、电气二次及土建。1.1.2 主要技术
5、原则(1)配置50台7kW交流充电桩和5台40kW一体式直流充电机,1桩1充。(2)乘用车车位按长6.1m、宽2.8m,通道尺寸应符合相关规范要求。(3)55个车位采用四列垂直式布置,道路宽度应满足倒车或顺车进出方便。1.2总平面布置1.2.1 功能区域划分(1)功能区域分为建筑物、充电车位、箱式变压器等部分。(2)站内建筑物主要为监控室。1.2.2充电系统布置布置有55个小型乘用车充电工位,配置50台7kW交流充电桩和5台40kW一体式直流充电机,均采用户外布置,1桩1充。1.2.3 供配电系统布置配置1台容量为630kVA的箱式变压器,位于站区西北侧。1.2.4二次系统布置二次设备布置于监
6、控室内,配置1台工作站和4面屏柜,位于站区北侧。1.3充电系统1.3.1 设备选型及性能参数(1)设备选型选用40kW一体式直流充电机及7kW交流充电桩,1桩1充,采用落地式安装方式。(2)性能参数a、一体式直流充电机工作环境温度:-20+50;相对湿度:595;防护等级:IP54;电源:AC380V10%,501Hz;输出电压:DC200V-400V;输出最大电流:100A。b、交流充电桩工作环境温度:-20+50;相对湿度:595;防护等级:IP54;电源:AC220V10%,501Hz;输出电压:AC220V10%;输出最大电流:32A。1.3.2 主要功能(1)一体式直流充电机具备计量
7、功能。 具备刷卡启动、停止功能。具备运行状态、故障状态显示功能。具备充电连接异常时自动切断输出电源的功能。 具有根据电池管理系统(BMS)提供的数据,动态调整充电参数,自动完成充电过程的功能。具备通过CAN接口与电池管理系统通信,获得车载电池状态参数的功能。具备过压、欠压、过负荷、短路、漏电保护和自检功能。具有外部手动设置参数和实现手动控制的功能和界面。自带APF单元,补偿后功率因数应达到0.9以上。(2)交流充电桩具备计量功能。 具备刷卡启动、停止功能。具备运行状态、故障状态显示功能。具备充电连接异常时自动切断输出电源的功能。 具备过压、欠压、过负荷、短路、漏电保护和自检功能。1.4供配电系
8、统1.1.1供配电系统(1)供电电源接入方案采用1回10kV进线(就近接入),电缆型号采用ZC-YJV22-8.7/15-370mm2。接入工程中涉及的线路路径、通道及敷设方式根据具体工程情况实施,典设中不计列该费用。(2)负荷统计1)一体式直流充电机总容量上式中:P-充电机的输出功率; -功率因数,根据规程要求,应达到0.9以上,取0.92; -充电机工作效率,高频开关整流充电机取0.9; K-同时系数,取0.65;n-充电机数量。S=0.654050.920.9=157kVA。2)其它设施负荷(除充电机外)50台功率为7kW的交流充电机,监控、照明、空调和办公用电负荷等21kW,配置系数取
9、0.8计算。S=0.8(21+507)=297kVA。3)负荷汇总S=157+297=454kVA。(3)供电变压器容量变压器最佳负载率,取0.8;变压器总容量为:S=4540.8=568kVA设置1台630kVA的箱式变压器。(4)滤波装置每台充电机自带APF单元,补偿后功率因数应达到0.9以上。1.1.2 电气接线方案10kV、0.4kV侧均采用单母线接线;采用中性点直接接地运行方式。1.1.3 短路电流控制水平及主要设备选型(1)短路电流控制水平10kV、380V短路电流水平分别按25kA、50kA考虑。(2)主要设备选型选用箱式变压器,接线组别采用Dyn11,阻抗电压1.5%,变比10
10、22.5%/0.4kV;10kV进线采用负荷开关配合熔断器;低压侧采用框架、塑壳断路器。(3)电力电缆选型箱式变压器至户外动力箱采用ZC-VV22-0.6/1.0-42401120mm2、ZC-VV22-0.6/1.0-450125mm2电缆。1.1.4 站用电源及照明(1)站用电供电方案电力电源电压采用交流380V/220V,TN-S系统供电。(2)照明 1)主要场所照度及功率密度值照度标准参照国标建筑照明设计标准GB500342004,主要场所的照度要求、功率密度值及灯具选型如下。 工作场所照度(lx)面积(m2)照明功率密度(W/m2)灯具类型灯具数量监控室300549节能型荧光灯 23
11、6W7卫生间1008.44节能灯 16W22)光源照明光源以高效节能灯、细管三基色荧光灯为主,局部按装修需要选用其它类型的电光源,充电区使用高压钠灯,室外照明选用庭院照明灯。3)应急照明公共部位应急照明火灾时由控制模块强制点亮,办公部位应急照明集中控制,火灾时均由控制模块强制点亮。疏散指示标志、安全出口标志常亮。应急照明灯及应急疏散指示灯自带蓄电池,供电时间不小于90分钟。事故照明灯、应急照明灯及应急疏散指示灯应采用玻璃或其他不燃烧材料制作的保护罩。1.1.5 防雷接地(1)防雷在建筑物楼顶埋设避雷带,用以防直击雷。屋顶避雷带的敷设采用12圆钢在屋面组成不大于10m10m或12m8m的网格,并
12、用-506扁钢沿墙或柱多点引下(间距不大于18m)。避雷带应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。(2)接地主接地网以水平接地体为主,辅以垂直接地体,水平接地体采用-506热镀锌扁钢,垂直接地体采用636等边角钢。全站接地电阻应不大于4欧姆。低压配电采用TN-S系统,电气设备所有不带电的金属外壳均应可靠接地。1.5二次系统1.5.1 监控系统站内监控系统由站控层、间隔层构成。其中站控层部署相关服务器和工作站,负责数据处理、存储、监视与控制等;间隔层部署具备测控功能的相关设备,负责数据采集、转发,响应站控层指令。配置网络设备负责间隔层与站控层之间的可靠通讯。监控系统站控层由1台数据服务器
13、、1台通讯前置机、1台工作站、1台打印机构成。网络设备包括交换机、通信网关、集中器、网络连线等等。间隔层按功能可分为充电监控系统、安防监控系统和计量系统:(1)充电监控系统充电机、充电桩内嵌监控装置,监控装置完成面向单元设备的检测及控制功能,向站控层转发数据并接受站控层下发的控制命令。系统功能包括:a、数据采集功能采集充电机、充电桩的工作状态、温度、故障信号、功率、电压、电流等。b、控制调节功能向充电机、充电桩下发控制命令,遥控充电机、充电桩起停、校时、紧急停机、远方设定充电参数等。c、数据处理与存储具备充电机、充电桩的越限报警、故障统计等数据处理功能;系统对站内数据根据性质、重要性进行分类,
14、当数据量大时,可以根据预定策略,选择或自动屏蔽信息,保证重要信息的实时上送;系统具备对充电机、充电桩遥测、遥信、报警事件等实时数据和历史数据的集中存储和查询功能。d、事件记录具备操作记录、系统故障记录、充电运行参数异常记录、电池组参数异常记录等功能;可以对遥信变位、遥测越限、遥控操作、系统核心组件启停等事件按时间、类型、装置等分类检索。e、充电信息管理记录分析车辆动力电池组及电池单体每次充电的相关充电数据,包括充电电流电压变化曲线,电池组温度等。(2)安防监控系统由摄像头、门禁系统、各种报警器等装置组成,用以实现对站内各区域和关键设备的监视,当出现异常情况时,通过报警设备进行及时告警。安防监控
15、系统主要考虑对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候的图像监视,以满足电力系统安全生产所需的监视设备关键部位的要求,同时,该系统可实现充电站安全警卫的要求。安防监控系统监视范围如下,但不限于此:监视站内区域内场景情况;监视站内变压器等重要运行设备的外观状态;监视站内主要房间场景情况。(3)计量系统计量系统包括电网和充电设施之间的计量、充电设施和电动汽车用户之间的计量两部分。电网与充电设施之间的计量:采用高压侧计量,在10kV进线侧配置计量柜。充电设施和电动汽车用户之间的计量:采用交流侧计量,在一体式直流充电机、交流充电桩交流输入侧配置智能电表。(4)监控系统设备组屏和布置方案
16、站控层设备:1台数据服务器、1台通讯前置机布置于监控室的监控柜内,1台工作站、1台打印机布置于监控室内。网络设备:总交换机布置于监控室的监控柜内,网络交换机布置于监控室的安防柜内,通信网关布置于一体式直流充电机内,集中器布置于户外动力箱内。间隔层设备: a、充电监控系统:一体式直流充电机内嵌测控装置。b、安防监控系统:摄像头、门禁系统、各种报警器等在各区域内就地布置。c、计量系统:高压关口表布置于箱变内,智能电表布置于一体式直流充电机、交流充电桩内。1.5.2 电源系统全站设置1套电源系统,给站内各类测控装置、监控系统等供电。直流系统电压推荐采用DC220V,全所事故停电按1小时考虑,配置18
17、只20Ah/12V蓄电池、1台3kVA UPS,均布置于交直流电源柜内。1.5.3 通信系统采用三层交换机方式接入电力专网,实现监控信息的上传。电量计费信息单独由公网通信实现。根据接入系统方案,充电站应随电源线路路径新建1条到变电站的光缆。若无法实现直达光缆路由,可结合现有配电光缆网络情况,利用其他至变电站的光缆,实现迂回光缆路由。接入工程中涉及的光缆路径、通道及敷设方式根据具体工程情况实施,典设中不计列该费用。在光缆建设存在困难的地区,在保证信息安全的前提下,也可采用租用公共无线通信网络的方式。根据通信联络需要安装公网外线电话。1.6土建1.6.1概述充电站布置在现有乘用车场站内,可同时为5
18、5辆车充电,车位采用垂直式布置,车位中间道路宽度保证每个车位都可顺车或倒车进出。场地设计标高零米以下的内容不属于典型设计范围。站区场地假定条件如下:(1)站址按正北方向布置,采用建筑坐标系;(2)场地设计为同一标高; 1.6.1.1设计原始资料基本地震加速度值按0.10g考虑,地震作用按7度抗震设防烈度进行抗震计算。海拔1000m以下,非采暖区。环境等级条件:室内为一类、室外为二a类。1.6.1.2主要材料(1) 现浇钢筋混凝土结构混凝土:C25、C30用于一般现浇钢筋混凝土结构。钢筋:HPB300钢筋用于直径12mm的非预应力钢筋,HRB400钢筋用于直径12mm的非预应力钢筋。(2) 砌体
19、结构砌块:MU7.5、MU10、MU15砂浆:M7.5、M10、M15(3) 钢结构钢材:Q235B、Q345B螺栓:1.8级、6.8级、8.8级1.6.1.3站区主要技术指标站区主要技术指标表序号项目单位数量1总建筑面积m262.301.6.2站区总平面1.6.2.1站区场地概述(1)充电站布置在现有乘用车场站内,围墙、道路、大门、绿化、场地等不列入典型设计范围,不计列费用。(2)车位采用四列垂直式布置,充电机布置在车位端头,每个车位尺寸:长6.1m、宽2.8m。(3)车位间通道宽度不小于7.23m,小型乘用车可以方便的顺车或倒车进出。(4)站区建筑物设计成矩形,布置在场地东北侧。1.6.2
20、.2管沟布置站区内电缆沟布置按沿道路、建筑物、充电车位、围墙平行布置的原则,从整体出发,统筹规划,在平面与竖向上相互协调,远近结合,间距合理,减少交叉。同时应考虑便于检修和扩建。室外电缆沟可采用混凝土或钢筋混凝土结构,过道路电缆沟采用钢筋混凝土结构或电缆埋管。室外沟盖板可采用钢盖板或重载钢筋混凝土盖板。1.6.3道路与场地处理典型设计中不包含道路设计,不计列费用。1.6.4站区建、构筑物(1)站内建构筑物由建筑物、箱式变压器、充电机(桩)等组成。(2)站区建筑物设计成矩形型建筑,长宽高为8.5 m6.6 m3.6m(轴线尺寸)。建筑物装修做法:外墙面面砖,内墙面乳胶漆,地砖地面,中空玻璃,外门
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