电动汽车平面充电站初设说明.docx

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电动汽车平面充电站初设说明

电动汽车充电站工程

初步设计

说明书

电动汽车充电站工程

初步设计

说明书

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1总论

1.1设计依据

XXX电动汽车大型充电站初步设计应遵循以下标准、规范的要求。

1.1.1国家（行业）标准

1.1.1.1电动汽车技术标准

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/T20234-2006《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》

GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》

QC/T743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》

YD/T1436-2006《室外型通信电源系统》

1.1.1.2电气技术标准

GB/T14549-1993《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》GB/Z17625.6-2003《电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制》

GB50034-2004《建筑照明设计标准》

GB50052-1995《供配电系统设计规范》

GB50053-1994《10kV以下变电所设计规范》

GB50054-1995《低压配电设计规范》

GB50060-2008《3～110kV高压配电装置设计规范》

DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》

DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》

DL/T621-1997《交流电气装置的接地》

DL/T856-2004《电力用直流电源监控装置》

GJB3855-1999《智能充电机通用规范》

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》

JJG842-1993《直流电能表检定规程》

1.1.1.3土建技术规范

GB50068-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》

GB50009-2001《建筑结构荷载规范》（2006年版）

GB50223-2008《建筑工程抗震设防分类标准》

GB50011-2001《建筑抗震设计规范》（2008年版）

GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》

GB50010-2002《混凝土结构设计规范》

GB50003-2001《砌体结构设计规范》

GB50017-2003《钢结构设计规范》

GB50016-2006《建筑设计防火规范》

GB50229-2006《火力发电厂与变电站设计防火规范》

GB50037-1996《建筑地面设计规范》

GB50140-2005《建筑灭火器配置设计规范》

GB50345-2004《屋面工程技术规范》

JGJ7-1991《网架结构设计与施工规程》

JGJ10-1999《钢网架螺栓球节点》

GB16939-1997《钢网架螺栓球节点用高强螺栓》

GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》

JGJ78-91《网架结构工程质量检验评定标准》

1.1.2公司企业标准

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》

Q/GDWZ423-2010《国家电网公司指导性技术文件》

上述所列规程、规范及技术标准，如遇国家、行业发布新标准，则应按现行最新版本执行。

1.2设计规模

1.2.1大型充电站设计

a）占地面积约1400平方米。

b）建设一幢集办公和配电间于一体的建筑。

c）配备6台充电机（2台DC500V/400A大型充电机，2台DC500V/200A中型充电机，2台交流充电桩）。

d）配电系统采用10kV双路常供，单母线接线方式；配变采用低损耗节能型变压器；0.4kV侧采用单母线分段接线，两段母线之间设分段联络柜,并设有源滤波补偿设备,减少充电站对电网的污染。

f）配备计量计费系统；配备完善的充电站监控系统；设置配电监控、充电机监控和安防监控系统；实现大型充电站的无人和少人值守运行。

1.3设计范围

1.3.1设计范围

本工程设计范围包括新建充电车位及按建设规模要求的包含10kV配电装置等的综合办公及相应的电气控制、测量、信号、继电保护、安全自动装置；站用交直流电源、电缆敷设；全站防雷接地、照明；调度通信。

与上述内容对应的土建部分：

综合办公楼；站区上下水系统、采暖、通风、消防、火灾报警、绿化设施及进站道路。

2配电系统

2.110kV配电系统

根据《国家电网公司电动汽车充电设施建设指导意见》的要求，XX大型充电站采用10kV双电源供电，10kV采用单母线接线方式，不设分段开关。

高压柜采用真空断路器中置式开关柜，设进线计量柜、母线设备柜、出线柜。

2.2配电变压器

目前电动汽车充电站负荷变化大、空载时间长，选用干式变压器，接线组别采用Dyn11，阻抗电压6.0%，变比10±2×2.5%/0.4kV。

配电变压器容量（

）选择主要根据充电站内充电机的输入功率（

）、充电机数量（

）、充电机功率因数（

）、充电机同时系数（

）及变压器最佳负荷率（

）决定。

考虑充电站配电系统安装了有源滤波补偿装置，

可以达到0.95，

为充电机工作效率，高频开关整流充电机取0.95，相控整流充电机取0.85，

取值范围0.5~0.8。

取0.8。

大型充电站按2台200kW充电机，2台100kW充电机，2台交流充电桩，选择2*500kVA容量的变压器。

2.310kV开关柜选择

10kV开关柜采用中置式开关柜，内配真空断路器，额定电流选择630A，短路开断电流及热稳定时间选择25kA/4s。

2.40.4kV配电系统

根据《国家电网公司电动汽车充电设施建设指导意见》，对于大型充电站0.4kV侧采用单母线分段接线方式，设进线柜、有源滤波补偿柜、出线柜，两段母线之间设分段联络柜。

2.50.4kV开关柜选择

根据出线断路器的容量，出线柜采用抽屉柜。

额定工作电流630A及以下的断路器，采用普通塑壳断路器。

额定工作电流630A以上的断路器，采用框架断路器。

断路器数量选择：

每台直流充电机独立设置一路出线断路器，充电站内用电回路设置一路出线断路器，通过站内交流屏分配给站内照明、空调、风机、插座等设备供电。

断路器配置辅助触点和报警开关，以便和综自系统配合工作。

低压柜、充电机（整流柜、直流充电桩）之间采用VV22（YJV22）系列电力电缆在电缆沟内敷设；综合办公室内采用BV导线穿管暗敷。

0.4kV接地系统采用变压器中性点直接接地系统，采用TN-S接地方式，接地电阻不应大于4欧姆。

2.6有源滤波无功补偿装置设计

有源滤波补偿容量计算方法为：

其中，

表示需要补偿的容量，

为整体修正系数，一般取0.5~0.8。

分别表示大、中、小型充电机的可靠系数，一般取1.05~1.20；

分别表

示大、中、小型充电机的充电效率；

分别表示大、中、小型充电机在交流电源输入端产生的谐波电流含有率（取输出电压范围内的最大值）；

分别表示大、中、小型单台充电机功率。

经计算：

S=0.8*（1.1*0.9*0.3*200*2+1.1*0.9*0.3*100*2）=142.56KVA

选择配置2台100kVA有源滤波装置。

2.7充电站防雷与接地

本工程在建筑物楼顶，棚架顶部埋设避雷带，用以防直击雷。

屋顶、棚架顶避雷带的敷设采用Φ12圆钢在屋面组成不大于10mx10m或12mx8m的网格，并用-50x5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。

充电站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50×5热镀锌扁钢，因所区占地较小，为降低接地网的接地电阻，在站内地网四角及中央设置深钻接地极。

接地材料的选择均满足热稳定要求，并已考虑腐蚀因素，接地电阻要求小于4欧姆。

3电气二次线

3.1电气二次设备的布置

本方案电气二次设备布置方式为：

10kV部分保护就地布置在10kV开关柜上（保护与测控合一），充电柜、综自柜、交直流柜、电能表柜和通信柜在二次设备室集中布置，监控后台布置在监控室，直流充电桩分散布置在充电站场地。

二次设备屏柜均采用相同外形尺寸，即高2260mm，宽800mm，深800mm。

3.2充电站监控系统

全站设置一套充电站监控系统，主要包括：

充电站监控后台、充电机控制系统、配电监控系统、计量计费系统、安防系统及通信管理机等。

3.2.1充电站监控后台

充电站监控后台由一台服务器、两台工作站、一台网络打印机及相应连接设备组成，两台工作站分别为监控工作站、计费工作站。

充电站监控后台主要完成采集、处理、存储来自充电机及配电监控系统的数据，提供图形化人机界面及语音报警功能，完成系统的数据展现及下发控制命令，用以监控充电机及配电系统的运行；除配电站监控SCADA功能外，还提供对充电站系统的诸如智能负荷调控等高级应用功能，为充电站安全、可靠、经济运行提供保障手段。

3.2.2充电机控制系统

充电机控制系统是充电机的一部分，随充电机提供，是充电机的控制中心和通信枢纽。

负责与充电站监控后台交换数据；完成充电机的充电控制；与BMS通信获取电池状态和运行信息；获取电能量信息，完成充电计费和充电过程的联动控制；将计量计费、充电机工作信息传送给直流充电桩，获取并执行直流充电桩上送的控制命令等。

3.2.3配电监控系统

配电监控系统负责针对充电站配电系统的测控及保护功能的实现，通过通信管理机与充电站监控后台实现双向数据交换。

10kV进线变配置微机保护与测控单元合一装置，且就地布置在10kV开关柜上，具备进线变保护、测量和进线变开关遥控功能。

充电站内配置1面综自柜，柜内安装通讯管理装置、公用测控装置等。

通讯管理装置负责信息的中转、管理及远传；公用测控装置完成充电站配电系统的测控任务，主要负责采集0.4kV母线电压、出线开关的位置信号和负荷电流，并具备低压进线开关和联络开关的遥控功能。

0.4kV分段柜上装设备自投装置1套，满足低压备投功能要求。

3.2.3汽车运行监控系统

汽车运行监控系统是车辆监控系统的重要组成部分，而车辆监控系统又是整个智能交通大系统的一个关键组成部分。

智能车辆系统是电子技术、计算机技术等各种技术的综合体，它包括了车载定位导航系统、车距自动保持系统、周边车辆危险报警系统、自动驾驶技术、车载监控系统、声控技术等系统和技术。

本方案首先对车载监控系统中必不可少的两个技术——定位技术和通讯技术进行讨论和选择。

通过从可实现性、应用广泛程度、成本等方面考虑，分别选择了GPS定位技术和中国移动的通讯网络，系统终端接收GPS接收机发出的NMEA格式的定位数据，从中提取所需的经度、维度等信息；采集车身的开关量信息；并控制GSM／GPRS模块把这些信息以SMS／GPRS两种服务形式发送给监控中心，保证了系统在恶劣的网络环境中也能工作。

在车载终端的软件部分，采用嵌入式操作系统+硬件驱动+应用程序，提高了系统的可靠性。

3.2.4安防系统

全站设置一套由视频监控实现的综合安全防范系统（包括消防、门禁和周界安全监控），通过通信管理机获取配电监控系统及充电机的相关告警信息，用以完成视频联动监控。

3.2.5计量计费系统

计量计费系统主要由计量部分和计费部分组成，计量部分由交、直流电能表及电能量终端服务器组成；计费部分主要由计费工作站与服务器组成。

本期配置电能表柜1面，其中包括1台电能量终端服务器。

网供计量：

高供高计，按10kV母线设置三相三线多功能电能表，计量精度为0.5S级，安装于10kV计量柜内，电能量信息实时传输至电能量终端服务器。

由于直流计量标准尚未出台，直流充电机和电动汽车之间计量暂由直流充电机交流侧计量实现。

直流充电机交流侧设置三相多功能交流电能表，电能量信息实时传输至充电机和电能量终端服务器，用于后台计费系统计算、存储以及充电桩人机接口的显示。

站内所有电能表精度统一为有功0.5S，无功2.0级。

3.2.6通信管理机

通信管理机是充电站监控系统的通信核心，负责配电监控系统、充电站监控后台、安防系统、计量计费系统及充电机之间的数据交换；负责向安防系统转发报警信号实现视频监控联动；负责向充电站上级监控系统转发本站相关信息。

3.2.7对时系统

在监控柜上装置GPS对时系统一套，以满足站内监控系统、计费系统的对时要求。

3.3防误操作

10kV采用柜内机械防误。

3.4抗干扰措施及二次电缆的选择

10kV所有保护均为微机保护，监控系统也是由计算机和微机型测控装置组成。

这些设备的工作电压很低，一次系统的操作、短路、雷电侵袭所产生瞬变电磁场通过静电耦合、电磁耦合、传导耦合等形式，极易对二次回路形成干扰，造成设备误动作或损坏。

另外二次回路本身如直流回路中电感线圈的开断所产生高电压，也会对电子设备产生干扰。

为此，除要求这些设备本身具有一定的抗干扰能力外，还采取下列抗干扰措施：

不同电平的回路，不合用同一根电缆；

电缆沟内上部设置接地线，接地线与主接地网多点连接；

高频同轴电缆应在两端分别接地，并紧靠高频同轴电缆敷设截面不小于100mm2两端接地的铜导线；

所有电流互感器、电压互感器的二次回路接地均按有关反事故措施规定执行。

除以上措施外，最有效的方法是选用屏蔽性能优越的电缆，根据电力系统反措要点，用于微机型保护的电流、电压和信号的引入线，所有二次控制电缆选用屏蔽电缆。

3.5交直流系统

全站设置一套直流系统，用于站内一、二次设备保护及各类控制系统等的电源。

直流系统电压为220V，全站事故停电按2小时，容量为65Ah。

直流系统采用单母线接线，带一套充电装置和一组蓄电池，充电装置采用高频开关电源，模块电流为3×10A。

直流充电及馈线等设备组柜布置。

直流电源柜内设DC220V/DC48V40A变换模块2只，用于提供光端机等通讯设备的电源。

本站设置UPS电源装置一台，容量为3KVA，为计算机监控系统提供不间断电源。

本站设置交流站用电屏一面，站用电源分别从400VI段母线上提供。

交流站用电用于站内照明和动力、空调以及开关柜内电源用电。

3.6充电机

设置大型充电机（DC500V/400A）2台，中型充电机（DC500V/200A）2台,直流充电桩随充电机配套供应；设置交流充电桩2台，交流电源从站内380V交流充电桩电源柜引接。

3.7电缆敷设

电缆采用电缆沟和穿管敷设方式，电缆防火按国家标准GB50217电缆防火与阻燃要求及《江苏省电力公司电缆防火封堵标准》实施，

费用列入概算。

本工程由配电装置至二次设备室的微机保护、测控的电流、电压、控制及信号电缆均采用屏蔽电缆；交直流馈线电缆要求采用阻燃电缆。

3.8电能质量监测

为监测充电站的用电负荷对电网的影响，充电站上一级变电站或配电设施需装设电能质量监测装置。

3.9通信部分

3.9.1本变电站通信方案

本设计的调度通道建设方案依据XX市电力信息网光纤环网的现状，将10kV充电站就近环入XX市电力信息网光纤环网，主备通道均为光纤通信。

调度电话、远动通道组织方案：

新建10kV充电站至110kVXX变12芯ADSS光缆3公里（沿10kV线路架设），沿电缆管道敷设普通光缆2公里，将10kV充电站由XX变环入XX市电力信息网光纤环网。

3.9.2通信设备

接口模块配置

本设计在充电站与相关变电站间分别配置智能化PCM复接设备的话音通道板、模拟通道板等用户接口模块，以解决充电站的电话、远动信息、视频监控等信号传输。

通信设备配置

光通信设备选择与XX市电力信息网设备保持一致。

充电站配置1台622Mb/SSDH光传输设备，2台PCM接入设备，另外配置1套光配ODF、1套数配DDF、2套音配VDF，组成1面通信设备柜和1面综合配线柜。

站内设程控电话及市话各一部，不设站内小总机。

3.9.3通信组屏方案

本变电站配置1面通信设备柜和1面综合配线柜。

3.9.4通信电源

通信电源采用48V直流电源，电源考虑由直流电源的DC/DC模块提供，选用通信专用48V/20A电源模块两块，不设专用通信电源。

4总平面布置

4.1概述

a）充电桩结合停车位进行建设，根据停车位的分布进行优化布置，有利于供电线路的敷设。

b）平面充电站包括站内建筑、站内外行车道、充电设备区、临时停车区及供电设施等。

充电站的总体规划应与当地城镇规划相协调，并应符合环境保护和防火安全的要求，对充电站站区、进出线走廊、给排水设施、防排洪设施、站内外道路等合理布局、统筹安排，充分利用就近的供电、交通、消防、给排水及防排洪等公用设施。

c）充电站的建设规模为大巴，中巴，轿车各两台，采用双列式布置，中间行车道按行驶车型双向通行考虑。

4.2站区总布置与交通

4.2.1规划与交通

a）充电站单独设置出入口，在出入口之间适当位置设置国家电网公司统一标识。

b）方案给出了站主标识立牌，出入口灯箱等的示意位置，实际工程中可根据需要适当调整。

4.2.2站区总平面布置

a）停车位布置应靠近充电设备以便于充电，同时不应妨碍其它车辆的充电和通行。

b）充电站总平面参考Q/GDWZ423-2010《国家电网公司指导性技术文件》中大型充电站宽松型总平面布置图，采用竖向分行布置，行间留车道。

此种布置有利于大型车辆顺行出入，无需倒车。

c）充电设备之间的净间距按行驶车型的宽度两侧各加宽0.75m考虑；充电停车位的长度按行驶车型的长度两端各加长1.5m考虑；充电设备布置在两个充电停车位之间，应能方便行驶车型的进入、驶出以及停放，并且尽可能提高充电站设施以及充电操作过程中行驶车型及操作人员的安全性。

d）充电站中间行车道宽度满足行驶车型双向通行的要求。

e）停车场交流充电桩的布置不能影响车辆正常的行驶和停靠，同时要采取保护设备的措施，以避免被车辆碰撞。

4.2.3竖向布置

站区竖向设计采用平坡式，且坡向充电站外侧，场地内排水坡度不宜小于0.5%且不大于5%。

站内建筑室内外高差为0.30ｍ。

4.2.4站内外道路

a）充电站站内单行车道宽度不应小于3.5m，双行车道宽度不应小于6m，站内行车道转弯半径按行驶车型确定，且不宜小于9.0m；道路坡度不应大于6％，且宜坡向站外。

b）充电站站外行车道（引道）宽度不应小于4.0ｍ，转弯半径按行驶车型确定，且不宜小于9.0m；道路坡度不应大于6％。

c）充电站站外行车道（引道）型式为城市型混凝土路面。

d）充电站站内行车道与充电设备区地坪整体考虑，采用素混凝土地面。

e）设计荷载：

充电站站内、外行车道及充电设备区均按汽—15级考虑。

4.2.5绿化

充电站根据实际情况可在适当位置种植适合本地的观赏植物及草坪。

5站内建筑

5.1平面部分

a）充电站办公楼沿场地的短边布置，位于场地西侧，呈“一”字型平面，办公楼主要设置营业厅，监控用房，配电间及卫生间等功能用房。

b）停车区设置停车棚，遮风避雨。

入口处设标识柱。

横截面为等边三角形，边长为2米。

c）办公楼的层高为4米，主棚架的高度为7.8米，入口处标识柱的高度为8.8米。

5.2建筑立面

a）充电站办公楼造型简洁大方，体型规整。

外部覆以穿孔铝板。

b）电站办公楼的色彩采用国网标识的白，绿两色的主色调，建筑下部为绿色，渐变到上部的白色，简洁而又富有变化。

c）主棚架体量大，造型简洁。

6结构

XX电动汽车充电站建筑结构的安全等级为二级，结构重要性系数为1.0。

结构的设计使用年限50年。

6.1主要设计参数

站址区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值取0.15g，建筑抗震设防类别为标准设防类（丙类），按7度抗震措施进行设防。

工程所在地50年一遇基本风压0.40kN/m2；50年一遇基本雪压拟取0.45kN/m2。

地基基础设计条件详见具体工程岩土工程勘探资料。

6.2生产综合室结构

生产综合楼为单层建筑，鉴于该房屋跨度较大，且配电室、营业厅等较为空旷，拟采用现浇钢筋混凝土框架结构，并根据需要局部设置构造柱。

框架填充墙厚度240mm，屋面为现浇钢筋混凝土梁板体系，混凝土强度等级采用C5或C30，钢材采用HPB235、HRB335级钢。

生产综合楼基础根据具体工程地质资料酌情采用天然地基方案或采用人工地基方案，应加强房屋上部结构及基础的整体刚度以控制房屋基础不均匀沉降。

配电室内变压器基础采用现浇钢筋混凝土块式基础；生产设备间内的电缆沟坑采用C25素混凝土浇筑或采用MU10烧结非粘土砖、M7.5水泥砂浆砌筑。

6.3主罩棚结构

XX电动汽车大型充电站充电区设置的多点点支承大跨度主罩棚（主要考虑遮风、遮阳、避雨功能），拟采用螺栓球节点钢网架结构，网架顶部采用轻钢有檩体系，上覆轻型屋面板，网架板的选型建议综合考虑材料的耐久性、承重强度、施工方便、日后维护及南方地区的防晒要求等因素。

充电站主罩棚网架平面位置详见站区总平面布置图所示，罩棚支柱柱网尺寸初定为27mx40m，网架的外悬挑长度可取支柱跨度的1/3∽1/4。

网架杆件选用符合GB700标准的Q235B钢，可采用无缝钢管或高频焊接钢管；螺栓钢球采用符合GB699标准45号钢锻造；配置40Cr高强螺栓；封板、锥头材质应符合GB700标准的Q235B钢。

网架零部件均须彻底除锈后，采用底漆两度、面漆两度措施进行防腐处理，钢结构防腐涂料的色彩、选择由具体工程择优选型，防腐涂料应作可焊性试验。

网架支柱高度为7.8m，采用钢管柱，钢材采用HRB335、HRB400级钢。

网架采用下弦支承方式（可带柱帽），支座点设在圆柱顶部。

支柱基础根据具体工程岩土工程勘探资料、上部网架的设计计算，采用桩基处理方案，以确保安全。

钢网架结构罩棚方案适用于罩棚面积较大且无台风的站区；凡风荷载或雪荷载较大、存在各类腐蚀性环境的站区，罩棚方案须另行设计。

6.4其他构筑物

a）充电设备（充电机、充电桩）基础采用C25混凝土块式基础。

b）围栏采用通透式不锈钢或铁艺围栏，围墙基础系砌体条形基础，采用MU10烧结非粘土砖、M7.5水泥砂浆砌筑。

c）室外电缆沟采用MU10烧结非粘土砖、M7.5水泥砂浆砌筑或采用C25素混凝土浇筑；电缆支架采用成品玻璃钢支架，电缆沟盖板采用成品沟盖板。

电缆沟穿外墙处用电缆沟阻火墙封堵。

d）充电站标识柱基础暂定为采用桩基。

7装修标准

7.1室内装修

7.1.1设备房间室内装修

内墙面：

除卫生间采用卫生瓷片外，其余房间均为水泥砂浆抹光、中等白色乳胶漆饰面。

地面：

除卫生间采用防滑地板砖、监控室采用防静电活动地