高速路充电设施设计说明.docx

高速路充电设施设计说明
目录
1.1总的部分2
1.2 变配电部分3
1.3监控及保护7
1.4通信部分LL
1.5 土建部分L2
1.6技经部分L4
1.1总的部分
建设规模
高速路充电设施建设规模见表。
表高速路充电设施建设规模
序号
项目
建设规模
备注
1
非车载充电机
本期规模：60kWx4台，终期规模：60kWx8台，输出电压350 - 7V输出电流2-120A

2
变压器
箱式变压器：1 x 630kVA

3
户外落地式低压配电箱
1. 本期规模：XL-21 In=4A 一进六出动力配电箱，1台
2. 终期规模：XL-21 In=4A 一进六出动力配电箱，2台

方案特点及适用范围
(1) 主要技术特点
主要技术特点见表。
表主要技术特点表
序号
项目名称
主要技术特点
方案一
方案二
1
方案名称
高速路充电设施(一体式充电桩布置)
高速路充电设施(分体式充电桩布置)
2
电气接线
中压配电系统采用单母线接线，低压配电系统采用单母线接线
3
主要设备选型
采用有源功率因数校正装置的一体式结构非车载充电机，变压器选用箱式变压器，户外落地式配电箱采用XL-21型户外配电箱
采用有源功率因数校正装置的分体式结构非车载充电机，变压器选用箱式变压器，户外落地式配电箱采用XL-21型户外配电箱
4
总平面布置
无功能房间，充电车位呈一字型布置
无功能房间，充电车位呈一字型布置
5
建筑形式
钢模结构，一期按终期配置

充电车位数
本期4个，终期8个

(2) 适用范围
适用于为小型电动汽车快速充电服务的充电站。
主要技术经济指标
主要技术经济指标见表。
表主要技术经济指标
序
号
项目
特点
备注
高速路充电设施（一体式充电桩布置）
高速路充电设施（分体式充电桩布置）
1
站内占地面积
512
512

2
充电棚建筑面积
72
72

3
站内道路面积
250
250

4
静态投资
198.84万元
203.29万元

5
单位造价
4142.5 元/kW
4235.21 元/kW

1.2变配电部分
电气主接线
（1）中压配电系统
中压配电系统采用单元接线，在箱变内设进线单元、变压器单元。
（2）低压配电系统
低压配电系统采用单母线接线，设户外落地式低压开关柜。
充电站负荷计算
（1）非车载充电机总负荷°
, P 、
(1. 2. 2-1 )
S K n （）cos
（2）站内总负荷
(1.2.2-2 )
S S S
Nn
式中：P ―单台非车载充电机的输出有功功率（kW）;
S --非车载充电机的输出总负荷（kVA ）;
C0S 一非车载充电机功率因数，取0.98;
1--非车载充电机效率，取0. 93;
K 一非车载充电机需要系数，取0. 75;
S --充电站其它负荷(kVA);
n
I --充电站总负荷(kVA) I
N
(3) 非车载充电机总负荷
, P 、
S K n ()
cos
(1. 2. 2-3 )
0. 75 8 (
60
0. 93 0.
98

395.kVA
(4) 充电站总负荷计算
充电站总负荷计算见表。
表充电站总负荷计算表
序号
用电设备名称
装设功率(kW)
需要系数
(Kx)
功率因数
(cos
有功功率(kW)
无功功率
(kVar)
视在功率(kVA)
备注
1
#1〜8非车载直流充电机
480.0
0.750
0.98
360.0
73.1
367.3
8*60
2
照明
10.0
0.9
0.90
9.0
4.4
10.0

3
视频监控
15.0
0.8
0.85
12.0
7.4
14.1

4
其他
5.0
0.9
0.85
4.5
2.8
5.3

5
合计
510. 0
0.76
0.98
385.5
87.7
395.3

6
同时系数：Kep=1.

385.5

7
Keq=0. 97

85.1

8
电容器补偿功率

0.0

9
补偿后合计
510.0
0.76
0.98
385.5
85.1
394.77

10
变压器选择

630.

11
变压器负荷率

62.7%

主要电气设备和导体选择
(1) 主要电气设备选择
主要电气设备选择见表。
表主要电气设备选择表
序号
名 称
规 范
备注
1
箱式变压器
外壳防护等级：不低于IP44;
额定容量：1 x 630kVA;
电压比：10±2x2.5%/0.4kV ;
短路电压：4.5%;
连接组别：D, yn11;
配温度测量及控制装置；
10kV侧：1个进线单元，1个变压器单元(可预留1进线单元)；
0.4kV侧：1个计量进线单元，1个出线单元，
2
户外落地式低压配电箱
XL-21, 一进六出动力配电箱：
额定电流4A，分断能力50kA
进线选用塑壳断路器，配置瞬时、短延时、长延时保护、
接地保护装置；
出线选用塑壳断路器，配置瞬时、过负荷保护；
进线选用塑壳断路器，配置瞬时、短延时、长延时保护、接地保护装置；出线选用塑壳断路器，配置瞬时、过负荷保护；
3
非车载充电机
成套配置有源功率因数校正装置；额定功率：60kW,功率因数：0.98;
输出电压：350 - 7V,输出电流：2-120A
采用APFC配置；一体式，一机一枪，IP54;

(2) 导体选择0.4kV和10kV导线主要满足额定电流要求、还需满足动、热稳定要求。
导体选择见表。
表导体选择表
电压
(kV)
名称
导体选择
备注
10
公共电网至箱变进线单元
ZR-YJV22-8.7/15kV-3 x 3mm2

0.4
箱变低压出线单元至户外落地式配电柜
ZR-YJV22-0.6/1kV-4 x 120 +1 x 70 mm2

户外落地式配电柜至非车载充电机
ZR-YJV22-0.6/1kV-4 x 35+1 x 16mm2

电气总平面布置
充电站场地(长X宽=44m X 15m )呈单列布置，站区南侧临市政路，充电
区充电车位一字型布置，此方案无任何功能房间；
本期设置4个充电车位，终期设置8个充电车位，土建按终期设计。充电操作终端设置在室外充电车位旁。
为便于设备运行维护及减少占地面积，选择箱式变压器作为充电站电源点，
10kV及380V设备按最终规模一次建成。
站用电及照明
(1) 站用电
站内动力及照明电源引自低压开关柜，对非车载充电机和较为重要的用电设施，采用放射式
接线方式。对容量较小或非重要负荷，采用链式接线方式。
(2) 照明
设工作照明，布置于充电棚下方，以节能日光灯为主，广告灯箱内设节能灯。
照明灯具采用节能环保型产品。
电缆敷设
电缆敷设原则：
(1) 箱式变压器10kV进线电缆采用穿管敷设；
(2 )变压器低压侧至户外落地式配电柜动力电缆采用电缆沟敷设；
(3) 户外落地式配电柜至非车载充电机电缆采用电缆沟敷设；
防雷接地
(1) 防雷
充电站的防雷与接地应满足GB 557《建筑物防雷设计规范》、DL/T 621
《交流电气装置的接地》、DL/T 620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的有关规定。
充电站内建筑物属于第三类防雷建筑物。防直击雷和雷电波侵入的措施如下:
1）防直击雷:充电棚采用钢结构的建筑形式，直击雷可通过钢构架、接地极与大地构成泄放通道、接地极采取热镀锌材料。
2）防雷电波入侵：高压进出线宜采用电缆埋地敷设方式。与10kV架空线路连接的电缆，当电缆长度大于50m时，应在其两端装设避雷器；当电缆长度不大于50m时，可在线路变换处一端装设。避雷器接地端应与电缆外皮连接，并应与电气设备的接地装置可靠连接。二次设备依据《AA电网公司变电站二次系统防雷接地规范》的要求配置相应的交直流电源SPD和信号SPD。
（2）接地
低压配电网采用直接接地，采用TN-S接地方式。
充电站的防雷接地、防静电接地、电气设备工作接地、保护接地及信息系统共用接地装置，接地电阻不大于4Q。户外接地以环形水平接地体为主，辅以一般性垂直接地极。水平接地体采用①16镀锌圆钢，垂直接地极采用Z 50x5镀锌角钢。
1.3监控及保护
充电监控系统
充电监控系统具备数据采集、控制调节、数据处理与存储、事件记录、报警处理、设备运行管理、用户管理和权限管理、报表管理与打印功能，包括以下方面：
（1）数据采集功能：采集非车载充电机工作状态、温度、故障信号、功率、电压、电流、电量等。
（2）控制调节功能：向充电设备下发控制命令，遥控起停、校时、紧急停
机、远方设定充电参数等。
（3）数据处理与存储：具备充电设备的越限报警、故障统计等数据处理功能；
具备充电过程数据统计等数据处理功能；具备对充电设备的遥测、遥信、遥控、报警事件等实时数据和历史数据的集中存储和查询功能。
（4）事件记录：具备操作记录、系统故障记录、充电记录（时间、电量）、充电运行参数异常记录、电池组参数异常记录等功能。
（5）报警处理：提供图形、文字、语音等一种或几种报警方式以及相应的报警处理功能。
（6）设备运行管理：具备对设备运行的各类参数、运行状况等进行记录、统计和查询的功能。
（7）用户管理和权限管理：系统根据需要，规定操作员对各种业务活动的使用范围、操作权限等。
（8）报表管理与打印功能：用户可根据需要定义各类日报、月报及年报，并具有定时/召唤打印等功能。
（9）可扩展性：系统应具备较强的兼容性，以完成不同类型充电设备的接入。
监控主机应能实时的采集及保存充电设备的相关电量数据、充电特性数据、故障信息等，并能自动的对相关的信息进行分类处理，自动的生成相关报表。系统构成
（1）系统结构
1）充电站监控系统由站控层、间隔层两部分组成，并用分层、分布、开放式网络系统实现连接。
2）站控层由计算机网络连接的系统主机及工作站构成，提供充电站内运行各系统的人机界面，实现相关信息的收集和实时显示、设备的远方控制、以及数据的存储、查询和统计等，并可与相关系统通信。站控层设备集中布置于监控室内。
3）间隔层由站内充电机监控单元、测控装置、间隔层网络设备和各种网络、通信接设备等构成，具有采集设备运行状态及运行数据，上传至站控层，并接收和执行站控层的控制命令等功能，各间隔层单元相互独立，不相互影响。
（2）网络结构
1）站控层宜采用基于TCP/IP协议的10M/1M高速以太网作为 通信网络，采用单网结构。间隔层宜采用实时、可靠、抗干扰性能好的现场总线或以太网通信网络，网络传输速率需满足系统的实时性要求。
2）应具备合理网络架构和信息处理机制，保证在正常运行状态及事故状态下均不会出现因为网络负荷过重而导致系统死机或严重影响系统运行速度的情况。
1. 3. 1. 2硬件构成
（1）站控层设备
就地不设站控制层后台工作站，所有充电监控及计费工作站统一由运营管理平台主站进行监控。
（2）间隔层设备
充电机配置以太网通信接和无线公网通信接。
（3）网络设备
1）网络设备应包括站控层和间隔层网络的通信介质、通信接、网络交换机等，网络交换机按单网配置。
2）监控网络通信介质宜采用超五类屏蔽双绞线。
充电站监控系统网络系统的组成及结构见附图《充电站监控系统网络结构
图》。
电度计量
（1）在主变低压侧设置一个低压总计量，安装计费表、负控终端及考核表3块，表计为电子式多功能电能表，AC380V/220V；有功0.5S级、无功2级。
（2）非车载充电机和电动汽车之间采用直流计量，准确级不低于1.0，对充电过程进行计量，并将计量信息传递计费控制模板，用于计费结算及数据上传;
（3）在非车载充电机交流侧设置交流多功能电子式电能表，准确级不低于1.0。
（4）分体式直流充电机内交流电能表计安装于直流充电机内，直流计量表计安装于直流充电桩内。
（5）电度计量表计应具备分时计费功能。
视频监控系统
本充电站配置一套视频监控系统，不设独立后台，站内配置视频控制箱1台，挂式安装，网络设备，存储设备均安装于箱内，视频数据就地存储，硬盘容量不小于4TB，循环录制。视频监控配专用UPS电源，独立安装于箱内，挂式安装，容量为5VA，1Ah，满足3小时备用供电时间。
（1）监控范围
1）监视充电区域场景情况；
2）监视站区出入场景情况；
（2）配置原则
充电区配置球形摄像机，监控系统主要由前端部分（摄像头）、电源模块、
存储设备、交换机等组成。
保护
配电变压器：
（1 ） 10kV侧变压器进线开关采用开关设备配套的熔断器保护；
（2）0.4kV侧开关采用开关自带的过流保护功能；
充电机：
（1）充电机具备电源输入侧过压、欠压保护、输出过压保护，并有告警提示；
（2）充电机具备输出过流和短路保护，充电电流超过过额定输出的115%时动作并告警；短路时采取限流输出或退出，并告警提示；
（3）充电机内部设过温保护，当内部温度达到保护值时，采取降功率或退出；
火灾消防系统
站内不设火灾报警系统，站内配置悬挂式超细干粉自动灭火器和手提式灭火器。
通信接
充电机采用无线公网及以太网接，通信协议执行《AA电网公司电动汽车充换电服务网络运营监控系统通信规约第2部分：系统与充电设施（2016版）的规定。
1.4通信部分
充电站充电机监控及计费数据全部上传到各地相应的运营管理平台；高速路充电设施由于机位较少，数据量少，且光纤敷设难度大，时间长，对外通信优先采用无线公网通信，通过中国移动、联通、电信等3G/4G无线公网与运营管理平台进行数据交互，视频数据就地存储，数据不需上传，其他业务数据可设定为主站定时召唤或变量上送。
各充电机均配置无线公网路由模块，以机为单位独立上传数据。
1.5 土建部分
1.5. 1总体布置
(1) 充电设施总平面布置
本方案用于现有高速公路服务区的停车场改建。充电区不设围墙及大门，不设监控用房及服务用房，仅设计4个小型电动气车充电位，充电棚按远期8个充电位一次建成，充电设施根据远期需要增加充电设备。
充电车辆采用垂直后退停车方式。小型电动汽车停车位尺寸为。充电机应尽量靠近充电位设置。箱变位置根据现场情况就近布置。
(2) 管沟布置
电缆沟采用砖砌沟壁，混凝土压顶形式；沟盖板采用角钢包边的混凝土盖板，保证盖板的平整和外形的美观。室内电缆沟应采取防渗水、排水措施。
结构设计
(1)充电棚
充电棚采用钢构件，顶棚为膜结构，膜结构轻巧、别致的造型在停车场的建设中担当了重要角色。除了满足防风雨、防日晒等基本功能外，并有较好的标识招揽效果。
膜结构车棚的篷布材质是膜结构，而膜材的最大特点是强度高、耐久性好、防火难燃、自洁性好，不受紫外线影响，使用寿命长，一般15-30年。具有高透光率，透光率为13%,对热能反射率73%，热吸收量很少。
抗冲击性：建筑膜才的冲击强度是普通玻璃的250-3倍，是亚克力的板材的20-30倍，是钢化玻璃的2倍，几乎没有断裂的危险性。
阻燃性：据国家GB8624-2012测试属阻燃B1级，无火滴，无毒气。
耐温性：在摄氏族-40度至120度温度范围内不会引起变形等品质劣化。
轻便性：重量轻，绝对保证棚下人和物的安全。
风荷载对模材的选择条件：
风荷载0.6kN/m2以下，选用膜材的抗拉强度大于40N/5cm;
风荷载0.6kN/m2，选用膜材的抗拉强度大于45N/5cm；
风荷载0.7kN/m2，选用膜材的抗拉强度大于50N/5cm；
风荷载0.8kN/m2，选用膜材的抗拉强度大于55N/5cm；
风荷载0.9kN/m2，选用膜材的抗拉强度大于60N/5cm
风荷载0.99kN/m2以上，选用膜材的抗拉强度大于70N/5cm
基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。
所有钢构件建议采用热镀锌防腐，需现场焊接的采用环氧富锌漆防腐。
（2）电缆沟
电缆沟采用砖砌沟壁，混凝土压顶形式；电缆沟盖板应用热镀锌角钢在底面包边、电缆沟边缘要用热镀锌角钢支承，以保证电缆沟的平整和外形的美观。注意在道路段时要用过车辆的重型电缆沟盖板及混凝土沟壁或做成隧道式电缆沟。室内电缆沟应采取防渗水、排水措施。本典型设计电缆沟砖砌体采用砌MU20砖，M10水泥砂浆。
（3）设备基础
充电机基础采用混凝土基础。
箱变基础采用钢筋混凝土板式基础。
所有露出地面的基础均应达到外形美观实用的要求，露出地面部分阳角做R=20〜30mm倒角处理；埋件四周应打磨光滑平整，焊接锚筋时需采用措施控制焊接变形。
采暖通风
（1）设计原则
充电站无功能房间配置，仅考虑充电区的通风条件，设计采用自然通风。
水工消防
（1）排水部分
充电区内无生活污水，仅考虑雨水排放，就近接入市政雨水管网。
（2）消防部分
充电站建（构）筑物构件的燃烧性能、耐火极限、防火间距、室外消防给水管道及消火栓的布置应符合现行GB 516《建筑设计防火规范》中的戊类厂房有关规定。根据《建筑设计防火规范》GB516-2014，耐火等级不低于二级且建筑体积不大于30m3的戊类厂房，可不设置室外消火栓系统。
充电区设置悬挂式超细干粉灭火装置，手提式灭火器（MF/ABC5）。
无源型悬挂式超细干粉灭火装置的安装，通过两节杆、支架等以吊挂或壁装的形式将超细干粉自动灭火装置置于被保护物上方。其灭火装置下方灭火支撑物。
在火灾发生后，无需外部消防报警设备，灭火装置达到预定温度时能自发启动，喷射超细干粉用于灭火，适用于无人值守场所。
1.6技经部分
（1）编制文件依据
1）《AA电网公司电动汽车充电设施典型设计》，设备材料清册以及相关设计资料。
2）《关于施行20kV以下配电网工程定额及费用计算标准的通知》（电定总造（29）23 号文）。
3）《关于调整20kV及以下配电网工程安全文明施工措施费、社会保障费和税金的通知》（南定额（2015）29号）。
4）《关于发布20kV及以下配电网工程预算定额价格水平调整系数（2015年
下半年）的通知》（定额（2015） 46号）。
5）《转发调整20kV及以下配电网工程安全文明施工措施费、社会保障费和
税金的通知》（粤电定[2015]6号）。
6）《关于发布电力工程计价依据适应营业税改征增值税调整过度实施方案的通知》（定额[2016]9号）。
（2）编制相关说明
1）定额：采用国家能源局29年发布的《20kV及以下配电网工程预算定额建筑工程》、《20kV及以下配电网工程预算定额电气安装工程》、《20kV及以下配电网工程预算定额调试工程》、《20kV及以下配电网工程预算定额电缆工程》、《20kV及以下配电网工程预算定额通信及自动化工程》。
2）项目划分：执行29年4月由国家能源局发布的《20kV及以下配电网工程建设预算编制与计算标准》。
3）取费标准：执行29年4月由国家能源局发布的《20kV及以下配电网工程建设预算编制与计算标准》，并根据《关于发布电力工程计价依据适应营业税改征增值税调整过度实施方案的通知》调整了部分费率；冬雨季施工增加费费率按I类地区计取；临时设施费费率按城市计取；社会保障费费率29%计取；住房公积金费率按20%计取；增值税税率按11%计算。
4 ）主要设备材料价格：依据AA电网定额（2016 ） 4号《关于印发AA电网公司2015年电网工程主要设备材料信息价的通知》计取；建筑工程未计价材料价格依据2016年第5期《深圳建设工程价格信息》计取。
5）钢结构、覆膜结构、外墙铝塑板、玻璃幕墙、交通标志喷涂等内容因无相关定额子目，采用厂商整体报价方式计取。
6）设备运杂费按1.1%计取，材料配送费按2%计取。
（3）方案中未明确项目费用的取定
1）建设场地征用及清理费：征地面积以红线内面积计算，按20万元/亩计
算。
2）环境监测验收费：参考《AA电网公司变电站典型造价》（V2.0 ）中35kV变电站环境监测验收费标准，按5万元计列。
3）水土保持项目验收及补偿费：参考^AA电网公司变电站典型造价^（V2.0）
中35kV变电站水土保持项目验收及补偿费收费标准，按 5万元计列。
4）地基处理：暂按采用天然地基，典型造价不计列，实际工程中若有发生可根据方案单独计列。
5）站区绿化：典型造价按60元/m2计算。
6）站外通信：典型造价不计列，实际工程中若有发生可根据方案单独计列。
7）外接电源：典型造价不计列，实际工程中若有发生可根据方案单独计列。
8）站外水源、站外排水：典型造价不计列，实际工程中若有发生可根据方案单独计列。
9）水源、道路开费等暂不计列。