浅谈汽车充电站配电系统设计研究

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　　摘要：文章根据实践工作经验，总结出汽车充电站配电系统设计方法，主要从配电变压器的选择、配电室位置选择、配电容量的确定、配电运行方式、配电主接线设计等方面进行阐述，为汽车充电站建设工作者提供借鉴。
　　关键词：汽车充电站；配电系统；变压器

　　在能源危机及环境保护的高压下，节约能源且环保的新型动力汽车将是未来发展的新走向。电动汽车可以说是满足上述要求，具有广阔发展前景的绿色交通工具。电动汽车充电站作为电动汽车运行的能量补给站，是发展电动汽车商业化所必备的重要配套基础设施，充电站的建设将直接影响电动汽车产业的发展。文章简要说明汽车充电站结构的基础上，着重对充电站配电系统的设计进行探究。
　　1　汽车充电站结构
　　当电动汽车动力用蓄电池电量不足时，需要充电补充电能。充电站的主要功能就是完成电动汽车电池电能的补给。充电站的功能决定充电站的总体结构。为此，一个完整的充电站需要配电室、中央监控室、充电区、更换电池区和电池维护间等五个基本组成部分。
　　①配电室。配电室为充电站提供所需的电源，不仅给充电机提供电能，而且要满足照明、控制设备的用电需求，内部建有变配电所有设备、配电监控系统、相关的控制和补偿设备。②中央监控室。中央监控室用于监控整个充电站的运行情况，并完成管理情况的报表打印等。内部建有充电机监控系统主机、烟雾传感器监视系统主机、配电监控系统通信接口、视频监视终端等。③充电区。在充电区完成电能的补给，内部建设充电平台、充电机以及充电站监控系统网络接口，同时应配备整车充电机。④更换电池区。更换电池区是车辆更换电池的场所，需要配备电池更换设备，同时应建设用于存放备用电池的电池存储间。⑤电池维护间。电池重新配组、电池组均衡、电池组实际容量测试、电池故障的应急处理等工作都在电池维护间进行。其消防等级按化学危险品处理。
　　充电站结构可同时满足整车充电方式和电池组更换方式，且考虑了相关维护操作需求。但是，对于一个实际的充电对象，应该基于运行要求和环境条件，根据实际的功能进行组合，以降低建设成本。
　　2　汽车充电站配电系统设计
　　配电系统为充电站的运行提供电源，它不仅提供充电所需电能，也是整个充电站正常运行的基础。电动汽车充电站的电力负荷级别确定为2级，采用双路供电但不配置后备电源。配电电压：380V／220v。动力(充电机)采用三相四线制、380V供电，照明采用单相220v供电。
　　2.1　配电变压器选择
　　①变压器类型的选择。变压器可分为干式变压器和油浸式变压器。充电机(站)变压器类型可根据工程实际情况选定。建议充电机(站)变压器采用sc(环氧树脂浇注包封式)干式变压器。环氧树脂干式变压器具有良好的电气和机械性能、较高的耐热等级，并且是一种可靠的安全性的环保、节能型新产品，能适应多种恶劣环境。②变压器台数的选择。变压器台数的选择应满足负荷对供电可靠性的要求。若采用集中式充电，然后在小区设立电池经营店(运营模式类似于水站送饮用水)，则有必要选用2台变压器保证充电站的高可靠性。若充电机(站)像加油站一样较为普遍，则只需l台变压器即可，充电站的可靠性的降低由充电站的数量来弥补。若在小区建充电机(站)，可考虑利用小区配电变压器而不另设变压器，以减少投资。③变压器接线的选择。根据《供配电系统设计规范》第7.0.7条，在TN及1rr接地型式的低压电网中，推荐采用Dyrm接线组别的配电变压器。条文解释中说明Dynll接线有利于抑制高次谐波。充电站采用TT接地型式，因此变压器采用Dynll接线。
　　2.2　配电室位置选择
　　配电室的位置选择原则：考虑电源的进线方向，偏向电源侧；进出线方便；不应妨碍充电站的发展，要考虑扩建的可能性；设备运输方便；尽量避开有腐蚀性气体和污秽的地段；室外配电装置与其他建筑物、构筑物之间的防火间距符合规定。
　　2.3　配电容量计算
　　配电系统的容量应包括动力用电、监控和办公等用电。只装一台变压器时，变压器的容量SN应能满足全部用电设备的计算负荷sC，并留有一定的容量裕度。车辆数量、电池容量以及运营方式决定了充电站的容量。
　　①蓄电池数量：充电站设计有两种运营模式：整车充电模式和更换电池模式。前者需要为每车配备一组电池，后者需要根据运营方式确定后备电池的数量。②充电机数量：车辆类型、行驶里程和运营模式决定了充电机的配置。充电机的选择包括确定充电机的输出功率和需配备的台数。③配电容量：单进线单变压器时，整个充电站需要的配电容量即全部用电设备的用电量SC=S1+S2，其中s1为动力用电量，s2为照明及办公用(下转第15页)
　　2.4　配电运行方式要求及设备
　　①配电运行方式要求。10kV进线2路，单线进线容量不小于充电站所需容量；正常工作时，高低压侧母线分段断路器均断开，两路电源通过2****立变压器输出，各承担50％的工作；当任一母线失去电源时，通过合闸分段断路器从另一供电线路取得电源；配电室设有照明消防电源；每路低压母线应配置相应的谐波抑制与无功补偿装置；配电系统继电保护及自动装置应满足电力行业标准和规定的要求。②主要设备。计量装置、谐波抑制及无功补偿装置各2套；主变10kV／0.4kV干式变压器2台；10kV高压开关柜和0.4kV低压开关柜(含断路器和隔离开关)；继电保护装置、自动装置。
　　2.5　配电主接线设计
　　对充电站配电主接线有下列基本要求：安全，应符合国家标准有关技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。可靠，应符合电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求。灵活，能适应各种不同的运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。经济，在满足上列要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗量。
　　对于电动汽车充电站，配电室有2路10kV电源进线，通过变压器等设备供给充电机，并满足照明、控制设备的用电。在高压侧装设高压计量柜，低压侧采用中性点直接接地的三相四线制系统，还应提供独立的接地回路；10kV母线、0.4kV母线均采用单母线分段的主接线形式，通过分段断路器实现暗备用；在变压器低压侧装设谐波抑制与无功补偿装置；配电室必须配备相关消防设施。配电主接线运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷。当任一主变压器或任一电源线停电检修或发生故障时，通过备自投装置自动闭合母线分段开关，即可迅速恢复对整个充电站的供电。根据实际要求和条件也可简化主接线，例如采用桥式接线。
　　需要说明的是，上述配电设计方案适用于

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beatitss

sadasdasdasdasdasd

逝水无痕

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当电动汽车动力用蓄电池电量不足时，需要充电补充电能。充电站的主要功能就是完成电动汽车电池电能的补给。充电站的功能决定充电站的总体结构。为此，一个完整的充电站需要配电室、中央监控室、充电区、更换电池区和电池维护间等五个基本组成部分。

Liu_dfeng

了解学习，感谢楼主