1、CSGEVG 城市公共充电站典型设计方案设计说明CSG-EV-G 城市公共充电站典型设计方案设计说明1.1总的部分1.1.1 建设规模城市公共充电站建设规模见表1.1.1。表1.1.1城市公共充电站建设规模表序号项目建设规模备注1非车载充电机60kW12台输出电压350700V输出电流2120A 2箱式变压器1800kVA 3户外落地式低压配电箱XL-21 In=630A一进八出动力配电箱1.1.2 本方案的特点和适用范围（1）主要技术特点见表1.1.2.。表1.1.2 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方案名称服务型城市公共充电站功能型城市公共充电站2电气接线中压配电系统采
2、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总平面布置充电区两侧设功能房，呈一字型布置无功能房间，充电车位呈一字型布置5建筑形式框架结构充电车位数12个（2）适用范围。适用于城市小型电动汽车快速充电。1.1.3 本方案主要技术经济指标主要技术经济指标见表1.1.3。表1.1.3 主要技术经济指标序号项目特 点备注服务型功能型1站内用地面积11287602建筑面积3773123站内道路面积480340（可选）4站内绿化面积240-5站区围墙长度150-6静态投资382.1
3、6万元322.21万元7单位造价5307.78元/kW4475.14元/kW1.2变配电部分1.2.1电气主接线（1） 中压配电系统中压配电系统采用单母线接线，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。1.2.2充电站负荷计算（1） 非车载充电机总负荷： （1.2.2-1） （2）站内总负荷： （1.2.2-2）式中：-单台非车载充电机的输出功率（kW）；-非车载充电机的输入总负荷(kVA)；-各台充电机的功率因数,取0.98（适用于APFC功率因数校正技术的设备）；-各台充电装置的效率,取0.93； -充电机需要系数,取0.75；
4、 -充电机台数； Sn-充电站其它负荷；SN-充电站总负荷；（3）站内非车载充电机总负荷（1.2.2-3）（4）充电站总负荷计算：充电站总负荷计算见表1.2.2表1.2.2 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#112非车载直流充电机720.00.75 0.98 540.0109.7551.012*602空调20.00.85 0.80 17.012.821.33照明10.00.90 0.90 9.04.410.04视频监控20.00.80 0.85 16.09.918.85其他1
5、0.00.90 0.85 9.05.610.66合计780.0 0.76 0.97 591.0142.3607.97同时系数：Kep=1.00591.08 Keq=0.97138.09电容器补偿功率0.010补偿后合计780.0 0.76 0.97 591.0138.0606.89 11变压器选择800.00 12变压器负荷率75.9%注：根据Q/CSG1211013电动汽车非车载充电机技术规范要求，充电机效率在93%以上，功率因数在0.98以上。充电机配APFC，经对站内总负荷的实际计算，其总功率因数为0.98，大于0.95，无需配置无功补偿装置。1.2.3主要电气设备和导体选择（1）主要设
6、备选择见表1.2.3-1。表1.2.3-1 主要电气设备选择表序号名 称规 范备 注1箱式变压器干式变压器，外壳防护等级：IP44；额定容量：1800kVA；电压比：1022.5%/0.4kV ；短路电压：6%；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（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-21,一进八出动力配电箱额定电流630A，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；4非车载充电机额定功率：60kW，功率因
7、数：0.98；输出电压：350700V,输出电流：2120A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1.2.3-2。表1.2.3-2 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-3300mm2 0.4箱变低压出线单元至户外落地式配电柜ZR-YJV22-0.6/1kV-4120 +170 mm2 户外落地式配电柜至非车载充电机ZR-YJV22-0.6/1kV-435+116mm2 1.2.4电气总平面布置总平面布置按两个方案考虑，以适应
8、不同地形、环境需要：方案一，按有人值守设计，充电站场地（长宽=63m20m）呈长方形布置，站区东西走向站内道路可接市政路，充电区设12个充电车位一字型布置，充电区东西边均有功能房间，满足值班运行，客户休息等需求；方案二，按无人值守设计，充电站场地（长宽=46m13.5m）呈长方形布置，站区南侧临市政路，充电区设 12个充电车位一字型布置，此方案无功能房间；上述两种方案均按12个充电车位，充电操作终端设置在室外充电车位旁。1.2.5站用电及照明（1）站用电站内动力及照明电源引自户外落地式配电柜，对非车载充电机和较为重要的设施，采用放射式接线。对容量较小或非重要的负荷，则采用链式接线。（2） 照明
9、全站照明设工作照明和疏散照明，各场所照度、照明光源的选择标准应符合GB 50034-2014建筑照明设计标准的要求。照明灯具布置时应满足各场所的工作、应急、标识等要求。工作照明：室内照明以高效节能型荧光灯为主，室外宜采用金属卤化物或高压钠灯。疏散照明：各功能房、客户休息室及疏散通道设应急疏散照明，灯具采用自带蓄电池作为备用电源的应急照明灯，其连续供电时间不应少于30min。照明配电系统中，照明和插座回路应由不同回路供电。照明灯具均采用节能环保型产品。1.2.6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）箱变低压出线至户外落地式配电柜动力电缆采用排管、电缆沟敷设；（
10、3）户外落地式配电柜至非车载充电机电缆采用排管、电缆沟敷设；1.2.7防雷接地（1） 防雷充电站的防雷与接地应满足 GB 50057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
11、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。二次设备依据南方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4。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16镀锌圆钢，垂直接地极采用505镀锌角钢。1.3 监控及保护1.3.1 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，
12、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（电间、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：
13、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。1.3.1.1 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
14、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、通信接口设备等构成，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/100M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)
15、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1)主机/操作员站是站内监控系统的主要人机交互界面，应具有主处理器及服务器的功能，为站控层数据收集、处理、存储及发送的中心，管理和显示有关的运行信息，供运行人员对充电站的运行情况进行监视和控制。主机/工作站单机配置。2）电能采集终端、电能计费工作站各电能表、网络设备、电能计费工作站构成电能计费系统，电能计费工作站按单机配置。（2）间隔层设备充电机配置以太网通信接口和无线公网通信接口。 （3）网络设备1）网络设备应包括站控层
16、和间隔层网络的通信介质、通信接口、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。1.3.2 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
17、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。1.3.3视频监控系统本充电站配置一套视频及环境监控系统，由站端视频监控设备、网络设备、存储设备等组成，实现对充电站现场视频信息采集、处理、监控等功能。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，视频监控配专用UPS电源，独立安装于箱内，挂式安装，容量为500VA，100Ah，满足3小时备用供电时间。（1）监控范围1）监视室外充电区域场景情况；2）监视站区出入口场景情况；3）监视站内各设备功能房间及客户服务区域场景。（2）配置原则1）室外设置球形摄像机监视充电区及车辆进、出充电站的情
18、况。2）充电区、客户休息室、监控室配置球形摄像机观察室内场景和监控设备状态情况。1.3.4保护（1）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。（2）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。1.3.5 火灾报警系统服务型充电站设置一套区域火灾自动报警系统，并应满足GB 50116-2013火灾自动报警系
19、统设计规范的有关规定。宜采用编码传输总线制火灾报警系统，一般包括自动报警控制器、各类火灾探测器、手动报警按钮、隔离模块、信号模块、智能输入输出模块等设备。自动报警控制器容量应满足充电站建设规模要求。火灾探测报警范围应包括监控室、客户休息室、值班室，并根据安装位置的特点和电气设备的特性选用不同的智能火灾探测器，报警主机宜安装于监控室内。1.3.6 通信接口充电机采用无线公网及以太网接口，通信协议执行南方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。视频监控数据单独传输，设
20、置独立后台系统。对外通信优先采用光纤通信，在不具备光纤通信条件时，暂用无线公网通信，当采用无线通信时，视频数据就地存储，不实时上送，其他业务数据可设定为主站定时召唤或变量上送。在光纤通信建设方案中，充电站通过三层以太网交换机连接至就近综合数据网，所有数据上传至当地充电运营管理平台。就地设置一套通信网络箱，内配置三层交换机或无线公网路由器，ODF配线架。1.5土建部分1.5.1总体布置（1）总平面布置本方案为城市公共充电站设计方案。在本方案中，按照城市规划、工艺要求、建设规模，结合地形，在考虑节约土地前提下，设置一幢供小型电动气车充电的充电车棚、成品箱变和其它相关辅助设施；充电机应尽量靠近充电位
21、设置。按照充电服务需求形式的不同分为服务型充电站和功能型充电站两种方案：1）服务型充电站充电站的布置特点是具有客户服务功能及有独立围合的充电站区，站区呈长方形，63.0m20.0m，占地面积约1260m2,在站区设置高度为2.5米的通透式围墙。暂定站区南侧临市政道路。站区中部设置充电棚一座，功能房及服务用房结合充电棚布置，建筑面积440.0m2。12个充电车位单列布置；箱变设于充电棚北侧；站区南侧设置单向行驶站内通道，道路宽4.0m；道路东西两侧设置出入口各一个与市政道路接驳, 出入口设电动推拉门。充电车辆采用垂直后退停车方式。小型车停车位尺寸为2.5m5.5m。2）功能型充电站充电站无实体围
22、墙及大门，无监控用房及服务用房，仅设置12个单列布置充电车位的充电棚一座，建筑面积358.0m2，为自助式充电站。箱变设于充电棚附近的合适位置。充电棚南侧为市政道路，充电棚另三面可根据需要设置绿篱围合。充电车辆采用垂直后退停车方式，小型车停车位尺寸为2.5m5.5m。主要技术经济指标见表1.5.1。表1.5.1 主要技术经济指标表序号项目单位方案一指标方案二指标1站区围墙内占地面积ha0.11287682站区围墙长度m150.003站内总建筑面积m2377.00312.004站内道路面积m2480.003405站内主电缆沟长度（0.6mx0.6m以上）m5237（2）竖向布置站区场地竖向布置采
23、用平坡式，场地采用有组织排水，坡度控制在0.5%1%，场地标高不低于周边，避免内涝。场地设计平均标高取为0.00m，充电棚室内外高差取0.20m。（3）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。（4）道路充电站出入口设置车道与站外道路连接，并设置缓冲距离或缓冲地带便于电动汽车的停发与进出；在出入口之间适当位置设置南方电网公司统一标识；充电站行车道宽度满足行驶车型单向通行的要求。单车道宽度不小于3.5m，双车道宽度不小于6.0m。转弯半径按照中小型电动汽车类型确定，且不小于9.0m；道路坡度不应大于6
24、%，且坡向站外。充电站采用城市型道路，混凝土路面。（5）停车位 停车位按2.5m（宽）5.5m（长）考虑。停车位之间设充电操作平台。（6）绿化充电站站区空置场地可适当种植花草灌木进行绿化，尽量提高绿化率。1.5.2建筑设计充电站设计充电棚一座，建筑设计以安全可靠、经济适用、美观大方为原则，力求简洁大方、绿色环保、与周围环境协调一致，并充分体现南方电网的企业文化特征，坚持以人为本的设计理念，方便施工及运营，力求达到让使用者方便、快捷、舒适。充电棚根据电动汽车充电时间较长，充电设备及充电过程有防雨要求等因素，充电车位部分设计了半封闭的遮挡雨棚，雨棚采用钢结构形式，建设材料绿色可回收。项目建筑物占地
25、面积（）建筑面积（）层数设计使用年限（年）抗震设计烈度火灾危险性分类耐火等级充电棚1128.00377.001507（按地区）丁二级总建筑面积（）377.00综合不同地区充电车位基本需求及箱变配套要求，典型设计确定城市公共充电站以12个充电车位单列布置为基本模式。根据建设用地和规模特点，可采用单列布置、双列布置、多列布置。但任何布置形式都由3.0m7.5m的基本模块组合而成，充电站的基本模块包括功能型模块和服务型模块两部分。功能型模块即充电车位模块，包含充电车位、充电机位、充电操作平台、电缆沟位置（人流通道）几部分组成；服务型模块有客户休息模块、监控模块、值班模块，服务模块可根据建站的实际情况
26、增减。充电棚设计充分考虑了客户垂直倒车停车（或垂直前进停车）的方便性，取消了停车位前排的钢柱，采用了单排网架结构形式，使柱距达到32米。建筑造型设计充分利用网架片的结构形态作为充电站标识（Logo）的主要设置处，通过巧妙的建筑构成处理手法，使得整体立面造型简洁明快、新颖大气。所有立柱、墙体及屋面均倾斜布置，让建筑形成较强的张力，动感十足，标识感强烈。项目建筑物占地面积（）建筑面积（）层数设计使用年限（年）抗震设计烈度火灾危险性分类耐火等级充电棚768.00312.001507（按地区）丁二级总建筑面积（）312.00南方电网电动汽车充电站典型设计是在充分满足使用功能基础上的结构技术和建筑艺术的
27、较为完美的结合。方案也充分考虑了有需求时充电棚可与太阳能光伏系统及雨水回用系统的有机结合。（1）平面布置1）服务型充电站充电棚两侧各布置2个服务模块，左侧有监控模块、值班模块；右侧有客户休息模块，分为休息区及服务区。中间布置12个充电功能模块。充电棚檐口高4.5m。围墙为可选项，根据地区要求，可设计为2.0高透空钢围墙或采用绿篱围护代替围墙。标识（Logo）主要设置在充电棚的上方，利用结构网架片位置按南网“安健环”标准要求设置。服务型充电站如有必要可设置入口处标识（Logo），做法：高度9.8m；宽度按南网“安健环”标准要求，蓝底白字。根据充电站的工艺特点，方案一将成品配电箱设置在充电棚合理位
28、置，并尽量靠近充电车位，设备维护最方便。卫生间结合在服务模块内，方便使用。建筑物指标数据一览表见表1.5.2-1。表1.5.2-1 建筑物指标数据一览表2）功能型充电站充电棚布置12个充电功能模块。充电棚檐口高4.5m。成品配电箱设置在充电棚附近适当位置，并尽量靠近充电车位。建筑物指标数据一览表见表1.5.2-2。表1.5.2-2 建筑物指标数据一览表（2）设计标高标高以m为单位，其它尺寸以mm为单位。各建筑物室内地坪0.000相当于绝对标高见各建筑分册图纸说明，室内外高差为0.20m。建筑物各层标注标高为建筑完成面标高，屋面标高为结构面标高。（3）墙体填充墙材料采用50mm厚岩棉彩钢夹芯板墙
29、体，外钢板为镀铝锌钢板0.5mm厚度，正面20mPVDF氟碳涂层；内钢板镀铝锌钢板0.5mm厚度，正面10m PE聚酯涂层；内外钢板双面镀铝锌150g/m2；岩棉保温层50mm厚度，容重为120kg/m。（4）屋面建筑物屋面采用75mm厚岩棉复合板，外钢板镀铝锌钢板0.5mm厚度，正面20mPE聚酯涂层。内钢板镀铝锌钢板0.5mm厚度，正面10m PE聚酯涂层；内外钢板双面镀铝锌150g/m2。（5）门窗建筑物外墙上的门一般采用复合彩钢板门，当有防火要求时采用相应级别防火门，卫生间采用塑钢门。窗采用铝合金窗，所有铝合金窗铝材均为白铝，铝材表面做白色静电喷涂处理。外墙上的百叶窗应具有避雨功能。（6）内外装修充电站建筑设计应力求简洁大方、绿色环保、与周围环境协调一致，并充分体现
