充電站配電房的規(guī)劃設(shè)計是一個復(fù)雜的過程,需要考慮多個因素,以下哈爾濱變壓器廠家介紹詳細(xì)的步驟和要點(diǎn):
一、前期規(guī)劃
需求分析
充電設(shè)備數(shù)量和功率:首先要確定充電站的規(guī)模,即需要同時為多少輛車充電。根據(jù)充電設(shè)備的類型(如快充、慢充)和數(shù)量,計算出總功率需求。例如,一個快充樁功率可能達(dá)到60-120kW,慢充樁功率一般在3-7kW。如果規(guī)劃有10個快充樁和20個慢充樁,那么快充部分的總功率可能達(dá)到600-1200kW,慢充部分總功率在60-140kW。
未來擴(kuò)展需求:考慮到電動汽車市場的快速發(fā)展,在規(guī)劃時要預(yù)留一定的擴(kuò)展空間,例如預(yù)留30%-50%的電力容量和場地面積用于未來增加充電設(shè)備。
場地選擇
位置合理性:配電房應(yīng)盡量靠近充電區(qū)域,以減少電纜敷設(shè)長度,降低線路損耗和成本。同時,要考慮與周邊建筑物、道路等的安全距離,避免對周圍環(huán)境造成影響。例如,配電房與其他建筑物之間的防火間距應(yīng)符合相關(guān)建筑設(shè)計防火規(guī)范要求,一般不應(yīng)小于10米。
環(huán)境條件:選擇干燥、通風(fēng)良好的位置,避免設(shè)在地勢低洼易積水的地方。因?yàn)榉e水可能會導(dǎo)致電氣設(shè)備短路等故障。并且要遠(yuǎn)離易燃、易爆、腐蝕性等危險物品的儲存場所。
二、電氣系統(tǒng)設(shè)計
供電電源
電源容量:根據(jù)充電站的總功率需求,向當(dāng)?shù)毓╇姴块T申請足夠容量的供電電源。供電電源可以是一路10kV及以上的專用線路,也可以是多路電源以提高供電可靠性。例如,對于大型充電站,可能采用雙路10kV電源進(jìn)線,通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)實(shí)現(xiàn)互為備用。
電壓等級:一般充電站配電房的進(jìn)線電壓為10kV或35kV,經(jīng)過變壓器降壓后為充電設(shè)備提供合適的低壓電源,如0.4kV。
變壓器選型
容量計算:根據(jù)充電設(shè)備的總功率、同時使用率等因素計算變壓器容量??紤]到變壓器的負(fù)載率一般不宜超過80%,例如,若計算出充電設(shè)備的計算負(fù)荷為1000kW,那么變壓器容量可選擇1250kVA左右。
臺數(shù)和連接方式:可以采用單臺大容量變壓器或多臺小容量變壓器組合的方式。多臺變壓器連接方式可以是并列運(yùn)行,便于靈活調(diào)配負(fù)荷。例如,對于總?cè)萘繛?000kVA的充電站,可以選擇兩臺1000kVA的變壓器并列運(yùn)行。
高壓開關(guān)柜:主要用于10kV或35kV電源的進(jìn)線、計量、保護(hù)和控制。開關(guān)柜內(nèi)配置斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器等設(shè)備。要根據(jù)電源進(jìn)線的短路容量和保護(hù)要求選擇合適的斷路器額定開斷電流等參數(shù)。例如,當(dāng)電源進(jìn)線短路容量為200MVA時,斷路器的額定開斷電流應(yīng)不小于20kA。
低壓開關(guān)柜:用于0.4kV側(cè)的配電,向充電設(shè)備分配電能。開關(guān)柜內(nèi)有斷路器、接觸器、熱繼電器等設(shè)備,用于過載、短路保護(hù)和控制。根據(jù)充電設(shè)備的功率和分組情況,合理劃分低壓開關(guān)柜的回路數(shù)量,例如,每個快充樁可以單獨(dú)設(shè)置一個回路,慢充樁可以多個為一組設(shè)置回路。
無功補(bǔ)償裝置
補(bǔ)償容量計算:由于充電設(shè)備中含有大量的非線性負(fù)載,會產(chǎn)生無功功率,導(dǎo)致功率因數(shù)降低。需要計算無功補(bǔ)償容量,一般使功率因數(shù)提高到0.9以上??梢酝ㄟ^公式(其中為無功補(bǔ)償容量,為有功功率,為補(bǔ)償前功率因數(shù)角,為補(bǔ)償后功率因數(shù)角)來計算。
補(bǔ)償方式:可以采用集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合的方式。集中補(bǔ)償裝置安裝在配電房的低壓母線上,分散補(bǔ)償可以在部分大功率充電設(shè)備附近設(shè)置小型補(bǔ)償裝置,提高無功補(bǔ)償效果。
三、布線系統(tǒng)設(shè)計
電纜選型
載流量計算:根據(jù)各回路的計算電流,選擇合適載流量的電纜。計算電流要考慮充電設(shè)備的同時使用率等因素。例如,對于一個承載電流為200A的回路,可選擇YJV-0.6/1kV-3×120+1×70mm2的電纜,其載流量能夠滿足要求并且有一定的余量。
電纜類型:由于充電站環(huán)境可能較為復(fù)雜,電纜應(yīng)具有良好的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度,一般選擇交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套銅芯電纜(YJV)。在有防火要求的區(qū)域,可選用防火電纜,如礦物絕緣電纜(MI)。
布線方式
橋架敷設(shè):對于室內(nèi)的電纜敷設(shè),一般采用電纜橋架。橋架的類型有槽式、托盤式和梯級式等,根據(jù)電纜數(shù)量和敷設(shè)要求選擇。例如,電纜數(shù)量較多時,采用槽式橋架可以更好地保護(hù)電纜。橋架應(yīng)安裝牢固,其支吊架間距應(yīng)符合規(guī)范要求,一般水平敷設(shè)時支吊架間距不超過1.5-2米。
穿管敷設(shè):對于部分從橋架引出到充電設(shè)備的電纜,可能需要穿管敷設(shè)。管材可以是鍍鋅鋼管或PVC管,根據(jù)環(huán)境條件選擇。穿管敷設(shè)時,要保證管內(nèi)電纜的填充率不超過40%,并且電纜的彎曲半徑應(yīng)符合規(guī)定。
四、安全與防護(hù)設(shè)計
防火設(shè)計
建筑防火:配電房的建筑耐火等級不應(yīng)低于二級。墻體、屋頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)應(yīng)采用防火材料,門應(yīng)采用甲級防火門。例如,墻體可以采用200mm厚的加氣混凝土砌塊,其耐火極限可達(dá)4小時以上。
消防設(shè)施:配備滅火器、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等消防設(shè)施。滅火器的選型要根據(jù)可能發(fā)生的火災(zāi)類型,一般選擇磷酸銨鹽干粉滅火器?;馂?zāi)自動報警系統(tǒng)應(yīng)能及時檢測到火災(zāi)信號并發(fā)出警報,與消防部門實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。
防雷接地設(shè)計
防雷措施:配電房應(yīng)設(shè)置防雷裝置,包括接閃器(如避雷針、避雷帶)、引下線和接地裝置。接閃器應(yīng)高出配電房頂部一定高度,例如避雷帶應(yīng)高出屋面0.1-0.2米,引下線的間距不應(yīng)大于18米,接地裝置的接地電阻應(yīng)不大于4Ω。
接地系統(tǒng):采用TN-S接地系統(tǒng),工作接地、保護(hù)接地和防雷接地共用一組接地裝置。在配電房內(nèi),所有電氣設(shè)備的金屬外殼、電纜橋架等都要可靠接地,防止觸電事故。
五、通風(fēng)與溫控設(shè)計
通風(fēng)系統(tǒng)
通風(fēng)量計算:根據(jù)配電房內(nèi)電氣設(shè)備的散熱量,計算所需的通風(fēng)量。一般采用自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的方式。例如,當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足要求時,安裝軸流式通風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械通風(fēng),通風(fēng)量應(yīng)使室內(nèi)溫度不超過設(shè)備允許的最高溫度。
通風(fēng)口設(shè)置:通風(fēng)口的位置和大小要合理,自然通風(fēng)口應(yīng)分別設(shè)置在配電房的底部和頂部,形成空氣對流。機(jī)械通風(fēng)口要與通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口相匹配。
溫度控制
溫控設(shè)備:在溫度較高的地區(qū)或夏季,可能需要安裝空調(diào)等溫控設(shè)備來降低室內(nèi)溫度??照{(diào)的制冷量要根據(jù)配電房的面積、設(shè)備散熱量等因素選擇。例如,對于面積為100平方米的配電房,設(shè)備總散熱量為30kW左右,可選擇一臺制冷量為40kW左右的工業(yè)空調(diào)。