电动汽车充电站设计规范条文说明27页.docx

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电动汽车充电站设计规范条文说明27页

电动汽车充电站设计规范条文说明

精品汇编资料

目次

1总则29

3充电站规模及站址选择30

3.1充电站规模30

3.2站址选择30

4总平面布置32

4.1一般规定32

4.2充电设施及建筑布置32

4.3道路32

5充电系统34

5.1非车载充电机34

5.2交流充电桩34

6供配电系统36

7电能质量38

8计量系统42

9监控及通信系统45

9.1系统构成45

9.2充电监控系统45

9.3供电监控系统45

9.4安防监控系统46

9.5通信系统47

10土建47

10.1建筑物48

10.2给排水48

10.3采暖通风与空气调节48

11消防给水和灭火设施50

12节能与环保51

12.1建筑物、设备及材料节能51

12.2噪声控制51

1总则

1.0.1明确本规范的目的是使电动汽车充电站安全可靠、技术先进、经济合理。

1.0.2本规范适用于电动汽车整车充电站和电动汽车充电桩的设计，不适用于电动汽车电池更换站。

1.0.3本条文提出电动汽车充电站设计应遵循的基本原则：

1贯彻国家法律、法规，符合地区国民经济和社会发展规划的要求；

2电动汽车充电站规划建设应纳入当地区域总体规划和城镇规划，其建设应与周边环境相协调；

3从消防、人身安全和国家政策角度，提出符合防火安全、用电安全、环境保护的要求；

4充电站所选用的设备必须经国家主管部门认定的鉴定机构合格的产品，积极稳妥采用新技术、新设备、新材料，严禁采用国家已公布的淘汰产品。

3充电站规模及站址选择

3.1充电站规模

3.1.1充电站布局规划应纳入当地区域总体规划和城镇规划，宜综合考虑电动汽车类型、保有量等因素，满足当地电动汽车发展的需要，为地方经济服务。

电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。

其关键部件主要包括动力电池、电池管理系统、动力系统、车身底盘等。

目前主要有纯电动汽车（BEV）、混合动力汽车（HEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）以及外接充电式混合动力汽车（PHEV）。

电动汽车充电站采用的规划模式可以因地制宜，如对满足运营要求的示范区用车，以及可利用固定停车场在夜间停运时段进行充电的集团车队和社会车辆，可采用依地区“集中式、大规模”的布点原则；对微型车辆可采用“分散式、小规模”的布点原则。

3.1.2目前，电动汽车电池能量密度低，续驶里程有限，因此，电动汽车充电站规模宜综合考虑电动汽车充电需求、车辆的日均行驶里程和单位里程能耗水平等因素，以及开展相应的商业活动等要求。

3.1.3电动汽车充电站规模的不同，相应的配套设施差异很大，为更好地指导设计工作，本规范将电动汽车充电站规模划分为大型、中型和小型三类：

1大型充电站是指配电容量大于等于500kVA，具备为各类乘用车、商用车充电的能力，且充电设备数量不少于10台；

2中型充电站是指配电容量大于等于100kVA，小于500kVA，且充电设备数量不少于3台；

3小型充电站是指配电容量小于100kVA，且充电设备数量不少于3台。

3.2站址选择

3.2.1充电站的总体规划应符合城镇规划、环境保护的要求，并应选在交通便利的地方。

如国家电网公司《充电站建设指导意见》的选址原则为：

（1）充电站和电池更换站的站址可选择在公共停车场等公共区域，也可选择在公司所属营业场所，或公交、邮政等集团车队的专用停车区域；交流充电桩建设可选择在公共建筑（商场、办公写字楼等）和住宅小区等公共停车场或充电站内，也可选择在公司营业场所停车场。

（2）充电设施的选址应符合环境保护和防火安全的要求，对进出线走廊、给排水设施、防排洪设施、站内外道路等合理布局、统筹安排，充分利用就近的交通、消防、给排水及防排洪等公用设施。

（3）选址中应考虑电气安全，并远离易燃、易爆、污染等危险源。

（4）充电设施选址应发挥电动汽车应用示范效应，加快社会公众对电动汽车的接受。

3.2.2充电站站址宜靠近城市道路，便于车辆通行，不宜选在城市干道的交叉路口和交通繁忙路段附近。

3.2.4本条文规定了充电站应满足环境保护和消防安全的要求。

充电站建（构）筑物厂房类别根据建设条件不同进行划分。

小型充电站可直接由低压供电，建（构）筑物厂房类别为戊类；中型充电站或大型充电站的配电变压器宜选用干式变压器，此时，建（构）筑物厂房类别为丁类；当选用油浸变压器时，建（构）筑物厂房类别为丙类。

3.2.5充电站不应靠近有潜在火灾或爆炸危险的地方，在选址时应充分考虑。

3.2.8考虑综合利用土地资源，供公交电动汽车使用的专用充电站宜设置在公共汽车枢纽站、专用停车场内。

4总平面布置

4.1一般规定

4.1.1本条明确了充电站的主要构成以及在满足总体规划的前提下应遵循的主要设计原则。

充电站一般包括站内建筑、站内外行车道、充电区、临时停车区及供配电设施等，根据充电站的规模不同略有差异，充电站的站内外道路应在总图布置时充分考虑。

4.1.2目前电动汽车产业的发展仍处于初级阶段，电动汽车的车型、数量较少，因此为电动汽车提供能源供给的充电站布点合理的同时，建设规模宜预留发展的可能性，充电站的场地布局、设计应按最终规模整体考虑。

4.1.3对于选址于坡度较大地区的充电站，在考虑车辆进出车位时的安全顺畅以及车辆能够平稳停放的前提下，应结合地形进行布置设计，以减小土石方工作量。

必要时可考虑台阶式分层布置充电车位。

4.2充电设施及建筑布置

4.2.1充电设备一般布置于充电车位旁边或一端，考虑充电机周边设置防撞墩（围栏）的需要，同时为保证充电时操作人员的工作空间，充电设备与充电车位边界线应保持足够的距离，该尺寸不宜小于0.4m。

4.2.2在城市的繁华地段设置充电站时，为节省土地费用，在解决了充电安全可靠性问题的前提下，可将充电车位设计为立体车位，以节省地面上的占地面积。

《国家电网公司电动汽车充电设施典型设计》提出了3种立体充电站的设计方案，供用地紧张地区建设充电站使用。

4.2.3供配电设备距充电设备之间的距离尽可能短，方便电缆引接，减小电缆长度，降低投资，同时减少压降损耗。

4.2.4大型充电站内可设有包含监控室、值班室、客户休息室等功能用房的建筑物，宜保证有人房间有好的朝向，同时便于运行观察，总平面布置配合建筑设计应尽量满足此要求。

4.3道路

4.3.1为避免充电站内行驶车辆相互干扰，要求从入口到出口至少设置双车道，保证车辆通行顺畅。

入口和出口分开设置，会为停车场内部交通组织提供极大方便，在条件允许时应尽可能满足此要求。

4.3.2在GB50156《汽车加油加气站设计与施工规范》中相关规定的基础上，制定了充电站行车道的参数。

双列布置的充电车位，中间设双车道的目的是为了避免对侧车辆进出时相互干扰。

如果站内有消防车辆通行要求，则道路宽度不应小于4m，转弯半径不得小于9m。

4.3.3进出站车辆行驶顺畅是充电站建设的基本要求，因此充电站的道路设置需充分考虑与站外市政道路合理衔接。

5充电系统

5.1非车载充电机

5.1.1充电机的输出电压优选范围参考了《电动汽车非车载传导式充电机技术条件》NB/T33001-2010。

充电机的最高输出电压应大于蓄电池组的最高端电压，因此，根据充电机服务车辆的蓄电池组要求按照式5.1.1进行计算，选择最高电压略大于该值的电压范围等级。

例如：

车辆蓄电池组采用104节单体串联，单体电池最高电压4.2V，裕度系数取1.1，则Ur=1.1*104*4.2V=480.48V,应选取充电机输出电压等级为300V~500V。

5.1.2充电机的输出电流优选值参考了《电动汽车非车载传导式充电机技术条件》NB/T33001-2010。

充电机的额定输出电流应大于蓄电池组的最大允许持续充电电流，因此，根据充电机服务车辆的蓄电池组要求按照式5.1.2进行计算，选择略大于该值的额定电流值。

例如：

车辆蓄电池组最大允许持续充电电流为120A，裕度系数取1.2，则Ir=1.2*120A=144A,应选取充电机额定输出电流为160A。

5.1.3充电机具体功能要求参照《电动汽车非车载传导式充电机技术条件》NB/T33001-2010。

为了保证人员和设备的安全，充电机必须具备紧急停机功能。

除本身具有手动急停功能外，还应在充电站内建立紧急停机系统，实现区域内的远程紧急停机。

紧急停机后充电机不应自动恢复充电，而应该在确认危险解除后，手动恢复充电。

5.1.4在选择充电机时，应特别注意充电接口的安全防护措施，包括防触电，防雨，防尘等。

5.1.5充电机与电池管理系统的通信是保证连接安全和充电安全的必要措施。

通信接口采用CAN，这一点在业内基本形成共识。

目前，一些行业标准和企业标准对通信协议做出了规定，尚未达成完全统一，有待国家标准的出台。

5.1.7充电机的布置与安装应满足安全性和便利性的要求。

除满足本条的规定外，还要根据充电站的整体布置因地制宜。

5.2交流充电桩

5.2.1当前，国内外主流电动汽车生产厂商所生产的电动汽车车载充电机的交流供电电源主要采用单相220V交流电压，也有少数采用三相380V交流供电，车载充电机的功率一般在3kW左右。

考虑到电动汽车当前的应用需要及电动汽车的发展趋势，确定交流充电桩供电电源采用单相220V或者三相380V交流电压，额定电流不大于32A。

5.2.2本条提出了交流充电桩在结构和功能上的要求：

1交流充电桩具有外部手动设置参数和实现手动控制的功能和界面，并能显示各种运行状态和相关信息，包括运行状态、充电电量、计费信息等，以方便使用者操作。

2为了保证充电过程中操作者、电动汽车及动力电池的安全，交流充电桩应具备急停开关，并具有过负荷保护、短路保护、漏电保护、自检及故障报警等保护功能。

3交流充电桩配置交流电能表以及IC卡读卡装置，从而实现交流充电桩的充电控制及充电计量计费功能。

5.2.3交流充电桩将来是一种可广泛布点的电动汽车充电设施，交流充电桩具备与上级监控管理系统的通信接口，可方便上级监控系统的集中统一管理。

5.2.4本条提出了交流充电桩的安装和布置要求：

1交流充电桩是一种高压大功率的电力电子设备，为了使用安全，电源进线宜采用阻燃电缆及电缆护管，并应安装具有漏电保护功能的空气开关。

2交流充电桩采用单相220V交流供电电源时，多台交流充电桩的电源接线应考虑供电电源三相平衡，以免影响电网质量。

3落地式充电桩安装基础离地高度要求主要考虑到充电桩的安全要求，并参考加油站加油机的安装要求设定。

4室外安装的充电桩宜采取必要的防雨和防尘措施，有利于延长设备的使用寿命，方便充电操作。

6供配电系统

6.0.1本条文仅作原则性规定。

1电动汽车充电站中断供电后，在政治上及对社会公共秩序的影响程度，根据充电站的地位、服务的充电车辆等因素进行综合确定，经济损失则主要取决于各用户的承受能力。

2本条文根据原电力工业部令第8号《供电营业规则》第二章第九条内容编制。

6.0.2充电站变配电装置布置的一般要求。

6.0.3充电站配电系统的一般要求。

1中低压配电系统一般采用单母线或单母线分段接线。

运行经验证明，中低压配电系统，采用单母线接线或单母线分段接线，能够满足供电可靠性要求。

2低压断路器具有短路保护和过负荷保护功能，可以带负荷进行投切，其附件能实现模拟量和开关量的输入和输出。

为防止不同电源并联运行，来自不同电源的低压进线断路器之间以及进线断路器与分段断路器之间应设机械闭锁和电气联锁装置。

3低压进线断路器选用具有三段保护功能和接地保护功能，能满足保护动作的选择性要求。

低压进线断路器宜设置分励脱扣装置，便于电网企业对充电站的统一调度管理，据调查，近年来由于电力系统发生瞬间失压，造成大面积甩负荷的事例屡有发生，主要配电变压器低压进线侧加装了失压脱扣装置，因此低压进线侧不宜设置失压脱扣装置。

4对重要用电设备采用放射式供电，保证其供电可靠性，减少其他负荷在故障或检修的影响范围。

6.0.4选用体积小、占地少、可靠性高的开关柜是未来发展趋势，也符合绿色电网的理念。

6.0.5本条文参照电网企业技术标准中的基本要求。

采用有源功率因数校正装置，其功率因数可达0.99及以上，在功率因数满足要求时，可不另设无功功率补偿装置。

6.0.6配电线路

1铜导体具有耐腐蚀，抗老化，载流量大等特点。

近年来在城市电网建设与改造中，多采用铜芯电缆。

与聚氯乙烯绝缘电缆相比，交联聚乙烯绝缘电缆具有线芯工作温度高，载流量大的优点。

2基于安全运行，三相回路选用五芯电缆、单相回路选用三芯电缆，N线与PE线不共用。

考虑到谐波电流和低压负荷不平衡等情况，要求电缆中性线截面与相线截面相同。

3为防止电缆在施工及运行中可能出现的机械损伤或受到较大的压力，电力电缆宜采用钢带铠装。

单芯电缆不应采用导磁性材料铠装，以避免涡流损耗。

4为防止出现涡流损耗，需采取的技术措施。

即单芯电缆不宜单根穿钢管敷设，当需要单根穿管时，应采用非导磁管材，也可采用经过磁路分隔处理的钢管。

7电能质量

7.0.1供电电压偏差会直接影响到充电站为电动汽车提供的充电电源电能质量，因此，必须对充电站用电设备端子处的电压偏差进行限制。

充电站给汽车充电一般分为三种方式：

普通充电、快速充电、电池更换。

普通充电多为交流充电，对于用电容量较低（目前指标还未明确）的交流充电机，输入的额定电压为220V、50Hz的单相交流电；对于容量较高的交流充电机，输入的额定线电压为380V、50Hz的三相交流电。

快速充电多为直流充电，直流充电机输入为额定线电压380V、50Hz的三相交流电，输出直流电压一般不超过700V，输出直流电流一般不超过700A。

对于充电桩充电而言，按充电机放置模式的不同一般分为两种方式：

车载充电机充电和非车载充电机充电。

电源输入电压分为380V和220V为额定电压两种。

以上无论何种充电方式，所使用的充电设备都是一种充电装置，按照现行国家标准GB19826-2005《电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求》，充电设备对供电电压偏差的要求为±15%。

我国对提供到用电设备电源端子的供电电压偏差已经设定了规定，满足现行国家标准《供配电系统设计规范》GB50052的要求，即正常运行情况下,用电设备端子处电压偏差允许值宜符合下列要求:

1电动机为±5%额定电压。

2照明:

一般工作场所为±5%额定电压；当工作场所远离变电所难以满足上述要求时可为+5%，-10%额定电压；应急照明,道路照明和警卫照明等为+5%，-10%额定电压。

3其他用电设备当无特殊规定时为±5%额定电压。

因此，本条文根据以上分析，对充电站的其他用电设备（如照明设备、监控系统设备）端子电压偏差进行了±5%额定电压的规定。

7.0.2通过正确选择供电元件和系统结构，就可以在一定程度上减少电压偏差。

由于电网各点的电压水平高低不一，合理选择变压器的变化（如选35±2×2.5%/10.5的变比还是38.5±2×2.5%/10.5的变比）和电压分接头，即可将供配电系统的电压调整在合理的水平上。

但这只能改变电压水平而不能缩小偏差范围。

供电元件的电压损失与其阻抗成正比，在技术经济合理时，减少变压级数，增加线路截面，采用电缆供电，可以减少电压损失，从而缩小电压偏差范围。

    合理补偿无功功率可以缩小电压偏差范围，若因过补偿也是不合理的。

    在三相四线制中，如三相负荷分布不均（相线对中性线），将产生零序电压，使零点移位，一相电压降低，另一相电压升高，增大了电压偏差。

7.0.3电动汽车充电机为非线性负荷,充电站中多个充电机一起充电中所产生的电压波动和闪变，对电网电能质量具有一定的损害。

根据充电站的充电设备和用电设备的符合特点，由于不含有大型冲击性设备，因此所产生的电压波动和闪变比较小。

但在电压波动和闪变超过限值的情况下，可以通过采用动态补偿或调节装置，可以直接对波动电压和电压闪变进行动态补偿或调解，以达到快速改善电压的目的。

动态无功补偿装置是在原静止无功补偿装置的基础上，采用成熟、可靠的晶闸管控制电抗器和固定电容器组，即TCR+FC的典型结构，准确迅速地跟踪电网或负荷的动态波动，对变化的无功功率进行动态补偿。

动态无功补偿装置克服了传统的静态无功补偿装置响应速度慢及机械触点经常烧损等缺点，动态响应速度快（小于20ms），控制灵活，能进行连续、分相和近似线性的无功功率调节，具有提高功率因数、降低损耗、稳定负载电压、增加变压器带载能力及抑制谐波等功能，从而保证电网的供电质量。

另外，充电站用电容量过高，电压波动不能满足限制要求时，宜选用更高电压等级的电网供电；但在电压波动能满足限制要求时，应选用一次电压较低的变压器，有利于保证断路器的频繁操作性能。

7.0.4传统的线性负载的电流/电压只含有基波（50Hz），没有或只有极小的谐波成分，而非线性负载会在电力系统中产生可观的谐波。

谐波与电力系统中基波叠加，造成波形的畸变，畸变的程度取决于谐波电流的频率和幅值。

非线性负载产生陡峭的脉冲型电流，而不是平滑的正弦波电流，这种脉冲中的谐波电流引起电网电压畸变，形成谐波分量，进而导致与电网相联的其它负载产生更多的谐波电流。

非线性负载所产生的谐波电流会影响电力系统的多个工作环节，包括变压器，中性线，还有电动机，发电机和电容器等。

谐波电流会导致变压器，电动机和备用发电机的运行温度（K参数）严重升高。

中性线上的过电流（由谐波和不平衡引起）不仅会使导线温度升高，造成绝缘损坏，而且会在三相变压器线圈中产生环流，导致变压器过热。

无功补偿电容器会因电网电压谐波畸变而产生过热，谐波将导致严重过流；另外，电容器还会与电力系统中的电感性元件形成谐振电路，这将导致电容器两端的电压明显升高，引致严重故障。

照明装置的启辉电容器对于由高频电流引起的过热也是十分敏感的，启辉电容器的频繁损坏显示了电网中存在谐波的影响。

谐波还会引起配电线路的传输效率下降，损耗增大，并干扰电力载波通讯系统的工作，如电能管理系统（EMS）和时钟系统。

而且，谐波还会使电力测量表计，有功需量表和电度表的计量误差增大。

充电站接入电网所注入的谐波电流和引起公共连接点电压正弦畸变率应符合现行国家标准《电能质量公用电网谐波》GB/T14549的规定。

在电力系统中对谐波的抑制主要有三个方面措施：

（1）降低谐波源的谐波含量。

如增加整流器的脉动数、脉宽调制法、三相整流变压器采用Y/Δ或Δ/Y接线法。

（2）在谐波源处吸收谐波电流。

如按照无源滤波器、有源滤波器、静止无功补偿装置、限制电容器投入量等。

（3）改善供电环境。

如确保三相平衡、专门线路供电等。

在充电站中，可以采用以下若干措施来改善谐波：

（1）通过增大单台充电机的滤波电感来降低单台充电机电流谐波总畸变率量；

（2）采用功率因数校正手段（PFC）来抑制或消除谐波电流；

（3）采用PWM整流器获得直流母线电压，为一台或多台充电机提供直流输入。

（4）安装滤波器以抑制谐波电流。

（5）根据负荷特点，合理配置无功补偿装置，在用户高峰负荷时使变压器高压侧功率因数不低于0.95。

7.0.5充电站用电设备大多为三相用电，预计其对公用电网产生的三相电压不平衡度比较小，通常均可满足现行国家标准的限值要求。

但对于一些采用低压单相充电机的小容量充电站，可能会产生三相电压不平衡度超过限值的问题，可以考虑采用对三相负荷进行调整的办法使之平衡，如将不对称负荷尽可能分散接到不同供电点，避免集中连接造成不平衡度超标；或将不对称负荷接到更高电压等级上供电，使连接点短路容量足够大；或采用三相平衡化装置来增加分相调节能力。

8计量系统

8.0.1本条文将充电站的计量点设置分为两类，第一类为电力营销管理系统计量，用于电网与充电站间的贸易结算；第二类为充电站充电服务计量，用于充电站与电动汽车使用者间的贸易结算。

见附录A。

8.0.3充电计费管理系统计量点电能表宜安装在充电机或交流充电桩输出端与电动汽车充电接口之间，电能表宜选用单相直流或交流电能表，准确度等级为1级。

直流电能计量装置应满足《直流电能表》JJG842-93的要求。

8.0.4采集终端宜采用以下功能，可根据实际情况适当增减：

（1）电能数据采集

终端从电能表中按设定的时间间隔（1～60分钟可设定）读取并存储和上传总及各费率正反向有功、四象限无功电能，电能量数据可存储12个月。

（2）测量数据采集

终端从电能表中按设定的时间间隔读取并存储和上传电压、电流、功率、功率因数等信息。

（3）负荷曲线记录

通过定时抄读电能表内电能、电压、电流、功率等数据在终端内形成负荷曲线记录，抄读时间间隔和内容可设置。

（4）电能质量合格率统计

按照设定的允许电压上、下限，按月或抄表周期统计电压合格率，可保存最近12个月统计数据。

按设置的功率因数分段限值对监测点的功率因数进行分析统计，记录每日/月功率因数越限值发生在各区段的累计时间。

（5）报警功能

可通过抄读电能表内事件记录、状态字等信息进行告警及主动上传报警。

8.0.5充电站充电计量系统宜具有以下功能，可根据实际情况适当增减：

1运行状况管理

（1）系统自动检测终端、电能表以及通信信道等运行情况，记录故障发生时间，故障现象等信息，并建立相应的维护记录。

（2）系统可以以图形方式实时显示选择监测的终端、电表的运行情况。

（3）终端、电能表发生参数变更、时钟超差或电能表故障等状况时，按事件记录要求记录发生的时间和异常数据。

2数据查询

（1）系统支持按照充电机、时段等查询计量点的实时数据、历史日数据、历史月数据等。

（2）系统支持表格、图形（曲线、棒图）的多种展现形式。

3电能量统计

（1）电能量曲线数据统计

当完成电能量示数曲线的入库后，根据电能量示数曲线计算电能量曲线，并在数据库中进行存储。

当发现电能量示数曲线或电能量曲线异常时，生成相关的告警事件。

（2）日电能量统计（总、各费率）

当完成日电能量示值（总、各费率）入库后，根据日电能量示值（总、各费率）计算日总电能量（总、各费率）。

当发现电能量示值或日总电能量数据异常时，生成相关的告警事件。

（3）月电能量统计（总、各费率）

当完成月电能量示值（总、各费率）入库后，根据月电能量示值（总、各费率）计算日总电能量（总、各费率）。

当发现电能量示值或月总电能量数据异常时，生成相关的告警事件。

（4）用电量汇总

按照时间要素（日、月、年、任意时段）将计算对象（全站、充电机等）统计总用电量、费率时段电量。

4电能质量分析

（1）电压越限统计

统计电压越上、下限时间，计算超上限率、超下限率、电压合格率，生成相关的合格率统计数据。

（2）功率因数越限统计

设定相应的功率因数分段定值，统计各分段定值内的时间；统计指定时间段内的功率因数最大值、最小值。

（3）谐波越限统计

统计电流总及各次谐波电流日最大值及发生时间，统计电压总及各次谐波电压含有率及总畸变率日最大值及发生时间，以及电流电压谐波日统计数据，并可对谐波异常事件进行查询和告警。

5日常业务

（1）输入/修改表码

（2）人工录入电量

（3）换表/更换CT

（4）修改常用表计参数

9监控及通信系统

9.1系统构成

9.1.1本条文参考了国家电网公司企业标准Q/GDW488-2010的相关内容，规范对监控系统的系统结构、硬件构成、网络通信结构以及系统配置原则进行了规定。

对于大中型充电站，监控系统