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淺談民用建筑地下車庫(kù)充電樁配電設(shè)計(jì)解決方案

更新時(shí)間:2021-11-02 點(diǎn)擊次數(shù): 1520次

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

 

摘要:本文主要對(duì)民用建筑地下車庫(kù)充電樁配電設(shè)計(jì)分析,并提出解決方案。以期能夠更好的推動(dòng)電動(dòng)汽車的發(fā)展。

關(guān)鍵詞民用建筑;地下車庫(kù);充電樁;配電設(shè)計(jì);方案

引言

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,同時(shí)伴隨著石油等自然資源逐漸減少,人們對(duì)保護(hù)環(huán)境、綠色發(fā)展的呼聲越來(lái)越高,新能源汽車成為其中的一種新嘗試,對(duì)電動(dòng)汽車的推廣使用則是一個(gè)重要體現(xiàn),但如果相應(yīng)的充電樁設(shè)備跟不上發(fā)展,那么推廣電動(dòng)汽車將是空談。在人員密集的民用建筑地下庫(kù)對(duì)充電樁的需求以及要求都非常高,需要要做好相應(yīng)的充電樁配電設(shè)計(jì),滿足人們的日常需求。

一、充電樁的類別以及相關(guān)的技術(shù)要求

1、電樁的類別

現(xiàn)階段充電樁主要分為直流充電裝置和交流充電樁兩種,前者俗稱“快充",顧名思義,其較大的特點(diǎn)是電壓與電流調(diào)整幅度較大,充電速度快,但是對(duì)于汽車上的電池?fù)p耗較大,主要由充電機(jī)柜和直流充電樁組成,占用面積相對(duì)較大。后者俗稱“慢充",也是當(dāng)下民用建筑車庫(kù)使用主流,分單相和三相兩種,占用面積較小,安裝方便。根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù),主要列舉了下表的技術(shù)參數(shù):

2、民用建筑地下車庫(kù)充電樁的技術(shù)要求

通過(guò)充電樁的分類看出民用建筑地下車庫(kù)的充電樁一般使用交流充電樁,其具備電源充足或充電時(shí)間到后自動(dòng)切斷電源,在發(fā)生短路、過(guò)載、漏電等情況時(shí)進(jìn)行自動(dòng)故障報(bào)警等功能,因此在技術(shù)方面,除了需要滿足現(xiàn)有的法律法規(guī)以及規(guī)范外,主要從阻燃、阻電、預(yù)警等方面考慮。電源線采用阻燃電纜和護(hù)管等材料,通過(guò)安裝空氣開關(guān)進(jìn)行漏電等自我保護(hù),同時(shí)其保護(hù)接地端需要接地并配備符合其裝置的環(huán)保材料,即阻電功能,在這一方面可采用TN-S系統(tǒng)等具有自我保護(hù)功能的系統(tǒng)。

二、民用建筑地下車庫(kù)充電樁配電設(shè)計(jì)涉及的注意點(diǎn)

1、充電樁位置的設(shè)計(jì)

對(duì)于充電樁位置的設(shè)計(jì),主要從電動(dòng)車類別、進(jìn)出的車流狀況、車位以及配電設(shè)備等方面考慮,對(duì)于充電樁數(shù)量不多時(shí),將充電樁集中安裝在同一個(gè)防火區(qū)域內(nèi),并將相關(guān)的配電設(shè)備設(shè)計(jì)在不遠(yuǎn)處以便集中管理。在相對(duì)較多的情況下,根據(jù)直流充電裝置和交流充電樁不同的特點(diǎn)安置在不同的區(qū)域,前者主要安裝于車庫(kù)進(jìn)出口的防火區(qū)域,后者則可以放置在不同的防火分區(qū)中。

2、充電樁的安裝方式

通過(guò)上表可以知道主要由落地式與壁掛式兩種充電樁的安裝方式。落地式的充電樁安裝方式相對(duì)簡(jiǎn)單,一般安裝于離地30cm左右車位端部。掛壁式的充電樁安裝方式主要是指將充電樁安裝在墻上或柱子上,在這里需要注意的是在安裝過(guò)程中需要避免對(duì)消防栓等功能設(shè)施的影響,在安裝高度上,要比落地式的高。

3、充電樁的配電箱設(shè)置

配電箱可以根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置一個(gè)或多個(gè),根據(jù)數(shù)量的多少在低壓柜中設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的回路,配電箱安裝的位置應(yīng)是充電樁附近的強(qiáng)電間里面。只有提高其指數(shù),才能夠讓充電樁更好的為人們服務(wù),提高用電,保障人們的生命財(cái)產(chǎn)。

4、配電箱回路設(shè)置

在回路設(shè)置上,主要要注意短路以及剩余電流保護(hù),可采用低壓斷路器,剩余電流保護(hù)可采用選定額定動(dòng)作電流的方式,以便減少短路或電量過(guò)載造成的起火等現(xiàn)象,保障在使用充電樁充電過(guò)程中的。

三、安科瑞充電樁運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)

 

1、系統(tǒng)架構(gòu)

安科瑞Acrelcloud-充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控,同時(shí)對(duì)各類故障如充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警;和用戶通過(guò)微信小程序掃描二維碼,進(jìn)行支付后,系統(tǒng)發(fā)起充電請(qǐng)求,控制二維碼對(duì)應(yīng)的充電樁完成電動(dòng)汽車的充電過(guò)程。

充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯(lián)網(wǎng),配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù),基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議,與云端進(jìn)行直連。云平臺(tái)包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營(yíng)的所有功能,具體功能如下:

資源管理:充電站檔案管理,充電樁檔案管理,用戶檔案管理,充電樁運(yùn)行監(jiān)測(cè),充電樁異常交易監(jiān)測(cè)。

交易結(jié)算:充電價(jià)格策略管理,預(yù)收費(fèi)管理,賬單管理,營(yíng)收和財(cái)務(wù)相關(guān)報(bào)表

用戶管理:用戶注冊(cè),用戶登錄,用戶帳戶管理,消息管理

充電服務(wù):充電設(shè)施搜索,充電設(shè)施查看,地圖尋址,在線自助支付充電,充電結(jié)算,導(dǎo)航等

微信小程序:掃碼充電,賬單支付等功能

數(shù)據(jù)服務(wù):數(shù)據(jù)采集,短信提醒,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和解析

變壓器監(jiān)控:監(jiān)控充電站變壓器負(fù)荷,每個(gè)充電站配備一塊ARCM300T無(wú)線表,超負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)充電樁的進(jìn)行調(diào)度管理,即當(dāng)負(fù)荷超過(guò)百分之五十時(shí),系統(tǒng)會(huì)限制新增開始充電的充電樁的功率,降為百分之五十,當(dāng)變壓器負(fù)荷超過(guò)百分之八十時(shí),系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電,直到負(fù)荷下降為止。

2、平臺(tái)功能

2.1平臺(tái)登錄

 

在瀏覽器打開云平臺(tái)鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼,進(jìn)行登錄,防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

2.2平臺(tái)首頁(yè)

 

平臺(tái)首頁(yè)總覽每天的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng),累計(jì)的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng),以及相應(yīng)的環(huán)比增長(zhǎng)和同比增長(zhǎng)以及樁、站分布地圖導(dǎo)航、本月充電統(tǒng)計(jì)。

2.3實(shí)時(shí)監(jiān)控

l  充電站監(jiān)控

 

充電站監(jiān)控頁(yè)面監(jiān)視用戶充電槍總數(shù)、正在充電的槍數(shù)、空閑槍數(shù)、插槍數(shù)量、故障槍數(shù)量等,匯總了用戶擁有各樁的當(dāng)日充電總次數(shù)、總電量、總時(shí)長(zhǎng),進(jìn)行負(fù)荷限制、故障查詢。

l  充電槍監(jiān)控

 

充電樁監(jiān)控頁(yè)面充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數(shù)、今日充電時(shí)長(zhǎng)和累計(jì)充電電量、累計(jì)充電次數(shù)、累計(jì)充電時(shí)長(zhǎng)等、充電電壓電流等參數(shù)。

2.4微信小程序

l  搜索與使用

 

微信小程序可以通過(guò)掃描二維碼和微信文字搜索找到,點(diǎn)擊后可以加入到小程序列表,如下圖所示

l  授權(quán)登錄界面

 

用戶通過(guò)搜索或者掃碼等途徑初次打開小程序時(shí),會(huì)進(jìn)入這個(gè)頁(yè)面,需要用戶授權(quán)登錄才可以進(jìn)入小程序主功能頁(yè)面,如圖所示:

l  主功能頁(yè)

 

初次進(jìn)入主功能頁(yè)時(shí)需要授權(quán)定位才可以使用地圖相關(guān)功能,在地圖上查看到當(dāng)前所在區(qū)域的充電站,查看充電站信息,可以進(jìn)行掃碼充電操作,地圖導(dǎo)航等。

l  充電

 

掃描充電槍上的二維碼,如果當(dāng)前充電樁可用即可進(jìn)入充電選擇頁(yè)面,可以查看到當(dāng)前的充電站名稱、充電槍名稱,以及當(dāng)前的賬戶余額,電價(jià)和預(yù)計(jì)可充電量等數(shù)據(jù),還可以查看當(dāng)前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時(shí)間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結(jié)束可以進(jìn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

l  個(gè)人信息

 

個(gè)人信息可以顯示當(dāng)前登錄賬號(hào)的昵稱和余額,同時(shí)包括、充值、充值記錄查詢、賬單查詢、充電記錄查詢、設(shè)置支付密碼等功能

3、硬件配置

3.1平臺(tái)服務(wù)器:建議按照我方配置購(gòu)買,或者客戶自己租用阿里云資源。

 

硬件配置清單:(如申請(qǐng)阿里云可忽略)

若客戶自己租用阿里云服務(wù)器,服務(wù)器配置根據(jù)充電槍點(diǎn)數(shù)的不同,分別如下:

 

3.2現(xiàn)場(chǎng)硬件配置清單:

四、安科瑞限流式保護(hù)器的介紹與選型

1、限流式保護(hù)器的設(shè)計(jì)

電氣防火限流式保護(hù)器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長(zhǎng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大,以及使用壽命短等當(dāng)弊端,發(fā)生短路故障時(shí),能以微秒級(jí)速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù),從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故,保障使用場(chǎng)所人員和財(cái)產(chǎn)的。

安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護(hù)器的主要元件是固態(tài)開關(guān),不同于傳統(tǒng)家用的空氣開關(guān)(微斷)。我們知道,傳統(tǒng)空氣開關(guān)的斷開是一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程,分?jǐn)鄷r(shí)間需要幾十毫秒(一般3050ms),帶負(fù)載斷開時(shí)通常伴隨有電弧的產(chǎn)生。而固態(tài)開關(guān)的斷開則是依靠半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn),分?jǐn)鄷r(shí)間微秒級(jí),速度快,無(wú)電弧產(chǎn)生。

 

如圖1所示,當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí),傳統(tǒng)空氣開關(guān)在電流升至C點(diǎn)時(shí)才能動(dòng)作,且無(wú)法瞬時(shí)切斷電流,而固態(tài)開關(guān)則可以在電流升至B點(diǎn)時(shí)即瞬間切斷短路電流。

1短路故障前后電流與時(shí)間關(guān)系圖

從流過(guò)電阻的電流熱量公式Q=I2Rt,可以很容易看出,傳統(tǒng)空氣開關(guān)與固態(tài)開關(guān)在短路時(shí)所釋放的能量差別可以達(dá)到數(shù)千倍之多。因此當(dāng)裝配限流式保護(hù)器的回路發(fā)生短路故障時(shí),就可以避免電弧的產(chǎn)生,從而有效降低了電氣火災(zāi)。

 

2、ASCP200-1功能特點(diǎn)

ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器是單相限流式保護(hù)器,較大額定電流為63A。主要功能如下:

A)短路保護(hù)功能,線路發(fā)生短路故障時(shí),能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù);

B)過(guò)載保護(hù)功能,線路持續(xù)過(guò)載時(shí),保護(hù)器限流保護(hù);

C)表內(nèi)超溫保護(hù)功能,保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過(guò)高時(shí),保護(hù)器限流保護(hù);

D)過(guò)/欠壓保護(hù)功能,線路欠壓或過(guò)壓時(shí),保護(hù)器告警或限流保護(hù)(可設(shè));

E)電纜溫度監(jiān)測(cè)功能,被測(cè)線纜溫度超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí),保護(hù)器告警或限流保護(hù)(可設(shè));

F)漏電流監(jiān)測(cè)功能,線路漏電超過(guò)報(bào)警設(shè)定值時(shí),保護(hù)器告警或限流保護(hù)(可設(shè));

G)通訊功能,保護(hù)器配置1RS485接口,12G無(wú)線通訊,可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到安科瑞Acrel-6000云平臺(tái),或第三方監(jiān)控軟件或平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

 

3、ASCP200-1技術(shù)參數(shù)

4、應(yīng)用方案圖示

 

ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器建議安裝在入戶開關(guān)下端,額定電流值根據(jù)入戶開關(guān)的具體規(guī)格進(jìn)行設(shè)置,典型應(yīng)用示意圖如圖2所示:

2ASCP200-1家用防火解決方案安裝示意圖

5、使用注意事項(xiàng)

在選用限流式保護(hù)器時(shí),限流式保護(hù)器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其前上級(jí)的斷路器的額定電流保持一致。例如,當(dāng)限流式保護(hù)器輸入端斷路器的額定電流為32A時(shí),應(yīng)將限流式保護(hù)器的額定電流設(shè)置為32A。為保障限流式保護(hù)器的正常使用,嚴(yán)禁將其使用于與其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線路中。

ASCP200系列采用限流式保護(hù)器采用壁掛式安裝,可以掛墻安裝,也可以安裝在箱體內(nèi),應(yīng)確保安裝場(chǎng)所無(wú)滴水、腐蝕性化學(xué)氣體和沉淀物質(zhì),并注意環(huán)境溫度和通風(fēng)散熱。

為確??煽窟B接,接線時(shí)應(yīng)按接線圖進(jìn)行,同時(shí)為了防止接頭處接觸電阻過(guò)大而導(dǎo)致局部過(guò)熱,也避免因接觸不良而導(dǎo)致保護(hù)器工作不正常,線頭應(yīng)采用合適大小的U形冷壓頭壓接后,再插入保護(hù)器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實(shí)。

保護(hù)器內(nèi)部帶有交流電,嚴(yán)禁非專業(yè)人士擅自打開產(chǎn)品外殼。保護(hù)器在使用期間,若被保護(hù)線路發(fā)生短路或過(guò)載故障而被限流保護(hù)時(shí),保護(hù)器仍處于帶電狀態(tài),不允許隨意碰觸用電線路的金屬部分。待檢查線路,并排除故障后,長(zhǎng)按保護(hù)器的復(fù)位按鍵約2秒鐘,使保護(hù)器恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)。

當(dāng)保護(hù)器因超溫而發(fā)生限流保護(hù)時(shí),則可能是因?yàn)樨?fù)載電流過(guò)大,環(huán)境溫度過(guò)高或通風(fēng)散熱不良等原因?qū)е拢赏ㄟ^(guò)加強(qiáng)通風(fēng)等措施,等保護(hù)器溫度降下來(lái)后,再長(zhǎng)按復(fù)位鍵,使保護(hù)器復(fù)位,恢復(fù)正常運(yùn)行。

五、結(jié)束語(yǔ)

充電汽車的推廣與使用,在一定程度上緩解了石油等能源的壓力,對(duì)環(huán)境保護(hù)起了一定的作用。為更好的滿足人們對(duì)充電汽車的需求,在符合政策以及法律法規(guī)要求下,在民用建筑地下庫(kù)進(jìn)行充電樁的安裝,并做好相關(guān)配電設(shè)計(jì)的工作。

 

參考文獻(xiàn)

[1]   廖飛.民用建筑地下車庫(kù)充電樁配電設(shè)計(jì)解決方案[J.低碳世界,2018,(06):162-163

[2]   李慧.民用建筑地下車庫(kù)充電樁配電設(shè)計(jì)解決方案

[3]   安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06

 

作者簡(jiǎn)介:劉細(xì)鳳,女,現(xiàn)任于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事電瓶車充電樁的研發(fā)和應(yīng)用

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