居民小區停車場充電樁解決方案

項目背景

     在人類曆史長河中，已經經曆了兩(liang) 次交通能源動力係統變革。今天，人類再次來到了交通能源動力係統變革的十字路口，三次變革將是以電力和動力電池（包括燃料電池）替代石油和內(nei) 燃機，將人類帶入清潔能源時代，我們(men) 大膽的預測，三次交通能源動力係統的變革將帶動亞(ya) 洲經濟的騰飛，使亞(ya) 洲取代美國成為(wei) 世界經濟的發動機。

在能源和環保的壓力下，新能源汽車無疑將成為(wei) 未來汽車的發展方向。如果新能源汽車得到快速發展，以2020年中國汽車保有量1.4億(yi) 計算，可以節約石油3229萬(wan) 噸，替代石油3110萬(wan) 噸，節約和替代石油共6339萬(wan) 噸，相當於(yu) 將汽車用油需求削減百分之22.7。2020年以前節約和替代石油主要依靠發展先進柴油車、混合動力汽車等實現。到2030年，新能源汽車的發展將節約石油7306萬(wan) 噸、替代石油9100萬(wan) 噸，節約和替代石油共16406萬(wan) 噸，相當於(yu) 將汽車石油需求削減百分之四十一。屆時，生物燃料、燃料電池在汽車石油替代中將發揮重要的作用。

結合中國的能源資源狀況和國際汽車技術的發展趨勢，預計到2025年後，中國普通汽油車占乘用車的保有量將僅(jin) 占百分之五十左右，而先進電池汽車、燃氣汽車、生物燃料（燃料電池）汽車等新能源汽車將迅猛發展。

國家充電設施建設文件

     2015年，國務院辦公廳《關(guan) 於(yu) 電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》(國辦發〔2015〕73號)；

     2015年發改委印發《電動汽車充電基礎設施發展指南（2017-2022年）》；

     2016年1月，五部委聯合發布《關(guan) 於(yu) “十三五"新能源汽車基礎設施獎勵政策及加強新能源汽車推廣應用的通知》;

     2017年，能源、國資委、事務《關(guan) 於(yu) 單位內(nei) 部電動汽車充電基礎設施建設的通知》；

     2018年，發改委印發《提升新能源汽車充電保障能力行動計劃》發改能源〔2018〕1698號；

     2019年3月，財政部《關(guan) 於(yu) 進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》財建〔2019〕138號；

     2020年10月20日，國務院辦公廳關(guan) 於(yu) 印發《新能源汽車產(chan) 業(ye) 發展規劃》（2021-2035）的通知；

居民小區停車場充電站分析

     居民小區裏麵的停車場大致分為(wei) 兩(liang) 類：非機動車停車場和機動車停車場。充電樁其功能類似於(yu) 加油站裏麵的加油機，可以固定在地麵或牆壁，安裝於(yu) 公共建築和居民小區停車場內(nei) ，可以根據不同的電壓等級為(wei) 各種型號的電動汽車充電。

     非機動車停車場裏大多為(wei) 電動自行車和電動三輪車，這類車型的動力來源於(yu) 自身的電瓶，充電成了居民的一大難題，私拉電線的情況時有發生，這樣往往很容易引起火災。科林電氣的電動單車充電樁具有壁掛10口和落地4口兩(liang) 種，可為(wei) 居民解決(jue) 充電需求，更好的保障小區居民的權益。非機動車停車場大部分為(wei) 私家車，以及小部分為(wei) 居民提供生活保障的物流車。居民的私家車大部分都是白天外出工作，晚上停在停車場可選擇交流充電樁在夜間慢速充電；而物流車電池容量大，電量消耗大，直流充電樁可為(wei) 其快速充電。

充電站預估需求分析

     通過對相關(guan) 居民小區停車場相關(guan) 情況的初步了解，參考公交車站、物流站、地下停車場、公共停車場及居民小區停車場等，這些停車場的運營情況及運行規律，製定以下方案。

     規劃充電車輛有：私家車、出租車、小型貨車、小型客車、電動車等。

     主要需求：私家車、出租車、小型貨車、小型客車、電動車等車輛快速補電及均衡充電需求；本期共規劃充機動車電        車位60個(ge) ，其中快充3個(ge) ，非機動車充電車位30個(ge) 。

充電設備組成如下：

充電站配電解決(jue) 方案

     電源額定容量需求計算：

     7kW交流充電機：57台

     30kW交流充電機：3台

     7kw功率因數cosϕ：0.95

     交流充電機工作效率η：1

     充電機同時工作係數k：0.7

     7kw交流充電機總功率S1：S1= P /(cosϕ *η)=7*57/（0.95*1）=515kW

     充電機總功率ΣS：ΣS=S1=515kW

     變壓器負荷率βm：0.8

     其他負荷容量s：0.05S

     變壓器容量S= k * (ΣS + s ) /βm

     由以上公式推導出變壓器功率

     S=k*ΣS/(βm-0.05k)=420*0.7/(0.8-0.05*0.7)=471.24kW

     箱變容量為(wei) 500kVA，交流充電設備先就近匯流在配電櫃內(nei) ，再接引至箱變內(nei) 開關(guan) 。

充電站的介紹

充電站的設計

     機動車停車場由一台500kVA箱變、4麵配電箱和57台落地式7kW交流充電樁和3台落地式30kw直流充電樁組成。其中三個(ge) 每麵配電箱內(nei) 置19個(ge) 空開控製19台充電樁，另一個(ge) 配3個(ge) 空開控製3台充電樁，配電箱電源取自新增箱變，所有電纜均在電纜溝內(nei) 直埋。非機動車停車場是由一麵配電箱及3台電動單車智能充電樁組成，並設有防雨棚，每台電動單車智能充電樁可同時為(wei) 10輛電動車充電。電動單車智能充電樁掛在防雨棚內(nei) 設置的橋加上。

項目10kV電源進線，通過箱變等設備供給充電設備，滿足充電設備用電。配電設備在高壓側(ce) 裝設高壓計量櫃，低壓側(ce) 采用中性點直接接地的三相四線製係統，獨立接地回路。10kV母線、0.4kV母線均采用單母線分段的主接線形式，通過分段斷路器實現暗備用；在箱變低壓側(ce) 裝設諧波功補償(chang) 裝置。

總平麵布原則及綠化

布原則：

     （1）在充分考慮項目先進性、經濟性、穩定性、實施性的前提下，符合國家、行業(ye) 標準和節能減排相關(guan) 要求。

     （2）根據站內(nei) 設施的功能性質、生產(chan) 流程和實際危險性，結合四鄰狀況及風向，分區集中布置，減少管線長度，節約投資，方便以後的作業(ye) 和經營管理。

     （3）站內(nei) 場地通暢，站內(nei) 充電區開闊，方便大型車輛或消防車輛的進出。

     （4）根據自然地形進行工藝布置，盡量減少土石方量。

綠化：

     綠化布置是環境保護的重要措施，因而根據具體(ti) 要求，與(yu) 總平麵布置綜合考慮，並與(yu) 場地環境相協調。根據該項目的規模和總平麵布置方案，為(wei) 了創造良好的生產(chan) 環境，在充電區與(yu) 供電區之間可利用的位置見縫插綠，在充分利用土地的情況下，盡可能的搞好區域的綠化。

本充電站的優(you) 點

     （1）嚴(yan) 格遵循設計依據中所列的節能設計相關(guan) 標準及規範、相關(guan) 終端用能產(chan) 品能效標準，進行方案設計、工藝設計和設備選型，規劃、建築結構、電氣、給排水、采暖通風與(yu) 空調等均提出成熟先進、切實可行的節能方案和節能措施，都沒有采用明令禁止或淘汰的落後工藝、設備及產(chan) 品，所有設備均選用先進、成熟、可靠、效率高、低能耗節能型設備，項目各類供用能係統均可實現計量管理與(yu) 監督。

     （2）節能，符合國內(nei) 節能技術要求，並達到同行業(ye) *水平。

     （3）充換電設施均為(wei) 低壓設備，頻率低(50Hz)，磁場強度低於(yu) 彩電、微波爐，而且充換電站內(nei) 不需要常駐人員。

     （4）本方案認真執行“預防為(wei) 主、防消結合"的消防工作方針以及國家和本行業(ye) 的有關(guan) 消防規定，在總圖布置、建築結構、消防供水以及火災報警等消防設計中采取了一係列防範措施，防止和減少火災的危害。

機動車充電站建設清單及要求

充電設備及材料配置表

土建、安裝、調試施工統計

安裝及施工要求

     （1）務必選擇合適的7kW交流充電樁和30kw直流充電樁安裝的位置，充電樁需要幹燥、通風、避免陽光直射的使用環境。

     （2）為(wei) 保證使用合理，應具備良好的接地係統，充電樁接地良好。

     （3）充電樁安裝位置應該靠近電動汽車停泊位置，以方便日常使用，務必考慮充電設備進線和充電線纜的長度。

機動車充電站投資收益及回收期收益

     假設充電樁的充電機全部運行進行充電，每天所有充電樁充電6小時，充電服務費按0.4元/kWh。公共停車場停車場電費為(wei) 0.8元/kWh。

損耗：

     每台交流充電樁待機損耗為(wei) 0.01kW。

     每台交流充電樁損耗/年：0.01kW*24h*365天=87.6kWh/年

     充電樁的年損耗=交流充電樁的年損耗*電費=5256kWh/年*0.8元/kWh=4204.8元/年

收益：

     充電樁充電每天收益：489kW*0.4元/kWh*6h=1173.6元/天

     充電樁的年收益（每年按250天計算）：1173.6元/天*250天=293400元/年

     年淨收益=年收益-年損耗

     =293400-4204.8=289,195.2元（約28.91萬(wan) 元）

     注：該估算僅(jin) 供參考，實際充電時間和收益需要參考當地新能源汽車流量。

非機動車充電站建設清單及要求

充電設備及材料配置表

土建、安裝、調試施工統計

安裝及施工要求

     （1）務必選擇合適的電動單車充電樁安裝的位置，充電樁需要幹燥、通風、避免陽光直射的使用環境。

     （2）為(wei) 保證使用合理，應具備良好的接地係統，電動單車充電樁接地良好。

     （3）電動單車充電樁安裝位置應該靠近電動汽車停泊位置，以方便日常使用，務必考慮充電設備進線和充電線纜的長度。

非機動車充電站投資收益及回收期收益

充電設備的大功率為(wei) 6.6KW，共3台設備，在實際使用中，充電按小時計費，服務費1元/時，電費按照0.8元/kWh計算。

30個(ge) 充電車位，若按照電動自行車與(yu) 電動三輪車7:3的配比。

電動三輪車9輛，每天充一次電，一次充電至少6小時；

電動自行車21輛，每天充一次電，一次充電至少4小時。

電動三輪車充電時長=9*6=54h

電動自行車充電時長=21*4=84h

充電總時長=電動三輪車充電時長+電動自行車充電時長

=54+84=138h

每台設備平均每天充電小時數=充電總時長/充電車數量

=138/30=4.6h

每天收益=充電總時長*服務費

=138h*1元/時=138元

每天支出=6.6kW*3台*平均每天充電小時數*電費

=6.6kW*3*4.6h*0.8元/kWh=72.864

每天淨收益=每天收益-每天支出=65.136元

年（一年按250天計算）淨收益=每天淨收益*250天

=65.136元*250天=16284元

注：該估算僅(jin) 供參考，實際充電時間和收益需要參考當地新能源汽車及電動車流量。

安科瑞充電樁收費運營雲(yun) 平台

    安科瑞Acrelcloud-9000充電樁收費運營雲(yun) 平台係統通過物聯網技術對接入係統的充電樁站點和各個(ge) 充電樁進行不間斷地數據采集和監控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一係列故障進行預；用戶通過微信/支付寶小程序掃描二維碼，進行支付後，係統發起充電請求，控製二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。

    充電樁可選配WIFI/4G/以太網接入互聯網，配合加密技術和秘鑰分發技術，基於(yu) TCP/IP的數據交互協議，與(yu) 雲(yun) 端進行直連。雲(yun) 平台包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括財務管理、變壓器監控和運營分析等功能。

平台結構

平台主要功能

■資源管理

充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監測，充電樁異常交易監測。

■交易結算

充電價(jia) 格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關(guan) 報表。

■用戶管理

用戶注冊(ce) ，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理。

■充電服務

充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等。

■微信小程序

掃碼充電，賬單支付等功能。

■數據服務

數據采集，短信提醒，數據存儲(chu) 和解析。

■變壓器監控

監控充電站變壓器負荷，超負荷時對充電樁的調度管理。

現場軟硬件配置

產(chan) 品介紹

1、互聯網版智能交流樁係列

2、產(chan) 品性能

注：*為(wei) 通信方式，可選。

產(chan) 品功能

1）智能監測：充電樁智能控製器對充電樁具備測量、控製與(yu) 保護的功能，如運行狀態監測、故障狀態監測、充電計量與(yu) 計費以及充電過程的聯動控製等。

2）智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量，具備完善的通信功能，可將計量信息通過RS485分別上傳(chuan) 給充電樁智能控製器和網絡運營平台。

3）雲(yun) 平台：具備連接雲(yun) 平台的功能，可以實現實時監控，財務報表分析等等。

4）保護功能：具備防雷保護、過載保護、短路保護和漏電保護等功能。

5）遠程升級：具備完善的通訊功能，可遠程對設備軟件進行升級。

6）適配車型：所有符合GB/T 20234.2-2015國標的電動汽車，適應不同車型的不同功率。

7）資產(chan) 安全：產(chan) 品全部由中國平安保險承保，充分保障設備、車輛、人員的安全。

產(chan) 品特點

    智能、安全、穩定、雲(yun) 平台、移動支付、遠程升級、導航、保險、用戶管理、適配車型廣泛、急停、體(ti) 積小

ASCP係列電氣防火限流式保護器

國內(nei) 電氣火災統計和分析

隨著社會(hui) 經濟的飛速發展，社會(hui) 電氣化程度不斷提高，用電負荷過大、線路短路等原因導致電氣火災發生越來越頻繁，使得火災數量呈上升趨勢。

據5年的統計分析，電氣火災發生的場所中，住宅發生火災事故的數量高居前列（占比51%），線路短路及線路老化是誘發事故的主要原因。

通過對5年電氣火災故事原因分析發現，主要有電線短路、過負荷用電、接觸不良等幾種原因導致事故發生。其中，電線短路占比48%。

配電線路短路特點

線路短路時，短路電流在很短時間內(nei) 能達到額定電流的十幾倍甚至幾十倍。根據焦耳定律∶Q=I²Rt，在短路點產(chan) 生的熱量成指數倍增加，使短路點瞬間熔化並火星四濺，很易引發火災事故。

傳(chuan) 統短路保護手段

傳(chuan) 統保護方式采用電磁脫扣式斷路器，檢測到短路時，脫扣器動作，分斷時間在毫秒級，無法控製短路電流。好的方式是采用響應速度快的限流技術和器件。

ASCP10-1電氣防火限流式保護器

額定電流：0~20A可設置

主要功能

短路限流：當線路發生短路故障時，能在150μs內(nei) 實現快速限流保護，控製因短路電流過大所引起的電氣火災事故。

過載限流：當被保護線路的電流超過額定電流，線路過載且過載持續時間超過設定時間（3-60秒）時，保護器進行限流保護。

超溫限流：當保護器的內(nei) 部元器件溫度超過設定值時，產(chan) 品啟動超溫限流保護功能，防止因溫度過高造成產(chan) 品損壞。

通訊功能：一路RS485接口，Modbus-RTU協議。

ASCP200-1電氣防火限流式保護器

額定電流：0~63A可設置

主要功能：

短路限流：當線路發生短路故障時，能在150μs內(nei) 實現快速限流保護，控製因短路電流過大所引起的電氣火災事故。

過載限流：當被保護線路的電流超過額定電流，線路過載且過載持續時間超過設定時間（3-60秒）時，保護器進行限流保護。

超溫限流：當保護器的內(nei) 部元器件溫度超過設定值時，產(chan) 品啟動超溫限流保護功能，防止因溫度過高造成產(chan) 品損壞。

過/欠壓保護：當保護器檢測到線路電壓欠壓或過壓時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

ASCP200-1電氣防火限流式保護器

額定電流：0~63A可設置

主要功能：

線纜溫度監測：當被監測線纜溫度超過報警設定值時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

漏電流監測：當被監測的線路漏電超過報警設定值時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。

通訊功能：具有1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數據發送到後台監控係統，實現遠程監控。監控後台可以是     安科瑞Acrel-6000/B電氣火災監控主機，也可以是安科瑞Acrel-6000安全雲(yun) 平台，或三方監控軟件或平台。

技術參數：

ASCP係列電氣防火限流式保護器—安裝與(yu) 接線

尺寸與(yu) 安裝：

接線方式：

選型及使用說明：

保護器設定的額定電流應該與(yu) 其前級的斷路器的額定電流保持一致。

注意保證產(chan) 品正常的通風和散熱。

保護器內(nei) 部帶有交流電，嚴(yan) 禁非專(zhuan) 業(ye) 人士擅自打開產(chan) 品外殼。

保護器後方可接多個(ge) 負載，需要保證負載的額定電流小於(yu) 保護器的額定電流。

ASCP200為(wei) 功能型，標配溫度監測和漏電流監測。

ASCP200-1電氣防火限流式保護器—過載功能演示

微斷保護下，線路過載測試試驗

現象：線路過載發熱，絕緣損壞致使短路，微斷跳閘保護，損壞點火星四濺。

限流式保護器保護下，線路過載測試

現象：線路過載發熱，絕緣損壞致使短路，保護器限流保護並報警，損壞點無火星產(chan) 生。

微斷保護下，線路短路測試試驗

現象：模擬線路短路，微斷跳閘保護，短路點火星四濺。

限流式保護器保護下，線路短路測試

現象：模擬線路短路，保護器限流保護並報警，短路點無火星產(chan) 生。

ASCP200-1電氣防火限流式保護器—典型係統圖

ASCP200-1電氣防火限流式保護器設計與(yu) 使用誤區

限流式保護器有小電流的產(chan) 品，就可以有大電流的產(chan) 品，所以在設計時為(wei) 了減少使用數量，盡可能選擇大電流的產(chan) 品。

限流保護器的短路保護功能，應需遵守分級保護的要求，電流越大，末端短路滅弧效果越差；

線路短路時，盡可能減少停電範圍。

限流式保護器既然用在末端線路保護中，就一定可以裝在末端配電箱裏。

限流式保護器采用固態開關(guan) ，正常工作時有一定功耗，會(hui) 產(chan) 生熱量，不應安裝在密閉空間內(nei) 。

限流式保護器和故障電弧探測器的區別

限流式保護器在有的場合也叫作滅弧式保護器，因此有時候容易和故障電弧探測器混淆，但限流式保護器主要用於(yu) 故障短路後的快速切斷，相當於(yu) 空氣開關(guan) 瞬間脫扣功能的加強版，屬於(yu) 事後保護。

故障電弧探測器則通過對接入線路中的串並聯故障電弧的監測，及時發現線路中的異常狀態和隱患，主要作用是事前防護。

限流式保護器和故障電弧探測器可以配合使用。

限流式保護器和傳(chuan) 統微斷的區別

ASCP200-1電氣防火限流式保護器-證書(shu) 報告

ASCP200-1電氣防火限流式保護器-安裝圖片

。

電氣防火限流式保護器可有效克服傳(chuan) 統斷路器、空氣開關(guan) 和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chan) 生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，發生短路故障時，能以微秒級速度快速限製短路電流以實現滅弧保護，從(cong) 而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產(chan) 的安全。

ASCP200-1 型電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器，大額定電流為(wei) 63A。可廣泛應用於(yu) 學校、醫院、商場、賓館、娛樂(le) 場所、寺廟、文物建築、會(hui) 展、住宅、倉(cang) 庫、幼兒(er) 園、老年人建築、集體(ti) 宿舍、電動車充電站及租賃式商場商鋪、批發市場、集貿市場、甲乙丙類危險品庫房等各種用電場所末端幹、支路的線路保護。