居民小区停车场充电桩解决方案

项目背景

     在人类历史长河中，已经经历了两次交通能源动力系统变革。今天，人类再次来到了交通能源动力系统变革的十字路口，三次变革将是以电力和动力电池（包括燃料电池）替代石油和内燃机，将人类带入清洁能源时代，我们大胆的预测，三次交通能源动力系统的变革将带动亚洲经济的腾飞，使亚洲取代美国成为世界经济的发动机。

在能源和环保的压力下，新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。如果新能源汽车得到快速发展，以2020年中国汽车保有量1.4亿计算，可以节约石油3229万吨，替代石油3110万吨，节约和替代石油共6339万吨，相当于将汽车用油需求削减百分之22.7。2020年以前节约和替代石油主要依靠发展先进柴油车、混合动力汽车等实现。到2030年，新能源汽车的发展将节约石油7306万吨、替代石油9100万吨，节约和替代石油共16406万吨，相当于将汽车石油需求削减百分之四十一。届时，生物燃料、燃料电池在汽车石油替代中将发挥重要的作用。

结合中国的能源资源状况和国际汽车技术的发展趋势，预计到2025年后，中国普通汽油车占乘用车的保有量将仅占百分之五十左右，而先进电池汽车、燃气汽车、生物燃料（燃料电池）汽车等新能源汽车将迅猛发展。

国家充电设施建设文件

     2015年，国务院办公厅《关于电动汽车充电基础设施建设的指导意见》(国办发〔2015〕73号)；

     2015年发改委印发《电动汽车充电基础设施发展指南（2017-2022年）》；

     2016年1月，五部委联合发布《关于“十三五"新能源汽车基础设施奖励政策及加强新能源汽车推广应用的通知》;

     2017年，能源、国资委、事务《关于单位内部电动汽车充电基础设施建设的通知》；

     2018年，发改委印发《提升新能源汽车充电保障能力行动计划》发改能源〔2018〕1698号；

     2019年3月，财政部《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》财建〔2019〕138号；

     2020年10月20日，国务院办公厅关于印发《新能源汽车产业发展规划》（2021-2035）的通知；

居民小区停车场充电站分析

     居民小区里面的停车场大致分为两类：非机动车停车场和机动车停车场。充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑和居民小区停车场内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。

     非机动车停车场里大多为电动自行车和电动三轮车，这类车型的动力来源于自身的电瓶，充电成了居民的一大难题，私拉电线的情况时有发生，这样往往很容易引起火灾。科林电气的电动单车充电桩具有壁挂10口和落地4口两种，可为居民解决充电需求，更好的保障小区居民的权益。非机动车停车场大部分为私家车，以及小部分为居民提供生活保障的物流车。居民的私家车大部分都是白天外出工作，晚上停在停车场可选择交流充电桩在夜间慢速充电；而物流车电池容量大，电量消耗大，直流充电桩可为其快速充电。

充电站预估需求分析

     通过对相关居民小区停车场相关情况的初步了解，参考公交车站、物流站、地下停车场、公共停车场及居民小区停车场等，这些停车场的运营情况及运行规律，制定以下方案。

     规划充电车辆有：私家车、出租车、小型货车、小型客车、电动车等。

     主要需求：私家车、出租车、小型货车、小型客车、电动车等车辆快速补电及均衡充电需求；本期共规划充机动车电        车位60个，其中快充3个，非机动车充电车位30个。

充电设备组成如下：

充电站配电解决方案

     电源额定容量需求计算：

     7kW交流充电机：57台

     30kW交流充电机：3台

     7kw功率因数cosϕ：0.95

     交流充电机工作效率η：1

     充电机同时工作系数k：0.7

     7kw交流充电机总功率S1：S1= P /(cosϕ *η)=7*57/（0.95*1）=515kW

     充电机总功率ΣS：ΣS=S1=515kW

     变压器负荷率βm：0.8

     其他负荷容量s：0.05S

     变压器容量S= k * (ΣS + s ) /βm

     由以上公式推导出变压器功率

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

     箱变容量为500kVA，交流充电设备先就近汇流在配电柜内，再接引至箱变内开关。

充电站的介绍

充电站的设计

     机动车停车场由一台500kVA箱变、4面配电箱和57台落地式7kW交流充电桩和3台落地式30kw直流充电桩组成。其中三个每面配电箱内置19个空开控制19台充电桩，另一个配3个空开控制3台充电桩，配电箱电源取自新增箱变，所有电缆均在电缆沟内直埋。非机动车停车场是由一面配电箱及3台电动单车智能充电桩组成，并设有防雨棚，每台电动单车智能充电桩可同时为10辆电动车充电。电动单车智能充电桩挂在防雨棚内设置的桥加上。

项目10kV电源进线，通过箱变等设备供给充电设备，满足充电设备用电。配电设备在高压侧装设高压计量柜，低压侧采用中性点直接接地的三相四线制系统，独立接地回路。10kV母线、0.4kV母线均采用单母线分段的主接线形式，通过分段断路器实现暗备用；在箱变低压侧装设谐波功补偿装置。

总平面布原则及绿化

布原则：

     （1）在充分考虑项目先进性、经济性、稳定性、实施性的前提下，符合国家、行业标准和节能减排相关要求。

     （2）根据站内设施的功能性质、生产流程和实际危险性，结合四邻状况及风向，分区集中布置，减少管线长度，节约投资，方便以后的作业和经营管理。

     （3）站内场地通畅，站内充电区开阔，方便大型车辆或消防车辆的进出。

     （4）根据自然地形进行工艺布置，尽量减少土石方量。

绿化：

     绿化布置是环境保护的重要措施，因而根据具体要求，与总平面布置综合考虑，并与场地环境相协调。根据该项目的规模和总平面布置方案，为了创造良好的生产环境，在充电区与供电区之间可利用的位置见缝插绿，在充分利用土地的情况下，尽可能的搞好区域的绿化。

本充电站的优点

     （1）严格遵循设计依据中所列的节能设计相关标准及规范、相关终端用能产品能效标准，进行方案设计、工艺设计和设备选型，规划、建筑结构、电气、给排水、采暖通风与空调等均提出成熟先进、切实可行的节能方案和节能措施，都没有采用明令禁止或淘汰的落后工艺、设备及产品，所有设备均选用先进、成熟、可靠、效率高、低能耗节能型设备，项目各类供用能系统均可实现计量管理与监督。

     （2）节能，符合国内节能技术要求，并达到同行业*水平。

     （3）充换电设施均为低压设备，频率低(50Hz)，磁场强度低于彩电、微波炉，而且充换电站内不需要常驻人员。

     （4）本方案认真执行“预防为主、防消结合"的消防工作方针以及国家和本行业的有关消防规定，在总图布置、建筑结构、消防供水以及火灾报警等消防设计中采取了一系列防范措施，防止和减少火灾的危害。

机动车充电站建设清单及要求

充电设备及材料配置表

土建、安装、调试施工统计

安装及施工要求

     （1）务必选择合适的7kW交流充电桩和30kw直流充电桩安装的位置，充电桩需要干燥、通风、避免阳光直射的使用环境。

     （2）为保证使用合理，应具备良好的接地系统，充电桩接地良好。

     （3）充电桩安装位置应该靠近电动汽车停泊位置，以方便日常使用，务必考虑充电设备进线和充电线缆的长度。

机动车充电站投资收益及回收期收益

     假设充电桩的充电机全部运行进行充电，每天所有充电桩充电6小时，充电服务费按0.4元/kWh。公共停车场停车场电费为0.8元/kWh。

损耗：

     每台交流充电桩待机损耗为0.01kW。

     每台交流充电桩损耗/年：0.01kW*24h*365天=87.6kWh/年

     充电桩的年损耗=交流充电桩的年损耗*电费=5256kWh/年*0.8元/kWh=4204.8元/年

收益：

     充电桩充电每天收益：489kW*0.4元/kWh*6h=1173.6元/天

     充电桩的年收益（每年按250天计算）：1173.6元/天*250天=293400元/年

     年净收益=年收益-年损耗

     =293400-4204.8=289,195.2元（约28.91万元）

     注：该估算仅供参考，实际充电时间和收益需要参考当地新能源汽车流量。

非机动车充电站建设清单及要求

充电设备及材料配置表

土建、安装、调试施工统计

安装及施工要求

     （1）务必选择合适的电动单车充电桩安装的位置，充电桩需要干燥、通风、避免阳光直射的使用环境。

     （2）为保证使用合理，应具备良好的接地系统，电动单车充电桩接地良好。

     （3）电动单车充电桩安装位置应该靠近电动汽车停泊位置，以方便日常使用，务必考虑充电设备进线和充电线缆的长度。

非机动车充电站投资收益及回收期收益

充电设备的大功率为6.6KW，共3台设备，在实际使用中，充电按小时计费，服务费1元/时，电费按照0.8元/kWh计算。

30个充电车位，若按照电动自行车与电动三轮车7:3的配比。

电动三轮车9辆，每天充一次电，一次充电至少6小时；

电动自行车21辆，每天充一次电，一次充电至少4小时。

电动三轮车充电时长=9*6=54h

电动自行车充电时长=21*4=84h

充电总时长=电动三轮车充电时长+电动自行车充电时长

=54+84=138h

每台设备平均每天充电小时数=充电总时长/充电车数量

=138/30=4.6h

每天收益=充电总时长*服务费

=138h*1元/时=138元

每天支出=6.6kW*3台*平均每天充电小时数*电费

=6.6kW*3*4.6h*0.8元/kWh=72.864

每天净收益=每天收益-每天支出=65.136元

年（一年按250天计算）净收益=每天净收益*250天

=65.136元*250天=16284元

注：该估算仅供参考，实际充电时间和收益需要参考当地新能源汽车及电动车流量。

安科瑞充电桩收费运营云平台

    安科瑞Acrelcloud-9000充电桩收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预；用户通过微信/支付宝小程序扫描二维码，进行支付后，系统发起充电请求，控制二维码对应的充电桩完成电动汽车的充电过程。

    充电桩可选配WIFI/4G/以太网接入互联网，配合加密技术和秘钥分发技术，基于TCP/IP的数据交互协议，与云端进行直连。云平台包含了充电收费和充电桩运营的所有功能，包括财务管理、变压器监控和运营分析等功能。

平台结构

平台主要功能

■资源管理

充电站档案管理，充电桩档案管理，用户档案管理，充电桩运行监测，充电桩异常交易监测。

■交易结算

充电价格策略管理，预收费管理，账单管理，营收和财务相关报表。

■用户管理

用户注册，用户登录，用户帐户管理，消息管理。

■充电服务

充电设施搜索，充电设施查看，地图寻址，在线自助支付充电，充电结算，导航等。

■微信小程序

扫码充电，账单支付等功能。

■数据服务

数据采集，短信提醒，数据存储和解析。

■变压器监控

监控充电站变压器负荷，超负荷时对充电桩的调度管理。

现场软硬件配置

产品介绍

1、互联网版智能交流桩系列

2、产品性能

注：*为通信方式，可选。

产品功能

1）智能监测：充电桩智能控制器对充电桩具备测量、控制与保护的功能，如运行状态监测、故障状态监测、充电计量与计费以及充电过程的联动控制等。

2）智能计量：输出配置智能电能表，进行充电计量，具备完善的通信功能，可将计量信息通过RS485分别上传给充电桩智能控制器和网络运营平台。

3）云平台：具备连接云平台的功能，可以实现实时监控，财务报表分析等等。

4）保护功能：具备防雷保护、过载保护、短路保护和漏电保护等功能。

5）远程升级：具备完善的通讯功能，可远程对设备软件进行升级。

6）适配车型：所有符合GB/T 20234.2-2015国标的电动汽车，适应不同车型的不同功率。

7）资产安全：产品全部由中国平安保险承保，充分保障设备、车辆、人员的安全。

产品特点

    智能、安全、稳定、云平台、移动支付、远程升级、导航、保险、用户管理、适配车型广泛、急停、体积小

ASCP系列电气防火限流式保护器

国内电气火灾统计和分析

随着社会经济的飞速发展，社会电气化程度不断提高，用电负荷过大、线路短路等原因导致电气火灾发生越来越频繁，使得火灾数量呈上升趋势。

据5年的统计分析，电气火灾发生的场所中，住宅发生火灾事故的数量高居前列（占比51%），线路短路及线路老化是诱发事故的主要原因。

通过对5年电气火灾故事原因分析发现，主要有电线短路、过负荷用电、接触不良等几种原因导致事故发生。其中，电线短路占比48%。

配电线路短路特点

线路短路时，短路电流在很短时间内能达到额定电流的十几倍甚至几十倍。根据焦耳定律∶Q=I²Rt，在短路点产生的热量成指数倍增加，使短路点瞬间熔化并火星四溅，很易引发火灾事故。

传统短路保护手段

传统保护方式采用电磁脱扣式断路器，检测到短路时，脱扣器动作，分断时间在毫秒级，无法控制短路电流。好的方式是采用响应速度快的限流技术和器件。

ASCP10-1电气防火限流式保护器

额定电流：0~20A可设置

主要功能

短路限流：当线路发生短路故障时，能在150μs内实现快速限流保护，控制因短路电流过大所引起的电气火灾事故。

过载限流：当被保护线路的电流超过额定电流，线路过载且过载持续时间超过设定时间（3-60秒）时，保护器进行限流保护。

超温限流：当保护器的内部元器件温度超过设定值时，产品启动超温限流保护功能，防止因温度过高造成产品损坏。

通讯功能：一路RS485接口，Modbus-RTU协议。

ASCP200-1电气防火限流式保护器

额定电流：0~63A可设置

主要功能：

短路限流：当线路发生短路故障时，能在150μs内实现快速限流保护，控制因短路电流过大所引起的电气火灾事故。

过载限流：当被保护线路的电流超过额定电流，线路过载且过载持续时间超过设定时间（3-60秒）时，保护器进行限流保护。

超温限流：当保护器的内部元器件温度超过设定值时，产品启动超温限流保护功能，防止因温度过高造成产品损坏。

过/欠压保护：当保护器检测到线路电压欠压或过压时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。

ASCP200-1电气防火限流式保护器

额定电流：0~63A可设置

主要功能：

线缆温度监测：当被监测线缆温度超过报警设定值时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。

漏电流监测：当被监测的线路漏电超过报警设定值时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。

通讯功能：具有1路RS485接口，1路2G无线通讯，可以将数据发送到后台监控系统，实现远程监控。监控后台可以是     安科瑞Acrel-6000/B电气火灾监控主机，也可以是安科瑞Acrel-6000安全云平台，或三方监控软件或平台。

技术参数：

ASCP系列电气防火限流式保护器—安装与接线

尺寸与安装：

接线方式：

选型及使用说明：

保护器设定的额定电流应该与其前级的断路器的额定电流保持一致。

注意保证产品正常的通风和散热。

保护器内部带有交流电，严禁非专业人士擅自打开产品外壳。

保护器后方可接多个负载，需要保证负载的额定电流小于保护器的额定电流。

ASCP200为功能型，标配温度监测和漏电流监测。

ASCP200-1电气防火限流式保护器—过载功能演示

微断保护下，线路过载测试试验

现象：线路过载发热，绝缘损坏致使短路，微断跳闸保护，损坏点火星四溅。

限流式保护器保护下，线路过载测试

现象：线路过载发热，绝缘损坏致使短路，保护器限流保护并报警，损坏点无火星产生。

微断保护下，线路短路测试试验

现象：模拟线路短路，微断跳闸保护，短路点火星四溅。

限流式保护器保护下，线路短路测试

现象：模拟线路短路，保护器限流保护并报警，短路点无火星产生。

ASCP200-1电气防火限流式保护器—典型系统图

ASCP200-1电气防火限流式保护器设计与使用误区

限流式保护器有小电流的产品，就可以有大电流的产品，所以在设计时为了减少使用数量，尽可能选择大电流的产品。

限流保护器的短路保护功能，应需遵守分级保护的要求，电流越大，末端短路灭弧效果越差；

线路短路时，尽可能减少停电范围。

限流式保护器既然用在末端线路保护中，就一定可以装在末端配电箱里。

限流式保护器采用固态开关，正常工作时有一定功耗，会产生热量，不应安装在密闭空间内。

限流式保护器和故障电弧探测器的区别

限流式保护器在有的场合也叫作灭弧式保护器，因此有时候容易和故障电弧探测器混淆，但限流式保护器主要用于故障短路后的快速切断，相当于空气开关瞬间脱扣功能的加强版，属于事后保护。

故障电弧探测器则通过对接入线路中的串并联故障电弧的监测，及时发现线路中的异常状态和隐患，主要作用是事前防护。

限流式保护器和故障电弧探测器可以配合使用。

限流式保护器和传统微断的区别

ASCP200-1电气防火限流式保护器-证书报告

ASCP200-1电气防火限流式保护器-安装图片

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电气防火限流式保护器可有效克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，以及使用寿命短等弊端，发生短路故障时，能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护，从而能显著减少电气火灾事故，保障使用场所人员和财产的安全。

ASCP200-1 型电气防火限流式保护器是单相限流式保护器，大额定电流为 63A。可广泛应用于学校、医院、商场、宾馆、娱乐场所、寺庙、文物建筑、会展、住宅、仓库、幼儿园、老年人建筑、集体宿舍、电动车充电站及租赁式商场商铺、批发市场、集贸市场、甲乙丙类危险品库房等各种用电场所末端干、支路的线路保护。