QGDW 10423.4-2016 电动汽车充换电设施典型设计 第4部分：电动公交车换电站
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QGDW 10423.4-2016 电动汽车充换电设施典型设计 第4部分：电动公交车换电站
7.1电池更换系统组成
也更换系统由电池箱更换设备、充电架和电池箱
园林设计图纸、效果图7.2换电系统设备选择
7.2.1电池箱更换设备
1电池箱更换设备采用全自动自旋转 在换电工位两侧各配置1台电池箱更换 。每台更换设备独立工作， 一次动作可以取放多箱电池。 电池箱应满足如下要求：
b) 电池箱更换设备与监控系统的通信，应满足NB/T33005及NB/T33007的相关规定； C) 涉及到起重等特种作业的，应满足GB/T3811及GB6067的相关规定； d) 具有可靠固定电池箱的结构，确保电池箱的安全转运； 具有各种安全运转所需要的自锁、互锁、极限检测及缓冲保护装置，应符合NB/T33006、NB/T33009 的要求； f 在明显位置配备手动控制急停装置，急停电路具有自锁功能，急停装置的复位不得引发或重新启动 任何危险状况。
充电架应满足如下要求： a) 与电池箱相匹配，并采用框架组合； 相邻两电池箱间距不小于20mm； c) 高度为3200mm，层数为6层； d 架体应具有对电池箱的限位固定功能及导向功能： e) 架体应有足够的机械强度以满足承载、抗震要求； f) 应具备显示、报警功能； g 电池箱联接器应采用强电与弱电分离的结构，并具有防误插的功能。
电池箱应满足Q/GDW686的相关规定，根据Q/GDW487，每换电位电池箱配置 参照式（3 至式（5）进行计算：
N, =mo×(k,×24×(60 /to)) Ns = N, / C N, =N ×N,×k,
N，一一每个换电工位日充电箱数，单位为箱： 每车次的装载电池箱数，单位为箱，取9； 每天有效工作时间系数，按每天第一辆车进站换电到最后一辆车换电完成出站计，一般取0.6～1， 取0.7； 每工位对每车次平均换电时间，按车辆从进站换电到换电完成出站计，单位为min，取12min。 N， 设计每换电工位对应的充电架工位基数： C 每天最大充电循环次数，取6（工作时间/电池充满时间=0.7×24/2.5）； N4 站内总的充电架工位数量； 设计换电工位数，单位为工位； kz一—换电调节系数，主要考虑来车不均匀、站内有辅助更换设备及临时换电工位等情况，一般取1.0~ 2.0，取1.0; 示例： N,=9×(24×0.7×60/12)=9×84=756(箱) N,=756/5=126（箱） N,=1×126×1.0=126（箱） 每个换电工位共需要配置N4=126箱电池，对应14组电池（每组9箱）
7.2.4应急电池更换方案
配置1套电池箱应急换电设备。
7.3单工位换电系统布置
单工位换电系统的布置根据电动公交车车辆电池布置形式（左侧2大2小，右侧3大2小）进行，布置如下：
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a) 单工位两侧各布置1台全自动换电设备； b 车辆行进方向左侧共放置7组充电架，每组充电架放置8箱电池，其中大箱电池(24串单体)4箱， 采用单箱充电模式，小箱电池（12串单体）4箱，采用2箱串联充电模式； C 车辆行进方向右侧共放置7组充电架，每组充电架放置10箱电池，其中大箱电池(24串单体)6箱， 采用单箱充电模式，小箱电池（12串单体）4箱，采用2箱串联充电模式。
8.1.1供电电源接入方案
用1回10kV进线就近接入。接入工程中涉及的线路路径、通道及敷设方式根据具体工程情况实旅 负荷统计 1分箱充电机运行功率按充电机功率乘以配置系数考虑，充电机总容量计算见式（6）。
8. 1.2 负荷统讯
S1=K× xn cosoxn
3.1.2.2除充电机外的其他设施负荷（S2）包括公交车电池箱更换设备，其他监控、照明、空调和办公用 电负荷等。总负荷计算见式（7）。
S, = S1+ S2
S—一电动汽车充电站总负荷： S一一体式直流充电机总容量； S2其它设施负荷。
8.1.3供电变压器容量
变压器最佳负载率，取0.8；变压器总容量计算见式（8） S = S, / 0.8
电动汽车充电站总负荷： S供电变压器容量。
S—电动汽车充电站总负荷：
8. 1.4 滤波装置
站内不设集中滤波装置
采用中性点直接接地运行方式。
8.3短路电流控制水平及主要设备选型
8.3.1短路电流控制水平
10kV、380V短路电流水平分别按25kA、50kA考虑。
8.3.2供电变压器选型
8.3.3中、低压配电柜选型
中、低压配电柜应按如下原则进行选型： a 10kV开关柜应根据实际情况选择合适的柜型，短路开断电流及热稳定时间不小于25kA/4s； b 低压柜采用抽屉柜，其中进线及母联断路器选用框架断路器，额定极限短路分断能力65kA，出线断 路器选用普通塑壳断路器，额定极限短路分断能力50kA； C 所有抽屉配置三相数显电流表，并可通过RS485接口上送，表地址可设； dy 高压断路器配置辅助触点和报警开关。
8.4.1站用电供电方案
要场所照度及功率密度值照度标准参照GB50034
应急照明设计参照GB29781执行。
监控系统站控后台由数据服务器、通讯前置机、工作站、打印机等构成。网络设备包括网络交换机、通 言网关、网络连线、电缆等。监控系统实现功能包括充电监控功能、换电监控功能、供配电监控功能、安防 监控功能、计量功能。
9.1.2充电监控功能
9.1.2.1分箱充电机、电池充电架内嵌监控装置，监控装置完成面向单元设备的检测及控制功能，向站控 后台转发数据并接受站控后台下发的控制命令
9.1.2.2数据采集要求如下
a 充电机信息：采集电池的连接状态、充电机的远方就地状态、充电电压、充电电流、充电时间、充 电电量、充电机状态、充电机通讯状态、充电机相关告警等信息； b 电池信息：采集电池ID号、电池总电压、各单体电压、最高和最低单体电压及单体编号、各采样 点温度、正负极柱温度、最高和最低电池温度及探头编号、电池平均温度、电池相关告警等信息。
9.1.2.3数据展示及统计要求如下
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利用棒图、曲线等多种形式展示采集到的各种实时信息； 利用多种手段调用展示存储在历史库中的历史信息； 通过设置阀值对异常数值进行突出显示； 利用采集的电池信息统计电池组号、电池组的成组、压差、温差等信息； e） 可对各种存盘点数据进行统计。统计的数据包括最大值、最小值、平均值、最大最小值时刻、合格 率等； 累计（积分）处理：可对时、峰、谷、平、日、月、年的历史数据进行累计（积分）； 在报表或人机会话上查看统计数据。 9.1.2.4充电控制要求如下： a) 远程对充电机进行控制，单个或成组对充电机进行启动、停止； b) 设置与调整充电机的工作参数； C 对故障电池或充电机进行挂牌处理。 9.1.2.5事件记录及告警功能如下： 具备对充电过程中各类事件的历史数据记录及查询、相关越限报警及设备异常报警功能； 对告警进行分级分类，根据告警等级进行推图、语音告警等行为； C 数据越限报警：按设置的限值（下限、上限）对模拟量进行死区判别和越限报警，并设一越/复限死 区，以避免实测值处于限值附近时频繁报警，报警信息包括报警条文、参数值及报警时间等内容； d) 设备异常报警：当状态发生变化时，进行充电设备异常报警，其报警信息包括报警条文、事件性质 及报警时间。
9.1.3换电监控功能
9.1.3.2数据采集功能包活：
9.1.3.3数据展示及统计功能包括
9.1.4供配电监控系统
9. 1.4.1总体结构及功能
配电监控系统由保护测控装置组成，包括遥测功能、遥信功能、遥控功能、继保管理功能、立 告警级别设置、对时功能。
9.1.4.2遥测功能
应能正确接收所有保护测控装置遥测信息：能正确接收智能外设上送的遥测信息。
9.1.4.3遥信功能
能正确接收所有保护测控装置遥信信息，包括断路器位置、保护压板、开入信号、告警信号、 遥信状态；能正确接收智能外设上送的遥信信息。
9. 1. 4. 4 遥控功能
9.1.4.5继保管理功能
能正确进行当前定值区、指定定值区定值查询；能正确修改当前区及指定区定值及控制字： 定值区切换操作：能正确进行压板投退操作。
9.1.4.6历史告警查询
能正确对历史告警进行查
9.1.4.7告警级别设置
9. 1. 4. 8 对时功能
正确对系统所有保护测控装置及监控系统对时。
9.1.5 安防监控系统
9.1.5.1安防监控功能由摄像头、门禁系统、各种报警器等装置实现，对全站主要电气设备、关键设备安 装地点以及周围环境进行全天候的图像监视，以满足电力系统安全生产所需的监视设备关键部位的要求，同 时，该系统可实现换电站安全警卫的要求。摄像头等视频监控设备需严格遵从公司企业标准《电力视频设备 技术规范》”的要求。 9.1.5.2安防监控系统应监视但不限于如下范围： a）站内场景情况； b 站内变压器等重要运行设备的外观状态； 站内主要房间场景情况。
9. 1. 6 计量系统
9.1.6.1计量系统包括电网和充电设施之门 充电设施和电池之间的计量两部分： a）电网与充电设施之间的计量：宜采用高压侧计量，在10kV进线侧配置高压关口表； b）充电设施和电池之间的计量：宜采用交流侧计量，在分电屏输入侧配置智能电表。
9.1.7监控系统设备组屏和布置方案
9.1.7.2总交换机布置在监控室的监控柜内，充电监控系统、换电监控系统的网络交换机布置于分箱充电 机内，安防监控系统的网络交换机布置于监控室的安防柜内，通信网关布置于分箱充电机内。 9.1.7.3其它布置为： a）充电监控功能：分箱充电机、电池充电架内嵌监控装置； 换电监控功能：车辆导引设备中的显示设备布置在换电车间的出入口，换电机器人内嵌监控装置： 供配电监控功能：保护测控装置布置在10kV高压开关柜内； d) 安防监控功能：摄像头、门禁系统、各种报警器等在各区域内就地布置； 计量功能：高压关口表布置于 计量柜内，智能电表布置于分电屏内
9.1.7.3其它布置为
9.2. 1 直流系统
站设置1套直流系统，给站内各类测控装置、监控系统等供电。直流系统电压推荐DC220V，全月 安1小时考虑，配置12V蓄电池18只、直流充电及馈线各1套，直流充电及馈线、电池等设备组2面直
9.2.2交流不停电系统
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全站设置套公用的交流不停电电 由2台容量为3kVA的UPS等组成，直流电源来自 流电源则来自交流站用电系统，交流不停电电源系统组1面屏柜。
站区为新建场地，站址标高高于50年 设置在城市道路一侧。建设内 容包括站内建筑、围墙、道路、绿化、大门等工程，场地设计标高零米以下的内容不列入设计范围。如在公 交车站现有场地内建设，建设内容仅包括换电站站内建筑，围墙、道路、大门、绿化及场地设计标高零米以 下的内容等不列入设计范围。
10.1.2站区场地假定条件
站区场地按如下假定条件进行设计： a）站址按假定的正北方向布置，采用建筑坐标系； b）假定场地设计为同一标高。
10. 1. 3设计原始资料
设计原始资料包括： a 基本地震加速度值按0.10g考虑，地震作用按7度抗震设防烈度进行抗震计算； b） 海拨1000m以下，非采暖区； c）环境等级条件：室内为一类、室外为二a类。
10.2站区总平面设计
10.2.1站区场地概述
站区场地布置如下： a 总平面设计包括站内建筑、行车道、消防沙坑等： b） 换电车间及辅助用房均布置于建筑物内； C) 建筑物布置于站区中心，换电车间与城市道路平行，南北两侧出入口处设公交车转弯场地： d 建筑物西侧设4m道路，形成消防环道； 规划出入口宽度为10m，出、入口在城市道路上单独设置。
区场地竖向布置采用平坡式，且坡向外侧。场地内排水坡度不小于0.5%且不大于5%。站内建筑1 3m
10.2.3围墙和大门
墙采用实体围墙或镂空围墙，大门采用轻型电动门。出入口方位及处理要求满足城市道路规划
10.3道路与场地处理
10. 4. 1建筑物
10.4.1.1建筑物主要包括换电车间及相关辅助用房。建筑布置力求做到功能分区合理、平面布置紧凑、交 通组织流畅，使换电车间和辅助部分既便于联系又各自独立、互不干扰，便于工作人员进行操作和巡视。 10.4.1.2换电车间每个换电工位，外形尺寸为18m×22m（长×宽），主要柱距结合工艺要求进行设计。设置公 交车车道、电池箱更换设备、充电架、充电机柜等。 10.4.1.3辅助用房主要柱距结合配电室最小布置要求进行设计，包括配电室、监控室、备品备件室、卫生 间、休息室等。 10.4.1.4建筑物火灾危险性类别为丁类。建筑耐火等级二级。屋面检修采用上人爬楼。 10.4.1.5换电车间层高为7.0m，梁底净高为6.0m：辅助用房层高为4.3m，梁底净高为3.8m。
10.4. 2建筑装修做法
10.4.2.1换电车间装修做法如下： a) 墙体采用双层压型钢板复合保温墙体或其他轻质节能保温墙体； b） 地面采用混凝土耐磨面层（内配筋）重载地面； C 门窗根据功能要求，选用符合规范要求的防火门及铝合金、塑钢中空玻璃窗； d) 屋面采用双层压型钢板复合保温屋面或其他轻质节能保温屋面，防水等级为I级。 10.4.2.2辅助用房装修做法如下： a) 外墙体采用双层压型钢板复合保温墙体或其他轻质节能保温墙体； b) 内墙体采用符合国家节能环保防火要求的墙体材料： C) 卫生间内墙面采用卫生瓷片，其余房间内墙面为白色乳胶漆饰面； d) 卫生间地面采用防滑地砖，其余房间采地面用普通地砖或环氧砂浆地面； e) 采用地砖踢脚； f) 卫生间室内顶棚采用铝塑板吊顶，其余房间室内顶棚为白色乳胶漆饰面； g 根据功能要求，门窗选用符合规范要求的防火门及铝合金、塑钢中空玻璃窗； h 屋面采用钢一钢筋混凝土压型钢板非组合板结构屋面，防水等级为工级。
10.5.1结构设计参数
应按如下参数进行结构设计： a）建筑结构安全等级按二级，结构重要性系数为1.0；结构设计使用年限50年； b 抗震设计主要参数：站址区抗震设防烈度7度，建筑抗震设防类别为标准设防类（丙类），设计基 本地震加速度值取0.10g，按7度抗震措施进行设防； c）设计环境等级条件：室内为一类、室外为二a类。
10. 5.2 设计荷载
设计荷载应满足如下要求： a）恒载：根据现行GB50009的材料容重，按该荷载对结构有利和不利情况分别进行计算：
b）活载：屋面（不上人）按0.7kN/m考虑； c 换电车间等工艺设备房间荷载按设备厂方提供的工艺设计荷载考虑； d）50年一遇基本风压值0.45kN/m； e）B类地面粗糙度； f）50年一遇基本雪压值0.50kN/m。
10.5.3 结构设计方案
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结构设计方案如下： ）平面轴线尺寸26.5mx22m，上部结构为单层大跨度换电车间附单层辅助用房联合钢框架结构，钢框 架结构采用实腹式H型钢柱和焊接箱形钢柱、实腹式H型钢梁，柱脚按冈接设计，不设结构缝，丙 类钢框架站房的抗震等级为四级； 辅助用房屋面采用钢一钢筋混凝土压型钢板非组合楼板结构，换电车间屋面采用有標体系轻型屋面 结构，均采用压型钢板做底模； 换电车间等工艺设备间在生产使用、检修及施工安装时的各类荷载，应采用实际工程中工艺设备厂 家工艺专业提供的设计荷载值，据实计算； 未考虑在各种相对湿度条件下，较强侵蚀介质作用的环境，实际工程中如遇上述情况，应按国家现 行有关专门规范或规程的要求另行处理、设计； 钢结构防锈、防火措施可由具体工程择优选型，采用的防锈措施要满足公交车换电站免维护使用期 要求。
10.5.4结构构件主要材料
钢材母材：钢框架承重结构钢柱、钢梁等一般采用Q345B钢，其余钢构件采用Q235B或Q345B钢； 钢筋混凝土结构： 1）上部结构采用C30混凝土； 2）热轧钢筋：主筋HRB400E级钢，箍筋HPB300或HRB400E级钢，楼板钢筋HPB300或HRB40OE级 钢。
钢结构应进行防锈剂防火处理，措施如下： a 钢结构涂装施工前必须作彻底除尘、除油、除锈表面处理（标准Sa2.5级），涂刷二度防锈底漆（环 氧富锌底漆等）后，进行防火涂料的面涂层施工应能正确接收所有保护测控装置遥测信息；能正确 接收智能外设上送的遥测信息； 所有钢梁、钢柱等钢构件均采用钢结构防火涂料，要求刷防火涂料后的钢柱、钢梁的耐火极限分别 不低于2.5h、1.5h，其余钢构件的耐火极限不低于1.0h，满足现行GB50016对二级耐火等级构件 的要求。
10. 6. 1给水设计
给水设计应满足以下要求： 采用市政自来水作为生活用水水源，站内设2个室外消火栓，需从市政给水管网上申请接出1路 DN100的供水总管至站内，供生活及室外消防用水，接口处水压要求不小于0.15MPa，进站后的供 水总管上接出1路DN50的给水管供站内生活用； 6 供站内生活用水的给水管入口处设水表作为计量设施，站内给水管道采用涂塑复合钢管，卫生器具 采用节水型器具。
10. 6. 2 排水设计
排水设计应满足以下要求： a）站内排水采用雨污分流制，生活污水经化粪池预处理后排入站外市政污水管网； b） 站区雨水排水设计采用当地暴雨公式，其中重现期取3年，综合径流系数取0.80，站区雨水经收 集后排入站外市政雨水管网：
）站内室外排水管道采用塑料排水管。
10. 7.1设计依据
采暖通风的设计依据见表2。
10.7.2通风方案及设备选型
10.7.2.1换电车间的通风方案及相应的设备选型应满足如下要求： a）换电车间采用自然进风、屋顶涡轮式通风器自然排风的通风方式排除室内余热； 通风量按不小于6次/h计算，选用无动力涡轮排风机； 通风器进风口自带电动蝶阀，冬季可关闭，防止冷风渗透； d）在充电机柜附近区域设置工业落地扇。 10.7.2.2卫生间自然进风，宜采用吊顶式排气扇进行通风换气。
10. 7.3空调方案及设备选型
10.7.3.1配电室采用风冷柜式降温机组，机组按1×100%选型；采用换气次数不小于12次/小日 风，选用屋顶风机可兼作过渡季节正常排风用。 10.7.3.2监控室采用柜式风冷热泵型空调机，采用新风换气机。 10.7.3.3休息室采用壁挂式风冷热泵型空调机
10. 7. 4自动控制
降温通风系统与消防报警联锁，发生火灾自动坏
消防设计主要原则如下： a）立足于自救，按照“预防为主，防消结合”的原则进行设计； b）同一时间内可能发生的火灾次数按一次考虑。
电网标准规范范本11.2. 1总平面设计
基地内道路与市政道路环通，道路宽度和转弯半径满足消防车的要求。室外设消防沙坑，当电池发生紧 急情况时将电池投入，并用准备好的沙土进行掩埋防止事态进一步扩大。
11. 2.2建筑物防火
建筑物生产的火灾危险性分类：丁类厂房；耐火等级：二级；防火分区：一个防火分区， 均符合要求：疏散门和疏散距离均满足规范要求。
11.2.3建筑物构件防
筑的结构柱、梁、標条刷防火涂料，要求柱耐火极限达到2.5h，梁1.5h，擦条1.Oh；采用的各 结构构件、构造做法等能满足二级耐火等级要求。
胶合板标准暖通及消防设计应满足如下要求：
....- 汽车标准
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