换电站设计说明书.doc

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1、第一篇 总的部分1 设计依据国家电网公司电动汽车充电设施典型设计电动汽车电池更换站技术导则QGDW 486-2010电动汽车电池更换站设计规范QGDW 487-2010电动汽车充电站及电池更换站监控系统技术规范QGDW 488-2010电动汽车电动汽车充电站通用要求Q/GDW 236-2009电动汽车电动汽车充电站布置设计导则Q/GDW 237-2009电动汽车电动汽车充电站供电系统规范Q/GDW 238-2009 电动汽车充电设施建设技术导则Q/GDW47820102 主要设计原则 以“统一标准，实用优先，合理布点，超前谋划”为原则，与城市发展规划和交通规划有机结合，建设适合净月旅游开发区实

2、际、节能环保、高效实用的电动汽车换电设施，形成科学合理的电动汽车换电配套设施布局，服务电动汽车新兴行业发展，为消费者提供高效节能的配套设施，展示国家电网公司责任央企形象，提高电能占终端能源消费比重和能源利用效率，促进社会经济的健康稳定发展。3. 服务对象及服务需求净月换电站服务于长春华澳客车有限公司生产的纯电动公交车，数量为30台。纯电动公交车全部采用快速更换电池方式运行,电池由电动汽车厂家成套提供。纯电动公交车的理论满载续航里程为100公里，纯电动公交车路线一周约为30公里（针对净月旅游开发区旅游线路），所以一辆纯电动公交车换电后可运行2-3圈；纯电动公交车的平均时速为30公里/小时，即一辆

3、大巴运行约3小时需要进行一次换电服务；站内充电机平均充电电流按0.3C考虑，站内充电机平均充电电流按0.3C（C=360 AH）考虑，单箱电池充电时间约为3小时；当多辆大巴集中换电时，以每辆车综合换电时间15分钟计，当换到第18车次时，第1车次的电池箱充电全部完成，故电池箱备用率即为18/30=0.6,故电池箱数量为30100.6=180。 根据以上计算可得出净月换电站需要1个自动换电工位，为了预防机器人维护及损坏而造成整个换电站瘫痪的突发情况，净月换电站配备了一个手动换电工位，另配置了手动堆垛及换电设备及备用电池暂存架具体配置如下：自动换电工位配置120台电池箱专用直流充电机（DC3090V

4、0150A）、2组电池架（电池架分6层，每组可放置60个电池箱），配备1套电池更换设备（含自动堆垛设备、自动换电设备各2套，手动堆垛设备、手动换电设备各2套），同时配置有相应的综合监控、安防、计量系统及电池检测维护设备。手动换电工位配置60台电池箱专用直流充电机（DC3090V；0150A）、1组电池架（电池架分6层，每组可放置60个电池箱），配备1套电池更换设备（含手动换电设备2套、自动堆垛设备1套，手动堆垛设备1套），同时配置有相应的综合监控、安防、计量系统及电池检测维护设备。34 站区自然条件净月换电站位于净月旅游开发区彩宇广场东北侧彩宇大街与102国道交汇处，此处为净月开发区与经济开

5、发区的交通要道，交通便利，车流量较大，是换电站发挥较高效率的理想地段。 净月换电站地理坐标为东经125度21分，北纬43度52分，所在位置海拔高度为204米，为亚欧大陆中温带半干燥半湿润季风气候区，年平均气温4.7，平均最高气温为28.3,平均最低气温-22.4，绝对最高气温38.8，绝对最低气温-34.9；平均相对湿度69%；年降水量600毫米左右。5 设计范围设计范围：净月换电站10kV电源、进站道路，建筑本体（建筑内道路、给排水、消防、采暖）、换电站配电室配电装置、换电站换电区域及其监控系统、站用交直流系统、工程概算以及生产辅助设备的设计。6 主要用地指标序号项目名称单位数量1站区内总建

6、筑面积m22460.952站区围墙内用地面积m236423建筑高度m11.6第二篇 建设方案1 净月换电站总平面布置净月换电站包括换电功能区、配电室、停车区、营业服务区组成。换电功能区、配电室设置在本体建筑一层，营业服务区设置在二层，停车区设在室外，进站道路的东南侧。2 净月换电站供配电系统方案（一）外电源方案1、10kV主电源引自彩云66kV变电站10kV企联线新设环网柜，电缆长0.56km 2根，采用ZR-YJLV22-8.7/15-3185电缆，电缆运行方式为一用一备。本工程将彩云66kV变电站10kV企联线在新设10kV环网柜位置断开，环网柜为两进三出全绝缘、全密闭SF6气体绝缘环网柜

7、环网柜两个进线单元，一个接彩云66kV变电站侧电缆，一个接企联开关站侧电缆；三个配出单元，一个断路器配出单元接净月换电站，其余两个配出单元预留。2、10kV备用电源引自净月66kV变电站所带10kV新城线兆基E区中压开关站，电缆长5.14km 2根，采用YJLV22-8.7/15-3185及ZR-YJLV22-8.7/15-3185电缆，电缆运行方式为一用一备。 本次设计在兆基E区中压开关站内增加1台KYN28A-12型高压配出柜，内装固封极柱式真空断路器，参数为630A，31.5 kA。47.（二）站内供电系统（1）站内供电系统电池更换站供电系统主要包括10kV开关柜、变压器、低压配电柜、

8、有源滤波、站用电源等组成部分。换电站所配套设置的配电室为双电源供电方式，主、备电源设计总容量均为4000kVA(2000kVA2)。配电站电气设备一次设备配置如下：2台10kV干式非晶合金低损耗变压器 ，容量均为2000kVA。12面10kV高压开关柜，型号为KYN28A-12型,其中包括2面进线柜，2面主受柜，2面PT消谐柜，2面计量柜，2面配出柜，2面母联柜；16面0.4kV低压开关柜，型号为GCS型，其中包括6面有源滤波柜，2面主受柜，7面配出柜，1面母联柜。3面直流屏，参数为200Ah，直流220V。 配出柜配出回路电缆型号及长度详见材料表。（2）配电变压器的选择参照国家电网公司电动汽

9、车电池更换站的设计要求，本电动汽车电池更换站高压侧选用双路10kV进线电源，配置2台低空载损耗的干式配电变压器。考虑到电池更换站用电容量很大，2台变压器采用常供方式，每台变压器正常情况承担二分之一的站用负载。 电池更换站配电变压器容量计算：配电变压器容量（）选择主要根据充电设施内充电机的输入容量(用S表示，根据充电机的输出功率（P）进行折算)、充电机数量（N）、充电机同时系数（）及变压器最佳负荷率（），功率因数（）决定。考虑到充电设施配电系统安装了有源滤波无功补偿装置，可以达到0.95，充电机容量折算采用如下简易算法： （1.1）式（1.1）中，为充电机工作效率，高频开关整流充电机取0.9。配

10、电容量为： （1.2）充电机同时系数（）由充电机使用情况和数量决定，考虑到电池更换站充电机使用频率很高，并取一定的裕量，该值取1.0。为变压器负荷率，取0.8。为除去充电机外其它充电设施用总负荷容量，可按照1套电池更换设备共80KW、1台电池检测及维护设备20KW、其他监控、照明、空调和办公用电负荷等150KW计算。由于本换电站共需180台功率为13KW（具体计算见下文）的直流充电机，根据上述数据可计算配电变压器总容量为：3733KVA因此，选择容量为2台2000KVA的变压器。（3）高压开关柜选择本设计10kV高压开关柜采用金属铠装中置柜，型号为KYN28A-12型，柜内配置固封极柱式真空断

11、路器，机械寿命30000次，便于维护的模块化分合闸操作机构，额定短路开断电流开断次数50次。断路器额定电流选择630A。开关柜具有充裕的电缆连接空间、完善可靠的五防联锁机构以及短路关合能力快速的合闸接地开关。（4）低压开关柜选择0.4kV侧采用单母线分段的接线方式，设主受柜、有源滤波柜，配出柜及分段联络柜。本站配置2面主受柜、7面配出柜、6面有源滤波柜及1面母线联络柜。低压柜采用GCS型抽屉柜。进线开关采用框架断路器，具有完善的三段式保护、上下级配合功能。出线开关根据断路器的容量，额定工作电流630A及以下的断路器，采用普通塑壳断路器。低压断路器配置辅助触点和报警触点，以便和综自系统配合工作。

12、0.4kV接地系统采用变压器中性点直接接地系统，采用TN-S接地方式，接地电阻应不大于4。（5）有源滤波的选择电动汽车充电站属于谐波源负荷，会产生谐波电流注入公用电网，影响电网电能质量水平。因此需要采取措施抑制其谐波电流注入，以确保电能质量和电力系统的安全、经济运行。a谐波考核标准谐波监测点为充电设施接入点，考核标准依据GB/T14549-1993电能质量 公用电网谐波及GB/Z17625.6-2003电磁兼容 限值 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制等规定。b 谐波治理原则谐波治理工程应按照“同时设计、同时施工、同时验收、同时投运”的原则进行。本设计方案采用有源滤

13、波技术在低压母线集中补偿。c配置原则按照充电机在交流电源输入端产生的谐波电流含有率（取输出电压范围内的最大值），确定APF补偿电流为290A。根据确定的补偿容量，兼顾经济性和实用性的前提下，每套APF容量增加适当的备用容量，用于无功功率的柔性补偿，确定选择每套有源滤波的容量为300A，站内供配置2套（每套3面柜）。 （6）站用电源的选择电池更换站站用电源由0.4kV母线供电，设置双回路供电，取自不同母线，通过交流配电箱分配给站内照明、空调、风机、插座等设备供电。直流电源系统：选用直流屏，直流母线采用单母线接线。直流系统充电装置采用智能化整流电源模块，具备显示、上传直流系统状态量的功能。综合考虑

14、保护装置、总控等需要直流电源的用电设备和不间断电源的供电设备用电需求，直流电源电池容量确定为200AH，配置2台整流电源模块及主监控、绝缘检测等装置，共需配置两面柜。不间断电源系统：监控系统设置不停电电源，不停电电源采用直流电源和逆变电源组成。不停电电源的容量选择确定为3kVA。监控系统站控层采用交流不停电电源(UPS)供电，容量确定为3kVA。3 充电系统站内充电系统包括充电机和充电架，在设计中提出充电机的选型及相关电气性能参数、充电机与充电架的布置。3.1 充电机选型及性能参数根据与车厂交流所得结果，见下表电池型号磷酸铁锂电池单节电池3.2V 90AH单节放电终止电压2.5V单节充电终止电

15、压3.6V电池装箱方式2并14串、2并8串电池箱个数/车10景区内所用车辆的单箱电池电压为50V60V，充电截止电压为55V70V ，考虑到一定的裕量，充电机电压调节范围选择为30V90V。 单体电池容量为180Ah，成组后总容量360AH，最大充电电流在120A左右。考虑到一定的裕量，充电机最大充电电流选择150A。充电机的主要性能参数如下：a工作环境温度：-20+50b相对湿度：595c柜体防护等级：IP54d输入电压：380VAC10%,501Hze输出电压范围：DC30V90Vf最大输出电流：150Ag直流输出功率：最大13.5KWh充电方式：充电预处理、恒流-恒压、智能充电i输入功率

16、因数：0.95（半载以上）j效率：90%（半载以上）k输出电压误差：1%（在电源和负载波动范围内）l输出电流误差：1%（30A），0.3A（30A）m输出电压纹波：1%n谐波和波形畸变：符合GB/Z 17625.6-2003电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制有关要求o平均故障间隔时间（MTBF）：3000h，置信度85%3.2 充电机的布置充电机布置在8008002260（长宽高）充电机柜内，每个充电机柜放置6台充电机。本电池更换站共180台充电机，因此需要配置30面充电机柜。3.3 充电机主要功能充电机具有根据电池管理系统（BMS）和后台监控系统提供的

17、数据，动态调整充电参数、自动完成充电过程的功能。充电机具备通过CAN接口与电池管理系统通信的功能，获得电池箱参数及充电电池的状态参数。充电机具备通过以太网或CAN接口与监控系统通信的功能, 用于将电池信息、充电机信息上传到电池更换站监控系统，并接收来自监控系统的指令。充电机能判断电池箱是否连接正确。与电池箱正确连接后，充电机才能允许启动充电过程。当充电机检测到与电池箱的连接不正常时，必须立即停止充电。充电机具有待机、充电、充满等状态指示，并将此信息送至充电架。充电机能够显示直流电压、直流电流等必要的信息。充电机故障时有相应的告警信息。充电机具有实现外部手动控制的输入设备，可对充电机参数进行设定

18、充电机具备交流输入过欠压保护、交流输入过流保护、直流输出过压保护、直流输出过流保护、内部过温保护等功能。3.4充电架带有充电接口的立体支架,可实现对电池箱进行存、充电、监控等功能。具备符合标准电池箱要求的安装位置，具有良好的稳固性、承重能力、绝缘能力、可扩展性等，满足大规模电池箱充电和存储的需求。电池箱连接器：电池箱联接器插头布置在电池架的后侧，集成在充电架上，实现充电、通讯、控制等功能。温控及报警等配件：电池架上配置有必要的温度控制设备及报警等附件，包括风扇、烟感等设备。电池箱状态指示灯：指示架子中电池箱的电量状态，包括满电状态、充电状态、待充状态和待维护状态等。充电架的重量：500kg/

19、列。电池箱总成重量：电池箱的总重加上充电架的重量。（10个电池架为例）支撑脚数量：11列*2，共计38个。单个支撑点承重1100kg。支撑脚接触面直径：60mm。4 电池更换系统4.1电池更换系统组成电池更换系统是电池更换站的核心组成部分，由堆垛设备、换电设备、暂存架、电池箱以及连接器等组成。4.2电池更换系统的边界条件现对本设计方案的前期边界条件做界定：（1）本方案中的堆垛设备为全自动、智能化的高精度工业机器人，要求实现无人介入、自主识别工作。（2） 本方案采取独立的换电设备与堆垛设备方式，电池的转运过程通过电池暂存架（临时存放台）实现。换电设备与堆垛设备完成相对单一独立的工作。（3）在完整

20、实现电池更换的前提下，场地布局力求节约、合理、可扩展。（4）电池箱要求：电池箱技术参数表如下：物理尺寸W:840 H:330 L:870承载重量300Kg环境温度-1050冲击负荷50Kgf识别方式RFID电池箱抓取方式为机械勾手采取硬接触方式进行推拉动作，解锁使用锲形状勾手插入进行推压解锁,电池箱开锁机构如图所示（此为Bus侧用）；另外前后各有2个小拉环，为堆垛机器人机械手使用。根据国家电网公司电动汽车电池更换站技术导则和电动汽车设计规范的要求，平均每辆车的电池更换时间要控制在10分钟以内，考虑到实际运行中的一些不可控因素，以严格要求考虑，电池更换的净时间要控制在8分钟以内（基于单侧5箱电池

21、计算）。4.3换电区的平面布置换电区沿车辆进出运行方向对称分布，中间为车辆停靠区，两侧依次分布换电机器人及其导轨，电池暂存架，堆垛机器人及电池充电存储区，靠北侧集中布置为换电站的高低压配电、APF及直流屏等设备。4.4电池更换系统的工作流程整个过程为：将电动汽车开到指定位置，由机器人将汽车两侧上的电池逐个卸下，再将准备好已充满电的电池，推入汽车内，完成更换。另一机器人将更换下的电池逐个搬入电池架进行充电。电池更换装置示意图（以电动汽车一侧为例）4.5电池箱及连接器（1）电池箱指由若干单体电池、箱体、电池管理系统及相关安装结构件（设备）等组成的成组电池，具备符合标准的电池箱结构、电池箱监控设备（

22、电池电压、内阻、温度、充放电电量、电池箱身份识别、充放电过程管理等）、电池箱接插件、电池箱环控设备等。a实现防火、防水、防尘、温控、防震、动力可靠传输、容量可调、电安全防护要求等性能。与机械、人配合可以实现抽屉式快装快卸。力求结构简单、操作方便、使用安全。b通用化、系列化、标准化,结构简单、操作方便、使用安全。c实现了防火、防水、防尘、温控、防震、动力可靠传输、容量可调、电安全防护要求等性能。d设计机械锁止机构，增加了予紧力与锁止状态观察孔，配合机械手可进行快装快卸。性能本方案结论锁止机构机械锁止机构，具备予紧力与锁止状态反光膜观察孔，配置机械手、兼顾人工快速操作提高了安全与方便性，提高了抗震

23、性能，异常情况方便方便拆卸和维修散热性采用后置离心风机与温度显示，提高风压和流量可与车身空调对接，实现可靠的热管理，提高前面板的密封性能材质结构锰钢管骨架与绝缘防腐蒙皮结构提高电安全性和承载强度，更利于搬运和储存，避免了内箱体下支撑钣金过薄易变形的问题电池兼容与成组紧固方法考虑了多种电池的兼容性。多节电池整体与内箱体紧固可装载20度电量，减少单体电池的震动，避免连接件的松动箱体结构降低了内箱体高度，外箱体可与整车厂车身骨架配合，增加整体强度减少重量。没有更多的轮系传动，减少了重量。尺寸更合理，重量更轻导轨与对电池的支撑内箱体设微型定向与支撑导轨，提高了强度，外箱体设置滚轮的抽屉式传输方式对内箱

24、体设计了四销定位弹性锁止方法，保证电池组空间三轴方向的可靠锁止接插件浮动接插件在轨道和导向机构保证下能可靠保证电力的传输前面板安全显示功能报警与匹配阈值设置、控制策略、相关显示及报警系统，24小时不间断蜂鸣报警、温度、绝缘及电量灯光显示、SOC的精度校正方法新增了在前面板的显示功能（2）电池箱连接器蓄电池箱在换电站或在汽车上安装及运行时存在插入误差及使用中的振动，本连接器是一种在振动中能可靠连接、同时在振动时连接器具有X、Y、Z轴向位移的连接器、分离后连接器可自动恢复到初始位置的一种新型连接器。电池箱连接器在四个角的位置使用了压缩弹簧，所以能够长期维持浮动功能，而且四个压缩弹簧可以独立准确控制

25、各个方向压缩行程。四个压缩弹簧还能够保证正常位置位置的复位功能，同时通过圆锥面配合，能够准确自动定心。电池箱连接器的插座装配在内箱上，插座的安装板与内箱是浮动的，插头装在外箱上，通过导向销的导向，保证连接器能够准确插合，插合后插头和插座形成一个整体，该整体和外框形成一个整体，该整体与内箱之间是一个软连接，有一定的浮动量，在振动过程中保护了连接器及连接器的核心部件插针和插孔。电池箱连接器的示意图如下所示：4.6堆垛机器人堆垛机器人的设计是电池更换站设计的核心之一，堆垛机器人也是电池更换站中最为主要和关键的设备。其与电池箱、电池架的配合，整体平面结构的布置，与电动车辆之间的配合、电池更换的实现方式

26、以及整体所需时间都是设计的关键点和难点，技术要求严格。外形尺寸：2000mm(L)*4500mm(H)*1800mm(W)工作半径：1000mm设备重量：2000kg设备功率：20kW导轨长度：不小于电池架长度地面要求：5mm/m，20mm/总长4.7换电机器人同堆垛机器人一样，换电机器人的设计是电池更换站设计的核心之一，也是电池更换站中最为主要和关键的设备。其与电池箱、电池架的配合，整体平面结构的布置，与电动车辆之间的配合、电池更换的实现方式以及整体所需时间都是设计的关键点和难点，技术要求严格。外形尺寸：2000mm(L)*1800mm(H)*1400mm(W)工作半径：1200mm设备重量

27、1600kg设备功率：20kW导轨长度：不小于暂存架和电动汽车长度地面要求：5mm/m，总长20mm4.8 暂存架暂存架作为堆垛机器人和更好机器人交互的立体支架，具有良好的稳固性、承重能力、绝缘能力、可扩展性等，满足电池箱暂存的需求。堆垛机器人把充电架上充好电的电池箱搬运至暂存架，并且把暂存架上待充电的电池箱搬运至充电架。换电机器人把电动汽车上的电池箱搬运至暂存架，并且把暂存架上充好电的电池箱搬运至电动汽车上。暂存架的物理尺寸：为保证暂存架的容量以及操作的便捷性，本方案中暂存架设计高度为1层，共放置7个电池箱。 暂存架的重量：1000kg。电池箱总成重量：300kg*7+暂存架重量。支撑脚数

28、量：16个，单个支撑点承重150kg。支撑脚接触面直径：60mm。暂存架的示意图如下所示：4.9应急电池更换方案为了保证电池更换站运行的长期稳定、可靠，保障在换点电设备发生意外故障停运或换电站内停电无法运行等突发情况下依然可以进行换电服务，需要设计应急电池更换方案。在本方案设计中，提出手动应急电池更换方案：a为换电机器人提供双路工作电源，换电机器人可以实现自动电源切换功能。b换电机器人和电池堆垛机可以切换至遥控模式下，可以使用遥控或操作机构完成人为控制下的换电过程。c将配置4台手动换电装置，3台手动堆垛装置，2个应急暂存架保证在全失电情况下可以完成全手动方式的换电。4.10换电区的安全防护半自

29、动（手动）电池更换设备采用机械助力方式，单人可轻松快捷完成电池箱的更换，该设备提供了一种低成本的电池箱更换方案，可用于电池配送站、电池更换站等应用场合。(1)功能特点：a体积小巧坚固，采用液压助力机构，灵活易用；b具有助力操作解锁机构，使电池箱取出操作简单易行；c设置可前后移动的操作平台，便于和电动汽车电池箱对位、存取；d操作平台设置锁定机构，确保搬运操作过程中的设备安全。(2)技术参数：a升降动作：速率0.05米/秒；b有效工作高度：350-950mm；c有效负载：300公斤。4.11换电区的安全防护本设计方案中的电池堆垛机器人的自动化程度高，运行速度快，需要措施来保证设备和人身的安全：（1

30、在主要设备工作场地四周设置防护的围挡和提示标志。（2）换电工作场地的门安装自动感应装置，在发现门在换电设备工作时候开启，换电设备就会启动保护功能，停止工作，起到防误保护功能，4.12电池检测与维护设备根据本站内电池箱数量及更换站间运行安排，综合考虑更换站规模、人员配置等因素，确定本电池更换站配备1套电池箱检测与维护设备，设置专门的电池检测与维护间，以放置电池检测与维护设备，并进行电池的保养、实验、检测工作。检测与维护设备能重新标定单体电池实际容量，最大误差不超过5。检测与维护设备能检测单体电池内阻，最大误差不超过5。检测与维护设备能检测电池箱和单体电池绝缘性能，最大误差不超过5。检测与维护设

31、备能对电池箱中的单体电池进行单独充放电，从而实现对单体电池的维护操作。5 监控系统方案5.1电池更换站综合监控后台(1)后台构成电池更换站监控后台由1台服务器及5台工作站组成，服务器与工作站之间通过以太网络互联。电池更换站监控系统作为电池更换站自动化系统的核心，主要包括电池更换站监控后台、充电机控制系统、配电系统监控、电池更换监控系统、计量计费系统、安防系统及通讯管理机等。电池更换站监控后台主要完成采集、处理、存储来自充电机及配电系统的数据，提供图形化人机界面及语音报警功能，完成系统的数据展现及下发控制命令，用以监控充电机及配电系统的运行；除配电站监控SCADA功能外，还提供针对电池更换站系统

32、的诸如智能负荷调控等高级应用功能，为电池更换站安全、可靠、经济运行提供保障手段。充电机控制系统是充电机的一部分，是充电机的控制中心和通信枢纽。负责与电池更换站后台系统交换数据；完成充电机的充电控制；与BMS通信获取电池状态和运行信息；完成充电过程的联动控制。配电系统监控负责针对电池更换站配电系统的监控及保护功能的实现，通过通信管理机与电池更换站后台系统实现双向数据交换。电池更换监控系统相对独立，但需要充电机控制系统的信息支持；同时也要为后台监控系统提供必要的状态信息。通信管理机是电池更换站监控系统的通信核心，负责配电系统监控、电池更换站监控后台、安防系统、电池更换监控系统及充电机之间的数据交换

33、负责向安防系统转发报警信号实现视频监控联动；负责向电池更换站上级监控系统转发本站相关信息。(2) 后台功能a) 数据采集功能采集充电机工作状态、温度、故障信号、功率、电压、电流等；采集电池组温度、SOC、端电压、电流、电池连接状态、电池故障信号等；采集电动汽车电池更换站配电系统监控上传的开关状态、保护信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等。b) 控制调节功能向充电机下发控制命令，遥控充电机起停、校时、紧急停机等；控制配电系统断路器及开关的合分。c) 数据处理与存储具备充电机和配电系统的越限报警、故障统计等数据处理功能；系统对站内数据根据性质、重要性进行分类，当数据量大时，可以根据预

34、定策略，选择或自动屏蔽信息，保证重要信息的实时上送；系统具备对配电系统、充电机和电池箱遥测、遥信、报警事件等实时数据和历史数据的集中存储和查询功能。d) 事件记录具备操作记录、系统故障记录、充电运行参数异常记录、电池组参数异常记录等功能；可以对遥信变位、遥测越限、遥控操作、系统核心组件启停等事件按时间、类型、装置等分类检索。e) 人机操作与图形编辑系统提供实用灵活、功能强大的画面编辑工具；用户可在线编辑、修改任意画面，如接线图、曲线图、棒形图等；支持光影、多种格式的图形文件、可定义运动轨迹的动画并提供多层多平面支持；系统可以显示主接线图、曲线图(电压、负荷曲线)、遥测棒图、系统运行工况图(包括

35、充电机运行状态、通道状态)、实时数据表格等不同种类的画面；图形界面支持多窗口显示，画面可进行无级缩放、平滑移动，具备导航功能；系统提供专用图形插件完成充电机及电池组的监控功能；系统提供图形化操作完成充电机的各种遥控操作。f) 报警处理提供图形、文字、语音等报警方式以及相应的报警处理功能。g) 通信功能系统采用CAN、RS232、RS485或工业以太网方式与充电机通信；系统能够通过以太网、串口、GPRS等通信方式与监控中心等上级系统通信。h) 用户管理和权限管理系统根据需要，规定操作员对各种业务活动的使用范围、操作权限等。i) 报表管理与打印功能使用数据库和报表系统的接口函数库，用户可以方便地定

36、义各类日报、月报及年报，并具有定时召唤打印等功能。j) 系统维护与系统自检具备方便的数据库、图形界面、系统参数等维护工具；系统核心进程的运行状态监控和自动重启等系统自诊断功能。k) 可扩展性系统具备较强的扩展能力，可以很好地完成不同类型充电机的接入；系统强大的可伸缩性，可以满足电动汽车电池更换站规模不断扩容的要求；支持与计费系统接口，可以与营销系统连接，获取并为计量计费提供实时电价等信息。l) GPS对时系统可以接受GPS同步时钟对时，也可对站内各个充电机及智能装置对时，保证系统时间的一致性。m) 充电信息管理存储并统计分析电池箱充电及运行相关数据，包括充电次数、充电起止时间、充电电量等。记录

37、分析动力电池组及电池单体每次充电的相关充电数据，包括充电电流电压变化曲线，电池组温度，SOC等。n) 车辆及电池箱台帐管理车辆台帐信息管理，用于存储统计车型配置信息、配备电池组型号参数、更换维护电池组的记录等信息。电池箱台帐信息管理，用于存储统计电池组的型号参数、使用时间、维护记录等信息。o) 电动汽车电池更换站智能负荷调控系统根据电动汽车电池更换站的最大容量，当站内用电负荷超过设定定值时告警，并可依据预定策略闭锁充电机，降低充电机功率，确保电动汽车电池更换站的安全运行；（3）系统技术指标a) 系统容量指标可监控保护测控装置数量：100可监控充电机数量：100b) 系统可靠性指标模拟量测量综合

38、误差：1%遥信正确率：99%遥控正确率：99.99%平均无故障时间（MTBF）：8760小时c) 系统实时性指标数据采样扫描周期：1秒10秒系统控制操作响应时间（从按执行键到充（放）电机执行）：10秒画面调用时间：3秒画面实时数据刷新时间：5秒30秒实时数据查询响应时间：3秒历史数据查询响应时间：10秒正常情况下CPU负载：30%（1 min平均值）事故情况下CPU负载：70%（1 min平均值）5.2配电系统监控（1）配电系统监控功能a) 保护部分：10kV进线需配进线保护装置，具备三段式过流保护功能；分段开关需配分段保护及分段开关备自投装置，具备三段式过流保护功能和分段开关备自投功能；10

39、kV电压并列装置，具备两段母线的电压并列功能；变压器配变压器保护装置，具备三段式过流保护、过负荷保护、低压侧零序电流保护、超温告警或跳闸、低压保护等保护功能；0.4kV开关采用开关自带的过流保护功能。b) 测控部分：具备配电系统各间隔的电流电压等电气参数的遥测功能、开关位置的遥信功能以及重要开关（10kV开关、0.4kV进线开关和联络线开关）的遥控功能。(2)配电系统监控设备配置根据前述配电系统监控的要求，配电系统监控设备（含保护）配置如下：（1） 进线保护测控装置（CEV1300-D2119），装置主要含以下功能：三段式复合电压闭锁过流保护（低压、负序电压和方向可单独投退），过负荷告警；低频

40、低压减载；小接地选线及母线接地告警。1路交流遥测：Uab、Ubc、Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、3U0、F、P、Q、COS；16路遥信；24路保护转遥信；1路遥控（遥跳、遥合）；以太网、RS485/CAN网。（2） 10kV分段保护测控及备自投装置（CEV1300-D2364），装置主要含以下功能：分段开关备用自投；I、II母PT断线告警；I、II母母线接地告警；全所无压告警；开关拒动告警；三相电流式瞬时速断；三相电流式限时速断；三相电流式定时限过电流；母线充电保护；过负荷保护；电流越限告警；1路交流遥测：Uab、Ucb、Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、F、P、Q、COS；14路遥信

41、1路遥控（遥跳、遥合）；以太网、RS485/CAN网。（3） 10kV电压并列装置（CEV1300-D2304A），装置主要含以下功能：两段母线（单母分段）电压投切及并列（保护及计量分开）。（4） 变压器保护测控装置，装置主要含以下功能：三段式复合电压闭锁过流保护（低压、负序电压和方向可单独投退），低压侧零序电流保护；反时限过电流；超温告警或跳闸（告警和跳闸可单独投退）；过负荷告警；低频低压减载。1路交流遥测：Uab、Ubc、Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、3U0、F、P、Q、COS；16路遥信；24路保护转遥信；1路遥控（遥跳、遥合）；以太网、RS485/CAN网。（5）通讯管理装置（

42、CEV1300-D8009）用于全站配电系统通讯枢纽。该装置需提供包括232、 CAN、422/485、以太网口等通讯口，实现强大的通讯管理功能，与其它系统通讯完成数据的共享，并具备向远方控制中心上传信号的功能与接口。（6） 公用测控装置（CEV1300-D2243GH）需完成0.4kV进线侧、负荷侧电流、电压和相关信号的采集及进线和联络开关的遥控功能。CEV1300-D2243GH测控装置可提供128路遥信量采集功能，29路交流模拟量采集功能，18路遥控输出。5.3电气火灾监控系统在监控室设置电气火灾监控主机1台，在监控柜内设置PMC-1380通讯管理机1台。 在GCS型低压柜中低压馈出回路

43、配置三项多功能电度表型号为PMC-53M（带漏电火灾报警功能），配置漏电流CT及温感元器件,带漏电火灾报警功能。电气火灾监控系统可以测量及采集电压、电流、功率、功率因数、电量、漏电流及温度信号。5.4计量系统(1)系统概述图 计量系统结构图 计量系统由关口电表、交流电表(含三相表与单相表)、用电采集终端、工作站和服务器组成。 电动汽车电池更换站内由用电采集终端负责采集各个关口电表、交流电表的实时电量信息，通过本地工业以太网与工作站通讯，将整个电动汽车电池更换站的总电量传送到后台进行处理，并把电量信息存储到数据库服务器中；通过用电采集终端完成与用电信息采集系统或上级监控中心的通信，确保上级系统能

44、够实时获取电动汽车电池更换站内的电量信息。(2)系统功能计量系统主要功能如下：a) 对时功能1) 终端对时：系统可以自动或手工进行时钟召测或对终端设备进行对时，可自定义最大和最小对时阀值，当时钟偏差在最大和最小对时阀值之间时，系统可自动对终端设备对时，当时钟偏差大于最大对时阀值时，系统可进行时钟偏差告警，当时钟偏差小于最小对时阀值时，系统不对终端设备进行对时。2) 电表校时：系统可以自动或手工进行时钟召测或对电能表进行校时。b) 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

45、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。c) 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。d) 电能量统计功能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

46、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) 用电量汇总用电量汇总包括以下统计汇总项目：i. 总用电量汇总统计按照时间要素（日、月、年、任意时段）将计算对象（全站、充电机等）统计总电能量。ii. 费率时段电量汇总统计按照时间要素（日、月、年、任意时段）将计算对象（全站、充电机等）统计各费率时段电能量，并统计各费率时段电能量的比重。iii. 总用电量统计分布按照时间要素（日、月、年、任意时段）将计算对象（全站、充电机等）统计总电能量中各个计算分量的分布情况。iv. 费率时段电量统计分布按照时间要素（日、月、年、任意时段）将计算对象（全站、充电机等）统计各费率时段电能量中各个计算分量的分布情况。用电量汇总通过自定义计算公式，由计算公式