民用建筑地下车库充电桩配电设计解决方案

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　　摘    要：在经济全球化时代，自然资源消耗量日渐增加，有些资源一出现枯竭情况，因此，人们对绿色环保的关注度越来越高。新能源汽车成为其中的一种新尝试，对电动汽车的推广使用则是一个重要体现，但如果相应的充电桩设备跟不上发展，那么推广电动汽车将是空谈。在人员密集的民用建筑地下库对充电桩的需求以及要求都非常高，必须要做好相应的充电桩配电设计，满足人们的日常需求。
　　关键词：民用建筑;地下车库;充电桩配电设计
　　1  引言
　　目前，我国发展的新能源汽车主要有插电式混合动力汽车以及纯电动汽车这两种，这就要求相应的民用建筑装备相应的充电设施。根据相关条例要求，要求民用建筑地下车库百分百建设相关的充电设施或者预留相关的建设条件，设计充电桩已经成为了目前民用建筑中电气设计的一个重要的内容。为了更好的符合国家规定的要求，就民用建筑地下车库充电桩配电设计问题应该进行详细的探讨，提出合适的解决方案。
　　2  车位与充电桩的比例
　　动力电池的能量密度和续驶里程是电动汽车最重要的两个参数，锂电池目前使用寿命5～8年，充电循环寿命600～1000次。为保持电池良好，延长电池寿命，电量下降到20%时需要充电（防止过放电），充电到电量的80%～90%时即停止充电（防止过充电）。
　　电动汽车续驶里程以前为150km左右，现在可以达到200km以上，随着技术进步电池能量密度的提高，新产品的出台，续驶里程将能达到300km以上，这样的续驶里程基本上可以满足大部分人通勤里程和短途出行的需求。
　　按新能源汽车发展的路线图，电动汽车续驶里程大，充电时间短以后，其普及率将提高。对居住小区，以续驶里程300km进行计算，可行驶里程约120km（冬季环境温度低，电池电量会衰减，或使用几年电池反复充放电电量会衰减，或冬、夏季还要开空调），以每天平均通勤里程约24km计算，则每台电动汽车需要每5天充一次电，即车位与充电桩比例为5∶1，按总车位的20%设充电桩。
　　3  用电负荷等级
　　地下停车库的用电负荷等级在JGJ100-2015《车庫建筑设计规范》中规定，特大型（>1000辆）和大型车库（301～1000辆）按一级负荷供电;中型车库（51～300辆）按二级负荷供电;小型车库（<50辆）按三级负荷供电。而充电桩供电的用电等级根据其使用功能，可不考虑车库的规模，均按三级负荷设计。充电桩的智能监控系统用电按二级以上负荷设计，系统设置UPS电源作为备用电源。
　　4  地下车库充电桩配电设计注意问题
　　地下车库充电桩的设置给人们的生活带来了方便，但是在进行充电桩配电设计时，还需要注意一些问题，以促进人们的生活水平，提高用电安全。
　　4.1  配置充电桩的位置
　　地下车库配置充电桩的位置应该综合考虑电动汽车的类别、进出民用建筑的车流、地下车库的位置、配电设置等等的因素。通常交流充电桩放置在各层不同的防火分区，直流充电桩放置在车库进出口附近的防火区。如果充电桩的数目不多，可以尽量集中地放置在同一个防火区域，便于集中管理。
　　4.2  设置配电箱
　　在充电桩进行配电的地方，可以设置若干个配电箱，安装在充电桩附近的强电间内，以便于人们进行操作，并且还可以根据配电箱的数目在电房低压柜设置相应数量的回路，能够进行直接配电，减少不必要的麻烦。
　　4.3  充电桩的安装方式
　　民用建筑地下车库充电桩的安装方式有两种落地式以及壁挂式。落地式充电桩一般选择安装在车位端部，离地0.3m。一般而言，有条件的会选择壁挂式充电桩的安装方式。壁挂式充电桩安装方式将其安装在墙上或者是柱子上，不会占用车位的空间，壁挂式充电桩的高度应该适当的进行提高。如果不是靠墙的车位，需要考虑安装在柱子上，同时需要避免影响消防栓等等其它功能设施的位置。
　　4.4  回路设置方式
　　在回路设置上，主要要注意短路以及剩余电流保护，可采用低压断路器，剩余电流保护可采用选定额定动作电流的方式，以便减少短路或电量过载造成的起火等现象，保障在使用充电桩充电过程中的安全。
　　5  民用建筑地下车库充电桩配电设计解决方案
　　在对充电桩配电设计时，民用建筑地下库除了根据法律法规进行建设，每个地下库还需要供电部门和相关的业主进行协商，并结合用电和供电实际来确定整个充电桩以及配电的设计。
　　5.1  以大型住宅小区为例的充电桩配电设计方案
　　以建筑面积约35万平方米的较大型的住宅大型小区为例，按照相关规定，地下车库车位大约需2260个，充电桩需配备约车位个数的百分之二十。相关的配电装置应根据实际情况进行设计，可选择将充电桩电源与住宅小区配电所连接，或建立独立配电所。在输入总容量核算方面，以理想的交流充电桩配电设计为基础，满足全部车位充电总容量为7000kVA左右。在先期设计中，若一个配电所约可提供95个充电桩，则总负荷约为480kVA，对于配电所提供的防火分区都能够满足。完整的充电装置在计费、监控等方面应该有相应的设施与系统，远期则需要增加多个变压器，根据实际情况增加车载充电、充电桩安全检测等技术，便于管理人员进行维护。
　　5.2  以高层商住为例的充电桩配电设计方案
　　商住用房以一二层为公建配套以及商业，三层以上为住宅为例，车位数量一般为500左右，但是商业用电、住户用电根据供电部门要求要分离，因此要设立两套变配电房。由于总容量为605 kVA，以单相交流桩为例，按7kW/桩位计算，K1=0.2，K2=0.8，则一共有两种情况，以充电桩满足全部车辆，需要将近1500kVA的电容量，此时需两台1000 kVA的变压器，此时的负荷率为74%。另一种情况，以满足百分之十为例，则需将近1000kVA的电容量，需一台1250 kVA的变压器，此时负荷率为74%，剩余的则需要780kVA，需一台1000 kVA的变压器，此时负荷率为78%。在进行民用建筑地下车库充电桩配电设计时， 应该结合实际的环境情况进行相应的方案设计，不能够照搬全套，应当以住宅小区为例，进行方案设计。
　　6  结束语
　　综上所述，随着我国节能减排政策的大力开展，电动汽车将会得到越来越多的使用，相应的充电桩的建设也会得到更多的推广。目前，民用建筑地下车库充电桩配电设计正面临着许多的问题。在进行配电设计中，要结合充电桩的技术要求，注意配电设计中的问题，提出相应的解决方案。因此，本文结合实例，结合实际情况，作出相应的配电设计，以期能够为我国的经济、环境、节能等多个方面做出努力。
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