隨著電動(dòng)汽車的不斷推廣使用, 與之配套的電動(dòng)汽 車充電站也顯得越來越重要。 為保證純電動(dòng)汽車能夠安 全可靠的充電和使用,充電站一、二次設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行 變得尤為關(guān)鍵。

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沙汽車東站電動(dòng)汽車充電站概述?

國網(wǎng)長沙供電公司投資建設(shè)的長沙汽車東站電動(dòng)汽 車充電站于 2013 年 7 月 16 日投產(chǎn)營運(yùn)。 該站分為 2 期 建設(shè),一期工程配置配電容量2×630kVA,建設(shè) 10kV 進(jìn)線 2 回,60kW 交直流一體化充電機(jī)10 臺(tái),無功補(bǔ)償按每臺(tái) 主變 180kvra 配置, 每臺(tái)箱變另配置 1 臺(tái)有源濾波柜;二 期工程配置配電容量2×2500kVA, 新建 10 千伏進(jìn)線 2 回, 新建 52.5kW 直流充電樁 50 臺(tái); 有源濾波容量配置 6×200A。 自投運(yùn)至 2015 年 9 月 16 日, 累計(jì)充換電量 810.12 萬 kWh,完成充電 4.5 萬次,保證了長沙市 5 條公 交線路純電動(dòng)大巴的正常運(yùn)行。

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充電站運(yùn)行故障情況分析

從 2014 年 1 月 1 日至 2014 年 12 月 31 日,汽車東 站充電站共發(fā)生各類故障635 次,平均日故障達(dá) 1.74 次,詳見圖 1 所示。故障集中發(fā)生在上半年,主要故障表現(xiàn)為動(dòng)力蓄電池充電電流過流、電池單體電壓過高,車輛 BMS 管理系統(tǒng)與充電樁通訊故障等。根據(jù)安全等級(jí)和設(shè)備屬性將充電站常見故障分為通訊故障和設(shè)備故障2 類。

2.1 通訊故障?

此類故障不危及設(shè)備和人身安全,通過人工重啟設(shè)備相關(guān)部位(主要是電源開關(guān)),或設(shè)備廠家人員調(diào)試系 統(tǒng)后可恢復(fù)正常運(yùn)行。通訊故障發(fā)生的頻次較高,需要當(dāng) 值人員反復(fù)進(jìn)行手動(dòng)操作,廠家調(diào)試周期長,極大地制約了充電服務(wù)的效率。(1)網(wǎng)關(guān)通訊故障導(dǎo)致充電無數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)通訊是在充 電樁充電時(shí),將充電機(jī)的充電信息實(shí)時(shí)傳送給后臺(tái)服務(wù)器(工作站),運(yùn)維人員通過后臺(tái)服務(wù)器的監(jiān)控界面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電動(dòng)汽車充電狀態(tài)及充電數(shù)據(jù)。一個(gè)網(wǎng)關(guān)通訊發(fā)生 故障,能同時(shí)引起 5 臺(tái)充電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)無法被監(jiān)控。導(dǎo)致充電數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)上傳,造成充電報(bào)表數(shù)據(jù)缺失,直接影響計(jì)量計(jì)費(fèi)的準(zhǔn)確性。(2)因通訊距離過遠(yuǎn),導(dǎo)致充電程序無法啟動(dòng)。由于汽車東站充電站在建設(shè)時(shí),充電樁安裝位置距離監(jiān)控室 過遠(yuǎn),在充電設(shè)備投入使用后,由于通訊線路距離過遠(yuǎn),部分充電樁出現(xiàn)因通訊無法連接不能正常啟動(dòng),嚴(yán)重影響充電樁的使用效率,直接關(guān)系到電動(dòng)車輛能否及時(shí)可靠充電。

2.2 設(shè)備故障?

(1)因充電樁充電把松動(dòng)而導(dǎo)致無法連接。在充電員 操作充電過程中, 經(jīng)常需要將充電把手拔出后與車輛進(jìn)行連接,導(dǎo)線與充電樁連接處容易松動(dòng),長此以往會(huì)使導(dǎo)線磨損、破裂,甚至可能由于充電線路短路而引起人員安 全問題。(2)充電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一導(dǎo)致的故障。汽車東站充電 站有 10 臺(tái)建設(shè)于 2010 年的一體化交流充電機(jī),充電接 口、充電機(jī)技術(shù)以及充電監(jiān)控后臺(tái)與現(xiàn)行充電設(shè)備的國家標(biāo)準(zhǔn)差距較大,設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定。為滿足電動(dòng)汽車充電 需求,降低故障率,亟待按照最新國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和完善。

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解決措施

3.1 針對(duì)由網(wǎng)關(guān)通訊故障導(dǎo)致充電無數(shù)據(jù)的故障?

國網(wǎng)長沙供電公司對(duì)廠家設(shè)備提出了更新要求,一 方面將原來網(wǎng)關(guān)進(jìn)行更換,配置穩(wěn)定性能更加好的網(wǎng)關(guān),當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試合格后投運(yùn),并要求技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)值 班員如何恢復(fù)網(wǎng)關(guān)等一系列操作。另一方面加強(qiáng)充電機(jī)的通訊接口維護(hù), 防止因通訊接口松動(dòng)導(dǎo)致網(wǎng)關(guān)無法連 接。同時(shí)還對(duì)值班人員進(jìn)行人工計(jì)量操作培訓(xùn),以防止充 電過程中突然斷電時(shí)無充電數(shù)據(jù)。

3.2 針對(duì)因通訊距離過遠(yuǎn)導(dǎo)致充電程序無法啟動(dòng)的故障?

通過在充電機(jī)與充電樁之間的通訊回路進(jìn)行技術(shù)改造,增加通訊訊號(hào)強(qiáng)度,保障通訊穩(wěn)定,達(dá)到充電樁相關(guān)參數(shù)(電量、電費(fèi)、充電時(shí)間、故障信息)準(zhǔn)確無誤上傳的目的,實(shí)現(xiàn)充電服務(wù)工作在線實(shí)時(shí)管控,保證充電機(jī)充電 正常、充電穩(wěn)定。同時(shí),保障通訊充電數(shù)據(jù)穩(wěn)定、及時(shí)上傳發(fā)送,既方便電費(fèi)結(jié)算,又提供歷史記錄,方便故障查找 等,減輕了運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度。

3.3 針對(duì)因充電樁充電把手松動(dòng)而導(dǎo)致無法連接的故障?

通過在戶外充電樁直流輸出線與充電樁連接處加裝不銹鋼抱箍,緊固充電樁和充電把手的連接線,有效改善了導(dǎo)線裸露和松動(dòng)問題, 防止了因直流輸出線松動(dòng)造成充電設(shè)備絕緣損壞,杜絕了人身、設(shè)備傷害事故。加裝抱箍改造后,導(dǎo)線沒有出現(xiàn)松動(dòng)與拉扯出來的現(xiàn)象;杜絕了充電過程中的觸電隱患。同時(shí)規(guī)范運(yùn)維員的操作流程,加強(qiáng)運(yùn)維員安全意識(shí),提高了充電效率和設(shè)備的使用率,保證了充電樁的正常運(yùn)行。

3.4 針對(duì)充電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一導(dǎo)致的故障?

使用最新國標(biāo)的規(guī)定對(duì)充電接口、電度計(jì)量、充電計(jì) 費(fèi)方式、后臺(tái)監(jiān)控等技術(shù)升級(jí),對(duì)充電設(shè)備加裝有源濾波器減少對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。

改造的內(nèi)容主要包括3個(gè)方面:一是硬件更換和充電機(jī)線路改造。主要包括加裝 APFC、升級(jí)充電接口(加裝CC1控制導(dǎo)引板)、加裝電度計(jì)量表以及項(xiàng)目中相關(guān)的充電機(jī)配線改造。二是軟件程序升級(jí):充電機(jī)與監(jiān)控后臺(tái)及BMS 通訊程序、計(jì)費(fèi)軟件程序的升級(jí)。三是軟硬件改造完成后,對(duì)充電系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)驗(yàn)收,滿足新國標(biāo)充電機(jī)與BMS和監(jiān)控后臺(tái)通訊程序的設(shè)計(jì)。4升級(jí)改造后效果通過對(duì)汽車東站充電設(shè)備存在的通訊故障和設(shè)備故障進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造,顯著降低了各類故障的發(fā)生。2015年1月~7月發(fā)共計(jì)發(fā)生故障93 次,同比2014 年1月~7月故障減少427 次。5 結(jié)束語長沙汽車東站電動(dòng)汽車充電站作為湖南地區(qū)最早投入使用的電動(dòng)汽車充電站,由于缺乏相關(guān)經(jīng)驗(yàn),在運(yùn)行初 期無法全面掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),對(duì)可能出現(xiàn)的故障缺乏 準(zhǔn)確判斷和預(yù)測(cè),與之相應(yīng)的檢修、消缺以及應(yīng)變能力不足。充電設(shè)備進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造后,充電設(shè)備的安全性、使用效率和壽命顯著提升,有效節(jié)約了運(yùn)維成本;充電設(shè)備故障率降低、電能的損耗減少、對(duì)電網(wǎng)的諧波污染也有所降低;在故障分析和技術(shù)改造過程中,運(yùn)維人員積累了豐富的工作經(jīng)驗(yàn),有效強(qiáng)化了隱患排查、故障處理的工作能力。

轉(zhuǎn)自《安全供應(yīng)電》

小資料
充電樁成推廣新能源汽車關(guān)鍵瓶頸

目前我國多個(gè)地方充電設(shè)施建設(shè)面臨場(chǎng)區(qū)管理者不認(rèn)同、基礎(chǔ)設(shè)施不配套和用地難三大關(guān)鍵癥結(jié)困擾,導(dǎo)致充電樁難以“進(jìn)場(chǎng)落地”,已成為推廣新能源汽車關(guān)鍵瓶頸。第一,場(chǎng)站管理者不認(rèn)同、不配合、不同意建設(shè)充電 樁。多數(shù)物業(yè)公司對(duì)于新能源汽車配套充電設(shè)施的安全、用電、消防等認(rèn)知不足,擔(dān)心充電過程發(fā)生小區(qū)電網(wǎng)不穩(wěn) 定、觸電、著火等危險(xiǎn),還可能影響其他車主,因此排斥用 戶在小區(qū)安裝充電樁。同時(shí),目前充電樁運(yùn)營方和小區(qū)管 理者也沒有就利益分配機(jī)制達(dá)成一致,進(jìn)一步影響場(chǎng)區(qū)管理者的積極性。 第二,場(chǎng)站基礎(chǔ)設(shè)施不配套。比如,在多數(shù)老舊小區(qū),用戶根本沒有固定的停車位,購新能源車之后,充電樁根 本不知道該安裝在何處。 此外,接網(wǎng)難問題也普遍存在。小區(qū)用戶日均戶用電上限一般僅為8 千瓦,但充電樁要達(dá)到 30 千瓦,小區(qū)電網(wǎng)很少配套高壓線路。要從電網(wǎng)主線拉線, 則非常麻煩且工程費(fèi)用較高。第三,建設(shè)獨(dú)立占地充電站主要面臨用地難問題。雖 然國家近期已經(jīng)出臺(tái)促進(jìn)充電樁建設(shè)的指導(dǎo)意見,但直至 目前,充電設(shè)施建設(shè)用地未出臺(tái)城市充電設(shè)施專項(xiàng)規(guī)劃, 因此,充電設(shè)施建設(shè)選址依然比較困難。同時(shí),充電站場(chǎng)地 的協(xié)調(diào)難度依然比較大,涉及地價(jià)、拆遷、產(chǎn)權(quán)、使用權(quán)等 一系列問題。

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