《內河港口船舶充電站技術要求》

Q/LB.□XXXXX-XXXXDB32/TXXXX—2023目次TOC\o"1-1"\h\t"標準文件_一級條標題,2,標準文件_附錄一級條標題,2,"前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14充電站基本要求 24.1充電模式及組成 24.2一般要求 24.3電源變換裝置 44.4電纜管理系統 44.5電纜 54.6插頭與插座 54.7電纜轉接箱 54.8充電管理系統 55安全性要求 55.1充電站一般要求 55.2電源變換裝置 65.3電纜管理系統 65.4插頭和插座 66試驗要求 66.1現場試驗 6附錄A（資料性）直流充電模式 8附錄B（資料性）交流充電模式基本組成 9參考文獻 10前言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由江蘇省交通運輸廳提出并歸口。本文件起草單位：蘇交科集團股份有限公司、江蘇省無錫交通高等職業(yè)技術學校、江蘇省交通運輸廳港航事業(yè)發(fā)展中心、中國船級社江蘇分社、中國船舶集團公司第七一一研究所、國電南瑞南京控制系統有限公司、江蘇健龍電器有限公司、南京大全電氣研究院有限公司、江蘇長天智遠信息科技有限公司。本文件主要起草人：楊本、李虎、葉嘉寧、孫俊鋒、曹嘉瑞、徐忠、程夢瑋、朱雨蘭、呂衛(wèi)國、朱志泉、吳志亞、唐磊磊、鄧志超、段征、張如通、黃益斌、張步林、王學永、王登才、陳曉靜、王永平、楊蘇航。內河港口船舶充電站通用技術要求范圍本文件規(guī)定了內河港口碼頭船舶充電站的基本要求、安全性要求和試驗要求。本文件適用于新建、改擴建內河港口碼頭用于純電動船舶、混合動力船舶充電站建設及監(jiān)督管理。規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T4208—2017外殼防護等級（IP代碼）GB/T14549—1993電能質量公用電網諧波GB/T16934—2013電能計量柜GB/T36028—2018靠港船舶岸電系統技術條件GB50016—2014建筑設計防火規(guī)范（2018年版）GB50150—2016電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準GB50217—2018電力工程電纜設計標準GB/T51305—2018碼頭船舶岸電設施工程技術標準GB51309—2018消防應急照明和疏散指示系統技術標準GB55036—2023消防設施通用規(guī)范JTS155—2019碼頭岸電設施建設技術規(guī)范ICE60092—353：2016船舶電氣裝置第353部分：額定電壓為1kV和3kV的電力電纜ICE60092—354：2014船舶電氣裝置第354部分：額定電壓為6kV至30kV的擠壓固體絕緣單芯和三芯電力電纜術語和定義下列術語和定義適用于本文件。

電源變換裝置powerconversiondevice將交流電變成直流電的電力裝置。

電纜管理系統cablemanagementsystem用于岸船連接電纜收放、存儲、移動和控制管理的設備和相關系統。注：典型的電纜管理系統是由電纜絞車、電纜長度或張力自動控制設備和相關儀表組成。

轉接箱connectionbox用于電纜中繼，可移動電纜和固定電纜的分界接線點。蓄電池battery能將所獲得的電能以化學能的形式貯存并可以將化學能轉變?yōu)殡娔艿囊环N電化學裝置，可以重復充電和放電。[來源：GB/T19596—2017，3.3.1.1.1]電池管理系統batterymanagementsystemBMS監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)等），可以為蓄電池提供通信、安全、蓄電池單體均衡及管理控制，并提供與應用設備通信接口的系統。等電位連接equipotentialbonding使船載裝置和岸基裝置導電部件之間電位基本相等的電氣連接。[來源：GB/T41999—2022,3.4]充電管理系統chargingmanagementsystem對充電站的供電狀況、充電設備運行狀態(tài)、報警等信息進行采集，應用計算機及網聯通信技術，實現站內設備的監(jiān)視、控制和管理的系統。直流充電模式directcurrent（DC）chargingmode電源變換裝置安裝在岸端，交流電源經電源變換裝置變換成直流，經插座向蓄電池充電。交流充電模式activecurrent（AC）chargingmode交流電源經插頭后輸送至船舶輸入插座，通過船舶整流裝置變換為直流電源后向蓄電池充電。充電站基本要求充電模式及組成充電模式分為直流充電和交流充電兩種模式。直流充電站包括電源變換裝置、電纜轉接箱（按需配置）、電纜管理系統（按需配置）、插頭、插座、充電管理系統。充電電源（10kV/6kV）從變電站引出，連接至電源變換裝置，電源變換裝置將交流電源變換成直流電源后，供給蓄電池充電（如附錄A圖A.1和圖A.2所示）。充電站應與BMS設有接口，充電過程由充電站和電池的BMS系統聯合控制，并在BMS限定的條件下運行。直流充電站的基本功能包括：電源變換、充電、監(jiān)控、計量等。交流充電站包括電纜轉接箱（按需配置）、電纜管理系統（按需配置）、插頭、插座、充電管理系統。充電電源從變電站引出，通過接插件為船舶提供交流電源（10kV或6kV或0.4kV），船舶配置有整流裝置為蓄電池充電（如附錄B圖B.1和圖B.2所示）。交流充電站的基本功能包括：充電、監(jiān)控、計量等。交流充電模式的充電設施按照GB/T36028—2018、GB/T51305—2018、JTS155—2019的要求執(zhí)行。一般要求充電站系統容量應滿足船舶蓄電池的充電時間、充電功率要求。額定電壓值如表1所示：額定電壓值類別額定電壓值交流電壓值（AC）230V、400V、690V、6kV、10kV直流電壓值（DC）400V、750V、1kV、1.5kV、0~30V（用于信號、控制或低壓輔助電源）注：額定電壓值可選擇一個或多個。額定電流值如表2所示：額定電流值類別額定電流值交流電流值（AC）63A、125A、250A、350A、500A、1000A、2000A、3000A直流電流值（DC）80A、125A、200A、250A、400A、800A、1000A、2000A、3000A、2A（只用于信號或控制）、20A注：額定電流值可選擇一個或多個。系統設計應進行短路評估，充電過程中的任何節(jié)點的保護電器分斷能力應不小于短路點的最大預期短路電流。船舶應設有將船體與岸地進行等電位連接的設施。船體接地保護連接的銅導線截面積應不小于16mm2，接地電阻應不大于4Ω。等電位連接不應改變船舶原配電系統的接地原理。對船舶供電的岸端電源應該分別滿足：對于交流電源，電壓穩(wěn)態(tài)波動范圍-10~+6%，電壓瞬態(tài)波動范圍±20%，恢復時間1.5s；頻率穩(wěn)態(tài)波動范圍±5%，頻率瞬態(tài)波動范圍±10%，恢復時間5s。對于直流電源，當電源變換裝置或雙向DC/DC直接向蓄電池充電的時候，其輸出的直流電源品質要求：——穩(wěn)流精度：輸入電壓和輸出電壓在調節(jié)范圍內變化時，輸出直流電流在額定值的20%~100%范圍內任一數值上應保持穩(wěn)定，電流穩(wěn)流精度不應超過±1%；——穩(wěn)壓精度：輸入電壓和輸出電流在調節(jié)范圍內變化時，輸出電壓在相應調節(jié)范圍內任一數值上應保持穩(wěn)定，電壓穩(wěn)壓精度不應超過±2%；——紋波系數：輸入電壓和輸出電流在調節(jié)范圍內變化時，輸出電壓在相應調節(jié)范圍內任一數值上應保持穩(wěn)定，輸出紋波有效值系數不應超過±2%，紋波峰值系數不應超過±4%；——輸出電流誤差：在恒流狀態(tài)下，輸出直流電流設定在額定值的20%~100%范圍內，在設定的輸出直流電流大于等于30A時，輸出電流整定誤差不超過±2%；在設定的輸出直流電流小于30A時，輸出電流整定誤差不應超過±0.3A；——輸出電壓誤差：在恒壓狀態(tài)下，直流輸出電壓設定在相應范圍內，輸出電壓整定誤差不應超過±1%；——當電源變換裝置僅提供電源，BMS通過雙向DC/DC充電的時候，電源變換裝置的輸出電源品質要求：直流電壓穩(wěn)態(tài)波動率±10%，電壓周期性波動5%，紋波電壓10%。碼頭岸端電源計量應符合下列規(guī)定：計量裝置宜設置在系統輸出側（岸端）；電能計量裝置及計量柜應符合GB/T16934中的規(guī)定。充電站具備自動/手動控制充電電源投入、切除的功能。可以根據BMS管理協調提供的數據自動調整充電參數或手動選擇充電參數。充電站應具備運行參數監(jiān)控功能，并應具備與其他系統通信的接口。傳輸內容包括但不限于以下內容：充電功率、充電電壓、充電電流、充電時長、電池類型、電池系統的荷電狀態(tài)（SOC）、電池溫度；電能計量信息；故障及報警信息；設定參數信息。工作環(huán)境應滿足如下要求：環(huán)境溫度為-25℃~+45℃；相對濕度不超過95%；無導電或爆炸塵埃，無腐蝕金屬或破壞絕緣的氣體或蒸汽，無爆炸性氣體環(huán)境。電源變換裝置主要包括變壓器、進線柜、功率柜、控制柜、濾波器、輸出柜。注入港口供電系統的諧波電流允許限值應符合GB/T14549—1993的規(guī)定。如布置在室外的箱柜內，箱柜外殼防護等級不低于GB/T4208—2017中IP55，內部設置有空調冷卻裝置或風扇強排散熱系統。箱體結構保證足夠的強度，在起吊、運輸和安裝時不會變形或損傷。箱體外表面噴漆防腐，在沿海地帶，應考慮鹽霧的腐蝕影響。應具備狀態(tài)顯示、電能計量、數據記錄和查詢功能。要保證電源變換裝置柜體和大地的可靠連接，要求接地電阻不大于2Ω。電源變換裝置應至少包含以下幾種開關量信號和模擬量信號：開關量輸入：網側開關柜合/分閘狀態(tài)信號；開關量輸出：網側開關柜合/分閘，電源裝置運行，電源裝置故障，電源裝置就緒，電源裝置報警；模擬量輸入：網側電壓信號，網側電流信號。電源變換裝置應設以下保護：過電壓、過電流、欠電壓、短路保護、變流器過載、變壓器過熱、半導體器件的過熱保護、門開關連鎖、瞬時停電保護、交流側絕緣監(jiān)測保護等。電源變換裝置布置在盡量靠近插頭的地方。功率柜應具備以下功能：電能治理功能：功率柜內部集成功率因數校正及有源濾波功能；并聯工作功能：功率模塊采用模塊化設計，多個模塊并聯工作；通信管理功能：充電過程中與蓄電池BMS通信；可本地組網集中管理，將多臺功率柜數據集中后進行監(jiān)控和數據遠傳，或遠程無線通信。電源過載能力不應小于1.1倍額定功率。電纜管理系統電纜管理系統應具備存儲和收放電纜的功能，電纜儲存能力應滿足實際使用需求。電纜管理系統的電纜應預留足夠的余量和保證一定的釋放速度，以補償船舶在靠泊充電過程中的移位，或者足夠補償固定碼頭在漲潮落潮時和船舶的移位。電纜管理系統若設置電纜長度控制功能時，應具備允許剩余電纜最小長度的預警功能。電纜管理系統若設置電纜張力控制功能時，電纜過度拉伸時，電纜管理系統能夠迅速斷開岸端供電系統的連接斷路器。電纜管理系統應具有電源、運行、放纜、收纜的狀態(tài)指示，具有絞車滑環(huán)（若有）過熱、允許剩余電纜最小長度預警的報警指示，并有手動/自動模式切換、停止和緊急停止等功能。電纜管理系統若布置在室外時，其電氣組成部件外殼防護等級不低于GB/T4208—2017中IP55。電纜管理系統若設置機械輔助輸送電纜機構時，應具備提升、旋轉、伸縮、俯仰等功能。電纜管理系統的設計和生產遵守GB/T36028—2018、GB/T51305—2018、JTS155—2019的要求執(zhí)行，滿足工程實際需要。電纜在陸地上敷設的電纜按照GB50217—2018執(zhí)行。在躉船和船舶上的電纜按照IEC60092—353：2016、IEC60092—354：2014執(zhí)行。除了動力線芯外，還應配備具有控制功能和通信功能的電纜。插頭與插座插頭和插座應設計防插錯的結構和功能，并確保不能帶電插拔。輔助插拔系統（如有）應具備較高的對準精度，使得插頭和插座能夠可靠的連接。在插頭和插座插合后，線纜應確保各個自由度有足夠的余量，以補償船舶停泊時候的移位，避免線纜被拉斷或者插頭被損害。在輔助插拔系統中，宜配備自動插合和緊急脫離功能。電纜轉接箱電纜轉接箱一般布置在岸端，轉接移動電纜。外殼防護不低于GB/T4208—2017中IP55，箱體設置防觸電設施，并可靠接地。應具備帶電顯示功能。充電管理系統電源變換裝置在BMS的限定條件下使用。充電管理系統管理充電系統的連鎖、投入、退出、故障保護、電源品質保障。充電管理系統在恒流狀態(tài)下運行時，當輸出直流電壓超過限壓整定值時，應能自動限制其輸出電壓的增加，轉換為恒壓充電運行。充電管理系統在恒壓狀態(tài)下運行時，當輸出直流電流超過限流整定值時，應能立即進入限流狀態(tài)，自動限制其輸出電流的增加。安全性要求充電站一般要求充電站設施應綜合考慮碼頭總平面、水工結構和裝卸作業(yè)等實際情況進行布置，不應妨礙碼頭正常生產作業(yè)并應保證消防通道暢通，并設立明顯的標志標識。充電站應具備自檢、故障保護、安全連鎖功能。充電站應設置應急切斷功能，應急切斷包括自動切斷和手動切斷。在發(fā)生應急切斷后，必須人工復位后斷路器才能再次閉合。應急切斷按鈕應至少布置在以下位置：電源變換裝置處、電纜管理系統操作處、船舶受電插座處。在發(fā)生如下任一情況時應激活自動切斷：等電位連接斷開；電纜管理系統發(fā)出報警信號（電纜張力過高或剩余電纜長度過低）；充電控制系統和監(jiān)測線路故障；連接插頭帶電拔出。在發(fā)生如下任一情況時，不能閉合或應立刻斷開供電斷路器：等電位連接未建立；岸端供電電源故障；連接插頭插座的控制極電路故障；控制監(jiān)測電路故障；保護接地系統發(fā)生故障；電纜管理系統發(fā)出報警；應急切斷激活。充電站應滿足GB50016—2014的要求，消防安全應符合GB55036—2023和GB51309—2018的規(guī)定。充電站應具有相應的禁止、警告、接地、監(jiān)控、消防等安全標識。電源變換裝置變壓器應設置三相繞組溫度監(jiān)測，在發(fā)生過載、短路、過電壓和欠電壓時，保護斷路器應可靠斷開，并將斷路器故障分斷的信號發(fā)送到充電管理系統。高壓配電柜本身應設計五防連鎖，包括防止誤合分斷路器；防止帶負荷拉、合隔離開關；防止帶電合接地開關；防止帶接地開關合斷路器；防止誤入帶電間隙。安全連鎖除了開關柜自身的機械五防連鎖外，還應設置與外部信號的電氣連鎖。高壓進線柜應設置保護裝置。當發(fā)生過流、接地故障、過壓、欠壓時先預警后報警同時跳閘；當發(fā)生短路、方向性過流時跳閘并報警。功率柜應能夠自動判斷充電接頭是否已正確連接。當正確連接后，充電接口才能輸出電源，當充電接頭異常斷開時，充電機能立刻停止輸出，以保證人身安全；功率柜應具備輸入過壓保護、輸入欠壓保護、輸出過壓保護、輸出短路保護（欠壓保護）、過溫限功率保護、過溫關機保護、輸出過流保護、輸出反接保護、絕緣異常保護、導引回路出錯保護、控制模件故障保護等。電纜管理系統電纜管理系統發(fā)生失電故障時，充電管理系統應斷開供電斷路器。電纜管理系統需配備張力計等設施，用于監(jiān)控電纜的張力和剩余電纜的長度。當電纜張力或剩余長度達到設定的報警閾值時，應發(fā)出報警；當電纜張力繼續(xù)增加或剩余長度繼續(xù)減少并達到一個更高的設定閾值時，應立即斷開供電斷路器。插頭和插座船舶受電插座處應安裝急停按鈕、電纜接駁就緒指示燈和充電指示裝置。充電故障時，可按下急停按鈕，通過安全回路斷開電源變換裝置設備的輸出開關。急停按鈕復位前，電源變換裝置輸出開關不能合閘。試驗要求現場試驗試驗程序和方法應符合GB50150—2016的要求。試驗應采取保護措施，并設置警示標志。初次供電的檢驗內容應包括但不限于：外觀檢測；絕緣檢測；接地檢測；相序檢測；輕載和功能檢測；耐壓試驗。周期性供電檢測應在設備正常使用每12個月或停用3個月后再次使用前進行，檢測應包括下列內容:外觀檢測；絕緣檢測；接地檢測；功能檢測；耐壓試驗。

（資料性）

直流充電模式直流充