CN102163813A - 一种电动车充电站专用箱式变电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动车充电站专用箱式变电站，包括：变压器的高压侧设有与充电站连接的高压电能输入回路；所述高压电能输入回路上设有高压开关；变压器的低压侧设有与滤波模块连接的低压电能输出总路；所述低压电能输出总路上设有低压开关；所述低压开关控制低压电能输出总路将变压器的低压充电电能注入滤波模块；低压充电电能流经滤波模块，并通过至少一条充电分支回路注入充电机；变压器、高压开关、低压开关、滤波模块和充电支路回路均集成于同一箱体内。本发明实施例的实现不仅消减了充电装置中的谐波，保证了公共电网的电能质量不受影响；而且不仅减少了充电站的占地面积、缩短了充电时间、提高了防护水平。

Description

一种电动车充电站专用箱式变电站

技术领域

本发明涉及配电系统领域，尤其涉及一种电动车充电站专用箱式变电站。

背景技术

随着环保意识的深入人心，电动车(相应的电动车可以包括电动自行车和电动汽车)逐渐走入了人们的生活。由于电动车主要通过充电来获取运行所需的能量，因而提供电动车充电服务的电动车充电站就应运而生。现有电动车充电站的充电系统主要通过充电机给电动车进行充电；充电站从公共电网中获取高压电能，变压器将充电站获取的高压电能转换为低压电能，然后输出给充电机，再由充电机将电能充入电动车，以保证电动车的正常运行。

在上述充电系统中，充电机属于非线性负载，会使正弦电压产生大量谐波，而这些谐波会对变压器和公共电网产生不良影响；例如：这些谐波可能对通信设备和电子设备会产生严重干扰，进而造成生产运行中断；这些谐波可能引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱；这些谐波可能使电能利用效率降低，电气设备过热、老化、寿命缩短，甚至发生故障或烧毁；

发明人发现在现有技术中至少存在如下问题：

第一，现有电动车充电站的充电系统中在公共电网与充电机之间没有设置滤除谐波的装置，这会使充电机产生的谐波影响到充电站其他用电设备的工作，甚至影响到公共电网的电能质量；

第二，现有的电动车充电站大多是由加油站或加气站改建而来的，一般只是在加油站或加气站的基础上增加了电动车充电系统；但是现有的电动车充电系统防火防爆性能较差，容易使电火花与易燃易爆物品相接处，而导致无法预计的危险；

发明内容

本发明实施例提供了一种占用空间小、防护水平高的电动车充电站专用箱式变电站，能够同时为多部电动车进行充电，不仅提高了电能利用率、缩短了充电时间，而且消减了充电机产生的谐波，保证了公共电网的电能质量不受影响。

一种电动车充电站专用箱式变电站，用于将充电站的高压充电电能转换为低压充电电能，并将该低压充电电能传送给至少一部充电机以为电动车进行充电；包括：变压器、高压开关、低压开关、滤波模块、充电支路回路和箱体；

变压器的高压侧设有与充电站连接的高压电能输入回路；所述高压电能输入回路上设有高压开关；所述高压开关控制高压电能输入回路将充电站中的高压充电电能传送给变压器；

变压器的低压侧设有与滤波模块连接的低压电能输出总路；所述低压电能输出总路上设有低压开关；所述变压器将高压充电电能转换为低压充电电能；所述低压开关控制低压电能输出总路将变压器的低压充电电能注入滤波模块；

低压充电电能流经滤波模块，并通过至少一条充电分支回路注入充电机，以为电动车进行充电；

所述的变压器、高压开关、低压开关、滤波模块和充电支路回路均集成于同一箱体内。

优选地，相应的通过至少一条充电分支回路注入充电机包括以下至少一项：通过一条充电分支回路注入一部充电机；或者，通过多条充电分支回路同时注入多部充电机，并且每条充电分支回路注入一部充电机。

优选地，相应的箱体包括内层箱体和外层箱体；所述的外层箱体采用钢号为Q235的高碳钢板；所述的内层箱体采用阻燃型彩钢复合板。

优选地，相应的滤波模块包括有源滤波器和/或无源滤波器。

优选地，还包括充电监控装置；所述充电监控装置设于箱体内，并与变压器、高压开关、低压开关或滤波模块中的至少一项连接，以监控变压器、高压开关、低压开关或滤波模块中至少一项的运行状况。

优选地，相应的充电监控装置包括充电数据采集模块、监控装置主控模块和监控装置通信模块；充电数据采集模块与变压器、高压开关、低压开关或滤波模块中的至少一项连接；

监控装置主控模块通过充电数据采集模块获取监控变压器、高压开关、低压开关或滤波模块中至少一项的工作状况信息，并通过监控装置通信模块传送给充电站，以检测变压器、高压开关、低压开关或滤波模块的运行状况。

优选地，相应的充电监控装置还包括开关控制机构；所述开关控制机构与监控装置主控模块连接，并按照监控装置主控模块的指令控制高压开关或低压开关的通断。

一种电动车充电站用充电系统，用于获取充电站的高压充电电能，以为电动车充电，包括：充电机，以及上述技术方案中所述的电动车充电站专用箱式变电站；

所述电动车充电站专用箱式变电站包括变压器和充电支路回路；所述变压器的高压侧通过高压电能输入回路与充电站连接；所述充电机与充电支路回路连接；

所述电动车充电站专用箱式变电站将充电站的高压充电电能转换为低压充电电能，并将该低压充电电能传送给至少一部充电机，以为电动车进行充电。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的电动车充电站专用箱式变电站通过变压器将充电站的高压充电电能转换为低压充电电能，并使该低压充电电能流经滤波模块后再传送给至少一部充电机，以为电动车进行充电；同时由于变压器、高压开关、低压开关和滤波模块均集成于同一箱体内，缩短了连接导线的长度，因而本发明实施例不仅占用空间小、防护水平高、能够同时为多部电动车进行充电，而且提高了电能利用率、缩短了充电时间，缩减了充电站的占地面积、消减了充电机产生的谐波，保证了公共电网的电能质量不受影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电动车充电站专用箱式变电站的原理示意图一；

图2为本发明实施例提供的电动车充电站专用箱式变电站的原理示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的电动车充电站专用箱式变电站，用于将充电站的高压充电电能转换为低压充电电能，并将该低压充电电能传送给至少一部充电机以为电动车进行充电；其具体结构包括：变压器、高压开关、低压开关、滤波模块、充电支路回路和箱体；

变压器的高压侧设有与充电站连接的高压电能输入回路；所述高压电能输入回路上设有高压开关；所述高压开关控制高压电能输入回路将充电站中的高压充电电能传送给变压器；

变压器的低压侧设有与滤波模块连接的低压电能输出总路；所述低压电能输出总路上设有低压开关；所述变压器将高压充电电能转换为低压充电电能；所述低压开关控制低压电能输出总路将变压器的低压充电电能注入滤波模块；

低压充电电能流经滤波模块，并通过至少一条充电分支回路注入充电机，以为电动车进行充电；

所述的变压器、高压开关、低压开关、滤波模块和充电支路回路均集成于同一箱体内。

其中，上述的通过至少一条充电分支回路注入充电机可以包括以下至少一项：

(1)通过一条充电分支回路注入一部充电机；

(2)通过多条充电分支回路同时注入多部充电机，并且每条充电分支回路注入一部充电机。

具体地，该电动车充电站专用箱式变电站的各部件的具体方案如下：

(1)高压开关；相应的高压开关可以包括负荷开关或断路器，用以控制充电电能是否能够流入变压器，并且从变压器的高压侧对变压器本体以及其低压负载进行控制和保护。

(2)低压开关：相应的低压开关用以控制充电电能是否能够流入滤波模块，并且对滤波器和充电支路提供短路、过载等保护。

(3)滤波模块：相应的滤波模块可以包括现有技术中的有源滤波器和/或无源滤波器；有源滤波器和/或无源滤波器可以按照现有技术中的接线方案在本箱式变电站中进行接线。

(4)箱体；相应的箱体可以包括内层箱体和外层箱体；在实际应用中，相应的外层箱体最好采用钢号为Q235的高碳钢板，以保证外层箱体具有良好坚硬度，能够承受外界的压力，保护箱体内部物品的安全；相应的内层箱体最好采用阻燃型彩钢复合板，该彩钢复合板可以由两层彩钢板和中间夹层的石棉制作而成，用以保证箱体内部与箱体外部相隔离，提高该电动车充电站专用箱式变电站的安全系数，以适用于加油站等各种恶劣环境；

相应的变压器、高压开关、低压开关、滤波模块和充电支路回路均集成于内层箱体的内部，内层箱体可以顺序设有五个独立腔体，相应的变压器、高压开关、低压开关、滤波模块和充电支路回路依次设置于一个独立腔体内。

进一步地，该电动车充电站专用箱式变电站原理如下：

充电站从公共电网中获取高压电流，并通过高压电能输入回路传送给变压器；该高压电流经过变压器的电压转换后，从变压器的低压侧输出0.4KV的低电压电流；该低电压电流经过滤波模块后流入各条充电支路回路，以传送给充电机进行充电；相应的滤波模块能够自行分析各个充电支路回路的充电机所产生的谐波参数，并进行自动过滤和补偿，从而有效地抑制各分路谐波对变压器本体及上层公共电网的侵害。

除上述技术方案外，在实际应用中，本发明实施例提供的电动车充电站专用箱式变电站还可以包括充电监控装置；该充电监控装置设于箱体内，并与变压器、高压开关、低压开关或滤波模块中的至少一项连接，以监控变压器、高压开关、低压开关或滤波模块中至少一项的运行状况。

具体地，相应的充电监控装置包括充电数据采集模块、监控装置主控模块、监控装置通信模块和开关控制机构；充电数据采集模块与变压器、高压开关、低压开关或滤波模块中的至少一项连接；监控装置主控模块通过充电数据采集模块获取监控变压器、高压开关、低压开关或滤波模块中至少一项的工作状况信息，并通过监控装置通信模块传送给充电站，以检测变压器、高压开关、低压开关或滤波模块的运行状况；开关控制机构与监控装置主控模块连接，并按照监控装置主控模块的指令控制高压开关或低压开关的通断。它可以对供电状况、电能质量、开关状态、设备安全等进行实时监视，并对开关状态进行控制。

一种电动车充电站用充电系统，用于获取充电站的高压充电电能，以为电动车充电，其具体结构包括充电机以及上述技术方案中所述的电动车充电站专用箱式变电站；相应的电动车充电站专用箱式变电站包括变压器和充电支路回路；所述变压器的高压侧通过高压电能输入回路与充电站连接；所述充电机与充电支路回路连接；相应的电动车充电站专用箱式变电站将充电站的高压充电电能转换为低压充电电能，并将该低压充电电能传送给至少一部充电机，以为电动车进行充电。

可见，本发明装置实施例的实现使多部电动车可以同时通过一个箱式变电站进行充电，而且避免了充电支路上的充电机对变压器以及上层公用电网的影响；不仅提高了电能利用率，提升了充电效率，而且消减了充电装置中的谐波，保证了公共电网的电能质量不受影响。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种电动车充电站专用箱式变电站，用于将充电站的高压充电电能转换为低压充电电能，并将该低压充电电能传送给至少一部充电机以为电动车进行充电；其特征在于，包括：变压器、高压开关、低压开关、滤波模块、充电支路回路和箱体；

变压器的高压侧设有与充电站连接的高压电能输入回路；所述高压电能输入回路上设有高压开关；所述高压开关控制高压电能输入回路将充电站中的高压充电电能传送给变压器；

变压器的低压侧设有与滤波模块连接的低压电能输出总路；所述低压电能输出总路上设有低压开关；所述变压器将高压充电电能转换为低压充电电能；所述低压开关控制低压电能输出总路将变压器的低压充电电能注入滤波模块；

低压充电电能流经滤波模块，并通过至少一条充电分支回路注入充电机，以为电动车进行充电；

所述的变压器、高压开关、低压开关、滤波模块和充电支路回路均集成于同一箱体内。

2.根据权利要求1所述的电动车充电站专用箱式变电站，其特征在于，所述通过至少一条充电分支回路注入充电机包括以下至少一项：

通过一条充电分支回路注入一部充电机；

或者，

通过多条充电分支回路同时注入多部充电机，并且每条充电分支回路注入一部充电机。

3.根据权利要求1或2所述的电动车充电站专用箱式变电站，其特征在于，所述箱体包括内层箱体和外层箱体；

所述的外层箱体采用钢号为Q235的高碳钢板；所述的内层箱体采用阻燃型彩钢复合板。

4.根据权利要求1或2所述的电动车充电站专用箱式变电站，其特征在于，所述滤波模块包括有源滤波器和/或无源滤波器。

5.根据权利要求1或2所述的电动车充电站专用箱式变电站，其特征在于，还包括充电监控装置；

所述充电监控装置设于箱体内，并与变压器、高压开关、低压开关或滤波模块中的至少一项连接，以监控变压器、高压开关、低压开关或滤波模块中至少一项的运行状况。

6.根据权利要求5所述的电动车充电站专用箱式变电站，其特征在于，所述的充电监控装置包括充电数据采集模块、监控装置主控模块和监控装置通信模块；

充电数据采集模块与变压器、高压开关、低压开关或滤波模块中的至少一项连接；

监控装置主控模块通过充电数据采集模块获取监控变压器、高压开关、低压开关或滤波模块中至少一项的工作状况信息，并通过监控装置通信模块传送给充电站，以检测变压器、高压开关、低压开关或滤波模块的运行状况。

7.根据权利要求6所述的电动车充电站专用箱式变电站，其特征在于，所述的充电监控装置还包括开关控制机构；所述开关控制机构与监控装置主控模块连接，并按照监控装置主控模块的指令控制高压开关或低压开关的通断。

8.一种电动车充电站用充电系统，用于获取充电站的高压充电电能，以为电动车充电，其特征在于，包括：充电机，以及上述权利要求1至7中任一项所述的电动车充电站专用箱式变电站；

所述电动车充电站专用箱式变电站包括变压器和充电支路回路；所述变压器的高压侧通过高压电能输入回路与充电站连接；所述充电机与充电支路回路连接；

所述电动车充电站专用箱式变电站将充电站的高压充电电能转换为低压充电电能，并将该低压充电电能传送给至少一部充电机，以为电动车进行充电。

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