充電樁與箱式變壓器(箱變)的距離是充電站設(shè)計(jì)中關(guān)鍵的工程參數(shù),直接影響供電可靠性、線損成本及設(shè)備選型。本文結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)與工程實(shí)踐,解析距離設(shè)定的核心邏輯與典型場景。
一、核心約束:電壓降與線損
箱變通過低壓側(cè)(通常為380V/220V)為充電樁供電,距離過遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致線路阻抗增大,引發(fā)兩大問題:
電壓降超標(biāo):根據(jù)GB 50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》,低壓線路末端電壓偏差需控制在±5%以內(nèi)(即380V系統(tǒng)允許壓降≤19V)。
線損過高:線損率與距離平方成正比,長距離會(huì)導(dǎo)致電能浪費(fèi)(線損占比可能超過5%,增加運(yùn)營成本)。
因此,最大允許距離本質(zhì)由“允許壓降”與“電纜選型”共同決定。
二、關(guān)鍵影響因素
1. 充電樁總功率(P)
總功率越大,線路電流(I=P/√3Ucosφ)越大,線路損耗(ΔP=I2R)越高。例如:
10臺(tái)7kW交流樁(總功率70kW):電流約108A(cosφ=0.85),若用3×50+2×25銅纜(電阻≈0.36Ω/km),100米距離壓降約3.6V(滿足要求);
10臺(tái)120kW直流樁(總功率1200kW):電流約1820A(假設(shè)直流電壓750V),即使采用3×240+2×120銅纜(電阻≈0.15Ω/km),100米壓降已達(dá)18.2V(遠(yuǎn)超5%限值)。
2. 電纜選型(截面積與材質(zhì))
銅芯電纜載流量與截面積正相關(guān)(如3×120mm2銅纜載流量約260A,3×240mm2約420A),且電阻更低(截面積翻倍,電阻減半)。工程中需根據(jù)電流選擇電纜,再反推允許距離。
3. 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
交流樁(380V):國標(biāo)允許單回路供電半徑≤500米(但實(shí)際工程多控制在200米內(nèi));
直流樁(需箱變配套整流模塊):因功率高、電流大,通常要求距離≤100米(超充樁≤50米)。
三、典型場景距離范圍
場景類型 充電樁類型 單樁功率 總功率 推薦距離 電纜選型(銅芯)
小區(qū)/家用慢充 交流樁 7-22kW 50-200kW ≤200米 3×50+2×25(200米內(nèi))
商業(yè)綜合體慢充區(qū) 交流樁 22-43kW 200-500kW ≤150米 3×120+2×70(150米內(nèi))
公共快充站(普通) 直流樁 60-120kW 500-1500kW ≤100米 3×240+2×120(100米內(nèi))
高速超充站 直流樁 120-350kW 2000kW以上 ≤50米 3×400+2×240(50米內(nèi))
四、設(shè)計(jì)優(yōu)化建議
分級(jí)供電:大型充電站(如總功率>1000kW)可采用“箱變+分線箱”模式,將箱變靠近充電區(qū),縮短主電纜長度(如箱變距充電區(qū)80米,分線箱再分接至各樁,單段距離≤50米)。
動(dòng)態(tài)增容:預(yù)留10%-15%的電纜余量(如選用截面積大一級(jí)電纜),避免后期增容時(shí)重復(fù)敷設(shè)。
諧波抑制:直流樁需配套濾波電抗器,減少高頻諧波對(duì)電纜的影響(長距離時(shí)諧波損耗更顯著)。
經(jīng)濟(jì)性平衡:若距離超過推薦值,可通過增大電纜截面積(降低電阻)或采用多回路供電(降低單回路線電流)解決,但需權(quán)衡初期投資與長期線損成本。