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直流充电设备技术条件

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配属部门：电气设备分公司

直流充电设备技术规范
一、设备概况：
1、设备名称： 直流充电设备
2、设备数量：1台
3、交货期：1个月
4、交货地点：电气设备分公司
5、设备用途：主要用于储能式电车地面联调试验。
6、设备描述：直流充电设备是为储能式电车提供大功率快速直流充电。主要由直流接触器、斩波模块、控制模块等组成。将输入电网DC1500V，降压斩波控制，输出DC0~750V为储能电源充电。
二、基本要求
1、本设备必须是全新设备（包括所有零部件、元器件和附件），并且设计合理，技术先进、可靠，部件装配方便，操作简便，易于维护和维修。
2、本设备零部件应选用优质材料制造，所选用的机械、液压、电气、电子元器件是优质的、成熟的、可靠的品牌系列产品。
3、本设备应具有可靠的安全保护、报警、保险措施，以防止误操作或意外事故致使机器受损或造成人身伤亡。
4、本设备的零部件和仪器仪表及全部图纸资料的度量单位全部采用国际单位（SI）标准；所有仪表、零部件的设计、制造及所用材料应符合ISO和IEC标准或其它等同标准。
5、本设备必须是成熟的、可靠的，且能保证长期稳定运行的系列产品。投标方必须生产过类似本技术条件要求的设备，投标时提供相应证明以及类似设备用户清单。
6、本设备在环境温度-10~45℃、相对湿度≤95%条件下，能正常连续工作，系统稳定可靠。本设备安装环境的动能条件为：单相交流电：AC220V±10%、50HZ；三相交流电：AC380±10%、50HZ。
7、本设备附属的仪器、仪表及整机计量校准由买方负责检测并承担首次检测费用，由卖方负责送检，如首次检测不合格，后期检测费用由卖方承担。
8、卖方在投标文件中对技术条件各条必须逐条做出响应，投标文件技术方案不得简单复制招标技术要求，应提供见证性材料，包括设备组成及功能说明、设计图纸、主要元器件清单（包括品牌、规格/型号等）等。

三、主要技术参数
序号
名称
参数
1.
执行标准
满足国家标准：
GB14048.1-2006《低压开关设备和控制设备》
GB311.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》
GB191-2008《包装贮运标志》
GB 50060《高压配电装置设计规范》
GB/T11022-2011《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》
GB/T 9174-2008 一般货物运输包装通用技术条件
GB/T 10411 城市轨道交通直流牵引供电系统
GB/T 14549 电能质量公用电网谐波
GB/T 3859.1 半导体变流器基本要求的规定
GB 3859.2 半导体变流器应用导则
GB 4208-93 外壳防护等级（IP代码）
ISO 9001-2008　质量管理体系 要求
2.
工作环境温度
-25℃~55℃
3.
相对湿度
≤98％
4.
海拔
≤1000m
5.
输入电压
DC1000V~1800V、AC380/220V
6.
充电方式
恒流、限压，恒功，充电方式可以自动调整
7.
输出充电电压
最高输出电压≥1000V，输出电压可在0~1000V可调
8.
输出电压误差
±1%
9.
额定电流
600A
10.
输出电流误差
<±0.5%
11.
工作制式
根据实际需求而定。
12.
输出电能质量
应符合超级电容充电要求。
13.
效率
＞95% （额定输入，输出电流大于80%额定电流，输出电压大于900V）。
14.
冷却方式
风冷
15.
噪音水平
£65 dB

16.
防护等级
IP20
17.
使用寿命
充电装置应为免维护的成套设备，使用寿命≥30年。
四、 设备功能要求
直流充电设备功能设计应能够满足其安装位置远离电网的安装环境，直流充电设备的设计应该考虑实际运行中的工况，可以根据现场实测的数据或者业主的要求对充电方式/方案进行调整。一般直流充电设备安装位置与电网的电气距离控制在300m范围以内。直流充电设备应满足如下要求：
1）具备恒流限压充电模式和恒功率充电模式，两种模式应能够根据储能装置的需求进行自动转换和人工切换。
2）充电控制应具备自动控制和手动控制两种基本控制模式。自动控制应能够根据超级电容储能装置的状况，依据事先设置的各个阶段的充电方式进行智能化的自动充电过程，不需要人工干预，充电完成后给出相关的提示信息。手动控制由人工对充电过程进行控制。
3）充电系统应具备必需的异常运行保护功能。当充电系统出现异常时，为了保证充电装置和超级电容储能装置不被损坏，充电系统会立即停机或不能启动。这些异常情况至少包括（但不限于）充电模块保护或故障告警、直流充电设备超级电容组连接状态不正常、直流充电设备超级电容组开关状态不正常、直流充电设备监控系统异常、监控通信中断等。
4）无论采用何种充电控制模式，直流充电设备的基本安全保护功能和异常运行保护应能够正常运行。
5） 绝缘耐压
主电路DC5000V，1min；辅助电路DC3000V，1min；冲击耐压12kV（波形1.2/50us）
6）温升
温升符合TB/T 133.1-2002《铁路应用 机车车辆电气设备 第1部分：一般使用条件和通用规则》中的温升限制和工作要求。
7） 输出特性
a）纹波系数：在恒流状态下，当输出直流电压在规定的电压调节范围内变化时，在任意数值上保持稳定，纹波电流有效值系数<±0.5%，纹波电流峰值系数<±3%。

b）输出电流误差：在恒流状态下，输出电流整定误差<±0.5%。（我们试验所需的电流）
c）输出电压误差：直流输出电压设定在规定的电压调节范围内，输出电压整定误差不超过±1%。
d）限压特性：直流充电设备在恒流状态下运行时，当输出直流电压超过限压整定值时，能自动限制其输出电压的增加。
e）均流不平衡度：各模块平均输出电流为100%额定电流时，电流不平衡度不超过±5%。
f）外特性：在恒流、限压等充电模式下实时监控充电网电压，防止电压超过阈值。
8) 监控功能
a）实时监测充电车辆的运行状态及其车载储能装置的状态，启动、停止充电功能，并自动选择充电参数和运行模式。直流充电设备应将其运行状态数据、故障数据和控制参数上传至上位监控系统，同时能够接受上位监控系统的监控。
b）具有供值班员使用的参数设置功能，所有设置的内容不受停电和干扰信号的影响。
c）控制系统采用模块化设计，控制模块具备冗余备份。
d）控制系统由显示单元、微机监控单元、开关面板、主控单元、采样单元、输入输出单元、及柜内风机和照明等部分组成。
为了满足用户的特殊需求，直流充电设备的控制器应可以根据需要增加某些特殊功能，在标准中作为选项。
9) 通讯功能
a）直流充电设备采用标准的数据通信口接入变电所综合自动化系统。物理接口优先采用光纤以太网口（或RJ45电口），通信速率为10/100M自适应，协议暂定为TCP/IP、IEC61850等国际开放协议。通信协议应具有良好的通用性和开放性。具体通信协议在设计联络中确认。
b）直流充电设备微机控制系统上送监控系统的信息带有时标，时标精确到毫秒级，并具有与上位监控系统进行时钟同步功能，对时方式为软件对时，对时精度为毫秒级。
10) 数据记录、显示功能
实时记录系统数据，保存6个月以上。显示界面具有友好的人机界面、易操作，可显示如下内容：
a）主接线，充电控制参数和运行状态数据
b）故障记录

c）直流充电设备各个模块状态监视
d）显示当前时间、保护动作时间，显示保护类型、保护动作时间等信息。
11) 保护功能
a）直流充电设备具有基本的继电保护功能，包括：输入过压、欠压、过流，输出过压、过流，短路，接地，过热保护，内部通讯故障、外部通讯故障等。
b）直流充电设备保护装置能够为充电设备本体、充电设备至充电网之间电气故障、过电压和异常运行方式提供有效的保护功能。
c) 直流充电设备具备急停按钮，能快速切断充电模块电源和分断直流输出开关。
12) 照明
每柜内均设有照明灯，并配备柜门连动开关，当柜门打开时，照明灯处于工作状态，当柜门闭合时，照明灯自动熄灭。照明灯管上加设防护膜。
13) 报警
装置与外部连接的所有报警、跳闸信号均采用干接点方式。
14) 工作电源
直流充电设备辅助工作电源采用AC380/220V。
15) 工业级产品
直流充电设备的主控制模块采用工业级产品，适应本工程的安装运行环境要求。
设备选型采用西门子、施耐德、ABB等国际知名品牌的高端主流型号的产品，所选设备在系统正式运营后5年内不应停产。
16) IGBT模块的选择
a）直流充电设备中采用的IGBT模块应采用高可靠性、高一致性的IGBT功率器件，产品选用国际知名品牌（如英飞凌、ABB、三菱、Dynex等）的成熟产品。IGBT的详细技术性能参数，如额定电压、额定电流等参数在设计联络中确定。
b）单个IGBT安装在水冷却散热器上，散热器具有良好的散热特性。
c）IGBT功率模块与控制系统间的传输介质为光纤。
d）选用合适的IGBT参数，合理设计母线路径，并考虑母排的电阻，使每个支路并联IGBT的电流不平衡度小于10%。当有一支路的IGBT损坏数量不超过规定值时，装置能正常运行。单个IGBT器件均具备瞬态过电流保护，过电流响应时间（从检测到故障到完成对脉冲的封锁）小等于10微秒，硬件保护阈值可调。
18） 结构参数
1）直流充电设备根据其功能模块划分为若干柜体模块化结构，单体柜体的尺寸不应大于850（D）

×1500（W）×2200（H）。柜体应为独立式金属柜，外壳由钢板组成，钢板厚度2.5mm，钢板应采用耐候钢或不锈钢，柜体裸露外界钢板禁止用碳钢。
2）柜体的所有开口应防止小动物的进入，设备安装结束后开口应进行封堵。柜内各部件与柜体应绝缘，柜体应设置接地极。
3）直流充电设备的结构设计应满足在露天环境可靠运行和维护检修的要求。
4） 柜体表面采用可靠的防腐措施，柜体表面颜色应采用标准色系，具体颜色设计联络中确定。柜体边缘光滑，柜眉采用永久性标示牌。
5） 板材连接采用自固螺栓，不采用焊接方式。
6） 设备内一次回路连接用的紧固件一律采用不锈钢件，连接及安装固定螺栓采用高强度不锈钢螺栓。柜内所有连接紧固件采用不锈钢或防锈处理螺栓。
7）柜体的进出线采用电缆，从底部进出，进出柜的电缆数量及型号在设计联络中确定。
8）柜体必须可靠接地，预留接地接口。
19） 材料
1）柜体材料都是新生产的优等产品，并选用使用寿命长和在规定工作条件下维修最少的材料。
2）所有材料具有阻燃、低烟、低卤特性。
3）制作结构用的钢材是热浸电镀产品。不进行喷塑或喷漆的钢部件，进行采取镀锌或镀镉钝化处理。
4）铜材料符合有关国家标准。用做母排的铜排进行镀银或镀锡处理，增加连接部位的导电性能。铜含量≥99.99%。
5）材料符合有关国家标准。不使用石棉板做绝缘材料。当使用合成树脂绝缘板时，所有的切边均漆封。
五、备品备件
1、 备品备件：投标时应提供设备正常运行一年所需的备品备件清单，包括名称、数量、规格型号等，要求分项报价并计入投标设备总价。
2、 随机附件：投标应说明设备正常工作必须的附件（如工具），包括名称、数量、规格型等，要求分项报价并计入投标设备总价。
六、 技术文件
1、 合同签订后10天内卖方应提供设备安装所必须的技术文件（卖方签字确认的纸质文件）一份，具体内容包括：具体内容包括全套设备基础设计工艺布置图、动力线路布置图（含电、水、风等动能用量和要求），提供与此相关的CAD电子文档等，如需配套辅助设备设施时卖方应提出详细要求。

2、 卖方必须随机提供设备的有效合格证书、附属仪器仪表合格证、以及设备主要零部件合格证；
3、 卖方在设备安装调试完毕后提供全套设备安装、调试、使用、维修所必须的以技术文件各3套，包括但不限于以下内容：
1） 设备操作保养技术文件；
2） 设备故障诊断技术文件、设备维修技术文件；
3） 设备电气原理图、接线图（包括主要元件的规格型号、参数等）；
4、 技术文件必须字迹清楚，内容完整，使用参考必须尽可能全面，买方有权无偿复制上述文件。
七、 包装运输、开箱
1、 卖方负责设备的包装和运输，包装和运输必须符合国际、国内有关标准，包装必须能适应运输要求。
2、 设备到买方后，双方在场的情况下买方负责开箱，并对设备数量、外观情况进行检查，如因卖方原因或运输造成设备的各种损坏，其责任由卖方承担。
3、 包装运输所需费用（如有）应分项报价，并计入投标总价。
八、 安装调试、培训、验收
1、 设备到买方后，卖方须在买方通知的日期内派有经验的人员到买方指定地点负责整台设备的安装、调试、试加工，直至设备正常运行。安装、调试所需费用（如有）应分项报价，并计入投标总价。
2、 卖方负责对买方技术人员、操作人员、维修人员的培训，并制定详细培训计划，准备培训所需电子及纸质资料，培训地点在买方现场。培训内容包括：设备结构及工作原理说明、设备使用（操作）方法、机械电气维修技术、设备安全注意事项等，确保买方人员掌握设备的操作、维护、维修，使之达到独立操作、维修的水平。培训人次为10人次，培训课时不少于8小时。
3、 培训所需费用应分项报价（如有），并计入投标总价。
4、 设备安装、调试、计量校准合格、培训完成后，连续进行3电容模组充电试验，试验合格后则买方按照合同及技术协议逐条对设备进行最终验收，验收合格双方签署《新增设备安装验收报告》。
九、质量保证及售后服务

1、 该设备在质量保证期为24个月，从签署《新增设备安装验收报告》之日起计算。
2、 在质量保证期内，卖方应对由于设计、工艺、材料或质量缺陷而发生的任何不足或故障负责，并免费负责设备的维修，对导致设备零部件的损坏，卖方应免费更换损坏的零部件，自更换该零部件起重新计算质量保证期。
3、 对于质量保证期内设备运行出现故障，卖方自接到买方服务通知2小时内给买方做出响应，诊断与排除设备所出现的故障；对买方不能自行解决的故障，卖方人员应在48小时内到达买方现场进行维修。
卖方在投标书中提供在国内的售后服务网点地址及数量、备品库地址及数量、专业维修人员数量。卖方应在投标文件中声称其售后服务承诺，说明服务方式和能力，售后服务不得违背其服务承诺或改变服务方式。