10kV汽車充電站的電磁環(huán)境監(jiān)測及分析

吳少華 王迎春 齊飛

（江蘇省蘇核輻射科技有限責任公司，江蘇 南京 210019）

從現(xiàn)階段有關電動汽車充電站的學術研究資料上來看，針對汽車充電站建設項目的風險評價、環(huán)境影響與控制技術研究尚處于空白階段。而作為一個積極響應國家節(jié)能減排戰(zhàn)略的新型產(chǎn)業(yè)，盡可能的對環(huán)境風險進行控制是非常重要的。本文即從電磁環(huán)境的角度入手，對10kV汽車充電站的電磁環(huán)境進行分析與探討。

1 10kV汽車充電站發(fā)展現(xiàn)狀

在電動汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景之下，電動汽車充電站的建設與發(fā)展是可以預見的。結合我國發(fā)展戰(zhàn)略以及發(fā)改委對新能源汽車產(chǎn)業(yè)所提出的發(fā)展要求來看，截止2020年，全國范圍內(nèi)新能源汽車的覆蓋比例需要提高至50%以上，這也就意味著新能源汽車的消費市場將迎來一個全新的發(fā)展空間，而電動汽車作為新能源汽車中最具發(fā)展?jié)摿Φ囊活悾仨氁劳杏谄嚦潆娬镜拇蠓秶ㄔO與推廣而實現(xiàn)。當前，我國10kV汽車充電站建設正處于快速發(fā)展的階段，已建設投入運行的10kV汽車充電站能為電動轎車、中巴車、以及大型交通運輸車輛提供全天候的充電服務。特別是針對大型交通運輸車輛而言，已建設針對性的10kV汽車充電站，此類充電站能夠在公交車運營時段運用快充樁對電動公交車進行充電，充電時間在15分鐘～20分鐘內(nèi)，單次充電電量可達到80%以上，而夜間運行慢充樁，能夠達到電量完全充滿狀態(tài)。

2 10kV汽車充電站電磁問題

已有的研究資料中認為，對于10kV汽車充電站而言，在建設以及投入運營的各個階段中，汽車充電站都會在不同程度上對周邊環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。例如，在10kV汽車充電站的建設階段中，施工作業(yè)的開展可能會對周邊環(huán)境造成包括生態(tài)污染、噪聲污染、粉塵污染、建筑垃圾污染、以及施工污水污染在內(nèi)的一系列問題。而當10kV汽車充電站投入運行后，還存在工頻電磁場，對周邊環(huán)境造成電磁影響。產(chǎn)生此問題的主要原因是：在10kV汽車充電站中，各類輸變電線路以及輸變電設備的運行都可能產(chǎn)生工頻電磁場，當工頻電場與工頻磁場超過一定范圍會對10kV汽車充電站內(nèi)部設備的運行造成影響。

3 10kV汽車充電站電磁環(huán)境監(jiān)測

在當前技術條件支持下，我國各個省市地區(qū)已建成的10kV汽車充電站主要以直流充電形式為主，這種形式的汽車充電站具有充電時間短，充電技術成熟可靠，充電站建設投資適中的優(yōu)勢，能夠滿足大容量充電需求的公交車輛、社會公共充電站所需。在這種充電模式下，根據(jù)充電站設施的結構類型可以進一步細化為兩種不同的充電設施：其一是一體式直流充電機，其二是分體式直流充電機。有關研究資料中認為：在10kV汽車充電站實際運營的過程當中，10kV汽車充電站所選用的充電設施是一體式直流充電機或分體式直流充電機，將直接對整個10kV汽車充電站的電磁環(huán)境產(chǎn)生影響。通過對電磁環(huán)境的全面監(jiān)測與分析，能夠為10kV汽車充電站中充電機型式的合理選擇提供依據(jù)。故而展開如下監(jiān)測實驗：

（1）監(jiān)測指標：測定10kV汽車充電站運行過程中工頻電場以及工頻磁場具體情況；

（2）監(jiān)測方法：遵循我國現(xiàn)行《交流輸變電工程電磁環(huán)境監(jiān)測方法》（HJ681-2013）中的具體要求展開對10kV汽車充電站電磁環(huán)境的監(jiān)測工作。

（3）監(jiān)測儀器：使用低頻電磁場測量儀對10kV汽車充電站電磁環(huán)境進行監(jiān)測。

（4）監(jiān)測對象：選擇XX市兩座新建10kV汽車充電站作為監(jiān)測對象，其中一座10kV汽車充電站定義為A站，充電設施采用一體式直流電機，另一座10kV汽車充電站定義為B站，充電設施采用分體式直流電機。

（5）監(jiān)測結果：對于選用一體式直流電機的10kV汽車充電站（A站）而言，一體式充電樁周邊電磁環(huán)境測定結果顯示，當充電樁輸出電壓取值在321.0V～335.0V范圍內(nèi)時，所對應的工頻電場強度在0.7V/m～2.7V/m范圍內(nèi)，當充電機輸出電流在93.3A～107.6A范圍內(nèi)時，一體式直流充電機周邊磁感應強度大，測定值在0.089μT～2.493μT范圍內(nèi)；

對于選用分體式直流電機的10kV汽車充電站（B站）而言，分體式充電樁周邊電磁環(huán)境測定結果顯示，當充電樁輸出電壓取值在406.7V～431.7V范圍內(nèi)時，所對應的工頻電場強度在0.5V/m～1.3V/m范圍內(nèi)，當充電機輸出電流在58.7A～73.6A范圍內(nèi)時，分體式直流充電機周邊磁感應強度相對較小，測定值在0.047μT～0.092μT范圍內(nèi)。

（6）監(jiān)測結論：根據(jù)以上對一體式直流電機、分體式直流電機應用條件下的10kV汽車充電站電磁環(huán)境的監(jiān)測結果，分析得出以下兩個結論：其一，由于的10kV汽車充電站自身電壓等級較低，因此無論使用一體式直流電機還是分體式直流電機，其充電樁周邊工頻電場強度均控制在較小范圍內(nèi)；其二，對于一體式直流電機而言，其需要將直流充電工作模塊與充電操作終端布置在同一箱體內(nèi)，而對于分體式直流電機而言，充電操作終端與直流充電工作模塊則獨立進行布置，充電機柜設置于配電室內(nèi)，充電車位旁僅安裝有充電操作終端。從這一角度上來說，相較于一體式直流電機而言，分體式直流電機下功周邊工頻電場強度以及電磁強度相對較低，電磁環(huán)境更佳。

結語

電動汽車除具有效能高的特點以外，還具有噪音低、無尾氣的優(yōu)勢，是積極推行我國節(jié)能減排戰(zhàn)略中非常重要的新型產(chǎn)業(yè)之一，同時也是當代汽車的主要發(fā)展方向。而10kV汽車充電站作為電動汽車充電的支撐系統(tǒng)，其運行性能將直接影響電動汽車的推廣程度。在10kV汽車充電站的建設運行中，有關電磁環(huán)境問題的分析更是不容忽視的。本文即詳細探討了10kV汽車充電站電磁環(huán)境方面的相關問題，通過對電磁環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析與論證，認為相較于一體式直流電機而言，分體式直流電機下功周邊工頻電場強度以及電磁強度相對較低，電磁環(huán)境更佳，值得推廣使用。

[1]錢斌，石東源，謝平平，等.電動公交車換電站——電池充電站優(yōu)化規(guī)劃[J].電力系統(tǒng)自動化，2014（02）：64-69，84.