充电桩与箱式变压器(箱变)的距离是充电站设计中关键的工程参数,直接影响供电可靠性、线损成本及设备选型。本文结合国家标准与工程实践,解析距离设定的核心逻辑与典型场景。
一、核心约束:电压降与线损
箱变通过低压侧(通常为380V/220V)为充电桩供电,距离过远会导致线路阻抗增大,引发两大问题:
电压降超标:根据GB 50054-2011《低压配电设计规范》,低压线路末端电压偏差需控制在±5%以内(即380V系统允许压降≤19V)。
线损过高:线损率与距离平方成正比,长距离会导致电能浪费(线损占比可能超过5%,增加运营成本)。
因此,最大允许距离本质由“允许压降”与“电缆选型”共同决定。
二、关键影响因素
1. 充电桩总功率(P)
总功率越大,线路电流(I=P/√3Ucosφ)越大,线路损耗(ΔP=I²R)越高。例如:
10台7kW交流桩(总功率70kW):电流约108A(cosφ=0.85),若用3×50+2×25铜缆(电阻≈0.36Ω/km),100米距离压降约3.6V(满足要求);
10台120kW直流桩(总功率1200kW):电流约1820A(假设直流电压750V),即使采用3×240+2×120铜缆(电阻≈0.15Ω/km),100米压降已达18.2V(远超5%限值)。
2. 电缆选型(截面积与材质)
铜芯电缆载流量与截面积正相关(如3×120mm²铜缆载流量约260A,3×240mm²约420A),且电阻更低(截面积翻倍,电阻减半)。工程中需根据电流选择电缆,再反推允许距离。
3. 供电系统设计标准
交流桩(380V):国标允许单回路供电半径≤500米(但实际工程多控制在200米内);
直流桩(需箱变配套整流模块):因功率高、电流大,通常要求距离≤100米(超充桩≤50米)。
三、典型场景距离范围
场景类型 充电桩类型 单桩功率 总功率 推荐距离 电缆选型(铜芯)
小区/家用慢充 交流桩 7-22kW 50-200kW ≤200米 3×50+2×25(200米内)
商业综合体慢充区 交流桩 22-43kW 200-500kW ≤150米 3×120+2×70(150米内)
公共快充站(普通) 直流桩 60-120kW 500-1500kW ≤100米 3×240+2×120(100米内)
高速超充站 直流桩 120-350kW 2000kW以上 ≤50米 3×400+2×240(50米内)
四、设计优化建议
分级供电:大型充电站(如总功率>1000kW)可采用“箱变+分线箱”模式,将箱变靠近充电区,缩短主电缆长度(如箱变距充电区80米,分线箱再分接至各桩,单段距离≤50米)。
动态增容:预留10%-15%的电缆余量(如选用截面积大一级电缆),避免后期增容时重复敷设。
谐波抑制:直流桩需配套滤波电抗器,减少高频谐波对电缆的影响(长距离时谐波损耗更显著)。
经济性平衡:若距离超过推荐值,可通过增大电缆截面积(降低电阻)或采用多回路供电(降低单回路线电流)解决,但需权衡初期投资与长期线损成本。