EV Connect Ladestasjon: Transformatorer og strømforsyningsveiledning

Elektriske kjøretøy blir en del av hverdagstransporten, og naturlig nok vokser etterspørselen etter ladeinfrastruktur med dem. Men enEV ladestasjoner ikke bare en lader koblet til en vegg.

Bak en moderneev koble ladestasjon, kan det være transformatorer, bryterutstyr, distribusjonspaneler, beskyttelsesutstyr, målere, energilagringssystemer og overvåkingskontroller. For større ladesteder, spesielt de som bruker DC hurtigladere, kan det elektriske systemet bli overraskende krevende.

Det er dertransformatorkommer inn.

For utviklere av elbiler, EPC-entreprenører, verktøy og anleggseiere er det viktig å forstå hvordan ladeutstyret kobles til strømnettet. Et godt-utformet transformator- og distribusjonssystem kan utgjøre en stor forskjell i pålitelighet, effektivitet og muligheten til å utvide ladestasjonen senere.

Hva er en EV Connect ladestasjon?

Anev koble ladestasjoner i hovedsak et anlegg designet for å levere strøm til elektriske kjøretøy gjennom dedikert ladeutstyr. Avhengig av applikasjonen kan den ha AC-ladere, DC-hurtigladere eller en blanding av begge.

Det elektriske behovet kan variere ganske mye. En liten side med noen få AC-ladere kan ha en relativt beskjeden belastning. En kommersiell ladehub kan på den annen side ha flere-høystrøms DC-ladere som fungerer samtidig. Det er en helt annen elektrisk utfordring.

En typisk EV-ladestasjon kan inneholde følgende utstyr:

Ikke alle ladestasjoner vil ha alle disse komponentene. Det endelige oppsettet avhenger av laderens klassifiseringer, nettspenning, forholdene på stedet, lokale elektriske krav og planer for fremtidig utvidelse.

Hvorfor trenger en EV-ladestasjon en transformator?

Spenningen som leveres av verktøyet er ikke nødvendigvis den spenningen som kreves av ladeutstyret. I mange kommersielle og-ladeprosjekter med høy strøm kommer elektrisitet fra verktøyet med middels spenning. En transformator endrer den så til en passende lavere spenning for stasjonens distribusjonssystem.

Enkelt sagt fungerer transformatoren som broen mellom strømforsyningen og ladeutstyret.

Transformatorvalg for enev koble ladestasjonbør ikke være basert på laderens navneskiltklassifisering alene. Det er litt mer i det. Ingeniører ser vanligvis på den totale tilkoblede belastningen, hvor mange ladere som sannsynligvis vil fungere samtidig, effektfaktor, effektivitet, harmonisk belastning, fremtidig utvidelse, omgivelsesforhold og om et visst nivå av redundans er nødvendig.

Å få dette riktig i begynnelsen kan spare mye trøbbel senere. Ingen ønsker å installere en ladestasjon og oppdager noen år senere at transformatoren har blitt flaskehalsen.

Transformatorstørrelse for en EV Connect-ladestasjon

Transformatorstørrelser er en av de viktigste delene av utformingen av en-elektronisk ladestasjon med høy effekt.

Se for deg et nettsted med ti DC hurtigladere, hver vurdert til 150 kW. Hvis alle ti ladere hadde full effekt, ville den teoretiske belastningen vært:

10 × 150 kW=1, 500 kW

Det kan være fristende å bare velge en 1500 kVA transformator og kalle det ferdig. I virkeligheten trenger transformatordimensjonering en nærmere titt.

Effektfaktor, ladereffektivitet, samtidig ladebehov, driftsforhold og fremtidig vekst påvirker alle det endelige valget. En forenklet beregning kan skrives som:

Transformator kVA=Last kW ÷ Effektfaktor

For eksempel, med en belastning på 1500 kW og en effektfaktor på 0,95:

1500 ÷ 0,95 ≈ 1579 kVA

Ingeniøren vil deretter se på tilgjengelige standard transformatorklassifiseringer og bestemme den mest passende kapasiteten for prosjektet.

I noen tilfeller er det fornuftig å velge en noe større transformator fordi den gir driftsoverhøyde og gjør det mulig å legge til ekstra ladere senere. Men større er ikke automatisk bedre. En unødvendig overdimensjonert transformator kan øke prosjektkostnadene og kan fungere mindre effektivt når den faktiske belastningen er lav.

Det handler egentlig om å finne den rette balansen.

EV-ladere og harmoniske belastninger

Moderne elbilladere er avhengige av kraftelektronikk. Disse systemene er effektive og gir presis kontroll over lading, men de kan også introdusere harmoniske strømmer i det elektriske systemet.

For en liten installasjon kan dette ikke skape et stort problem. På et stortev koble ladestasjonmed mange høyeffektladere som kjører sammen, fortjener harmoniske mye mer oppmerksomhet.

Harmoniske strømmer kan øke transformatoroppvarming og tap og kan bidra til spenningsforvrengning. De kan også påvirke belastningen av nøytralleder og den generelle ytelsen til tilkoblet elektrisk utstyr.

Dette er grunnen til at transformatorens design er viktig. Avhengig av ladeutstyret og resultatene av en-energikvalitetsstudie, kan et prosjekt bruke en transformator som er egnet for ikke-lineære belastninger, enK-rangert transformator, a harmonisk-dempende transformator, eller en annen passende løsning.

Det er ingen enkelt transformator som fungerer for hvert EV-ladeprosjekt. Laderens elektriske egenskaper bør vurderes før den endelige avgjørelsen tas.

Tørr-type eller olje-nedsenket transformator?

Både tørr-transformatorer og-oljenedsenkede transformatorer kan brukes i EV-ladingsapplikasjoner. Hvilken som er mer fornuftig avhenger i stor grad av hvor transformatoren skal installeres og hva prosjektet krever.

Tørr-transformatorer

Transformatorer av tørre-type passer ofte godt for innendørs ladeanlegg, kommersielle bygninger, parkeringskonstruksjoner og andre steder der en-oljefri transformator er foretrukket.

De bruker ikke flytende isolasjon, noe som kan forenkle installasjonen i visse innendørsmiljøer. Transformatorer av støpe-tørr-type vurderes også ofte der miljøforhold, brann-sikkerhetskrav og vedlikeholdshensyn er viktige.

For en ladestasjon som er plassert inne i eller i nærheten av et næringsbygg, kan en tørr-transformator være en praktisk løsning.

Olje-nedsenkede transformatorer

Olje-transformatorer er mye brukt for utendørs og størredistribusjonsapplikasjoner. De tilbyr sterk termisk ytelse og er tilgjengelig i et bredt spekter av kapasiteter.

For en utendørsev koble ladestasjon, kan en olje-senket transformator være et fornuftig valg, spesielt når stasjonen er koblet direkte til en mellomspenningsforsyning-.

Pad-monterte transformatorerer et annet alternativ verdt å vurdere for utendørs ladeplasser. De kan installeres nær ladeutstyret samtidig som det elektriske utstyret holdes innelukket og beskyttet.

Avgjørelsen mellom tørr-type og olje-nedsenket konstruksjon bør til syvende og sist komme ned til nettstedets spenningsnivå, kapasitet, installasjonsmiljø, sikkerhetskrav, lokale forskrifter og bruksspesifikasjoner.

EV Ladestasjoner og energilagring

Lagring av batterienergi blir stadig mer interessant for-elektroniske ladeprosjekter med høy effekt.

Hvorfor? Fordi flere hurtigladere som opererer samtidig kan skape et veldig stort toppbehov. I stedet for å stole helt på nettet for å levere den toppen, kan et energilagringssystem lagre elektrisitet og lade den ut når ladebehovet øker.

Dette kan bidra til å håndtere toppetterspørsel og utnytte den tilgjengelige nettforbindelsen bedre.

Et grunnleggende system kan se omtrent slik ut:

Utility Grid → Medium-Spenningsbryter → Transformator → AC-distribusjon → EV-ladere

Når energilagring legges til, kan ordningen omfatte:

Utility Grid → Transformator → Distribusjonssystem → EL-ladere

Batterienergilagringssystem → DC/AC-konvertering → Distribusjonssystem

Den faktiske konfigurasjonen vil avhenge av prosjektet. Noen nettsteder kan også kombinere solenergi, batterilagring, smarte målere og energistyringskontroller.

For en storev koble ladestasjon, kan denne typen integrert tilnærming gjøre det elektriske systemet mer fleksibelt og potensielt redusere trykket på nettforbindelsen.

Planlegging for fremtidig utvidelse av elbillading

EL-ladeinfrastrukturen endrer seg raskt. En stasjon som starter med fem eller ti ladere i dag kan trenge betydelig mer kapasitet om noen år.

Det er verdt å tenke på før byggingen starter.

Anta at et prosjekt i utgangspunktet trenger rundt 1 000 kVA, men utvikleren forventer at stedet til slutt vil kreve 1 600 eller 2 000 kVA. Å designe den elektriske infrastrukturen med fremtidig utvidelse i tankene kan gjøre neste fase mye enklere.

Det betyr selvfølgelig ikke bare å installere den største transformatoren som er tilgjengelig. En overdimensjonert transformator koster mer og fungerer kanskje ikke like effektivt når stasjonen er lett belastet.

I stedet bør prosjektteamet se på forventet ladebehov, tilgjengelig plass, verktøytilkobling, utvidelsesplan og totalkostnad.

I noen prosjekter kan det være fornuftig å installere ekstra transformatorkapasitet fra starten av. I andre kan det være den beste tilnærmingen å designe nettstedet slik at en annen transformator kan legges til senere.

Litt planlegging på forhånd kan forhindre en ganske dyr oppgradering senere.

Sikkerhet og beskyttelse for ladeinfrastruktur for elbiler

Høy-elektrisk lading involverer betydelig elektrisk energi, så sikkerhet og beskyttelse må vurderes fra begynnelsen i stedet for å legges til som en ettertanke.

Ladesystemet kan kreve strømbrytere, jordingsutstyr, overspenningsvern, gjenværende-strømbeskyttelse, overstrømsbeskyttelse, overvåkingsenheter og annet verneutstyr, avhengig av designet.

Selve transformatoren trenger også passende beskyttelse og koordinering med oppstrøms og nedstrøms elektriske systemer.

Dette er spesielt viktig for større ladeanlegg. Transformatoren, bryterutstyret, ladeutstyret og verktøybeskyttelsen bør fungere sammen som ett system i stedet for å være utformet som helt separate deler.

Nøyaktige beskyttelseskrav avhenger av spenningsnivå, transformatortype, installasjonsmetode, lokale forskrifter og gjeldende standarder. Av den grunn bør den endelige designen gjennomgås av kvalifiserte elektrofagfolk.

Velge en transformator for et EV-ladeprosjekt

Velge en transformator for enev koble ladestasjonhandler om mer enn å finne en enhet med riktig kVA-klassifisering.

Primær og sekundær spenning, frekvens, impedans, isolasjonsnivå, temperaturøkning, kjølemetode, effektivitet, kapsling, støynivå og harmonisk belastning kan ha betydning. Installasjonsmiljøet er også viktig.

For eksempel kan et kompakt innendørs ladeanlegg ha svært forskjellige krav fra et stort utendørs ladesenter som betjener dusinvis av kjøretøy samtidig.

Tilpasning kan også være nyttig. Avhengig av prosjektet kan en transformatorprodusent være i stand til å gi forskjellige spenningsforhold, viklingskonfigurasjoner, kranarrangementer, kapslingsalternativer, kjølesystemer og tilbehør.

Det er vanligvis bedre å diskutere disse kravene med transformatorprodusenten tidlig i prosjektet i stedet for å prøve å tilpasse en standard transformator i et design som allerede var ferdigstilt.

Hvor er ladeinfrastrukturen for elbiler på vei?

EV-lading beveger seg mot høyere effekt, raskere lading og smartere energistyring.

Fremtidige ladestasjoner vil sannsynligvis kombinere høy- likestrømsladere med batterilagring, solenergi, smarte målere, dynamisk laststyring og interaktive-nettkontroller. Selve ladestasjonen blir mindre som et enkelt utstyr og mer som et lite energisystem.

Etter hvert som ladekapasiteten vokser, blir den støttende elektriske infrastrukturen stadig viktigere. Transformatorer vil fortsatt spille en sentral rolle fordi de gir den spenningskonverteringen som trengs mellom forsyningsnettet og ladeutstyret.

For sjåfører er laderen den delen de ser. Bak kulissene er det imidlertid transformatoren, bryterutstyret, distribusjonsutstyret og beskyttelsessystemet som gjør mye av det tunge løftet.

Konklusjon

En påliteligev koble ladestasjontrenger mer enn kraftige ladere. Den trenger et elektrisk system som trygt og konsekvent kan levere den nødvendige kraften.

Transformatorvalg er en viktig del av det systemet. Kapasitet, effektfaktor, harmoniske belastninger, installasjonsforhold, fremtidig utvidelse og energilagring bør alle vurderes under designstadiet.

Tørr-transformatorer kan være et praktisk valg for mange innendørs og kommersielle bruksområder, mens olje-nedsenkede transformatorer og pad-monterte transformatorer ofte er godt egnet for installasjoner utendørs og med høyere-kapasitet.

PåYawei Transformer, forstår vi at hvert EV-ladeprosjekt er litt annerledes. Ved å samarbeide med prosjektteamet tidlig, kan transformatorspesifikasjonene matches tettere med ladeutstyret, netttilkoblingen og den langsiktige-utviklingsplanen.

Tross alt er en ladestasjon bare så pålitelig som den elektriske infrastrukturen som støtter den.

Ta kontakt nå