EV Connect Ladestation: Vejledning til transformere og strømforsyning

Elbiler er ved at blive en del af den daglige transport, og naturligvis vokser efterspørgslen efter ladeinfrastruktur med dem. Men enEV ladestationer ikke blot en oplader tilsluttet en væg.

Bag en moderneev connect ladestation, kan der være transformere, koblingsudstyr, distributionstavler, beskyttelsesudstyr, målere, energilagringssystemer og overvågningsstyringer. For større opladningssteder, især dem der bruger DC-hurtigopladere, kan det elektriske system blive overraskende krævende.

Det er der, hvortransformerkommer ind.

For udviklere af opladning af elbiler, EPC-entreprenører, forsyningsselskaber og anlægsejere er det vigtigt at forstå, hvordan opladningsudstyret forbindes til elnettet. Et vel-designet transformer- og distributionssystem kan gøre en stor forskel med hensyn til pålidelighed, effektivitet og muligheden for at udvide ladestationen senere.

Hvad er en EV Connect-ladestation?

Anev connect ladestationer i det væsentlige en facilitet designet til at levere elektricitet til elektriske køretøjer gennem dedikeret opladningsudstyr. Afhængigt af applikationen kan den have AC-opladere, DC-hurtigopladere eller en blanding af begge.

Det elektriske behov kan variere en del. Et lille websted med et par AC-opladere kan have en relativt beskeden belastning. En kommerciel opladningshub kunne på den anden side have flere høj- DC-opladere, der fungerer på samme tid. Det er en meget anderledes elektrisk udfordring.

En typisk EV-ladestation kan omfatte følgende udstyr:

Ikke alle ladestationer har alle disse komponenter. Den endelige opsætning afhænger af opladerens klassifikationer, netspænding, stedets forhold, lokale elektriske krav og planer for fremtidig udvidelse.

Hvorfor har en EV-ladestation brug for en transformer?

Spændingen leveret af forsyningsvirksomheden er ikke nødvendigvis den spænding, som opladningsudstyret behøver. I mange kommercielle og høje-opladningsprojekter ankommer elektricitet fra forsyningen ved mellemspænding. En transformer ændrer den så til en passende lavere spænding for stationens distributionssystem.

Enkelt sagt fungerer transformatoren som broen mellem forsyningsforsyningen og ladeudstyret.

Transformervalg til enev connect ladestationbør ikke være baseret på opladerens typeskilts klassifikationer alene. Der er lidt mere i det. Ingeniører ser normalt på den samlede tilsluttede belastning, hvor mange opladere der sandsynligvis vil fungere på én gang, effektfaktor, effektivitet, harmonisk belastning, fremtidig udvidelse, omgivende forhold, og om der kræves et vist niveau af redundans.

At få dette rigtigt i begyndelsen kan spare en masse problemer senere. Ingen ønsker at installere en ladestation og opdager et par år hen ad vejen, at transformatoren er blevet flaskehalsen.

Transformatorstørrelse til en EV Connect-ladestation

Transformatorstørrelse er en af ​​de vigtigste dele af design af en høj-elektronisk ladestation.

Forestil dig et sted med ti DC-hurtigopladere, hver vurderet til 150 kW. Hvis alle ti opladere kørte med fuld effekt, ville den teoretiske belastning være:

10 × 150 kW=1,500 kW

Det kan være fristende blot at vælge en 1.500 kVA transformer og kalde det færdigt. I virkeligheden skal transformatordimensionering ses nærmere.

Effektfaktor, opladereffektivitet, samtidig ladebehov, driftsforhold og fremtidig vækst påvirker alle det endelige valg. En forenklet beregning kan skrives som:

Transformer kVA=Belastning kW ÷ Effektfaktor

For eksempel med en belastning på 1.500 kW og en effektfaktor på 0,95:

1.500 ÷ 0,95 ≈ 1.579 kVA

Ingeniøren ville derefter se på tilgængelige standard transformatorklassificeringer og bestemme den bedst egnede kapacitet til projektet.

I nogle tilfælde giver det mening at vælge en noget større transformer, fordi den giver driftshøjde og gør det muligt at tilføje yderligere opladere senere. Men større er ikke automatisk bedre. En unødigt overdimensioneret transformer kan øge projektomkostningerne og kan fungere mindre effektivt, når den faktiske belastning er lav.

Det handler i virkeligheden om at finde den rigtige balance.

EV-opladere og harmoniske belastninger

Moderne EV-opladere er stærkt afhængige af strømelektronik. Disse systemer er effektive og giver præcis kontrol over opladningen, men de kan også indføre harmoniske strømme i det elektriske system.

For en lille installation skaber dette muligvis ikke et større problem. På et stortev connect ladestationmed mange høje-opladere, der kører sammen, fortjener harmoniske dog meget mere opmærksomhed.

Harmoniske strømme kan øge transformatorens opvarmning og tab og kan bidrage til spændingsforvrængning. De kan også påvirke nullederbelastningen og den samlede ydeevne af tilsluttet elektrisk udstyr.

Det er derfor, transformatorens design betyder noget. Afhængigt af opladningsudstyret og resultaterne af en strøm-kvalitetsundersøgelse kan et projekt bruge en transformer, der er egnet til ikke-lineære belastninger, enK-klassificeret transformer, a harmonisk-dæmpende transformereller en anden passende løsning.

Der er ingen enkelt transformer, der fungerer til ethvert el-opladningsprojekt. Opladerens elektriske egenskaber bør overvejes, før den endelige beslutning træffes.

Tør-Type eller Olie-Nedsænket transformer?

Både tørre-transformere og-olienedsænkede transformere kan bruges i EV-opladningsapplikationer. Hvilken der giver mere mening afhænger i høj grad af, hvor transformatoren skal installeres, og hvad projektet kræver.

Transformere af tørre-type

Transformatorer af tørre-type passer ofte godt til indendørs opladningsfaciliteter, kommercielle bygninger, parkeringskonstruktioner og andre steder, hvor en-oliefri transformer foretrækkes.

De bruger ikke flydende isolering, hvilket kan forenkle installationen i visse indendørs miljøer. Transformatorer af støbt-harpikstørre-type overvejes også ofte, hvor miljøforhold, brand-sikkerhedskrav og vedligeholdelsesovervejelser er vigtige.

For en ladestation, der er placeret inde i eller tæt på en erhvervsbygning, kan en transformer af tør-type være en praktisk løsning.

Olie-nedsænkede transformatorer

Olie-transformatorer bruges i vid udstrækning til udendørs og størredistributionsapplikationer. De tilbyder stærk termisk ydeevne og fås i en bred vifte af kapaciteter.

Til en udendørsev connect ladestation, kan en-olienedsænket transformer være et fornuftigt valg, især når stationen er tilsluttet direkte til en mellemspændingsforsyning-.

Pad-monterede transformereer en anden mulighed, der er værd at overveje til udendørs opladningssteder. De kan installeres tæt på ladeudstyret, mens det elektriske udstyr holdes lukket og beskyttet.

Beslutningen mellem tør-type og olie-nedsænket konstruktion bør i sidste ende komme ned til webstedets spændingsniveau, kapacitet, installationsmiljø, sikkerhedskrav, lokale regler og forsyningsspecifikationer.

EV-ladestationer og energiopbevaring

Batterienergilagring bliver mere og mere interessant for høj-elektronisk opladningsprojekter.

Hvorfor? Fordi flere hurtigopladere, der kører på samme tid, kan skabe en meget stor spidsbelastning. I stedet for at stole helt på nettet til at levere denne top, kan et energilagringssystem lagre elektricitet og aflade det, når efterspørgslen efter opladning stiger.

Dette kan hjælpe med at håndtere spidsbelastning og gøre bedre brug af den tilgængelige netforbindelse.

Et grundlæggende system kan se sådan ud:

Forsyningsnet → Medium-Spændingskobling → Transformer → AC-distribution → EV-opladere

Når energilagring tilføjes, kan arrangementet omfatte:

Utility Grid → Transformer → Distribution System → EV Chargers

Batterienergilagringssystem → DC/AC-konvertering → Distributionssystem

Den faktiske konfiguration vil afhænge af projektet. Nogle steder kan også kombinere solgenerering, batterilagring, smarte målere og energistyringskontrol.

For en storev connect ladestation, kan denne form for integreret tilgang gøre det elektriske system mere fleksibelt og potentielt reducere presset på netforbindelsen.

Planlægning af fremtidig EV-opladningsudvidelse

El-opladningsinfrastrukturen ændrer sig hurtigt. En station, der starter med fem eller ti opladere i dag, kunne have brug for betydeligt mere kapacitet om et par år.

Det er værd at tænke over, inden byggeriet går i gang.

Antag, at et projekt oprindeligt har brug for omkring 1.000 kVA, men udvikleren forventer, at stedet i sidste ende vil kræve 1.600 eller 2.000 kVA. At designe den elektriske infrastruktur med fremtidig udvidelse i tankerne kan gøre den næste fase meget lettere.

Det betyder selvfølgelig ikke blot at installere den største transformer, der findes. En overdimensioneret transformer koster mere og fungerer muligvis ikke så effektivt, når stationen er let belastet.

I stedet bør projektteamet se på det forventede opladningsbehov, tilgængelig plads, forsyningsforbindelse, udvidelsesplan og samlede omkostninger.

I nogle projekter kan det give mening at installere ekstra transformerkapacitet fra starten. I andre kan det være den bedste tilgang at designe webstedet, så der kan tilføjes en anden transformer senere.

Lidt planlægning på forhånd kan forhindre en ret dyr opgradering senere.

Sikkerhed og beskyttelse til EV-opladningsinfrastruktur

Høj-elektronisk opladning involverer betydelig elektrisk energi, så sikkerhed og beskyttelse skal overvejes fra begyndelsen i stedet for at tilføjes som en eftertanke.

Opladningssystemet kan kræve afbrydere, jordingsudstyr, overspændingsbeskyttelse, reststrømsbeskyttelse, overstrømsbeskyttelse, overvågningsenheder og andet beskyttelsesudstyr afhængigt af designet.

Selve transformatoren har også brug for passende beskyttelse og koordinering med opstrøms og nedstrøms elektriske systemer.

Dette er især vigtigt for større ladefaciliteter. Transformatoren, koblingsudstyret, opladningsudstyret og forsyningsbeskyttelsen bør arbejde sammen som ét system i stedet for at være designet som helt separate dele.

De nøjagtige beskyttelseskrav afhænger af spændingsniveauet, transformatortypen, installationsmetoden, lokale forskrifter og gældende standarder. Af den grund bør det endelige design gennemgås af kvalificerede elektrikere.

Valg af en transformer til et elbilopladningsprojekt

Valg af transformer til enev connect ladestationhandler om mere end at finde en enhed med den rigtige kVA-klassificering.

Den primære og sekundære spænding, frekvens, impedans, isolationsniveau, temperaturstigning, kølemetode, effektivitet, kabinet, støjniveau og harmonisk belastning kan alle have betydning. Installationsmiljøet har også betydning.

For eksempel kan et kompakt indendørs opladningsanlæg have meget andre krav end et stort udendørs opladningscenter, der betjener snesevis af køretøjer på én gang.

Tilpasning kan også være nyttig. Afhængigt af projektet kan en transformerproducent muligvis levere forskellige spændingsforhold, viklingskonfigurationer, vandhanearrangementer, kapslingsmuligheder, kølesystemer og tilbehør.

Det er normalt bedre at diskutere disse krav med transformatorproducenten tidligt i projektet i stedet for at prøve at indpasse en standardtransformer i et design, der allerede var færdiggjort.

Hvor er EV Charging Infrastructure på vej?

EV-opladning bevæger sig mod højere effekt, hurtigere opladning og smartere energistyring.

Fremtidige ladestationer vil sandsynligvis kombinere høj- jævnstrømsopladere med batterienergilagring, solenergi, smarte målere, dynamisk belastningsstyring og interaktive netstyringer-. Selve ladestationen bliver mindre som et simpelt stykke udstyr og mere som et lille energisystem.

Efterhånden som ladekapaciteten vokser, bliver den understøttende elektriske infrastruktur stadig vigtigere. Transformatorer vil fortsat spille en central rolle, fordi de giver den nødvendige spændingskonvertering mellem forsyningsnettet og ladeudstyret.

For chauffører er opladeren den del, de ser. Bag kulisserne udfører transformeren, koblingsudstyret, distributionsudstyret og beskyttelsessystemet dog meget af det tunge løft.

Konklusion

En pålideligev connect ladestationhar brug for mere end kraftige opladere. Det har brug for et elektrisk system, der sikkert og konsekvent kan levere den nødvendige strøm.

Transformervalg er en vigtig del af det system. Kapacitet, effektfaktor, harmoniske belastninger, installationsforhold, fremtidig udvidelse og energilagring bør alle overvejes under designfasen.

Tørre-transformatorer kan være et praktisk valg til mange indendørs og kommercielle applikationer, mens olie-nedsænkede og pad-transformatorer ofte er velegnede til udendørs installationer og installationer med større-kapacitet.

PåYawei Transformer, forstår vi, at hvert EV-opladningsprojekt er lidt anderledes. Ved at arbejde tidligt med projektteamet kan transformatorspecifikationerne matches tættere med opladningsudstyret, forsyningsforbindelsen og den langsigtede-udviklingsplan.

En ladestation er trods alt kun så pålidelig som den elektriske infrastruktur, der understøtter den.

Kontakt nu