Trạm sạc EV Connect: Hướng dẫn về máy biến áp và nguồn điện

Xe điện đang trở thành một phần của phương tiện giao thông hàng ngày và đương nhiên, nhu cầu về cơ sở hạ tầng sạc cũng ngày càng tăng theo. Nhưng mộtTrạm sạc xe điệnkhông chỉ đơn giản là một bộ sạc được gắn vào tường.

Đằng sau sự hiện đạiev kết nối trạm sạc, có thể có máy biến áp, thiết bị đóng cắt, bảng phân phối, thiết bị bảo vệ, đồng hồ đo, hệ thống lưu trữ năng lượng và bộ điều khiển giám sát. Đối với các địa điểm sạc lớn hơn, đặc biệt là những địa điểm sử dụng bộ sạc nhanh DC, hệ thống điện có thể trở nên đòi hỏi khắt khe một cách đáng kinh ngạc.

Đó là nơimáy biến ápđi vào.

Đối với các nhà phát triển sạc xe điện, nhà thầu EPC, tiện ích và chủ sở hữu cơ sở, việc hiểu cách thiết bị sạc kết nối với lưới điện là rất quan trọng. Một-hệ thống phân phối và máy biến áp được thiết kế tốt có thể tạo ra sự khác biệt lớn về độ tin cậy, hiệu quả và khả năng mở rộng trạm sạc sau này.

Trạm sạc EV Connect là gì?

MỘTev kết nối trạm sạcvề cơ bản là một cơ sở được thiết kế để cung cấp điện cho xe điện thông qua thiết bị sạc chuyên dụng. Tùy thuộc vào ứng dụng, nó có thể có bộ sạc AC, bộ sạc nhanh DC hoặc kết hợp cả hai.

Nhu cầu điện có thể thay đổi khá nhiều. Một cơ sở nhỏ với một vài bộ sạc AC có thể có tải tương đối khiêm tốn. Mặt khác, một trung tâm sạc thương mại có thể có nhiều bộ sạc DC công suất cao-hoạt động cùng lúc. Đó là một thách thức điện rất khác.

Một trạm sạc EV thông thường có thể bao gồm các thiết bị sau:

Không phải mọi trạm sạc đều có tất cả các thành phần này. Thiết lập cuối cùng phụ thuộc vào xếp hạng bộ sạc, điện áp tiện ích, điều kiện địa điểm, yêu cầu về điện tại địa phương và kế hoạch mở rộng trong tương lai.

Tại sao Trạm sạc EV cần máy biến áp?

Điện áp do tiện ích cung cấp không nhất thiết phải là điện áp mà thiết bị sạc cần. Trong nhiều dự án sạc năng lượng cao và-thương mại, điện được cung cấp từ tiện ích ở điện áp trung thế. Sau đó, một máy biến áp sẽ thay đổi nó thành điện áp thấp hơn phù hợp cho hệ thống phân phối của trạm.

Nói một cách đơn giản, máy biến áp đóng vai trò là cầu nối giữa nguồn điện và thiết bị sạc.

Lựa chọn máy biến áp choev kết nối trạm sạckhông nên chỉ dựa vào xếp hạng trên bảng tên bộ sạc. Có một chút nữa cho nó. Các kỹ sư thường xem xét tổng tải được kết nối, có bao nhiêu bộ sạc có thể hoạt động cùng một lúc, hệ số công suất, hiệu suất, tải hài hòa, khả năng mở rộng trong tương lai, điều kiện môi trường xung quanh và liệu có cần một mức độ dự phòng nào đó hay không.

Làm đúng ngay từ đầu có thể tránh được rất nhiều rắc rối sau này. Không ai muốn lắp đặt một trạm sạc và sau vài năm phát hiện ra rằng máy biến áp đã trở thành nút cổ chai.

Kích thước máy biến áp cho trạm sạc EV Connect

Kích thước máy biến áp là một trong những phần quan trọng nhất khi thiết kế trạm sạc EV công suất cao.

Hãy tưởng tượng một địa điểm có mười bộ sạc nhanh DC, mỗi bộ có công suất 150 kW. Nếu tất cả mười bộ sạc đều hoạt động hết công suất thì tải lý thuyết sẽ là:

10 × 150 kW=1,500 kW

Có thể bạn chỉ cần chọn một máy biến áp 1.500 kVA là xong. Trong thực tế, kích thước máy biến áp cần được xem xét kỹ hơn.

Hệ số công suất, hiệu suất của bộ sạc, nhu cầu sạc đồng thời, điều kiện hoạt động và mức tăng trưởng trong tương lai đều ảnh hưởng đến lựa chọn cuối cùng. Một phép tính đơn giản có thể được viết là:

Máy biến áp kVA=Tải kW `Hệ số công suất

Ví dụ: với tải 1.500 kW và hệ số công suất là 0,95:

1.500 0,95 ≈ 1.579 kVA

Sau đó, kỹ sư sẽ xem xét xếp hạng máy biến áp tiêu chuẩn hiện có và xác định công suất phù hợp nhất cho dự án.

Trong một số trường hợp, việc chọn một máy biến áp lớn hơn một chút có ý nghĩa vì nó mang lại khoảng trống vận hành và cho phép bổ sung thêm bộ sạc sau này. Nhưng lớn hơn không tự động tốt hơn. Một máy biến áp quá khổ không cần thiết có thể làm tăng chi phí dự án và có thể hoạt động kém hiệu quả hơn khi tải thực tế thấp.

Nó thực sự là về việc tìm kiếm sự cân bằng phù hợp.

​​​​​​Bộ sạc EV và tải sóng hài

Bộ sạc EV hiện đại phụ thuộc nhiều vào điện tử công suất. Những hệ thống này hoạt động hiệu quả và cung cấp khả năng kiểm soát chính xác việc sạc nhưng chúng cũng có thể đưa dòng điện hài vào hệ thống điện.

Đối với một cài đặt nhỏ, điều này có thể không tạo ra vấn đề lớn. Ở mức độ lớnev kết nối trạm sạcTuy nhiên, với nhiều bộ sạc công suất cao chạy cùng nhau, sóng hài đáng được chú ý hơn nhiều.

Dòng điện hài có thể làm tăng nhiệt độ và tổn thất của máy biến áp và có thể góp phần làm méo điện áp. Chúng cũng có thể ảnh hưởng đến tải dây trung tính và hiệu suất tổng thể của thiết bị điện được kết nối.

Đây là lý do tại sao thiết kế của máy biến áp lại quan trọng. Tùy thuộc vào thiết bị sạc và kết quả nghiên cứu-chất lượng điện, dự án có thể sử dụng máy biến áp phù hợp với tải phi tuyến,Máy biến áp định mức K{0}}, a biến áp điều hòa-giảm nhẹhoặc giải pháp thích hợp khác.

Không có một máy biến áp duy nhất nào hoạt động cho mọi dự án sạc EV. Đặc tính điện của bộ sạc cần được xem xét trước khi đưa ra quyết định cuối cùng.

Máy biến áp ngâm nước-loại khô hay dầu{1}}?

Cả máy biến áp ngâm-khô và máy biến áp ngâm dầu- đều có thể được sử dụng trong các ứng dụng sạc xe điện. Cái nào có ý nghĩa hơn phụ thuộc phần lớn vào nơi máy biến áp sẽ được lắp đặt và dự án yêu cầu gì.

Máy biến áp loại-khô

Máy biến áp loại khô thường phù hợp với các cơ sở sạc trong nhà, tòa nhà thương mại, bãi đậu xe và các địa điểm khác nơi ưu tiên máy biến áp không dầu.

Chúng không sử dụng chất cách nhiệt bằng chất lỏng, điều này có thể đơn giản hóa việc lắp đặt trong một số môi trường trong nhà nhất định. Máy biến áp loại-khô nhựa-đúc cũng thường được xem xét khi điều kiện môi trường, yêu cầu về-an toàn cháy nổ và việc bảo trì là quan trọng.

Đối với trạm sạc nằm bên trong hoặc gần tòa nhà thương mại, máy biến áp loại khô có thể là một giải pháp thiết thực.

Dầu-Máy biến áp ngâm trong dầu

Máy biến áp ngâm trong dầu-được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng ngoài trời và lớn hơnứng dụng phân phối. Chúng mang lại hiệu suất tản nhiệt mạnh mẽ và có nhiều mức công suất khác nhau.

Dành cho ngoài trờiev kết nối trạm sạc, máy biến áp ngâm-dầu có thể là một lựa chọn hợp lý, đặc biệt khi trạm được kết nối trực tiếp với nguồn điện trung thế-.

Máy biến áp gắn trên tấm-là một lựa chọn khác đáng xem xét cho các địa điểm sạc ngoài trời. Chúng có thể được lắp đặt gần thiết bị sạc trong khi vẫn giữ và bảo vệ thiết bị điện.

Quyết định giữa công trình-khô và công trình ngâm trong dầu-cuối cùng sẽ phụ thuộc vào cấp điện áp, công suất, môi trường lắp đặt, yêu cầu an toàn, quy định địa phương và thông số kỹ thuật tiện ích của địa điểm.

Trạm sạc EV và bộ lưu trữ năng lượng

Việc lưu trữ năng lượng bằng pin ngày càng trở nên thú vị đối với-các dự án sạc xe điện công suất cao.

Tại sao? Bởi vì nhiều bộ sạc nhanh hoạt động cùng lúc có thể tạo ra nhu cầu cao điểm rất lớn. Thay vì dựa hoàn toàn vào lưới điện để cung cấp điện cho mức đỉnh đó, hệ thống lưu trữ năng lượng có thể lưu trữ điện và xả điện khi nhu cầu sạc tăng lên.

Điều này có thể giúp quản lý nhu cầu cao điểm và tận dụng tốt hơn kết nối lưới sẵn có.

Một hệ thống cơ bản có thể trông giống như thế này:

Lưới điện → Trung bình-Thiết bị chuyển mạch điện áp → Máy biến áp → Phân phối AC → Bộ sạc xe điện

Khi bổ sung thêm nơi lưu trữ năng lượng, sự sắp xếp có thể bao gồm:

Lưới điện → Máy biến áp → Hệ thống phân phối → Bộ sạc EV

Hệ thống lưu trữ năng lượng pin → Chuyển đổi DC/AC → Hệ thống phân phối

Cấu hình thực tế sẽ phụ thuộc vào dự án. Một số địa điểm cũng có thể kết hợp sản xuất năng lượng mặt trời, lưu trữ pin, đồng hồ thông minh và kiểm soát quản lý năng lượng.

Đối với một lượng lớnev kết nối trạm sạc, phương pháp tích hợp này có thể làm cho hệ thống điện linh hoạt hơn và có khả năng giảm áp lực lên kết nối lưới.

Lập kế hoạch mở rộng sạc xe điện trong tương lai

Cơ sở hạ tầng sạc EV đang thay đổi nhanh chóng. Một trạm bắt đầu với năm hoặc mười bộ sạc ngày nay có thể cần nhiều công suất hơn trong vài năm tới.

Đó là điều đáng suy nghĩ trước khi bắt đầu xây dựng.

Giả sử một dự án ban đầu cần khoảng 1.000 kVA nhưng nhà phát triển dự kiến ​​cuối cùng địa điểm sẽ cần 1.600 hoặc 2.000 kVA. Thiết kế cơ sở hạ tầng điện có tính đến việc mở rộng trong tương lai có thể giúp giai đoạn tiếp theo dễ dàng hơn nhiều.

Tất nhiên, điều đó không có nghĩa là chỉ lắp đặt máy biến áp lớn nhất hiện có. Máy biến áp cỡ lớn có giá thành cao hơn và có thể không hoạt động hiệu quả khi trạm chỉ chịu tải nhẹ.

Thay vào đó, nhóm dự án nên xem xét nhu cầu sạc dự kiến, không gian sẵn có, kết nối tiện ích, lịch trình mở rộng và tổng chi phí.

Trong một số dự án, việc lắp đặt thêm công suất máy biến áp ngay từ đầu có thể là hợp lý. Ở những nơi khác, thiết kế địa điểm để sau này có thể bổ sung thêm một máy biến áp khác có thể là phương pháp tốt hơn.

Lập kế hoạch trước một chút có thể ngăn chặn việc nâng cấp khá tốn kém sau này.

An toàn và bảo vệ cho cơ sở hạ tầng sạc xe điện

Việc sạc xe điện-công suất cao đòi hỏi năng lượng điện đáng kể, vì vậy, sự an toàn và bảo vệ cần phải được xem xét ngay từ đầu thay vì bổ sung thêm sau đó.

Hệ thống sạc có thể yêu cầu cầu dao, thiết bị nối đất, thiết bị chống đột biến điện, bảo vệ dòng điện dư, bảo vệ quá dòng, thiết bị giám sát và các thiết bị bảo vệ khác tùy thuộc vào thiết kế.

Bản thân máy biến áp cũng cần được bảo vệ và phối hợp phù hợp với hệ thống điện thượng nguồn và hạ nguồn.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các cơ sở sạc lớn hơn. Máy biến áp, thiết bị đóng cắt, thiết bị sạc và thiết bị bảo vệ tiện ích phải hoạt động cùng nhau như một hệ thống thay vì được thiết kế thành những phần hoàn toàn riêng biệt.

Yêu cầu bảo vệ chính xác phụ thuộc vào cấp điện áp, loại máy biến áp, phương pháp lắp đặt, mã địa phương và tiêu chuẩn áp dụng. Vì lý do đó, thiết kế cuối cùng cần được các chuyên gia điện có trình độ xem xét.

Chọn máy biến áp cho dự án sạc xe điện

Lựa chọn máy biến áp choev kết nối trạm sạckhông chỉ là tìm một thiết bị có định mức kVA phù hợp.

Điện áp sơ cấp và thứ cấp, tần số, trở kháng, mức cách điện, mức tăng nhiệt độ, phương pháp làm mát, hiệu suất, vỏ bọc, độ ồn và tải hài đều có thể quan trọng. Môi trường cài đặt cũng quan trọng.

Ví dụ: một cơ sở sạc nhỏ gọn trong nhà có thể có những yêu cầu rất khác so với một trung tâm sạc lớn ngoài trời phục vụ hàng chục phương tiện cùng một lúc.

Tùy chỉnh cũng có thể hữu ích. Tùy thuộc vào dự án, nhà sản xuất máy biến áp có thể cung cấp các tỷ số điện áp, cấu hình cuộn dây, cách bố trí vòi, tùy chọn vỏ bọc, hệ thống làm mát và phụ kiện khác nhau.

Thông thường, tốt hơn là bạn nên sớm thảo luận những yêu cầu này với nhà sản xuất máy biến áp trong dự án hơn là cố gắng lắp một máy biến áp tiêu chuẩn vào một thiết kế đã được hoàn thiện.

Cơ sở hạ tầng sạc EV đang hướng tới đâu?

Sạc xe điện đang hướng tới công suất cao hơn, sạc nhanh hơn và quản lý năng lượng thông minh hơn.

Các trạm sạc trong tương lai có thể kết hợp bộ sạc DC công suất cao-với bộ lưu trữ năng lượng pin, sản xuất năng lượng mặt trời, đồng hồ đo thông minh, quản lý tải động và điều khiển tương tác-lưới điện. Bản thân trạm sạc ngày càng trở nên giống một thiết bị đơn giản hơn và giống một hệ thống năng lượng nhỏ hơn.

Khi công suất sạc tăng lên, cơ sở hạ tầng điện hỗ trợ ngày càng trở nên quan trọng. Máy biến áp sẽ tiếp tục đóng vai trò trung tâm vì chúng cung cấp khả năng chuyển đổi điện áp cần thiết giữa mạng lưới tiện ích và thiết bị sạc.

Đối với người lái xe, bộ sạc là bộ phận họ nhìn thấy. Tuy nhiên, đằng sau hậu trường, máy biến áp, thiết bị đóng cắt, thiết bị phân phối và hệ thống bảo vệ đang thực hiện phần lớn công việc nặng nhọc.

Phần kết luận

Một sự đáng tin cậyev kết nối trạm sạccần nhiều hơn bộ sạc mạnh mẽ. Nó cần một hệ thống điện có thể cung cấp năng lượng cần thiết một cách an toàn và nhất quán.

Lựa chọn máy biến áp là một phần quan trọng của hệ thống đó. Công suất, hệ số công suất, tải hài, điều kiện lắp đặt, khả năng mở rộng trong tương lai và khả năng lưu trữ năng lượng đều phải được xem xét trong giai đoạn thiết kế.

Máy biến áp loại-khô có thể là lựa chọn thiết thực cho nhiều ứng dụng trong nhà và thương mại, trong khi máy biến áp-ngâm trong dầu và gắn trên tấm đệm-thường rất phù hợp với việc lắp đặt ngoài trời và-có công suất cao hơn.

TạiMáy biến áp Yawei, chúng tôi hiểu rằng mỗi dự án sạc xe điện đều có một chút khác biệt. Bằng cách làm việc sớm với nhóm dự án, các thông số kỹ thuật của máy biến áp có thể được kết hợp chặt chẽ hơn với thiết bị sạc, kết nối tiện ích và kế hoạch phát triển dài hạn.

Suy cho cùng, một trạm sạc chỉ đáng tin cậy khi có cơ sở hạ tầng điện hỗ trợ nó.

Liên hệ ngay