Transformator für ChargePoint-Stationen: Leitfaden für Ladetransformatoren für Elektrofahrzeuge

Mit der Erweiterung der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge wird das elektrische System hinter der Ladestation genauso wichtig wie das Ladegerät selbst. ATransformator für ChargePoint-Stationenist eines der Schlüsselelemente dieses Systems. Es liefert die Spannung und den Strom, die für den sicheren und zuverlässigen Betrieb von Ladegeräten für Elektrofahrzeuge erforderlich sind.

Für eine kleine Ladestation mit nur wenigen AC-Ladegeräten können die elektrischen Anforderungen recht einfach sein. Sobald ein Projekt jedoch mehrere DC-Schnellladegeräte umfasst, kann der Strombedarf sehr schnell ansteigen. In dieser Situation wird die Auswahl des richtigen Transformators zu einem wichtigen Bestandteil des gesamten Projektdesigns.

Vereinfacht ausgedrückt verbindet der Transformator die Mittelspannungsversorgung des Energieversorgers mit der Niederspannungsausrüstung, die vom Ladesystem für Elektrofahrzeuge verwendet wird.

Der typische Strompfad sieht etwa so aus:

Versorgungsnetz → Mittelspannungs-Schaltanlage → Transformator → Nieder-Spannungsverteilung → Ladegeräte für Elektrofahrzeuge → Elektrofahrzeuge

Der Transformator wandelt die Eingangsspannung auf einen für das Ladegerät geeigneten Wert herunter. Es kann auch für eine elektrische Isolierung sorgen und dabei helfen, eine stabile Stromversorgung für die Ladestation zu schaffen.

ChargePoint-Ladestationen sind an vielen verschiedenen Orten zu finden, darunter am Arbeitsplatz, in Einkaufszentren, Parkhäusern, Flotteneinrichtungen, Autobahnraststätten und kommerziellen Ladestationen für Elektrofahrzeuge.

Natürlich sind nicht an jedem Standort die gleichen elektrischen Anforderungen gegeben.

Eine kleine Ladeanlage am Arbeitsplatz benötigt möglicherweise nur einen relativ kleinen Verteilungstransformator. Andererseits könnte ein Hochleistungs-Ladehub mit mehreren Gleichstrom-Schnellladegeräten einen Transformator mit einer Nennleistung von Hunderten oder sogar Tausenden von kVA erfordern.

Aus diesem Grund sollte die Auswahl des Transformators auf der gesamten Ladelast und nicht auf der Leistung eines einzelnen Ladegeräts basieren.

Eine einfache Vorabrechnung kann Ihnen einen Anhaltspunkt geben:

Transformator-kVA ≈ Gesamtladeleistung ÷ Leistungsfaktor

Stellen Sie sich zum Beispiel eine Ladestation für Elektrofahrzeuge mit folgender Ausstattung vor:

Ladeausrüstung	Menge	Ca. Leistung	Gesamtlast
AC-Ladegerät für Elektrofahrzeuge	10	22 kW	220 kW
DC-Schnellladegerät	4	150 kW	600 kW
DC-Schnellladegerät	2	300 kW	600 kW
Gesamte Anschlussleistung	16	-	1.420 kW

Wenn der erwartete Bedarf 900 kW beträgt und der Auslegungsleistungsfaktor 0,95 beträgt:

900 ÷ 0,95 ≈ 947 kVA

In diesem Beispiel handelt es sich um einen Transformator1.000 kVAkönnte als Ausgangspunkt in Betracht gezogen werden.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass jedes Projekt mit 900-kW-Ladegeräten automatisch einen 1.000-kVA-Transformator benötigt. Bei der endgültigen Auswahl sollten auch Lastvielfalt, Spitzenbedarf, Leistungsfaktor, Temperatur, Kühlung, geltende elektrische Vorschriften und die Menge der erforderlichen Reservekapazität berücksichtigt werden.

Mit anderen Worten: Dimensionieren Sie den Transformator nicht bis zum Rand. Ein wenig Luft zum Atmen kann viel bewirken.

Es gibt nicht das eine Transformatordesign, das zu jedem Ladeprojekt für Elektrofahrzeuge passt. Die beste Option hängt vom Installationsort des Transformators, der Standortaufteilung, dem Spannungsniveau, der Kapazität und den örtlichen Anforderungen ab.

Öltransformatoren-werden üblicherweise für größere Elektroinstallationen im Freien verwendet. Sie bieten eine gute thermische Leistung und einen hohen Wirkungsgrad und eignen sich daher für anspruchsvolle Ladeanwendungen für Elektrofahrzeuge.

Für größere kommerzielle Ladestationen kann ein Öltransformator -eine praktische Wahl sein, wenn genügend Platz im Freien für die Installation vorhanden ist und die Projektanforderungen dies zulassen.

Trockentransformatoren-werden oft für Innenanwendungen, Gewerbegebäude, Parkhäuser und Orte in Betracht gezogen, an denen eine Reduzierung des Einsatzes von Flüssigkeitsisolierung wünschenswert ist.

Sie benötigen kein Transformatoröl und können einfacher in bestimmte Gebäudeumgebungen integriert werden. Natürlich benötigt die Installation weiterhin eine angemessene Belüftung, Freiraum, Schutz und Temperaturmanagement.

Für Outdoor-Ladestationen für ElektrofahrzeugePad-montierte Transformatorensind eine weitere beliebte Option.

Sie können in der Nähe der Ladeausrüstung installiert werden und stellen eine relativ kompakte Verbindung zwischen der Mittelspannungsversorgung und dem Niederspannungsverteilungssystem des Standorts dar. Bei Parkplätzen und speziellen Ladestationen für Elektrofahrzeuge kann diese Anordnung die elektrische Gesamtanordnung erheblich vereinfachen.

Die erforderliche Transformatorspannung hängt von der Netzversorgung und den Eingangsanforderungen der Ladegeräte ab.

Beispielsweise kann ein Projekt Mittelspannungsstrom vom Energieversorger erhalten und einen Transformator verwenden, um eine Niederspannungssekundärversorgung für Ladegeräte für Elektrofahrzeuge und andere Geräte vor Ort bereitzustellen.

Die genaue Spannungskombination kann je nach Land, Versorgungsunternehmen usw. variieren.und Projekt. Zu den allgemeinen technischen Überlegungen gehören:

Primärspannung

Sekundärspannung

Drei-Phasenkonfiguration

kVA-Leistung des Transformators

Frequenz

Verbindungstyp

Impedanz

Spannungsregelung

Erdungsanordnung

Diese Informationen sollten während der elektrischen Entwurfsphase bestätigt werden und nicht nur vom Typenschild des Ladegeräts übernommen werden.

Hier ist ein weiterer Punkt, der leicht übersehen werden kann: Ladegeräte für Elektrofahrzeuge sind strom-elektronische Lasten.

Aus diesem Grund kann eine große Anzahl von Ladegeräten Oberschwingungsströme in das elektrische System einleiten. Bei einer kleinen Installation stellt dies möglicherweise kein großes Problem dar. Bei einer großen Ladestation für Elektrofahrzeuge verdient sie jedoch eine gründliche technische Überprüfung.

Oberschwingungen können zur Transformatorerwärmung und anderen Problemen mit der Stromqualität beitragen.Ingenieure müssen daher möglicherweise Folgendes bewerten:

Harmonische Verzerrung

Transformatorheizung

Neutralstrom

Spannungsregelung

Leistungsfaktor

Einschaltstrom

Kurzschlusskapazität-

Vielfalt laden

Dauer- und Spitzenladebedarf

Für Standorte mit erheblicher nichtlinearer Belastung kann ein Transformator mit geeigneter Oberschwingungsfestigkeit geeignet sein. In einigen Fällen, aOberschwingungsmindernder Transformatorkann auch in Betracht gezogen werden.

Projekte zum Laden von Elektrofahrzeugen bleiben selten über Jahre hinweg genau gleich.

Ein Standort könnte mit sechs Ladegeräten beginnen und später weitere zehn oder zwanzig hinzufügen. Wenn ihre Elektrofahrzeugflotten wachsen, könnten auch Flottenbetreiber auf eine höhere{1}Ladeleistung umsteigen.

Aus diesem Grund sollte bei der Dimensionierung von Transformatoren eine zukünftige Erweiterung berücksichtigt werden.

Der Einbau eines etwas größeren Transformators beim ersten Projekt kann manchmal sinnvoller sein, als eine kleinere Einheit zu installieren und diese später auszutauschen. Der Austausch eines Transformators ist nicht gerade ein schneller Wochenendjob -, er kann die Koordination des Versorgungsunternehmens, Bauarbeiten, Änderungen an der Schaltanlage, Ausfallzeiten und zusätzliche Kosten erfordern.

Ein gutes Design sieht daher sowohl ausaktuelle Ladelast und die erwartete zukünftige Last.

Das Gleichstrom-Schnellladen stellt besonders hohe Anforderungen an die elektrische Infrastruktur.

Ein einzelnes Hochleistungsladegerät kann Hunderte Kilowatt verbrauchen. Wenn mehrere Ladegeräte gleichzeitig betrieben werden, kann der Spitzenbedarf am Standort erheblich ansteigen.

Beispielsweise könnten vier 300-kW-Ladegeräte eine gemeinsame Anschlussleistung von haben:

4 × 300 kW=1,200 kW

Und das, bevor Beleuchtung, HVAC, Steuerungssysteme, Zusatzgeräte, Batteriespeicher oder andere Gebäudelasten hinzugefügt werden.

Der Transformator muss daher als Teil des gesamten elektrischen Systems und nicht als isolierte Komponente ausgewählt werden.

Einige moderne Ladestationen werden gemeinsam mit konzipiertSolarstrom- und Batteriespeichersysteme (BESS).

Dies kann das Leistungsprofil der Site erheblich verändern.

In Zeiten hoher Ladenachfrage kann die Batteriespeicherung dazu beitragen, die direkt vom Energieversorger entnommene Strommenge zu reduzieren. Die Solarenergie kann auch einen Teil des Tagesbedarfs des Standorts decken.

Bei diesen Projekten müssen Ingenieure die Interaktion zwischen Transformator, Ladegeräten, Solarwechselrichtern, Batteriesystemen und dem Netzanschluss berücksichtigen. Das elektrische System wird weniger zu einem einfachen Einweg-Strompfad, sondern mehr zu einem integrierten Energiesystem.

Bei der Angabe von aTransformator für ChargePoint-StationenBevor das endgültige Transformatordesign ausgewählt wird, sollten mehrere Informationen verfügbar sein.

Zu den wichtigsten gehören die Eingangsspannung des Versorgungsnetzes, die Anzahl und Art der Ladegeräte für Elektrofahrzeuge, die Nennleistung des Ladegeräts, der erwartete gleichzeitige Ladebedarf, die Installationsumgebung, der verfügbare Platz und Pläne für zukünftige Erweiterungen.

Eine grundlegende Projektspezifikation könnte Folgendes umfassen:

Primärspannung:Basierend auf der Versorgungsversorgung
Sekundärspannung:Basierend auf den Ladegerät- und Standortanforderungen
Kapazität:Ermittelt aus berechnetem Bedarf und erforderlicher Marge
Frequenz:50 Hz oder 60 Hz
Transformatortyp:In Öl-eingetaucht, trocken- oder auf einem Pad-montiert
Kühlung:Basierend auf Transformatordesign und Last
Installation:Drinnen oder draußen
Zukünftige Kapazität:Zuschuss für zusätzliche Ladegeräte für Elektrofahrzeuge

Die endgültige Transformatorspezifikation sollte natürlich anhand der geltenden Versorgungsanforderungen und Elektronormen für den Projektstandort überprüft werden.

Für kommerzielle Ladeprojekte für Elektrofahrzeuge:Jiangsu Yawei Transformer Co., Ltd.kann Transformatorlösungen basierend auf dem Spannungsniveau, der Kapazität, den Installationsbedingungen und den Lasteigenschaften des Projekts bereitstellen.

Abhängig von der Anwendung können Transformatorlösungen umfassenÖl-transformatoren, Trockentransformatoren-, plattenmontierte-Transformatoren und kundenspezifische Verteilungstransformatorenfür die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge.

Unabhängig davon, ob es sich bei dem Projekt um eine kleine Ladestation am Arbeitsplatz oder um einen großen Gleichstrom-Schnellladeknoten{0} handelt, kann es einen echten Unterschied machen, die Transformatorspezifikation von Anfang an zu ermitteln. Es hilft, unnötige Kapazitätsprobleme zu vermeiden, unterstützt zukünftige Erweiterungen und gibt dem gesamten Ladesystem eine zuverlässigere elektrische Grundlage.

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F: Wie schnell können Sie den Transformator liefern?

A: Dies hängt von der Menge und Kapazität des Transformators ab, normalerweise innerhalb eines Monats nach dem vom Käufer bestätigten Zeichnungsdatum.

F: Wie lange können Sie die Qualitätsgarantie gewähren?

A: 24 Monate seit dem Betrieb des Datumstransformators.

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A: T/T (Überweisung) bevorzugt, L/C werden beide akzeptiert.