Найкращі типи трансформаторів для зарядних станцій електромобілів

Місця для зарядки електромобілів (EV) на перший погляд виглядають просто: зарядні пристрої, кабелі та підключення до мережі. Під капотом трансформатор — це робоча конячка, яка забезпечує безпечне та надійне живлення. Вибір правильного трансформатора впливає на безпеку, термін служби, початкову вартість і те, наскільки добре об’єкт справляється з навантаженнями сучасної силової електроніки (швидкі зарядні пристрої, резервні батареї, фотоелектричні пристрої на місці). 

Чому вибір трансформатора важливий для зарядних станцій

Трансформатори для електромобілів — це більше, ніж «понижувальні коробки». Їх характеристики визначають:

• ризик пожежі та монтажу (масляний або сухий),

• як вони обробляють нелінійні/гармонійні струми від перетворювачів енергії,

• потужність для пікового заряджання та майбутнього зростання,

• потреби в обслуговуванні та загальна вартість володіння,

• і здатність забезпечити ізоляцію або кілька вторинних напруг.

Зважений вибір зменшує кількість збоїв, дозволяє уникнути неприємних поїздок і зберігає чіткі вимоги щодо страхування та комунальних послуг.

Типи трансформаторів, які ви зустрінете

Сухі (литі) трансформатори

Використовуйте їх там, де важливі протипожежна безпека, низькі витрати на обслуговування або закриті приміщення (гаражі, торгові центри, офісні підвали). Сухі агрегати з литої смоли не містять горючої олії, працюють тихіше і зазвичай потребують менше профілактичного обслуговування. Вони ідеально підходять для середніх діапазонів кВА, які використовуються невеликими кластерами громадського заряджання або розподілом на рівні будівлі.

Сильні сторони: безпека, низькі витрати на експлуатацію та технічне обслуговування, відповідність коду для внутрішніх приміщень.
Обмеження: вища вартість кВА для великих потужностей; дещо більший слід для того самого рейтингу порівняно з масляними агрегатами.

Масляні трансформатори, встановлені на колодках

Якщо вам потрібні сотні кВА або більше, трансформатори, заповнені рідиною, які монтуються на майданчику, є економічно ефективними та стійкими до погодних умов. Вони справляються з вищими безперервними навантаженнями та меншими термічними запасами, що робить їх поширеними на автомагістралях і автобазах.

Сильні сторони: висока потужність кВА, компактність для оцінки, менші капітальні витрати на кВА при великих розмірах.
Обмеження: вимагають локалізації розливу та дотримання протипожежних/екологічних правил.

Трансформатори з коефіцієнтом К і трансформатори з послабленням гармонік (HMT)

Швидкі зарядні пристрої постійного струму та багато топологій EVSE створюють гармонійні струми, які викликають додаткове нагрівання обмоток. Трансформатори з рейтингом K-фактору створені таким чином, щоб витримувати передбачуване гармонічне нагрівання; У HMT використовуються спеціальні схеми обмоток для зменшення гармонік, які спостерігаються при підключенні до мережі.

Використовуйте їх, коли кількість зарядних пристроїв висока або коли комунальні послуги/стандарти вимагають вимірюваного контролю гармонік.

Ізоляційні трансформатори

У певних сферах застосування (чутливе обладнання, спеціальні стратегії заземлення або для зменшення шляхів витоку в транспортні засоби) використовуються ізолюючі трансформатори на вторинній обмотці. Вони збільшують вартість і простір, але можуть спростити дотримання місцевих правил безпеки.

Багатообмоткові / спеціалізовані з'єднувальні трансформатори

Якщо на об’єкті потрібні кілька вторинних джерел напруги (НН для зарядних пристроїв плюс окреме НН для об’єктів) або спеціальне з’єднання батареї/ESS, триобмотковий трансформатор може централізувати функції та заощадити площу порівняно з кількома блоками.

Нове: твердотільні трансформатори (SST)

SST — це електронні перетворювачі, які забезпечують високошвидкісне керування, перетворення середнього напруги в постійний струм і мережеві послуги. Вони привабливі для перспективних високоцінних концентраторів, але мають високу ціну та більшу складність керування сьогодні.

Загальні запитання

• Заниження розміру для гармонік: попросіть виробників зарядних пристроїв надати спектр гармонійного струму та використовуйте K-рейтинг, якщо КНІ буде високим.

• Вибір масла в житлових приміщеннях: перевірте місцеві протипожежні правила та вимоги страхової компанії; сухий тип зазвичай безпечніший.

• Пропуск координації електромережі: завжди завчасно підтверджуйте наявні обмеження струму пошкодження та гармоніки в електромережі — це безпосередньо впливає на вибір трансформатора.

• Резервування не планується: склади парку з високою доступністю повинні розглядати N+1 або паралельне функціонування, щоб уникнути простоїв.

Заключна порада

Для невеликих приміщень або об’єктів, орієнтованих на клієнтів, почніть із сухого типу з рейтингом K. блоків Для великих зовнішніх центрів вибирайте встановлені на колодках, масляні блоки, мають розмір гармонійного пом’якшення (HMT або фільтри). Зарезервуйте SST для проектів, де розширені мережеві сервіси або топології MV-to-DC виправдовують додаткові інвестиції. Нарешті, включіть координацію комунальних послуг і реальні гармонічні дані в процес закупівель — цей крок уникне більшості сюрпризів.