Αρχιτεκτονική προστασίας εμπορικών φορτιστών EV: ACB, MCCB, RCBO, RCD και SPD

Ένας εμπορικός χώρος φόρτισης EV δεν δεν χρειάζεται ACBs, MCCBs, RCBOs, RCDs, SPDs, επαφείς και αποζεύκτες τοποθετημένους σε μία ενιαία σειρά. Κάθε συσκευή έχει διαφορετικό καθήκον. Η αρχιτεκτονική πρέπει να επιλέγεται με βάση τη χωρητικότητα παροχής, το διαφοροποιημένο φορτίο φόρτισης, το αναμενόμενο ρεύμα βραχυκυκλώματος, τον αγωγό και τη μέθοδο εγκατάστασης, τη διάταξη γείωσης, την απαιτούμενη επιλεκτικότητα, τον σχεδιασμό του EVSE, τον κίνδυνο υπέρτασης, τον στόχο συνέχειας της υπηρεσίας και τον τοπικό κώδικα.

Σε έναν μικρό χώρο φόρτισης AC, ένας υφιστάμενος κεντρικός πίνακας διανομής μπορεί να τροφοδοτεί μεμονωμένα κυκλώματα σημείων φόρτισης μέσω MCBs ή RCBOs. Ένας μεγαλύτερος κόμβος φόρτισης μπορεί να δικαιολογεί έναν αποκλειστικό πίνακα διανομής με έναν εισερχόμενο MCCB και συντονισμένη προστασία εξερχόμενων κυκλωμάτων. Ένας ACB καθίσταται σχετικός μόνο όπου το καθήκον της παροχής ή της κύριας διανομής, το μέγεθος του πλαισίου, το επίπεδο σφάλματος, οι λειτουργίες προστασίας, η δυνατότητα συντήρησης και ο σχεδιασμός του πίνακα διανομής το δικαιολογούν. Οι ταχυφορτιστές DC ακολουθούν την πιστοποιημένη αρχιτεκτονική του φορτιστή και τις οδηγίες του κατασκευαστή· δεν μπορούν να σχεδιαστούν κλιμακώνοντας ένα κύκλωμα επιτοίχιου φορτιστή AC.

Αρχιτεκτονική προστασίας με μια ματιά

Επίπεδο	Ερώτημα σχεδιασμού	Συσκευές που ενδέχεται να εκτελούν το καθήκον	Τι δεν αποδεικνύει η συσκευή
Πίνακας παροχής / κεντρικός πίνακας	Πώς πραγματοποιείται η μεταγωγή και η προστασία της παροχής της εγκατάστασης στο υπολογισμένο φορτίο και επίπεδο σφάλματος;	Υφιστάμενος κεντρικός αυτόματος διακόπτης, MCCB ή ACB ανάλογα με την εγκατάσταση	Ότι απαιτείται ACB μόνο και μόνο επειδή η φόρτιση είναι εμπορική
Πίνακας διανομής φόρτισης	Πώς απομονώνεται ο αποκλειστικός πίνακας και πώς προστατεύεται ο ζυγοστάτης/τροφοδότης του;	Διακόπτης απομόνωσης, MCCB, MCB, ασφάλεια, μέτρηση, έλεγχος	Ότι μία ονομαστική τιμή είναι κατάλληλη για κάθε εγκατάσταση
Τροφοδοσία φορτιστή	Πώς προστατεύονται το καλώδιο και η τροφοδοσία του φορτιστή από υπερφόρτιση και βραχυκύκλωμα;	MCCB, MCB, ασφάλεια ή συσκευή που ορίζεται από τον κατασκευαστή	Προστασία από υπολειπόμενο ρεύμα, εκτός εάν αυτή η λειτουργία περιλαμβάνεται ρητά
Μεμονωμένο σημείο σύνδεσης AC	Πώς παρέχονται οι λειτουργίες προστασίας από υπερένταση και υπολειπόμενο ρεύμα για αυτή την πρίζα/σύνδεσμο;	MCB συν RCD, ή RCBO, με την απαιτούμενη λύση για υπολειπόμενο ρεύμα DC	Ότι οποιοδήποτε RCBO τύπου A από μόνο του είναι κατάλληλο για κάθε EVSE
Υπολειπόμενο ρεύμα DC	Περιλαμβάνει ο EVSE συμβατή ανίχνευση υπολειπόμενου ρεύματος DC ή απαιτείται εξωτερική λύση;	RCD τύπου B, ή RCD τύπου A/F με κατάλληλο RDC-DD, σύμφωνα με τους τοπικούς κανονισμούς και τις οδηγίες του EVSE	Ότι ένα RDC-DD αντικαθιστά το συνοδευτικό RCD
Μεταβατική υπέρταση	Πού απαιτείται αντικεραυνική προστασία και πώς συντονίζονται τα στάδια;	Διατάξεις SPD τύπου 1, τύπου 2 ή συνδυαστικές, όπως καθορίζεται από την εγκατάσταση	Ότι ένα SPD δίπλα στον φορτιστή προστατεύει κάθε διαδρομή ισχύος/δεδομένων
Λειτουργική μεταγωγή	Πώς θα ενεργοποιείται, θα περιορίζεται, θα διακόπτεται εξ αποστάσεως ή θα αλληλοασφαλίζεται η φόρτιση;	Χειριστήρια EVSE, επαφέας, πηνίο υποτάσεως, πηνίο ελάχιστης τάσης, σύστημα διαχείρισης ενέργειας	Προστασία από βραχυκύκλωμα, υπερφόρτιση ή υπολειπόμενο ρεύμα, εκτός εάν παρέχεται ξεχωριστά
Τοπική απομόνωση	Πώς μπορεί ο εξοπλισμός να απομονωθεί με ασφάλεια για διαδικασίες συντήρησης και έκτακτης ανάγκης;	Κλειδούμενος διακόπτης αποζεύκτης ή μέσο απομόνωσης που ορίζεται από τον κατασκευαστή	Άδεια για εργασία υπό τάση ή παράκαμψη των διαδικασιών κλειδώματος/σήμανσης (lockout/tagout)

Ο κατασκευαστής της προστατευτικής διάταξης, ο κατασκευαστής του EVSE, ο κατασκευαστής του ηλεκτρικού πίνακα και ο μελετητής πρέπει να συμφωνήσουν σχετικά με τα όρια. Ένα σύμβολο με την ένδειξη “RCBO” ή “MCCB” σε ένα εννοιολογικό σχέδιο δεν καθορίζει ονομαστικά μεγέθη, συντονισμό ή συμμόρφωση.

Ξεκινήστε με τις εισόδους, όχι με το πλαίσιο του αυτόματου διακόπτη

Πριν επιλέξετε έναν ACB, MCCB, MCB, RCBO, RCD ή SPD, συγκεντρώστε τα ακόλουθα δεδομένα:

• τάση τροφοδοσίας, φάσεις, συχνότητα, διάταξη γείωσης, ονομαστικά χαρακτηριστικά μετασχηματιστή/παροχής και περιορισμούς του δικτύου κοινής ωφέλειας;
• υφιστάμενη μέγιστη ζήτηση, ισχύς φόρτισης, συντελεστής ταυτότητας φόρτισης ή στρατηγική διαχείρισης φορτίου, συντελεστής ισχύος, απόδοση, αρμονικές και μελλοντική επέκταση;
• αναμενόμενο ρεύμα βραχυκύκλωσης στην παροχή, στον πίνακα φόρτισης και στους ακροδέκτες του σημείου φόρτισης;
• μήκος τροφοδοσίας, υλικό και διατομή αγωγών, μέθοδος εγκατάστασης, ομαδοποίηση, θερμοκρασία περιβάλλοντος, επιτρεπόμενη πτώση τάσης και όρια τερματισμού;
• τοπολογία EVSE, αριθμός συνδετήρων, μέγιστο ρεύμα ανά σημείο σύνδεσης, ενσωματωμένες προστατευτικές λειτουργίες, συσκευή ανάντη που καθορίζεται από τον κατασκευαστή και πιστοποίηση/καταχώριση;
• απαιτούμενος χρόνος λειτουργίας, αποδεκτή απώλεια πολλαπλών φορτιστών μετά από ένα σφάλμα, στόχοι επιλεκτικότητας, πρόσβαση για συντήρηση, απομακρυσμένη παρακολούθηση και στρατηγική ανταλλακτικών;
• έκθεση σε κεραυνούς, τύπος παροχής, ανάντη SPDs, όδευση καλωδίων, διεπαφές δεδομένων/επικοινωνιών και τοπικοί κανονισμοί υπέρτασης;
• ισχύων κώδικας εγκατάστασης, πρότυπα εξοπλισμού, απαιτήσεις των αρχών και οι εκδόσεις που έχουν υιοθετηθεί στη δικαιοδοσία του έργου.

Αυτές οι είσοδοι καθορίζουν την αρχιτεκτονική. Ο οδηγός προστασίας EV για εμπορικές έναντι οικιακών εφαρμογών εξηγεί γιατί η κλίμακα, η ποικιλομορφία, η δημόσια πρόσβαση, ο χρόνος λειτουργίας και η δομή του πίνακα διανομής αλλάζουν το έργο του εμπορικού σχεδιασμού.

Για τι χρησιμεύει κάθε συσκευή προστασίας

ACB: καθήκον κύριας διανομής, όχι προεπιλογή για εμπορικούς χώρους

Ένας αυτόματος διακόπτης αέρος (ACB) μπορεί να είναι κατάλληλος σε έναν κύριο πίνακα διανομής υψηλού ρεύματος, όπου η ονομαστική τάση/ρεύμα λειτουργίας του, η ικανότητα διακοπής, η ικανότητα κλεισίματος, η αντοχή σε βραχυκύκλωμα, οι λειτουργίες της μονάδας απελευθέρωσης, οι ρυθμίσεις επιλεκτικότητας, οι επικοινωνίες και η δυνατότητα συντήρησης ταιριάζουν στο υπολογισμένο καθήκον. Μπορεί να χρησιμεύσει ως παροχή υπηρεσίας ή κύρια είσοδος διανομής σε μια μεγάλη εγκατάσταση.

Ένας ACB δεν απαιτείται αυτόματα λόγω του αριθμού των φορτιστών, της λέξης “εμπορικός” ή ενός γενικού ορίου ρεύματος. Πολλοί εμπορικοί χώροι εξυπηρετούνται επαρκώς από μια υπάρχουσα κύρια συσκευή ή έναν MCCB. Μια συρόμενη κατασκευή μπορεί να βελτιώσει τον προγραμματισμένο απομονωτισμό και τη στρατηγική συντήρησης, αλλά δεν επιτρέπει την αφαίρεση, την εισαγωγή ή την αντικατάσταση υπό τάση. Οι διαδικασίες του κατασκευαστή του πίνακα και οι κανόνες ηλεκτρικής ασφάλειας του χώρου διέπουν αυτή την εργασία.

MCCB: προστασία εισόδου πίνακα ή τροφοδοσίας όπου το εύρος και η ρυθμισιμότητά του ταιριάζουν

Οι MCCB προστατεύουν συνήθως τις εισόδους πινάκων φόρτισης, τις υποδιανομές και τις μεγαλύτερες γραμμές τροφοδοσίας φορτιστών. Ανάλογα με το συγκεκριμένο προϊόν, ενδέχεται να παρέχουν ρυθμιζόμενες λειτουργίες προστασίας μακρού χρόνου, βραχέος χρόνου, στιγμιαίας απόζευξης και σφάλματος γείωσης. Αυτές οι λειτουργίες, τα εύρη ρύθμισής τους και οποιαδήποτε δυνατότητα επικοινωνίας εξαρτώνται από το μοντέλο.

Επιλέξτε έναν MCCB μόνο αφού ελέγξετε το ρεύμα φορτίου, τη χωρητικότητα των αγωγών, την απομείωση λόγω θερμοκρασίας περιβάλλοντος, το αναμενόμενο ρεύμα σφάλματος, την απαιτούμενη ικανότητα διακοπής, τον συντονισμό με τις ανάντη/κατάντη συσκευές και τα όρια του κατασκευαστή του εξοπλισμού. Το μέγεθος πλαισίου (frame size) δεν είναι το ίδιο με την επιλεγμένη ονομαστική τιμή απόζευξης.

MCB ή RCBO: προστασία υπερέντασης τελικού κυκλώματος με διαφορετική λειτουργική κάλυψη

Ένας MCB παρέχει προστασία υπερέντασης. Ένας RCBO συνδυάζει προστασία υπερέντασης και υπολειπόμενου ρεύματος εντός του πεδίου εφαρμογής και των χαρακτηριστικών της συγκεκριμένης συσκευής. Οποιαδήποτε διάταξη μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα μεμονωμένο σημείο φόρτισης AC, όταν ικανοποιεί τις οδηγίες του EVSE, τους κανόνες εγκατάστασης και τη στρατηγική υπολειπόμενου ρεύματος.

Ένας RCBO μπορεί να μειώσει τον απαιτούμενο χώρο στον πίνακα και να περιορίσει την επίδραση ενός σφάλματος σε ένα μόνο κύκλωμα αντί για μια κοινή ομάδα, αλλά ο όρος “RCBO” από μόνος του είναι ελλιπής. Ο μελετητής πρέπει να καθορίσει την ονομαστική ένταση, την καμπύλη απόζευξης, την ικανότητα βραχυκύκλωσης, το ρεύμα λειτουργίας υπολειπόμενου ρεύματος, τον τύπο υπολειπόμενου ρεύματος, τη διάταξη πόλων και ουδετέρου, την εξάρτηση από την τάση και τη συμβατότητα με τον πίνακα. Οι αναλυτικοί υπολογισμοί για 7 kW και 22 kW περιλαμβάνονται στο οδηγός επιλογής μεγέθους αυτόματου διακόπτη κυκλώματος φορτιστή EV.

RCD και RDC-DD: διαχωρισμός της λειτουργίας προστασίας από ηλεκτροπληξία AC από την ανίχνευση DC

Το πρότυπο IEC 60364-7-722 καλύπτει κυκλώματα που προορίζονται για την παροχή ενέργειας σε ηλεκτρικά οχήματα και κυκλώματα που προορίζονται για την τροφοδοσία ενέργειας πίσω από τα οχήματα. Για τη φόρτιση AC mode 3, η λύση υπολειπόμενου ρεύματος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το τι ενσωματώνει το EVSE.

Το πρότυπο IEC 62955 εφαρμόζεται σε διατάξεις ανίχνευσης υπολειπόμενου συνεχούς ρεύματος (RDC-DD) για μόνιμα συνδεδεμένους σταθμούς φόρτισης AC mode 3 εντός του πεδίου εφαρμογής του εν λόγω προτύπου. Μια διάταξη RDC-DD ανιχνεύει τη σχετική κατάσταση υπολειπόμενου ρεύματος ομαλού DC και ξεκινά την αποσύνδεση μέσω της καθορισμένης διάταξής της· είναι δεν αποτελεί από μόνο του το RCD παρέχοντας την πλήρη λειτουργία προστασίας από υπολειπόμενο ρεύμα.

Μια κοινώς τεκμηριωμένη διάταξη προσανατολισμένη στο πρότυπο IEC για κάθε σημείο σύνδεσης AC είναι είτε:

• ένα RCD τύπου B με το απαιτούμενο ονομαστικό υπολειπόμενο ρεύμα λειτουργίας· ή
• ένα RCD τύπου A ή τύπου F με κατάλληλο RDC-DD, όταν επιτρέπεται από τους υιοθετημένους κανόνες και υποστηρίζεται από την τεκμηρίωση του κατασκευαστή του EVSE.

Μην επιλέγετε μεμονωμένα ένα RCBO τύπου A προτού επαληθευτεί η ενσωματωμένη ανίχνευση DC 6 mA του EVSE και η συμμόρφωσή του. Αντιθέτως, μην ορίζετε αυτόματα μια εξωτερική συσκευή τύπου B εάν η πιστοποιημένη αρχιτεκτονική του EVSE και οι τοπικοί κανόνες υποστηρίζουν άλλη διάταξη. Η πλήρης απόφαση ανήκει στον οδηγό επιλογής RCD για φορτιστές EV, ενώ το όριο θέσης σε λειτουργία καλύπτεται στον Οδηγός δοκιμής προστασίας από διαρροή 6 mA DC.

SPD: η προστασία βασίζεται στην εκτίμηση κινδύνου και συντονίζεται σε ολόκληρη την εγκατάσταση

Οι εμπορικοί φορτιστές περιέχουν ηλεκτρονικά ισχύος, στοιχεία ελέγχου, επικοινωνίες και διεπαφές δικτύου που μπορεί να είναι ευάλωτα σε παροδικές υπερτάσεις. Ο απαιτούμενος τύπος και η τοποθέτηση του SPD εξαρτώνται από το σύστημα αντικεραυνικής προστασίας του κτιρίου, τη διάταξη τροφοδοσίας, την εκτίμηση κινδύνου, τον υιοθετημένο κώδικα, την ανάντη προστασία, το μήκος και τη διαδρομή των καλωδίων, τα επίπεδα αντοχής και τις οδηγίες του κατασκευαστή του φορτιστή.

Ένα SPD στην αρχή της εγκατάστασης ενδέχεται να χρειάζεται συντονισμό με ένα άλλο στάδιο κοντά σε έναν απομακρυσμένο πίνακα φόρτισης ή φορτιστή. Η απόφαση δεν μπορεί να περιοριστεί σε έναν καθολικό κανόνα απόστασης, και η προστασία του κυκλώματος ισχύος δεν προστατεύει αυτόματα το Ethernet, τη σηματοδοσία ή άλλες αγώγιμες διεπαφές. Χρησιμοποιήστε τον ειδικό οδηγό αντικεραυνικής προστασίας φορτιστή EV για τον τύπο του SPD, τον συντονισμό, την εφεδρική προστασία, τη διαδρομή των αγωγών και την παρακολούθηση κατάστασης.

Επαφέας, πηνίο υποτάσεως, πηνίο ελάχιστης τάσης και διαχείριση ενέργειας: ο έλεγχος από μόνος του δεν αποτελεί προστασία

Οι εμπορικοί χώροι συχνά χρειάζονται ενεργοποίηση/απενεργοποίηση φόρτισης, περιορισμό ζήτησης, διακοπή έκτακτης ανάγκης, τηλεχειρισμό ή αλληλομανδάλωση. Ένας επαφέας ή μια απελευθέρωση μπορεί να ενεργήσει όταν λάβει εντολή από τον EVSE, το σύστημα διαχείρισης ενέργειας, τη στρατηγική πυρασφάλειας ή το προστατευτικό ρελέ. Η κατηγορία χρήσης, η ονομαστική ένταση, η αντοχή, η τροφοδοσία του πηνίου/ελέγχου, η κατάσταση ασφαλείας σε περίπτωση βλάβης (fail-state) και ο συντονισμός τους πρέπει να αντιστοιχούν στην εφαρμογή.

Αυτά τα εξαρτήματα δεν αντικαθιστούν από τη φύση τους μια συσκευή προστασίας από υπερένταση, RCD, αποζεύκτη ή πιστοποιημένη λειτουργία ασφαλείας EVSE. Αντιμετωπίστε το “remote trip” ως αποτέλεσμα ελέγχου, του οποίου η πηγή, η τροφοδοσία, η συμπεριφορά σε περίπτωση αστοχίας, η διαδικασία επαναφοράς και η επαλήθευση πρέπει να τεκμηριώνονται.

Τρία πρότυπα αρχιτεκτονικής εμπορικής φόρτισης EV

Μοτίβο 1: Μικρή εγκατάσταση φόρτισης AC στον προορισμό

Ένα κατάστημα, γραφείο ή χώρος φιλοξενίας που προσθέτει μερικούς φορτιστές AC μπορεί να χρησιμοποιήσει την εφεδρική χωρητικότητα ενός υφιστάμενου πίνακα διανομής. Κάθε σημείο σύνδεσης εξακολουθεί να χρειάζεται τη λύση προστασίας από υπερένταση και υπολειπόμενο ρεύμα που απαιτείται από το EVSE και τους υιοθετημένους κανόνες. Ένας αποκλειστικός τοπικός πίνακας μπορεί να είναι προτιμότερος όταν οι διαδρομές καλωδίων, η διαχείριση φορτίου, η μέτρηση, η απομόνωση, η επέκταση ή η επιλεκτικότητα δεν μπορούν να διευθετηθούν ικανοποιητικά στον υφιστάμενο πίνακα.

Τυπική απόφαση: υφιστάμενη κύρια συσκευή → κύκλωμα διανομής φόρτισης εάν απαιτείται → μεμονωμένος MCB συν RCD ή RCBO → EVSE που ενσωματώνει ή συνδυάζεται με τη σωστή λύση υπολειπόμενου ρεύματος DC.

Μοτίβο 2: Μεγαλύτερος κόμβος φόρτισης AC

Ένας χώρος στάθμευσης με πολλούς συνδέσμους AC συνήθως χρειάζεται έναν αποκλειστικό πίνακα διανομής φόρτισης, υπολογισμό διαφοροποιημένου φορτίου, δυναμική διαχείριση φορτίου, διαχωρισμό εξερχόμενων κυκλωμάτων, μέτρηση, επικοινωνίες και συντονισμένη προστασία. Ένας MCCB μπορεί να χρησιμεύσει ως συσκευή εισόδου του πίνακα ή ως συσκευή προστασίας υποκυκλώματος. Τα μεμονωμένα σημεία σύνδεσης πρέπει να είναι διατεταγμένα έτσι ώστε ένα σφάλμα φορτιστή να μην αποσυνδέει άσκοπα μια μεγάλη ομάδα.

Τυπική απόφαση: προστασία παροχής/κύριας διανομής → συσκευή εισόδου αποκλειστικού πίνακα φόρτισης → συντονισμένη προστασία ζυγών/εξερχόμενων κυκλωμάτων → προστασία μεμονωμένου σημείου σύνδεσης → EVSE. Η ακριβής χρήση των MCCB, MCB, RCBO, RCD και SPD ακολουθεί τα υπολογισμένα καθήκοντα.

Μοτίβο 3: Σταθμός ταχείας φόρτισης DC

Οι ταχυφορτιστές DC μπορούν να επιβάλουν πολύ μεγαλύτερα φορτία ισχύος μέσω ηλεκτρονικών ισχύος και συχνά παρέχονται ως ολοκληρωμένος εξοπλισμός με προστασία εισόδου AC καθορισμένη από τον κατασκευαστή, εσωτερικά στάδια μετατροπής, προστασία εξόδου DC, παρακολούθηση μόνωσης, λειτουργίες έκτακτης ανάγκης, ψύξη και επικοινωνίες. Η ανάντη εγκατάσταση πρέπει να σχεδιάζεται με βάση τις προδιαγραφές εισόδου του φορτιστή, τη συνεισφορά και την αντοχή σε σφάλματα, τις αρμονικές, τους περιορισμούς του μετασχηματιστή ή της παροχής και τις πιστοποιημένες οδηγίες.

Τυπική απόφαση: προστασία δικτύου/μετασχηματιστή και κεντρικού πίνακα → προστασία και απομόνωση τροφοδοσίας φορτιστή → πιστοποιημένη εσωτερική αρχιτεκτονική του κατασκευαστή του φορτιστή. Ένα ανάντη RCBO δεν αποτελεί γενικό υποκατάστατο του καθορισμένου συστήματος προστασίας του φορτιστή.

Έλεγχοι συντονισμού που αποτρέπουν τις ανεπιθύμητες ενεργοποιήσεις και τα επικίνδυνα κενά

Ικανότητα διακοπής και ρεύμα σφάλματος

Η εφαρμοστέα ονομαστική τιμή βραχυκύκλωσης της προστατευτικής διάταξης πρέπει να είναι επαρκής στο σημείο εγκατάστασής της. Υπολογίστε ή επαληθεύστε το αναμενόμενο ρεύμα σφάλματος αντί να το συμπεραίνετε από το μέγεθος του κτιρίου. Εάν χρησιμοποιείται συνδυασμός διαδοχικής προστασίας (cascading) ή εφεδρείας, πρέπει να υποστηρίζεται από τους ελεγμένους πίνακες των κατασκευαστών για τις συγκεκριμένες ανάντη και κατάντη διατάξεις.

Προστασία υπερφόρτισης και χωρητικότητα αγωγού

Συντονίστε τη ρύθμιση/ονομαστική τιμή της διάταξης με το ρεύμα σχεδιασμού, τη διορθωμένη χωρητικότητα του αγωγού, τα όρια των ακροδεκτών, την πτώση τάσης και τις οδηγίες του EVSE. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το άρθρο 625 του NEC αντιμετωπίζει τα σχετικά φορτία φόρτισης EV ως συνεχή και χρησιμοποιεί κανόνες διαστασιολόγησης ειδικούς για τη δικαιοδοσία· μην εφαρμόζετε τον γνωστό κανόνα του 125% σε έργα IEC χωρίς να ελέγξετε τον υιοθετημένο κώδικα.

Επιλεκτικότητα και συνέχεια της υπηρεσίας

Εξετάστε τις καμπύλες χρόνου-ρεύματος, τα κατώφλια στιγμιαίας απόκρισης, τη χρονική καθυστέρηση βραχείας διάρκειας, τις λειτουργίες σφάλματος γείωσης, τη συμπεριφορά περιορισμού ρεύματος και τους πίνακες επιλεκτικότητας του κατασκευαστή. Η απόλυτη επιλεκτικότητα ενδέχεται να μην είναι εφικτή σε κάθε επίπεδο σφάλματος, αλλά το επιλεγμένο αποτέλεσμα πρέπει να είναι γνωστό. Ένα σφάλμα σε φορτιστή κατάντη δεν πρέπει να αποσυνδέει ολόκληρο τον κόμβο, εάν μια υποστηριζόμενη λύση συντονισμού μπορεί να το απομονώσει τοπικά.

Διακριτική ικανότητα υπολειπόμενου ρεύματος

Πολλοί ηλεκτρονικοί φορτιστές μπορούν να συνεισφέρουν σε μόνιμο ρεύμα διαρροής και στοιχεία υψηλής συχνότητας. Επαληθεύστε τα δεδομένα του EVSE, τον τύπο RCD, το ονομαστικό υπολειπόμενο ρεύμα, τη χρονική καθυστέρηση όπου επιτρέπεται, την ομαδοποίηση και τον συντονισμό ανάντη/κατάντη. Μην αυξάνετε ποτέ τις τιμές ευαισθησίας και μην προσθέτετε καθυστέρηση απλώς για να καταστείλετε τις ενεργοποιήσεις χωρίς να αποδείξετε την προστασία από ηλεκτροπληξία και τη συμμόρφωση με τους τοπικούς κανόνες.

Συντονισμός SPD

Ελέγξτε την τάση του συστήματος, το σύστημα γείωσης, τον τύπο SPD, τη μέγιστη συνεχή τάση λειτουργίας, το επίπεδο προστασίας τάσης, το ονομαστικό ρεύμα/ρεύμα εκφόρτισης, την αντοχή σε βραχυκύκλωμα, την απαιτούμενη εφεδρική προστασία, το μήκος/τη δρομολόγηση των αγωγών και την ένδειξη κατάστασης. Συντονίστε τα κλιμακωτά στάδια και προστατέψτε τις σχετικές διαδρομές επικοινωνίας όπου η εκτίμηση κινδύνου το απαιτεί.

Ουδέτερος, αρμονικές και τετραπολική μεταγωγή

Οι μονοφασικοί φορτιστές που κατανέμονται σε ένα τριφασικό ηλεκτρικό σύστημα μπορούν να προκαλέσουν ρεύμα στον ουδέτερο και ανισορροπία· ο μη γραμμικός εξοπλισμός μπορεί να προσθέσει προβλήματα αρμονικών. Μελετήστε την κατανομή φάσεων, τη διαστασιολόγηση του ουδετέρου, τις αρμονικές τριπλάσιας συχνότητας, τις απαιτήσεις τετραπολικής μεταγωγής και τους κανόνες του συστήματος γείωσης. Μια σήμανση 3P+N ή 4P δεν περιγράφει από μόνη της ποιοι πόλοι προστατεύονται ή πώς λειτουργεί ο ουδέτερος.

Ενδεικτικό παράδειγμα αρχιτεκτονικής

Εξετάστε έναν εμπορικό χώρο στάθμευσης που σχεδιάζει δώδεκα τριφασικά σημεία φόρτισης AC των 22 kW με δυναμική διαχείριση φορτίου. Το αριθμητικό συνδεδεμένο φορτίο δεν αποτελεί το τελικό ρεύμα σχεδιασμού και αυτό το παράδειγμα είναι δεν αποτελεί κατασκευαστικό σχέδιο.

1. Ο μελετητής καταγράφει τη χωρητικότητα της παροχής/μετασχηματιστή, την υφιστάμενη ζήτηση αιχμής, το περιθώριο επέκτασης της εγκατάστασης, τη διάταξη γείωσης, τα δεδομένα εισόδου του φορτιστή και τον τοπικό κανονισμό.
2. Η στρατηγική διαχείρισης φόρτισης ορίζει μια επιβλητέα μέγιστη ζήτηση φόρτισης για την εγκατάσταση. Οι τρόποι αστοχίας ορίζονται έτσι ώστε μια βλάβη επικοινωνίας να μην μπορεί να προκαλέσει αθόρυβα υπερφόρτιση.
3. Το αναμενόμενο ρεύμα σφάλματος υπολογίζεται στον κεντρικό πίνακα, στον αποκλειστικό πίνακα φόρτισης και στα απομακρυσμένα σημεία φόρτισης.
4. Ο εισερχόμενος διακόπτης του αποκλειστικού πίνακα επιλέγεται ως MCCB ή άλλη κατάλληλη συσκευή μόνο αφού γίνουν γνωστά τα καθήκοντα των αγωγών, των ζυγοσταθμών, της ικανότητας διακοπής, της επιλεκτικότητας και της απομόνωσης.
5. Κάθε σημείο φόρτισης λαμβάνει ατομική προστασία υπερέντασης τροφοδοσίας και μια αποδεκτή διάταξη υπολειπόμενου ρεύματος με βάση το αν ο συγκεκριμένος EVSE περιλαμβάνει συμβατό RDC-DD.
6. Οι απαιτήσεις για SPD καθορίζονται από την αξιολόγηση κεραυνικής προστασίας/παροχής της εγκατάστασης, τα υφιστάμενα ανάντη στάδια, τις διαδρομές καλωδίων και την αντοχή του εξοπλισμού—όχι μόνο από την ισχύ του φορτιστή.
7. Ο σχεδιασμός επαληθεύεται έναντι των πινάκων συντονισμού του κατασκευαστή, των υπολογισμών καλωδίων, των θερμικών ορίων, των οδηγιών του EVSE, των τοπικών απαιτήσεων επιθεώρησης και ενός τεκμηριωμένου σχεδίου θέσης σε λειτουργία.

Το παράδειγμα παραλείπει εσκεμμένα τα ονομαστικά μεγέθη του αυτόματου διακόπτη. Χωρίς το πραγματικό όριο ρεύματος, την εγκατάσταση καλωδίων, τους συντελεστές περιβάλλοντος/ομαδοποίησης, το επίπεδο σφάλματος, τον στόχο πτώσης τάσης και τις απαιτήσεις του κατασκευαστή, μια δημοσιευμένη ονομαστική τιμή θα αποτελούσε ψευδή ακρίβεια.

Λίστα ελέγχου σχεδιασμού και θέσης σε λειτουργία

Στάδιο	Αποδεικτικά στοιχεία προς ολοκλήρωση πριν από την ηλεκτροδότηση
Βάση σχεδιασμού	Μονογραμμικό διάγραμμα, κώδικες/πρότυπα και εκδόσεις, δεδομένα παροχής, διάταξη γείωσης, μέθοδος φορτίου/συντελεστή ταυτότητας και περίπτωση επέκτασης
Υπολογισμοί	Μέγιστη ζήτηση, διαστασιολόγηση/απομείωση αγωγών, πτώση τάσης, ρεύμα βραχυκύκλωσης, αποσύνδεση, αξιολόγηση τόξου (arc-flash) όπου απαιτείται και θερμικοί έλεγχοι
Επιλογή συσκευής	Ακριβείς κωδικοί παραγγελίας, ονομαστικές τιμές/ρυθμίσεις, ικανότητα διακοπής, συμπεριφορά πόλων/ουδετέρου, λύση RCD/RDC-DD, συντονισμός SPD και οδηγίες κατασκευαστή
Συντονισμός	Επιλεκτικότητα ανάντη/κατάντη ή πίνακες εφεδρείας, μελέτη ρυθμίσεων, διαχωρισμός υπολειπόμενου ρεύματος και ανασκόπηση τρόπων αστοχίας
Ηλεκτρικός πίνακας (Switchboard)	Ονομαστική συναρμολόγηση, ζυγοί και όρια θερμοκρασίας, καταλληλότητα εισόδου/περιβάλλοντος, εσωτερικός διαχωρισμός, πρόσβαση, ετικέτες, μετρήσεις και εφεδρική χωρητικότητα
Λειτουργική ασφάλεια	Λογική έκτακτης ανάγκης και απομακρυσμένης διακοπής, κατάσταση αστοχίας διαχείρισης φορτίου, συμπεριφορά επαφέα/απελευθέρωσης, εξουσιοδότηση επαναφοράς, απώλεια επικοινωνιών και διεπαφή συστήματος πυρόσβεσης
Δοκιμές	Συνέχεια, μόνωση, πολικότητα/αλληλουχία φάσεων, ρυθμίσεις προστατευτικών διατάξεων, δοκιμές RCD/RDC-DD με χρήση εγκεκριμένων διαδικασιών, δοκιμές γείωσης/βρόχου κατά περίπτωση, κατάσταση SPD και λειτουργικές ενεργοποιήσεις
Παράδοση	Μονογραμμικό διάγραμμα ως κατασκευασθέν, αρχείο ρυθμίσεων, αποτελέσματα δοκιμών, εγχειρίδια, αρχείο πιστοποιητικών, διαστήματα συντήρησης, λίστα ανταλλακτικών και υπεύθυνος ελέγχου αλλαγών

Μόνο εξειδικευμένο προσωπικό πρέπει να σχεδιάζει, να εγκαθιστά, να δοκιμάζει και να συντηρεί εμπορικά συστήματα φόρτισης EV. Απομονώστε, κλειδώστε, επιβεβαιώστε την απουσία τάσης και ακολουθήστε τις διαδικασίες ασφαλείας των κατασκευαστών του ηλεκτρικού πίνακα και του EVSE· αυτός ο οδηγός αποτελεί πλαίσιο αρχιτεκτονικής και όχι μηχανολογική έγκριση για συγκεκριμένη τοποθεσία.

Επιλογή εξαρτημάτων προστασίας VIOX

Η VIOX προμηθεύει ACB, MCCB, RCBO, διατάξεις υπολειπόμενου ρεύματος, SPD, αποζεύκτες και εξαρτήματα ελέγχου για διανομή χαμηλής τάσης. Η επιλογή προϊόντων πρέπει να ξεκινά μόνο αφού καθοριστούν τα καθήκοντα προστασίας και τα δεδομένα του έργου που αναφέρονται παραπάνω. Αποστείλετε το μονογραμμικό σχέδιο, την τάση/συχνότητα, το πρόγραμμα φορτίων, τα υπολογισμένα επίπεδα σφαλμάτων, τα δεδομένα των αγωγών, τις απαιτούμενες ρυθμίσεις/λειτουργίες, τη στρατηγική υπολειπόμενου ρεύματος, τη μελέτη SPD, την αγορά προορισμού και τις απαιτήσεις τεκμηρίωσης για μια πρόταση σε επίπεδο μοντέλου.

Καμία πρόταση προμηθευτή δεν πρέπει να αντικαθιστά τους υπολογισμούς του μελετητή του έργου, τις οδηγίες του κατασκευαστή του EVSE, τα δεδομένα δοκιμασμένου συντονισμού διατάξεων ή την έγκριση από την αρμόδια αρχή.

Τεχνικές Πηγές

• Πεδίο εφαρμογής του IEC 60364-7-722:2018 — παροχές για ηλεκτρικά οχήματα
• Πεδίο εφαρμογής του IEC 62955:2018 — RDC-DD για φόρτιση mode 3
• ABB: Διανομή ηλεκτρικής ισχύος για υποδομές φόρτισης EV
• Schneider Electric: Οδηγός σχεδιασμού βασικών αρχών ηλεκτρικής διανομής — φόρτιση EV
• Schneider Electric: Προστασία φόρτισης EV και τοποθέτηση SPD