با تسریع انتقال جهانی به سمت تحرک الکتریکی، تمرکز از شارژرهای خانگی منفرد به زیرساخت شارژ خودروهای الکتریکی تجاری در مقیاس بزرگ تغییر میکند. استقرار شارژرها برای ناوگان، پارکینگهای عمومی و مراکز خرید بسیار پیچیدهتر از یک نصب مسکونی ساده است. این محیطها به یک سیستم الکتریکی نیاز دارند که نه تنها قدرتمند، بلکه فوقالعاده ایمن، قابل اعتماد و هوشمند باشد.
چالشها قابل توجه هستند: بارهای جریان بالا مداوم که ساعتها کار میکنند، پتانسیل اعوجاج هارمونیکی، قرار گرفتن در معرض شرایط سخت فضای باز، و مهمتر از همه، یک الزام سازشناپذیر برای ایمنی عمومی و اپراتور. یک رویکرد تکهتکه به حفاظت، دستور العملی برای خرابی، از کار افتادن تجهیزات و خطرات ایمنی غیرقابل قبول است.
در VIOX، ما از یک معماری حفاظتی سیستماتیک و چند لایه حمایت میکنیم. این رویکرد تضمین میکند که هر نقطه در زنجیره الکتریکی - از اتصال شبکه تا پورت شارژ منفرد - با دستگاه حفاظتی صحیح تقویت شده است. این راهنما جزئیات استراتژی پنج لایه ما را شرح میدهد، که کلیدهای مدار هوا (ACB) را ادغام میکند., کلیدهای قطع مدار قالبی (MCCB), و کلیدهای جریان باقیمانده با حفاظت اضافه جریان (RCBO) برای ایجاد یک اکوسیستم شارژ خودروهای الکتریکی واقعاً قوی.
لایه 1: اتصال به شبکه (فیدر ورودی اصلی)
پایه و اساس هر ایستگاه شارژ تجاری، فیدر ورودی اصلی است که معمولاً در سمت ولتاژ پایین یک ترانسفورماتور اختصاصی قرار دارد. این تنها نقطه تامین برای کل سایت است که جریانهای قابل توجهی از 400 آمپر تا بیش از 2000 آمپر را تحمل میکند. محافظت از این نقطه ورودی حیاتی غیرقابل مذاکره است.
جزء اصلی: کلید مدار هوا (ACB)
نقش کلید مدار اصلی، ارائه حفاظت اولیه در برابر جریان اضافه و قطع جریان خطا در سطح بالا برای کل تاسیسات است. برای این کار، کلید مدار هوا (ACB) استاندارد صنعت است. عملکرد اصلی آن قطع ایمن کل ایستگاه در صورت اتصال کوتاه عمده یا اضافه بار مداوم است که از خرابی فاجعه بار جلوگیری میکند و از شبکه برق محافظت میکند.
ACBها برای جریان نامی بالای خود (In) و مهمتر از آن، ظرفیت قطع نهایی (Icu) مشخص میشوند، که برای زیرساختهای خودروهای الکتریکی در مقیاس بزرگ باید در محدوده 65kA تا 100kA باشد تا جریان اتصال کوتاه بالقوه از ترانسفورماتور تغذیه را تحمل کند.
بینش VIOX: چرا ACBهای نوع کشویی برای ایستگاههای شارژ ضروری هستند
برای یک عملیات تجاری که در آن زمان کارکرد مستقیماً به درآمد گره خورده است، تعمیر و نگهداری میتواند یک چالش بزرگ باشد. اینجاست که انتخاب بین یک ACB ثابت و یک ACB کشویی حیاتی میشود. در حالی که یک ACB ثابت مستقیماً به شینهها پیچ میشود، یک ACB کشویی روی یک شاسی کشویی نصب میشود.
این طراحی به اپراتور اجازه میدهد تا با خیال راحت کلید را بیرون بکشد، بازرسی کند، آزمایش کند یا جایگزین کند بدون اینکه تابلوی اصلی را از برق خارج کند. در یک پلازای شارژ 24/7، این بدان معناست که یک ACB معیوب را میتوان در عرض چند دقیقه، نه چند ساعت، تعویض کرد و به طور چشمگیری در دسترس بودن سیستم را بهبود بخشید. برای جزئیات بیشتر در این مورد، به راهنمای کامل ما در مورد ACBهای نوع ثابت در مقابل نوع کشویی مراجعه کنید..
| ویژگی | ACB نوع ثابت | ACB نوع کشویی | توصیه VIOX برای ایستگاههای خودروهای الکتریکی |
|---|---|---|---|
| تعمیر و نگهداری | نیاز به خاموش کردن کامل پنل دارد. | در حالی که پنل روشن است قابل تعویض است. | نوع کشویی |
| زمان خرابی | بالا (ساعتها). | حداقل (دقیقه). | نوع کشویی |
| هزینه اولیه | کمتر. | بالاتر. | سرمایه گذاری در زمان کارکرد، هزینه را توجیه میکند. |
| ایمنی | خطر بالاتر در حین نگهداری. | ایمنی بیشتر از طریق جداسازی. | نوع کشویی |
| ردپا | کوچکتر. | بزرگتر به دلیل شاسی. | یک مصالحه ضروری برای قابلیت اطمینان. |
لایه 2: توزیع برق (تابلوی توزیع فرعی)
هنگامی که برق از طریق ACB وارد تاسیسات میشود، باید تقسیم شده و به مناطق مختلف شارژ یا “جزایر” ارسال شود. یک تابلوی توزیع فرعی این هدف را انجام میدهد و گروههای 4 تا 8 شارژر را تغذیه میکند. حفاظت در این لایه برای انتخابی بودن بسیار مهم است - اطمینان از اینکه یک خطا در یک گروه شارژر باعث قطع شدن ACB اصلی و خاموش شدن کل ایستگاه نمیشود.
جزء اصلی: کلید مدار با قاب قالبگیری شده (MCCB)
MCCBها اسبهای بارکش توزیع برق تجاری هستند. در یک زمینه شارژ خودروهای الکتریکی، آنها به عنوان حفاظت فیدر برای هر گروه از شارژرها عمل میکنند. مطابق با IEC 60947-2، آنها حفاظت قوی در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه را در یک قاب فشردهتر از ACB ارائه میدهند.
بینش VIOX: نقش حیاتی واحدهای قطع الکترونیکی (ETU)
در حالی که MCCBهای حرارتی-مغناطیسی اساسی در دسترس هستند، بارهای شارژ خودروهای الکتریکی تجاری به هوش بیشتری نیاز دارند. شارژرهای خودروهای الکتریکی بارهای مقاومتی ساده نیستند. آنها دستگاههای الکترونیکی قدرت پیچیدهای هستند که میتوانند توالیهای راهاندازی و پروفایلهای بار پیچیدهای داشته باشند.
به همین دلیل است که VIOX اکیداً MCCBها را با واحدهای قطع الکترونیکی (ETU) توصیه میکند. یک ETU از یک ریزپردازنده برای ارائه تنظیمات حفاظتی بسیار قابل تنظیم و دقیق (زمان طولانی، زمان کوتاه، لحظهای) استفاده میکند. این به مهندسان اجازه میدهد تا:
- حفاظت اضافه بار را تنظیم دقیق کنند تا با بار مداوم شارژرها بدون قطع مزاحم مطابقت داشته باشد.
- تاخیرهای زمان کوتاه را تنظیم کنند برای دستیابی به هماهنگی مناسب (انتخابی بودن) با ACB بالادست و کلیدهای مدار نهایی پایین دست.
- کیفیت توان را نظارت کنند و رویدادهای خطا را برای تشخیص آسانتر ثبت کنند.
اتصال صحیح این کلیدها به سیستم توزیع برق نیز برای ایمنی و قابلیت اطمینان بسیار مهم است. برای اطلاعات بیشتر، راهنماهای ما را در مورد انتخاب MCCB و حفاظت اتصال شینه.
| توان شارژر (به ازای هر پشته) | تعداد شارژرها در هر گروه | کل بار گروه (آمپر) | رتبه بندی MCCB VIOX توصیه شده (آمپر) |
|---|---|---|---|
| 7.4 کیلووات (1 فاز) | 6 | ~192A | قاب 250A، تنظیم شده روی 200A |
| 11 کیلووات (3 فاز) | 4 | ~64A | قاب 100A، تنظیم شده روی 80A |
| 22 کیلووات (3 فاز) | 4 | ~128A | قاب 160A، تنظیم شده روی 140A |
| 22 کیلووات (3 فاز) | 8 | ~256A | قاب 300A، تنظیم شده روی 275A |
توجه: اندازه گیری باید عوامل بار مداوم (به عنوان مثال، 125% در هر NEC) و الزامات کد محلی را در نظر بگیرد.
لایه 3: ورودی ایستگاه شارژ (حفاظت مدار نهایی)
این مهمترین لایه برای ایمنی پرسنل است. مدار نهایی مستقیماً یک پورت شارژ EV را تغذیه میکند و باید محافظت بیعیب و نقصی در برابر جریان اضافه و مهمتر از آن، نشت الکتریکی تهدیدکننده زندگی ارائه دهد.
جزء اصلی: RCBO (قطع کننده جریان باقیمانده با جریان اضافه)
یک RCBO دستگاهی ایدهآل برای این لایه است، زیرا حفاظت اضافه بار و اتصال کوتاه یک قطع کننده مدار مینیاتوری (MCB) را با حفاظت نشت زمین یک دستگاه جریان باقیمانده (RCD) در یک واحد فشرده ترکیب میکند. با این حال، همه RCDها یکسان ایجاد نشدهاند و برای شارژ EV، نوع نوع RCD از اهمیت بالایی برخوردار است.
بینش VIOX: نیاز غیرقابل مذاکره به حفاظت RCD نوع B
شارژر داخلی یک وسیله نقلیه الکتریکی، برق AC را از دیوار به برق DC تبدیل میکند تا باتری را شارژ کند. تحت شرایط خاص خطا در داخل خودرو، این فرآیند میتواند باعث شود جریان نشتی DC صاف به مدار AC بازگردد.
این یک خطر منحصر به فرد برای الکترونیک قدرت مانند شارژرهای EV و اینورترهای خورشیدی است. یک استاندارد RCD نوع A, که معمولاً در محیطهای مسکونی یافت میشود، فقط برای تشخیص نشت AC و DC پالسی طراحی شده است. این کاملاً کور به جریان نشتی DC صاف است. بدتر از آن، وجود بیش از 6 میلی آمپر نشت DC میتواند هسته مغناطیسی یک RCD نوع A را اشباع کند و آن را حتی برای خطاهای AC که برای محافظت در برابر آنها طراحی شده است، از کار بیندازد.
به همین دلیل است که IEC 61851-1 و سایر استانداردهای جهانی، حفاظت در برابر جریانهای باقیمانده DC را الزامی میکنند. این امر با استفاده از یک RCD نوع B RCD نوع B, و (یا یک سیستم معادل با یک RCD نوع A به همراه یک دستگاه تشخیص DC 6 میلی آمپر جداگانه) به دست میآید. یک RCD نوع B به طور خاص برای تشخیص AC سینوسی، DC پالسی،.
جریانهای نشتی DC صاف طراحی شده است و محافظت جامعی را ارائه میدهد. استفاده از چیزی کمتر از حفاظت نوع B در یک ایستگاه شارژ EV تجاری یک تخلف جدی در انطباق و ایمنی است. برای بررسی عمیق این موضوع حیاتی، راهنمای ضروری ما را در مورد. انواع RCCB برای شارژ EV بخوانید. برای محاسبات اندازه گیری خاص برای مدار نهایی، به.
| نوع RCD | ما مراجعه کنید. شکل 3: معماری حفاظت 5 لایه VIOX. به سلسله مراتب از ACB اصلی (لایه 1) تا RCBOهای نوع B جداگانه (لایه 3) و SPDها در نقطه شارژ توجه کنید. | خطای AC سینوسی | خطای DC پالسی | خطای DC صاف |
|---|---|---|---|---|
| نوع AC | ✅ | ❌ | ❌ | مناسب برای شارژ EV؟. |
| نوع A | ✅ | ✅ | ❌ | خیر. ناامن. |
| نوع F | ✅ | ✅ | ❌ | فقط در صورتی که شارژر دارای حفاظت DC 6 میلی آمپر یکپارچه باشد. |
| نوع B | ✅ | ✅ | ✅ | خیر. حفاظت فرکانس بالا را ارائه میدهد اما DC صاف را نه. |
بله. ایمنترین و سازگارترین انتخاب.
لایه 4: کنترل و سوئیچینگ (داخل شارژر).
در اعماق ایستگاه شارژ، قطعهای وجود دارد که کار روزانه را انجام میدهد: کنتاکتور. این دستگاه به عنوان یک سوئیچ سنگین عمل میکند و خروجی را به خودرو به دستور کنترلر ایستگاه (که از طریق پروتکلهایی مانند OCPP ارتباط برقرار میکند) انرژی میدهد و از انرژی میاندازد.
جزء اصلی: کنتاکتور AC (مدولار یا صنعتی).
برخلاف یک قطع کننده مدار که یک دستگاه ایمنی است، یک کنتاکتور برای سوئیچینگ مکرر و عملیاتی طراحی شده است. در یک ایستگاه شارژ عمومی شلوغ، یک کنتاکتور ممکن است دهها یا حتی صدها بار در روز کار کند.
بینش VIOX: اولویت دادن به عمر الکتریکی و عملکرد بی صدا, برای ایستگاههای شارژ AC سطح 2 که اغلب در مناطق حساس به صدا مانند پارکینگهای مسکونی یا ساختمانهای اداری نصب میشوند، کنتاکتورهای مدولار انتخاب برتر هستند. آنها برای نصب روی ریل DIN طراحی شدهاند، بسیار فشرده هستند و برای عملکرد بی صدا و "بدون وزوز" طراحی شدهاند. اگر تا به حال با یک, کنتاکتور وزوز کننده یا لرزان.
سر و کار داشتهاید، ارزش یک طراحی بی صدا را درک میکنید. مهمتر از همه، برای این کاربرد، باید یک کنتاکتور با. عمر الکتریکی بالا مشخص کنید. عمر مکانیکی یک کنتاکتور (چند بار میتواند بدون بار باز و بسته شود) همیشه بسیار بیشتر از عمر الکتریکی آن است (چند بار میتواند بار نامی خود را سوئیچ کند). برای چرخه کاری بیامان یک شارژر EV، یک کنتاکتور با رتبه بالای دسته استفاده AC-1 و استقامت الکتریکی اثبات شده صدها هزار سیکل برای قابلیت اطمینان طولانی مدت ضروری است. مزایای کنتاکتورهای مدولار در مقابل سنتی.
را مقایسه کنید تا انتخاب درستی برای طراحی خود داشته باشید.
لایه 5: ایمنی گذرا (حفاظت از موج).
الکترونیک پیچیده داخل شارژر EV و خود خودرو در برابر افزایش ولتاژ بسیار آسیب پذیر است. این گذراها میتوانند ناشی از برخورد صاعقه در نزدیکی تاسیسات یا عملیات سوئیچینگ در شبکه برق باشند. یک موج قدرتمند میتواند بردهای کنترل و شارژر داخلی خودرو (OBC) را از بین ببرد و منجر به تعمیرات پرهزینه و مشتریان ناراضی شود.
جزء اصلی: دستگاه حفاظت از موج (SPD).
وظیفه یک SPD تشخیص اضافه ولتاژ گذرا و انحراف جریان موج مضر به طور ایمن به زمین قبل از رسیدن به تجهیزات حساس است. یک رویکرد لایه ای برای حفاظت از موج موثرتر است.
- بینش VIOX: یک استراتژی SPD هماهنگ (نوع 1+2 و نوع 2) الف SPD نوع 1+2 تابلوی اصلی (لایه 1):.
- باید در تابلوی اصلی، درست بعد از ACB اصلی نصب شود. یک دستگاه نوع 1 به اندازه کافی قوی است که بتواند جریانهای جزئی صاعقه را تحمل کند و اولین و قویترین خط دفاعی را ارائه دهد. الف نوع 2 SPD توزیع فرعی (لایه 2):.
باید در تابلوهای توزیع فرعی که گروههای شارژر را تغذیه میکنند نصب شود. این SPD ثانویه هر ولتاژ باقیمانده عبوری از SPD اولیه را محکم میکند و در برابر امواج تولید شده داخلی محافظت میکند. این رویکرد هماهنگ تضمین میکند که ولتاژ به تدریج به سطوح پایینتر و ایمنتر محکم میشود زیرا به سمت بار نهایی حرکت میکند. این یک عنصر حیاتی برای شارژ AC و حتی بیشتر برای. حفاظت از شارژر سریع DC با توان بالا است. برای یک نمای کلی کامل از تهیه این اجزای حیاتی، با.
ما مشورت کنید. شکل 4: یک RCBO نوع B که روی یک ریل DIN نصب شده است. به مشخصات "30mA AC + 6mA DC" توجه کنید که نشان دهنده حفاظت جامع در برابر جریانهای نشتی AC و DC است.
تصویر بزرگ: حفاظت تجاری در مقابل مسکونی الزامات الکتریکی و الزامات ایمنی یک مرکز شارژ تجاری یک مرتبه بزرگتر از یک شارژر خانگی است. این جدول تفاوتهای کلیدی در فلسفه حفاظت را خلاصه میکند. برای مقایسه دقیقتر، به.
| راهنمای حفاظت تجاری در مقابل مسکونی | ما مراجعه کنید. جنبه حفاظت | شارژر EV مسکونی |
|---|---|---|
| کلید اصلی | ایستگاه شارژ EV تجاری | 400A – 2000A+ کلیدهای هوایی (ACB) |
| حفاظت فیدر | غیر قابل استفاده (مدار مستقیم) | کلیدهای مینیاتوری قالبگیری شده (MCCB) برای گروهها |
| مدار نهایی | MCB یا RCBO با جریان 32A-40A | RCBO با جریان 32A-63A برای هر پورت |
| حفاظت نشتی جریان | نوع A (اگر شارژر دارای حسگر جریان DC 6mA باشد) یا نوع B | RCBO نوع B (الزامی) |
| محافظت در برابر نوسانات برق | نوع 2 (کل ساختمان) توصیه میشود | نوع 1+2 (ورودی اصلی) + نوع 2 (تابلوهای فرعی) |
| تمرکز بر زمان کارکرد | راحتی | حیاتی برای ماموریت (درآمدزا) |
| تعمیر و نگهداری | واکنشی (قطع/خرابی) | پیشگیرانه (کلیدهای کشویی، نظارت) |
سوالات متداول (FAQ)
1. چرا نمیتوانم فقط از MCBهای استاندارد برای شارژ تجاری EV استفاده کنم؟
Standard Miniature Circuit Breakers (MCBs) lack the adjustable trip settings of MCCBs, making coordination and selectivity in a large system difficult. More importantly, an MCB provides no protection against earth leakage, which is a critical safety requirement for EV charging. An RCBO is the minimum for the final circuit.
2. تفاوت واقعی بین RCD نوع A و نوع B برای شارژر EV چیست؟
A Type A RCD cannot detect smooth DC leakage current, a specific risk posed by EV chargers. This can lead to the device failing to trip when a dangerous fault occurs. A Type B RCD is designed to detect AC, pulsating DC, and smooth DC leakage, providing complete protection as mandated by safety standards like IEC 61851-1.
3. چگونه یک ACB را برای یک ایستگاه شارژ تجاری 20 شارژری سایز کنم؟
Sizing the main ACB involves calculating the total maximum demand, applying a diversity factor (which may be 1.0 for commercial stations, assuming all chargers could be used simultaneously), and considering future expansion. For a station with twenty 22kW (32A) chargers, the total load is 640A. A diversity factor of 0.8 might yield 512A. You would select the next standard ACB size up, such as an 800A frame ACB, and set the electronic trip unit accordingly. Always consult a qualified engineer.
4. آیا به SPD در هر پورت شارژ نیاز دارم؟
The most effective strategy is layered. A main Type 1+2 SPD at the incoming service entrance provides the primary protection. Secondary Type 2 SPDs should be placed in the distribution panels feeding groups of chargers. Placing an SPD in every single pile is generally not necessary if the distance from the sub-panel is short (e.g., <10 meters) and may not be cost-effective.
5. ظرفیت قطع (رتبه kA) معمولی برای MCCBها در شارژ EV چقدر است؟
This depends on the Prospective Short Circuit Current (PSCC) at the point of installation. For sub-distribution panels fed from a large transformer, the PSCC can be significant. Typical breaking capacities for MCCBs in this application range from 25kA to 50kA to ensure they can safely interrupt a fault without failing.
نتیجهگیری: ساخت ستون فقرات الکتریکی برای تحرک الکترونیکی
یک ایستگاه شارژ تجاری EV موفق، چیزی فراتر از مجموعهای از شارژرها است. این یک اکوسیستم الکتریکی منسجم است که در آن ایمنی و قابلیت اطمینان از اولین اتصال به شبکه طراحی شده است. یک “سیستم عصبی” الکتریکی قوی - ساخته شده بر روی یک معماری لایهای از ACBهای با مشخصات صحیح، MCCBها با واحدهای قطع هوشمند، RCBOهای نوع B اجباری و حفاظت از ولتاژ هماهنگ - پایه و اساس واقعی یک شبکه شارژ با زمان کارکرد بالا، سودآور و مهمتر از همه، ایمن است.
با اجرای این استراتژی حفاظتی پنج لایه، توسعه دهندگان و اپراتورها می توانند فراتر از ارائه صرفاً برق حرکت کنند و اطمینان و قابلیت اطمینانی را که آینده تحرک الکترونیکی می طلبد، ارائه دهند.
آیا در حال طراحی ایستگاه شارژ تجاری بعدی خود هستید؟ برای بررسی جامع لیست مواد (BOM) و مشاوره انتخاب متناسب با نیازهای خاص پروژه خود، با تیم مهندسی VIOX تماس بگیرید.
