สถาปัตยกรรมการป้องกันสำหรับสถานีชาร์จ EV เชิงพาณิชย์: ACB, MCCB, RCBO, RCD และ SPD

สถานที่ชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ ไม่ จำเป็นต้องมี ACBs, MCCBs, RCBOs, RCDs, SPDs, คอนแทคเตอร์ และไอโซเลเตอร์ติดตั้งเรียงกันในลำดับที่เป็นมาตรฐาน อุปกรณ์แต่ละชนิดมีหน้าที่แตกต่างกัน สถาปัตยกรรมควรถูกเลือกโดยพิจารณาจากขนาดกำลังไฟฟ้าที่จ่าย, โหลดการชาร์จที่หลากหลาย, กระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้, ตัวนำและวิธีการติดตั้ง, รูปแบบการต่อลงดิน, ความสามารถในการเลือกตัดวงจร (selectivity) ที่ต้องการ, การออกแบบ EVSE, ความเสี่ยงจากไฟกระชาก, เป้าหมายความต่อเนื่องในการให้บริการ และกฎระเบียบในท้องถิ่น.

สำหรับสถานที่ชาร์จแบบ AC ขนาดเล็ก ตู้สวิตช์บอร์ดหลักที่มีอยู่อาจจ่ายไฟให้กับวงจรจุดชาร์จแต่ละจุดผ่าน MCBs หรือ RCBOs สำหรับศูนย์ชาร์จขนาดใหญ่อาจจำเป็นต้องมีสวิตช์บอร์ดเฉพาะที่มี MCCB เป็นตัวรับไฟเข้าและมีการป้องกันขาออกที่ประสานสัมพันธ์กัน ACB จะมีความเกี่ยวข้องก็ต่อเมื่อหน้าที่ในการรับไฟหรือการจ่ายไฟหลัก, ขนาดเฟรม, ระดับความผิดพร่อง, ฟังก์ชันการป้องกัน, ความสามารถในการบำรุงรักษา และการออกแบบสวิตช์บอร์ดมีความจำเป็นต้องใช้ สำหรับเครื่องชาร์จเร็วแบบ DC ให้ปฏิบัติตามสถาปัตยกรรมที่ผ่านการรับรองและคำแนะนำของผู้ผลิตเครื่องชาร์จ โดยไม่สามารถออกแบบได้จากการขยายขนาดวงจรของเครื่องชาร์จแบบติดผนัง AC.

ภาพรวมสถาปัตยกรรมการป้องกัน

ระดับ	คำถามด้านการออกแบบ	อุปกรณ์ที่อาจทำหน้าที่ดังกล่าว	สิ่งที่อุปกรณ์ไม่ได้พิสูจน์
ตู้บริการ / ตู้เมนหลัก	การจ่ายไฟเข้าหน้างานมีการสับเปลี่ยนและป้องกันที่ระดับโหลดและระดับกระแสลัดวงจรที่คำนวณไว้ได้อย่างไร?	เซอร์กิตเบรกเกอร์หลักที่มีอยู่เดิม, MCCB หรือ ACB ขึ้นอยู่กับการติดตั้ง	การที่จำเป็นต้องใช้ ACB เพียงเพราะว่าการชาร์จเป็นเชิงพาณิชย์
ตู้จ่ายไฟสำหรับระบบชาร์จ	ตู้จ่ายไฟเฉพาะส่วนมีการตัดแยกและมีการป้องกันบัสบาร์/สายป้อนอย่างไร?	สวิตช์ตัดตอน, MCCB, MCB, ฟิวส์, การวัดค่า, การควบคุม	การที่พิกัดกระแสค่าหนึ่งจะเหมาะสมสำหรับทุกหน้างาน
สายป้อนเครื่องชาร์จ	สายเคเบิลและสายป้อนเครื่องชาร์จได้รับการป้องกันจากสภาวะโหลดเกินและลัดวงจรอย่างไร?	MCCB, MCB, ฟิวส์ หรืออุปกรณ์ที่ผู้ผลิตกำหนด	การป้องกันกระแสตกค้าง เว้นแต่ว่าฟังก์ชันดังกล่าวจะถูกรวมไว้อย่างชัดเจนแล้ว
จุดเชื่อมต่อ AC แบบแยกส่วน	มีการจัดเตรียมหน้าที่ป้องกันกระแสเกินและกระแสตกค้างสำหรับเต้ารับ/หัวต่อดังกล่าวไว้อย่างไร?	MCB ร่วมกับ RCD หรือ RCBO พร้อมด้วยโซลูชันสำหรับกระแสตกค้าง DC ตามที่กำหนด	ว่า RCBO ชนิด A เพียงอย่างเดียวมีความเหมาะสมสำหรับ EVSE ทุกรุ่น
กระแส DC ตกค้าง	EVSE มีระบบตรวจจับกระแสตกค้าง DC ที่เป็นไปตามมาตรฐานรวมอยู่ด้วยหรือไม่ หรือจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ภายนอกเพิ่มเติม?	RCD ชนิด B หรือ RCD ชนิด A/F ที่มี RDC-DD ที่เหมาะสม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกฎระเบียบในท้องถิ่นและคำแนะนำของ EVSE	RDC-DD สามารถใช้แทน RCD ที่มาพร้อมกับอุปกรณ์ได้
แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะ	จำเป็นต้องมีการป้องกันไฟกระชากที่จุดใดบ้าง และมีการประสานการทำงานของแต่ละระดับอย่างไร?	การจัดวาง SPD ชนิด Type 1, Type 2 หรือแบบผสม ตามที่กำหนดโดยการติดตั้ง	SPD หนึ่งตัวที่ติดตั้งข้างเครื่องชาร์จสามารถป้องกันเส้นทางไฟฟ้า/ข้อมูลได้ทุกเส้นทาง
การสลับการทำงานเชิงหน้าที่	การชาร์จจะถูกเปิดใช้งาน ลดภาระ หยุดการทำงานจากระยะไกล หรือเชื่อมประสานการทำงาน (interlocked) อย่างไร?	การควบคุม EVSE, คอนแทคเตอร์, ชันท์ทริป, อันเดอร์โวลเทจรีลีส, ระบบจัดการพลังงาน	การป้องกันการลัดวงจร, โหลดเกิน หรือกระแสตกค้าง เว้นแต่จะมีการจัดเตรียมไว้แยกต่างหาก
การตัดแยกวงจรในพื้นที่	อุปกรณ์สามารถถูกตัดแยกวงจรอย่างปลอดภัยเพื่อการบำรุงรักษาและขั้นตอนฉุกเฉินได้อย่างไร?	สวิตช์ตัดตอนแบบล็อกได้ หรือวิธีการตัดแยกวงจรตามที่ผู้ผลิตกำหนด	การอนุญาตให้ปฏิบัติงานกับอุปกรณ์ที่มีกระแสไฟฟ้าหรือการข้ามขั้นตอนการล็อกเอาต์/แท็กเอาต์

ผู้ผลิตอุปกรณ์ป้องกัน, ผู้ผลิต EVSE, ผู้ประกอบตู้สวิตช์บอร์ด และผู้ออกแบบ ต้องตกลงเรื่องขอบเขตการทำงานร่วมกัน สัญลักษณ์ที่ระบุว่า “RCBO” หรือ “MCCB” ในแบบร่างแนวคิดไม่ได้เป็นการกำหนดพิกัด, การประสานการทำงาน หรือการปฏิบัติตามมาตรฐาน.

เริ่มต้นที่อินพุต ไม่ใช่ที่โครงของเซอร์กิตเบรกเกอร์

ก่อนเลือกใช้ ACB, MCCB, MCB, RCBO, RCD หรือ SPD ให้รวบรวมข้อมูลนำเข้าดังต่อไปนี้:

• แรงดันไฟฟ้าที่จ่าย, เฟส, ความถี่, รูปแบบการต่อลงดิน, พิกัดของหม้อแปลง/บริการ, และข้อจำกัดของการไฟฟ้า;
• ความต้องการพลังงานสูงสุดที่มีอยู่, กำลังไฟฟ้าสำหรับการชาร์จ, ความหลากหลายของการชาร์จหรือกลยุทธ์การจัดการโหลด, ตัวประกอบกำลัง, ประสิทธิภาพ, ฮาร์มอนิก, และการขยายตัวในอนาคต;
• กระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้ที่จุดบริการ, แผงจ่ายไฟสำหรับการชาร์จ, และขั้วต่อของจุดชาร์จ;
• ความยาวของสายป้อน, วัสดุและขนาดของตัวนำ, วิธีการติดตั้ง, การจัดกลุ่ม, อุณหภูมิโดยรอบ, แรงดันตกที่ยอมรับได้, และขีดจำกัดของการต่อสาย;
• โทโพโลยีของ EVSE, จำนวนหัวต่อ, กระแสสูงสุดต่อจุดเชื่อมต่อ, ฟังก์ชันป้องกันที่รวมอยู่, อุปกรณ์ต้นทางที่ผู้ผลิตระบุ, และการรับรอง/รายการมาตรฐาน;
• เวลาทำงานที่ต้องการ, การสูญเสียเครื่องชาร์จหลายเครื่องที่ยอมรับได้หลังจากเกิดความผิดปกติหนึ่งครั้ง, เป้าหมายการเลือกทำงาน (selectivity), การเข้าถึงเพื่อบำรุงรักษา, การตรวจสอบระยะไกล, และกลยุทธ์อะไหล่;
• การสัมผัสกับฟ้าผ่า, ประเภทของแหล่งจ่าย, SPD ต้นทาง, การเดินสายเคเบิล, อินเทอร์เฟซข้อมูล/การสื่อสาร, และกฎระเบียบเกี่ยวกับแรงดันเกินในพื้นที่;
• รหัสการติดตั้งที่เกี่ยวข้อง, มาตรฐานอุปกรณ์, ข้อกำหนดของหน่วยงาน, และฉบับที่นำมาใช้ในเขตอำนาจศาลของโครงการ.

อินพุตเหล่านี้เป็นตัวกำหนดสถาปัตยกรรม โดย คู่มือการป้องกัน EV สำหรับอาคารพาณิชย์เทียบกับที่อยู่อาศัย อธิบายว่าเหตุใดขนาด ความหลากหลาย การเข้าถึงสาธารณะ เวลาทำงานต่อเนื่อง และโครงสร้างตู้จ่ายไฟจึงเปลี่ยนงานออกแบบสำหรับอาคารพาณิชย์.

หน้าที่ของอุปกรณ์ป้องกันแต่ละชนิด

ACB: หน้าที่ในการจ่ายไฟหลัก ไม่ใช่ค่าเริ่มต้นสำหรับไซต์งานพาณิชย์

Air circuit breaker อาจเหมาะสมที่ตู้สวิตช์บอร์ดหลักที่มีกระแสสูง ซึ่งแรงดันไฟฟ้า/กระแสไฟฟ้าใช้งานที่กำหนด (Ue/In), ความสามารถในการตัดกระแส (Icu/Ics), ความสามารถในการทำกระแส, การทนกระแสลัดวงจรในระยะเวลาสั้น, ฟังก์ชันของทริปยูนิต, การตั้งค่าความสัมพันธ์ในการตัดวงจร (selectivity), การสื่อสาร และความสามารถในการบำรุงรักษา เหมาะสมกับหน้าที่ที่คำนวณไว้ โดยอาจใช้เป็นอุปกรณ์รับไฟเข้าหรืออุปกรณ์จ่ายไฟหลักในระบบติดตั้งขนาดใหญ่.

ACB ไม่ได้ถูกกำหนดให้ต้องใช้โดยอัตโนมัติจากจำนวนเครื่องชาร์จ คำว่า “เชิงพาณิชย์” หรือเกณฑ์กระแสไฟฟ้าทั่วไป ไซต์งานพาณิชย์หลายแห่งได้รับบริการอย่างเพียงพอจากอุปกรณ์หลักที่มีอยู่เดิมหรือ MCCB โครงสร้างแบบถอดออกได้ (draw-out) สามารถปรับปรุงกลยุทธ์การแยกวงจรและการบำรุงรักษาตามแผนได้ แต่ไม่ได้อนุญาตให้ถอด ใส่ หรือเปลี่ยนอุปกรณ์ในขณะที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่ ขั้นตอนของผู้ผลิตสวิตช์บอร์ดและกฎความปลอดภัยทางไฟฟ้าของไซต์งานจะเป็นตัวกำหนดการทำงานดังกล่าว.

MCCB: การป้องกันอุปกรณ์รับไฟเข้าตู้หรือวงจรย่อยในจุดที่ช่วงการทำงานและความสามารถในการปรับตั้งค่ามีความเหมาะสม

MCCB มักใช้ป้องกันอุปกรณ์รับไฟเข้าตู้ชาร์จ วงจรย่อย และวงจรจ่ายไฟให้เครื่องชาร์จขนาดใหญ่ ขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์แต่ละรุ่น โดยอาจมีฟังก์ชันปรับตั้งค่ากระแสเกินระยะยาว (long-time), ระยะสั้น (short-time), ทันทีทันใด (instantaneous) และฟังก์ชันป้องกันกระแสรั่วลงดิน ฟังก์ชันเหล่านั้น ช่วงการปรับตั้งค่า และความสามารถในการสื่อสารใดๆ จะขึ้นอยู่กับรุ่นของอุปกรณ์.

เลือกใช้ MCCB หลังจากตรวจสอบกระแสโหลด, ขนาดตัวนำ, การลดพิกัดตามอุณหภูมิแวดล้อม, กระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้, พิกัดการตัดกระแสลัดวงจรที่ต้องการ, การประสานการทำงานกับอุปกรณ์ต้นทาง/ปลายทาง และข้อจำกัดของผู้ผลิตอุปกรณ์เท่านั้น ขนาดเฟรม (Frame size) ไม่เหมือนกับพิกัดกระแสทริปที่เลือก.

MCB หรือ RCBO: การป้องกันกระแสเกินสำหรับวงจรย่อยที่มีขอบเขตการทำงานแตกต่างกัน

MCB ทำหน้าที่ป้องกันกระแสเกิน ส่วน RCBO รวมการป้องกันกระแสเกินและการป้องกันกระแสตกค้างไว้ภายในขอบเขตและคุณลักษณะของอุปกรณ์นั้นๆ สามารถเลือกใช้รูปแบบใดรูปแบบหนึ่งที่จุดชาร์จ AC แต่ละจุดได้ หากเป็นไปตามคำแนะนำของ EVSE กฎการติดตั้ง และกลยุทธ์การป้องกันกระแสตกค้าง.

RCBO สามารถช่วยประหยัดพื้นที่ในตู้คอนซูเมอร์ยูนิตและทำให้เมื่อเกิดความผิดปกติจะส่งผลกระทบต่อวงจรเดียวแทนที่จะเป็นกลุ่มวงจรที่ใช้ร่วมกัน แต่คำว่า “RCBO” เพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ ผู้ออกแบบต้องระบุพิกัดกระแส, กราฟการทริป, พิกัดการทนกระแสลัดวงจร, กระแสใช้งานตกค้าง, ชนิดของกระแสตกค้าง, การจัดวางขั้วและนิวทรัล, การขึ้นกับแรงดันไฟฟ้า และความเข้ากันได้กับตู้ไฟ โดยการคำนวณรายละเอียดสำหรับขนาด 7 kW และ 22 kW จะอยู่ใน คู่มือการเลือกขนาดเบรกเกอร์สำหรับวงจรเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า (EV).

RCD และ RDC-DD: แยกฟังก์ชันการป้องกันไฟฟ้าดูดในระบบ AC ออกจากการตรวจจับกระแส DC

IEC 60364-7-722 ครอบคลุมวงจรที่ออกแบบมาเพื่อจ่ายพลังงานให้กับยานยนต์ไฟฟ้าและวงจรที่ออกแบบมาเพื่อจ่ายพลังงานย้อนกลับจากยานยนต์ สำหรับการชาร์จ AC โหมด 3 โซลูชันด้านกระแสตกค้างจะขึ้นอยู่กับสิ่งที่ EVSE ติดตั้งมาให้เป็นสำคัญ.

IEC 62955 ใช้กับอุปกรณ์ตรวจจับกระแสตรงตกค้าง (RDC-DDs) สำหรับสถานีชาร์จ AC โหมด 3 ที่เชื่อมต่อแบบถาวรภายในขอบเขตของมาตรฐานดังกล่าว RDC-DD จะตรวจจับสภาวะกระแสตรงตกค้างแบบเรียบที่เกี่ยวข้องและเริ่มการตัดวงจรผ่านการจัดวางที่กำหนดไว้ โดยอุปกรณ์นี้ ไม่ใช่ตัว RCD เอง ให้ฟังก์ชันการป้องกันกระแสตกค้างที่สมบูรณ์.

รูปแบบการจัดวางตามมาตรฐาน IEC ที่มีการบันทึกไว้โดยทั่วไปสำหรับจุดเชื่อมต่อ AC แต่ละจุด ได้แก่:

• RCD ชนิด B ที่มีค่ากระแสใช้งานตกค้างที่กำหนดตามที่ต้องการ หรือ
• RCD ชนิด A หรือชนิด F ที่มี RDC-DD ที่เหมาะสม เมื่อได้รับอนุญาตตามกฎที่นำมาใช้และได้รับการสนับสนุนจากเอกสารของผู้ผลิต EVSE.

อย่าเลือกใช้ RCBO ชนิด A โดยลำพังจนกว่าจะมีการตรวจสอบการตรวจจับกระแส DC 6 mA ที่รวมอยู่ใน EVSE และการปฏิบัติตามข้อกำหนดแล้ว ในทางกลับกัน อย่าระบุอุปกรณ์ชนิด B ภายนอกโดยอัตโนมัติหากสถาปัตยกรรม EVSE ที่ผ่านการรับรองและกฎระเบียบในท้องถิ่นรองรับการจัดวางแบบอื่น การตัดสินใจทั้งหมดอยู่ใน คู่มือการเลือก RCD สำหรับเครื่องชาร์จ EV, ในขณะที่ขอบเขตการทดสอบการใช้งานจะครอบคลุมอยู่ใน คู่มือการทดสอบการป้องกันกระแสรั่วไหล DC 6 mA.

SPD: การป้องกันขึ้นอยู่กับการประเมินความเสี่ยงและมีการประสานงานกันทั่วทั้งการติดตั้ง

เครื่องชาร์จเชิงพาณิชย์ประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ระบบควบคุม ระบบสื่อสาร และอินเทอร์เฟซเครือข่าย ซึ่งอาจมีความเสี่ยงต่อแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะ ประเภทของ SPD และตำแหน่งการติดตั้งที่จำเป็นขึ้นอยู่กับระบบป้องกันฟ้าผ่าของอาคาร รูปแบบการจ่ายไฟ การประเมินความเสี่ยง มาตรฐานที่นำมาใช้ การป้องกันต้นทาง ความยาวและการเดินสายเคเบิล ระดับการทนต่อแรงดันไฟฟ้า และคำแนะนำของผู้ผลิตเครื่องชาร์จ.

SPD ที่จุดเริ่มต้นอาจจำเป็นต้องมีการประสานงานกับอีกระดับหนึ่งใกล้กับแผงจ่ายไฟสำหรับชาร์จหรือเครื่องชาร์จที่อยู่ห่างออกไป การตัดสินใจไม่สามารถสรุปเป็นกฎระยะทางสากลได้ และการป้องกันวงจรกำลังไม่สามารถป้องกันอินเทอร์เฟซ Ethernet, สัญญาณ หรืออินเทอร์เฟซที่เป็นตัวนำไฟฟ้าอื่นๆ ได้โดยอัตโนมัติ โปรดใช้ คู่มือการป้องกันไฟกระชากสำหรับเครื่องชาร์จ EV สำหรับประเภทของ SPD, การประสานงาน, การป้องกันสำรอง, การเดินสายตัวนำ และการตรวจสอบสถานะ.

คอนแทคเตอร์, ชันท์ทริป (shunt trip), อันเดอร์โวลเทจรีลีส (undervoltage release) และการจัดการพลังงาน: การควบคุมไม่ใช่การป้องกันในตัวมันเอง

สถานที่เชิงพาณิชย์มักต้องการการเปิด/ปิดการชาร์จ, การจำกัดความต้องการใช้ไฟฟ้า, การปิดระบบฉุกเฉิน, การควบคุมระยะไกล หรือการอินเตอร์ล็อก คอนแทคเตอร์หรือรีลีสอาจทำงานเมื่อได้รับคำสั่งจาก EVSE, ระบบจัดการพลังงาน, มาตรการป้องกันอัคคีภัย หรือรีเลย์ป้องกัน โดยประเภทการใช้งาน, พิกัดกระแส, ความทนทาน, แหล่งจ่ายไฟสำหรับคอยล์/การควบคุม, สถานะเมื่อเกิดความล้มเหลว และการประสานงานจะต้องเหมาะสมกับการใช้งานนั้นๆ.

ส่วนประกอบเหล่านี้ไม่ได้ทำหน้าที่แทนอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกิน, RCD, อุปกรณ์ตัดตอน หรือฟังก์ชันความปลอดภัยของ EVSE ที่ผ่านการรับรองโดยธรรมชาติ ให้ถือว่า “การทริปจากระยะไกล” เป็นผลลัพธ์ของการควบคุม ซึ่งแหล่งที่มา, แหล่งจ่ายไฟ, พฤติกรรมเมื่อเกิดความล้มเหลว, ขั้นตอนการรีเซ็ต และการตรวจสอบจะต้องมีการจัดทำเอกสารไว้.

รูปแบบสถาปัตยกรรมการชาร์จ EV เชิงพาณิชย์ 3 รูปแบบ

รูปแบบที่ 1: สถานที่ชาร์จไฟ AC ขนาดเล็กสำหรับจุดหมายปลายทาง

ร้านค้า สำนักงาน หรือสถานที่บริการที่เพิ่มเครื่องชาร์จ AC จำนวนไม่กี่เครื่อง อาจใช้กำลังไฟฟ้าสำรองที่มีอยู่ในตู้จ่ายไฟเดิม จุดเชื่อมต่อแต่ละจุดยังคงต้องมีระบบป้องกันกระแสเกินและกระแสตกค้างตามที่ EVSE และกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องกำหนด การใช้ตู้จ่ายไฟเฉพาะจุดอาจเป็นทางเลือกที่ดีกว่าในกรณีที่เส้นทางเดินสายไฟ การจัดการโหลด การวัดค่า การตัดแยกวงจร การขยายระบบ หรือการเลือกค่าพิกัดกระแส (selectivity) ไม่สามารถจัดการได้อย่างเรียบร้อยในตู้จ่ายไฟเดิม.

การตัดสินใจโดยทั่วไป: อุปกรณ์หลักเดิม → วงจรจ่ายไฟสำหรับชาร์จ (หากจำเป็น) → MCB ร่วมกับ RCD หรือ RCBO สำหรับแต่ละจุด → EVSE ที่รวมหรือใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ป้องกันกระแสตกค้าง DC ที่ถูกต้อง.

รูปแบบที่ 2: ศูนย์ชาร์จไฟ AC ขนาดใหญ่

ลานจอดรถที่มีหัวชาร์จ AC จำนวนมากมักจำเป็นต้องมีตู้สวิตช์บอร์ดสำหรับชาร์จโดยเฉพาะ การคำนวณโหลดแบบกระจาย การจัดการโหลดแบบไดนามิก การแยกวงจรขาออก การวัดค่า การสื่อสาร และการป้องกันที่ประสานสัมพันธ์กัน MCCB อาจใช้เป็นอุปกรณ์ป้องกันขาเข้าของตู้หรืออุปกรณ์ป้องกันวงจรย่อย จุดเชื่อมต่อแต่ละจุดควรถูกจัดวางเพื่อให้ความผิดปกติของเครื่องชาร์จเครื่องเดียวไม่ส่งผลให้กลุ่มเครื่องชาร์จขนาดใหญ่ถูกตัดการทำงานโดยไม่จำเป็น.

การตัดสินใจโดยทั่วไป: การป้องกันที่จุดบริการ/ตู้จ่ายไฟหลัก → อุปกรณ์ขาเข้าของตู้ชาร์จโดยเฉพาะ → การป้องกันบัสบาร์/วงจรขาออกที่ประสานสัมพันธ์กัน → การป้องกันจุดเชื่อมต่อแต่ละจุด → EVSE การใช้งาน MCCB, MCB, RCBO, RCD และ SPD ที่แน่นอนจะเป็นไปตามภาระงานที่คำนวณไว้.

รูปแบบที่ 3: สถานีชาร์จเร็ว DC

เครื่องชาร์จเร็ว DC สามารถสร้างโหลดทางอิเล็กทรอนิกส์กำลังที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก และมักถูกจัดหามาเป็นอุปกรณ์แบบบูรณาการพร้อมการป้องกันทางด้าน AC input ที่กำหนดโดยผู้ผลิต, ขั้นตอนการแปลงพลังงานภายใน, การป้องกันทางด้าน DC output, การตรวจสอบความเป็นฉนวน, ฟังก์ชันฉุกเฉิน, ระบบระบายความร้อน และระบบสื่อสาร การติดตั้งที่ต้นทางจะต้องได้รับการออกแบบโดยอ้างอิงจากข้อกำหนดด้าน input ของเครื่องชาร์จ, การมีส่วนร่วมต่อกระแสลัดวงจรและความสามารถในการทนต่อกระแสลัดวงจร, ฮาร์มอนิก, ข้อจำกัดของหม้อแปลงหรือระบบจ่ายไฟ และคำแนะนำที่ผ่านการรับรอง.

การตัดสินใจโดยทั่วไป: การป้องกันที่ระบบสาธารณูปโภค/หม้อแปลงและแผงเมนบอร์ด → การป้องกันและการแยกส่วนของวงจรป้อนเครื่องชาร์จ → สถาปัตยกรรมภายในที่ผ่านการรับรองของผู้ผลิตเครื่องชาร์จ การใช้ RCBO ที่ต้นทางไม่สามารถใช้ทดแทนระบบป้องกันที่ระบุไว้สำหรับเครื่องชาร์จได้.

การตรวจสอบการประสานการทำงานเพื่อป้องกันการทริปโดยไม่จำเป็นและช่องว่างที่ไม่ปลอดภัย

ความสามารถในการตัดกระแสลัดวงจรและกระแสลัดวงจร

พิกัดการทนต่อการลัดวงจรที่ใช้งานได้ของอุปกรณ์ป้องกันจะต้องเพียงพอ ณ จุดที่ติดตั้ง ให้คำนวณหรือตรวจสอบกระแสลัดวงจรที่คาดว่าจะเกิดขึ้นแทนการคาดคะเนจากขนาดของอาคาร หากมีการใช้การป้องกันแบบลำดับขั้น (cascading) หรือการป้องกันสำรอง จะต้องได้รับการสนับสนุนโดยตารางทดสอบของผู้ผลิตสำหรับอุปกรณ์ต้นทางและปลายทางที่ระบุไว้อย่างชัดเจน.

การป้องกันโหลดเกินและความสามารถในการรับกระแสของตัวนำ

ประสานการตั้งค่า/พิกัดของอุปกรณ์ให้สอดคล้องกับกระแสออกแบบ, ความสามารถในการรับกระแสของตัวนำที่ปรับค่าแล้ว, ขีดจำกัดของขั้วต่อ, แรงดันตก และคำแนะนำของ EVSE ในสหรัฐอเมริกา NEC Article 625 ถือว่าโหลดการชาร์จ EV ที่เกี่ยวข้องเป็นโหลดต่อเนื่องและใช้กฎการกำหนดขนาดเฉพาะตามเขตอำนาจศาล ห้ามนำกฎ 125% ที่คุ้นเคยไปใช้ในโครงการ IEC โดยไม่ได้ตรวจสอบมาตรฐานที่นำมาบังคับใช้.

การเลือกช่วงเวลาทำงาน (Selectivity) และความต่อเนื่องในการให้บริการ

ตรวจสอบกราฟเวลา-กระแส (time-current curves), ค่ากระแสตัดฉับพลัน (instantaneous thresholds), การหน่วงเวลาช่วงสั้น (short-time delay), ฟังก์ชันการป้องกันกระแสรั่วไหลลงดิน, พฤติกรรมการจำกัดกระแส และตารางการเลือกช่วงเวลาทำงานของผู้ผลิต การเลือกช่วงเวลาทำงานแบบสมบูรณ์อาจไม่สามารถทำได้ในทุกระดับความผิดพร่อง แต่จะต้องทราบผลลัพธ์ที่เลือกใช้ ความผิดพร่องที่เกิดขึ้นในเครื่องชาร์จปลายทางไม่ควรทำให้ทั้งฮับถูกตัดไฟ หากมีโซลูชันการประสานการทำงานที่รองรับซึ่งสามารถแยกส่วนความผิดพร่องนั้นได้ในระดับท้องถิ่น.

การเลือกค่ากระแสตกค้าง

เครื่องชาร์จอิเล็กทรอนิกส์หลายเครื่องอาจทำให้เกิดกระแสรั่วไหลในสภาวะปกติและส่วนประกอบความถี่สูง ตรวจสอบข้อมูลของ EVSE, ชนิดของ RCD, พิกัดกระแสตกค้าง, การหน่วงเวลาในกรณีที่อนุญาต, การจัดกลุ่ม และการประสานการทำงานระหว่างต้นทางและปลายทาง ห้ามเพิ่มค่าความไวหรือเพิ่มการหน่วงเวลาเพียงเพื่อป้องกันการทริปโดยไม่มีการพิสูจน์ว่ายังคงมีการป้องกันไฟฟ้าดูดและเป็นไปตามกฎระเบียบในท้องถิ่น.

การประสานการทำงานของ SPD

ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของระบบ, ระบบสายดิน, ชนิดของ SPD, แรงดันใช้งานต่อเนื่องสูงสุด, ระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า, กระแสปกติ/กระแสคายประจุ, ความสามารถในการทนต่อการลัดวงจร, การป้องกันสำรองที่จำเป็น, ความยาว/การเดินสายตัวนำ และการแสดงสถานะ ประสานการทำงานของอุปกรณ์แบบลดหลั่นและป้องกันเส้นทางการสื่อสารที่เกี่ยวข้องในกรณีที่การประเมินความเสี่ยงกำหนดไว้.

นิวทรัล, ฮาร์มอนิก และการสับเปลี่ยนแบบสี่ขั้ว

เครื่องชาร์จแบบเฟสเดียวที่กระจายอยู่ทั่วระบบสามเฟสอาจทำให้เกิดกระแสในสายนิวทรัลและความไม่สมดุล อุปกรณ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นอาจเพิ่มปัญหาเรื่องฮาร์มอนิก ศึกษาการจัดสรรเฟส, การกำหนดขนาดสายนิวทรัล, ฮาร์มอนิกอันดับสาม (triplen harmonics), ข้อกำหนดการสับเปลี่ยนแบบสี่ขั้ว และกฎของระบบสายดิน ป้ายระบุ 3P+N หรือ 4P ไม่ได้อธิบายด้วยตัวมันเองว่าขั้วใดได้รับการป้องกันหรือนิวทรัลทำงานอย่างไร.

ตัวอย่างสถาปัตยกรรมประกอบการอธิบาย

พิจารณาลานจอดรถเชิงพาณิชย์ที่วางแผนติดตั้งจุดชาร์จ AC สามเฟสขนาด 22 kW จำนวน 12 จุด พร้อมระบบจัดการโหลดแบบไดนามิก โหลดที่คำนวณได้จากการเชื่อมต่อไม่ใช่กระแสออกแบบสุดท้าย และตัวอย่างนี้ ไม่ใช่แบบสำหรับการก่อสร้าง.

1. ผู้ออกแบบจะบันทึกขนาดความจุของบริการ/หม้อแปลง, ความต้องการพลังงานสูงสุดที่มีอยู่, ค่าเผื่อสำหรับการขยายตัวของสถานที่, รูปแบบการต่อลงดิน, ข้อมูลอินพุตของเครื่องชาร์จ และกฎระเบียบในท้องถิ่น.
2. กลยุทธ์การจัดการการชาร์จจะกำหนดความต้องการพลังงานสูงสุดในการชาร์จของสถานที่ที่สามารถบังคับใช้ได้ โดยมีการกำหนดรูปแบบความล้มเหลวไว้เพื่อให้มั่นใจว่าความผิดพลาดในการสื่อสารจะไม่ก่อให้เกิดสภาวะโหลดเกินโดยไม่ทราบสาเหตุ.
3. กระแสลัดวงจรที่คาดการณ์ไว้จะถูกคำนวณที่แผงเมน, แผงจ่ายไฟสำหรับชาร์จโดยเฉพาะ และจุดชาร์จระยะไกล.
4. อุปกรณ์ขาเข้าของแผงจ่ายไฟเฉพาะจะถูกเลือกเป็น MCCB หรืออุปกรณ์อื่นที่เหมาะสม ก็ต่อเมื่อทราบข้อมูลเกี่ยวกับตัวนำ, บัสบาร์, พิกัดการตัดกระแสลัดวงจร, การเลือกค่าการทำงาน (selectivity) และหน้าที่ในการตัดแยกวงจรแล้วเท่านั้น.
5. จุดชาร์จแต่ละจุดจะได้รับการป้องกันกระแสเกินสำหรับสายป้อนแยกต่างหาก และมีการจัดการกระแสตกค้างที่ยอมรับได้ โดยขึ้นอยู่กับว่า EVSE นั้นมี RDC-DD ที่เป็นไปตามมาตรฐานรวมอยู่ด้วยหรือไม่.
6. ข้อกำหนดของ SPD จะถูกกำหนดจากการประเมินฟ้าผ่า/แหล่งจ่ายไฟของสถานที่, อุปกรณ์ต้นทางที่มีอยู่, เส้นทางสายเคเบิล และความทนทานของอุปกรณ์ ไม่ใช่พิจารณาจากกำลังของเครื่องชาร์จเพียงอย่างเดียว.
7. การออกแบบจะได้รับการตรวจสอบเทียบกับตารางการประสานงานของผู้ผลิต, การคำนวณสายเคเบิล, ขีดจำกัดทางความร้อน, คำแนะนำของ EVSE, ข้อกำหนดการตรวจสอบในท้องถิ่น และแผนการทดสอบการทำงานที่จัดทำเป็นเอกสาร.

ตัวอย่างนี้จงใจละเว้นขนาดพิกัดของเบรกเกอร์ไว้ หากปราศจากข้อมูลจำกัดกระแสจริง, การติดตั้งสายเคเบิล, ปัจจัยด้านอุณหภูมิแวดล้อม/การจัดกลุ่ม, ระดับกระแสลัดวงจร, เป้าหมายแรงดันตก และข้อกำหนดของผู้ผลิต การระบุพิกัดที่เผยแพร่ออกไปอาจมีความแม่นยำที่ไม่ถูกต้อง.

รายการตรวจสอบสำหรับการออกแบบและการทดสอบการใช้งาน

เวที	หลักฐานที่ต้องจัดเตรียมให้ครบถ้วนก่อนการจ่ายกระแสไฟฟ้า
พื้นฐานการออกแบบ	แนวคิดแบบ Single-line, รหัส/มาตรฐานและฉบับที่ใช้, ข้อมูลแหล่งจ่าย, การจัดวางระบบสายดิน, วิธีการคำนวณโหลด/ค่าความหลากหลาย (diversity), และกรณีการขยายระบบในอนาคต
การคำนวณ	ความต้องการโหลดสูงสุด, การเลือกขนาด/การลดพิกัดตัวนำ, แรงดันตก, กระแสลัดวงจร, การตัดวงจร, การประเมินอาร์กแฟลชในกรณีที่จำเป็น, และการตรวจสอบทางความร้อน
การเลือกอุปกรณ์	รหัสสั่งซื้อที่ถูกต้อง, พิกัด/การตั้งค่า, พิกัดการตัดกระแสลัดวงจร, การทำงานของขั้ว/นิวทรัล, โซลูชัน RCD/RDC-DD, การประสานการทำงานของ SPD, และคำแนะนำจากผู้ผลิต
การประสานงาน	ตารางการเลือกค่าความสัมพันธ์ (selectivity) หรือการสำรองการทำงานระหว่างต้นทาง/ปลายทาง, การศึกษาการตั้งค่า, การเลือกค่ากระแสตกค้าง (residual-current discrimination), และการทบทวนรูปแบบความล้มเหลว
ตู้สวิตช์บอร์ด (Switchboard)	การประกอบที่กำหนด, บัสบาร์และขีดจำกัดอุณหภูมิ, ความเหมาะสมในการป้องกันสิ่งแปลกปลอม/สภาพแวดล้อม, การแบ่งส่วนภายใน, การเข้าถึง, ป้ายระบุ, การวัดค่า และความสามารถในการรองรับส่วนเกิน
ความปลอดภัยเชิงหน้าที่	ตรรกะการหยุดฉุกเฉินและระยะไกล, สถานะความล้มเหลวของการจัดการโหลด, พฤติกรรมของคอนแทคเตอร์/การปลดปล่อย, อำนาจในการรีเซ็ต, การสูญเสียการสื่อสาร และการเชื่อมต่อกับระบบอัคคีภัย
การทดสอบ	ความต่อเนื่อง, ความเป็นฉนวน, ขั้ว/ลำดับเฟส, การตั้งค่าอุปกรณ์ป้องกัน, การทดสอบ RCD/RDC-DD โดยใช้ขั้นตอนที่ได้รับอนุมัติ, การทดสอบสายดิน/ลูปตามความเหมาะสม, สถานะ SPD และการทริปเชิงหน้าที่
การส่งมอบงาน	แผนภาพเส้นเดี่ยวตามการติดตั้งจริง, บันทึกการตั้งค่า, ผลการทดสอบ, คู่มือ, แฟ้มใบรับรอง, ช่วงเวลาการบำรุงรักษา, รายการอะไหล่ และผู้รับผิดชอบการควบคุมการเปลี่ยนแปลง

เฉพาะบุคลากรที่มีคุณสมบัติเหมาะสมเท่านั้นที่ควรออกแบบ ติดตั้ง ทดสอบ และบำรุงรักษาระบบชาร์จ EV เชิงพาณิชย์ ให้ทำการแยกวงจร ล็อกเอาต์ ตรวจสอบว่าไม่มีกระแสไฟฟ้า และปฏิบัติตามขั้นตอนความปลอดภัยของผู้ผลิตสวิตช์บอร์ดและ EVSE; คู่มือนี้เป็นเพียงกรอบโครงสร้าง ไม่ใช่การอนุมัติทางวิศวกรรมเฉพาะหน้างาน.

การเลือกอุปกรณ์ป้องกัน VIOX

VIOX จัดจำหน่าย ACB, MCCB, RCBO, อุปกรณ์ป้องกันกระแสตกค้าง, SPD, อุปกรณ์ตัดตอน และส่วนประกอบควบคุมสำหรับการจ่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำ การเลือกผลิตภัณฑ์ควรเริ่มต้นหลังจากกำหนดหน้าที่การป้องกันและข้อมูลนำเข้าของโครงการข้างต้นแล้วเท่านั้น โปรดส่งแนวคิดแผนภาพเส้นเดี่ยว, แรงดันไฟฟ้า/ความถี่, ตารางโหลด, ระดับความผิดพร่องที่คำนวณได้, ข้อมูลตัวนำ, การตั้งค่า/ฟังก์ชันที่ต้องการ, กลยุทธ์กระแสตกค้าง, การศึกษา SPD, ตลาดปลายทาง และข้อกำหนดด้านเอกสาร เพื่อขอรับข้อเสนอในระดับรุ่นผลิตภัณฑ์.

ข้อเสนอจากซัพพลายเออร์ไม่ควรนำมาใช้แทนการคำนวณของผู้ออกแบบโครงการ คำแนะนำของผู้ผลิต EVSE ข้อมูลการประสานงานของอุปกรณ์ที่ผ่านการทดสอบ หรือการอนุมัติโดยหน่วยงานที่มีอำนาจรับผิดชอบ.

แหล่งข้อมูลทางเทคนิค

• ขอบเขตของ IEC 60364-7-722:2018 — การจ่ายไฟสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า
• ขอบเขตของ IEC 62955:2018 — RDC-DD สำหรับการชาร์จโหมด 3
• ABB: การจ่ายพลังงานไฟฟ้าสำหรับโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ EV
• Schneider Electric: คู่มือการออกแบบพื้นฐานการจ่ายไฟฟ้า — การชาร์จ EV
• Schneider Electric: การป้องกันการชาร์จ EV และการติดตั้ง SPD