Elektrikli mobiliteye küresel geçiş hızlanırken, odak noktası bireysel ev şarj cihazlarından büyük ölçekli ticari EV şarj altyapısına kaymaktadır. Filolar, halka açık otoparklar ve alışveriş merkezleri için şarj cihazları kurmak, basit bir konut kurulumundan çok daha karmaşıktır. Bu ortamlar, yalnızca güçlü değil, aynı zamanda son derece güvenli, güvenilir ve akıllı bir elektrik sistemi gerektirir.
Zorluklar önemlidir: saatlerce süren sürekli yüksek akım yükleri, harmonik bozulma potansiyeli, zorlu dış koşullara maruz kalma ve en önemlisi, kamu ve operatör güvenliği için tavizsiz bir gereklilik. Korumaya yönelik parça parça bir yaklaşım, arıza süresi, ekipman arızası ve kabul edilemez güvenlik riskleri için bir reçetedir.
VIOX olarak, sistematik, çok katmanlı bir koruma mimarisini savunuyoruz. Bu yaklaşım, elektrik zincirindeki her noktanın - şebeke bağlantısından bireysel şarj portuna kadar - doğru koruyucu cihazla güçlendirilmesini sağlar. Bu kılavuz, Hava Kesicileri (ACB'ler), Kalıplı Kutulu Devre Kesiciler (MCCB'ler), ve Aşırı Akım korumalı Kaçak Akım Kesicileri (RCBO'lar) entegre ederek gerçekten sağlam bir EV şarj ekosistemi oluşturmaya yönelik beş katmanlı stratejimizi ayrıntılarıyla anlatmaktadır.
Katman 1: Şebeke Bağlantısı (Ana Gelen Besleyici)
Herhangi bir ticari şarj istasyonunun temeli, tipik olarak özel bir transformatörün alçak gerilim tarafında bulunan ana gelen besleyicidir. Bu, tüm site için tek tedarik noktasıdır ve 400A'dan 2000A'nın üzerine kadar önemli akımları işler. Bu kritik giriş noktasının korunması zorunludur.
Temel Bileşen: Hava Kesici (ACB)
Ana devre kesicinin rolü, tüm kurulum için birincil aşırı akım koruması ve yüksek seviyeli arıza kesintisi sağlamaktır. Bu görev için Hava Kesici (ACB) endüstri standardıdır. Birincil işlevi, büyük bir kısa devre veya sürekli bir aşırı yük durumunda tüm istasyonu güvenli bir şekilde ayırmak, feci arızaları önlemek ve elektrik şebekesini korumaktır.
ACB'ler, yüksek nominal akımları (In) ve özellikle, büyük ölçekli EV altyapısı için besleme transformatöründen gelen potansiyel kısa devre akımını işlemek için 65kA ila 100kA aralığında olması gereken nihai kesme kapasiteleri (Icu) için belirtilir.
VIOX İçgörüsü: Çekmeceli Tip ACB'ler Şarj İstasyonları İçin Neden Gereklidir?
Çalışma süresinin doğrudan gelire bağlı olduğu ticari bir operasyon için bakım büyük bir zorluk olabilir. Sabit ve çekmeceli bir ACB arasındaki seçim burada kritik hale gelir. Sabit bir ACB doğrudan baralara cıvatalanırken, çekmeceli bir ACB kayar bir şasiye monte edilir.
Bu tasarım, bir operatörün ana panoyu enerjisiz bırakmadan tüm kesiciyi güvenli bir şekilde dışarı çekmesine, incelemesine, test etmesine veya değiştirmesine olanak tanır. 7/24 şarj alanında bu, arızalı bir ACB'nin saatler değil, dakikalar içinde değiştirilebileceği ve sistem kullanılabilirliğini önemli ölçüde artırabileceği anlamına gelir. Bu konuda daha fazla ayrıntı için, aşağıdaki konudaki eksiksiz kılavuzumuza bakın: sabit tip ve çekmeceli tip ACB'ler.
| Özellik | Sabit Tip ACB | Çekmeceli Tip ACB | EV İstasyonları için VIOX Önerisi |
|---|---|---|---|
| Bakım | Tam panel kapatma gerektirir. | Panel canlıyken değiştirilebilir. | Çekmeceli Tip |
| Arıza Süresi | Yüksek (saatler). | Minimum (dakikalar). | Çekmeceli Tip |
| İlk Maliyet | Daha düşük. | Daha yüksek. | Çalışma süresine yapılan yatırım maliyeti haklı çıkarır. |
| Güvenlik | Bakım sırasında daha yüksek risk. | İzolasyon yoluyla gelişmiş güvenlik. | Çekmeceli Tip |
| Ayak İzi | Daha küçük. | Şasi nedeniyle daha büyük. | Güvenilirlik için gerekli bir ödünleşim. |
Katman 2: Güç Dağıtımı (Alt Dağıtım Paneli)
Güç ACB aracılığıyla tesise girdikten sonra, bölünmeli ve çeşitli şarj bölgelerine veya “adalara” gönderilmelidir. Bir alt dağıtım paneli bu amaca hizmet eder ve 4 ila 8 şarj cihazından oluşan grupları besler. Bu katmandaki koruma, seçicilik için çok önemlidir - tek bir şarj cihazı grubundaki bir arızanın ana ACB'nin açmasına ve tüm istasyonun kararmasına neden olmamasını sağlar.
Temel Bileşen: Kalıplı Kasa Devre Kesici (MCCB)
MCCB'ler, ticari güç dağıtımının yük beygirleridir. Bir EV şarj bağlamında, her bir şarj cihazı grubu için besleyici koruması olarak hizmet ederler. IEC 60947-2 ile uyumlu olarak, bir ACB'den daha kompakt bir çerçevede aşırı yüklere ve kısa devrelere karşı sağlam koruma sağlarlar.
VIOX İçgörüsü: Elektronik Açma Ünitelerinin (ETU'lar) Kritik Rolü
Temel termal-manyetik MCCB'ler mevcut olsa da, ticari EV şarj yükleri daha fazla zeka gerektirir. EV şarj cihazları basit dirençli yükler değildir; karmaşık başlatma dizilerine ve yük profillerine sahip olabilen gelişmiş güç elektronik cihazlarıdır.
Bu nedenle VIOX, Elektronik Açma Ünitelerine (ETU'lar) sahip MCCB'leri şiddetle tavsiye eder. Bir ETU, son derece ayarlanabilir ve hassas koruma ayarları (Uzun süreli, Kısa süreli, Anında) sunmak için bir mikroişlemci kullanır. Bu, mühendislerin şunları yapmasını sağlar:
- Aşırı yük korumasını ince ayar yapın gereksiz açma olmadan şarj cihazlarının sürekli yüküne uyacak şekilde.
- Kısa süreli gecikmeleri ayarlayın yukarı akış ACB ve aşağı akış son devre kesicileri ile uygun koordinasyonu (seçiciliği) sağlamak için.
- Güç kalitesini izleyin ve daha kolay teşhis için arıza olaylarını günlüğe kaydedin.
Bu kesicilerin güç dağıtım sistemine doğru şekilde bağlanması da güvenlik ve güvenilirlik için çok önemlidir. Daha fazla bilgi için aşağıdaki konulardaki kılavuzlarımızı inceleyin: MCCB seçimi ve bara bağlantı koruması.
| Şarj Cihazı Gücü (yığın başına) | Grup Başına Şarj Cihazı Sayısı | Toplam Grup Yükü (Amper) | Önerilen VIOX MCCB Değeri (Amper) |
|---|---|---|---|
| 7,4 kW (1 fazlı) | 6 | ~192A | 250A Çerçeve, 200A'ya ayarlanmış |
| 11 kW (3 fazlı) | 4 | ~64A | 100A Çerçeve, 80A'ya ayarlanmış |
| 22 kW (3 fazlı) | 4 | ~128A | 160A Çerçeve, 140A'ya ayarlanmış |
| 22 kW (3 fazlı) | 8 | ~256A | 300A Çerçeve, 275A'ya ayarlanmış |
Not: Boyutlandırma, sürekli yük faktörlerini (örneğin, NEC başına 125%) ve yerel kod gereksinimlerini dikkate almalıdır.
Katman 3: Şarj Ünitesi Girişi (Son Devre Koruması)
Bu, personel güvenliği için en kritik katmandır. Son devre doğrudan tek bir EV şarj portunu besler ve hem aşırı akıma hem de en önemlisi hayati tehlike oluşturan elektrik kaçağına karşı kusursuz koruma sağlamalıdır.
Temel Bileşen: RCBO (Aşırı Akımlı Kaçak Akım Kesicisi)
Bir RCBO, Kompakt Devre Kesicinin (MCB) aşırı yük ve kısa devre korumasını, bir Kaçak Akım Cihazının (RCD) toprak kaçağı korumasıyla tek, kompakt bir ünitede birleştirdiği için bu katman için ideal cihazdır. Ancak, tüm RCD'ler eşit yaratılmamıştır ve EV şarjı için, tip RCD'nin türü çok önemlidir.
VIOX İçgörüsü: Tip B RCD Korumasının Olmazsa Olmaz İhtiyacı
Bir elektrikli aracın yerleşik şarj cihazı, duvar prizinden gelen AC gücünü, pili şarj etmek için DC gücüne dönüştürür. Araç içindeki belirli arıza koşulları altında, bu işlem düz DC kaçak akımının AC devresine geri akmasına neden olabilir.
Bu, EV şarj cihazları ve güneş enerjisi invertörleri gibi güç elektroniğine özgü bir risktir. Standart bir Tip A RCD, genellikle konut ortamlarında bulunur, yalnızca AC ve darbeli DC kaçağını algılamak için tasarlanmıştır. tamamen kördür düz DC kaçak akımına karşı. Daha da kötüsü, 6mA'dan fazla DC kaçağının varlığı, bir Tip A RCD'nin manyetik çekirdeğini doyurarak, onu korumak için tasarlandığı AC arızaları için bile açamaz hale getirebilir.
Bu nedenle IEC 61851-1 ve diğer küresel standartlar, DC artık akımlarına karşı koruma zorunluluğu getirmektedir. Bu, bir Tip B RCD Tip B RCD kullanılarak elde edilir (veya bir Tip A RCD artı ayrı bir 6mA DC algılama cihazı içeren eşdeğer bir sistem). Bir Tip B RCD, sinüzoidal AC, darbeli DC, ve düz DC kaçak akımlarını algılamak ve kapsamlı koruma sağlamak için özel olarak tasarlanmıştır.
Ticari bir EV şarj istasyonunda Tip B korumasından daha azını kullanmak, ciddi bir uyumluluk ve güvenlik hatasıdır. Bu önemli konu hakkında derinlemesine bilgi için, EV şarjı için RCCB tipleri. hakkındaki temel kılavuzumuzu okuyun. Son devrenin özel boyutlandırma hesaplamaları için, 7kW-22kW şarj cihazı kesici boyutlandırma kılavuzumuza.
| RCD Tipi | Sinüzoidal AC Arızası | Darbeli DC Arızası | Düz DC Arızası | EV Şarjı için Uygun mu? |
|---|---|---|---|---|
| Tip AC | ✅ | ❌ | ❌ | Hayır. Güvenli Değil. |
| A Tipi | ✅ | ✅ | ❌ | Yalnızca şarj cihazında entegre 6mA DC koruması varsa. |
| F Tipi | ✅ | ✅ | ❌ | Hayır. Yüksek frekanslı koruma sunar, ancak düz DC koruması sunmaz. |
| B Tipi | ✅ | ✅ | ✅ | Evet. En güvenli ve en uyumlu seçim. |
Katman 4: Kontrol ve Anahtarlama (Şarj Cihazının İçinde)
Şarj istasyonunun derinliklerinde, günlük işi yapan bileşen bulunur: kontaktör. Bu cihaz, istasyonun kontrol cihazından (OCPP gibi protokoller aracılığıyla iletişim kuran) gelen komut üzerine çıkışı araca enerji veren ve enerjisini kesen ağır hizmet tipi bir anahtar görevi görür.
Temel Bileşen: AC Kontaktörü (Modüler veya Endüstriyel)
Bir güvenlik cihazı olan devre kesicinin aksine, bir kontaktör sık, operasyonel anahtarlama için tasarlanmıştır. Yoğun bir halka açık şarj istasyonunda, tek bir kontaktör günde düzinelerce hatta yüzlerce kez çalışabilir.
VIOX İçgörüsü: Elektriksel Ömre ve Sessiz Çalışmaya Öncelik Verme
Genellikle konut otoparkları veya ofis binaları gibi gürültüye duyarlı alanlara kurulan AC Seviye 2 şarj istasyonları için, modüler kontaktörler üstün seçimdir. DIN rayına montaj için tasarlanmıştır, son derece kompakttır ve sessiz, “uğultusuz” çalışma için tasarlanmıştır. Daha önce uğultulu veya tıkırdayan bir kontaktörle, uğraştıysanız, sessiz bir tasarımın değerini anlarsınız.
En önemlisi, bu uygulama için yüksek elektriksel ömre. sahip bir kontaktör belirtmelisiniz. Bir kontaktörün mekanik ömrü (yüksüz kaç kez açılıp kapanabileceği), elektriksel ömründen (nominal yükünü kaç kez değiştirebileceği) her zaman çok daha yüksektir. Bir EV şarj cihazının amansız görev döngüsü için, yüksek AC-1 kullanım kategorisi derecesine ve yüz binlerce döngülük kanıtlanmış elektriksel dayanıklılığa sahip bir kontaktör, uzun vadeli güvenilirlik için gereklidir. Tasarımınız için doğru seçimi yapmak için modüler ve geleneksel kontaktörlerin faydalarını karşılaştırın.
Katman 5: Geçici Güvenlik (Aşırı Gerilim Koruması)
Hem EV şarj cihazının hem de aracın içindeki gelişmiş elektronikler, voltaj dalgalanmalarına karşı oldukça hassastır. Bu geçici olaylara, tesisin yakınındaki yıldırım düşmeleri veya elektrik şebekesindeki anahtarlama işlemleri neden olabilir. Tek bir güçlü dalgalanma, kontrol panolarını ve aracın Yerleşik Şarj Cihazını (OBC) yok ederek pahalı onarımlara ve mutsuz müşterilere yol açabilir.
Temel Bileşen: Aşırı Gerilim Koruma Cihazı (SPD)
Bir SPD'nin görevi, geçici bir aşırı voltajı algılamak ve hassas ekipmana ulaşmadan önce zararlı aşırı akımı güvenli bir şekilde toprağa yönlendirmektir. Aşırı gerilim korumasına katmanlı bir yaklaşım en etkilidir.
VIOX İçgörüsü: Koordineli bir SPD Stratejisi (Tip 1+2 ve Tip 2)
- Ana Panel (Katman 1): A Tip 1+2 SPD ana şalter panosuna, ana ACB'den hemen sonra kurulmalıdır. Bir Tip 1 cihazı, kısmi yıldırım akımlarını kaldıracak kadar sağlamdır ve ilk ve en güçlü savunma hattını sağlar.
- Alt Dağıtım (Katman 2): A Tip 2 SPD şarj cihazı gruplarını besleyen alt dağıtım panellerine kurulmalıdır. Bu ikincil SPD, birincil SPD tarafından geçirilen herhangi bir artık voltajı kelepçeler ve dahili olarak üretilen dalgalanmalara karşı korur.
Bu koordineli yaklaşım, voltajın son yüke doğru hareket ederken giderek daha düşük, daha güvenli seviyelere kelepçelenmesini sağlar. Bu, hem AC şarjı hem de daha da önemlisi yüksek güçlü DC hızlı şarj cihazı koruması. için çok önemli bir unsurdur. Bu kritik bileşenleri tedarik etmeye ilişkin eksiksiz bir genel bakış için, nihai SPD satın alma kılavuzumuza.
Büyük Resim: Ticari ve Konut Koruması
Ticari bir şarj merkezinin elektriksel talepleri ve güvenlik gereksinimleri, tek bir ev şarj cihazından kat kat daha fazladır. Bu tablo, koruma felsefesindeki temel farklılıkları özetlemektedir. Daha ayrıntılı bir karşılaştırma için, ticari ve konut koruma kılavuzumuza.
| bakın. Koruma Yönü | Konut EV Şarj Cihazı | Ticari EV Şarj İstasyonu |
|---|---|---|
| Ana Kesici | 100-200A Ana Panel Kesicisi | 400A – 2000A+ Hava Devre Kesicisi (ACB) |
| Besleyici Koruması | Yok (doğrudan devre) | Gruplar için Kompakt Şalterler (MCCB) |
| Son Devre | 32A-40A MCB veya RCBO | Port başına 32A-63A RCBO |
| Kaçak Koruması | Tip A (şarj cihazında 6mA DC algılama varsa) veya Tip B | Tip B RCBO (Zorunlu) |
| Aşırı Gerilim Koruması | Tip 2 (Tüm Ev) önerilir | Tip 1+2 (Ana Giriş) + Tip 2 (Alt Paneller) |
| Çalışma Süresi Odağı | Kolaylık | Kritik Görev (Gelir Getirici) |
| Bakım | Reaktif (açma/arıza) | Proaktif (Çekmeceli şalterler, izleme) |
Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
1. Neden ticari EV şarjı için standart MCB'ler kullanamıyorum?
Standart Minyatür Devre Kesiciler (MCB'ler), MCCB'lerin ayarlanabilir açma ayarlarına sahip değildir, bu da büyük bir sistemde koordinasyon ve seçiciliği zorlaştırır. Daha da önemlisi, bir MCB toprak kaçağına karşı koruma sağlamaz, bu da EV şarjı için kritik bir güvenlik gereksinimidir. Son devre için bir RCBO minimumdur.
2. Bir EV şarj cihazı için Tip A ve Tip B RCD arasındaki gerçek fark nedir?
A Tipi bir RCD, EV şarj cihazlarının neden olduğu belirli bir risk olan düzgün DC kaçak akımını algılayamaz. Bu, tehlikeli bir arıza meydana geldiğinde cihazın açmamasıyla sonuçlanabilir. B Tipi bir RCD, AC, darbeli DC ve düzgün DC kaçağını algılamak üzere tasarlanmıştır ve IEC 61851-1 gibi güvenlik standartlarının gerektirdiği şekilde eksiksiz koruma sağlar.
3. 20 şarjlı ticari bir istasyon için bir ACB'yi nasıl boyutlandırırım?
Ana ACB'nin boyutlandırılması, toplam maksimum talebin hesaplanmasını, bir çeşitlilik faktörünün uygulanmasını (tüm şarj cihazlarının aynı anda kullanılabileceği varsayılarak ticari istasyonlar için 1.0 olabilir) ve gelecekteki genişlemeyi dikkate almayı içerir. Yirmi adet 22kW (32A) şarj cihazına sahip bir istasyon için toplam yük 640A'dır. 0,8'lik bir çeşitlilik faktörü 512A verebilir. Bir sonraki standart ACB boyutunu, örneğin 800A çerçeveli bir ACB'yi seçer ve elektronik açma ünitesini buna göre ayarlarsınız. Her zaman kalifiye bir mühendise danışın.
4. Her şarj ünitesinde SPD'lere ihtiyacım var mı?
En etkili strateji katmanlı olandır. Gelen servis girişindeki ana Tip 1+2 SPD, birincil korumayı sağlar. İkincil Tip 2 SPD'ler, şarj cihazı gruplarını besleyen dağıtım panellerine yerleştirilmelidir. Alt panelden olan mesafe kısaysa (örneğin, <10 metre) her bir şarj ünitesine SPD yerleştirmek genellikle gerekli değildir ve maliyet açısından verimli olmayabilir.
5. EV şarjında MCCB'ler için tipik bir kesme kapasitesi (kA değeri) nedir?
Bu, kurulum noktasındaki Olası Kısa Devre Akımına (OKDA) bağlıdır. Büyük bir transformatörden beslenen tali dağıtım panoları için OKDA önemli olabilir. Bu uygulamadaki MCCB'ler için tipik kesme kapasiteleri, bir arızayı güvenli bir şekilde kesintiye uğratabilmelerini sağlamak için 25kA ila 50kA arasında değişir.
Sonuç: E-Mobilite için Elektrik Altyapısını Oluşturmak
Başarılı bir ticari EV şarj istasyonu, şarj cihazlarının bir araya getirilmesinden daha fazlasıdır. Güvenlik ve güvenilirliğin şebekeye ilk bağlantıdan itibaren tasarlandığı uyumlu bir elektrik ekosistemidir. Doğru şekilde belirtilmiş ACB'ler, akıllı açma ünitelerine sahip MCCB'ler, zorunlu Tip B RCBO'lar ve koordine edilmiş aşırı gerilim koruması üzerine inşa edilmiş sağlam bir elektrik “sinir sistemi”, yüksek çalışma süresinin, kârlı ve her şeyden önce güvenli bir şarj ağının gerçek temelidir.
Geliştiriciler ve operatörler, bu beş katmanlı koruma stratejisini uygulayarak, sadece güç sağlamanın ötesine geçebilir ve e-mobilitenin geleceğinin gerektirdiği güven ve güvenilirliği sunabilirler.
Bir sonraki ticari şarj istasyonunuzu mu tasarlıyorsunuz? Projenizin özel ihtiyaçlarına göre uyarlanmış kapsamlı bir Malzeme Listesi (BOM) incelemesi ve seçim tavsiyesi için VIOX mühendislik ekibiyle iletişime geçin.
