Transformador para estaciones ChargePoint: Guía de transformadores de carga para vehículos eléctricos

A medida que se expande la infraestructura de carga de vehículos eléctricos, el sistema eléctrico detrás de la estación de carga se está volviendo tan importante como el propio cargador. Atransformador para estaciones ChargePointes una de las piezas clave de ese sistema. Proporciona el voltaje y la potencia necesarios para operar los cargadores de vehículos eléctricos de forma segura y confiable.

Para un sitio de carga pequeño con sólo unos pocos cargadores de CA, los requisitos eléctricos pueden ser bastante sencillos. Pero una vez que un proyecto incluye varios cargadores rápidos de CC, la demanda de energía puede aumentar muy rápidamente. En esa situación, elegir el transformador adecuado se convierte en una parte importante del diseño general del proyecto.

En términos simples, el transformador conecta el suministro de voltaje medio-de la empresa de servicios públicos con el equipo de bajo-voltaje utilizado por el sistema de carga de vehículos eléctricos.

La ruta de energía típica se parece a esto:

Red eléctrica → Aparamenta de tensión media-→ Transformador → Distribución de tensión-baja → Cargadores de vehículos eléctricos → Vehículos eléctricos

El transformador reduce el voltaje entrante a un nivel adecuado para el equipo de carga. También puede proporcionar aislamiento eléctrico y ayudar a crear un suministro de energía estable para el sitio de carga.

Las estaciones de carga ChargePoint se pueden encontrar en muchos lugares diferentes, incluidos lugares de trabajo, centros comerciales, estacionamientos, instalaciones de flotas, áreas de servicio de autopistas y centros de carga de vehículos eléctricos comerciales.

Naturalmente, no todos los sitios tienen los mismos requisitos eléctricos.

Es posible que una instalación de carga en un lugar de trabajo pequeño solo necesite un transformador de distribución relativamente pequeño. Por otro lado, un centro de carga de alta-potencia con varios cargadores rápidos de CC podría requerir un transformador de cientos o incluso miles de kVA.

Es por eso que la selección del transformador debe basarse en la carga de carga general en lugar de en la clasificación de un solo cargador.

Un simple cálculo preliminar puede darle un punto de partida:

Transformador kVA ≈ Potencia de carga total ÷ Factor de potencia

Por ejemplo, imagine una estación de carga de vehículos eléctricos con el siguiente equipamiento:

Equipo de carga	Cantidad	Aprox. Fuerza	Carga total
Cargador de CA para vehículos eléctricos	10	22 kilovatios	220 kilovatios
cargador rápido CC	4	150 kilovatios	600 kilovatios
cargador rápido CC	2	300 kilovatios	600 kilovatios
Carga total conectada	16	-	1.420 kilovatios

Si la demanda esperada es de 900 kW y el factor de potencia de diseño es 0,95:

900 ÷ 0,95 ≈ 947 kVA

En este ejemplo, un transformador alrededor1.000kVApodría considerarse como un punto de partida.

Sin embargo, esto no significa que cada proyecto con 900 kW de equipo de carga necesite automáticamente un transformador de 1.000 kVA. La selección final también debe tener en cuenta la diversidad de carga, la demanda máxima, el factor de potencia, la temperatura, la refrigeración, los códigos eléctricos aplicables y la cantidad de capacidad adicional necesaria.

En otras palabras, no dimensione el transformador hasta el borde. Un poco de espacio para respirar puede ser de gran ayuda.

No existe un diseño de transformador que se adapte a todos los proyectos de carga de vehículos eléctricos. La mejor opción depende de dónde se instalará el transformador, el diseño del sitio, el nivel de voltaje, la capacidad y los requisitos locales.

Los transformadores-inmersos en aceite se utilizan habitualmente para instalaciones eléctricas exteriores más grandes. Ofrecen un buen rendimiento térmico y una alta eficiencia, lo que los hace adecuados para aplicaciones exigentes de carga de vehículos eléctricos.

Para centros de carga comerciales más grandes, un transformador-inmerso en aceite puede ser una opción práctica cuando hay suficiente espacio exterior para la instalación y los requisitos del proyecto lo permiten.

Los transformadores de tipo seco-a menudo se consideran para aplicaciones en interiores, edificios comerciales, estructuras de estacionamiento y lugares donde es deseable reducir el uso de aislamiento líquido.

No requieren aceite de transformador y pueden ser más fáciles de integrar en determinados entornos de construcción. Por supuesto, la instalación aún necesita ventilación, espacio libre, protección y control de temperatura adecuados.

Para estaciones de carga de vehículos eléctricos al aire libre,transformadores montados en plataforma-son otra opción popular.

Se pueden instalar cerca del equipo de carga y proporcionan una conexión relativamente compacta entre el suministro de energía eléctrica de media-tensión y el sistema de distribución de baja-tensión del sitio. Para estacionamientos y centros de carga de vehículos eléctricos exclusivos, esta disposición puede simplificar mucho el diseño eléctrico general.

El voltaje requerido del transformador depende del suministro de la red pública y de los requisitos de entrada del equipo de carga.

Por ejemplo, un proyecto puede recibir energía de voltaje medio-de la empresa de servicios públicos y usar un transformador para proporcionar un suministro secundario de bajo-voltaje para cargadores de vehículos eléctricos y otros equipos del sitio.

La combinación exacta de voltaje puede variar según el país, la empresa de servicios públicos,y proyecto. Las consideraciones de ingeniería comunes incluyen:

voltaje primario

voltaje secundario

Configuración trifásica-

Clasificación kVA del transformador

Frecuencia

Tipo de conexión

Impedancia

Regulación de voltaje

Disposición de puesta a tierra

Esta información debe confirmarse durante la etapa de diseño eléctrico en lugar de asumirse únicamente a partir de la placa de identificación del cargador.

Aquí hay otro punto que puede pasarse por alto fácilmente: los cargadores de vehículos eléctricos son cargas electrónicas-.

Debido a esto, un gran grupo de cargadores pueden introducir corrientes armónicas en el sistema eléctrico. En una instalación pequeña, esto puede no ser una preocupación importante. Sin embargo, en una gran estación de carga de vehículos eléctricos, merece una revisión de ingeniería adecuada.

Los armónicos pueden contribuir al calentamiento del transformador y a otros problemas de calidad-de la energía.Por lo tanto, es posible que los ingenieros necesiten evaluar:

distorsión armónica

Calefacción por transformador

Corriente neutra

Regulación de voltaje

factor de potencia

corriente de irrupción

Capacidad de cortocircuito-

Diversidad de carga

Demanda de carga continua y máxima

Para sitios con una cantidad significativa de carga no lineal, puede ser apropiado un transformador con una capacidad adecuada de resistencia a armónicos. En algunos casos, untransformador mitigador de armónicosTambién se puede considerar.

Los proyectos de carga de vehículos eléctricos rara vez permanecen exactamente iguales durante años.

Un sitio puede comenzar con seis cargadores y luego agregar otros diez o veinte. Los operadores de flotas también pueden avanzar hacia una carga de mayor-energía a medida que crecen sus flotas de vehículos eléctricos.

Es por eso que el dimensionamiento del transformador debe considerar la expansión futura.

Instalar un transformador un poco más grande durante el proyecto inicial a veces puede tener más sentido que instalar una unidad más pequeña y reemplazarla más tarde. El reemplazo de transformadores no es exactamente un trabajo rápido de fin de semana -; puede implicar coordinación de servicios públicos, obras civiles, modificaciones de aparamenta, tiempo de inactividad y costos adicionales.

Por lo tanto, un buen diseño considera tanto lacarga de carga actual y la carga futura esperada.

La carga rápida de CC impone exigencias especialmente altas a la infraestructura eléctrica.

Un único cargador de alta-potencia puede consumir cientos de kilovatios. Cuando varios cargadores funcionan al mismo tiempo, la demanda máxima del sitio puede volverse sustancial.

Por ejemplo, cuatro cargadores de 300 kW podrían tener una carga conectada combinada de:

4 × 300 kilovatios=1,200 kilovatios

Y eso es antes de agregar iluminación, HVAC, sistemas de control, equipos auxiliares, almacenamiento de baterías u otras cargas del edificio.

Por lo tanto, es necesario seleccionar el transformador como parte del sistema eléctrico completo y no como un componente aislado.

Algunas estaciones de carga modernas se están diseñando junto conSistemas de almacenamiento de energía solar y de baterías (BESS).

Esto puede cambiar considerablemente el perfil de energía del sitio.

Durante períodos de alta demanda de carga, el almacenamiento de la batería puede ayudar a reducir la cantidad de energía extraída directamente de la empresa de servicios públicos. La generación solar también puede compensar parte de la demanda diurna del sitio.

Para estos proyectos, los ingenieros deben considerar la interacción entre el transformador, los cargadores, los inversores solares, los sistemas de baterías y la conexión de servicios públicos. El sistema eléctrico deja de ser una simple-vía de energía unidireccional y se convierte más en un sistema de energía integrado.

Al especificar untransformador para estaciones ChargePoint, varios datos deben estar disponibles antes de seleccionar el diseño final del transformador.

Los más importantes incluyen el voltaje de entrada de la empresa de servicios públicos, la cantidad y el tipo de cargadores de vehículos eléctricos, la potencia nominal del cargador, la demanda de carga simultánea esperada, el entorno de instalación, el espacio disponible y los planes de expansión futura.

Una especificación básica del proyecto podría incluir:

Voltaje primario:Basado en el suministro de servicios públicos
Voltaje secundario:Según los requisitos del cargador y del sitio
Capacidad:Determinado a partir de la demanda calculada y el margen requerido.
Frecuencia:50Hz o 60Hz
Tipo de transformador:Inmersos en aceite-, secos-o montados en plataforma-
Enfriamiento:Basado en el diseño y la carga del transformador.
Instalación:Interior o exterior
Capacidad futura:Asignación para cargadores de vehículos eléctricos adicionales

Por supuesto, la especificación final del transformador debe compararse con los requisitos de servicios públicos y los estándares eléctricos aplicables para la ubicación del proyecto.

Para proyectos comerciales de carga de vehículos eléctricos,Transformador Co., Ltd. de Jiangsu Yaweipuede proporcionar soluciones de transformadores basadas en el nivel de voltaje, la capacidad, las condiciones de instalación y las características de carga del proyecto.

Dependiendo de la aplicación, las soluciones de transformadores pueden incluirTransformadores-inmersos en aceite, transformadores-tipo seco, transformadores tipo pedestal-y transformadores de distribución personalizados.para la infraestructura de carga de vehículos eléctricos.

Ya sea que el proyecto sea un pequeño sitio de carga en un lugar de trabajo o un gran centro de carga rápida-CC, obtener las especificaciones correctas del transformador desde el principio puede marcar una diferencia real. Ayuda a evitar problemas de capacidad innecesarios, respalda futuras expansiones y brinda a todo el sistema de carga una base eléctrica más confiable.

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P: ¿Qué tan pronto se puede entregar el transformador?

R: Depende de la cantidad y capacidad del transformador, normalmente dentro de un mes desde la fecha del dibujo confirmada por el comprador.

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R: 24 meses desde la fecha en que operó el transformador.

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