Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge: Trafobemessung nach IEC 61851

Verteilungsleitfaden für AC- und DC-Ladestandorte mit Gleichzeitigkeitsbedarf, Trafokapazität, Harmonischen, Schutz und Lastmanagement.

1. Definieren Sie den EVSE-Typ und die Pflicht

IEC 61851-1:2017 deckt Versorgungseinrichtungen für Elektrofahrzeuge und deren elektrische Sicherheits-, Anschluss- und Betriebsanforderungen bis 1,000 V AC oder 1,500 V ab DC. IEC 61851-23:2023 deckt DC EV-Versorgungsgeräte mit einem AC-Eingang bis 1,000 V oder DC-Eingang bis zu ab 1,500 V und ein fahrzeugseitiges Maximum bis 1,500 V DC.

Die Standortgestaltung muss zwischen AC-Ladepunkten, DC-Ladestationen, Depot-Simultanladung, öffentlichem Schnellladen und bidirektionalem Betrieb unterscheiden. Die maximale Leistung eines Ladegeräts entspricht nicht dem gleichzeitigen Bedarf des Standorts.

2. Dimensionierung von Transformatoren und Einspeisungen

Bei einem symmetrischen dreiphasigen Einspeiser erfolgt die erste Prüfung der Scheinleistung wie folgt:

S = √(3) · ULL · I

Wenden Sie dann die tatsächliche Übereinstimmung, das Ladeprofil, die Diversität, die Umgebung, die Wärmeklasse des Transformators, den Spannungsabfall, den voraussichtlichen Fehler und die zukünftige Erweiterung an. Dazu gehören zusätzliche HVAC-, Zahlungs-/Kommunikations-, Beleuchtungs-, Brandschutz- und Batteriepuffergeräte.

Design-InputErforderliche Prüfung
TransformatorkVA, Impedanz, Abzweigbereich, Oberschwingungen, Temperaturanstieg, Neutralleiter und Erdung
FutterspenderStrombelastbarkeit, Spannungsabfall, Kurzschluss, Schirm/PE, Gruppierung und Kabelverlauf
SchutzLeistungsschalter, RCD/DC Fehlerstrom, SPD, Isolierung, Not-Aus und Selektivität
KontrolleDynamisches Lastmanagement, OCPP/ISO 15118-Schnittstelle, Bedarfsbegrenzung und Wiederherstellung nach Ausfall

3. Stromqualität und Sicherheit

Schnellladegeräte sind Wandlerlasten. Modellieren Sie Oberschwingungsströme, Unsymmetrie, Flicker, Einschaltstrom, DC-Komponenten, regenerative oder bidirektionale Modi und die thermische Reaktion des Transformators. Überprüfen Sie den Berührungsschutz, die sichere Trennung, die Durchgängigkeit des Schutzleiters und das örtliche Erdungssystem.

Die Ladekommunikation ersetzt kein elektrisches Stellwerk. Die Station muss festlegen, was nach einem Steckerverlust, einer Übertemperatur, einem Isolationsfehler, einem Not-Aus, einem Kommunikationsverlust oder einem Stromausfall passiert.

4. Standortakzeptanz

  • Überprüfen Sie Ladegerätmodell, Stecker, Firmware, Ausgangsspannungs-/-stromgrenzen und angegebene Betriebstemperatur.
  • Überprüfen Sie das Transformatorverhältnis, die Phasenfolge, die Impedanz, die Isolierung, den Schutz, die RCD/DC-Überwachung, den Not-Aus-Schalter und SCADA.
  • Testen Sie den maximalen gleichzeitigen Bedarf, den kontrollierten Anstieg, den Lastabwurf, den Neustart, die Fehlerisolierung und die sichere Wiederherstellung.
  • Halten Sie den Standort, die Ladegruppen, die Bedarfsannahmen und die Wartungsgrenzen mit der genauen installierten Konfiguration auf einem einheitlichen Stand.

*Referenz: IEC 61851-1:2017; IEC 61851-23:2023; IEC 61851-24:2023; IEC 62477-1.*