Elektrikli Araç Şarj Altyapısı: Trafo Boyutlandırma, Koruma ve IEC 61851

AC ve DC şarj sahalarında eşzamanlı talep, trafo kapasitesi, harmonikler, kaçak akım koruması, yük yönetimi ve haberleşmeyi kapsayan dağıtım tasarım rehberi.

1. EVSE Tipini ve Görevi Tanımlayın

IEC 61851-1:2017, 1.000 V AC veya 1.500 V DC'ye kadar elektrikli araç besleme ekipmanının elektriksel güvenlik, bağlantı ve işletme gereklerini kapsar. IEC 61851-23:2023 ise AC girişi 1.000 V'a veya DC girişi 1.500 V'a kadar olan ve araç tarafında 1.500 V DC'ye kadar çalışan DC EV besleme ekipmanını ele alır.

Tasarım; AC şarj noktası, DC şarj istasyonu, filo/depo eşzamanlı şarjı, halka açık hızlı şarj ve çift yönlü işletimi ayırmalıdır. Şarj cihazının maksimum çıkışı saha eşzamanlı talebiyle aynı değildir.

2. Trafo ve Fider Boyutlandırması

Dengeli üç fazlı fider için ilk görünür güç kontrolü S = √3 × ULL × I şeklindedir.

Sonra gerçek eşzamanlılık, şarj profili, çeşitlilik, ortam, trafo termik sınıfı, gerilim düşümü, beklenen arıza ve büyüme payını uygulayın. Yardımcı HVAC, ödeme/haberleşme, aydınlatma, yangın sistemleri ve batarya tamponunu da dahil edin.

Tasarım girdisiGerekli kontrol
TrafokVA, empedans, kademe, harmonikler, sıcaklık artışı, nötr ve topraklama
FiderAkım taşıma, gerilim düşümü, kısa devre, ekran/PE, gruplanma ve güzergâh
KorumaKesici, RCD/DC kaçak akım, SPD, ayırma, acil duruş ve seçicilik
KumandaDinamik yük yönetimi, OCPP/ISO 15118 arayüzü, talep limiti ve kesinti sonrası toparlanma

3. Güç Kalitesi ve Güvenlik

Hızlı şarj cihazları konvertör yüküdür. Harmonik akım, dengesizlik, flicker, ani akım, DC bileşen, çift yönlü modlar ve trafonun termik tepkisini modelleyin. Dokunmaya karşı koruma, koruma iletkeni sürekliliği ve yerel topraklama sistemini doğrulayın.

Şarj haberleşmesi elektriksel kilitlemenin yerine geçmez. Konnektör kaybı, aşırı sıcaklık, izolasyon arızası, acil duruş, haberleşme kaybı veya şebeke kesintisinde istasyonun ne yapacağı tanımlanmalıdır.

4. Saha Kabulü

  • Şarj cihazı modelini, konnektörü, firmware'i, çıkış gerilimi/akım limitlerini ve çalışma sıcaklığını kontrol edin.
  • Trafo oranı, faz sırası, empedans, yalıtım, koruma, RCD/DC izleme, acil duruş ve SCADA'yı doğrulayın.
  • Maksimum eşzamanlı talebi, kontrollü rampayı, yük atmayı, yeniden başlamayı, arıza izolasyonunu ve güvenli toparlanmayı test edin.
  • Saha tek hattını, şarj cihazı gruplarını, talep varsayımlarını ve bakım sınırlarını kesin kurulum konfigürasyonuyla saklayın.

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