Шкаф распределения питания зарядного устройства для электромобилей

Качественный распределительный шкаф для зарядного устройства для электромобилей, доступный в гибких конфигурациях, подходящих для любой планировки зарядной площадки, принимает один входящий источник переменного тока — обычно трехфазный 400 В с номинальным током от 100 А до 1600 А и выше — и распределяет его по нескольким исходящим цепям зарядного устройства. Каждый отходящий фидер индивидуально защищен автоматическим выключателем в литом корпусе или разъединителем с плавким предохранителем, при необходимости со специальной защитой от остаточного тока. В отсеке централизованного учета энергии установлены счетчики коммерческого класса, что позволяет выставлять счета за каждую цепь или за зарядное устройство в соответствии с местными требованиями коммунальных предприятий. Защита от перенапряжения типа 1+2 на главной шине защищает весь объект от переходных перенапряжений, вызванных молнией. Корпус шкафа, класс защиты от IP54 до IP65, в зависимости от условий эксплуатации, изготовлен из оцинкованной стали с атмосферостойким порошковым покрытием. Дополнительный интеллектуальный контроллер управления энергопотреблением обеспечивает балансировку нагрузки, чередование фаз, планирование зарядки и мониторинг в реальном времени через RS485 Modbus или Ethernet, легко интегрируясь в платформы управления зарядкой на базе OCPP. Поддерживается полное соответствие стандартам IEC 61439-1, IEC 60364-7-722 и применимым региональным стандартам.

Применение продукта

Являясь электрической основой любой современной зарядной установки для электромобилей, шкаф распределения питания для зарядного устройства для электромобилей объединяет управление электропитанием на объекте в единый корпус, спроектированный на заводе, что сокращает объем электромонтажных работ на месте, ускоряет ввод в эксплуатацию и повышает эксплуатационную безопасность.

Общественные станции быстрой зарядки

Зоны обслуживания автомагистралей, городские зарядные станции и заправочные станции, на которых установлено несколько быстрых зарядных устройств постоянного тока, требуют надежного и высокопроизводительного распределения электроэнергии. Шкаф получает основное электропитание и распределяет защищенное индивидуально дозируемое питание по каждому зарядному устройству. Централизованный измерительный отсек поддерживает выставление счетов за коммунальные услуги для каждого отсека, а встроенная защита от перенапряжения защищает дорогую силовую электронику с возможностью быстрой зарядки от переходных процессов в сети.

Зарядные станции для флота и логистики

Депо электрических автобусов, центры доставки последней мили и муниципальные автопарки одновременно используют несколько зарядных устройств во время ночных периодов зарядки. Распределительный шкаф централизует управление поступающей электроэнергией и нагрузкой, позволяя оператору депо балансировать спрос между зарядными устройствами, предотвращать отключения главного выключателя и планировать зарядку в непиковые тарифные периоды. Большая емкость фидера шкафа позволяет в будущем расширить парк оборудования без серьезных переделок электрооборудования.

Коммерческие и рабочие зарядные установки

В офисных башнях, торговых центрах и бизнес-парках, обеспечивающих зарядку электромобилей для сотрудников или клиентов, обычно используются десятки зарядных устройств переменного тока на нескольких уровнях парковки. Центральный распределительный шкаф на этаже или зоне принимает вспомогательное питание и распределяет питание по отдельным настенным зарядным устройствам. Поконтурный учет позволяет точно распределять затраты на электроэнергию между компаниями-арендаторами или бюджетами подразделений.

Парковка для жилых квартир и кондоминиумов

Многоэтажные жилые комплексы, модернизирующие зарядку электромобилей на десятках или сотнях парковочных мест, выигрывают от подхода распределительного шкафа. Один или несколько шкафов, расположенных в электрических стояках или распределительных помещениях на уровне парковки, получают специальное питание для электромобилей здания и распределяют защищенное дозированное питание на отдельные зарядные устройства в жилых отсеках. Управление нагрузкой внутри шкафа не позволяет зарядке электромобиля превышать выделенную электрическую мощность здания.

Шоссе и отдаленные зоны отдыха

На автономных зарядных станциях вдали от городской инфраструктуры часто отсутствуют распределительные щиты низкого напряжения, подходящие для зарядных устройств для электромобилей. Специальный распределительный шкаф, расположенный рядом с трансформатором или генераторной установкой, представляет собой законченную, предварительно сконфигурированную точку распределения низкого напряжения, что устраняет необходимость изготовления специального распределительного щита на месте и значительно сокращает время ввода в эксплуатацию.

Многоцелевые разработки и мегапроекты

Крупномасштабные проекты, сочетающие в себе жилые, коммерческие, торговые и общественные парковки, могут использовать несколько распределительных шкафов в многоуровневой архитектуре. Главный вводной шкаф на подстанции питает вспомогательные распределительные шкафы в каждой парковочной зоне, создавая структурированную, масштабируемую топологию распределения электроэнергии, которая соответствует поэтапному строительству и растущему внедрению электромобилей.

Техническое погружение

Шкаф распределения питания зарядного устройства для электромобилей спроектирован как полностью интегрированный распределительный щит низкого напряжения заводской сборки, специально разработанный для уникальных электрических требований инфраструктуры зарядки электромобилей.

Входное питание и основная защита

Входная секция шкафа принимает одиночные или двойные кабели питания, заканчивающиеся главным автоматическим выключателем или воздушным автоматическим выключателем, рассчитанным на соответствие максимальным требованиям объекта. Выключатели с микропроцессорной защитой предлагают регулируемые пороговые значения для защиты от перегрузки, короткого замыкания и замыкания на землю, а также функции подавления вспышки дуги, где это необходимо. Защита от входящих перенапряжений — УЗИП типа 1, способные выдерживать импульсные токи до 25 кА (10/350 мкс) — обеспечивает первую линию защиты от прямых ударов молнии в вышестоящую инфраструктуру.

Распределение исходящих фидеров

Несколько исходящих цепей зарядного устройства защищены отдельными автоматическими выключателями в литом корпусе или разъединителями с предохранителями, каждый из которых рассчитан на максимальный входной ток подключенного зарядного устройства. Фидеры устроены таким образом, чтобы обеспечить сбалансированное распределение фаз по трехфазной системе шин, сводя к минимуму нейтральный ток и улучшая общее качество электроэнергии. Для устройств быстрого зарядного устройства постоянного тока автоматические выключатели с регулируемыми настройками магнитного отключения учитывают пусковые характеристики зарядного устройства без нежелательных отключений. Защита от остаточного тока — типа B или типа A с обнаружением постоянного тока 6 мА — предусмотрена в соответствующих цепях в соответствии со стандартом IEC 60364-7-722.

Интегрированная архитектура измерения

В специальном отсеке учета размещены коммерческие счетчики энергии для каждой исходящей цепи или группы цепей, в зависимости от требований к выставлению счетов. Счетчики обмениваются данными через Modbus RTU или TCP/IP с централизованным концентратором данных, который передает консолидированные данные на платформу управления зарядкой или систему выставления счетов за коммунальные услуги. Сертифицированные счетчики MID или эквивалентные счетчики доступны для рынков, где требуются регулирующие коммерческие измерения.

Управление нагрузкой и интеллектуальный контроль

Дополнительный встроенный контроллер управления нагрузкой контролирует потребление в режиме реального времени на главном входе и каждом отходящем фидере. Когда общая потребность объекта приближается к настроенному максимуму, контроллер динамически распределяет доступную мощность между подключенными зарядными устройствами, уменьшая выходную мощность в отсеках с более низким приоритетом, откладывая запланированные сеансы или включая чередование фаз для поддержания обслуживания, одновременно предотвращая перегрузку главного выключателя. Связь с отдельными зарядными устройствами осуществляется через OCPP или прямой Modbus, и контроллер может реагировать на внешние сигналы, такие как тарифные ставки в зависимости от времени суток, доступность солнечной генерации или команды системы управления энергопотреблением здания.

Шинная система и внутренняя проводка

Главная система шин изготовлена ​​из луженой меди или алюминия и рассчитана на номинальный ток с соответствующим снижением номинальных характеристик при повышении температуры внутри корпуса. Опоры шин изготовлены из армированного стекловолокном полимера, рассчитанного на стойкость к короткому замыканию. Для внутренней проводки используется огнестойкий, малодымный и не содержащий галогенов кабель, при этом все цепи управления и измерения отделены от силовой цепи. Ввод кабеля осуществляется через съемные фланш-панели в основании шкафа, размер которых соответствует указанным сечениям входящего и выходящего кабеля.

Корпус, защита окружающей среды и охлаждение

Напольный шкаф изготовлен из оцинкованного стального листа толщиной от 1,5 до 2,0 мм, с полностью сварными швами и порошковым покрытием, устойчивым к ультрафиолетовому излучению. Стандартная степень защиты — IP54, IP65 доступен для использования на открытом воздухе или в условиях повышенной запыленности. Шкаф оснащен распашной герметичной передней дверцей с запираемой ручкой и дополнительным смотровым окном над измерительными приборами. Пассивная вентиляция обеспечивается фильтрующими жалюзи или вентиляционными отверстиями, а естественная конвекция поддерживается расчетными воздушными путями. В шкафах с высокой постоянной плотностью нагрузки встроена принудительная вентиляция с термостатическим управлением и контактами сигнализации при выходе из строя вентилятора. Внутренние противоконденсационные нагреватели доступны для установки в холодных условиях или при высокой влажности.

Безопасность и соответствие

Шкаф спроектирован и протестирован в соответствии со стандартами IEC 61439-1 и IEC 61439-2 для низковольтных распределительных устройств и устройств управления, с особым соответствием стандарту IEC 60364-7-722 для оборудования электропитания. Сдерживание внутренней дуги, защита компонентов от прикосновений и главный входной изолятор, работающий без открытия двери шкафа, входят в стандартную комплектацию. Непрерывность заземления всех секций обеспечивается специальной шиной защитного заземления, прикрепленной к корпусу. Все компоненты имеют маркировку CE, имеются сертификаты UL и других региональных сертификатов.

Часто задаваемые вопросы

В1: Сколько зарядных устройств может поддерживать один распределительный шкаф?

Количество исходящих фидеров полностью настраивается. Один шкаф обычно может поддерживать от 4 до 24 цепей зарядного устройства, в зависимости от номинального тока каждого зарядного устройства и общей входящей мощности источника питания. На более крупных объектах несколько шкафов могут быть каскадно объединены в топологию основного и дополнительного распределения.

В2: Нужен ли мне отдельный счетчик для каждой цепи зарядного устройства?

Это зависит от ваших требований к выставлению счетов. Для общественных зарядных станций, где счет за каждую ячейку должен выставляться независимо, рекомендуется проводить поконтурное измерение. Для автопарков или зарядок на рабочих местах, где общее потребление энергии распределяется внутри компании, группового учета может быть достаточно. Шкаф можно настроить для любого подхода.

В3: Какие номинальные значения входного напряжения и тока доступны?

Стандартные конфигурации рассчитаны на трехфазное напряжение 230/400 В, 50/60 Гц и номинальный входящий ток от 100 А до 1600 А. Более высокие рейтинги доступны по запросу. В более крупных установках специальный трансформатор может питать шкаф напрямую.

В4: Можно ли установить шкаф на открытом воздухе рядом с зарядными устройствами?

Да. Шкаф доступен со степенью защиты IP55 или IP65 для наружной установки. При длительной эксплуатации на открытом воздухе в жарком, влажном или холодном климате рекомендуется использовать солнцезащитный козырек и противоконденсационный обогреватель. Шкаф можно установить на бетонный постамент или площадку с вводом кабеля снизу через герметичные фланш-панели.

В5: Что такое контроллер управления нагрузкой и как он работает?

Дополнительный интеллектуальный контроллер контролирует потребление в режиме реального времени во всех цепях. Когда общая потребность приближается к максимально допустимой нагрузке на объекте, она динамически снижает мощность на зарядных устройствах с более низким приоритетом или меняет графики зарядки, чтобы предотвратить срабатывание главного выключателя. Это позволяет подключать больше зарядных устройств к одному источнику питания, снижая требуемую мощность подключения к сети и связанные с этим расходы на коммунальные услуги.

Вопрос 6: Как этот шкаф интегрируется с системой управления зарядкой (CMS)?

Контроллер измерения и управления нагрузкой шкафа поддерживает Modbus RTU/TCP и может взаимодействовать с платформами управления зарядкой, совместимыми с OCPP. Данные счетчиков и статус аварийных сигналов передаются на CMS, что позволяет операторам просматривать распределение электроэнергии по всему объекту на той же информационной панели, которая используется для управления зарядными устройствами.

Вопрос 7: Может ли шкаф вместить дополнительные зарядные устройства в будущем?

Да. Шкаф может поставляться с запасными позициями отходящих фидеров, предустановленной шинной емкостью и местом для дополнительных модулей измерения. Это позволяет добавлять новые цепи зарядного устройства путем подключения кабеля зарядного устройства и установки фидерного выключателя без необходимости модификации шин.

Вопрос 8: Каким нормативным стандартам соответствует кабинет?

Шкаф изготовлен и протестирован в соответствии со стандартом IEC 61439-1/2 с особыми требованиями к установке электромобилей согласно IEC 60364-7-722. Доступны региональные сертификаты, включая CE, UKCA и эквивалентные. К каждому шкафу мы поставляем полную документацию, включая однолинейные схемы, сертификаты испытаний и руководства по установке.

5. Многопрофильный розничный продавец топлива — национальное внедрение системы быстрой зарядки электромобилей

Фон

Национальная сеть розничной торговли топливом, имеющая более 200 заправочных станций, реализовала амбициозную программу по установке узлов быстрой зарядки постоянного тока на участках с интенсивным движением транспорта вдоль основных автомагистралей. На каждом объекте должно было быть установлено от четырех до восьми устройств быстрой зарядки постоянного тока с двумя пистолетами, что позволило создать от 8 до 16 зарядных отсеков. Внедрение должно было осуществляться поэтапно с возможностью удвоения зарядных мощностей в будущем.

Вызов

На каждом объекте возник последовательный набор проблем с электрической инфраструктурой. Существующее распределение низкого напряжения внутри киоска заправочной станции не было рассчитано на потребности устройств быстрой зарядки постоянного тока, которым в совокупности может потребоваться от 400 до 800 А на точку. Изготовление распределительного щита по индивидуальному заказу на месте для каждого объекта приведет к значительным затратам на проектирование, нестабильному качеству и увеличению времени простоя во время установки. Точка подключения к электросети часто располагалась вдали от идеальных позиций зарядного устройства, что требовало структурированного подхода к прокладке кабеля.

Ритейлеру также требовался централизованный учет энергии для каждого зарядного отсека для поддержки выставления счетов клиентам за сеанс, а также требовалась надежная защита дорогой электроники для быстрой зарядки. Поскольку заправочные станции классифицировались как опасные зоны, строгая электробезопасность и соблюдение нормативных требований не подлежат обсуждению.

Почему шкафы распределения питания для зарядных устройств для электромобилей?

В качестве основы для каждой площадки был выбран стандартизированный распределительный шкаф заводской сборки. Каждый шкаф был сконфигурирован в соответствии с требованиями к электропитанию объекта и количеством зарядных устройств — обычно входной источник питания на 630 А или 800 А с восемью выходными фидерными цепями на 125–160 А.

Комплексный подход кабинета министров дал немедленные преимущества:

●  Один предварительно протестированный корпус заменил распределительный щит, изготовленный по индивидуальному заказу, что позволило сэкономить недели на электромонтажных работах на объекте.

●  Коммерческий учет по каждому каналу в специальном отсеке для измерения шкафа обеспечивает соответствие коммунальным платежным данным для каждого зарядного отсека, интегрированным непосредственно в платежную платформу розничного продавца.

●  Защита от перенапряжения типа 1+2 на основном входном источнике питания и УЗИП типа 2 на исходящих фидерах обеспечивают многоуровневую защиту электроники зарядного устройства.

●  Главный входной изолятор и отдельные выключатели фидеров обеспечивают безопасную изоляцию для технического обслуживания, а также имеют функцию блокировки для безопасности подрядчика.

● Корпус со степенью защиты IP65 для наружного применения и антиконденсационный нагреватель позволяли размещать шкаф рядом с зарядными устройствами, сводя к минимуму длину исходящих кабелей.

●  На каждой площадке были предусмотрены запасные позиции фидера, что позволило подключать дополнительные зарядные устройства на будущих этапах без замены шкафа или серьезной электрической переделки.

Развертывание

На первых 50 объектах были установлены стандартизированные шкафы распределения питания для зарядных устройств для электромобилей с номиналом 800 А и восемью отходящими фидерными цепями. Каждый шкаф включает в себя коммерческий измерительный прибор во всех цепях, защиту от перенапряжения типа 1+2 и корпус IP65 с антиконденсационным обогревом. Шкафы были изготовлены, протестированы и отправлены в виде законченных сборок, требующих только входного подключения к источнику питания и исходящей прокладки зарядного устройства на месте. Время ввода в эксплуатацию от поставки до подачи питания в среднем составило менее двух дней на объект.

Результаты

●  Время ввода в эксплуатацию на объекте сократилось примерно на 60 % по сравнению с решениями по заказным распределительным щитам, что ускорило реализацию национальной программы развертывания.

●  Стандартизированная конструкция шкафа исключила различия в качестве электрооборудования и соблюдении требований безопасности на всех объектах.

●  После 18 месяцев эксплуатации не было зафиксировано ни одного сбоя в работе электрооборудования шкафа, при этом было подтверждено, что защита от перенапряжения сработала на двух объектах во время грозы, защищая электронику зарядного устройства, расположенного ниже по цепи.

●  Запасные позиции фидеров были активированы на 15 объектах на втором этапе развертывания, а новые зарядные цепи были добавлены менее чем за день, что подтверждает стратегию проектирования, ориентированную на будущее.

● С тех пор компания розничной торговли топливом приняла ту же спецификацию шкафов еще на 50 объектах, а их команда электротехников назвала интеграцию шкафа с централизованной платформой CMS ключевым операционным преимуществом.