AHF para estações de carregamento de veículos elétricos: harmônicos e desequilíbrio de fase

Resumo.Um filtro harmônico ativo para uma estação de carregamento de veículos elétricos resolve um problema que a correção convencional do fator de potência não pode: a carga é simultaneamente distorcida, desequilibrada e intermitente.Carregadores rápidos de corrente contínua absorvem corrente não linear através de rectificadores de seis pulsos ou de frente ativos, os carregadores AC em alimentações monofásicas criam desequilíbrio de corrente e fase neutro, e a carga do local oscila de quase zero para capacidade total em minutos.Este guia explica como as topologias de carga moldam o espectro harmônico, por que o desequilíbrio e o piscar importam tanto quanto o THDi, como dimensionar a compensação em um hub com barracas de AC e DC mistas, e o que os serviços públicos agora esperam no alimentador do carregador.O programa termina com uma tabela de dimensionamento e uma lista de verificação de comissionamento para os operadores de hubs e contratantes de EPC.

Que distorção realmente produz um centro de carregamento de veículos elétricos?

Os equipamentos de carregamento se dividem em duas famílias com assinaturas diferentes.Assim, a corrente harmônica depende do veículo e não do carregador, e unidades monofásicas em uma fonte trifásica criam desequilíbrio de fase e corrente neutra.normalmente através de um retificador de seis pulsos com um filtro passivo ou um estágio frontal ativo, e apresentam um espectro harmônico dominado por 5a, 7a, 11a e 13a ordens, com comutação de ondulação em frequências mais altas.

O segundo fator é o ciclo de serviço: um hub com oito bancas pode consumir 5% da capacidade durante a noite e 90% ao meio-dia, e as bancas individuais ligam e desligam à medida que os veículos se conectam.A corrente harmônica, portanto, aumenta em vez de variar suavementeUm banco de condensadores fixo concebido para condições médias estará errado em ambas as extremidades do intervalo.

A terceira característica é a interação com a fonte de alimentação.e são frequentemente instalados em redes projetadas para uso comercial ou residencialA combinação de alta corrente harmónica, desequilíbrio de fase e passos de carga rápidos produzem um piscar de tensão que os clientes vizinhos notam.É por isso que as empresas de serviços públicos especificam cada vez mais os requisitos de qualidade de energia no alimentador do carregador em vez do receptor do local.

Finalmente, o comportamento dos quatro fios é importante: um hub com carregadores de CA de fase única, iluminação e terminais de pagamento pode transportar uma corrente neutra maior do que qualquer corrente de fase.Os filtros harmônicos de três fios não podem compensar esse caminho., de modo que a especificação deve indicar a configuração de fiação desde o início.

As características do alimentador amplificam ou absorvem o problema.Um hub na extremidade de um alimentador longo vê uma impedância de fonte maior, então a mesma corrente harmônica produz mais distorção de tensão e um piscar mais visível.ligação rígida pode mostrar uma qualidade de tensão aceitável, mas ainda não atingir os limites de corrente harmônica no acordo de ligaçãoAs duas quantidades têm de ser avaliadas, porque a solução é diferente: os problemas de tensão podem exigir um suporte reativo ou um filtro maior, enquanto os problemas de corrente são resolvidos pela compensação de corrente.

Por que a compensação não é opcional nos locais modernos de cobrança

1A capacidade do transformador é liberada.Um transformador de 630 kVA que serve um centro pode perder uma parcela significativa da capacidade utilizável para aquecimento harmônico.que muitas vezes adiam uma atualização do transformador que, de outra forma, atrasaria o local.

2A conformidade dos serviços públicos é agora aplicada no alimentador.Os operadores recebem condições de ligação que especificam as emissões harmónicas, o factor de potência e os limites de piscadura.Estação de carregamento AHFfornece os meios para os cumprir e, com a exploração madeireira, a prova para o demonstrar.

3As queixas de piscar são evitadas.Os passos rápidos de carga num centro de carga produzem flutuações de tensão que afectam as instalações adjacentes.

4As perdas de cabos e comutadores caem.A corrente harmónica flui através de todos os condutores entre o carregador e o transformador.que aparece na conta de eletricidade todos os meses.

5O desequilíbrio de fase é corrigido, não apenas medido.Um dispositivo de quatro fios com capacidade de equilíbrio redistribui a corrente entre as fases, reduzindo a carga neutra e melhorando o equilíbrio da tensão nas cabines.porque algumas unidades derate em desequilíbrio de tensão.

6O sítio continua a ser expansível.Os hubs são construídos em fases.50A 480V AHF de paredeA remuneração pode ser paralela à medida que se acrescentam postos, de modo que a remuneração cresce com a receita e não antes dela.

7As tarifas de procura e a estrutura tarifária recompensam a operação limpa.Muitas tarifas comerciais cobram pela demanda máxima e, em alguns mercados, pela energia reativa.A correcção de ambos reduz a procura facturada e, nos mercados com cobrança reativa, elimina uma penalidade que, de outro modo, aumenta com a utilização do local.

Como dimensionar e configurar a compensação para um centro de carga

Passo 1 ️ Classificar os carregadores antes de calcular qualquer coisa.Registre o número de estações de CA e CC, as suas potências, se as unidades de CA utilizam rectificadores de seis pulsos ou activos, e como o controlador do local os sequencia.Um hub com seis carregadores de CC de 120 kW comporta-se de forma muito diferente de doze unidades AC de 22 kW.

Passo 2 ¢ Inspecção num período de maior actividade, não no momento da colocação em serviço.Medir o espectro enquanto vários veículos estão a carregar.e o dimensionamento resultante é silenciosamente inadequado a partir do primeiro sábado ocupado.

Passo 3 ️ Tamanho a pedido coincidente.Os carregadores raramente funcionam todos com potência nominal simultaneamente, mas os controladores do local podem criar picos quase coincidentes.Dimensão da corrente harmônica coincidente máxima medida e adicionar 25% de espaço para o crescimento da barraca e a redução do ambiente.

Passo 4 Colocar a compensação de acordo com o traçado.Uma única unidade central na placa LV é mais simples de manter; módulos distribuídos perto dos grupos de carregadores reduzem as perdas.Armário 75Ana placa principal e umMódulo 30Anum ponto de distribuição secundário.

Passo 5 ️ Coordenar com o controlador do local e qualquer solar.A sequência do carregador, o gerenciamento de carga e os inversores fotovoltaicos mudam a forma de onda atual.e que o inversor e o filtro não estão tentando regular a mesma quantidade.

Passo 6 Verificar no pico e documentar.Realizar uma medição de verificação durante um período de maior volume de trabalho, registar o THDi, o desequilíbrio, o PF e a corrente neutra e manter o relatório para fins de serviço público e de garantia.

Uma consideração prática para os operadores de centros: a compensação deve ser incluída no projeto elétrico original, não adicionada após a primeira reclamação de piscadura.A adaptação de um filtro a um hub concluído custa mais do que especificá-lo durante a construção e pode exigir um desligamento que entre em conflito com a cobrança de receitaRevisão completaIntervalo AHFAntes de encomendar o painel de distribuição, confirmar o arranjo de medição com a empresa de serviços públicos, de modo a que o ponto de conformidade e a localização do filtro coincidam.

O que escrever na especificação EPC.Indicar o ponto e os limites de conformidade, a classe de tempo de resposta exigida, a configuração de fiação e classificação neutra, as ordens harmônicas a compensar, o protocolo de monitorização,e o procedimento de verificação, incluindo a condição de carga no ensaioEsses seis itens eliminam quase toda a ambiguidade que surge na entrega, quando o local está ocupado e ninguém quer agendar uma nova pesquisa.

Três erros que se repetem nos projetos de cobrança.O dimensionamento a partir da placa de carregamento THDi sem um fator de coincidência produz uma unidade de grande porte que nunca supera a metade da carga.O dimensionamento de uma pesquisa de comissionamento com um veículo ligado produz o opostoE especificar uma unidade de três fios para um hub com cabines de CA de fase única deixa a corrente neutra intocada,qual é a razão mais comum de um operador relatar que o filtro "não resolveu o problema".

Considere a curva de desratização do carregador.Alguns carregadores de CC reduzem a saída quando a tensão de entrada é distorcida ou desequilibrada, o que reduz diretamente a receita por barraca.Mas um hub com má qualidade de energia pode estar a fornecer dez a quinze por cento menos energia por hora do que um local idêntico com abastecimento limpoA utilização de instrumentos para um grupo de estacionamento antes e depois da compensação é uma forma simples de quantificar o benefício em termos comerciais e não em termos de engenharia.

Manter a medição visível para as operações.Um filtro que regista mas só é lido na auditoria anual contribui pouco.e definir um alarme em alta corrente neutra, que é o primeiro indicador de uma nova carga monofásica ou de um módulo com falha.

Coordenar com a rede eléctrica antes de ligar.Se o contrato de ligação incluir limites harmônicos ou de intermitência, notificar a utilidade da compensação proposta e o teste de comissionamento previsto.,O sistema permite que o operador tenha um contacto nomeado para o primeiro fim-de-semana com muita gente, quando é mais provável que surjam dúvidas sobre os piscares ou queixas de tensão.

Orçamento para reavaliação após doze meses.Os locais de carregamento mudam mais rapidamente do que as instalações industriais: são adicionadas bancas, o mix de veículos muda e os controladores dos locais recebem atualizações de firmware que alteram o comportamento de coincidência.Uma medição anual custa muito pouco e diz ao operador se o dimensionamento original ainda se encaixa, ou se outro módulo deve ser adicionado antes do próximo pico de verão.

Perguntas frequentes

Os carregadores AC precisam de filtragem harmônica?

O carregador de bordo determina o espectro e as unidades monofásicas criam corrente neutra e desequilíbrio.Um hub com muitos postos de AC muitas vezes precisa de compensação de quatro fios, mesmo que cada carregador individual pareça benigno.

De que tempo de resposta necessita um centro de carregamento?

Uma unidade na classe de 5 ms segue os passos,enquanto dispositivos mais lentos corrigem apenas a média e deixam distorção transitória que aparece como piscar no ponto de conexão.

Um AHF pode servir a ambos os carregadores AC e DC?

Sim, se for capaz de quatro fios e dimensionado com a corrente harmônica combinada coincidente.Os módulos distribuídos geralmente dão melhores resultados do que uma única unidade central.

Como posso estimar a corrente harmônica antes do local existir?

Utilize os valores THDi das fichas de dados do carregador multiplicados pela corrente nominal de entrada, soma em RMS entre as cabines com um fator de coincidência da especificação do controlador do local, e adicione 25 por cento de espaço de cabeça.Verificar na colocação em serviço e ajustar.

Será que um dossel solar muda o requisito?

Ele muda a direcção da corrente e adiciona harmônicos do inversor durante o dia.e configurações reativas devem evitar lutar contra o próprio controle de tensão do inversor.

E se a empresa especificar limites no transformador, não na placa?

Depois, o ponto de conformidade fica a montante dos carregadores e de quaisquer cargas não compensadas.ou aceitar que a compensação local no hub pode não satisfazer uma medição tomada no transformador secundário.

Conclusão

Os centros de carga combinam três problemas que o equipamento de compensação padrão lida mal: passos rápidos, desequilíbrio de fase e um neutro que transporta corrente tripla.filtro de resposta rápida dimensionado em função da procura coincidente com espaço de crescimento, inspecção durante um período de maior volume de trabalho, em vez de no momento da colocação em serviço, e documentação do resultado para a empresa.Incluir uma compensação no projecto original é substancialmente mais barato do que a adaptação após a primeira reclamação.

Projetar um centro ou adaptar um local existente?Envia-nos o cronograma do carregador, o diagrama de uma linha e a lógica do controlador do local, e nós avaliamos a compensação.Confirmar a configuração de fiação e propor um arranjo de medição que corresponda ao ponto de conformidade da empresa de serviços públicos.Contacte-nos para uma revisão do projeto do hub.