Estación de carga de VE de 500 kW a 0,4 kV: 4×22 kW CA + 2×120 kW CC con APF + PFC
Alimentación directa de 0,4 kV · Panel de BT de 421 kVA · APF 288 A · PFC 75 kvar
1 · TL;DR Conclusion
Conclusión: una estación de carga de VE de 500 kW (4×22 kW CA + 2×120 kW CC) con alimentación directa de 0,4 kV necesita un cuadro de baja tensión de 421 kVA + un APF de 288 A + un PFC de 75 kvar — $58,375 en equipos en total. Sin transformador de MT no hay pérdidas en el hierro; el desafío son 722 A de corriente de baja tensión, por lo que el THD y el control de reactivos son todo el juego.
- •Alimentación directa de 0,4 kV — 500 kW → 722 A; sin transformador de MT significa sin pérdida en el hierro 24/7.
- •4×22 kW CA (88 kW) + 2×120 kW CC (240 kW) = 328 kW de cargadores; demanda de 400 kW con Kd 0,8.
- •APF de 288 A + PFC de 75 kvar manejan un THDi ≈ 50% de los cargadores de CC y la carga reactiva.
- •Panel de entrada de BT de 421 kVA (MNS-630); cortocircuito de BT de 15,19 kA → corte de 25 kA (margen de 1,6×).
- •Total de equipos de $58.375 — el más económico de los tres escenarios porque se eliminan el transformador de MT y la aparamenta de conmutación.
2 · Solution Overview
El clásico caso urbano de carga rápida de 'baja tensión y alta corriente': 4×22 kW CA + 2×120 kW CC = 328 kW de cargadores, más auxiliares hasta 500 kW conectados, alimentados directamente a 0,4 kV (722 A). Sin transformador de MT significa cero pérdidas en el hierro y sin aparamenta de MT, pero dominan el calentamiento por alta corriente en BT, los armónicos del rectificador de CC (THDi ≈ 50 %) y los problemas de reactiva/FP del cargador — resuelto con un APF de 288 A + PFC de 75 kvar.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 0.4 kV | base | 400 kW | 100% |
Calculadora de diseño de estaciones de carga para vehículos eléctricos
Dimensione el transformador, la distribución y la infraestructura de carga para una estación de carga de VE con una lista completa de materiales y un diagrama unifilar.
3 · Design Process & Rationale
① ¿Es viable una alimentación directa de baja tensión?
500 kW a 0,4 kV = 722 A; un panel de BT de 421 kVA (MNS-630) soporta una corriente de diseño de 608 A. Nota: los hubs > 500 kW deben pasar a una conexión de MT de 10 kV.
② Mezcla de cargadores y diversidad
AC 22 kW (cargador a bordo, PFC) vs DC 120 kW (rectificador externo, altos armónicos) se comportan de manera diferente; Kd 0,8 → demanda de 400 kW.
③ Carga no lineal → APF
2× DC120 = 240 kW de carga de rectificador (50% no lineal), THDi ≈ 50% → APF-288A (filtro activo de armónicos de 288 A).
④ Compensación reactiva
PFC automático de 75 kvar (controlador RPC-12, 4 etapas) compensa la carga inductiva del cargador hasta un FP objetivo de 0,95.
⑤ Protección y selectividad de BT
Fallo de BT de 15,19 kA (transformador aguas arriba uk = 4% asumido) → ruptura de 25 kA (margen de 1,6×), coordinación 50/51 de dos etapas.
⑥ Gestión térmica de gran corriente
722 A mediante alimentadores principales YJV 240 mm² ×2 en paralelo + 6× alimentadores YJV 50 mm²; la barra colectora necesita monitoreo de temperatura en línea.
Pain Points → Solution → Evidence
722 A a 0,4 kV sobrecalienta las barras colectoras y los alimentadores
Barra colectora MNS-630 + alimentadores paralelos de 240 mm² + monitoreo de temperatura en línea
shortCircuitCalc cable 240 mm², cableOk true
Los cargadores rápidos de CC inyectan THDi ≈ 50%, perturbando la protección y la medición
APF de 288 A (APF-288A) filtra los armónicos en la barra de BT
BOM APF-288A ($8,096)
La carga inductiva del cargador tiene bajo PF, incurriendo en penalizaciones por reactiva
PFC automático de 75 kvar (RPC-12 + conmutación de 4 etapas)
BOM PFC 75 kvar + RPC-12 + CJ19-63 ×4
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| tensión de red | 0,4 kV (alimentación directa en BT) | centro de carga urbano alimentado desde la red de BT cercana | sin transformador de MT, cero pérdidas en el hierro 722 A — los centros > 500 kW deberían pasar a 10 kV |
| totalKw / kd | 500 kW / 0,8 | simultaneidad de carga pública | demanda de 400 kW → cuadro de 421 kVA mayor simultaneidad → cuadro de 630 kVA |
| loadNonlinear | 250 kW (50%) | 2× rectificadores DC120 | APF de 288 A THDi ≈ 50% sin compensar |
| avgPf | 0,9 | cargadores AC con PFC + PF del cargador DC | PFC de 75 kvar → objetivo 0,95 PF más bajo → mayor compensación |
| circuitCount | 6 | 4 alimentadores AC + 2 DC | 6× alimentadores YJV 50 mm² más cargadores → más alimentadores |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Flujo de carga
Alimentación directa de 0,4 kV, 722 A — arrastre el control deslizante para observar la corriente y la caída; la pérdida ∝ I², por lo que el control de corriente es importante en un escenario de alta corriente.
Calidad de energía
THDi 50% sin compensar → APF a < 5%; el PFC eleva el PF de 0,9 a 0,95.
Falla y protección
Falla de BT de 15,19 kA → ruptura de 25 kA (margen de 1,6×), coordinación de dos etapas 50/51.
Other views (shown): Flujo de carga · Voltaje · Falla y protección · Calidad de energía
7 · Economics & Payback
Equipo total $58,375 (nivel de viabilidad) — el más bajo de los tres escenarios porque se eliminan el transformador de MT + la aparamenta de MT. Sin PV/almacenamiento, por lo que las palancas son las pérdidas y el factor de potencia: sin transformador no hay pérdida en el hierro 24/7 (una unidad de 500 kVA quemaría ~1 kW en vacío); las pérdidas de línea escalan con I² a 722 A, por lo que la PFC que eleva el FP de 0,9→0,95 reduce la corriente ~5% y las pérdidas ~10%.
8 · FAQ
¿Puede una estación de carga de 500 kW funcionar a 0,4 kV?
¿Qué combinación de cargadores se asume?
¿Necesito un transformador?
¿Por qué se necesita un APF?
¿Cuánta PFC?
¿Cuál es el nivel de falla de BT — es adecuada la capacidad de corte?
¿Cuánto cuesta todo el esquema?
¿Cuál es el mayor riesgo?
Special Considerations
- 500 kW a 0,4 kV = 722 A — verifique que la compañía eléctrica permita una conexión de BT de este tamaño; los centros de carga > 500 kW normalmente pasan a una conexión de MT de 10 kV.
- THDi ≈ 50% de los cargadores de CC — el APF de 288 A es obligatorio, y confirme la rectificación activa del lado del cargador.
- Nivel de falla de la barra de BT asumido a partir de un transformador aguas arriba uk=4% — confirme el transformador aguas arriba real para los niveles de falla.
- Todas las cifras son estimaciones a nivel de factibilidad; los planos son esquemáticos, pendientes de refinamiento por el instituto de diseño.
Turn this into your project
Open this exact scenario pre-loaded in the Power System Configurator, then generate the full design document or the operation & techno-economic assessment.
Open in Power System Configurator →Related Scenarios
Related Products
Transformadores de ultra bajas pérdidas S13/S20 para estaciones de carga públicas, 250kVA-3150kVA
Transformadores de tipo seco SCB de bajo ruido para escenarios de carga en interiores y comunitarios
Subestaciones de estación de carga prefabricadas con distribución de baja tensión integrada
Armarios de distribución inteligentes GGD/MNS para la distribución de energía de pilas de carga.
Reactores de filtrado de armónicos para el cumplimiento de la calidad de energía en estaciones de carga
Suministro integral de equipos de energía solar y convencional
Desde el diseño del sistema de distribución de energía hasta la energía solar: transformadores, aparamenta, subestaciones y equipos solares, dimensionados y cotizados en un solo lugar. Utilice nuestras calculadoras para obtener una lista completa de materiales y el precio FOB.