Station de recharge de VE de 500 kW à 0,4 kV : 4×22 kW CA + 2×120 kW CC avec APF + PFC
Alimentation directe 0,4 kV · Tableau BT 421 kVA · APF 288 A · PFC 75 kvar
1 · TL;DR Conclusion
Conclusion : une station de recharge de VE de 500 kW (4×22 kW CA + 2×120 kW CC) sur une alimentation directe de 0,4 kV nécessite un tableau basse tension de 421 kVA + un APF de 288 A + un PFC de 75 kvar — 58 375 $ d'équipement au total. Pas de transformateur MT signifie pas de pertes fer ; le défi réside dans 722 A de courant basse tension, donc le THD et la compensation d'énergie réactive sont tout l'enjeu.
- •Alimentation directe 0,4 kV — 500 kW → 722 A ; pas de transformateur MT signifie pas de perte fer 24/7.
- •4×22 kW CA (88 kW) + 2×120 kW CC (240 kW) = 328 kW de chargeurs ; demande 400 kW à Kd 0,8.
- •APF 288 A + PFC 75 kvar gèrent un THDi ≈ 50 % provenant des chargeurs CC et de la charge réactive.
- •Tableau d'arrivée BT 421 kVA (MNS-630) ; court-circuit BT 15,19 kA → coupure 25 kA (marge 1,6×).
- •Total équipement 58 375 $ — le moins cher des trois scénarios car le transformateur MT + l'appareillage sont supprimés.
2 · Solution Overview
Le cas classique de recharge rapide urbaine « basse tension, fort courant » : 4×22 kW CA + 2×120 kW CC = 328 kW de chargeurs, plus auxiliaires jusqu'à 500 kW raccordés, alimentés directement en 0,4 kV (722 A). Pas de transformateur MT signifie zéro perte fer et pas d'appareillage MT, mais l'échauffement BT à fort courant, les harmoniques du redresseur CC (THDi ≈ 50 %) et les problèmes de réactif/FP du chargeur dominent — résolus par un APF de 288 A + PFC de 75 kvar.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 0.4 kV | base | 400 kW | 100% |
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3 · Design Process & Rationale
① Une alimentation directe basse tension est-elle viable ?
500 kW à 0,4 kV = 722 A ; un tableau BT de 421 kVA (MNS-630) supporte un courant de conception de 608 A. Remarque : les hubs > 500 kW doivent passer à une connexion MT de 10 kV.
② Mix de chargeurs et diversité
AC 22 kW (chargeur embarqué, PFC) vs DC 120 kW (redresseur déporté, harmoniques élevées) se comportent différemment ; Kd 0,8 → demande de 400 kW.
③ Charge non linéaire → APF
2× DC120 = 240 kW de charge redresseur (50 % non linéaire), THDi ≈ 50 % → APF-288A (filtre actif d'harmoniques 288 A).
④ Compensation réactive
PFC automatique de 75 kvar (contrôleur RPC-12, 4 étages) compense la charge inductive du chargeur jusqu'à un FP cible de 0,95.
⑤ Protection et sélectivité BT
Défaut BT de 15,19 kA (transformateur amont uk = 4 % supposé) → pouvoir de coupure 25 kA (marge 1,6×), coordination 50/51 à deux étages.
⑥ Gestion thermique des forts courants
722 A via des feeders principaux YJV 240 mm² ×2 en parallèle + 6× feeders YJV 50 mm² ; le jeu de barres nécessite une surveillance de température en ligne.
Pain Points → Solution → Evidence
722 A à 0,4 kV surchauffe les jeux de barres et les feeders
Jeu de barres MNS-630 + feeders parallèles 240 mm² + surveillance de température en ligne
shortCircuitCalc cable 240 mm², cableOk true
Les chargeurs rapides DC injectent un THDi ≈ 50 %, perturbant la protection et la mesure
APF 288 A (APF-288A) filtre les harmoniques au niveau du bus BT
BOM APF-288A ($8,096)
La charge inductive du chargeur a un faible PF, entraînant des pénalités réactives
PFC automatique 75 kvar (RPC-12 + commutation 4 étages)
BOM PFC 75 kvar + RPC-12 + CJ19-63 ×4
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| tension du réseau | 0,4 kV (alimentation directe BT) | hub de recharge urbain alimenté par le réseau BT voisin | pas de transformateur MT, zéro perte fer 722 A — les hubs > 500 kW devraient passer en 10 kV |
| totalKw / kd | 500 kW / 0,8 | simultanéité de recharge publique | demande de 400 kW → tableau 421 kVA simultanéité plus élevée → tableau 630 kVA |
| loadNonlinear | 250 kW (50 %) | 2× redresseurs DC120 | APF 288 A THDi ≈ 50 % non compensé |
| avgPf | 0,9 | chargeurs AC avec PFC + PF du chargeur DC | PFC 75 kvar → objectif 0,95 PF plus faible → compensation plus importante |
| circuitCount | 6 | 4 départs AC + 2 départs DC | 6× départs YJV 50 mm² plus de chargeurs → plus de départs |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Écoulement de charge
Alimentation directe 0,4 kV, 722 A — faites glisser le curseur pour observer le courant et la chute ; perte ∝ I², c'est pourquoi le contrôle du courant est important dans un scénario à courant élevé.
Qualité de l'énergie
THDi 50 % non compensé → APF à < 5 % ; le PFC augmente le PF de 0,9 à 0,95.
Défaut et protection
Défaut BT de 15,19 kA → coupure de 25 kA (marge de 1,6×), coordination à deux étages 50/51.
Other views (shown): Écoulement de charge · Tension · Défaut et protection · Qualité de l'énergie
7 · Economics & Payback
Équipement total 58 375 $ (niveau de faisabilité) — le plus bas des trois scénarios car le transformateur MT + l'appareillage MT sont éliminés. Pas de PV/stockage, donc les leviers sont les pertes et le facteur de puissance : pas de transformateur signifie pas de perte fer 24/7 (une unité de 500 kVA brûlerait ~1 kW à vide) ; les pertes de ligne évoluent avec I² à 722 A, donc la compensation du facteur de puissance passant de 0,9→0,95 réduit le courant ~5 % et les pertes ~10 %.
8 · FAQ
Une station de recharge de 500 kW peut-elle fonctionner à 0,4 kV ?
Quel mix de chargeurs est supposé ?
Ai-je besoin d'un transformateur ?
Pourquoi un APF est-il nécessaire ?
Combien de PFC ?
Quel est le niveau de défaut BT — le pouvoir de coupure est-il adéquat ?
Combien coûte l'ensemble du schéma ?
Quel est le plus grand risque ?
Special Considerations
- 500 kW à 0,4 kV = 722 A — vérifier que le distributeur autorise un raccordement BT de cette taille ; les hubs > 500 kW passent généralement à un raccordement MT de 10 kV.
- THDi ≈ 50 % provenant des chargeurs DC — l'APF de 288 A est obligatoire, et confirmer la rectification active côté chargeur.
- Niveau de défaut du jeu de barres BT supposé à partir d'un transformateur amont uk=4 % — confirmer le transformateur amont réel pour les niveaux de défaut.
- Tous les chiffres sont des estimations de niveau de faisabilité ; les dessins sont schématiques, en attente de raffinement par l'institut de conception.
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