Зарядная станция для электромобилей мощностью 500 кВт на 0,4 кВ: 4×22 кВт переменного тока + 2×120 кВт постоянного тока с APF + PFC
Прямое питание 0,4 кВ · НК панель 421 кВА · APF 288 А · PFC 75 квар
1 · TL;DR Conclusion
Заключение: зарядная станция для электромобилей мощностью 500 кВт (4×22 кВт перем. тока + 2×120 кВт пост. тока) при прямом питании 0,4 кВ требует низковольтного распределительного щита на 421 кВА + APF на 288 А + PFC на 75 квар — общая стоимость оборудования $58 375. Отсутствие трансформатора среднего напряжения означает отсутствие потерь в стали; сложность заключается в 722 А низковольтного тока, поэтому THD и управление реактивной мощностью — это вся игра.
- •Прямое питание 0,4 кВ — 500 кВт → 722 А; отсутствие трансформатора среднего напряжения означает отсутствие потерь в стали 24/7.
- •4×22 кВт переменного тока (88 кВт) + 2×120 кВт постоянного тока (240 кВт) = 328 кВт зарядных устройств; потребность 400 кВт при Kd 0,8.
- •Активный фильтр 288 А + компенсатор реактивной мощности 75 квар обрабатывают THDi ≈ 50% от зарядных устройств постоянного тока и реактивной нагрузки.
- •Вводной щит низкого напряжения 421 кВА (MNS-630); ток короткого замыкания низкого напряжения 15,19 кА → отключающая способность 25 кА (запас 1,6×).
- •Общая стоимость оборудования $58 375 — самая низкая из трех сценариев, поскольку трансформатор среднего напряжения и распределительное устройство исключены.
2 · Solution Overview
Классический городской случай быстрой зарядки «низкое напряжение — большой ток»: 4×22 кВт перем. тока + 2×120 кВт пост. тока = 328 кВт зарядных устройств, плюс вспомогательные нагрузки до 500 кВт подключены, питание напрямую при 0,4 кВ (722 А). Отсутствие трансформатора среднего напряжения означает нулевые потери в стали и отсутствие распределительного устройства среднего напряжения, но преобладают нагрев от большого тока низкого напряжения, гармоники выпрямителя постоянного тока (THDi ≈ 50 %) и проблемы реактивной мощности/коэффициента мощности зарядного устройства — решается с помощью APF 288 А + PFC 75 квар.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 0.4 kV | base | 400 kW | 100% |
Калькулятор для проектирования зарядных станций для электромобилей
Подбор трансформатора, распределительного и зарядного оборудования для зарядной станции электромобилей с полной спецификацией материалов и однолинейной схемой.
3 · Design Process & Rationale
① Возможна ли низковольтная прямая подача?
500 кВт при 0,4 кВ = 722 А; низковольтный щит 421 кВА (MNS-630) рассчитан на ток 608 А. Примечание: хабы > 500 кВт должны переходить на средневольтное подключение 10 кВ.
② Состав зарядных устройств и разнообразие
AC 22 кВт (бортовое зарядное устройство, PFC) и DC 120 кВт (внешний выпрямитель, высокие гармоники) ведут себя по-разному; Kd 0,8 → потребность 400 кВт.
③ Нелинейная нагрузка → APF
2× DC120 = 240 кВт нагрузки выпрямителя (50% нелинейная), THDi ≈ 50% → APF-288A (активный фильтр гармоник 288 А).
④ Компенсация реактивной мощности
Автоматический PFC 75 квар (контроллер RPC-12, 4 ступени) компенсирует индуктивную нагрузку зарядного устройства до целевого PF 0,95.
⑤ Низковольтная защита и селективность
КЗ на низкой стороне 15,19 кА (uk вышестоящего трансформатора = 4% принято) → отключающая способность 25 кА (запас 1,6×), двухступенчатая координация 50/51.
⑥ Управление нагревом при больших токах
722 А через главные фидеры YJV 240 мм² ×2 параллельно + 6× фидеров YJV 50 мм²; шинопровод требует онлайн-мониторинга температуры.
Pain Points → Solution → Evidence
722 А при 0,4 кВ перегревает шинопроводы и фидеры
Шинопровод MNS-630 + параллельные фидеры 240 мм² + онлайн-мониторинг температуры
shortCircuitCalc cable 240 mm², cableOk true
Быстрые зарядные устройства постоянного тока вносят THDi ≈ 50%, нарушая работу защиты и учета
АФ 288 А (APF-288A) фильтрует гармоники на шине НН
BOM APF-288A ($8,096)
Индуктивная нагрузка зарядного устройства имеет низкий PF, что влечет штрафы за реактивную мощность
Автоматическая КРМ 75 квар (RPC-12 + 4-ступенчатое переключение)
BOM PFC 75 kvar + RPC-12 + CJ19-63 ×4
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| напряжение сети | 0,4 кВ (прямое питание от НН) | городской зарядный хаб, питаемый от близлежащей сети НН | без трансформатора СН, нулевые потери в стали 722 А — хабы > 500 кВт должны переходить на 10 кВ |
| totalKw / kd | 500 кВт / 0,8 | одновременность публичной зарядки | потребность 400 кВт → щит 421 кВА более высокая одновременность → щит 630 кВА |
| loadNonlinear | 250 кВт (50%) | 2× выпрямителя DC120 | АФК 288 А THDi ≈ 50% без компенсации |
| avgPf | 0,9 | зарядные устройства AC с PFC + PF зарядного устройства DC | PFC 75 квар → цель 0,95 ниже PF → больше компенсации |
| circuitCount | 6 | 4 фидера AC + 2 фидера DC | 6× фидеров YJV 50 мм² больше зарядных устройств → больше фидеров |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Поток нагрузки
Прямое питание 0,4 кВ, 722 А — перетащите ползунок, чтобы наблюдать ток и падение; потери ∝ I², поэтому контроль тока важен в сценарии с высоким током.
Качество электроэнергии
THDi 50% без компенсации → APF до < 5%; PFC повышает PF с 0,9 до 0,95.
Неисправность и защита
КЗ на низкой стороне 15,19 кА → отключение 25 кА (запас 1,6×), двухступенчатая координация 50/51.
Other views (shown): Поток нагрузки · Напряжение · Неисправность и защита · Качество электроэнергии
7 · Economics & Payback
Оборудование всего $58 375 (уровень технико-экономического обоснования) — самый низкий из трех сценариев, поскольку трансформатор среднего напряжения + распределительное устройство среднего напряжения исключены. Нет PV/накопителей, поэтому рычаги — это потери и коэффициент мощности: нет трансформатора — нет потерь в стали 24/7 (блок 500 кВА сжигал бы ~1 кВт в режиме холостого хода); потери в линии масштабируются как I² при 722 А, поэтому компенсация реактивной мощности, повышающая коэффициент мощности с 0,9→0,95, снижает ток ~5% и потери ~10%.
8 · FAQ
Может ли зарядная станция мощностью 500 кВт работать при 0,4 кВ?
Какое сочетание зарядных устройств предполагается?
Нужен ли мне трансформатор?
Зачем нужен APF?
Сколько PFC?
Каков уровень тока КЗ в НН — достаточна ли отключающая способность?
Сколько стоит вся схема?
Каков наибольший риск?
Special Considerations
- 500 кВт при 0,4 кВ = 722 А — проверьте, разрешает ли энергоснабжающая организация низковольтное подключение такого размера; хабы > 500 кВт обычно переходят на средневольтное подключение 10 кВ.
- THDi ≈ 50% от зарядных устройств постоянного тока — APF на 288 А обязателен, и подтвердите активное выпрямление со стороны зарядного устройства.
- Уровень токов КЗ на шинах НН принят от вышестоящего трансформатора uk=4% — подтвердите фактический вышестоящий трансформатор для уровней токов КЗ.
- Все цифры являются оценками на уровне технико-экономического обоснования; чертежи схематичны и подлежат уточнению проектным институтом.
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
S13/S20 трансформаторы со сверхнизкими потерями для общественных зарядных станций, 250kVA-3150kVA
Сухие трансформаторы SCB с низким уровнем шума для indoor и общественных зарядных сценариев
Сборные подстанции для зарядных станций со встроенным распределительным устройством низкого напряжения
GGD/MNS интеллектуальные распределительные шкафы для распределения питания зарядных станций
Токограничивающие реакторы для фильтрации гармоник, обеспечивающие соответствие качества электроэнергии зарядных станций
Комплексная поставка оборудования для традиционной и солнечной энергетики
От проектирования систем распределения электроэнергии до солнечной энергии — трансформаторы, распределительные устройства, подстанции и солнечное оборудование, размеры и цены в одном месте. Воспользуйтесь нашими калькуляторами, чтобы получить полную спецификацию материалов и цену FOB.