QDTB® Трансформатор
All figures are configurator-generated feasibility-level estimates; drawings are schematic deliverables pending refinement by a licensed design institute, not construction documents.
Все решения

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.

500 кВт / 400 кВт
Подключённая / расчётная нагрузка
0,4 кВ (прямое питание НН)
Подключение к сети
4×22 кВт перем. тока + 2×120 кВт пост. тока
Состав зарядных станций (328 кВт)
421 кВА (MNS-630)
Низковольтный распределительный щит
APF 288 А + PFC 75 квар
Качество электроэнергии
58 375 $
Итого оборудование (уровень ТЭО)
SourceRoleShare kWShare
Grid 0.4 kVbase400 kW100%

Калькулятор для проектирования зарядных станций для электромобилей

Подбор трансформатора, распределительного и зарядного оборудования для зарядной станции электромобилей с полной спецификацией материалов и однолинейной схемой.

Открыть калькулятор

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

Pain

722 А при 0,4 кВ перегревает шинопроводы и фидеры

Solution

Шинопровод MNS-630 + параллельные фидеры 240 мм² + онлайн-мониторинг температуры

Evidence

shortCircuitCalc cable 240 mm², cableOk true

Pain

Быстрые зарядные устройства постоянного тока вносят THDi ≈ 50%, нарушая работу защиты и учета

Solution

АФ 288 А (APF-288A) фильтрует гармоники на шине НН

Evidence

BOM APF-288A ($8,096)

Pain

Индуктивная нагрузка зарядного устройства имеет низкий PF, что влечет штрафы за реактивную мощность

Solution

Автоматическая КРМ 75 квар (RPC-12 + 4-ступенчатое переключение)

Evidence

BOM PFC 75 kvar + RPC-12 + CJ19-63 ×4

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
напряжение сети0,4 кВ (прямое питание от НН)городской зарядный хаб, питаемый от близлежащей сети ННбез трансформатора СН, нулевые потери в стали
722 А — хабы > 500 кВт должны переходить на 10 кВ
totalKw / kd500 кВт / 0,8одновременность публичной зарядкипотребность 400 кВт → щит 421 кВА
более высокая одновременность → щит 630 кВА
loadNonlinear250 кВт (50%)2× выпрямителя DC120АФК 288 А
THDi ≈ 50% без компенсации
avgPf0,9зарядные устройства AC с PFC + PF зарядного устройства DCPFC 75 квар → цель 0,95
ниже PF → больше компенсации
circuitCount64 фидера AC + 2 фидера DC6× фидеров YJV 50 мм²
больше зарядных устройств → больше фидеров

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/22Однолинейная схема — Ввод 0,4 кВ → НКУ НН 421 кВА → 6 фидеров зарядных устройств
Why: Без секции СН однолинейная схема показывает полный путь от вводного щита до каждого фидера зарядного устройства.
Dwg 6/22Система распределения НН — Шинопровод MNS-630 + вводные / фидерные / компенсационные ветви
Why: Компоновка шинопровода, ввода, фидеров и компенсации при 722 А — основной чертёж для управления нагревом.
Dwg 11/22Оценка качества электроэнергии — THDi ≈ 50% → APF до < 5%
Why: Гармоники выпрямителя постоянного тока — наибольший риск качества электроэнергии для станции быстрой зарядки НН; сравнение до/после APF показывает необходимость фильтрации.
Dwg 13/22Конфигурация защиты — Ток КЗ НН 15,19 кА → отключающая способность 25 кА, двухступенчатая 50/51
Why: Уровень тока КЗ НН ограничен вышестоящим трансформатором (uk=4%); двухступенчатая координация предотвращает отключение ввода при КЗ на фидере.

The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):

Dwg 1 · Основа электрического проектированияDwg 4 · Схема топологии системыDwg 7 · Расчёт токов короткого замыканияDwg 14 · Кривая координации защит TCCDwg 18 · Компенсация реактивной мощности и гармоникDwg 12 · Архитектура SCADADwg 15 · Система заземленияDwg 22 · Система вспомогательного питания постоянного тока

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%.

$58,375
Общая стоимость оборудования
0 (без трансформатора)
Потери холостого хода трансформатора
APF 288 A + PFC 75 kvar
Инвестиции в качество электроэнергии
≈ 5%
Снижение тока с помощью PFC (0,9→0,95)

8 · FAQ

Может ли зарядная станция мощностью 500 кВт работать при 0,4 кВ?
Да, но на пределе. 500 кВт при 0,4 кВ = 722 А, на панели НН 421 кВА (MNS-630). Более крупные хабы (> 500 кВт) должны перейти на подключение к СН 10 кВ, чтобы избежать нагрева от больших токов в НН и падения напряжения.
Какое сочетание зарядных устройств предполагается?
4×22 кВт переменного тока (88 кВт, бортовое зарядное устройство с PFC) + 2×120 кВт постоянного тока (240 кВт, внешний выпрямитель, высокие гармоники) = 328 кВт; с подключёнными вспомогательными нагрузками до 500 кВт, потребность 400 кВт (Kd 0,8).
Нужен ли мне трансформатор?
Нет. Прямое питание 0,4 кВ исключает трансформатор СН + распределительное устройство СН, экономя примерно $10–15 тыс. на оборудовании и устраняя потери в стали 24/7 — ценой управления нагревом от 722 А и падением напряжения.
Зачем нужен APF?
Быстрые зарядные устройства постоянного тока являются выпрямительными нагрузками с THDi ≈ 50%, что нарушает работу защиты и учёта и перегревает кабели. APF на 288 А (APF-288A) фильтрует локально, чтобы удерживать THD ниже 5%.
Сколько PFC?
Автоматическая компенсация 75 квар (RPC-12, 4-ступенчатое переключение) с целевым PF 0,95, компенсирующая индуктивную нагрузку зарядного устройства и снижающая ток и потери.
Каков уровень тока КЗ в НН — достаточна ли отключающая способность?
15,19 кА (принято uk=4% для вышестоящего трансформатора) → 25 кА отключающей способности (запас 1,6×); двухступенчатая координация 50/51 сохраняет селективность.
Сколько стоит вся схема?
Около $58 375 на оборудование (уровень ТЭО): панели НН MNS, APF, PFC, главные/фидерные кабели и вторичный мониторинг — 21 позиция.
Каков наибольший риск?
Нагрев от больших токов в НН. 722 А через шинопровод + параллельные фидеры требуют онлайн-мониторинга температуры шин — плюс контроль падения напряжения на клеммах и нагрева от гармоник.

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 →

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.