10臺(tái)120KW充電樁用1250kva還是1600kva箱式變壓器

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在充電站的建設(shè)中，箱式變壓器無(wú)疑是投入較大的關(guān)鍵成套設(shè)備，其重要性猶如心臟之于人體。它由高壓室、變壓器和低壓室三部分協(xié)同工作，高壓室連接國(guó)家電網(wǎng)，變壓器承擔(dān)著將高壓轉(zhuǎn)換為380伏電壓的重任，而低壓室則負(fù)責(zé)將轉(zhuǎn)換后的電力接入充電樁，為電動(dòng)汽車補(bǔ)能提供源源不斷的動(dòng)力。

 

一、箱式變壓器的組成及功能

高壓室

高壓室是箱式變壓器與國(guó)家電網(wǎng)連接的樞紐。它主要負(fù)責(zé)接收來(lái)自電網(wǎng)的高壓電力，通常高壓側(cè)的電壓等級(jí)根據(jù)地區(qū)電網(wǎng)的不同有所差異，常見(jiàn)的有10kV等。其主要功能是對(duì)輸入的高壓電力進(jìn)行初步的檢測(cè)和保護(hù)，例如通過(guò)熔斷器、隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備，防止過(guò)流、短路等故障對(duì)變壓器造成損壞。

變壓器

變壓器是箱式變壓器的核心部件。它依據(jù)電磁感應(yīng)原理，將高壓側(cè)的電能轉(zhuǎn)換為低壓側(cè)380伏的電能。在這個(gè)過(guò)程中，變壓器內(nèi)部的線圈繞組起到了關(guān)鍵作用，通過(guò)不同匝數(shù)的線圈組合實(shí)現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換。同時(shí)，變壓器的鐵芯材料、繞組結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)會(huì)影響其能效、容量等性能指標(biāo)。

低壓室

低壓室接收變壓器輸出的380伏低壓電能，并將其分配到各個(gè)充電樁。這里通常配備了相應(yīng)的配電設(shè)備，如斷路器、漏電保護(hù)器等，以確保充電樁的用電安全。低壓室的布局設(shè)計(jì)也需要考慮到充電樁的數(shù)量、功率以及未來(lái)的擴(kuò)展需求。

二、箱式變壓器配置計(jì)算方法

基本公式推導(dǎo)

以10臺(tái)120kW充電樁為例，總功率為120×10 = 1200kW。在實(shí)際計(jì)算箱式變壓器容量時(shí)，我們需要考慮功率因數(shù)和預(yù)留升級(jí)空間。按照經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一般原則，總負(fù)荷的1.25倍是一個(gè)重要的考量系數(shù)。這是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，由于存在感性負(fù)載等因素，功率因數(shù)往往小于1。考慮到無(wú)功功率的影響，我們需要將總功率乘以1.25來(lái)確保變壓器能夠滿足實(shí)際負(fù)載需求。所以，1200×1.25 = 1500kVA。然而，為了應(yīng)對(duì)未來(lái)可能的負(fù)載增長(zhǎng)，如增加充電樁數(shù)量或者提高單個(gè)充電樁的功率，還需要適當(dāng)預(yù)留升級(jí)空間。綜合考慮后，得出總功率乘1.25倍再加上預(yù)留空間就等于1600kVA的箱式變壓器容量。

實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的容量調(diào)整

在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，充電樁很少滿負(fù)荷充電。這是因?yàn)殡妱?dòng)汽車的充電時(shí)間分布不均勻，用戶充電行為受到多種因素影響，如出行計(jì)劃、電價(jià)政策等。所以在實(shí)際運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景下，1250kVA的變壓器也能夠滿足需求。這就需要在配置箱式變壓器時(shí)，充分調(diào)研當(dāng)?shù)仉妱?dòng)汽車的使用情況、充電習(xí)慣等因素，避免過(guò)度配置變壓器容量，造成不必要的投資浪費(fèi)。

三、不同場(chǎng)景下的箱式變壓器配置建議

快充站場(chǎng)景

快充站的充電樁功率通常較高，如前面提到的320kW重卡專用充電樁。在這種場(chǎng)景下，由于快充的瞬時(shí)功率需求大，對(duì)箱式變壓器的容量、功率因數(shù)校正能力以及散熱性能都有更高的要求。例如，對(duì)于一個(gè)有5臺(tái)320kW重卡專用充電樁的快充站，總功率為1600kW，按照1.25倍的系數(shù)計(jì)算得到2000kVA，再加上一定的預(yù)留空間，可能需要配置2500kVA的箱式變壓器。同時(shí)，要考慮變壓器的散熱方式，如在開(kāi)闊的快充站場(chǎng)地，油浸式變壓器憑借其良好的散熱性能可能是一個(gè)較好的選擇；而在對(duì)環(huán)境美觀度和安全性要求較高的城市快充站，干式變壓器可能更適合，盡管其成本相對(duì)較高。

普通交流充電樁站場(chǎng)景

普通交流充電樁的功率相對(duì)較低，一般在7 - 22kW之間。對(duì)于一個(gè)中等規(guī)模的普通交流充電樁站，假設(shè)有20臺(tái)120kW充電樁（這里只是假設(shè)方便對(duì)比，實(shí)際普通交流充電樁功率較低），總功率為2400kW，按照1.25倍系數(shù)計(jì)算得到3000kVA，再加上預(yù)留空間，可能需要配置3500kVA的箱式變壓器。在這種場(chǎng)景下，由于充電功率相對(duì)穩(wěn)定且較低，可以根據(jù)實(shí)際場(chǎng)地情況、預(yù)算等因素靈活選擇油浸式或干式變壓器。

四、箱式變壓器設(shè)備選型建議

油浸式變壓器與干式變壓器的比較

油浸式變壓器

優(yōu)點(diǎn)：油浸式變壓器采用油作為絕緣和散熱介質(zhì)，具有較好的絕緣性能和散熱效果。其成本相對(duì)較低，能效較高，對(duì)于一些對(duì)成本較為敏感且對(duì)空間要求不高的場(chǎng)景，如郊區(qū)的快充站或者工業(yè)區(qū)域的充電站比較適用。同時(shí)，油浸式變壓器的過(guò)載能力相對(duì)較強(qiáng)，能夠在一定程度上應(yīng)對(duì)突發(fā)的高負(fù)荷情況。

缺點(diǎn)：油浸式變壓器存在漏油的風(fēng)險(xiǎn)，需要定期進(jìn)行油質(zhì)檢測(cè)和維護(hù)。在防火要求較高的場(chǎng)所，如城市中心區(qū)域或者靠近易燃物的地方，油浸式變壓器的使用受到一定限制。而且其體積和重量較大，安裝和運(yùn)輸成本較高。

干式變壓器

優(yōu)點(diǎn)：干式變壓器采用固體絕緣材料，如環(huán)氧樹(shù)脂等，不存在漏油問(wèn)題，防火性能好，適用于對(duì)安全和環(huán)境要求較高的場(chǎng)所，如城市中心的充電站、高層建筑附近的充電設(shè)施等。其運(yùn)行噪聲低，維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要進(jìn)行油質(zhì)檢測(cè)等復(fù)雜的維護(hù)工作。

缺點(diǎn)：干式變壓器的成本相對(duì)較高，散熱主要依靠空氣自然冷卻或強(qiáng)制風(fēng)冷，在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)可能需要額外的散熱措施，導(dǎo)致其能效相對(duì)油浸式變壓器略低。

材質(zhì)與結(jié)構(gòu)的選擇

在變壓器的材質(zhì)方面，除了前面提到的油浸式和干式變壓器的區(qū)別，在導(dǎo)電材質(zhì)上有鋁芯和銅芯之分。鋁芯變壓器成本較低，適用于對(duì)成本敏感且負(fù)載率不高的場(chǎng)景；銅芯變壓器導(dǎo)電性好，損耗低，適用于負(fù)載率高、對(duì)能效要求較高的場(chǎng)景。在變壓器的結(jié)構(gòu)上，要根據(jù)充電站的實(shí)際布局和空間大小進(jìn)行選擇，例如，一些空間狹小的充電站可能需要選擇結(jié)構(gòu)緊湊的變壓器。

五、箱式變壓器配置的常見(jiàn)誤區(qū)

忽視預(yù)留升級(jí)空間

有些投資者在配置箱式變壓器時(shí)，僅僅根據(jù)當(dāng)前充電樁的功率和數(shù)量計(jì)算容量，沒(méi)有考慮到未來(lái)業(yè)務(wù)的發(fā)展。隨著電動(dòng)汽車保有量的快速增長(zhǎng)和技術(shù)的不斷進(jìn)步，充電樁的功率和數(shù)量都有可能增加。如果一開(kāi)始沒(méi)有預(yù)留足夠的升級(jí)空間，后期可能需要重新更換變壓器，造成巨大的投資浪費(fèi)。

只看價(jià)格不看質(zhì)量

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況下，部分投資者可能會(huì)選擇價(jià)格較低的箱式變壓器，但忽視了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。低質(zhì)量的變壓器可能存在能效低、可靠性差、使用壽命短等問(wèn)題，不僅會(huì)增加運(yùn)營(yíng)成本，還可能影響充電站的正常運(yùn)營(yíng)，甚至在運(yùn)行過(guò)程中存在安全隱患。

六、結(jié)論

箱式變壓器的配置對(duì)于充電站的建設(shè)至關(guān)重要。在進(jìn)行箱式變壓器配置時(shí)，我們需要綜合考慮多個(gè)因素，包括基本的功率計(jì)算、不同場(chǎng)景下的特殊需求、設(shè)備選型的要點(diǎn)以及避免常見(jiàn)的誤區(qū)。通過(guò)合理的配置箱式變壓器，可以提高充電站的運(yùn)行效率、降低運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)也能更好地適應(yīng)未來(lái)電動(dòng)汽車充電設(shè)施的發(fā)展需求。在實(shí)際操作中，建議咨詢專業(yè)的電氣工程師或者參考相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以確保箱式變壓器的配置科學(xué)合理。并且，像江蘇中盟電氣這樣的專業(yè)廠商，可以提供更多關(guān)于箱式變壓器的定制化解決方案，滿足不同充電站的建設(shè)需求。