Harmoniky, účiník a THDi při nabíjení elektromobilů

DC nabíječka se mřížce prezentuje jako velké nelineární zatížení. Neodebírá proud úměrně k napěťové vlně; Přepíná, usměrňuje a reguluje a proud, který odebírá, má svůj vlastní tvar. Vše, co následuje v tomto tématu, je důsledkem tohoto tvaru.

slovní zásoba kolem něj je malá, ale často zneužívaná. Celkové harmonické zkreslení a celkové harmonické zkreslení proudu jsou různé míry různých věcí. Účiník má dvě definice, které dávají různá čísla pro stejné zařízení. Vědět, která položka je která, promění položku v datasheetu na specifikaci, kterou můžete skutečně ověřit.

Proč usměrňovač odebírá nesinusový proud

Jednoduchý usměrňovač vede pouze tehdy, když příchozí napětí překročí napětí na jeho stejnosměrné straně. Proud teče v krátkých pulzech kolem vrcholů přívodního průběhu místo plynulého průběhu celého cyklu. Tyto pulzy obsahují energii, kterou zátěž potřebuje, a také frekvence, které jsou násobky frekvence dodávky. Tyto násobky jsou harmoniky.

Moderní nabíječky přidávají korekční stupeň před usměrňovačem. Tvaruje vstupní proud tak, aby následoval napěťový průběh, což výrazně snižuje harmonické. Proto je téma méně důležité než u starších zařízení a proč stále záleží: korekce není dokonalá a musí platit v celém rozsahu zatížení, ne jen v konstrukčním bodě.

Pokud je korekce špatně provedena nebo je při lehkém zatížení neúspěšná, harmonické se vrátí. Zařízení provozující mnoho jednotek při nízkém výkonu může proto vykazovat horší proudové zkreslení než stejné zařízení provozující méně jednotek při vysokém výkonu, což je nelogické a často se při uvádění do provozu přehlíží.

THD a THDi nejsou stejné čísla

Celkové harmonické zkreslení, psané bez indexu, obvykle označuje napětí. Popisuje, jak daleko se vlnový průběh napájecího napětí odchýlil od čistého sinusu. Celkové harmonické zkreslení proudu, zapsané jako i, popisuje tvar proudu, který zařízení odebírá.

Obě jsou propojené, ale nejsou zaměnitelné, a vztah závisí na impedanci zdroje. Nabíječka s vysokým proudovým zkreslením připojená k pevnému zdroji vytváří pouze malé napětí. Stejná nabíječka na slabém zdroji, na konci dlouhého kabelu, vytvoří mnohem větší. Proto může produkt dosáhnout hodnoty zkreslení proudu a přesto způsobit problém s napětím na konkrétním místě.

Praktické pravidlo je, že specifikace zařízení popisuje, co zařízení dělá, a průzkum místa popisuje, co lokalita zažívá. Citace, která uvádí pouze jedno ze dvou čísel, odpovídá na polovinu otázky.

Dvě definice faktoru

Účinek je reálná síla dělená zdánlivým výkonem. Když jsou napětí i proud sinusoidní, tento poměr se rovná kosinusu fázového úhlu mezi nimi a obě definice se shodují. Když je proud zkreslen, rozcházejí se.

Faktor posunu zohledňuje pouze základní složky a ignoruje zkreslení. Skutečný účinič, někdy nazývaný celkový výkonový faktor, zahrnuje zkreslení a je proto nižší. Jednotka může hlásit vychýlený účiník velmi blízký jednotě, zatímco její skutečný účiník je výrazně nižší, a rozdíl je přenášen harmonickými proudy, které musí stále proudit napájením.

Tento rozdíl je důležitý na měřiči a na transformátoru. Účty za energie jsou podle skutečného účiniče energie, ať už to tak pojmenují nebo ne. Specifikační list s uvedením výkonového účiníku není špatný, ale odpovídá na jinou otázku, než jakou klade zákon.

Co harmonické dělají s transformátory a nulovými vodiči

Harmonické proudy způsobují v transformátoru další ztráty nad rámec těch, pro které byl navržen. Vířící proudy v jádru a povrchový efekt vinutí se s frekvencí zvyšují, takže zkreslený proud zahřívá transformátor více než sinusový proud se stejnou střední střední hodnotou. Praktickým důsledkem je snížení hodnoty: transformátor obsluhující silně deformující zátěž nemůže dodat svou kapacitu bez překročení teplotních limitů.

Neutrální vodič je druhý a překvapivější. V vyváženém třífázovém systému s lineárními zátěžemi se základní proudy v nulovém vodiči ruší a nese téměř nic. Trojité harmonické — třetí, devátá a patnáctá — se nevyrovná. Přidávají nulák, který může vést přes větší proud, než se očekávalo, že zvládne jakýkoli jednofázový vodič.

Na nabíječce je toto omezení zřídka pravidlem, protože nabíječky jsou obvykle třífázové zátěže s účinnou korekcí. Stává se důležitým, když jsou jednofázové AC rozvody instalovány ve velkém množství na sdílené distribuční desce, což přesně dělají parkoviště na pracovištích a v domácnostech.

Třetí efekt je na samotném napájecím napětí a přes něj na vše ostatní na místě. Zkreslené napětí způsobuje další zahřívání motorů, může narušit citlivé zařízení a způsobit neočekávaný provoz ochranných relé. To je důvod, proč si sousední nájemník může stěžovat na instalaci nabíječky, která se zdá být funkční správně.

kdy by měl web znovu změřit

Měření provedené při uvedení do provozu popisuje místo, jak bylo postaveno. Pět situací ospravedlňuje další pokus.

Když jsou přidány nabíječky, protože deformace stránky škáluje s počtem připojených usměrňovačů. Když se změní napájení, protože jiný transformátor nebo delší vedení kabelu mění impedanci a tím i napěťové zkreslení pro stejné proudové zkreslení. Když jiné zařízení na místě začne selhávat, protože to je příznak, který budova zaznamená jako první. Když energetická společnost vznese otázku na místě připojení, obvykle to znamená, že je požadováno měření, nikoli nabízeno. A když se změní vzorec využití lokality, protože provoz s lehkým zatížením může způsobit jiné zkreslení než v případě návrhu.

Samotné měření má požadavek, který je často přehlížen: musí být provedeno při známém zatížení. Měření provedené u jedné nabíječky běžící na nízký výkon téměř nic neříká o místě v době špičky. Užitečný záznam uvádí počet jednotek v relaci, jejich celkový výstup a místo v instalaci, kde byl přístroj připojen

.

Co uvést ve specifikaci

Tři detaily převádějí marketingovou figurku na ověřitelný požadavek.

Nejprve uveďte načítací bod. Zkreslení i účiník se liší podle výstupu, takže hodnota bez udávané zátěže není specifikací. Za druhé, uveďte, která definice účinného účiníku je míněna, posunutí nebo pravda. Za třetí, uveďte, zda je hodnota zkreslení proudu měřena na svorkách jedné jednotky nebo na místě připojení, protože to jsou různé měření s různými hodnotami.

Produkty této třídy obvykle uvádějí své hodnoty při jmenovitém zatížení, což je stav, kdy korekční fáze pracuje nejvíce a čísla vypadají nejlépe. Jednosměrná jednotka, která uvádí účiník na úrovni 0,99 nebo vyšší a zkreslení proudu na nebo pod pět procent při plném zatížení, popisuje dobře korigovaný návrh; Styl 120 a 180 kW stanice a 480 kW hub host oba uvádějí své hodnoty při plném zatížení právě z tohoto důvodu

.

Otázka, kterou stojí za to přidat do tendru, je, co se děje při plném zatížení. Korekční stupeň, který udržuje výkon v celé řadě, je jiný design než ten, který splňuje nejvyšší hodnotu a degraduje se pod ním, a rozdíl je vidět na místech, kde vozidla většinu jízdy jedou na částečný výkon.

U většiny instalací to není problém. Korekční stupně jsou účinné a dobře navržené místo s dostatečnou kapacitou transformátoru bez obtíží absorbuje zbytkové zkreslení. Výjimky jsou soustředěny na třech místech: velká místa s mnoha jednotkami na jednom transformátoru, místa s výraznou jednofázovou střídavou zátěží na sdílených deskách a místa na konci dlouhého nebo slabého napájení, kde impedance zesiluje to, co nabíječky produkují.

Tyto tři případy stojí za to identifikovat před tím, než se návrh upevní, protože řešení — větší transformátor, aktivní filtrování, jiné uspořádání distribuce — jsou všechny levnější na plánování než na dodatečnou montáž. Měřicí protokol a požadované údaje jsou shrnuty v technické dokumentaci na ke stažení."