{"id":11822,"date":"2026-10-28T14:18:37","date_gmt":"2026-10-28T06:18:37","guid":{"rendered":"https:\/\/subian-electric.com\/?p=11822"},"modified":"2026-10-28T14:18:37","modified_gmt":"2026-10-28T06:18:37","slug":"transformer-for-ev-charging-station","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/subian-electric.com\/de\/blog\/transformer-for-ev-charging-station\/","title":{"rendered":"Wie w\u00e4hlen Sie den richtigen Transformator f\u00fcr eine EV-Ladestation aus?"},"content":{"rendered":"

Die kurze Antwort ist, dass die Mehrheit der Ladestationen einen Verteilungstransformator ben\u00f6tigt, der als Transformator mit mittlerer bis niedriger Spannung klassifiziert werden kann und gem\u00e4\u00df den tats\u00e4chlichen gleichzeitigen Lasten der Ladeger\u00e4te \u2013 nicht ihrer Nennleistung, harmonikastarken Betriebsbedingungen \u00fcber mehrere Stunden am Tag und standortspezifischen Versorgungsbedingungen \u2013 ausgelegt ist. Dies bezieht sich normalerweise auf einen padmontierten Transformator in einem offenen Parkplatz, auf einen Gie\u00dfharztransformator in einer k\u00fcnstlichen Struktur oder einer Tiefgarage, auf eine vorgefertigte Umspannstation in einer gro\u00dfen Ladestation\/Busdepot, zusammen mit einer Reihe zus\u00e4tzlicher Stromwandler, die die Versorgung sichern, aber normalerweise keine Aufmerksamkeit erregen, bis es an der Zeit ist, eine Bestellung f\u00fcr Messger\u00e4te oder Schutzrelais aufzugeben.<\/p>\n

Dieser Leitfaden richtet sich an Entwickler, EPC-Auftragnehmer und Elektroberater, die verantwortlich sind f\u00fcr die Erstellung eines Transformators f\u00fcr eine EV-Ladestation<\/span> in eine Spezifikation. Er enth\u00e4lt Informationen \u00fcber die Transformatorarten und -bewertungen, Harmoniken, um Beispiele f\u00fcr die Dimensionierung zu zeigen, um \u00fcber Stromwandler zu diskutieren und um eine Checkliste f\u00fcr die Lieferanten bereitzustellen. Wenn Sie sich noch in der Netzplanungsphase befinden, erkl\u00e4ren unsere Begleitartikel was die DOE-Studie \u00fcber Transformatoren- und Zuleitungs-Upgrades sagt<\/a> und was der Marktbericht 2025 \u00fcber die Nachfrage nach Transformatoren offenbart<\/a>.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Welche Transformatoren sitzen zwischen dem Netz und einem EV-Ladeger\u00e4t?<\/h2>\n

Die Hauptbeschaffung bezieht sich auf den Transformator, der die Versorgungsnetzspannung von 10 bis 35 kV auf die Ladeger\u00e4tspannung reduziert. In IEC-L\u00e4ndern betr\u00e4gt die Transformatorenspannung in den meisten F\u00e4llen 400\/230 V bei 50 Hz, die die meisten DC- oder AC-Ladeger\u00e4te direkt akzeptieren k\u00f6nnen. In Nordamerika wird manchmal ein Transformator mit sehr niedriger Spannung verwendet, um 480 V in 208Y\/120 V f\u00fcr Level 2-Ladeger\u00e4te umzuwandeln. Der Rest dieses Leitfadens konzentriert sich daher auf den Standorttransformator, da dies das wertvolle, langwierige Element ist, das die Inbetriebnahme eines Standorts erm\u00f6glicht oder verhindert.<\/p>\n

Abstimmung des Transformatorentyps auf den Ladeort<\/h2>\n

Die physische Form eines EV-Ladestationstransformators<\/span> wird durch den Standort, die Leistungsaufnahme des Standorts und den Zugang bestimmt. Die folgende Tabelle gibt den \u00fcblichen Ausgangspunkt an.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Standort<\/th>\nTypische Nachfrage<\/th>\n\u00dcbliche Transformatorform<\/th>\nWarum<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
L\u00e4ndlicher Vorplatz oder kleiner Parkplatz mit einigen AC-Punkten<\/td>\nUnter 150 kVA<\/td>\nPfostenmontierter oder kleiner padmontierter \u00d6leinheit<\/td>\nNiedrigste Kosten, wo bereits eine Freileitung vorhanden ist<\/td>\n<\/tr>\n
Supermarkt, Hotel oder B\u00fcroparkplatz mit gemischtem AC und DC<\/td>\n250 bis 1.000 kVA<\/td>\nDreiphasiger padmontierter Transformator<\/td>\nKompakt, manipulationssicher, wird auf einem Betonpad neben den Ladeger\u00e4ten installiert<\/td>\n<\/tr>\n
Unterirdische Garage, mehrst\u00f6ckiger Parkplatz oder Geb\u00e4udekeller<\/td>\n250 bis 2.500 kVA<\/td>\nGie\u00dfharz-Trockentransformator in einem Geh\u00e4use<\/td>\nKein \u00d6l, selbstl\u00f6schende Isolierung und einfachere Brandschutzgenehmigung im Innenbereich<\/td>\n<\/tr>\n
Schnellladezentrum an Autobahnen<\/td>\n1 bis 5 MVA<\/td>\nVorgefertigte Umspannstation mit MV-Schaltanlagen, ein oder zwei Transformatoren und einem LV-Board<\/td>\nWird als eine getestete Einheit geliefert, was die Arbeiten vor Ort verk\u00fcrzt<\/td>\n<\/tr>\n
Bus- oder Lkw-Depot, oft mit Solar- und Speichersystemen<\/td>\n2 bis 10 MVA oder mehr<\/td>\nMehrere Transformatoren in vorgefertigten Umspannwerken, manchmal eine 33 kV Verbindung<\/td>\nRedundanz und Raum, um die Ladeleistung schrittweise zu erh\u00f6hen<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Bodenmontierte Transformatoren f\u00fcr offene Parkpl\u00e4tze<\/h3>\n

Ein bodenmontierter Transformator umfasst die Transformatorenausr\u00fcstung, die Mittelspannungsanschl\u00fcsse und die Niederspannungsanschl\u00fcsse in einem verschlossenen Geh\u00e4use. Das Ger\u00e4t kann am Rand des Parkplatzes, in der N\u00e4he der Ladeger\u00e4te, platziert werden, wodurch die Menge an ben\u00f6tigtem Niederspannungskabel reduziert wird. Ein DC-Ladeger\u00e4t mit einer Leistung von 120 kW ben\u00f6tigt etwa 186 A bei 400 V, daher erh\u00f6ht jeder Meter Kabel zwischen dem Transformator und den Ladestationen die Kosten f\u00fcr Kupfer. Subian baut dreiphasige, bodenmontierte Transformatoren<\/a> konfiguriert auf die Netzspannung des Projekts, die Vektorgruppe und den Standard.<\/p>\n

Trockentransformatoren f\u00fcr Garagen und Geb\u00e4ude<\/h3>\n

Feuerwehr und Versicherungsunternehmen sind vorsichtig bei \u00f6lbasierenden Ger\u00e4ten in geschlossenen Parkh\u00e4usern. Ein Trockentransformator aus Gie\u00dfharz umgeht die \u00d6lsumpf-, Brandschutzwand und die ausreichenden Pr\u00fcfprotokolle, die f\u00fcr \u00f6lbasierte Ger\u00e4te erforderlich zu sein scheinen, und tauscht dies gegen einen etwas h\u00f6heren Preis und die Anforderung nach einem gestalteten, sauberen, bel\u00fcfteten Raum ein. Subians Sortiment an Trockentransformatoren<\/a> umfasst die 6 bis 10 kV SCB-Serie Epoxidharz-Gussger\u00e4te<\/a> die h\u00e4ufig in Geb\u00e4udeumspannwerken verwendet werden. F\u00fcr einen breiteren Vergleich siehe unseren Leitfaden zu Trockentransformatoren versus \u00f6lgetauchte Transformatoren<\/a>.<\/p>\n

Vorgefertigte Umspannwerke f\u00fcr Hubs und Depots<\/h3>\n

In F\u00e4llen, in denen ein Standort sowohl seine eigene Mittelspannungs-Schaltanlage als auch mindestens zwei Transformatoren ben\u00f6tigt, ist ein werkseitig gebautes Umspannwerk in der Regel die schnellste verf\u00fcgbare Option. Die Ringhauptschaltanlage, der Transformator und das Niederspannungsfeld kommen vorverkabelt und typgepr\u00fcft, sodass nur die Aufgaben des Fundaments, des Kabelziehens und der Inbetriebnahme vor Ort verbleiben. Subians YB-Serie Fertigstation<\/a> und ZGS-Serie kombinierte Umspannstation<\/a> \u00fcbernehmen diese Rolle, und unser kompakte Umspannstation Anleitung<\/a> erkl\u00e4rt, wie man eines spezifiziert. Wie unser Marktbericht zum EV-Laden 2025<\/a> zeigt, dass die durchschnittliche Leistung \u00f6ffentlicher Ladeger\u00e4te weiter steigt, daher lohnt es sich, im Layout Platz f\u00fcr einen zweiten Transformator zu lassen.<\/p>\n

Welche Bewertungen sollte ein Transformator f\u00fcr eine EV-Ladestation haben?<\/h2>\n

Spannung, Abzapfungen und Vektorgruppe<\/h3>\n

Im Falle von prim\u00e4ren Versorgungsspannungen wird erwartet, dass sie mit den Spannungsniveaus des angeschlossenen lokalen Stromnetzes \u00fcbereinstimmen, was bedeutet, dass es entweder 10 bis 33 kV gem\u00e4\u00df IEC-Vorgaben oder 12,4 bis 34,5 kV in Nordamerika betr\u00e4gt. Der Sekund\u00e4rkreis sollte mit dem Ladeger\u00e4t-Eingang \u00fcbereinstimmen und hat typischerweise eine Spannungsbewertung von 400 V f\u00fcr IEC-Spezifikationen und 480 V f\u00fcr Nordamerika. Ein Lastabgriff kann das Problem der falschen prim\u00e4ren Versorgungsspannung bew\u00e4ltigen, jedoch ist eine \u00dcberpr\u00fcfung der Ladeger\u00e4tespezifikationen erforderlich, da einige Ladeger\u00e4te eine Leistungsminderung erfahren, wenn die Eingangsspannung niedriger als erwartet ist.<\/p>\n

F\u00fcr DC-Schnellladeanwendungen ist Dyn11 die \u00fcblicherweise verwendete Vektorgruppe in allen IEC-Standardl\u00e4ndern. Unser Artikel \u00fcber wie ein Delta-Stern-Transformator funktioniert<\/a> behandelt die Grundlagen.<\/p>\n

Impedanz und Kurzschlussniveau<\/h3>\n

Die Impedanz ist ein Kompromiss. Ihr hoher Wert reduziert den Fehlerstrom, der durch die Niederspannungsschaltanlagen flie\u00dft, und h\u00e4lt den Selbstschutz der Ladeger\u00e4te innerhalb ihrer Grenzen; andererseits erh\u00f6ht sie den Spannungsabfall und verursacht eine gr\u00f6\u00dfere harmonische Spannungsverzerrung des Transformators. Laut IEC 60076-5 betr\u00e4gt die minimale Kurzschlussimpedanz f\u00fcr Transformatoren mit Leistungsbewertungen von weniger als 630 4 Prozent, w\u00e4hrend sie f\u00fcr solche mit Bewertungen zwischen 631 und 1250 kVA 5 Prozent betr\u00e4gt, was f\u00fcr die meisten Transformatorenhersteller der Fall ist.<\/p>\n

Verluste: Entsprechen Sie dem Design des Lastprofils<\/h3>\n

\u00d6ffentliche Schnellladeger\u00e4te auf einer Autobahn k\u00f6nnen den Gro\u00dfteil des Tages ungenutzt bleiben, sodass der Leerlaufkernverlust, der rund um die Uhr anf\u00e4llt, die Energiekosten dominiert. Ein amorpher Kern-Design, wie Subians 10 kV SCBH-Serie amorpher Legierung Trocken-Transformator<\/a>, reduziert diesen Leerlaufverlust erheblich. Ein Busdepot ist das Gegenteil: Der Transformator l\u00e4uft jede Nacht nahe der Vollast f\u00fcr sechs bis acht Stunden, sodass der Lastverlust wichtiger ist. Teilen Sie dem Anbieter mit, welches Muster Ihr Standort folgt, und \u00fcberpr\u00fcfen Sie lokale Verlustvorschriften wie die EU-\u00d6kodesignanforderungen f\u00fcr Verteilungstransformatoren.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Harmonische und K-Faktor: Der Aspekt, der in den meisten Spezifikationen \u00fcbersehen wird<\/h2>\n

Alle EV-Ladeger\u00e4te sind verantwortlich f\u00fcr die Umwandlung des Wechselstroms in Gleichstrom und fungieren somit als nichtlineare Last. Einfache Sechs-Puls-Diodengleichrichter sind verantwortlich f\u00fcr die Erzeugung eines Wechselstroms, der Harmonische der 5., 7., 11. und 13. Ordnung enth\u00e4lt. Die meisten modernen Hochleistungs-Ladeger\u00e4te nutzen den aktiven Frontend oder den Wien-Gleichrichter. Um die effektive F\u00e4higkeit des Wien-Gleichrichters nachzuweisen, wies ein Artikel in IEEE Access darauf hin, dass die Verzerrung des Eingangsstroms weniger als 3.3% betragen k\u00f6nnte und unter der \u00fcblichen Anforderung von 5% bleibt, wie in IEEE 519 angegeben.<\/p>\n

Der Anstieg der harmonischen Str\u00f6me wird zu einem Anstieg der Wirbelstr\u00f6me und Streuverluste f\u00fchren, was bedeutet, dass der Transformator unter w\u00e4rmeren Bedingungen als erwartet arbeiten wird, basierend auf seiner kVA-Belastung. IEEE C57.110 ist verantwortlich f\u00fcr die Bereitstellung eines Algorithmus zur Messung der Herabsetzung basierend auf einem oder einem anderen harmonischen Spektrum. In den USA k\u00f6nnen Trockenarten von Transformatoren unter K-Typen gefunden werden, abh\u00e4ngig vom pr\u00e4sentierten K-Faktor (UL 1561). Einige Hersteller empfehlen K-9-Typen von Transformatoren f\u00fcr Level 1 und Level 2 Ladeger\u00e4te und K-4 f\u00fcr F\u00e4lle, in denen der Umfang der EV-Belastung relativ klein ist. Es gibt keine Praktiken, in denen K-Faktor-Bewertungspraktiken angewendet werden, daher w\u00e4re es weiser, dem Hersteller das erwartete harmonische Stromspektrum zur Verf\u00fcgung zu stellen.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
Ladeger\u00e4t Frontend<\/th>\nDominante harmonische Ordnungen<\/th>\nTypische Strom THD<\/th>\nWas es f\u00fcr den Transformator bedeutet<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Sechs-Puls-Dioden-Gleichrichter<\/td>\n, 7., 11., 13.<\/td>\nHoch; \u00fcberschreitet normalerweise die IEEE 519 und IEC-Grenzwerte ohne Minderung<\/td>\nHerabsetzen gem\u00e4\u00df IEEE C57.110, ein K-bewertetes Ger\u00e4t angeben oder Filter hinzuf\u00fcgen<\/td>\n<\/tr>\n
Zw\u00f6lf-Puls-Gleichrichter<\/td>\n, 13., 23., 25.<\/td>\nViel niedriger als sechs-Puls, wobei die 5. und 7. weitgehend ausgeglichen sind<\/td>\nM\u00e4\u00dfiger zus\u00e4tzlicher Verlust; normalerweise durch eine bescheidene Marge abgedeckt<\/td>\n<\/tr>\n
Aktives Frontend oder Wien-Gleichrichter<\/td>\nNiedriges Niveau, h\u00f6here Ordnungen<\/td>\nNormalerweise unter 5 Prozent bei Nennlast<\/td>\nStandarddesign ist im Allgemeinen ausreichend; mit Ladeger\u00e4t-Daten best\u00e4tigen<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Zwei Techniken, die implementiert werden k\u00f6nnen, um das Problem zu minimieren, sind Phasenverschiebung und eine vollst\u00e4ndige Installationsbewertung durchzuf\u00fchren. Phasenverschiebung bedeutet, Ladeger\u00e4te zwischen zwei Transformatoren oder sekund\u00e4ren Wicklungen mit einem Phasenunterschied von 30 Grad zu verteilen, was bei der Ausl\u00f6schung der 5. und 7. Harmonischen auf der oberen Ebene hilft. Die zweite Technik schl\u00e4gt vor, eine Bewertung der gesamten Installation vorzunehmen. Es sollte beachtet werden, dass IEC 61000-3-12 harmonische Standards definiert und die Grenzen f\u00fcr die Ger\u00e4tearbeit festlegt, die 16 A \u00fcberschreiten und bis zu 75 A f\u00fcr jede Phase betragen.<\/p>\n

Wie man einen Transformator f\u00fcr eine EV-Ladestation dimensioniert<\/h2>\n

Unser DOE-Bericht Leitfaden<\/a> funktioniert \u00fcber einen reinen DC-Schnelllade-Hub, und die Marktbericht-Artikel<\/a> dimensioniert ein Busdepot. Viele reale Projekte sind gemischt, daher hier eine Einzelhandelsseite mit sowohl AC- als auch DC-Ladung sowie einer bestehenden Geb\u00e4udelast.<\/p>\n

Annahmen: vier DC-Ladeger\u00e4te mit 120 kW haben einen Zufallsfaktor von 75 Prozent aufgrund des Lastmanagements, mit einer Effizienz von 95 Prozent und einem Leistungsfaktor von 0,98. Zw\u00f6lf AC-Ladeger\u00e4te mit 22 kW wurden mit einem Diversit\u00e4tsfaktor von 50 Prozent ber\u00fccksichtigt, da Fahrzeuge mehrere Stunden geparkt bleiben; Leistungswert von 60 kVA der bestehenden Beleuchtung, K\u00fchlung und Werkstattlast; plus 20 Prozent Reserve f\u00fcr Ladeger\u00e4te und harmonische Erw\u00e4rmung.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Last<\/th>\nBerechnung<\/th>\nErgebnis<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
DC-Ladeger\u00e4te<\/td>\n4 \u00d7 120 kW \u00d7 0,75 \u00f7 0,95 \u00f7 0,98<\/td>\nEtwa 387 kVA<\/td>\n<\/tr>\n
AC-Ladeger\u00e4te<\/td>\n12 \u00d7 22 kW \u00d7 0,50 \u00f7 0,99<\/td>\nEtwa 133 kVA<\/td>\n<\/tr>\n
Bestehende Geb\u00e4udelast<\/td>\nWie gemessen<\/td>\n60 kVA<\/td>\n<\/tr>\n
Gesamte zuf\u00e4llige Nachfrage<\/td>\n387 + 133 + 60<\/td>\nEtwa 580 kVA<\/td>\n<\/tr>\n
Mit 20 Prozent Marge<\/td>\n580 \u00d7 1.2<\/td>\n\u00dcber 696 kVA<\/td>\n<\/tr>\n
N\u00e4chste Standardgr\u00f6\u00dfe<\/td>\nIEC-Praxis \/ Nordamerikanische Pad-Montage<\/td>\n800 kVA \/ 750 kVA<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Die Anforderung an eine nahezu gleiche Leistungskapazit\u00e4t ohne Lastmanagement erfordert zu Beginn etwa 842 kVA und am Ende 1.011 kVA, was gem\u00e4\u00df IEC-Spezifikationen etwa 1.250 kVA entspricht. Lastmanagement ist entscheidend, da es zwei Arten von Transformatoren anzeigt, die bestellt werden m\u00fcssen, und daher sollte es vor der Bestellung des Transformators spezifiziert werden. F\u00fcr die Schritte zwischen den Nennwerten siehe unseren Leitfaden zu Standardtransformatorgr\u00f6\u00dfen<\/a>, und f\u00fcr die Grundlagen, was eine kVA-Bewertung bedeutet<\/a>.<\/p>\n

Zus\u00e4tzlich zu den oben genannten Spezifikationen erfordert das Depot eine weitere \u00dcberlegung. W\u00e4hrend Standardverteilungstransformatoren bis zu einem gewissen Grad \u00fcberlastet werden k\u00f6nnen, da sich Wohnlasten \u00fcber Nacht abk\u00fchlen, kann ein Depot, das seine Busse nur \u00fcber Nacht aufl\u00e4dt, nicht von solchen Abk\u00fchlungsperioden profitieren. Es ist wichtig, die Ladeanweisungen f\u00fcr \u00f6lgef\u00fcllte Transformatoren gem\u00e4\u00df IEC 60076-7 und f\u00fcr trockene Transformatoren gem\u00e4\u00df IEC 60076-12 zu befolgen, da dies hilft, die genauen Ladeprofile zu bestimmen.<\/p>\n

Sollte die Ladeeinrichtung ihren eigenen Transformator haben?<\/h2>\n

Wenn ein Geb\u00e4ude \u00fcber einen eigenen Transformator verf\u00fcgt, der gen\u00fcgend Strom liefern kann, k\u00f6nnen mehrere AC-Ladeger\u00e4te an diese Versorgung angeschlossen werden. Die US-Multi-State-Netzstudie<\/a> modellierte einen speziellen dreiphasigen Servicetransformator f\u00fcr jede DC-Schnellladeeinrichtung, und die meisten Versorgungsunternehmen sehen das f\u00fcr alles \u00fcber ein paar hundert Kilowatt \u00e4hnlich. Ein spezieller EV-Ladetransformator<\/span> h\u00e4lt auch die Harmoniken und Spannungseinbr\u00fcche der Ladeger\u00e4te von anderen Kunden fern, vereinfacht die Abrechnung und l\u00e4sst die Einrichtung wachsen, ohne die Geb\u00e4udeversorgung zu st\u00f6ren. Best\u00e4tigen Sie fr\u00fchzeitig, ob das Versorgungsunternehmen oder der Standortbesitzer das Ger\u00e4t kauft.<\/p>\n

Im Falle von gemischten Ladestationen, die mit Solarpanels oder Batterien ausgestattet sind, muss eine weitere \u00dcberpr\u00fcfung durchgef\u00fchrt werden. Der Transformator kann auch in die entgegengesetzte Richtung arbeiten, wenn eine Batterie entladen wird oder wenn die von der Solaranlage erzeugte Energie die Bed\u00fcrfnisse der Einrichtung \u00fcbersteigt. Informieren Sie den Hersteller \u00fcber die Besonderheiten der Situation, damit diese bei der Konstruktion des Ger\u00e4ts ber\u00fccksichtigt werden k\u00f6nnen. Der Artikel \u00fcber die kompakte Umspannstation f\u00fcr Energiespeicher<\/a> wird Ihnen erkl\u00e4ren, wie Speicher, PCS und Transformator zusammenarbeiten.<\/p>\n

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Schaltanlagen und Schutz um den Transformator<\/h2>\n