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

قدرة 500 كيلوواط لمطار: وحدة طاقة أرضية 400 هرتز + إضاءة المدرج + UPS على نظام تغذية مزدوج N+1

2×SCB13-500/10 N+1 · 400 kW ديزل احتياطي · 150 kVA UPS (15 دقيقة) · جسر GPU 400 Hz

1 · TL;DR Conclusion

الخلاصة: يستخدم هذا المطار بقدرة 500 kW تغذية 10 kV + محولين جافين SCB13-500/10 (N+1)، مع ديزل احتياطي 400 kW وUPS بقدرة 150 kVA يغطي 100% من حمل المدرج من الدرجة الأولى/ATC. يرفع جسر GPU بتردد 400 Hz معامل THDi إلى 30%، لذا فإن PFC بقدرة 150 kvar غير مضبوط ويوصى باستخدام APF — إجمالي أداة التكوين ≈ 456,014 دولارًا (مستوى الجدوى).

  • •محولا جاف SCB13 بقدرة 2×500 kVA بنظام N+1؛ تحميل 84% بعد فقدان وحدة واحدة، ضمن نطاق 60–85%
  • •سلسلة تغذية مزدوجة: شبكة 10 kV + ديزل 400 kW + UPS 150 kVA = 550 kW احتياطي، يغطي بالضبط الدرجة الأولى (500) + الحريق (50)
  • •محولات GPU بتردد 400 Hz تنتج 150 kW غير خطية (30% THDi)؛ PFC منزوع الضبط 150 kvar يمنع الرنين، و APF يزيل الحد
  • •UPS 150 kVA (120 kW، 15 دقيقة، 384 Vdc) يحافظ على ATC/الاتصالات خلال تحويل الديزل لمدة 2 ثانية
  • •تيار القصر 28.9 kA (MV) / 17.6 kA (LV)؛ كابل 300 mm² يجتاز الفحص الحراري (44 mm² كحد أدنى)

2 · Solution Overview

المطار هو موقع من الدرجة الأولى وعالي الموثوقية: لا يمكن أن تنطفئ إضاءة المدرج/الاقتراب والملاحة الجوية والاتصالات. يجمع هذا المخطط بقدرة 500 كيلوواط بين تغذية مرافق بقدرة 10 كيلوفولت، ومحولات جافة N+1، ومولد ديزل احتياطي بقدرة 400 كيلوواط، ومزود طاقة غير منقطع (UPS) بقدرة 150 كيلوفولت أمبير، مع تحميل جسر الطاقة الأرضية (GPU) بتردد 400 هرتز كمصدر غير خطي بقدرة 150 كيلوواط.

2×500 kVA (N+1)
سعة المحول
SCB13-500/10
طراز المحول
10 kV / 0.4 kV
الجهد
400 kW ديزل + 150 kVA UPS
الاحتياطي
500 kW
الحمل المركب
400 kW (kd 0.8)
الطلب
150 kvar (4×38)
PFC
30% (400 Hz GPU)
THDi
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase400 kW100%
Diesel 400 kWbackup0 kW0%
UPS 150 kVAbackup0 kW0%

3 · Design Process & Rationale

1. تحديد المتطلبات

المطار من الدرجة الأولى — يجب ألا تنقطع الطاقة عن إضاءة المدرج والاتصالات والملاحة الجوية؛ جسر GPU بتردد 400 هرتز هو حمل غير خطي متغير التردد. حددنا: انقطاع مسموح ≤15 ثانية، حمل الحريق على دائرة مخصصة، والأحمال الحساسة المدعومة بـ UPS (الملاحة/الرادار).

2. تصنيف الأحمال

تُعامل كل 500 كيلوواط كدرجة أولى (ممارسة المطارات): حرجة 300 كيلوواط، غير خطية 150 كيلوواط (محولات 400 هرتز)، حساسة 150 كيلوواط (الملاحة)، حريق 50 كيلوواط. يحدد هذا الملف مزيج المصادر ومعالجة التوافقيات.

3. المصدر والمزيج

هيكل تغذية مزدوجة: شبكة 10 كيلوفولت كأساس (100%)، بالإضافة إلى ديزل احتياطي 400 كيلوواط و UPS 150 كيلوفولت أمبير يشكلان سلسلة الطوارئ — 550 كيلوواط احتياطي = درجة أولى (500) + حريق (50)؛ تقرير فحص V9 يظهر تغطية 100%.

4. تحجيم المحول

الطلب الظاهري Sd=400/0.95≈421 كيلوفولت أمبير → فئة 500 كيلوفولت أمبير؛ لاستمرارية فشل وحدة واحدة نختار N+1 → 2×SCB13-500/10 جاف (داخلي، بدون زيت، مناسب للحريق)، تحميل 84%.

5. التوزيع والحماية

مدخل MV KYN28A-12 → محولا جافا → قضيب LV MNS (مع رابط قضيب). تستخدم الحماية زيادة التيار 50/51 بتنسيق 0.3/0.2 ثانية؛ جميع أزواج التنسيق الخمسة تنجح.

6. القدرة التفاعلية والتوافقيات

معامل القدرة المستهدف 0.95 يتطلب 150 كيلوفار (4×38 كيلوفار بنوك منزوعة الضبط). محركات 400 هرتز ترفع THDi إلى 30%، وهو أعلى بكثير من حد 15%: المفاعلات المنزوعة الضبط تمنع التضخيم فقط — يلزم APF لإزالته فعلياً.

7. الموثوقية والمتطلبات الخاصة

يحافظ N+1 على تحميل 84% بعد فقدان وحدة واحدة؛ يتولى الديزل خلال ثانيتين بينما يحتفظ UPS بالملاحة لمدة 15 دقيقة؛ تُغذى إضاءة المدرج ودوائر GPU الداخلية بشكل منفصل لتجنب التداخل.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

لا يمكن أن تنطفئ إضاءة المدرج — فقدان مصدر تغذية واحد يجب ألا يغرق المطار في الظلام

Solution

تغذية مزدوجة + N+1: الشبكة + ديزل 400 kW + سلسلة طوارئ UPS 150 kVA

Evidence

V9: احتياطي 550 kW = درجة 1 500 + حريق 50 (100%); V4 N-1 تحميل 84% ناجح

Pain

محولات GPU 400 Hz تشوه القضيب وتسخن بنك المكثفات

Solution

مفاعلات منزوعة الضبط 150 kvar تمنع الرنين، مع APF لإزالة التجاوز

Evidence

ملف الحمل THDi 30% (150/500 kW غير خطي)، يتجاوز حد 15% بكثير

Pain

خلل في ATC/الاتصالات أثناء التحويل من الشبكة إلى الديزل

Solution

UPS 150 kVA (15 دقيقة) يجسر الأحمال الحساسة بسلاسة

Evidence

UPS 150 kVA/120 kW · 15 دقيقة · 384 Vdc · 97 Ah، يغطي تحويل 2 ثانية

Pain

خطر الزيت/الحريق في المحطة الفرعية الداخلية

Solution

محول جاف SCB13 (خالٍ من الزيت، مقاوم للهب)

Evidence

transModel SCB13-500/10 جاف — داخلي، صديق للحريق

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
سعة المحول500 kVA ×2 (N+1)Sd=400/0.95≈421 kVA → فئة 500 kVA؛ N+1 → وحدتانتحميل 84%، اقتصادي؛ لا انقطاع عند فقدان وحدة واحدة
الارتفاع إلى 630 kVA إذا تجاوز الطلب 450 kW
تغطية الاحتياطي550 kW (ديزل 400 + UPS 150)الدرجة الأولى 500 + حريق 50 = 550V9 احتياطي 100%، صفر خسارة للأحمال الحرجة
أضف ديزل/UPS إذا نما الحمل الحرج
THDi30%محولات 400 Hz هي حمل غير خطي مركّز (150 kW)يتجاوز حد 15%؛ مطلوب PFC منزوع الضبط + APF
يتم تحديد تصنيف APF من الطيف التوافقي
تصنيف UPS150 kVA / 120 kWيحافظ على ATC/الاتصالات (حساسة) لمدة 15 دقيقةبطارية 384 Vdc 97 Ah، نقل بدون فجوة
أضف سلاسل بطاريات لوقت تشغيل أطول
تحميل N-184%Sd 421/500 بعد فقدان وحدة واحدةنقل 2 ثانية ≤ 15 ثانية مسموح، الحكم ناجح
قد تتحمل الوحدة الواحدة الحمل الزائد مع نمو الحمل
الدائرة القصيرةMV 28.9 / LV 17.6 kAمستوى عطل 500 MVA + محول uk=4%قطع HV 31.5 kA / LV 25 kA (هامش 1.1×/1.4×)
تأكيد مستوى العطل الفعلي مع الشبكة (toConfirm: ssc)
PFC150 kvar (4×38)avgPf 0.85 → pfTarget 0.95 فجوةPF متوافق، تحميل وفقدان أقل للمحول
توافقيات 400 Hz — منزوع الضبط لمنع تضخيم التوافقية الخامسة/السابعة

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/26مخطط الخط الواحد — تغذية 10 kV → KYN28A-12 → 2×SCB13-500/10 → قضيب الجهد المنخفض MNS → مغذيات المدرج / GPU / ATC
Why: مخطط الخط الواحد هو العمود الفقري: يوضح بنية التغذية المزدوجة — الشبكة والديزل و UPS جميعها تغذي قضيب الجهد المنخفض، و N+1 تعني أن أي محول يمكن أن يتوقف دون انقطاع، وإضاءة المدرج مقابل GPU 400 Hz على مغذيات منفصلة. هذا هو الضمان الهيكلي وراء «إضاءة المدرج لا يمكن أن تنطفئ».
Dwg 4/26طوبولوجيا النظام — شبكة 10 kV (أساسي) + ديزل 400 kW (احتياطي) + UPS 150 kVA (متصل) → قضيب الجهد المنخفض
Why: تثبّت الطوبولوجيا كل مصدر عند مستوى جهده: الشبكة على الجهد المتوسط، والديزل و UPS على الجهد المنخفض، مع إجبار أي رابط بين مستويي الجهد على المرور عبر المحول. وتؤكد بصرياً أن توصيلات التغذية المزدوجة لا تعارض فيها.
Dwg 12/26تقييم جودة الطاقة — THDi 30% > الحد 15% · يوصى بـ 150 kvar منزوع الضبط + APF
Why: يحدد رسم جودة الطاقة كمياً خطر التوافقيات لجسر 400 Hz: THDi 30% ضعف الحد 15%، لذا فإن المفاعلات منزوعة الضبط توقف التضخيم فقط — و APF إلزامي لإزالته. هذا دليل مباشر على مشكلة «التوافقيات تحرق المكثفات».
Dwg 14/26إعدادات الحماية — 50/51 زيادة التيار · الدخول 0.6 ث → المحول 0.3 ث → المغذي 0.1 ث، 5 أزواج ناجحة
Why: يضع رسم الحماية كل مرحلة وإعداد: دخول الجهد المتوسط والمحول ودخول الجهد المنخفض والمغذي متدرجة عند 0.6/0.3/0.1 ث بحيث لا يفصل عطل في المصب سوى دائرته الخاصة — لا يوجد عطل منفرد يطفئ المطار بأكمله.
Dwg 15/26منحنى تنسيق الحماية TCC — الدخول 50/51 (0.6 ث) → دخول الجهد المنخفض (0.3 ث) → المغذي (0.1 ث)، تدرج 0.3/0.2 ث
Why: يثبت TCC الانتقائية: عطل في المصب يفصل مغذيه فقط بينما تصمد القواطع في المنبع. جميع الأزواج الخمسة تستوفي معيار التدرج ≥0.2 ث.

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

Dwg 1 · أساس التصميم الكهربائيDwg 2 · مفتاح الرموزDwg 3 · المخطط أحادي الخطDwg 4 · مخطط طوبولوجيا النظامDwg 5 · نظام التوزيعDwg 6 · نظام التوزيع للجهد المتوسطDwg 7 · نظام التوزيع للجهد المنخفضDwg 8 · حساب الدائرة القصيرةDwg 9 · الأكواد والمعايير المعمول بهاDwg 10 · البيانات الفنية للمعدات الرئيسيةDwg 11 · متطلبات التنفيذ والاختبارDwg 12 · تقييم جودة الطاقةDwg 13 · معمارية SCADADwg 14 · تكوين الحمايةDwg 15 · منحنى التنسيق الوقائي TCCDwg 16 · نظام التأريضDwg 17 · الحماية من الصواعق واندفاعات الجهد (LPS/SPD)Dwg 18 · مخطط توزيع المعداتDwg 19 · تعويض القدرة التفاعلية والتوافقياتDwg 20 · نقل الشبكة الصغيرة بين الربط بالشبكة والعمل المنفصلDwg 21 · دائرة التحكم والإشارة الثانويةDwg 22 · شريط الأطراف (لوحات الحماية والتحكم)Dwg 23 · تخطيط الواجهة الأمامية للوحة وجدول اللوحاتDwg 24 · نظام القدرة المساعدة للتيار المستمرDwg 25 · نظام وقود الديزلDwg 26 · نظام التأريض (TN-S)

6 · Operation Demo (Deep-Read)

تدفق الطاقة

طلب الشبكة 400 كيلوواط → مفاتيح الجهد المتوسط → محولا SCB13 → قضيب الجهد المنخفض → 14 مغذياً (المدرج / GPU / ATC). يتقاسم المحولان المزدوجان ~42% لكل منهما؛ عند فقدان وحدة واحدة يحمل الباقي 84%.

العطل والتحويل

عند فقدان الشبكة يتزامن الديزل خلال ثانيتين بينما يحافظ UPS على ATC لمدة 15 دقيقة؛ عطل المغذي يفصل ذلك المغذي فقط (0.1 ثانية) مع صمود المصدر الأعلى 0.3 ثانية — الانتقائية محفوظة.

جودة الطاقة والتوافقيات

جسر 400 هرتز يرفع THDi إلى 30%؛ قارن طيف التوافقيات قبل/بعد المعالجة بمفاعل منزوع الضبط + APF لتحديد سبب وحل «التوافقيات تحرق المكثفات».

الخسائر وتكلفة الكهرباء

خسائر النوع الجاف p0=1.16 / pk=4.88 كيلوواط، ≈102,071 كيلوواط·ساعة/سنة (≈12,249 دولاراً بسعر 0.12 دولار/كيلوواط·ساعة)؛ وحدة SH15 الزيتية غير المتبلورة توفر ≈7,434 كيلوواط·ساعة/سنة لكنها تقايض السلامة الخالية من الزيت.

Other views (shown): تشغيل 24 ساعة · مخطط الجهد · ميزات المخطط · تخفيض القدرة البيئي

7 · Economics & Payback

إجمالي معدات المُكوِّن ≈ 456,014 دولار (مستوى الجدوى، بما في ذلك 2×SCB13-500/10 محولات جافة، ومعدات التبديل المتوسطة/المنخفضة الجهد، وديزل حاويات 500 kVA، وUPS 150 kVA، وPFC 150 kvar والكابلات). يتركز الاقتصاد على علاوة الموثوقية بالإضافة إلى الخسائر: ≈102,071 كيلووات ساعة/سنة (12,249 دولار)؛ وحدة زيت غير متبلور SH15 ستوفر ≈892 دولار/سنة، لكن المطارات الداخلية تفضل النوع الجاف الخالي من الزيت — السلامة قبل الكفاءة.

$456,014
إجمالي المعدات
102,071 kWh
الخسائر السنوية
$12,249/سنويًا
تكلفة الخسائر
$892/سنويًا
توفير SH15
550 kW (100%)
تغطية النسخ الاحتياطي

8 · FAQ

ما حجم المحول لمطار بقدرة 500 كيلوواط؟
عند kd=0.8 يكون الطلب 400 كيلوواط ≈ 421 كيلوفولت أمبير → فئة 500 كيلوفولت أمبير؛ لتجنب الانقطاع عند فشل وحدة واحدة استخدم 2×500 كيلوفولت أمبير N+1 (84% بعد فقدان وحدة واحدة).
لماذا النوع الجاف للمطار؟
محطات المطار الداخلية حساسة للحريق؛ النوع الجاف SCB13 خالٍ من الزيت ومقاوم للهب. تكلفته أعلى قليلاً في فقد الحمل اللاحمل من الزيت الأمورفي، لكن السلامة تفوز.
ما حجم ديزل الاحتياطي لمطار؟
الدرجة 1 500 + الحريق 50 = 550 كيلوواط يجب تغطيتها 100%؛ ديزل 400 كيلوواط + UPS 150 كيلوفولت أمبير = 550 كيلوواط، مع تنفيذ الديزل كمولد حاوٍ بقدرة 500 كيلوفولت أمبير.
ما هي وحدة GPU بتردد 400 هرتز ولماذا تؤثر على التصميم؟
وحدة الطاقة الأرضية بتردد 400 هرتز هي محول تردد يغذي الطائرات على الساحة — حمل غير خطي مركّز يرفع THDi إلى 30%، مما يتطلب PFC منزوع الضبط بالإضافة إلى APF.
كم تصمد الـ UPS؟
الـ UPS بقدرة 150 كيلوفولت أمبير/120 كيلوواط هنا يوفر احتياطياً لمدة 15 دقيقة (384 فولت تيار مستمر، 97 أمبير ساعة) — كافٍ لتغطية ثانيتين من نقل الديزل؛ أضف سلاسل بطاريات لزمن تشغيل أطول.
ما الذي يغذي إضاءة المدرج؟
إضاءة المدرج من الدرجة 1: تُغذى عادةً من قضيب الجهد المنخفض ثنائي المحول؛ عند فقدان الشبكة يتولى ديزل 400 كيلوواط مع جسر الـ UPS — انقطاع صفري.
لماذا محولان مزدوجان N+1؟
لا يمكن للمطار أن يتوقف كلياً عند فشل محول واحد؛ N+1 يعطي تحميلاً 84% بعد فقدان وحدة واحدة، نقل 2 ثانية ≤ 15 ثانية مسموحة — مقبول.
هل THDi بنسبة 30% مشكلة؟
نعم — ضعف الحد 15%. المفاعلات منزوعة الضبط توقف الرنين فقط؛ مطلوب APF لإزالته، وإلا تسخن بنك المكثفات وتفشل.
كم تكلف حزمة المطار؟
إجمالي أداة التكوين ≈ 456,014 دولاراً (مستوى الجدوى)، يشمل محولين مزدوجين، ومفاتيح الجهد المتوسط/المنخفض، والديزل، والـ UPS، وPFC؛ اتصل بمهندسينا للحصول على عرض سعر رسمي.

Special Considerations

  • مستوى خطأ النظام الافتراضي هو 500 MVA — أكد القيمة الفعلية مع شركة الشبكة (يؤثر على إعدادات الحماية والحرارة للكابل؛ toConfirm: ssc).
  • نسبة THDi ~30% تتجاوز الحد؛ المفاعلات منزوعة التوليف تمنع التضخيم فقط — أضف APF لإزالة التحذير فعليًا.
  • يُعامل كل 500 kW كدرجة أولى؛ إذا أمكن خفض بعض أحمال الأطراف، يمكن تقليص احتياطي الديزل/UPS (والتكلفة).
  • تقدير على مستوى الجدوى؛ الرسومات بانتظار معهد تصميم مرخّص، وليست مستندات تنفيذية.

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 →

توريد شامل لمعدات الطاقة التقليدية والطاقة الشمسية

من تصميم نظام توزيع الطاقة إلى الطاقة الشمسية - المحولات، والمفاتيح الكهربائية، والمحطات الفرعية، ومعدات الطاقة الشمسية، بأحجامها وأسعارها في مكان واحد. استخدم الآلات الحاسبة لدينا للحصول على قائمة كاملة بالمواد وسعر FOB.