Complejo Comercial de 400 kW: PFC de 380 V + Clasificación de Cargas de Incendio/Emergencia
S13-M-400/10 · PFC de 100 kvar · respaldo contra incendios con diésel de 200 kW · clasificación de carga en 3 niveles
1 · TL;DR Conclusion
Conclusión: este complejo comercial de 400 kW utiliza una alimentación de 10 kV + un único transformador S13-M-400/10, con PFC de 100 kvar en el lado de 380 V que eleva el PF a 0,95. Las cargas se clasifican en tres niveles, y el sistema contra incendios/emergencia (80 kW de grado 1 + 80 kW contra incendios) está cubierto al 100% por un generador diésel de respaldo de 200 kW — total del configurador ≈ $99,100 (nivel de factibilidad).
- •Transformador S13 monofásico de 400 kVA: 84% de carga, económico ante las variaciones de carga comercial
- •PFC de 100 kvar (4×25): FP 0,85→0,95, evita penalizaciones por factor de potencia
- •Graduación de 3 niveles: nivel 1 80 + nivel 2 120 + nivel 3 200 kW, incendio/emergencia en circuito dedicado
- •Diésel de 200 kW respalda el 100% de incendio/emergencia (160 kW) con ATS de transferencia final
- •La actualización a SH15 amorfo ahorra 2.015 kWh/año (≈$241), recuperación en 8,7 años
2 · Solution Overview
Un complejo comercial es una carga mixta de alumbrado + fuerza en BT: alumbrado 150 kW, fuerza 180 kW, sensible 40 kW, contra incendios 80 kW, con grandes oscilaciones diurnas/estacionales. El esquema utiliza una alimentación de 10 kV, un transformador de aceite único, distribución GGD de 380 V, PFC de 100 kvar y clasificación de carga en tres niveles, con incendios/emergencia respaldados por un diésel.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 10 kV | base | 320 kW | 100% |
| Diesel 200 kW | backup | 0 kW | 0% |
3 · Design Process & Rationale
1. Identificación de requisitos
Un complejo comercial tiene una carga volátil dominada por iluminación/HVAC/equipos minoristas, además de bombas contra incendios e iluminación de emergencia. Establecemos: carga contra incendios en un circuito dedicado con transferencia final, cargas minoristas normales clasificadas como nivel 3.
2. Clasificación de cargas
Tres niveles: grado 1 80 kW (incendio/emergencia/crítico), grado 2 120 kW (ascensores/minorista clave), grado 3 200 kW (iluminación general/tiendas). La clasificación determina la combinación de fuentes y el alcance del respaldo.
3. Fuente y combinación
La red de 10 kV es el único suministro base; incendio/emergencia (grado 1 80 + incendio 80 = 160 kW) está respaldado por un diésel de 200 kW, V9 reporta 100% de cobertura, con ATS de transferencia final en circuitos contra incendios.
4. Dimensionamiento del transformador
Sd=320/0.95≈337 kVA → nivel de 400 kVA, unidad única de aceite S13-M-400/10 (norma comercial, prioridad al costo), 84% de carga.
5. Compensación reactiva
100 kvar central (4×25 kvar) en el lado de 380 V eleva el PF de 0.85→0.95, reduciendo la carga del transformador y las penalizaciones por PF — el ahorro clave en distribución comercial.
6. Distribución y protección
Entrada MV KYN28A-12 → transformador único → bus GGD de 380 V. Sobrecorriente 50/51 con gradación de 0.3/0.2 s; los 5 pares de coordinación pasan.
7. Incendio y emergencia
Carga contra incendios en un circuito dedicado con transferencia final: alimentada normalmente desde el bus de BT, asumida por el diésel de 200 kW en 2 s ante pérdida de red, cumpliendo códigos contra incendios.
Pain Points → Solution → Evidence
Las fluctuaciones de carga comercial reducen el factor de potencia y provocan penalizaciones de la compañía eléctrica
PFC automático de 100 kvar en el lado de 380 V eleva el FP a 0,95
pfcConfig: 100 kvar · 4×25 kvar · objetivo fp 0,95
Una interrupción por incendio/emergencia es un incidente de seguridad
Circuito contra incendios dedicado + transferencia final, respaldo diésel de 200 kW
V9: respaldo de 200 kW ≥ grado-1 80 + incendio 80 = 160 kW (100%)
Las altas pérdidas del transformador inflan la factura eléctrica
Actualizar a aleación amorfa SH15 para reducir las pérdidas en vacío
TCO: S13→SH15 ahorra 2.015 kWh/año (≈$241), recuperación en 8,7 años
Un solo transformador significa que un fallo deja a oscuras todo el edificio
Las cargas minoristas normales aceptan una interrupción breve; incendio/emergencia tiene respaldo diésel
Veredicto único N-1 falla, pero respaldo de incendio/emergencia backupCoverPct 100%
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Capacidad del transformador | 400 kVA ×1 | Sd=320/0.95≈337 kVA → nivel de 400 kVA | Carga del 84%, prioridad al costo Aumentar a 500 kVA o dual si la demanda >360 kW |
| PFC | 100 kvar (4×25) | pf promedio 0.85 → brecha hacia pf objetivo 0.95 | PF conforme, sin penalización por PF Conmutación automática por pasos para carga comercial volátil |
| Clasificación de cargas | 80 / 120 / 200 kW | grado-1 incendio/emergencia, grado-2 ascensores, grado-3 retail | El respaldo cubre solo grado-1+incendio, controlando el costo Agregar diésel si la carga grado-1 crece |
| Respaldo contra incendio | 200 kW diésel | grado-1 80 + incendio 80 = 160 kW requeridos | Cobertura 100% V9, ATS de transferencia final Dimensionar bombas contra incendio según códigos de incendio |
| Redundancia N-1 | Ninguna (único) | La carga retail normal acepta cortes breves | Incendio/emergencia respaldado por diésel ante pérdida del transformador Usar N+1 dual si la continuidad es crítica |
| Cortocircuito | MV 28.9 / LV 14.2 kA | Nivel de falla 500 MVA + uk=4% | Capacidad de corte HV 31.5 / LV 25 kA Confirmar nivel de falla real con la red |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Flujo de energía
Demanda de 320 kW de la red → aparamenta de MT → transformador S13 → bus de BT de 380 V → alimentadores de taller/iluminación/ascensor/contra incendios. La carga comercial fluctúa diariamente; el PFC de 100 kvar conmuta automáticamente para mantener el FP ≥0,95.
Incendio y emergencia
Ante pérdida de red, el diésel de 200 kW asume bombas contra incendios/iluminación de emergencia en 2 s (transferencia al final), mostrando que el circuito de incendio nunca pierde alimentación durante la transferencia.
FP y reactiva
Muestra la conmutación de 100 kvar: las baterías se desconectan con carga baja (evitar sobrecompensación) y se conectan en punta, manteniendo el FP en 0,95 y compensando penalizaciones.
Pérdidas y coste eléctrico
Pérdidas tipo aceite p0=0,33 / pk=4,3 kW, ≈78.878 kWh/año (≈9.465 $); el amorfo SH15 ahorra 2.015 kWh/año (≈241 $), retorno en 8,7 años.
Other views (shown): Operación 24h · Perfil de tensión · Características del esquema · Derrateo ambiental
7 · Economics & Payback
Equipo total del configurador ≈ $99,100 (nivel de viabilidad, incl. transformador S13-M-400/10, aparamenta de MT/BT, PFC de 100 kvar, diésel de 200 kW y cables). La economía se centra en el PFC y las pérdidas: 100 kvar elevan el FP a 0,95, compensando penalizaciones; ≈78.878 kWh/año de pérdidas ($9.465), con el amorfo SH15 ahorrando $241/año con un retorno de 8,7 años.
8 · FAQ
¿Qué tamaño de transformador para un complejo comercial de 400 kW?
¿Por qué es importante la PFC para uso comercial?
¿Cómo se asegura la carga de incendio/emergencia?
¿Qué es la clasificación de cargas?
¿Qué ocurre ante una falla de un solo transformador?
¿Cuánto cuesta el paquete comercial?
¿Vale la pena la actualización amorfa SH15?
¿Cómo se dimensiona la PFC de 380 V?
Special Considerations
- El nivel de falla del sistema por defecto es 500 MVA — confirme con la empresa de red (toConfirm: ssc).
- Un transformador único no tiene redundancia N-1 — solo el sistema contra incendios/emergencia tiene respaldo diésel ante pérdida del transformador; use doble N+1 para continuidad crítica.
- El dimensionamiento de la bomba contra incendios debe seguir los códigos locales de incendio; el configurador asume una carga de incendio de 80 kW.
- Estimación a nivel de factibilidad; los planos están pendientes de un instituto de diseño con licencia, no son documentos de construcción.
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