Transformador QDTB®
All figures are configurator-generated feasibility-level estimates; drawings are schematic deliverables pending refinement by a licensed design institute, not construction documents.
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400 kW para hospital: suministro dual + transformador seco N+1 + UPS de 200 kVA + diésel de 500 kVA

2× SCB13-400/10 N+1 · diésel 500 kVA · UPS 200 kVA/15 min · aislamiento médico IT

1 · TL;DR Conclusion

Conclusión: un hospital de 400 kW utiliza 2 transformadores secos SCB13-400/10 (N+1) + un diésel de respaldo de 500 kVA + un UPS de 200 kVA/15 min — $200,667 en equipos en total. Suministro dual de 10 kV con transferencia automática (conmutación en 2 s) + aislamiento IT médico mantiene las cargas críticas/de grado 1 activas al 84% de carga del transformador bajo N-1.

  • •Redundancia N+1: 2 transformadores secos SCB13-400/10 — una avería aún soporta el 84% de la demanda (veredicto N-1: aprobado).
  • •Suministro dual: red de 10 kV + diésel de respaldo de 500 kVA — transferencia automática en 2 s < 15 s de corte permitido.
  • •SAI en línea de 200 kVA (15 min / 40 kWh) soporta cortes de nivel de ms para cargas médicas de TI / UCI de 120 kW.
  • •Aislamiento médico IT (ES710) + protección contra arco eléctrico (ARB6, Cat 1) + circuito dedicado contra incendios con ATS de transferencia final.
  • •TCO del transformador: actualizar a aleación amorfa SH15 ahorra ≈ $694/año (retorno ≈ 1,2 años al 84% de carga).

2 · Solution Overview

Un hospital es la carga de confiabilidad más exigente: los quirófanos, la UCI y el soporte vital no toleran interrupción, por lo que toda la instalación se diseña como grado 1 (400 kW), con 320 kW críticos y 120 kW de carga sensible de TI médica. El esquema apila suministro dual de 10 kV + transferencia automática + diésel + UPS, además de aislamiento IT médico y puesta a tierra equipotencial, cumpliendo con IEC 60364-7-710 para ubicaciones médicas del grupo 2.

400 kW / 320 kW
Carga conectada / de demanda
2× SCB13-400/10 (N+1)
Transformadores secos
500 kVA · 400 kW
Grupo electrógeno diésel de reserva
200 kVA · 15 min
SAI en línea
10 kV suministro dual + ATS
Topología de suministro
$200,667
Total de equipos (nivel de viabilidad)
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase320 kW100%
Diesel 400 kWbackup0 kW0%
UPS 200 kVAbackup0 kW0%

3 · Design Process & Rationale

① Clasifique primero la carga (400 kW → grado 1 y crítica)

Divida los 400 kW en iluminación 60 kW, fuerza 280 kW, sensible 120 kW (IT médico / UCI), crítica 320 kW, incendio 60 kW. Según IEC 60364, todo el hospital es grado 1 (400 kW); la carga crítica de 320 kW exige una fuente de emergencia: la base para suministro dual + diésel + UPS.

② Suministro dual + combinación de fuente de emergencia

Red de 10 kV (base) + diésel de 500 kVA (respaldo) + UPS de 200 kVA (respaldo). allowedOutage = 15 s impulsa la transferencia automática del diésel en 2 s; la carga sensible de 120 kW necesita nivel de ms, de ahí la UPS en línea de 200 kVA.

③ Redundancia de transformador N+1

Demanda 320 kW / 0.9 PF ≈ 356 kVA → 2× SCB13-400/10 tipo seco (N+1). Se elige tipo seco por seguridad contra incendios en interiores (sin aceite); N+1 mantiene 84% de carga después de que una unidad se dispara.

④ Distribución de BT + bus-tie + interruptores de transferencia

Tablero de BT MNS con paneles de entrada + bus-tie + alimentadores; ATS-630 (red/diésel), STS-630 (transferencia estática UPS), GATS-630 (transferencia final grado 1), FATS-630 (transferencia final contra incendios).

⑤ Protección y selectividad

Coordinación 50/51 (entrada 0.6 s → transformador 0.3 s), arc-flash ARB6 (Cat 1, 1.58 cal/cm²); cortocircuito de BT 14.15 kA → 25 kA de ruptura (margen de 1.8×).

⑥ Sistema aislado IT médico

Las cargas médicas IT de 120 kW (quirófano, UCI) se conectan a una fuente de alimentación aislada ES710 con monitoreo de aislamiento: el primer fallo alarma pero no dispara; se cotiza una UPS de quirófano de 20 kVA por proyecto.

⑦ Verificaciones de incendio + puesta a tierra + confiabilidad

Carga de incendio 60 kW en circuito dedicado con ATS de transferencia final; puesta a tierra equipotencial TN-S (18 varillas); EPS 60 kW iluminación de emergencia; veredicto N-1 aprobado.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Incluso una interrupción de 15 segundos puede interrumpir una cirugía o un ventilador

Solution

Suministro dual de 10 kV + transferencia automática (2 s) + SAI de 200 kVA (autonomía de 15 min)

Evidence

Veredicto nMinus1 aprobado, switchTimeS 2 s < allowedOutageS 15 s; upsBattery runtimeMin 15

Pain

Una primera falla a tierra que dispare el circuito de TI médica interrumpiría la cirugía

Solution

Suministro aislado de TI médica (ES710) con monitoreo de aislamiento — alarma ante la primera falla, sin disparo

Evidence

La lista de materiales incluye 'Fuente de alimentación aislada de TI médica ES710' + 'Sistema de aislamiento de TI médica'

Pain

Una falla de un solo transformador dejaría a oscuras todo el hospital

Solution

2× SCB13-400/10 N+1 — con una unidad fuera aún se cubre el 84% de la demanda

Evidence

nMinus1 loadingPctAfter 84%, veredicto aprobado

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
totalKw (carga conectada)400 kWsuma de la potencia nominal de todos los equiposdetermina el dimensionamiento del transformador / grupo electrógeno / UPS
demanda 320 kW con Kd 0,8
loadGrade1 / loadCritical400 / 320 kWIEC 60364 grado-1 = hospitalexige doble suministro + diésel de emergencia + UPS
grado-2/3 = 0 — todo es grado-1
allowedOutage15 s (s15)requisito de suministro grado-1ATS diésel en 2 s; la carga sensible recibe UPS
IT médico necesita nivel de ms → puente UPS
transformer redundancyN+1 (2× 400 kVA)SCB13 tipo seco, interior84% de carga tras N-1
único = 80% de carga pero sin redundancia
loadSensitive (medical IT)120 kWquirófano + UCI + soporte vitalUPS de 200 kVA + suministro aislado ES710
escala linealmente con el número de quirófanos
largestMotorKw / start mode37 kW / suaveenfriadora HVAC / manejo de aireel arranque suave limita la caída de tensión
motores más grandes → VFD

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/26Diagrama unifilar — Suministro dual de 10 kV → 2× SCB13-400/10 → MNS BT (ATS/STS/GATS/FATS)
Why: Muestra la ruta completa de energía desde la red de 10 kV + diésel a través de transformadores N+1 hasta las barras de grado 1 / críticas / contra incendios — el plano central del esquema.
Dwg 14/26Configuración de protección — Coordinación 50/51 + arco eléctrico ARB6 (Cat 1)
Why: La coordinación de etapas de 0,6 s → 0,3 s garantiza la selectividad; la protección contra arco eléctrico ARB6 (Cat 1, 1,58 cal/cm²) protege al personal y a los tableros.
Dwg 20/26Transferencia conectada a red / isla — Lógica de transferencia automática red–diésel (BZT)
Why: Ante pérdida de red, el diésel asume automáticamente en 2 s (< 15 s permitidos) — la temporización que hace fiable el suministro dual.
Dwg 16/26Sistema de puesta a tierra — Equipotencial TN-S + puesta a tierra aislada IT médica
Why: Las ubicaciones médicas requieren unión equipotencial — TN-S + 18 varillas mantienen diferencias de potencial mínimas en áreas de pacientes, previniendo microchoques.

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

Dwg 1 · Base de diseño eléctricoDwg 8 · Cálculo de cortocircuitoDwg 15 · Curva de coordinación de protecciones TCCDwg 24 · Sistema de alimentación auxiliar de CCDwg 25 · Sistema de combustible diéselDwg 13 · Arquitectura SCADADwg 12 · Evaluación de calidad de la energíaDwg 17 · Protección contra rayos y sobretensiones

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Confiabilidad (N-1)

Haga clic en 'Falla de red': el diésel toma el control en 2 s, la tensión en bornes se mantiene; escenario N-1: un transformador fuera aún al 84% de carga (veredicto: aprobado).

Calidad de energía

IT médico + UPS entregan suministro limpio a cargas sensibles; THDi 15% en el lado de BT, el UPS en línea de doble conversión elimina las perturbaciones de la red.

Falla y protección

Cortocircuito de BT de 14,15 kA → ruptura de 25 kA (margen de 1,8×); arc-flash Cat 1 (1,58 cal/cm²); protección principal 0,6 s.

Other views (shown): Flujo de carga · Voltaje · Pérdidas · Falla y protección · Medio ambiente

7 · Economics & Payback

Equipo total $200,667 (nivel de viabilidad). Esto es red + diésel + UPS — sin PV/almacenamiento, por lo que el caso financiero es la disponibilidad, no el ahorro de energía. Dos palancas cuantificables: TCO del transformador (la aleación amorfa SH15 ahorra ≈ $694/año, retorno de 1.2 años) y pérdidas (3.8 kW ≈ $9,918/año a $0.12/kWh).

$200,667
Total de equipos
$9,918/año
Pérdidas anuales de transformador + línea
$694/año
Ahorro anual con actualización a SH15
1,2 años
Retorno de inversión de actualización a SH15

8 · FAQ

¿Qué transformador necesita un hospital de 400 kW?
2× SCB13-400/10 de tipo seco (N+1), 400 kVA cada uno. La demanda es de 320 kW (Kd 0,8); una sola unidad de 400 kVA soporta el 84 % bajo N-1, la segunda es redundancia.
¿Por qué N+1 en lugar de un único de 630 kVA?
Un único de 630 kVA funciona con poca carga pero no tiene redundancia: un fallo del transformador deja el hospital a oscuras. N+1 (dos de 400 kVA) mantiene el 84 % de carga tras la caída de una unidad, cumpliendo con las necesidades de fiabilidad del hospital.
¿Qué tamaño de UPS para el quirófano?
UPS en línea de 200 kVA / 160 kW con 15 min de respaldo (batería de 40 kWh), que cubre la carga médico-IT/UCI de 120 kW; los quirófanos individuales añaden un UPS en línea de 20 kVA (cotizado por proyecto).
¿Qué tan rápido entra el diésel tras un corte de red?
El conmutador de transferencia automática (BZT) conmuta en 2 s, muy por debajo de los 15 s permitidos para carga de grado 1; las cargas médicas sensibles se mantienen con el UPS durante la transferencia.
¿Es obligatorio el aislamiento médico IT?
Sí. IEC 60364-7-710 exige un sistema IT con monitoreo de aislamiento para locales médicos de grupo 2 (quirófano, UCI): un primer fallo genera alarma sin disparo, evitando la interrupción quirúrgica.
¿Cómo se maneja la carga contra incendios?
La carga contra incendios de 60 kW está en un circuito dedicado (fireDedicated=yes) con un ATS de transferencia final (FATS-630), que conmuta automáticamente a la fuente de emergencia ante pérdida de red.
¿Transformador de tipo seco o sumergido en aceite para un hospital?
De tipo seco (SCB13). Los hospitales son interiores con estricta seguridad contra incendios: las unidades secas no tienen aceite y no son inflamables. La pérdida en vacío ligeramente mayor se compensa con una opción de aleación amorfa (SH15).
¿Cuánto cuesta este esquema?
Aproximadamente $200,667 en equipos (nivel de factibilidad), cubriendo 2 transformadores secos, diésel de 500 kVA, UPS de 200 kVA, aparamenta de BT MNS, aislamiento médico IT y monitoreo secundario: 42 ítems.
¿Cómo reduzco la factura energética del transformador?
Actualice a aleación amorfa SH15: la pérdida en vacío baja de 0,98 kW a 0,1 kW, ahorrando ≈ $694/año (84 % de carga) con un retorno de ≈ 1,2 años.

Special Considerations

  • El aislamiento médico IT (ES710) y el SAI de quirófano son 'precio a consultar' (poa) — excluidos del total, cotizar por separado.
  • El diésel de 500 kVA soporta 400 kW de grado 1 a ≈ 100% de carga — verificar el perfil de carga y el margen de reserva para expansión.
  • Se asume Ssc (cortocircuito de red 500 MVA) — confirmar el nivel de falla real con la empresa de servicios públicos para los ajustes finales de protección y cable.
  • Arc-flash Cat 1 (1.58 cal/cm²) es preliminar — se requiere un estudio formal IEEE 1584 por un ingeniero calificado antes de los permisos.
  • Los planos son entregables esquemáticos pendientes de refinamiento por el instituto de diseño; todas las cifras son estimaciones a nivel de factibilidad.

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