Transformador QDTB®
All figures are configurator-generated feasibility-level estimates; drawings are schematic deliverables pending refinement by a licensed design institute, not construction documents.
Todas las soluciones

800 kW / 800 kVA Energía Petroquímica: Zona Ex 2 + VFD ESP de 200 kW + Lectura Profunda de Diésel de 1000 kVA

2×S13-M-800/10 N+1 · VFD para ESP de 200 kW · Zona Ex 2 · diésel de 1000 kVA (600 kW en reserva)

1 · TL;DR Conclusion

Conclusión: esta planta petroquímica de 800 kW utiliza 2 transformadores de aceite S13-M-800/10 (N+1) + un VFD para ESP de 200 kW (Zona Ex 2) + un diésel de emergencia de 1000 kVA (600 kW en espera) — total del configurador ≈ $585,247, 84% de carga N-1, THDi 25% (necesita APF/SVG), la actualización a amorfo SH15 se amortiza en 3.3 años (nivel de factibilidad).

  • •2 transformadores de aceite S13-M-800/10 de 2×800 kVA (N+1), 84% de carga tras la pérdida de una unidad (aprobado), demanda de 640 kW
  • •ESP de 200 kW con VFD — caída de tensión al arranque del 1,7% frente al 8,1% con DOL; Zona Ex 2 → tablero Ex d + MCC Ex (IEC 60079)
  • •Diésel de emergencia 1×1000 kVA (600 kW en standby) cubre grado-1 400 kW + contra incendios 150 kW = 550 kW (V9 aprobado), contenedor de 20 pies, autonomía de 3 días
  • •THDi 25% por encima del límite → reactor desintonizado + filtrado activo APF/SVG (V6 advertencia)
  • •Economía: $585.247 total; la mejora a amorfo SH15 ahorra $410/año, retorno en 3,3 años; pérdidas 248.596 kWh/año ≈ $29.832

2 · Solution Overview

Una planta petroquímica es una carga pesada de grado 1 en zona peligrosa: el agua contra incendios, la iluminación de emergencia y el control DCS nunca deben perder energía, mientras que las bombas ESP y los motores de proceso son cargas VFD ricas en armónicos. Este esquema combina transformadores de aceite N+1 con distribución Ex Zona 2, un ESP accionado por VFD y un diésel de emergencia para incendios + proceso crítico.

2×800 kVA (S13-M, N+1)
Transformador
10 kV dual (N+1)
Alimentación
640 kW (800 kW instalados)
Demanda
200 kW (VFD)
VFD ESP
Zona 2 (Ex d)
Zona peligrosa
1×1000 kVA (600 kW en espera)
Diésel
400 kW + incendio 150 kW
Carga de Grado 1
25% (→ APF/SVG)
THDi
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase640 kW100%
Diesel 600 kWbackup0 kW0%

Calculadora de sistemas eléctricos petroquímicos

Dimensione y configure un sistema de distribución de energía de doble fuente de alta fiabilidad para procesos petroquímicos continuos: nivel de redundancia, equipos antiexplosión, BOM y diagrama unifilar.

Abrir la calculadora
Smart Monitoring & Control
Add the protection, metering and SCADA (monitoring & secondary) layer to the BOM and architecture diagram.

3 · Design Process & Rationale

1. Identificación de requisitos

Unidad petroquímica de 800 kW: grado 1 400 kW (contra incendios 150 + emergencia/control + proceso crítico 250), proceso crítico 250 kW, VFD de ESP de 200 kW, Zona 2, corte permitido ≤15 s.

2. Carga y clasificación

Contra incendios 150 + emergencia/crítico → grado 1 400 kW; ESP/proceso → grado 2 250; general → grado 3 150. Grado 1 + contra incendios = 550 kW define el tamaño del diésel.

3. Fuente y combinación

Red de 10 kV (base) + diésel de respaldo de 600 kW. El diésel cubre grado 1 + contra incendios 550 kW (V9 pasa 109%), transferencia ≤15 s.

4. Dimensionamiento del transformador

Demanda de 640 kW ≈ 674 kVA → nivel de 800 kVA; N+1 → 2×S13-M-800/10 aceite (exterior, separación contra incendios), 84% de carga tras la pérdida de una unidad.

5. A prueba de explosiones y ESP

Ex Zona 2 → tablero Ex d + MCC Ex (IEC 60079); ESP de 200 kW con VFD (caída del 1,7% frente al 8,1% DOL); reactor desintonizado + APF para 25% THDi.

6. Protección y secundario

MT 31,5 kA / BT 36 kA poder de corte; protocolo 104 + esquema secundario + auxiliar de CC; selectividad 11,9×.

7. Fiabilidad y emergencia

ATS diésel con transferencia automática + transferencia final contra incendios, autonomía de combustible de 3 días; N-1 mantiene 84% de carga tras la pérdida de una unidad.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Una chispa errante en una zona peligrosa puede inflamar el gas

Solution

Equipo Zona 2 Ex según IEC 60079: tablero Ex d + MCC Ex, puesta a tierra equipotencial

Evidence

V14 zona 2 Ex d; planos de puesta a tierra + protección contra sobretensiones

Pain

Las bombas contra incendios deben funcionar ante una pérdida total de la red

Solution

Alimentador contra incendios dedicado + ATS de transferencia final + diésel de 1000 kVA

Evidence

V11 circuito dedicado; V9 aprobado (600 ≥ grado 1 400 + incendio 150); autonomía de 3 días

Pain

Los VFD del ESP inyectan armónicos que sobrecalientan el transformador

Solution

Reactor desintonizado + filtrado activo APF/SVG

Evidence

V6 THDi 25 % por encima del límite → se recomienda APF/SVG

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Capacidad del transformador800 kVA ×2 (S13-M)674 kVA → nivel 800; N+1 → 2 unidades de aceiteCarga al 84%; aceite exterior para separación contra incendios
por encima de ~850 kVA de demanda, pasar a 1000/1250
Factor de demanda0,8 → 640 kWinstalado 800 kW × Kd 0,8dimensiona transformador y cable a la demanda real
verificar Kd contra el programa de proceso
Arranque del ESP200 kW VFD, caída del 1,7%VFD kst 1,3 vs DOL 6,5sin caída en otros procesos; DOL sería 8,1%
confirmar cable de fondo de pozo y resistencia de frenado
Zona peligrosaZona 2gas/vapor presente solo en condiciones anormalestablero Ex d + MCC Ex, mayor costo (POA)
Zona 1 → Ex ia/ib más estricto, más costo
Diésel de emergencia1×1000 kVA (600 kW en espera)cubre grado-1 400 + incendio 150 = 550 kWautonomía de 3 días, 75% de carga, arranque automático <15 s
respaldo total del sitio requiere ≈950 kW
ArmónicosTHDi 25%no lineal 200 kW / 800 kWrequiere APF/SVG; solo reactor desintonizado no lo elimina
objetivo APF THDi ≤8%

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/26Diagrama unifilar — 10 kV dual → 2×S13-M-800/10 → barra MNS BT → MCC Ex + VFD ESP + contra incendios + ATS diésel
Why: El SLD muestra el esqueleto de confiabilidad: doble acometida + transformadores N+1 + transferencia final contra incendios + transferencia automática diésel — cuatro capas de suministro en un solo plano, la fuente estructural de la continuidad.
Dwg 15/26Curva de coordinación de protecciones TCC — Acometida → transformador → acometida BT → alimentador, gradación 0.3/0.2 s, selectividad aprobada (11.9×)
Why: Una planta teme que una falla apague todo el sitio; el TCC verifica la selectividad — una falla aguas abajo dispara solo su alimentador (0.1 s) mientras aguas arriba 0.3 s se mantiene, 11.9× asegurando la gradación.
Dwg 19/26Compensación reactiva y de armónicos — THDi 25% · reactor desintonizado + APF/SVG
Why: Los VFD del ESP elevan el THDi al 25% por encima del límite; el plano de PFC especifica reactor desintonizado + filtrado activo — la clave para mantener el transformador frío y la barra limpia.
Dwg 25/26Sistema de combustible diésel — 1×1000 kVA · contenedor 20 ft · autonomía 3 días
Why: El diésel de emergencia es la última línea para contra incendios + proceso crítico; el plano del sistema de combustible cuantifica 3 días de autonomía — el locus de 'el fuego sigue funcionando con pérdida total de red'.
Dwg 16/26Sistema de puesta a tierra — Equipotencial en área peligrosa · puesta a tierra estática
Why: La corriente estática y de falla en un área peligrosa se drena mediante puesta a tierra; la unión equipotencial es la última barrera física de seguridad contra explosiones.

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

Dwg 4 · Topología del sistemaDwg 5 · Sistema de distribuciónDwg 6 · Sistema de distribución de MTDwg 7 · Sistema de distribución de BTDwg 8 · Cálculo de cortocircuitoDwg 9 · Códigos y normas aplicablesDwg 10 · Datos técnicos de los equipos principalesDwg 11 · Construcción y pruebasDwg 12 · Evaluación de la calidad de la energíaDwg 13 · Arquitectura SCADADwg 14 · Configuración de proteccionesDwg 17 · Protección contra rayos y sobretensionesDwg 18 · Disposición de los equiposDwg 20 · Transferencia conectada a la red / en islaDwg 21 · Control secundario y señalizaciónDwg 22 · Regleta de terminalesDwg 23 · Disposición del panelDwg 24 · Alimentación auxiliar de CCDwg 26 · Sistema de puesta a tierra del diésel

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Fiabilidad y disponibilidad

N+1 84% tras la pérdida de una unidad + transferencia automática diésel ≤15 s + transferencia final contra incendios, cubriendo grado 1 de 400 + incendio de 150 kW; disponibilidad en serie ≈ clase 99,9%.

Fallo y protección

MT 28,9 kA / BT 27,8 kA, corte MT 31,5 kA / BT 36 kA (margen de 1,1–1,3×); selectividad 11,9×, un fallo aguas abajo dispara solo su alimentador.

Calidad de energía

THDi 25% por encima del límite, reactor desintonizado + APF/SVG; caída de arranque del VFD del ESP 1,7% (DOL 8,1%), tensión de barra 0,983 pu.

Economía

$585.247 total; actualización a amorfo SH15 con retorno en 3,3 años ($410/año); pérdidas 248.596 kWh/año ≈ $29.832.

Other views (shown): LCC (costo del ciclo de vida) · Calidad de la energía y armónicos · Perfil de tensión · Características del esquema · Derrateo ambiental

7 · Economics & Payback

Equipo total ≈ $585,247 (2×S13-M-800/10 + distribución Zona Ex 2 + VFD ESP 200 kW + diésel 1000 kVA + 104 SCADA). No hay PV/BESS en este esquema, por lo que la economía = capex + pérdidas + TCO del transformador: actualizar S13→SH15 amorfo ahorra ≈3,416 kWh/año (≈$410/año), recuperación en 3.3 años; pérdidas anuales de transformador+línea ≈248,596 kWh (≈$29,832/año). El diésel es solo de respaldo — el costo operativo aplica solo durante cortes de red.

$585,247
Total de equipos
2×800 kVA S13-M
Transformador
3.3 años
Retorno de inversión de actualización a SH15
$29,832
Pérdidas anuales
248,596 kWh/año
Energía perdida
1×1000 kVA
Diésel

8 · FAQ

¿Qué transformador para una planta petroquímica de 800 kW?
640 kW ≈ 674 kVA → nivel de 800 kVA; N+1 utiliza 2 transformadores de aceite S13-M-800/10, 84% de carga tras la pérdida de una unidad.
¿Cómo se maneja el área peligrosa?
Zona 2 → tablero de distribución Ex d + MCC Ex según IEC 60079, más puesta a tierra equipotencial y protección contra sobretensiones; cotizado por proyecto.
¿El ESP necesita un VFD?
Sí — 200 kW en VFD mantiene la caída de arranque en 1.7% (vs 8.1% DOL), y el VFD proporciona control de flujo más frenado suave.
¿Qué tamaño de generador diésel?
1×1000 kVA (600 kW en standby) cubre incendio 150 kW + grado-1 400 kW = 550 kW; contenedor de 20 pies, autonomía de combustible de 3 días.
¿Cómo se manejan los armónicos?
Los VFD del ESP elevan el THDi al 25%; use reactor desintonizado + filtro activo APF (solo el desintonizado no eliminará la excedencia).
¿Qué sucede ante pérdida de red?
El diésel arranca automáticamente y el ATS transfiere las cargas de grado-1 + incendio dentro de los 15 s de corte permitidos; la carga de incendio tiene una transferencia final dedicada.
¿Cuál es el retorno de inversión de un mejor transformador?
SH15 amorfo vs S13 ahorra ≈3,416 kWh/año ($410/año), retorno en 3.3 años con factor de carga del 84%.
¿Por qué tipo aceite y no tipo seco?
Subestación exterior con distancia de separación contra incendios; el aceite S13 es económico para plantas de proceso; tipo seco para espacios interiores/IT.
¿El precio es final?
No — $585,247 es una estimación de equipos a nivel de factibilidad; los equipos Ex y el VFD son POA, y la Ssc del sitio debe confirmarse.

Special Considerations

  • THDi 25% supera el límite — un reactor desintonizado por sí solo no lo resolverá; añada filtrado activo APF (remedio V6).
  • 600 kW diésel cubre grado-1 400 kW + incendio 150 kW = 550 kW (V9 pasa); el respaldo de 800 kW para todo el sitio necesita ≈950 kW.
  • El equipo para Zona Ex 2 (tablero Ex d + MCC Ex) se cotiza por proyecto (POA); la certificación Ex final según IEC 60079 está por confirmar.
  • El VFD de 200 kW para el ESP es el motor más grande; confirme el cable de fondo de pozo y la resistencia de frenado para la bomba sumergible.
  • Estimación a nivel de factibilidad; los planos están pendientes de un instituto de diseño autorizado; confirme la Ssc de la red (se asume 500 MVA).

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 →

Suministro integral de equipos de energía solar y convencional

Desde el diseño del sistema de distribución de energía hasta la energía solar: transformadores, aparamenta, subestaciones y equipos solares, dimensionados y cotizados en un solo lugar. Utilice nuestras calculadoras para obtener una lista completa de materiales y el precio FOB.