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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600 kW / 630 kVA Alimentación de Terminal Portuaria: 160 kW Grúa de Muelle + Compensación Dinámica SVG Lectura Detallada

2×S13-M-630/10 N+1 · VFD de grúa de 160 kW · Compensación dinámica SVG

1 · TL;DR Conclusion

Conclusión: esta terminal portuaria de 600 kW utiliza 2×S13-M-630/10 transformadores de aceite (N+1) + un VFD de grúa de muelle de 160 kW + compensación reactiva dinámica SVG — total del configurador ≈ $156,706, carga N-1 del 80%, THDi 42% mitigado por SVG, caída de grúa de 160 kW 1.7% vs 8.2% DOL (nivel de factibilidad).

  • •2 transformadores de aceite S13-M-630/10 de 2×630 kVA (N+1), 80% de carga tras la pérdida de una unidad, demanda de 480 kW
  • •Grúa de muelle de 160 kW con VFD — caída de tensión al arranque del 1,7% frente al 8,2% con arranque directo (DOL); carga de impacto de 300 kW
  • •Compensación dinámica SVG ($32.200) para la carga regenerativa/de impacto de la grúa y un THDi del 42%
  • •Sin fuente de respaldo — solo conectado a la red; el transformador N-1 cubre la grúa + el suministro eléctrico a buques (shore power)
  • •Economía: $156.706 en total; la actualización a SH15 ahorra $337/año, retorno de inversión de ~3 años; pérdidas de 161.197 kWh/año ≈ $19.344

2 · Solution Overview

Una terminal de contenedores es una carga densa en VFD y con alto impacto: las grúas de muelle y las RTG experimentan picos de demanda al levantar y regeneran energía al bajar, causando parpadeos de tensión que pueden disparar los alimentadores vecinos. Este esquema utiliza transformadores de aceite N+1 más un VFD de grúa de 160 kW y compensación dinámica SVG para mantener la tensión estable y limpiar el bus.

2×630 kVA (S13-M, N+1)
Transformador
10 kV (doble N+1)
Alimentación
480 kW (600 kW instalados)
Demanda
160 kW (VFD)
VFD de grúa
300 kW
Carga de impacto
$32,200
Compensación dinámica SVG
42%
THDi
80%
Carga N-1
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase480 kW100%

Calculadora de sistemas de potencia para puertos y metalurgia

Dimensione y configure el sistema de distribución de energía para grúas portuarias de muelle y cargas metalúrgicas: cargas de impacto, compensación de potencia reactiva y armónicos, lista de materiales y diagrama unifilar.

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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

Terminal de 600 kW: 450 kW de potencia, 300 kW de impacto (grúa), 250 kW no lineal, 160 kW del motor más grande en VFD.

2. Característica de la carga

Impacto de grúa 300 + no lineal 250; demanda 480 kW (Kd 0,8); arranques cíclicos, sin carga de reserva crítica a largo plazo.

3. Fuente

Solo red de 10 kV (conectada a la red); las grúas tienen ciclos, sin carga de reserva de grado 1, por lo que no se requiere diésel/UPS.

4. Dimensionamiento del transformador

480 kW ≈ 505 kVA → nivel de 630 kVA; N+1 → 2×S13-M-630/10, 80% de carga tras la pérdida de una unidad.

5. SVG y armónicos

42% THDi + 300 kW de impacto → compensación dinámica SVG ($32.200) para flicker + reactiva + armónicos.

6. Accionamiento de grúa

VFD de 160 kW (caída del 1,7%); el accionamiento regenerativo devuelve la energía de frenado al bus de CC (elemento de accionamiento regenerativo de grúa portuaria).

7. Protección

Cortocircuito MV 31,5 / LV 36 kA; selectividad 10,71×; SCADA modbus.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

El arranque de la grúa provoca parpadeo de tensión que atenúa otros alimentadores

Solution

La compensación dinámica SVG responde en <10 ms para mantener la barra

Evidence

Impacto de 300 kW; SVG $32,200 auto-seleccionado

Pain

Los armónicos del VFD sobrecalientan el transformador

Solution

Reactor desintonizado + filtrado activo SVG

Evidence

THDi 42% (V6 advierte)

Pain

El frenado regenerativo de la grúa realimenta el bus de CC

Solution

Accionamiento regenerativo + resistencia de frenado

Evidence

elemento de accionamiento regenerativo de grúa de muelle (POA)

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Capacidad del transformador630 kVA ×2 (S13-M)505 kVA → nivel 630; N+1 → 2 unidadesCarga al 80%, banda económica 60–85%
por encima de ~540 kVA de demanda, pasar a 800
Compensación dinámica SVG$32,200Impacto de 300 kW + THDi 42% autoselecciona SVGRespuesta <10 ms; flicker + reactiva + armónicos
Los condensadores PFC no pueden manejar flicker; solo SVG puede
Motor de grúa160 kW VFD, caída 1,7%VFD kst 1,3 vs DOL 6,5sin caída; DOL sería 8,2%
confirmar accionamiento regenerativo y resistencia de frenado
Carga de impacto300 kWpico instantáneo de elevación/recogida de grúadefine tamaño de SVG y supresión de flicker
verificar factor de coincidencia multi-grúa
ArmónicosTHDi 42%no lineal 250 kW / 600 kWrequiere filtrado activo SVG
objetivo THDi ≤8%
Factor de demanda0,8 → 480 kWinstalado 600 kW × Kd 0,8dimensiona transformador a demanda real
verificar contra ciclo de trabajo de grúa

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/23Diagrama unifilar — 10 kV → 2×S13-M-630/10 → barra MNS BT → alimentadores de grúa + SVG + conexión a tierra
Why: El diagrama unifilar proporciona el esqueleto estructural: transformadores duales N+1 + alimentadores de grúa + rama SVG + conexión a tierra — el origen de 'la sobrecarga de la grúa no derriba toda la terminal'.
Dwg 19/23Compensación reactiva y de armónicos — THDi 42% · Compensación dinámica SVG $32,200
Why: 42% THDi + impacto de 300 kW superan la capacidad de PFC normal; el dibujo PFC/SVG especifica compensación dinámica — el núcleo de mitigación de parpadeo y armónicos.
Dwg 12/23Evaluación de calidad de energía — Parpadeo de voltaje · THDi 42% · reactivo
Why: El dibujo de calidad de energía cuantifica el parpadeo por sobrecarga de grúa y 42% de armónicos, justificando directamente la selección del SVG.
Dwg 8/23Cálculo de cortocircuito — BT 22 kA · corte BT 36 kA (margen 1.3×)
Why: El nivel de falla de BT de 22 kA obliga a un corte de 36 kA en el tablero de BT — la línea roja de seguridad del equipo.
Dwg 15/23Curva de coordinación de protección TCC — Entrada → transformador → entrada BT → alimentador, selectividad 10.71×
Why: Una terminal teme que una falla detenga todo el muelle; TCC verifica la selectividad para que una falla aguas abajo dispare solo su alimentador.

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 9 · Códigos y normas aplicablesDwg 10 · Datos técnicos de los equipos principalesDwg 11 · Construcción y pruebasDwg 13 · Arquitectura SCADADwg 14 · Configuración de protecciónDwg 16 · Sistema de puesta a tierraDwg 17 · Protección contra rayos y sobretensionesDwg 18 · Disposición de los equiposDwg 20 · Control secundario y señalizaciónDwg 21 · Regleta de terminalesDwg 22 · Disposición del panelDwg 23 · Alimentación auxiliar de CC

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Fiabilidad

N+1 80% tras la pérdida de una unidad; conectado a la red sin respaldo — grúa + alimentación de puerto cubiertos por redundancia de doble transformador.

Fallo y protección

BT 22 kA / MT 28,9 kA, corte BT 36 kA / MT 31,5 kA (1,3×); selectividad 10,71×.

Calidad de energía

THDi 42% mitigado por SVG; caída de VFD de grúa 1,7% (DOL 8,2%), bus 0,983 pu.

Economía

$156.706 total; actualización SH15 ~3 años de retorno ($337/año); pérdidas 161.197 kWh/año ≈ $19.344.

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

7 · Economics & Payback

Equipo total ≈ $156,706 (2×S13-M-630/10 + alimentadores de grúa + compensación dinámica SVG + SCADA modbus). Sin PV/BESS, por lo que la economía = capex + pérdidas + TCO del transformador: la actualización de S13→SH15 amorfo ahorra ≈2,803 kWh/año (≈$337/año), ~3 años de retorno; pérdidas anuales de transformador+línea ≈161,197 kWh (≈$19,344/año). La unidad de accionamiento regenerativo de la grúa y la alimentación desde tierra son POA.

$156,706
Total de equipos
2×630 kVA S13-M
Transformador
$32,200
Compensación dinámica SVG
~3 años
Retorno de inversión de actualización SH15
$19,344
Pérdidas anuales
161,197 kWh/año
Energía perdida

8 · FAQ

¿Qué transformador para una terminal de 600 kW?
480 kW ≈ 505 kVA → nivel de 630 kVA; N+1 utiliza 2×S13-M-630/10, 80% de carga tras la pérdida de una unidad.
¿SVG frente a compensación con condensadores simples?
Los condensadores solo corrigen la reactiva en régimen permanente; el SVG responde en <10 ms y maneja tanto el parpadeo por picos de la grúa como el 42% de armónicos — el SVG es obligatorio aquí.
¿Necesita la grúa un VFD?
Sí — 160 kW en VFD da una caída del 1,7% (frente al 8,2% con arranque directo), además de arranque/parada suaves y frenado regenerativo.
¿Cómo se maneja un THDi del 42%?
Los VFD apilados de grúa/RTG elevan el THDi al 42%; use filtrado activo SVG + reactor desintonizado, objetivo ≤8%.
¿Qué efecto tiene el parpadeo de tensión?
Un pico de 300 kW de la grúa causa parpadeo en la barra que puede disparar falsamente alimentadores adyacentes; la compensación rápida del SVG mantiene la tensión.
¿A dónde va la energía regenerativa del descenso de la grúa?
Un accionamiento regenerativo devuelve la energía de frenado al bus de CC, con una resistencia de frenado para disipar el exceso.
¿Se necesita una fuente de respaldo?
El esquema conectado a la red no tiene diésel/UPS; los transformadores duales N+1 dan redundancia a nivel de transformador — añada respaldo solo para servicio continuo crítico.
¿Cuál es el retorno de un transformador mejor?
SH15 amorfo frente a S13 ahorra ≈2.803 kWh/año ($337/año), ~3 años de retorno.
¿Es el precio final?
No — $156.706 es una estimación a nivel de viabilidad; el accionamiento regenerativo de la grúa y la conexión a tierra son POA, y debe confirmarse la Ssc de la red.

Special Considerations

  • THDi 42% supera gravemente el límite: los condensadores de PFC no pueden manejar el flicker, la compensación dinámica SVG es obligatoria (solución V6).
  • Este esquema está conectado a la red sin respaldo; si las grúas son de servicio continuo crítico, evalúe por separado diésel/UPS.
  • El accionamiento regenerativo de la grúa y la alimentación desde tierra son POA; debe verificarse el factor de coincidencia de múltiples grúas.
  • El VFD de la grúa de 160 kW es el motor más grande; confirme la resistencia de frenado regenerativo y la capacidad del bus de CC.
  • 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).

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