Transformateur 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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700 kW / 630 kVA Alimentation minière : treuil à quatre quadrants de 250 kW + SVG + Diesel Deep-Read

2×S13-M-630/10 N+1 · VFD de levage à quatre quadrants de 250 kW · SVG · diesel de 500 kW

1 · TL;DR Conclusion

Conclusion : cette mine de 700 kW utilise 2×S13-M-630/10 transformateurs à huile (N+1) + un VFD de levage à quatre quadrants de 250 kW + SVG + un diesel de secours de 500 kW — total du configurateur ≈ 269 595 $, 94 % de charge N-1 (proche de la limite), chute de levage de 250 kW 2,7 % avec VFD vs 12,2 % DOL (DOL échoue), THDi 36 % (niveau de faisabilité).

  • •2×630 kVA S13-M-630/10 (N+1), 94% de charge après perte d'une unité (réussi, proche de la limite — surveiller la marge)
  • •VFD de levage à quatre quadrants de 250 kW : creux de 2,7 % ; en DOL, chute de 12,2 % et échec à la limite de 10 %
  • •SVG (32 200 $) + diesel de secours de 500 kW maintiennent le levage/la ventilation/le drainage en continu
  • •THDi 36 % provenant des VFD → réacteur désaccordé + SVG/APF
  • •Économie : 269 595 $ au total ; mise à niveau SH15 336 $/an, retour sur investissement ~3 ans ; pertes 173 812 kWh/an ≈ 20 857 $

2 · Solution Overview

La ligne de vie électrique d'une mine est le treuil, la ventilation et l'exhaure : le treuil est à quatre quadrants (il lève en montée, régénère en descente), la ventilation et le drainage fonctionnent en continu, et une perte d'alimentation met en danger les personnes sous terre. Ce schéma utilise des transformateurs N+1, un variateur de fréquence (VFD) de treuil à quatre quadrants, un SVG et un diesel de secours pour assurer la sécurité du puits.

2×630 kVA (S13-M, N+1)
Transformateur
10 kV (double N+1)
Alimentation
250 kW (quatre quadrants)
VFD de levage
560 kW (700 kW installés)
Demande
500 kW en secours
Diesel
350 kW
Charge d'impact
36%
THDi
94%
Charge N-1
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase560 kW100%
Diesel 500 kWbackup0 kW0%

Calculateur de système d'alimentation minière

Dimensionnez la distribution électrique de votre mine - charges de concasseur, treuil, ventilateur et convoyeur, vérification de la chute de tension au démarrage des moteurs, filtrage harmonique des VFD et déclassement en altitude, avec nomenclature et schéma unifilaire.

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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. Identification des besoins

Mine de 700 kW : treuil à quatre quadrants de 250 kW, ventilation/drainage continus, grade 1 250 kW (treuil), grade 2 300 kW (ventilation/drainage).

2. Charge et classification

Treuil grade 1 250 kW (sécurité du personnel) ; ventilation/drainage grade 2 300 kW ; impact 350 kW, non linéaire 250 kW.

3. Source

Réseau 10 kV + groupe électrogène diesel de secours de 500 kW ; le diesel couvre le grade 1 250 kW (validation V9), conteneur 20 pieds, autonomie de 3 jours.

4. Dimensionnement du transformateur

560 kW ≈ 589 kVA → palier 630 kVA ; N+1 → 2×S13-M-630/10, 94 % de charge après perte d'une unité (proche de la limite).

5. Entraînement du treuil

VFD à quatre quadrants de 250 kW (chute de 2,7 %) ; un démarrage direct provoquerait une chute de 12,2 % et un échec — le VFD est obligatoire ; le freinage régénératif renvoie l'énergie au bus DC.

6. SVG et harmoniques

36 % THDi + impact de 350 kW → compensation dynamique SVG + réacteur désaccordé.

7. Protection

BT 22 kA / MT 28,9 kA, pouvoir de coupure BT 36 kA / MT 31,5 kA ; sélectivité 9,18× ; SCADA modbus.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Le démarrage direct (DOL) du treuil fait chuter le bus de 12,2 % et déclenche d'autres départs

Solution

VFD quatre quadrants de 250 kW, creux de 2,7 %

Evidence

V5 : DOL 12,2 % ok=false, VFD 2,7 % ok=true

Pain

Une perte d'alimentation piège les mineurs sous terre

Solution

Diesel de secours + ATS pour le treuil/la ventilation

Evidence

V9 réussi (diesel 500 ≥ grade-1 250) ; conteneur de 20 pieds, 3 jours

Pain

Les harmoniques du VFD et le treuil en régénération déforment le bus

Solution

SVG + réacteur désaccordé

Evidence

THDi 36 % (V6 avertissement), SVG 32 200 $

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Capacité du transformateur630 kVA ×2 (S13-M)589 kVA → palier 630 ; N+1 → 2 unités94% après perte d'une unité, proche de la limite
envisager 800 kVA pour la marge
Entraînement du treuilVFD à quatre quadrants de 250 kW, chute de 2,7%VFD kst 1,3 vs DOL 6,5DOL 12,2% échoue ; VFD est obligatoire
la régénération à quatre quadrants nécessite une résistance de freinage/unité de retour
Diesel500 kW en secourscouvre le grade-1 250 kW (treuil)autonomie de 3 jours, démarrage automatique <15 s
le secours de toute la mine nécessite un groupe plus grand
Charge d'impact350 kWsurge d'accélération du treuildétermine la taille du SVG et la chute au démarrage
vérifier le démarrage simultané ventilation/drainage
HarmoniquesTHDi 36%non linéaire 250 kW / 700 kWnécessite un filtrage actif SVG
objectif THDi ≤8%
Facteur de demande0,8 → 560 kWinstallé 700 kW × Kd 0,8dimensionne le transformateur à la demande réelle
vérifier par rapport au cycle de service treuil/ventilation

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/26Schéma unifilaire — 10 kV → 2×S13-M-630/10 → jeu de barres MNS BT → entraînement de treuil + ventilation + épuisement + ATS diesel + SVG
Why: Le schéma unifilaire donne le squelette électrique de la mine : transformateurs doubles N+1 + départs treuil/ventilation/épuisement + transfert automatique diesel + SVG — la source structurelle de « la sécurité du puits reste alimentée ».
Dwg 8/26Calcul de court-circuit — BT 22 kA · coupure BT 36 kA (marge 1,3×)
Why: Le niveau de défaut BT de 22 kA impose un pouvoir de coupure de 36 kA sur les tableaux BT — la ligne rouge de sécurité des équipements souterrains.
Dwg 19/26Compensation réactive et harmonique — THDi 36% · compensation dynamique SVG + réacteur désaccordé
Why: Le variateur du treuil + la régénération portent le THDi à 36% ; le plan PFC/SVG spécifie une compensation dynamique pour garder le jeu de barres propre et le transformateur froid.
Dwg 15/26Courbe de coordination des protections TCC — Arrivée → transformateur → arrivée BT → départ, sélectivité 9,18×
Why: Une mine craint qu'un défaut arrête le treuil et piège des personnes ; le TCC vérifie la sélectivité pour qu'un défaut aval ne déclenche que son départ.
Dwg 25/26Système de carburant diesel — 500 kW secours · conteneur 20 pieds · autonomie 3 jours
Why: Le diesel de secours est la dernière ligne pour treuiller les personnes et ventiler lors d'une coupure ; le plan carburant quantifie 3 jours d'autonomie.

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

Dwg 4 · Topologie du systèmeDwg 5 · Système de distributionDwg 6 · Système de distribution MTDwg 7 · Système de distribution BTDwg 9 · Codes et normes applicablesDwg 10 · Données techniques des équipements principauxDwg 11 · Construction et essaisDwg 12 · Évaluation de la qualité de l'énergieDwg 13 · Architecture SCADADwg 14 · Configuration de la protectionDwg 16 · Système de mise à la terreDwg 17 · Protection contre la foudre et les surtensionsDwg 18 · Disposition des équipementsDwg 20 · Raccordement au réseau / passage en îlotageDwg 21 · Commande secondaire et signalisationDwg 22 · BornierDwg 23 · Disposition du panneauDwg 24 · Alimentation auxiliaire CCDwg 26 · Système de mise à la terre du groupe électrogène diesel

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Fiabilité

N+1 94% après la perte d'une unité (proche de la limite) + transfert automatique diesel ≤15 s couvrant le treuil de grade 1 de 250 kW, assurant la sécurité du puits.

Défaut et protection

BT 22 kA / MT 28,9 kA, pouvoir de coupure BT 36 kA / MT 31,5 kA ; sélectivité 9,18×, un défaut en aval ne déclenche que son départ.

Qualité de l'énergie

THDi 36% atténué par SVG ; creux du VFD du treuil 2,7% (DOL 12,2% échoue), bus 0,981 pu.

Économie

$269 595 total ; mise à niveau SH15 ~3 ans de retour sur investissement ($336/an) ; pertes 173 812 kWh/an ≈ $20 857.

Other views (shown): LCC (coût du cycle de vie) · Qualité de l'énergie et harmoniques · Profil de tension · Caractéristiques du schéma · Arc électrique

7 · Economics & Payback

Équipement total ≈ 269 595 $ (2×S13-M-630/10 + entraînement de levage + feeders de ventilation/exhaure + SVG + diesel 500 kW + SCADA modbus). Pas de PV/BESS, donc l'économie = capex + pertes + TCO du transformateur : la mise à niveau S13→SH15 amorphe permet d'économiser ≈2 803 kWh/an (≈336 $/an), retour sur investissement ~3 ans ; pertes annuelles transformateur + ligne ≈173 812 kWh (≈20 857 $/an). Le diesel est uniquement de secours. Les moteurs de levage/ventilation/exhaure sont POA.

$269,595
Total de l'équipement
2×630 kVA S13-M
Transformateur
$32,200
Compensation dynamique SVG
~3 ans
Retour sur investissement de la mise à niveau SH15
$20,857
Pertes annuelles
500 kW en secours
Diesel

8 · FAQ

Quel transformateur pour une mine de 700 kW ?
560 kW ≈ 589 kVA → palier 630 kVA ; N+1 utilise 2×S13-M-630/10, 94 % de charge après perte d'une unité (envisager 800 kVA pour la marge).
Pourquoi le treuil doit-il être sur un VFD ?
Le démarrage direct (DOL) du treuil de 250 kW provoque une chute de 12,2 % (>10 % limite) ; le VFD à quatre quadrants donne une chute de 2,7 % plus un freinage régénératif.
Que signifie quatre quadrants ?
Le moteur du treuil travaille en levage et régénère en descente, renvoyant l'énergie au bus DC — géré par le VFD à quatre quadrants + résistance de freinage/unité de réinjection.
Quelle taille de diesel ?
500 kW en secours couvre le treuil de grade 1 de 250 kW (passage V9) ; conteneur 20 pieds, autonomie 3 jours, auto-démarrage <15 s.
Comment sont alimentées la ventilation et le drainage ?
Comme charges de grade 2 sur les départs BT, couvertes par la redondance N+1 à double transformateur ; ajouter un diesel plus grand uniquement pour le service continu.
Comment gérer un THDi de 36 % ?
Les VFD de treuil empilés poussent le THDi à 36 % ; utiliser un filtrage actif SVG + réacteur désaccordé, cible ≤8 %.
Que deviennent les mineurs lors d'une coupure ?
Le diesel commute automatiquement en ≤15 s vers le treuil pour remonter le personnel ; la ventilation continue de fonctionner avec 3 jours d'autonomie.
Quel est le retour sur investissement d'un meilleur transformateur ?
SH15 amorphe vs S13 économise ≈2 803 kWh/an (336 $/an), ~3 ans de retour.
Le prix est-il final ?
Non — 269 595 $ est une estimation de niveau faisabilité ; les moteurs de treuil/ventilation/exhaure sont POA, et la Ssc du réseau doit être confirmée.

Special Considerations

  • N-1 94% de charge après la perte d'une unité est proche de la limite — envisagez de passer le transformateur à 800 kVA pour avoir de la marge (V4/V13).
  • Le démarrage direct (DOL) du palan provoquerait une chute de 12.2% (>10% limite) — le variateur de fréquence à quatre quadrants est obligatoire, avec résistance de freinage/unité de récupération.
  • Si les sections souterraines nécessitent une protection contre les explosions, ajoutez séparément des équipements Ex par zone dangereuse (ce schéma alimente la sous-station de surface).
  • Le diesel de 500 kW couvre le palan de grade 1 de 250 kW (V9 validé) ; le secours complet ventilation/drainage nécessite un groupe plus grand.
  • Estimation au niveau de faisabilité ; les plans sont en attente d'un institut de conception agréé ; confirmez le Ssc du réseau (500 MVA supposé).

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