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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600 kW / 630 kVA Alimentation de Terminal Portuaire : 160 kW Grue de Quai + Compensation Dynamique SVG Analyse Approfondie

2×S13-M-630/10 N+1 · VFD de grue de 160 kW · Compensation dynamique SVG

1 · TL;DR Conclusion

Conclusion : ce terminal portuaire de 600 kW utilise 2×S13-M-630/10 transformateurs à huile (N+1) + un VFD de grue de quai de 160 kW + compensation réactive dynamique SVG — total du configurateur ≈ 156 706 $, charge N-1 de 80 %, THDi 42 % atténué par SVG, chute de grue de 160 kW 1,7 % vs 8,2 % DOL (niveau de faisabilité).

  • •2 transformateurs à huile S13-M-630/10 de 2×630 kVA (N+1), 80 % de charge après la perte d'une unité, demande de 480 kW
  • •Grue de quai de 160 kW sur variateur de fréquence — chute au démarrage de 1,7 % contre 8,2 % en démarrage direct ; charge d'impact de 300 kW
  • •Compensation dynamique SVG (32 200 $) pour la charge régénérative/d'impact de la grue et un THDi de 42 %
  • •Aucune source de secours — raccordé au réseau uniquement ; le transformateur N-1 couvre la grue + l'alimentation à quai (shore power)
  • •Économie : 156 706 $ au total ; la mise à niveau SH15 permet d'économiser 337 $/an, retour sur investissement d'environ 3 ans ; pertes de 161 197 kWh/an ≈ 19 344 $

2 · Solution Overview

Un terminal à conteneurs est une charge dense en VFD et à fort impact : les portiques de quai et les RTG subissent des appels de courant lors du levage et régénèrent lors de la descente, provoquant des scintillements de tension qui peuvent déclencher les départs voisins. Ce schéma utilise des transformateurs à huile N+1, un VFD de grue de 160 kW et une compensation dynamique SVG pour maintenir la tension stable et assainir le bus.

2×630 kVA (S13-M, N+1)
Transformateur
10 kV (double N+1)
Alimentation
480 kW (600 kW installés)
Demande
160 kW (VFD)
VFD de grue
300 kW
Charge d'impact
$32,200
Compensation dynamique SVG
42%
THDi
80%
Charge N-1
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase480 kW100%

Calculateur de système d'alimentation pour ports et métallurgie

Dimensionnez et configurez le système de distribution électrique pour les grues de quai portuaires et les charges métallurgiques - charges d'impact, compensation de la puissance réactive et des harmoniques, 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

Terminal 600 kW : puissance 450 kW, impact 300 kW (grue), 250 kW non linéaire, 160 kW du plus grand moteur sur VFD.

2. Caractéristique de la charge

Impact de grue 300 + non linéaire 250 ; demande 480 kW (Kd 0,8) ; démarrages cycliques, pas de charge de secours critique à long terme.

3. Source

Réseau 10 kV uniquement (raccordé au réseau) ; les grues fonctionnent par cycles, pas de charge de secours de grade 1, donc pas de diesel/UPS.

4. Dimensionnement du transformateur

480 kW ≈ 505 kVA → palier 630 kVA ; N+1 → 2×S13-M-630/10, 80 % de charge après perte d'une unité.

5. SVG et harmoniques

42 % THDi + impact 300 kW → compensation dynamique SVG (32 200 $) pour flicker + réactif + harmoniques.

6. Entraînement de grue

VFD 160 kW (chute de 1,7 %) ; l'entraînement régénératif renvoie l'énergie de freinage au bus DC (élément d'entraînement régénératif de grue de quai).

7. Protection

Coupure MV 31,5 / LV 36 kA ; sélectivité 10,71× ; SCADA modbus.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Le démarrage de la grue provoque un scintillement de tension qui atténue les autres départs

Solution

La compensation dynamique SVG répond en <10 ms pour maintenir le bus

Evidence

Impact de 300 kW ; SVG $32,200 auto-sélectionné

Pain

Les harmoniques du VFD surchauffent le transformateur

Solution

Réacteur désaccordé + filtrage actif SVG

Evidence

THDi 42% (V6 avertit)

Pain

Le freinage régénératif de la grue réinjecte dans le bus DC

Solution

Variateur régénératif + résistance de freinage

Evidence

élément variateur régénératif de grue de quai (POA)

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Capacité du transformateur630 kVA ×2 (S13-M)505 kVA → palier 630 ; N+1 → 2 unitésCharge à 80 %, plage économique 60–85 %
au-delà d'environ 540 kVA de demande, passer à 800
Compensation dynamique SVG$32,200Impact 300 kW + THDi 42 % sélectionne automatiquement le SVGRéponse <10 ms ; flicker + réactif + harmoniques
Les condensateurs PFC ne peuvent pas gérer le flicker ; seul le SVG le peut
Moteur de grue160 kW VFD, chute 1,7 %VFD kst 1,3 vs DOL 6,5pas de chute ; DOL serait 8,2 %
confirmer variateur régénératif et résistance de freinage
Charge d'impact300 kWsurge instantané de levage/prise de gruedéfinit la taille du SVG et la suppression du flicker
vérifier le facteur de coïncidence multi-grues
HarmoniquesTHDi 42 %non linéaire 250 kW / 600 kWnécessite un filtrage actif SVG
objectif THDi ≤8 %
Facteur de demande0,8 → 480 kWinstallé 600 kW × Kd 0,8dimensionne le transformateur à la demande réelle
vérifier par rapport au cycle de service de la grue

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/23Schéma unifilaire — 10 kV → 2×S13-M-630/10 → bus MNS BT → départs de grue + SVG + alimentation à quai
Why: Le schéma unifilaire donne le squelette structurel : transformateurs doubles N+1 + départs de grue + branche SVG + alimentation à quai — la source de « la surtension de grue ne fait pas tomber tout le terminal ».
Dwg 19/23Compensation réactive et harmonique — THDi 42% · Compensation dynamique SVG 32 200 $
Why: 42% THDi + impact de 300 kW dépassent la capacité PFC normale ; le schéma PFC/SVG spécifie une compensation dynamique — le cœur de l'atténuation du scintillement et des harmoniques.
Dwg 12/23Évaluation de la qualité de l'énergie — Scintillement de tension · THDi 42% · réactif
Why: Le schéma de qualité de l'énergie quantifie le scintillement dû aux surtensions de grue et 42% d'harmoniques, justifiant directement le choix du SVG.
Dwg 8/23Calcul de court-circuit — BT 22 kA · coupure BT 36 kA (marge 1,3×)
Why: Le niveau de défaut BT de 22 kA impose une coupure de 36 kA sur l'appareillage BT — la ligne rouge de sécurité des équipements.
Dwg 15/23Courbe de coordination de protection TCC — Arrivée → transformateur → arrivée BT → départ, sélectivité 10,71×
Why: Un terminal craint qu'un défaut arrête tout le quai ; TCC vérifie la sélectivité afin qu'un défaut en aval ne déclenche que son départ.

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 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 · Commande et signalisation secondairesDwg 21 · BornierDwg 22 · Disposition du panneauDwg 23 · Alimentation auxiliaire CC

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Fiabilité

N+1 80% après la perte d'une unité ; raccordé au réseau sans secours — grue + alimentation à quai couverts par redondance à double transformateur.

Défaut et protection

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

Qualité de l'énergie

THDi 42% atténué par SVG ; creux VFD de grue 1,7% (DOL 8,2%), bus 0,983 pu.

Économie

156 706 $ au total ; mise à niveau SH15 ~3 ans de retour ($337/an) ; pertes 161 197 kWh/an ≈ 19 344 $.

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 ≈ 156 706 $ (2×S13-M-630/10 + alimentations de grue + compensation dynamique SVG + SCADA modbus). Pas de PV/BESS, donc l'économie = capex + pertes + TCO du transformateur : le passage de S13 à SH15 amorphe permet d'économiser ≈2 803 kWh/an (≈337 $/an), retour sur investissement ~3 ans ; pertes annuelles transformateur+ligne ≈161 197 kWh (≈19 344 $/an). L'entraînement régénératif de la grue et l'alimentation à quai sont POA.

$156,706
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
$19,344
Pertes annuelles
161,197 kWh/an
Énergie perdue

8 · FAQ

Quel transformateur pour un terminal de 600 kW ?
480 kW ≈ 505 kVA → palier 630 kVA ; N+1 utilise 2×S13-M-630/10, 80 % de charge après perte d'une unité.
SVG ou compensation par condensateurs simples ?
Les condensateurs ne corrigent que le réactif en régime permanent ; le SVG répond en <10 ms et gère à la fois le scintillement dû aux pointes de la grue et 42 % d'harmoniques — le SVG est indispensable ici.
La grue a-t-elle besoin d'un VFD ?
Oui — 160 kW sur VFD donne une chute de 1,7 % (contre 8,2 % en démarrage direct), plus un démarrage/arrêt progressif et un freinage régénératif.
Comment gérer un THDi de 42 % ?
Les VFD empilés de grue/RTG portent le THDi à 42 % ; utilisez un filtrage actif SVG + réacteur désaccordé, cible ≤8 %.
Que fait le scintillement de tension ?
Une pointe de 300 kW de la grue provoque un scintillement du bus pouvant déclencher à tort les départs adjacents ; la compensation rapide SVG maintient la tension.
Où va l'énergie régénérative de la descente de la grue ?
Un variateur régénératif renvoie l'énergie de freinage au bus DC, avec une résistance de freinage pour dissiper l'excédent.
Une source de secours est-elle nécessaire ?
Le schéma raccordé au réseau n'a pas de diesel/UPS ; les transformateurs doubles N+1 offrent une redondance au niveau transformateur — ajoutez un secours uniquement pour un service continu critique.
Quel est le retour sur investissement d'un meilleur transformateur ?
SH15 amorphe vs S13 économise ≈2 803 kWh/an (337 $/an), retour en ~3 ans.
Le prix est-il final ?
Non — 156 706 $ est une estimation de faisabilité ; l'entraînement régénératif de la grue et l'alimentation à quai sont à confirmer, et le Ssc du réseau doit être confirmé.

Special Considerations

  • THDi 42 % dépasse gravement l'limite : les condensateurs de PFC ne peuvent pas gérer le flicker, la compensation dynamique SVG est obligatoire (solution V6).
  • Ce schéma est raccordé au réseau sans secours ; si les grues sont en service continu critique, évaluer séparément le diesel/UPS.
  • L'entraînement régénératif de la grue et l'alimentation à quai sont POA ; le facteur de coïncidence multi-grues doit être vérifié.
  • Le VFD de grue de 160 kW est le plus grand moteur ; confirmer la résistance de freinage régénératif et le calibre du bus DC.
  • Estimation au niveau de faisabilité ; les plans sont en attente d'un bureau d'études agréé ; confirmer la Ssc du réseau (500 MVA supposé).

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