Transformator QDTB®

Kalkulator Pembangkit Listrik Mikro-hidro

Masukkan head dan debit desain untuk memilih jenis turbin (impuls / Francis / Kaplan), generator, gardu induk dan dapatkan produksi tahunan, LCOE dan BOM lengkap.

Mulai Menghitung Kalkulator

Cara merancang pembangkit mikro-hidro

Daya hidro adalah P = ρ·g·Q·H·η. Head menentukan jenis turbin — impuls (Pelton) di atas 200 m, Francis dari 30–200 m, Kaplan/propeler di bawah 30 m. Kalkulator merancang generator, gardu induk 0,4→10,5 kV (atau 35 kV), dan memperkirakan energi tahunan dengan metode faktor kapasitas.

PLTA Francis 1,6 MW (jaringan 10 kV)

Contoh perhitungan 1 — PLTA Francis 1,6 MW (jaringan 10 kV)
PLTMH · Francis
1570 kW
H 80 m · Q 2.5 m³/s · η 80% · generator 2000 kW
Energi tahunan
6,875 MWh
LCOE
$16.7/MWh
Perkiraan BOM (FOB)
POA
📦 Daftar material
PeralatanModelSpesifikasiJml
Unit turbin-generator hidro1570 kWFrancis · H 80 m · Q 2.5 m³/s · η 80% · termasuk governor + eksitasi · peralatan yang dibeli (peralatan yang dibeli)1
Trafo step-up2222 kVA0.4/10 kV · terendam minyak (GB/T 17467) · >1600 kVA di luar katalog1
Unit jaringan lingkar (RMU)10 kVSF6 RMU 630 A · 4-sirkuit · 10 kV1
Switchgear LV (GGD)0.4 kVpemutus masuk + feeder · kubikel lengkap1
Proteksi & kontrol (sekunder)relaiproteksi mikroprosesor 50/51/51N + pengukuran + antarmuka SCADA1
Pipa pesat & kolam pengendali (intake)H 80 mpipa pesat + kolam pengendap intake + saringan sampah · sipil/baja (sistem pengaliran)1
Pintu masuk & kerekangerbangpintu masuk + hoist (pintu dan hoist) · manual / motorik1
Katup kupu-kupu / gerbangDN632katup isolasi pipa pesat (katup gerbang/katup kupu-kupu) · DN disesuaikan dengan Q1
Saluran buangansipilsaluran pembuangan / pipa draft tube (saluran pembuangan) · pekerjaan sipil lokasi1
Kabel dayaLV/MVkabel generator + kabel feeder HV (jarak step-up 2 km) · jalur terpisah1
Kabel kontrol & instrumenKontrolgovernor/excitation/SCADA control cabling (kabel kontrol tersegmentasi)1
Pentanahan & proteksi petirpentanahankoordinasi jaringan pentanahan stasiun + penangkal petir + SPD1
Pasokan auxiliari stasiunauxdaya bantu, sistem DC, penerangan, alarm kebakaran1
Ringkasan
Perkiraan total (FOB Qingdao, EXW) — peralatan berhargaPOA
📐 Diagram satu garis (tingkat sirkuit)
Diagram satu garis modular10 kV / 0.4 kV · 3-fasa · 2222 kVA · sumber tunggal · skematikMIKRO-HIDROMIKRO-HIDRO 2000 kW10 kV MV BUS(unit MV terintegrasi di gardu induk)TRANSFORMATOR2222 kVA0.4 kV LV BUSSWG LV (GGD)0.4 kV incoming + feederPenyulang LV 1 · 401 APenyulang LV 2 · 401 APenyulang LV 3 · 401 APenyulang LV 4 · 401 APenyulang LV 5 · 401 APenyulang LV 6 · 401 APenyulang LV 7 · 401 APenyulang LV 8 · 401 ALEGENDAQFpemutus sirkuitCTtrafo arusTtransformatorSPDpenangkap surjaPFCKoreksi faktor dayaData desainmasuk 10 kVbusbar 0.4 kVSwitchgear LV 0.4 kV masu...tanpa PFCpenyulang 8SEKUNDERDASAR · MODBUSKHUSUSscadaGambar konstruksi desain skematik / tingkat kelayakan oleh lembaga desain berlisensi.
⚙️ Skema sistem PLTA (intake → turbin → generator → trafo step-up → jaringan)
SKEMA SISTEM STASIUN MIKRO-HIDROintake -> turbin -> generator -> step-up -> grid (rantai penuh, skematik)Intake / PenstockH = 80 mTurbinFrancis - 2.5 m3/sGenerator2000 kW - 0.4 kV2000/5A52GBus generator 0.4 kVSPDTrafo step-up2222 kVA - 0.4/10 kV87T49Tdiferensial + termalJaringanKoneksi 10 kV
LEGENDAPemutus (52)PemisahCT (trafo arus)PT (voltage transformer)50/51Relai proteksi 50/51/51NkWhMeter (kWh)SPD (proteksi lonjakan)Trafo
🛡 Koneksi utama gardu step-up (konfigurasi proteksi)
KONFIGURASI PROTEKSI10 kV / 0.4 kV · 2222 kVA · zona proteksi (skematik)MASUKAN 10 kVCT 200/5A505151Narus lebih / gangguan tanahQFTRANSFORMATOR2222 kVA · Z=6%8749CT 3000/5A505151NProteksi masuk LVQF0.4 kV LV BUSCT .../5A50/5151NFeeder LV 1401 ACT .../5A50/5151NFeeder LV 2401 ACT .../5A50/5151NFeeder LV 3401 ACT .../5A50/5151NFeeder LV 4401 ACT .../5A50/5151NFeeder LV 5401 ACT .../5A50/5151NFeeder LV 6401 ACT .../5A50/5151NFeeder LV 7401 ACT .../5A50/5151NFeeder LV 8401 ATata letak proteksi & rasio CT bersifat skematis / ilustratif; pengaturan akhir sesuai IEC 60255 / IEEE 242.
⛰ Profil intake & pipa pesat (forebay → trashrack → pipa pesat → turbin → tailrace)
PROFIL INTAKE & PENSTOCK (POTONGAN MEMANJANG)forebay -> trashrack -> penstock -> turbin -> tailrace (skema elevasi)H0head bruto H = 80 mnetoFOREBAYwaduk hululevel airsaringan sampahpipa pesatDN791 x 10 mmaliran ->TURBINFrancisSALURAN BUANGANsaluran hilirelevasi air hilirPENSTOCK DATAHead (tinggi tekan) bruto H80 mDN pipa pesatDN791Ketebalan dinding10 mmPanjang pipa pesat~100 mKerugian gesekan~4% of HSIMBOL:forebay (hulu) - trashrack (batang) - penstock (garis tebal) - turbin - tailrace (hilir)Head netto = head bruto - kehilangan gesekan ~= 76.8 m (ilustratif, konfirmasi dengan studi hidraulik & profil lokasi).
🏭 Denah rumah pembangkit (bay unit / governor / panel kontrol / step-up / tailrace)
DENAH LANTAI RUANG PEMBANGKIT (TATA LETAK UMUM)bay unit / governor / panel kontrol / yard step-up / skema saluran pembuangan, tidak berskalaGEDUNG PEMBANGKIT (tampak atas)TURBIN + GENERATORunit 2000 kWrunner + porosGOVERNORhidrolik oliPANEL KONTROLproteksi + SCADATRAFO STEP-UP2222 kVASALURAN BUANGANpipa hisap -> saluranpipa hisaplorong servispanjang bangunan (indikatif, per tata letak unit)CATATAN TATA LETAKRuang turbin berada di atas saluran pembuangan; governor dan panel kontrol menghadap unit untuk jalur kabel pendek.Trafo step-up ditempatkan di luar ruangan bersebelahan dengan rumah pembangkit; jarak bebas sesuai IEC 61936-1 (indikatif).Tata letak umum bersifat skematik / indikatif; gambar konstruksi oleh institut desain berlisensi.
🛡 Proteksi generator & saluran + pengukuran (posisi CT/PT)
PROTEKSI GENERATOR & SALURAN + PENGUKURANdiferensial unit / arus lebih / tegangan lebih + proteksi saluran + titik pengukuran CT/PT (skema)GENERATOR2000 kW / 2222 kVAGCT 87G87GDiferensial51G51N5927arus lebih / tanah / tegangan lebih / tegangan kurangkWhpengukuran generator0.4kV/100VPT (tegangan)52GBus generator 0.4 kVSTEP-UP 2222 kVA87T49Tdiferensial + termal200/5ACT saluran10kV/100VPT busbar52HV505151N27/59proteksi saluran (lebih arus / tanah / tegangan)kWhpengukuran pendapatan (POI)JARINGAN10 kVSPDZona proteksi & posisi CT/PT bersifat skematis / ilustratif, pengaturan akhir sesuai IEC 60255 / IEEE 242.
LEGENDAPemutus (52)CT (trafo arus)PT (voltage transformer)87Relai proteksi (87/50/51/51N/59/27)kWhMeter (kWh)SPD (proteksi lonjakan)Pembumian
📊 Perhitungan energi hidrolik (P = ρ·g·Q·H·η)
ParameterNilai
Head desain H80 m
Debit desain Q2.5 m³/s
Efisiensi turbin η80%
Daya keluaran P = 9.81 × Q × H × η1570 kW
Keluaran musim kemarau (40% debit)628 kW
Keluaran musim hujan (130% aliran)2000 kW (dibatasi oleh generator)
🎛 Pemilihan turbin & generator (kriteria H/Q)
ParameterNilai
Rentang head80 m → Francis
Aturan pemilihanImpuls >200 m · Francis 30–200 m · Kaplan <30 m
Faktor seri×1 (francis)
Generator (standar)2000 kW (2222 kVA @ pf 0.9)
Efisiensi generator95%
🏭 Skema gardu step-up
ParameterNilai
Sisi LVBus generator 0.4 kV → GGD incoming
Step-up2222 kVA · 0.4/10 kV (GB/T 17467)
Peralatan saklar HVRing main unit (RMU) · SF6 RMU 630 A · 4-sirkuit · 10 kV
Interkoneksikoneksi lokal 10 kV
📈 Pembangkitan tahunan & faktor kapasitas
ParameterNilai
Faktor kapasitas (CF)50% (dapat disesuaikan 20–70%)
Energi tahunan6,875 MWh/tahun
Jam beban penuh4380 h/yr
LCOE (ilustratif)$16.7/MWh
💧 Rentang output musiman (kemarau / hujan)
ParameterNilai
Musim kemarau (40% Q)628 kW
Musim hujan (130% Q)2000 kW
Batas daya pengenal generator2000 kW
Dasar desain tetapgunakan kurva durasi aliran lokasi (studi hidrologi)
🔧 Pokok-pokok operasi & pemeliharaan
ParameterNilai
Runner / casingperiksa kavitasi & erosi
Governor & eksitasikalibrasi berkala
Bearing / sealpemeriksaan pelumasan & kebocoran
Saringan sampahpembersihan rutin (sampah)
Minyak transformatorSampling DGA sesuai GB/T 7252
Interval servis≈2 000–4 000 jam operasi (Francis)
📏 Dasar standar
TopikStandar
Uji model turbinIEC 60193 — turbin hidraulik (uji terima model)
Penerimaan lapanganIEC 60041 — uji terima lapangan untuk mesin hidraulik
Generator hidroGB/T 15468 — spesifikasi teknis dasar untuk hidro-generator
Trafo step-upGB/T 1094 — transformator daya
🧮 Cara perhitungannya
1. Output P = ρ·g·Q·H·η = 9.81 × 2.5 × 80 × 0.80 = 1570 kW
2. Tipe turbin: H = 80 m → Francis (impuls >200 m · Francis 30–200 m · Kaplan <30 m)
3. Generator: 1570 kW ÷ 0.95 → standar 2000 kW (2222 kVA @ pf 0.9)
4. Step-up: 0.4 kV → 10 kV
5. Energi tahunan = 1570 kW × 8760 h × CF 0.50 = 6,875 MWh/yr
6. Keluaran musiman: musim kemarau 628 kW (40% aliran) ~ musim hujan 2000 kW (130% aliran)
7. LCOE = (CAPEX×CRF + OPEX) ÷ energi = $16.7/MWh (ilustratif, faktor turnkey 1.6)
📋 Catatan desain
Dasar harga: Set turbin-generator dihargai per-kW dari referensi set turbin hidro (FOB Qingdao, unit lengkap termasuk governor + eksitasi; draf, menunggu tinjauan akhir). Transformator step-up menggunakan katalog gardu tipe kotak (≤1600 kVA); switchgear yang lebih besar dan 35 kV dikutip per proyek (POA).
Intake & pekerjaan sipil: Pipa pesat/kolam pengendali, pintu intake, katup kupu-kupu, saluran pembuangan dan pekerjaan bantu stasiun adalah lingkup sipil/mekanik yang dikutip per proyek (POA) — sangat bergantung pada head lokasi, geologi dan tata letak intake.
Faktor kapasitas: Pembangkit tahunan menggunakan metode faktor kapasitas (default 50%, dapat disesuaikan 20–70%). Keluaran hidro aktual bergantung pada kurva durasi aliran musiman dan harus diverifikasi dengan hidrologi lokasi.
Keluaran musiman: Keluaran indikatif musim kemarau ≈628 kW (40% debit desain) dan musim hujan ≈2000 kW (130% debit, dibatasi oleh rating generator). Gunakan kurva durasi debit untuk desain yang pasti.
Dasar LCOE (ilustratif): LCOE biaya penuh menganuitaskan CAPEX selama 30 tahun pada 7% dan menambahkan OPEX 2%/tahun. Faktor turnkey 1.6 mencakup pekerjaan sipil (intake, penstock, rumah pembangkit), instalasi dan komisioning — biaya aktual sangat bervariasi menurut lokasi.
Mode off-grid: Mode terhubung grid menjual seluruh pembangkitan ke grid.
Operasi dan pemeliharaan: O&M rutin: inspeksi runner/casing, kalibrasi governor, perawatan bantalan & seal, pembersihan trashrack dan sampling oli trafo. Interval servis biasanya 2 000–4 000 jam operasi untuk unit Francis.
Tinjauan desain: Ini adalah perhitungan awal. Insinyur hidro berlisensi harus memverifikasi pemilihan turbin, kehilangan head pipa pesat, margin kavitasi dan proteksi generator sebelum pengadaan.

Cara perhitungannya

Rumus inti

P = 9,81 × Q × H × η (kW). Energi tahunan = P × 8760 × faktor kapasitas. LCOE = (CAPEX × CRF + OPEX) ÷ energi tahunan (biaya penuh, ilustratif).

Standar yang berlaku

IEC 60193 (uji model turbin), IEC 60041 (uji terima lapangan), GB/T 15468 (generator hidro), GB/T 1094 (transformator daya).

Pertanyaan yang sering diajukan

Jenis turbin apa yang dibutuhkan head saya?

Head di atas 200 m cocok untuk turbin impuls (Pelton); 30–200 m untuk turbin Francis; di bawah 30 m untuk turbin Kaplan atau propeler sudu tetap. Kalkulator memilih jenis secara otomatis dari head Anda.

Bagaimana energi tahunan diperkirakan?

Dengan metode faktor kapasitas: daya nominal × 8760 jam × faktor kapasitas (default 50%, dapat disesuaikan 20–70%). Output aktual tergantung pada kurva durasi debit musiman lokasi.

Peralatan apa saja yang dihargai dalam BOM?

Set turbin-generator (referensi per kW), transformator step-up, ring main unit / switchgear HV dan switchgear LV. Proteksi & sekunder dan, dalam mode off-grid, diesel backup dan baterai, melengkapi daftar — transformator yang lebih besar dan switchgear 35 kV dihargai per proyek.

Apa itu LCOE di sini?

Biaya energi terlevelisasi: CAPEX tahunan (30 tahun pada 7%) ditambah OPEX, dibagi dengan produksi tahunan. Ini ilustratif — faktor turnkey 1,6 mencakup pekerjaan sipil (intake, pipa pesat, rumah pembangkit).

Sematkan kalkulator ini

Salin kode iframe di bawah untuk menyematkan kalkulator ini di situs mana pun. Halaman sematan bersifat noindex dan menyesuaikan lebar apa pun.

Kalkulator terkait

Hasil adalah estimasi teknik untuk referensi. Desain akhir harus dikonfirmasi oleh insinyur lokal berlisensi terhadap kondisi lokasi dan kode yang berlaku. Harga adalah FOB Qingdao (EXW) dan tidak termasuk pengiriman, bea masuk, atau instalasi.

Kirim laporan desain lengkap saya

Dapatkan daftar material lengkap, diagram satu garis, langkah perhitungan, dan harga FOB dalam PDF — gratis, tanpa pendaftaran.

💬 Chat di WhatsApp

Data Anda tetap privat. Tanpa spam — hanya balasan atas pertanyaan Anda.