500 kW Daya Bandara: GPU 400 Hz + Pencahayaan Landasan Pacu + UPS pada Skema Umpan Ganda N+1
2×SCB13-500/10 N+1 · 400 kW diesel siaga · 150 kVA UPS (15 menit) · jembatan GPU 400 Hz
1 · TL;DR Conclusion
Kesimpulan: bandara 500 kW ini menggunakan suplai 10 kV + 2 transformator kering SCB13-500/10 (N+1), dengan diesel cadangan 400 kW dan UPS 150 kVA yang mencakup 100% beban landasan pacu kelas 1/ATC. Jembatan GPU 400 Hz mendorong THDi ke 30%, sehingga PFC 150 kvar di-detuned dan APF direkomendasikan — total konfigurator ≈ $456.014 (tingkat kelayakan).
- •2 transformator kering SCB13 2×500 kVA N+1; pembebanan 84% setelah kehilangan satu unit, dalam rentang 60–85%
- •Rantai pasokan ganda: jaringan 10 kV + diesel 400 kW + UPS 150 kVA = 550 kW cadangan, tepat mencakup grade-1 (500) + kebakaran (50)
- •Konverter GPU 400 Hz menghasilkan 150 kW nonlinier (30% THDi); PFC detuned 150 kvar mencegah resonansi, APF menghilangkan batas
- •UPS 150 kVA (120 kW, 15 menit, 384 Vdc) menopang ATC/komunikasi selama transfer diesel 2 detik
- •Hubung singkat 28,9 kA (MV) / 17,6 kA (LV); kabel 300 mm² lolos uji termal (min 44 mm²)
2 · Solution Overview
Bandara adalah situs kelas 1 dengan keandalan tinggi: penerangan landasan/pendekatan, ATC, dan komunikasi tidak boleh padam. Skema 500 kW ini menggabungkan suplai utilitas 10 kV, transformator kering N+1, diesel cadangan 400 kW, dan UPS 150 kVA, dengan beban jembatan daya darat (GPU) 400 Hz dimodelkan sebagai sumber nonlinier 150 kW.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 10 kV | base | 400 kW | 100% |
| Diesel 400 kW | backup | 0 kW | 0% |
| UPS 150 kVA | backup | 0 kW | 0% |
3 · Design Process & Rationale
1. Identifikasi kebutuhan
Bandara adalah kelas 1 — penerangan landasan, ATC, dan komunikasi tidak boleh kehilangan daya; jembatan GPU 400 Hz adalah beban nonlinier frekuensi variabel. Kami menetapkan: pemadaman yang diizinkan ≤15 detik, beban kebakaran pada sirkuit khusus, dan beban sensitif yang didukung UPS (ATC/radar).
2. Klasifikasi beban
Semua 500 kW diperlakukan sebagai kelas 1 (praktik bandara): kritis 300 kW, nonlinier 150 kW (konverter 400 Hz), sensitif 150 kW (ATC), kebakaran 50 kW. Profil ini menentukan bauran sumber dan penanganan harmonisa.
3. Sumber & bauran
Struktur pasokan ganda: jaringan 10 kV sebagai basis (100%), ditambah diesel siaga 400 kW dan UPS 150 kVA membentuk rantai darurat — cadangan 550 kW = kelas 1 (500) + kebakaran (50); pemeriksaan V9 melaporkan cakupan 100%.
4. Ukuran transformator
Permintaan semu Sd=400/0,95≈421 kVA → tingkat 500 kVA; untuk kontinuitas kegagalan satu unit kami memilih N+1 → 2×SCB13-500/10 tipe kering (dalam ruangan, tanpa oli, ramah kebakaran), pembebanan 84%.
5. Distribusi & proteksi
Masukan MV KYN28A-12 → 2 transformator kering → bus LV MNS (dengan bus-tie). Proteksi menggunakan arus lebih 50/51 dengan koordinasi 0,3/0,2 detik; semua 5 pasangan koordinasi lulus.
6. Reaktif & harmonisa
PF target 0,95 memerlukan 150 kvar (4×38 kvar bank detuned). Penggerak 400 Hz mendorong THDi ke 30%, jauh di atas batas 15%: reaktor detuned hanya mencegah amplifikasi — APF diperlukan untuk benar-benar menghilangkannya.
7. Keandalan & persyaratan khusus
N+1 mempertahankan pembebanan 84% setelah kehilangan satu unit; diesel mengambil alih dalam 2 detik sementara UPS menahan ATC selama 15 menit; penerangan landasan dan sirkuit GPU dalam ruangan disuplai terpisah untuk menghindari interferensi.
Pain Points → Solution → Evidence
Pencahayaan landasan tidak boleh padam — kehilangan satu suplai tidak boleh memadamkan bandara
Suplai ganda + N+1: jaringan + diesel 400 kW + rantai darurat UPS 150 kVA
V9: cadangan 550 kW = kelas 1 500 + kebakaran 50 (100%); V4 N-1 pembebanan 84% lulus
Konverter GPU 400 Hz mendistorsi bus dan memanaskan bank kapasitor
Reaktor detuned 150 kvar mencegah resonansi, plus APF untuk menghilangkan pelampauan
Profil beban THDi 30% (150/500 kW nonlinier), jauh di atas batas 15%
Gangguan ATC/komunikasi saat transfer dari jaringan ke diesel
UPS 150 kVA (15 menit) menjembatani beban sensitif tanpa putus
UPS 150 kVA/120 kW · 15 menit · 384 Vdc · 97 Ah, mencakup transfer 2 detik
Risiko oli/kebakaran gardu induk dalam ruangan
Transformator kering SCB13 (bebas oli, tahan api)
transModel SCB13-500/10 kering — dalam ruangan, ramah kebakaran
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Kapasitas transformator | 500 kVA ×2 (N+1) | Sd=400/0,95≈421 kVA → tingkat 500 kVA; N+1 → 2 unit | Pembebanan 84%, ekonomis; tidak ada pemadaman saat kehilangan satu unit Naik ke 630 kVA jika permintaan >450 kW |
| Cakupan cadangan | 550 kW (diesel 400 + UPS 150) | grade-1 500 + kebakaran 50 = 550 | V9 cadangan 100%, nol kerugian untuk beban kritis Tambahkan diesel/UPS jika beban kritis bertambah |
| THDi | 30% | Konverter 400 Hz adalah beban nonlinier terkonsentrasi (150 kW) | Melebihi batas 15%; diperlukan PFC detuned + APF Peringkat APF ditetapkan dari spektrum harmonik |
| Peringkat UPS | 150 kVA / 120 kW | Menahan ATC/komunikasi (sensitif) selama 15 menit | Baterai 384 Vdc 97 Ah, transfer tanpa celah Tambahkan string baterai untuk waktu operasi lebih lama |
| Pembebanan N-1 | 84% | Sd 421/500 setelah kehilangan satu unit | Transfer 2 s ≤ 15 s diizinkan, vonis lulus Satu unit dapat kelebihan beban saat beban bertambah |
| Hubung singkat | MV 28,9 / LV 17,6 kA | Tingkat gangguan 500 MVA + transformator uk=4% | Pemutusan HV 31,5 kA / LV 25 kA (margin 1,1×/1,4×) Konfirmasi tingkat gangguan aktual dengan jaringan (toConfirm: ssc) |
| PFC | 150 kvar (4×38) | avgPf 0,85 → pfTarget 0,95 celah | PF sesuai, pembebanan & rugi transformator lebih rendah Harmonik 400 Hz — detuned untuk mencegah amplifikasi ke-5/ke-7 |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Aliran energi
Permintaan grid 400 kW → switchgear MV → dua transformator SCB13 → bus LV → 14 feeder (runway / GPU / ATC). Transformator ganda berbagi ~42% masing-masing; saat kehilangan satu unit, yang tersisa menanggung 84%.
Gangguan & transfer
Saat grid hilang, diesel tersinkronisasi dalam 2 detik sementara UPS menahan ATC selama 15 menit; gangguan feeder hanya memicu feeder itu (0,1 detik) dengan hulu menahan 0,3 detik — selektivitas terjaga.
Kualitas daya & harmonisa
Jembatan 400 Hz menempatkan THDi pada 30%; bandingkan spektrum harmonisa sebelum/sesudah perlakuan reaktor detuned + APF untuk mengukur penyebab dan solusi “harmonisa membakar kapasitor”.
Rugi & biaya listrik
Rugi tipe kering p0=1,16 / pk=4,88 kW, ≈102.071 kWh/tahun (≈$12.249 @ $0,12/kWh); unit SH15 amorf berminyak akan menghemat ≈7.434 kWh/tahun tetapi mengorbankan keamanan bebas minyak.
Other views (shown): Operasi 24 jam · Profil tegangan · Fitur skema · Derating lingkungan
7 · Economics & Payback
Total peralatan konfigurator ≈ $456.014 (tingkat kelayakan, termasuk 2×SCB13-500/10 transformator kering, switchgear MV/LV, diesel kontainer 500 kVA, UPS 150 kVA, PFC 150 kvar dan kabel). Ekonomi berpusat pada premi keandalan ditambah kerugian: ≈102.071 kWh/tahun ($12.249); unit minyak amorf SH15 akan menghemat ≈$892/tahun, tetapi bandara dalam ruangan lebih memilih tipe kering tanpa minyak — keselamatan di atas efisiensi.
8 · FAQ
Berapa ukuran transformator untuk bandara 500 kW?
Mengapa tipe kering untuk bandara?
Berapa besar diesel cadangan untuk bandara?
Apa itu GPU 400 Hz dan mengapa memengaruhi desain?
Berapa lama UPS bertahan?
Apa yang mencadangkan lampu landasan?
Mengapa transformator ganda N+1?
Apakah THDi 30% masalah?
Berapa biaya paket bandara?
Special Considerations
- Tingkat gangguan sistem default 500 MVA — konfirmasi nilai aktual dengan perusahaan jaringan (memengaruhi pengaturan proteksi & termal kabel; toConfirm: ssc).
- THDi ~30% melebihi batas; reaktor detuned hanya mencegah amplifikasi — tambahkan APF untuk benar-benar menghilangkan peringatan.
- Semua 500 kW diperlakukan sebagai grade-1; jika beberapa beban terminal dapat diturunkan, cadangan diesel/UPS (dan biaya) dapat menyusut.
- Perkiraan tingkat kelayakan; gambar menunggu lembaga desain berlisensi, bukan dokumen konstruksi.
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 →Related Scenarios
Pasokan Peralatan Konvensional & Tenaga Surya Terpadu
Dari desain sistem distribusi tenaga listrik hingga energi surya — trafo, switchgear, gardu induk, dan peralatan tenaga surya, berukuran dan ditempatkan di satu tempat. Gunakan kalkulator kami untuk mendapatkan tagihan bahan lengkap dan harga FOB.