Transformator QDTB®
All figures are configurator-generated feasibility-level estimates; drawings are schematic deliverables pending refinement by a licensed design institute, not construction documents.
Semua Solusi

4 MW daya hidrogen hijau: suplai 35 kV N+1 + APF 4055 A + analisis mendalam SVG

2×SCB13-4000/35 N+1 · APF 4055 A + SVG ±1 Mvar + PFC 1000 kvar · 35 kV · THDi 88% diolah

1 · TL;DR Conclusion

Kesimpulan: pabrik hidrogen hijau 4 MW ini menggunakan suplai ganda 35 kV + 2 transformator kering SCB13-4000/35 (N+1) + filter daya aktif (APF) 4055 A + SVG ±1 Mvar + PFC 1000 kvar. THDi penyearah sebesar 88% diolah agar lolos; total konfigurator ≈ $1.524.603 (APF dihargai berdasarkan aplikasi), gangguan LV 69,56 kA → 80 kA kemampuan pemutusan (tingkat kelayakan).

  • •2 transformator kering 4000 kVA N+1; pembebanan 84% setelah kehilangan satu unit (lulus), transfer 2 s ≤ 15 s diizinkan
  • •Beban penyearah elektroliser 3500 kW (88% nonlinier), THDi 88% → 4055 A APF + ±1 Mvar SVG + 1000 kvar PFC
  • •Start kompresor/pompa VFD 500 kW, SVG ±1 Mvar menekan kedip tegangan
  • •Gangguan LV 69,56 kA → bus MNS 4000 A, pemutusan 80 kA; MV 35 kV pada 25 kA
  • •≈2.917.501 kWh/tahun kerugian ($489.427/tahun)

2 · Solution Overview

Beban inti pabrik hidrogen hijau adalah penyearah elektroliser: murni nonlinier, besar, dan kontinu, sehingga harmonisa menjadi masalah utama, sementara auxiliari VFD menambah dampak dan ayunan reaktif. Skema ini memasangkan infeed 35 kV + transformator N+1 + penyaringan aktif + VAR dinamis untuk membangun pasokan daya tinggi, harmonisa rendah, dan kontinuitas tinggi.

2×4000 kVA (SCB13, N+1)
Transformator
35 kV ganda
Suplai
3500 kW (88% nonlinier)
Beban penyearah
500 kW (VFD)
Aksesori VFD
APF 4055 A + SVG ±1 Mvar
Mitigasi harmonisa
80 kA (69,56 kA)
Pemutusan LV
3200 kW
Permintaan
$1,524,603
Total
SourceRoleShare kWShare
Grid 35 kVbase3200 kW100%

3 · Design Process & Rationale

1. Identifikasi kebutuhan

Pabrik hidrogen 4 MW = penyearah elektroliser 3500 kW (murni nonlinier) + auxiliaries VFD 500 kW (kompresor H2, pompa pendingin). Kontinu, sensitif harmonisa — kasus klasik beban nonlinier daya tinggi.

2. Klasifikasi dan penggolongan beban

Seluruh lokasi sebagai grade-2 (loadGrade2=4000); nonlinier 88% (3500/4000), dampak 500 kW (start VFD). Permintaan 3200 kW (Kd=0,8).

3. Pilihan tingkat tegangan

Beban kontinu 4 MW melebihi pengiriman ekonomis 10 kV → infeed 35 kV (switchgear MV KYN61-40.5) untuk mengurangi arus saluran dan rugi-rugi.

4. Penentuan ukuran transformator

3200 kW ÷ 0,8 PF = 4000 kVA; N+1 → 2×SCB13-4000/35 tipe kering (dalam ruangan, aman kebakaran, kebisingan rendah), pembebanan 84% setelah kehilangan satu unit.

5. Mitigasi harmonisa dan reaktif

THDi penyearah ≈ 88% jauh melebihi batas → filter aktif APF 4055 A untuk menghilangkan THDi; dampak VFD + fluktuasi VAR → SVG ±1 Mvar; reaktif dasar → kapasitor 1000 kvar dengan reaktor detuned.

6. Proteksi dan pemutusan

Arus gangguan LV 69,56 kA (transformator kering 4000 kVA besar) → switchgear LV 80 kA; MV 8,2 kA → 25 kA. Gradasi arus lebih multi-level 0,3/0,2 s, selektivitas 13,6× terpenuhi.

7. Sekunder dan pemantauan

Komunikasi 61850 + auxiliari DC + SCADA untuk suhu penyearah-transformator, status APF/SVG dan pemantauan kualitas daya real-time untuk menjaga produksi hidrogen tetap kontinu.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Harmonisa penyearah elektroliser memicu gangguan jaringan dan menurunkan kapasitas transformator

Solution

Filter aktif APF 4055 A + reaktor detuned + panduan penyearah 12-pulsa

Evidence

V6: THDi 88% diolah agar lolos oleh APF

Pain

Auxiliary VFD menyebabkan dampak starting dan ayunan VAR → kedip tegangan

Solution

SVG dinamis ±1 Mvar (<10 ms respons)

Evidence

Dampak VFD 500 kW → respons cepat SVG; $70.000 dalam BOM

Pain

Satu gangguan pada 4 MW memadamkan seluruh pabrik

Solution

Pasokan ganda 35 kV + transformator ganda N+1 + transfer otomatis

Evidence

Lolos N-1 (84% setelah kehilangan satu unit), transfer 2 s ≤ 15 s

Pain

Operasi terus-menerus berarti biaya energi rugi tinggi

Solution

Peningkatan SH15 amorf + manajemen pengukuran sisi HV

Evidence

$489.427/tahun rugi

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Kapasitas transformator4000 kVA ×2 (SCB13, 35 kV)3200 kW ÷ 0,8 PF = 4000 kVA; N+1 → 2 unit keringPembebanan 84%; tipe kering aman kebakaran dan rendah bising di dalam ruangan
Di atas ~3800 kVA permintaan, naik ke 5000/6300
Tegangan masuk35 kVBeban kontinu 4 MW melebihi pengiriman ekonomis 10 kVArus MV hanya 66 A, pengurangan besar rugi dan jatuh tegangan saluran
Perlu titik suplai 35 kV, jika tidak turunkan di lokasi
Mitigasi harmonisaAPF 4055 A + reaktor detunedTHDi penyearah 88%, orde karakteristik 6-pulsa 5/7/11/13THDi lolos, melindungi transformator dan pengukuran
APF 4055 A dihargai sesuai aplikasi; rekomendasikan penyearah 12-pulsa
VAR dinamisSVG ±1 MvarDampak VFD 500 kW + ayunan VARRespons <10 ms menekan kedip tegangan
Bertahap dengan kapasitor 1000 kvar (SVG cepat + kapasitor steady-state)
Pemutusan LV80 kA (Icu)Arus gangguan LV 69,56 kABus MNS 4000 A, margin pemutusan 1,1×
Konfirmasi level gangguan aktual sistem dengan grid
Pemutusan MV25 kA (Icu)Arus gangguan HV 8,2 kASwitchgear vakum KYN61-40.5, margin 3×
Sisi 35 kV perlu pengaturan proteksi khusus
Rugi tahunan2.917.501 kWh ($489.427)Pembebanan 84% + rugi saluran (88% nonlinier memperkuat)Mendominasi opex dan mendorong upgrade amorf
Rugi nyata di bawah harmonisa melebihi estimasi fundamental — ukur di lokasi

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/23Diagram satu garis — 35 kV ganda → 2×SCB13-4000/35 → bus LV MNS 4000 A → penyearah/elektroliser + feeder bantu VFD
Why: SLD mengikat kerangka pasokan: suplai ganda 35 kV + transformator ganda N+1 + bus LV 4000 A, dengan penyearah dan bantu VFD pada feeder terpisah — sumber struktural pasokan kontinu daya tinggi.
Dwg 12/23Penilaian kualitas daya — THDi penyearah 88% · orde 6-pulsa 5/7/11/13 · ditangani oleh APF
Why: Harmonisa adalah metrik kepatuhan grid yang ketat di sini: orde karakteristik 5/7/11/13 penyearah 6-pulsa mendorong THDi ≈ 88% jauh melebihi batas — dasar terkuantifikasi untuk APF 4055 A dan titik risiko pengukuran.
Dwg 19/23Kompensasi reaktif & harmonisa — APF 4055 A + SVG ±1 Mvar + kapasitor 1000 kvar
Why: Tiga tahap dengan peran berbeda: kapasitor 1000 kvar untuk VAR dasar, SVG ±1 Mvar untuk dampak/flicker VFD, APF 4055 A untuk menghilangkan harmonisa penyearah — kerja sama bertahap adalah lokus kualitas daya.
Dwg 8/23Perhitungan hubung singkat — LV 69,56 kA / MV 8,2 kA · pemutusan LV 80 kA / HV 25 kA
Why: Transformator kering 4000 kVA + bus besar mendorong arus gangguan LV ke 69,56 kA, secara langsung memaksa pemutusan 80 kA — arus gangguan mengkuantifikasi garis merah keselamatan kapasitas pemutusan peralatan.
Dwg 14/23Konfigurasi proteksi — Arus lebih 50/51 + komunikasi 61850 · gradasi 0,3/0,2 s · selektivitas 13,6×
Why: Pabrik hidrogen takut satu gangguan memadamkan seluruh lokasi: gradasi multi-level + komunikasi kecepatan tinggi 61850 memastikan gangguan penyearah hilir hanya memicu feeder-nya sementara hulu menahan 0,3 s, dengan 13,6× memastikan gradasi.

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

Dwg 1 · Dasar desain kelistrikanDwg 2 · Legenda simbolDwg 4 · Diagram topologi sistemDwg 5 · Sistem distribusiDwg 6 · Sistem distribusi tegangan menengahDwg 7 · Sistem distribusi tegangan rendahDwg 9 · Kode dan standar yang berlakuDwg 10 · Data teknis peralatan utamaDwg 11 · Persyaratan konstruksi dan pengujianDwg 13 · Arsitektur SCADADwg 15 · Kurva koordinasi proteksi TCCDwg 16 · Sistem pentanahanDwg 17 · Perlindungan petir dan lonjakan tegangan (LPS/SPD)Dwg 18 · Rencana tata letak peralatanDwg 20 · Sirkuit kontrol sekunder & sinyalDwg 21 · Blok terminal (panel proteksi & kontrol)Dwg 22 · Tata letak depan panel dan jadwal panelDwg 23 · Sistem catu daya bantu DC

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Aliran energi

Masukan 35 kV → transformator ganda (pembebanan 84%) → bus LV 4000 A → penyearah/elektroliser 3200 kW + auxiliari VFD; rugi sistem 333,05 kW (10,41%), yang mana saluran 317,52 kW dan transformator 15,53 kW — rugi tinggi di bawah harmonisa jelas.

Kualitas daya & harmonisa

Orde 6-pulsa 5/7/11/13 mendominasi, THDi 88%; APF 4055 A menghilangkan THDi, SVG ±1 Mvar menekan flicker dan kapasitor 1000 kvar menutupi VAR dasar — tiga tahap membawa THDi lulus.

Gangguan & proteksi

Melatih pemutusan 80 kA di bawah gangguan LV 69,56 kA plus gradasi multi-level (hilir 0,1 s, hulu 0,3 s), dengan 61850 dan auxiliari DC — satu gangguan tidak pernah meningkat.

Rugi & biaya

2.917.501 kWh/tahun ($489.427).

Other views (shown): LCC (biaya siklus hidup) · Profil tegangan · Fitur skema · Derating lingkungan

7 · Economics & Payback

Total peralatan ≈ $1.524.603 (APF 4055 A dihargai berdasarkan aplikasi); tidak ada PV/BESS sehingga tidak ada model pengembalian pembangkitan. Ekonomi berpusat pada operasi: 2.917.501 kWh/tahun kerugian ($489.427/tahun). SVG $70.000 dan PFC $27.000 adalah investasi satu kali yang membeli kepatuhan harmonisa jaringan dan keandalan operasi berkelanjutan.

$1.524.603
Total peralatan
$489.427
Biaya kerugian tahunan
69,56 kA
Tingkat gangguan LV
5,86 kal/cm² (Kat 2)
Energi busur api

8 · FAQ

Berapa ukuran transformator untuk pabrik hidrogen 4 MW?
3200 kW ÷ 0,8 = 4000 kVA → tingkat 4000 kVA; N+1 menggunakan 2 transformator kering SCB13-4000/35, pembebanan 84% setelah kehilangan satu unit.
Mengapa infeed 35 kV bukan 10 kV?
Beban kontinu 4 MW melebihi pengiriman ekonomis pada 10 kV; pada 35 kV arus MV hanya 66 A, sangat mengurangi rugi saluran dan jatuh tegangan — memerlukan titik suplai 35 kV.
Bagaimana harmonisa penyearah ditangani?
Penyearah 6-pulsa elektroliser menghasilkan THDi ≈ 88% jauh melebihi batas; filter aktif APF 4055 A menghilangkannya. Penyearah 12-pulsa direkomendasikan untuk mengurangi harmonisa ke-5/ke-7 di sumber.
Apa perbedaan antara SVG dan kapasitor?
Kapasitor 1000 kvar menutupi VAR dasar kondisi tunak; SVG ±1 Mvar merespons dalam <10 ms untuk menekan dampak VFD dan kedip — keduanya dikoordinasikan bersama.
Apa yang terjadi saat pemadaman listrik?
Suplai ganda 35 kV + transformator N+1 + transfer otomatis: pembebanan 84% setelah kehilangan satu unit, transfer 2 detik menjaga produksi hidrogen tetap kontinu.
Berapa biaya skema ini?
≈ $1.524.603 (APF 4055 A dihargai sesuai aplikasi), termasuk 2 transformator kering 4000 kVA, switchgear MV/LV, SVG, PFC dan sistem sekunder.
Apakah rugi operasi tinggi?
2.917.501 kWh/tahun ($489.427).
Berapa tingkat gangguan LV dan pemutusannya?
LV 69,56 kA → pemutusan 80 kA; MV 8,2 kA → 25 kA.
Apakah transformator penyearah dan isolasi ada dalam penawaran?
Tidak — keduanya milik paket elektroliser / desain spesialis. Konfigurator hanya memodelkan distribusi AC + mitigasi harmonisa; transformator tersebut dikoordinasikan dengan OEM elektroliser.

Special Considerations

  • Transformator penyearah dan transformator isolasi (untuk bus DC elektroliser) berada dalam lingkup paket elektroliser / desain khusus — konfigurator memodelkan distribusi AC 35 kV→0,4 kV plus mitigasi harmonisa, dan TIDAK menghargai transformator penyearah/isolasi itu sendiri.
  • APF 4055 A adalah rating ekstra besar yang dihargai berdasarkan aplikasi (dikecualikan dari total); utamakan penyearah 12-pulsa untuk menekan harmonisa ke-5/ke-7 pada sumbernya dan memangkas ukuran APF secara tajam.
  • Rugi transformator di bawah harmonisa melebihi perkiraan fundamental — untuk tugas kontinu gunakan transformator faktor-K atau margin tambahan, dan verifikasi THDi melalui pengukuran.
  • Gangguan LV 69,56 kA memerlukan pemutusan 80 kA; arc-flash 5,86 kal/cm² (Kat 2) — studi IEEE 1584 formal diperlukan sebelum pemilihan APD.
  • Perkiraan tingkat kelayakan; gambar menunggu institut desain berlisensi. Pemilihan penyearah/isolasi/bus DC harus dikoordinasikan dengan OEM elektroliser.

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.

🟡 View full design document (drawings + BOM + checks)🔵 Operation & techno-economic assessment
Open in Power System Configurator →

Related Scenarios

onshore-windutility-pvbiomass

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.

Kalkulator Sistem DistribusiKonfigurasi Tata Surya