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

500 kW Manufaktur Industri: Penurunan Start VFD 1,2% & PFC

Suplai 10 kV · redundansi N+1 2×500 kVA · motor VFD 90 kW · PFC detuned 152 kvar

1 · TL;DR Conclusion

Kesimpulan: pabrik 500 kW ini menggunakan suplai 10 kV + 2 transformator terendam minyak S13-M-500/10 (redundansi N+1); motor 90 kW mulai melalui VFD untuk menahan penurunan tegangan bus pada 1,2%, dengan 152 kvar PFC detuned — total konfigurator ≈ $97.492 (tingkat kelayakan).

  • •2 transformator S13 2×500 kVA dengan redundansi N+1; jika satu unit hilang, pembebanan menjadi 84%, dalam rentang ekonomis 60–85%
  • •Start VFD motor 90 kW: penurunan bus 1,2%, jauh di bawah batas 10% (DOL akan menjadi 5,9%)
  • •Skenario padat VFD memperkirakan THDi 20% di atas batas — direkomendasikan penyaringan aktif APF (reaktor detuned hanya mencegah amplifikasi)
  • •Peningkatan ke SH15 paduan amorf menghemat ≈2.366 kWh/tahun (≈$284), pengembalian modal 3,4 tahun
  • •Hubung singkat 17,6 kA (LV) / 28,9 kA (MV); pemeriksaan kapasitas pemutusan dan termal kabel keduanya lulus

2 · Solution Overview

Pabrik manufaktur multi-sirkuit tipikal: beban berat daya (motor/peralatan 440 kW + penerangan 60 kW) dengan satu motor VFD 90 kW. Skema ini menggunakan satu pasokan utilitas 10 kV, transformator ganda N+1, peralatan switchgear LV GGD, dan PFC sentral.

2×500 kVA (N+1)
Kapasitas transformator
S13-M-500/10
Model transformator
10 kV / 0,4 kV
Tegangan
Jaringan suplai tunggal 10 kV
Sumber
500 kW
Beban terpasang
400 kW (kd 0,8)
Permintaan
152 kvar (4×38)
Koreksi faktor daya
90 kW (VFD)
Motor terbesar
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase400 kW100%

Kalkulator Sistem Tenaga Taman Industri

Ukuran distribusi listrik untuk pabrik atau kawasan industri - faktor kebutuhan, porsi motor, kompensasi reaktif dan penyaringan harmonisa, dengan BOM dan diagram satu garis.

Buka Kalkulator
Smart Monitoring & Control
Add the protection, metering and SCADA (monitoring & secondary) layer to the BOM and architecture diagram.

3 · Design Process & Rationale

1. Identifikasi kebutuhan

Beban pabrik didominasi daya (440 kW motor/lini produksi + 60 kW penerangan) dengan motor terbesar 90 kW dan start/stop sering + kontrol kecepatan VFD. Tidak ada beban grade-1/kritis (default), gangguan yang diizinkan ≤15 s.

2. Faktor beban & keragaman

Tidak semua sirkuit beroperasi pada beban penuh secara bersamaan; dengan kd=0,8 permintaannya adalah 500×0,8=400 kW. Inilah — bukan 500 kW terpasang — yang menentukan ukuran transformator, menghindari kelebihan ukuran.

3. Sumber & bauran

Satu suplai utilitas 10 kV sudah cukup (tanpa kebutuhan darurat/cadangan); baurannya 100% jaringan.

4. Ukuran transformator

Permintaan semu Sd=400/0,95≈421 kVA, dibulatkan ke tingkat 500 kVA; untuk ketahanan terhadap kegagalan satu unit kami memilih N+1 → 2×500 kVA S13 tipe minyak, pembebanan 84%.

5. Distribusi & proteksi

Incoming MV KYN28A-12 → 2 transformator → busbar LV GGD (dengan seksi bus-tie). Proteksi menggunakan arus lebih 50/51 dengan gradasi 0,3/0,2 s; semua 5 pasangan koordinasi lolos.

6. Daya reaktif & harmonisa

Target PF 0,95 memerlukan 152 kvar (4×38 kvar bank detuned). Padat VFD → THDi diperkirakan 20% di atas batas 15%; reaktor detuned mencegah amplifikasi, APF direkomendasikan jika perlu.

7. Keandalan & persyaratan khusus

Redundansi N+1 menjaga pembebanan 84% saat kehilangan satu unit; motor 90 kW start via VFD dengan penurunan 1,2%, jauh di bawah batas 10% DOL.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Motor trip atau lampu berkedip setiap kali start

Solution

Start motor 90 kW melalui VFD, menurunkan rasio arus start dari 6,5 menjadi 1,3

Evidence

Pemeriksaan V5: penurunan start 1,4% ≤ 10% (DOL 5,9%, Y-Δ 2,1%, soft starter 2,8%, VFD terbaik 1,2%)

Pain

VFD ada di mana-mana dan harmonisa membakar bank kapasitor

Solution

Reaktor detuned mencegah amplifikasi; tambahkan APF saat melebihi batas

Evidence

Pemeriksaan V6: THDi diperkirakan 20% > batas 15% — APF direkomendasikan

Pain

Rugi transformator tinggi membengkakkan tagihan listrik

Solution

Tingkatkan ke transformator paduan amorf SH15 untuk memangkas rugi tanpa beban

Evidence

TCO: S13→SH15 menghemat ≈2.366 kWh/tahun (≈$284), payback 3,4 tahun

Pain

Satu kegagalan transformator menghentikan seluruh pabrik

Solution

Transformator ganda N+1; unit yang tersisa menanggung pabrik

Evidence

N-1: pembebanan 84% setelah kehilangan satu unit (lulus), transfer 2 detik ≤ 15 detik diizinkan

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Kapasitas transformator500 kVA ×2Sd=400/0,95≈421 kVA → tingkat 500 kVA; N+1 → 2 unitPembebanan 84%, dalam rentang ekonomis 60–85%
Naik ke 630 kVA jika permintaan melebihi ~450 kW
Tegangan masuk10 kVTegangan suplai MV khas kawasan industriMenetapkan kelas tegangan MV/LV dan level gangguan
Situs besar (≥ beberapa kVA) dapat menggunakan 35 kV
Faktor keragaman kd0,8Nilai industri untuk beban pabrik multi-sirkuit tidak simultanPermintaan adalah 400 kW (bukan 500), menentukan tingkat transformator dan biaya
Verifikasi terhadap profil beban nyata; terlalu tinggi over-size, terlalu rendah risiko overload
Target faktor daya0,95Target kompensasi untuk menghindari penalti PF152 kvar kompensasi
Kompensasi berlebih dapat beresonansi; gunakan switching bertahap
Start motor terbesar90 kW · VFDArus start 90 kW berat; rasio VFD 1,3 adalah yang terendahPenurunan bus 1,2% vs 5,9% DOL
VFD lebih mahal dari soft-start; motor kecil dapat menggunakan soft/Y-Δ
Hubung singkatMV 28,9 / LV 17,6 kALevel gangguan sistem 500 MVA (TBC) + impedansi transformator 4%Menetapkan kapasitas pemutusan breaker (LV 25 kA / HV 31,5 kA) dan ukuran termal kabel
Konfirmasi level gangguan aktual dengan perusahaan listrik (toConfirm: ssc)
Kapasitas PFC152 kvar (4×38)Dihitung dari selisih avgPf 0,85 → pfTarget 0,95Kepatuhan PF, pembebanan dan rugi transformator lebih rendah
VFD padat memerlukan reaktor detuned (hindari amplifikasi ke-5/ke-7)

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/23Diagram satu garis — Suplai 10 kV → switchgear MV KYN28A-12 → 2×S13-M-500/10 → bus LV GGD → feeder
Why: Diagram satu garis adalah kerangkanya: ini menunjukkan struktur N+1 — dua incoming MV masing-masing menyuplai satu transformator, sisi LV dihubungkan melalui bus-coupler, sehingga kegagalan satu unit pun tidak akan pernah memadamkan pabrik.
Dwg 6/23Sistem distribusi MV — Switchgear MV KYN28A-12 · pemutus vakum · 10 kV
Why: Pemilihan switchgear MV mengikuti tegangan dan tingkat gangguan: ikMv=28.9 kA di sini, sehingga kapasitas pemutusan 31.5 kA (margin 1.1×), dengan arus lebih 50/51 diatur untuk koordinasi hilir.
Dwg 8/23Perhitungan hubung singkat — Tingkat gangguan sistem 500 MVA · transformator uk=4% · ikMv 28,9 kA · ikLv 17,6 kA · kabel 300 mm²
Why: Arus gangguan menentukan tiga besaran keselamatan: kemampuan pemutusan pemutus sirkuit, ukuran termal minimum kabel (44 mm² memerlukan 300 mm²), dan dasar penyetelan proteksi. Gambar ini mengkuantifikasi keselamatan.
Dwg 15/23Kurva koordinasi proteksi TCC — Incoming 50/51 (0,6 dtk) → incoming LV (0,3 dtk) → feeder (0,1 dtk); grading 0,3/0,2 dtk
Why: TCC memverifikasi selektivitas: gangguan di hilir hanya mentripkan feeder-nya, bukan utama. Semua 5 pasangan di sini memiliki Δt=0,3/0,2 dtk ≥0,2 dtk dan rasio 8,5×, sehingga selektivitas terjaga — tidak ada pemadaman seluruh pabrik akibat satu gangguan.
Dwg 19/23Kompensasi reaktif & harmonisa — 152 kvar (4×38 kvar bank detuned) · target PF 0,95
Why: Bank PFC menaikkan PF dari 0,85 menjadi 0,95, mengurangi pembebanan transformator dan penalti PF; reaktor yang disetel di bawah harmonisa ke-5 mencegah amplifikasi — solusi untuk titik nyeri "harmonisa membakar kapasitor".
Dwg 14/23Konfigurasi proteksi — 50/51 arus lebih · masuk(0,6d)→masuk LV(0,3d)→penyulang(0,1d), 5 pasangan lulus
Why: Ini menempatkan setiap zona proteksi dan pengaturannya: masuk MV, transformator, masuk LV dan penyulang membentuk empat tingkat bergradasi 0,6/0,3/0,1 d, sehingga gangguan di hilir hanya memicu sirkuitnya sendiri. Ini berpasangan dengan kurva TCC — TCC menunjukkan koordinasi waktu-arus, ini menunjukkan penugasan perangkat/relai.
Dwg 12/23Penilaian kualitas daya — THDi diperkirakan 20% > batas 15% · reaktor detuned + APF direkomendasikan
Why: Ini mengukur risiko harmonisa pada skenario dengan kepadatan VFD tinggi: THDi ~20% melebihi batas 15%, sehingga reaktor detuned saja tidak cukup — diperlukan APF. Ini adalah bukti langsung dari masalah “harmonisa membakar kapasitor”, memberikan dasar kuantitatif untuk mitigasi (detuned + APF).

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

Dwg 1 · Dasar desain kelistrikanDwg 4 · Topologi sistemDwg 5 · Sistem distribusiDwg 7 · Sistem distribusi tegangan rendahDwg 9 · Standar yang berlakuDwg 10 · Data teknis peralatanDwg 13 · Arsitektur SCADADwg 16 · Sistem pembumianDwg 17 · Proteksi lonjakanDwg 18 · Tata letak peralatanDwg 20 · Kontrol dan sinyal sekunderDwg 23 · Catu daya bantu DCDwg 2 · Legenda simbolDwg 11 · Konstruksi dan pengujianDwg 21 · Blok terminalDwg 22 · Tata letak panel

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Aliran energi

Permintaan grid 400 kW → switchgear MV → dua transformator S13 → bus LV → 10 feeder. Transformator ganda berbagi beban (~42% masing-masing); saat satu unit hilang, yang tersisa menanggung 84%.

Gangguan & proteksi

Gangguan feeder hilir hanya memicu feeder itu pada 0,1 s sementara hulu menahan 0,3 s (selektivitas); kehilangan grid tanpa cadangan menolkan seluruh rantai — menunjukkan nilai penjenjangan.

Kualitas daya & harmonisa

Kepadatan VFD menempatkan THDi pada ~20% di atas batas 15%; bandingkan spektrum harmonisa sebelum/sesudah perlakuan reaktor detuned + APF untuk mengukur penyebab dan solusi “harmonisa membakar kapasitor”.

Rugi & biaya listrik

Rugi transformator p0=0,39 / pk=5,15 kW, ≈97.003 kWh/tahun (≈$11.640 @ $0,12/kWh); beralih ke SH15 amorf menghemat 2.366 kWh/tahun (≈$284), payback 3,4 tahun.

Other views (shown): Operasi 24 jam · Profil tegangan · Fitur skema · Derating lingkungan

7 · Economics & Payback

Total peralatan konfigurator ≈ $97.492 (tingkat kelayakan, termasuk 2 transformator 500 kVA, switchgear MV/LV, PFC, kabel, sekunder). Ekonomi berpusat pada kerugian: S13 ≈97.003 kWh/tahun; meningkatkan ke SH15 amorf menghemat 2.366 kWh/tahun (≈$284) dengan pengembalian 3,4 tahun — semakin tinggi beban, semakin cepat pengembaliannya.

$97,492
Total peralatan
97,003 kWh
Kerugian tahunan
$11,640/tahun
Biaya kerugian
$284/tahun
Penghematan SH15
3.4 tahun
Pengembalian modal SH15

8 · FAQ

Berapa ukuran transformator untuk pabrik 500 kW?
Pada kd=0.8, kebutuhan adalah 400 kW ≈ 421 kVA semu, jadi 500 kVA. Untuk menghindari waktu henti saat satu unit gagal, gunakan 2×500 kVA N+1 (pembebanan 84% setelah kehilangan satu unit).
Berapa besar penurunan tegangan yang disebabkan start motor 90 kW?
Start dengan VFD menahan penurunan bus pada 1.2% vs 5.9% DOL — jauh di bawah batas 10%, sehingga tidak ada kedipan atau trip.
Bagaimana cara menangani harmonisa VFD?
Reaktor detuned terlebih dahulu mendorong resonansi di bawah harmonisa ke-5 untuk mencegah amplifikasi; di sini THDi ~20% melebihi 15%, jadi tambahkan filter aktif APF untuk menghilangkannya sepenuhnya.
Apa arti redundansi N+1?
Dua transformator saling mendukung: normalnya ~42% masing-masing; jika satu trip, yang lain menanggung 84% pabrik tanpa kelebihan beban, dengan transfer ~2 detik.
Berapa banyak saya bisa hemat listrik?
Peningkatan ke amorf SH15 menghemat ≈2.366 kWh/tahun (≈$284) dengan payback 3.4 tahun; pembebanan lebih tinggi menghemat lebih banyak.
Berapa arus hubung singkat, dan pemutus mana yang dipilih?
LV 17.6 kA, MV 28.9 kA. Pilih kemampuan pemutusan LV 25 kA (margin 1.4×) dan MV 31.5 kA (margin 1.1×) — keduanya lolos.
Berapa biaya skema ini?
Total konfigurator ≈ $97.492 (tingkat kelayakan, termasuk transformator, switchgear MV/LV, PFC, kabel, sekunder), tidak termasuk pekerjaan sipil dan instalasi.
Bisakah saya memperluas nanti?
Pembebanan saat ini 84%, menyisakan ~16% ruang di tingkat 500 kVA; di atas permintaan ~450 kW, naik ke 630 kVA atau tambah transformator.

Special Considerations

  • Tingkat gangguan sistem default 500 MVA — konfirmasi nilai aktual dengan perusahaan jaringan (memengaruhi pengaturan proteksi & termal kabel; toConfirm: ssc).
  • Tingkat pembebanan tidak disediakan, sehingga tidak ada beban kritis/grade-1 yang diasumsikan; beban kebakaran/darurat harus dinilai sesuai IEC 60364 dan menambahkan pasokan ganda/transfer otomatis (toConfirm: loadGrade).
  • THDi ~20% melebihi batas; reaktor detuned hanya mencegah amplifikasi — tambahkan APF untuk benar-benar menghilangkan peringatan.
  • 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.

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

Related Scenarios

pv-storage-chargingData Centermining

Related Products

Minyak Terendam Transformator

S11/S13/S20 transformator efisiensi tinggi untuk distribusi daya utama pabrik

Trafo Tipe Kering

Trafo indoor SCB/SBH untuk jalur produksi otomatis dan bengkel kerja

Peralatan Switching Tegangan Tinggi

KYN/XGN seri untuk sistem catu daya tegangan tinggi pabrik

Panel Switchgear Tegangan Rendah

GGD/GCS/GCK/MNS untuk distribusi bengkel dan daya jalur produksi

Gardu Distribusi Tipe Box

ZBW/ZGS gardu kompak untuk kawasan industri baru dan proyek perluasan

Reaktor

CKSC/BKSC seri untuk penekanan harmonisa dan kompensasi daya reaktif

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