Transformator QDTB®
⚓

Trafo Terminal Peti Kemas Pelabuhan: Cara Menentukan Ukuran Distribusi MV untuk Crane STS dan RMG, Mengapa Siklus Kerja Crane dan Regenerasi Menentukan kVA, dan Apa yang Dibutuhkan Terminal Pesisir

Transformator terminal peti kemas ditentukan ukurannya berdasarkan daftar beban armada crane dengan faktor permintaan siklus kerja, bukan dari kVA terpasang. Panduan ini mencakup faktor permintaan crane STS dan RMG (0,40-0,50 dari kVA terpasang), metode RMS 10 menit dan hot-spot di balik transformator crane 1.600 kVA, permintaan colokan reefer (5-9 kW per unit 40-ft, rating colokan 22 kVA, diversitas 0,65), perhitungan gardu induk terminal 23 MVA yang telah dikerjakan, harmonisa 6-pulsa versus 12-pulsa versus AFE dan derating faktor K menurut IEEE C57.110, perbandingan jatuh tegangan 400 V versus 6,6/11 kV yang menentukan tegangan dermaga, pengereman regeneratif dan daya balik, tipe kering versus tipe minyak menurut lokasi, persyaratan korosi IP55 dan ISO 12944 C5-M, bus crane tersekat N-1, impedansi dan penurunan tegangan, serta bidang datasheet yang membuat dua penawaran terminal dapat dibandingkan.

By QDTB Engineering Team·Updated 2026-10-20
Trafo Terminal Peti Kemas PelabuhanTransformator STS CraneCatu Daya Derek Ship-to-ShoreBeban Colokan ReeferGardu Induk Terminal Peti KemasTrafo K-Factor untuk CraneTransformator Siklus Tugas DerekElektrifikasi Pelabuhan

Jawaban singkatnya: transformator terminal peti kemas ditentukan ukurannya dari daftar beban armada crane dengan faktor kebutuhan siklus kerja, dan crane bukanlah beban motor biasa. Crane ship-to-shore (STS) dan rail-mounted gantry (RMG) menarik beban siklik yang berayun antara regenerasi dan 150% dari rata-rata dalam siklus 90 detik, sehingga transformator dipilih berdasarkan RMS termal dan suhu titik panas, bukan berdasarkan jumlah nameplate motor. Colokan reefer adalah masalah yang berlawanan — beban tetap yang dipengaruhi cuaca yang menetapkan dasar kurva dan puncak musim panas. Tentukan ukuran gardu MV berdasarkan koinsidensi antara kedua keluarga beban tersebut, lalu pilih transformator crane berdasarkan rating siklik, K-factor, dan jatuh tegangan di sepanjang dermaga, dan kVA, impedansi, rating IP, serta keputusan dry-type versus oil menjadi keluaran yang terhitung, bukan kebiasaan.

Poin-poin penting

  • Tentukan kapasitas crane STS sebesar 1.200–1.600 kVA terpasang per crane twin-lift ULCV dan terapkan faktor kebutuhan siklus kerja 0,40–0,50 — bukan 0,7–0,9 yang digunakan untuk beban gedung. Koinsidensi antara crane di dermaga yang sama tinggi; koinsidensi antara crane dan reefer tidak.
  • Reefer adalah beban tetap terbesar di terminal transshipment. Reefer integral 40-ft menarik sekitar 5–9 kW secara tetap dan 11–13 kW selama pull-down, dan colokan itu sendiri memiliki rating sekitar 22 kVA pada 32 A/400 V tiga fasa, sehingga kebutuhan desain diambil dalam kW pada suhu ambien desain, lalu dikonversi ke kVA pada faktor daya 0,85–0,90.
  • Pilih transformator crane berdasarkan arus RMS 10 menit dan batas titik panas (98 °C untuk umur siklik normal, sesuai IEC 60076-7), bukan berdasarkan puncak sesaat. Unit cast-resin dengan konstanta waktu termal 30–60 menit hampir tidak merespons puncak hoist 20 detik, yang justru menjadi alasan mengapa unit 1.600 kVA dapat melayani crane yang kebutuhan sesaatnya mencapai 2.000 kVA.
  • Penggerak crane adalah sumber harmonisa yang menentukan desain transformator. Front end thyristor atau dioda 6-pulsa menghasilkan THD arus 25–35%; 12-pulsa memotongnya menjadi separuh; active front end (AFE) dengan regenerasi menurunkannya menjadi 4–8%. Tentukan K-factor atau derating IEEE C57.110, karena transformator distribusi standar yang membawa kandungan harmonisa K-13 kehilangan 10–20% kapasitas terpakainya akibat pemanasan arus eddy.
  • Suplai crane pada 6,6, 11, atau 20 kV melalui cable reel atau rel konduktor dan transformasikan di atas crane atau di gardu dermaga. Pada 400 V, crane 1.400 kVA di ujung jalur dermaga sepanjang 400 m mengalami jatuh tegangan sekitar 9% pada beban penuh; pada 6,6 kV beban yang sama hanya jatuh 0,3%. Angka tunggal itu yang menentukan tegangan.
  • Terminal pesisir adalah lingkungan korosi C5-M dengan suhu ambien 40–45 °C, kabut garam, dan siklus kondensasi. Itu berarti minimal IP54 (IP55 pada crane), sistem cat ISO 12944 C5-M, isolator silikon atau HV cast-resin, perangkat keras stainless steel, dan desain pendinginan yang mengasumsikan selungkup bukan ruang bersih.
  • Kapasitas andal N-1 di terminal bukan opsional: dermaga tanpa crane berhenti menghasilkan. Pengaturan yang umum adalah bus crane 11 kV tersekat yang disuplai dari dua atau tiga transformator 33/11 kV, sehingga gangguan pada satu transformator mana pun membuat setiap dermaga mengalami pengurangan jumlah crane, bukan satu dermaga mati total.

Beban apa yang dimiliki terminal peti kemas yang tidak dimiliki pabrik biasa?

Pabrik memiliki proses yang menetapkan profil bebannya. Terminal memiliki armada, dan armada itu bergerak. Empat keluarga beban berperilaku sangat berbeda, dan spesifikasi transformator ditentukan oleh beban mana pun yang paling buruk untuk parameter yang sedang ditentukan — crane untuk tugas termal siklik dan harmonisa, reefer untuk kVA tetap, cold ironing untuk faktor daya rendah pada beban rendah, serta lapisan otomasi dan IT untuk toleransi gangguan.

Keluarga bebanUkuran unit tipikalKarakter bebanApa yang dipaksakannya pada spesifikasi transformator
STS crane (ship-to-shore)1.200–1.600 kVA terpasang per ULCV twin-lift crane; permintaan rata-rata 400–800 kVASiklus 90–120 s, penurunan regeneratif, penggerak empat kuadran, inrush tinggi saat startRating siklik, K-factor, uk% rendah untuk voltage dip, AFE atau penyaringan harmonisa, IP55 on board
RMG / RTG yard crane300–600 kVA terpasang; rata-rata 150–300 kVATugas sama dengan STS dalam skala lebih kecil; RTG dapat berupa diesel-electric atau e-RTG dengan cable reelRating siklik, toleransi busbar LV, cable reel e-RTG dan proteksi earth-fault
Reefer plug32 A/400 V tiga fasa per plug (sekitar 22 kVA), konsumsi aktual 5–9 kWStabil 24/7, dipengaruhi cuaca, siklus kompresor serempak pada ambient tinggiBasis kVA stabil, rugi tanpa beban rendah, toleransi harmonisa untuk penggerak kompresor, regulasi tegangan di plug
Cold ironing (shore power)1–8 MVA per tambatan tergantung kelas kapalNol selama berminggu-minggu, lalu 60–80% dari rating selama port call penuh; konversi 50/60 HzTransformator dan frequency converter khusus; lihat panduan shore power
Otomasi, gate, IT dan keamanan0,5–2 MVAKontinu, toleransi gangguan mendekati nol, catu daya switch-mode2N atau didukung UPS, K-13, kebisingan rendah jika dekat kantor
Penerangan terminal dan bangunanTotal 1–3 MVAPenerangan high-mast dari senja hingga fajar, driver LED, ketidakseimbangan fasa tunggalToleransi harmonisa triplen, ukuran netral, regulasi tegangan bertahap
Elektrifikasi yard dan pengisian AGV2–6 MVAOpportunity charging, permintaan jangka pendek tinggi, bidirectional pada yard yang lebih baruRating siklik, studi harmonisa, koordinasi proteksi dengan penyearah charger

Hal pertama yang ditunjukkan tabel ini adalah bahwa angka "kVA terpasang" hampir tidak bermakna di sebuah terminal. Menjumlahkan 12 STS crane pada 1.400 kVA menghasilkan 16.800 kVA kapasitas tersambung, dan desain naif yang menerapkan faktor 0,8 akan menetapkan gardu 13 MVA hanya untuk crane. Crane tidak akan pernah menarik sebesar itu: penggerak hoist, trolley dan gantry saling diinterlock oleh sistem kontrol crane itu sendiri, dan permintaan rata-rata sebuah ULCV crane yang bekerja adalah 400–800 kVA dengan puncak yang singkat.

Bagaimana Anda menyusun daftar beban crane dan menentukan ukuran gardu terminal?

Metode ini memiliki tiga input yang benar-benar berbeda dari perhitungan beban bangunan: kVA terpasang crane, duty cycle yang terukur atau ditentukan, dan produktivitas tambatan yang ingin dicapai terminal. Sisanya adalah aritmetika.

Langkah 1 — ambil kVA terpasang per crane dari drive schedule, bukan dari penjumlahan motor

STS crane modern memiliki hoist, trolley, gantry (long travel) dan biasanya boom hoist, ditambah beban bantu untuk spreader, lampu, pendingin udara dan ventilasi ruang mesin. Pada ULCV crane twin-lift, daya penggerak terpasang biasanya berada antara 1.200 dan 1.600 kVA, tetapi angka yang penting adalah rating transformator utama atau pemutus utama crane itu sendiri, karena perancang crane telah menerapkan faktor simultanitas di dalam crane. Mintalah single-line diagram crane dan rating pemutus masuk utama; jangan menjumlahkan nameplate motor.

Rating masuk tersebut juga memberi tahu Anda inrush yang akan dilihat transformator. Crane dengan front end AFE menyala dengan lembut dan menarik arus sedikit lebih dari arus pengenalnya; crane dengan front end dioda 6-pulsa dan DC bus besar mengisi bank kapasitornya melalui resistor pre-charge, tetapi gerakan pertama hoist dingin tetap menghasilkan lonjakan arus 1,5–2,0 kali rating. Panduan arus inrush membahas sisi transformator dari hal ini; di terminal, generator atau proteksi hulu juga harus diperiksa terhadap lonjakan start crane.

Langkah 2 — terapkan faktor permintaan duty-cycle, dan faktor kebetulan tambatan di atasnya

Faktor permintaan crane sebesar 0,40–0,50 dari kVA terpasang adalah normal untuk armada yang bekerja, karena crane menghabiskan sebagian setiap siklus untuk menunggu, dan penggerak tidak semuanya pada daya penuh secara bersamaan. Kebetulan tambatan lebih tinggi daripada kebetulan mesin di pabrik: ketika kapal dikerjakan, setiap crane di tambatan itu bekerja, dan ketika kapal bersandar seluruh dermaga produktif. Kebetulan antar tambatan mendekati 1,0 selama lonjakan.

Pengecualiannya adalah beban reefer, yang tidak berkorelasi terbalik dengan apa pun dan tetap ada begitu saja. Reefer tidak peduli apakah kapal sedang dikerjakan atau tidak, dan permintaannya memuncak pada sore hari saat suhu lingkungan tinggi, yang di terminal transshipment juga merupakan saat produktivitas crane memuncak karena yard berusaha membersihkan tumpukan.

Langkah 3 — susun permintaan bersamaan lalu terapkan N-1 di atasnya

Contoh perhitungan untuk terminal 1,2 juta TEU dengan enam dermaga, 12 crane STS, 24 RMG, 1.200 colokan reefer, 2 dermaga cold-ironing dan yard yang terelektrifikasi:

Kelompok bebanKapasitas terhubungFaktor permintaanPermintaan kVADasar
12 crane STS12 × 1.400 = 16.800 kVA0,457.560Siklus kerja dan simultanitas penggerak di dalam crane
24 crane RMG24 × 450 = 10.800 kVA0,404.320Utilisasi lebih rendah daripada STS; sebagian unit menganggur
1.200 colokan reefer1.200 × 8,5 kW ÷ 0,88 = 11.591 kVA0,657.534Penarikan rata-rata 8,5 kW pada 40 °C, 65% simultan
Penerangan terminal, gedung, gerbang, TI2.400 kVA0,751.800LED high-mast, HVAC, catu daya switch-mode
Elektrifikasi yard dan pengisian AGV3.600 kVA0,501.800Pengisian opportunity, dijadwalkan bergiliran
Cold ironing, 2 dermaga2 × 2.500 = 5.000 kVA0,351.750Kedua dermaga terisi hanya pada hari-hari puncak
Jumlah permintaan kelompok24.764
Puncak bersamaan pada faktor antar-kelompok 0,8521.049Crane dan reefer memuncak bersamaan pada musim panas
Dengan margin desain 10%23.154≈ 23 MVA pada faktor daya 0,95

Permintaan bersamaan sebesar 23 MVA jatuh pada gardu induk 33/11 kV dengan dua transformator 20 MVA, masing-masing berbeban sekitar 58% pada puncak, dengan unit ketiga 20 MVA — atau bay gardu bergerak yang telah direkayasa sebelumnya — menyediakan kapasitas andal N-1. Dua unit saja hanya akan memberikan kapasitas andal 20 MVA, yang berada di bawah puncak desain, dan di terminal itu berarti melepas crane pada hari tersibuk dalam setahun. Panduan penentuan ukuran sistem distribusi mencakup tingkat feeder dari perhitungan yang sama.

Mengapa siklus kerja crane, dan bukan kW puncak, yang menentukan rating transformator?

Transformator adalah perangkat termal. Umurnya terkuras oleh suhu titik panas, yang mengikuti suhu belitan dengan konstanta waktu dari beberapa menit (cast resin) hingga beberapa jam (terendam minyak dengan massa minyak besar). Siklus crane 90 detik karena itu tampak, bagi transformator, seperti beban tunak yang sedikit meningkat alih-alih serangkaian puncak. Itulah sebabnya masukan yang benar untuk perhitungan rating adalah arus RMS selama jendela 10 menit, ditambah pemeriksaan bahwa titik panas tetap dalam batas selama puncak.

Parameter siklus kerja craneNilai tipikalPengaruh terhadap transformator
Waktu siklus90–120 s (darat ke kapal dan kembali)Lebih pendek daripada konstanta waktu termal belitan, sehingga puncak dirata-ratakan
Permintaan rata-rata selama 10 menit40–55% dari kVA terpasangMenetapkan pembebanan RMS, yang merupakan dasar penentuan ukuran sebenarnya
Permintaan puncak selama akselerasi hoist130–160% dari rata-rataMenetapkan pemeriksaan penurunan tegangan dan pembobotan jendela RMS
Periode regeneratif selama penurunan20–35% dari waktu siklus, −30 hingga −45% dari daya pengenalAliran daya dua arah; energi dikembalikan ke bus atau dibakar dalam resistor
Start per jam20–40 start hoistLangkah magnetisasi dan pengisian DC-bus berulang; proteksi harus tetap bekerja
Jam operasi tahunan6.000–8.000 hRugi-rugi dibayar hampir pada setiap jam sepanjang tahun

Letakkan angkanya. Sebuah crane dengan daya terpasang 1.400 kVA menarik 700 kVA selama 70 detik dalam siklus dan 1.050 kVA selama 20 detik, serta meregenerasi 450 kVA selama 20 detik. Selama siklus 110 detik, nilai RMS sekitar 700 kVA, sehingga trafo 1.000 kVA akan terlihat memadai berdasarkan nameplate — tetapi puncak 1.050 kVA pada faktor daya 0,8 adalah 1,31 kali arus nominal, dan belitan harus tetap di bawah batas hot-spot-nya sepanjang seluruh shift, bukan hanya selama puncak. Hasil praktisnya adalah trafo crane dispesifikasikan pada 1,15–1,3 kali RMS 10 menit, yang untuk contoh ini berarti trafo 800–900 kVA untuk crane 1.400 kVA. Itulah angka yang harus muncul di datasheet, dengan kelas duty crane dan perhitungan RMS terlampir.

Kelas duty itu sendiri harus dinyatakan dengan cara yang sama seperti crane diklasifikasikan. Crane diklasifikasikan berdasarkan jumlah siklus dan spektrum beban (ISO 4301-1 grup A1 hingga A8 untuk crane secara keseluruhan, FEM 9.511 untuk mekanisme, M1–M8), dan crane terminal yang beroperasi 24/7 berada di grup teratas. Trafo yang dibeli untuk duty M4 dan dipasang pada crane M8 akan beroperasi panas sepanjang umurnya, dan berapa pun derating yang dilakukan setelahnya tidak akan memperbaiki konstanta waktu belitan. Cantumkan grup duty crane pada permintaan penawaran.

Mengapa crane STS menyuntikkan lebih banyak harmonisa daripada pabrik biasa?

Sebuah pabrik memiliki satu drive besar yang mengulang gerakan yang sama. Sebuah crane memiliki empat drive, masing-masing berakselerasi dan berdeselerasi secara independen, menarik daya melalui penyearah yang sebagian besar waktunya hanya berbeban sebagian. Spektrum harmonisa karena itu berubah terus-menerus, dan pada beban ringan THD arus paling buruk — drive yang menarik THD 8% pada beban penuh dapat menarik 40% pada beban 20%, karena komponen fundamentalnya mengecil sementara takik komutasi tetap berukuran sama.

Front endTHD arus, tipikalRegenerasiImplikasi pada trafo
Jembatan dioda 6-pulsa dengan braking chopper25–40%Tidak (didisipasi pada resistor)K-13 atau K-20, derating IEEE C57.110, sering kali filter pasif
Tiristor 6-pulsa (drive DC, crane lama)25–35%, PF tertinggal pada kecepatan rendahSebagian (inversi penyearah terkendali)K-13, filter harmonisa, kVA lebih besar untuk komponen reaktif
12-pulsa (dua jembatan, trafo penggeser fasa)8–15%TidakDua belitan sekunder, satu delta dan satu bintang; trafo menjadi bagian dari filter
Active front end (AFE) dengan penyearah IGBT4–8%Ya, empat kuadran, PF mendekati satuUnit standar K-4 hingga K-9 memadai; periksa kandungan frekuensi tinggi di atas harmonisa ke-25
AFE plus filter aktif2–5%YaUnit standar; filter adalah aset terpisah dengan mode kegagalan tersendiri

Kasus 12-pulsa perlu dipahami karena memindahkan masalah harmonisa ke dalam trafo. Dua jembatan 6-pulsa yang disuplai dari sekunder delta dan bintang, dengan pergeseran fasa 30° di antaranya, saling meniadakan harmonisa ke-5 dan ke-7 pada sisi primer. Peniadaan itu hanya berlaku jika kedua sekunder dibebani secara seimbang, yang tidak terjadi ketika salah satu drive trolley menganggur, sehingga crane 12-pulsa tetap memerlukan trafo yang dirancang untuk spektrum residual, bukan untuk peniadaan ideal sesuai buku teks. Trafo tiga belitan yang dibuat untuk duty ini adalah produk yang berbeda dari unit distribusi dua belitan, dan harus dispesifikasikan demikian.

Untuk semua kasus ini, K-factor adalah bahasa yang digunakan untuk spesifikasi. K-factor membobot setiap harmonisa dengan kuadrat ordenya, karena rugi arus eddy meningkat seiring kuadrat frekuensi, dan trafo K-13 dirancang untuk membawa spektrum dengan K-factor 13 tanpa melebihi hot-spot nominalnya. Panduan pemilihan K-factor memberikan perhitungannya, dan panduan harmonisa membahas fisika dan opsi mitigasinya. Pada sisi utilitas dari point of common coupling, IEEE 519-2014 menetapkan batas distorsi arus; pada terminal, PCC biasanya adalah incoming 33 kV, dan harmonisa crane diredam oleh impedansi trafo 33/11 kV, yang merupakan satu alasan lagi untuk tidak membuat uk% trafo tersebut terlalu tinggi.

Mengapa crane disuplai pada 6,6–11 kV dan bukan 400 V?

Karena dermaga itu panjang. Crane bergerak sepanjang seluruh dermaga, dan cable reel membawa kabel sepanjang 300–600 m. Pada tegangan rendah, resistansi dan reaktansi kabel tersebut mendominasi desain; pada tegangan menengah keduanya tidak relevan.

Perhitungan jatuh tegangan adalah yang standar:

ΔU% = √3 × I × (R cosφ + X sinφ) ÷ Un × 100

Ambil crane 1.400 kVA pada faktor daya 0,9, disuplai melalui 400 m:

Tegangan distribusiArus craneKonfigurasi kabel di atas 400 mJatuh tegangan pada beban penuh
400 V2.021 A4 × 240 mm² Cu per fasa secara paralel≈ 9,0% — tidak dapat diterima
690 V1.172 A3 × 240 mm² Cu per fasa secara paralel≈ 5,2% — marginal, tembaga besar
6,6 kV122 A1 × 3 × 95 mm² Cu≈ 0,27% — dapat diabaikan
11 kV74 A1 × 3 × 50 mm² Cu≈ 0,21% — dapat diabaikan

Sembilan persen pada 400 V bukanlah masalah margin desain, melainkan sebuah kegagalan: drive crane akan trip karena undervoltage saat mulai mengangkat, dan solusinya adalah kabel yang begitu besar sehingga reel tidak dapat membawanya atau distribusi tegangan menengah. Inilah sebabnya crane STS disuplai pada 6,6 atau 11 kV melalui cable reel bermotor atau conductor rail di dermaga, dengan transformator berada di atas crane (paling umum, 11 kV atau 6,6 kV ke 0,69 kV atau 0,48 kV) atau di gardu dermaga yang menyuplai busbar LV. Panduan regulasi tegangan membahas perhitungan secara lebih rinci, termasuk pengaruh faktor daya terhadap suku resistif dan reaktif.

Pilihan antara 6,6 dan 11 kV biasanya merupakan standar lokasi bukan teknis, tetapi dua hal berubah: pada 11 kV kabel dan reel lebih kecil dan lebih murah untuk daya yang sama, dan tingkat isolasi transformator serta BIL meningkat, yang sedikit menambah biaya. Jika terminal juga memiliki cold ironing pada 6,6 atau 11 kV, menyelaraskan tegangan crane dengan tegangan shore-power memungkinkan keluarga switchgear dan suku cadang yang sama melayani keduanya. Terminal pada jaringan 60 Hz menghadapi masalah tambahan bahwa crane 60 Hz yang dibeli untuk satu proyek mungkin dipindahkan ke terminal 50 Hz; panduan 50 Hz versus 60 Hz menjelaskan mengapa rasio V/f, bukan frekuensi pada nameplate, yang menentukan apakah hal itu berhasil.

Apa yang dilakukan pengereman regeneratif terhadap transformator dan terhadap tagihan energi?

Setiap gerakan menurunkan mengembalikan energi. Hoist yang menurunkan beban spreader 40 ton memulihkan 30–45% dari energi yang dikonsumsi hoist saat mengangkatnya, dan gantry yang melambat memulihkan energi kinetiknya. Pada crane dengan front end dioda, energi tersebut dibakar dalam resistor pengereman dan muncul sebagai panas di ruang mesin; pada crane dengan AFE, energi tersebut didorong kembali ke bus 11 kV, di mana energi tersebut dapat diserap oleh crane lain yang sedang mengangkat, oleh reefer, atau diekspor ke utilitas.

Tiga konsekuensi bagi transformator. Pertama, transformator harus mampu membawa daya balik, yang merupakan pertanyaan proteksi dan pengukuran bukan termal tetapi sering terlewat ketika crane dengan front end dioda diretrofit dengan drive AFE. Kedua, spektrum harmonisa dalam regenerasi tidak sama dengan saat motoring, sehingga filter yang disetel untuk motoring mungkin tidak mencakup kasus regenerasi. Ketiga, energi yang dipulihkan harus pergi ke suatu tempat: jika terminal tidak memiliki beban lain, transformator 33/11 kV membawanya kembali ke utilitas, dan beberapa utilitas mengenakan biaya untuk ekspor reaktif atau mewajibkan relai daya balik. Jika energi yang diregenerasi besar dan koneksi utilitas lemah, terminal memasang penyimpanan flywheel atau baterai pada bus 11 kV, yang merupakan aset terpisah tetapi mengubah pembebanan RMS transformator dan harus dimasukkan dalam studi beban.

Apakah transformator crane sebaiknya tipe kering atau terendam minyak?

Jawabannya terbagi berdasarkan lokasi, bukan preferensi. Di atas crane, transformator berada di ruang mesin di atas dermaga, sering dengan ventilasi terbatas, dan merupakan risiko kebakaran yang tidak akan diterima oleh otoritas pelabuhan dalam bentuk minyak. Di gardu dermaga atau gardu utama 33/11 kV, unit terendam minyak lebih murah per kVA, lebih toleran terhadap lingkungan pesisir dan memiliki konstanta waktu termal yang lebih panjang, yang cocok untuk pembebanan siklik.

LokasiPilihan umumAlasan
Di atas STS crane (11/0,69 kV, 1.000–1.600 kVA)Tipe kering cast-resin, IP55, Kelas F atau HTidak ada oli di atas dermaga; risiko kebakaran dan tumpahan tidak dapat diterima; pendinginan udara paksa untuk beban puncak
RMG / e-RTG on-board (6,6/0,4 kV)Tipe kering cast-resin, IP55Alasan kebakaran yang sama dalam skala lebih kecil; getaran dan kemiringan selama perjalanan
Gardu dermaga (11/0,4 kV, 1.000–2.500 kVA)Keduanya; cast-resin di area tertutup, tipe terendam oli di tempat terbuka yang memungkinkanOli 20–30% lebih murah dan memiliki margin beban lebih yang lebih baik; resin menghindari kebutuhan penampung (bunding)
Gardu utama 33/11 kV (20–40 MVA)Tipe terendam oli, ONAN/ONAF, dengan OLTCBiaya, efisiensi, rentang tap untuk tegangan utilitas; praktik standar utilitas
Gardu reefer (11/0,4 kV)Tipe terendam oli atau cast-resinBeban stabil, kandungan harmonisa rendah; kapitalisasi rugi-rugi mendukung unit yang efisien

Kasus on-board memiliki detail yang sering luput dari perhatian pembeli: produsen crane sering menetapkan transformator sebagai bagian dari paket crane, dan spesifikasi terminal itu sendiri tidak pernah sampai ke sana. Jika pelabuhan menginginkan kelas isolasi tertentu, rating IP tertentu, atau K-factor, hal itu harus dituliskan dalam pesanan pembelian crane, bukan dalam pesanan transformator yang datang kemudian. Panduan oli versus tipe kering mencakup logika pemilihan umum, dan panduan metode pendinginan menjelaskan mengapa unit cast-resin AN/AF dapat diberi rating 1,25–1,5 kali rating AN-nya untuk beban puncak crane yang singkat, yang sering kali merupakan kVA termurah yang dapat dibeli terminal.

Rating IP dan kelas korosi apa yang dibutuhkan terminal pesisir?

Terminal peti kemas adalah salah satu lingkungan kelistrikan paling keras dalam penggunaan industri normal: udara sarat garam, kelembapan relatif 80–95%, kondensasi setiap malam saat baja mendingin di bawah titik embun, pasir yang tertiup angin, dan suhu ambien 40–45 °C di daerah tropis ditambah panas matahari. IP54 adalah minimum untuk setiap selungkup transformator di terminal, dan IP55 adalah normal pada crane karena pencucian dan hujan deras. Rating IP melindungi terhadap air dan debu; hal itu tidak menjelaskan apa pun tentang korosi, yang merupakan spesifikasi terpisah.

Spesifikasi korosi harus mengikuti kategori ISO 12944-2 C5-M (korosivitas sangat tinggi, kelautan) untuk apa pun yang berada dalam beberapa kilometer dari air, dengan sistem cat setidaknya 240 µm ketebalan film kering total dalam primer kaya seng, lapisan antara epoksi, dan topcoat poliuretan. Detail praktis yang lebih dulu gagal di terminal nyata: pengencang berlapis seng (gunakan stainless 316), sambungan tangki yang tidak dicat, baki kabel baja ringan, breather standar yang menyerap kabut garam, dan gasket karet yang mengeras karena UV. Untuk unit terendam oli, desain hermetik atau konservator dengan kantong membran menghindari pernapasan udara pesisir yang lembap sama sekali.

Suhu ambien adalah bagian kedua dari masalah yang sama. Transformator dengan rating ambien 40 °C kehilangan sekitar 8–10% kapasitasnya pada 45 °C, dan unit cast-resin dalam selungkup baja di bawah sinar matahari dapat mengalami suhu udara internal 50 °C. Derating harus diterapkan pada angka RMS crane, bukan ditemukan kemudian, dan ventilasi selungkup harus dirancang untuk pembuangan panas aktual, bukan untuk rugi-rugi nameplate transformator pada 20 °C.

Bagaimana menjaga crane tetap beroperasi saat transformator gagal?

Ketersediaan terminal diukur dalam gerakan per jam, dan gangguan transformator yang menghentikan dua crane selama seminggu memakan biaya lebih besar daripada transformatornya. Jawaban desainnya adalah bus MV tersekat dengan kapasitas N-1, ditambah strategi cadangan yang disepakati sebelum unit pertama dipesan.

Susunan umum adalah busbar ganda atau busbar tunggal dengan seksi normally-open pada level 11 kV, masing-masing setengah disuplai oleh transformator 33/11 kV-nya sendiri, dan setiap quay crane disuplai dari seksi busbar melalui cable reel. Ketika satu transformator keluar, pemutus seksi menutup dan transformator yang tersisa menanggung seluruh dermaga dengan jumlah crane berkurang, yang merupakan kehilangan produktivitas bukan penghentian. Jika terminal tidak dapat menerima bahkan hal itu, transformator ketiga diberi energi dan dalam hot standby, yang memakan rugi-rugi tanpa beban setiap jam sepanjang tahun tetapi menghilangkan waktu peralihan.

Proteksi harus sesuai dengan topologinya. Feeder crane mengalami arus start berulang, regenerasi, dan cable reel yang merupakan komponen mekanis bergerak dengan umur terbatas — proteksi gangguan tanah pada crane yang disuplai melalui reel harus cukup sensitif untuk mendeteksi gangguan di ujung kabel sepanjang 600 m tanpa trip pada kapasitansi normal kabel tersebut. Proteksi diferensial transformator pada unit 20 MVA adalah standar; pada transformator crane on-board 1.600 kVA biasanya digantikan oleh restricted earth fault dan sekering atau pemutus pada sisi MV, karena proteksi crane itu sendiri dikoordinasikan dengan proteksi pelabuhan. Panduan perangkat proteksi membahas set perangkat, dan panduan perhitungan arus hubung singkat memberikan metode tingkat gangguan yang menjadi dasar penyetelan.

Bagaimana impedansi mengubah tingkat gangguan dan voltage dip crane?

Dua persyaratan menarik ke arah yang berlawanan. uk% yang rendah menjaga voltage dip selama start hoist tetap kecil dan membantu crane melewati kondisi tersebut; uk% yang tinggi membatasi tingkat gangguan pada busbar 0,4 kV atau 0,69 kV sehingga pemutus dan busbar crane dapat menggunakan produk standar. Di terminal, dip biasanya menjadi kendala yang mengikat karena setiap start crane terlihat pada bus yang sama.

Transformatoruk% tipikalEfek
33/11 kV, 20 MVA10–12%Membatasi tingkat gangguan 11 kV; juga mengisolasi harmonisa crane dari PCC 33 kV
11/0,69 kV crane on-board, 1.600 kVA5–6%Kompromi antara dip dan tingkat gangguan LV; periksa ride-through drive crane
11/0,4 kV gardu dermaga, 1.600 kVA5–6%Standar; tingkat gangguan LV sekitar 30–40 kA pada busbar
11/0,4 kV gardu reefer, 2.000 kVA6%Beban tetap, tidak ada persyaratan dip; uk% lebih tinggi menghemat biaya switchgear LV

Perhitungan dip sama dengan perhitungan jatuh tegangan pada arus start. Transformator 1.600 kVA dengan uk 5,5% yang menanggung crane yang melonjak hingga 2,5 kali arus pengenalnya selama satu detik akan menurunkan tegangan bus sekitar 5,5% × 2,5 ≈ 13,75% jika sumber hulu tak terbatas, dan lebih besar lagi setelah impedansi transformator 33/11 kV dan sumber utilitas ditambahkan. Sebagian besar drive crane mentoleransi dip 15–20% selama satu detik; beberapa drive AFE trip pada 10% di bawah nominal selama lebih dari beberapa siklus. Toleransi itulah angka yang harus menjadi acuan desain, dan harus diperoleh dari pemasok crane secara tertulis, bukan diasumsikan.

Apa yang harus tercantum dalam enquiry dan pada datasheet?

Dua penawaran transformator terminal hanya dapat dibandingkan jika keduanya menjawab pertanyaan yang sama. Daftar di bawah ini cukup singkat untuk dikirim bersama RFQ dan cukup spesifik sehingga pemasok tidak dapat menjawabnya dengan lembar katalog standar.

FieldYang harus dinyatakan
Daya pengenal dan dutykVA pada ambient yang ditentukan, ditambah duty siklik (kVA RMS, kVA puncak, waktu siklus, jumlah start per jam) dan grup duty crane (ISO 4301-1 / FEM 9.511)
Tegangan dan vector groupHV dan LV, rentang tap dan jenis tap changer, vector group (Dyn11 adalah normal; crane 12-pulsa memerlukan dua sekunder, misalnya Dyn11d0)
Impedansiuk% pada arus pengenal, beserta toleransinya, dan tingkat gangguan LV yang dihasilkan
Duty harmonisaK-factor atau spektrum terukur, faktor derating IEEE C57.110, dan apakah filter merupakan bagian dari paket
Pendinginan dan kenaikan suhuAN/ANAF/AF, kelas kenaikan suhu, ambient desain (40 °C, 45 °C atau 50 °C), batas hot-spot
EnclosureRating IP, indoor/outdoor, tata letak ventilasi, entri kabel, titik lifting dan jacking untuk ruang mesin crane
KorosiKategori ISO 12944-2, sistem cat dan ketebalan film kering, material pengencang, material tangki dan finishing
Rugi-rugiRugi tanpa beban dan rugi berbeban dalam kW, dijamin dengan toleransi, dan tingkat kapitalisasi yang digunakan dalam evaluasi
Pengujian dan dokumentasiUji rutin sesuai IEC 60076-1, laporan uji tipe, uji kenaikan suhu, tingkat kebisingan sesuai IEC 60076-10, dan rezim inspeksi pengiriman
StandarSeri IEC 60076 ditambah penyimpangan lokal (GB/T 6451 di Tiongkok, IEEE C57.12.00 di Amerika Utara, sertifikasi UL jika terminal berada di yurisdiksi UL)

Dua bidang yang paling sering hilang dari permintaan nyata adalah kelas tugas dan spektrum harmonik, dan keduanya adalah yang paling mengubah harga. Pemasok yang tidak diberi tahu tentang tugas derek akan menawarkan transformator distribusi standar dengan rugi-rugi standar, dan terminal akan menemukan perbedaannya pada musim panas ketiga. Kirimkan jadwal penggerak derek, diagram satu garis, jumlah colokan reefer, dan suhu ambien desain secara bersamaan, serta minta angka rugi-rugi dan perhitungan derating dalam penawaran. Daftar periksa inspeksi pra-pengiriman mencakup apa yang harus diverifikasi sebelum unit dikirim, yang di terminal sangat penting karena derek tidak dapat diuji coba tanpa itu.

Bagaimana pilihan transformator memengaruhi biaya dua puluh tahun?

Sebuah terminal beroperasi 6.000–8.000 jam per tahun, dan rugi-rugi dibayar dengan tarif industri yang sering kali di atas USD 0,10/kWh. Ambil contoh transformator derek on-board 1.600 kVA dengan rugi-rugi tanpa beban 2,4 kW dan rugi-rugi beban 16 kW pada beban penuh, dengan rata-rata pembebanan 45% selama 7.000 jam:

Rugi = 2,4 + 16 × 0,45² = 2,4 + 3,24 = 5,64 kW, yang selama 7.000 jam adalah 39.480 kWh per tahun. Pada USD 0,10/kWh itu berarti USD 3.948 per tahun, dan nilai sekarang selama dua puluh tahun pada 6% adalah sekitar USD 45.300. Di 12 derek STS, tagihan rugi-rugi mencapai lebih dari setengah juta dolar nilai sekarang, yang biasanya beberapa kali lipat selisih harga antara desain standar dan desain rugi-rendah.

Perhitungan itu mendukung dua hal: tentukan rugi-rugi dan kapitalisasikan dalam evaluasi, dan jangan membuat ukuran berlebih. Transformator derek yang beroperasi pada beban rata-rata 25% membayar rugi-rugi tanpa beban yang hampir sama dengan yang beroperasi pada 50% tetapi menghasilkan setengah jumlah gerakan, dan perancang terminal yang menambahkan 30% "kapasitas masa depan" pada setiap transformator derek akhirnya membayarnya selama dua dekade. Panduan total biaya kepemilikan memberikan metode kapitalisasi, dan perbandingan standar efisiensi memberikan batas minimum regulasi yang berlaku di UE, AS, dan Tiongkok — di terminal, batas minimum tersebut adalah lantai, bukan target.

Jika Anda sedang menyiapkan permintaan untuk terminal, gardu dermaga, atau paket derek, jalur tercepat menuju penawaran yang sebanding adalah mengirimkan daftar armada derek dengan kVA terpasang dan kelas tugas, jumlah colokan reefer dan suhu ambien desain, diagram satu garis dengan tegangan yang diusulkan, serta studi harmonik atau jadwal penggerak. Tim teknik kami dapat mengubahnya menjadi spesifikasi transformator yang sesuai ukuran dengan rating siklik, derating faktor-K, pemeriksaan jatuh tegangan, dan anggaran indikatif dalam satu kali proses. Anda juga dapat memulai dari kalkulator sistem tenaga untuk memeriksa tingkat gangguan, penurunan tegangan, dan kapitalisasi rugi-rugi sebelum menghubungi pemasok mana pun.

Sumber / 资料来源

Sumber: IEC 60076-1 — Transformator daya, persyaratan umum.
Sumber: IEC 60076-2 — Kenaikan suhu untuk transformator terendam cairan.
Sumber: IEC 60076-3 — Tingkat isolasi, uji dielektrik dan jarak bebas eksternal di udara.
Sumber: IEC 60076-5 — Kemampuan menahan hubung singkat.
Sumber: IEC 60076-7 — Panduan pembebanan untuk transformator daya terendam minyak, termasuk pembebanan siklik dan batas titik panas.
Sumber: IEC 60076-10 — Penentuan tingkat kebisingan.
Sumber: IEC 60076-11 — Transformator daya tipe kering, termasuk kelas perilaku iklim, lingkungan dan kebakaran.
Sumber: IEC 60137 — Bushing berinsulasi untuk tegangan bolak-balik di atas 1.000 V.
Sumber: IEC 60214 — Tap changer.
Sumber: IEC 60034-1 — Mesin listrik berputar, rating dan kinerja, siklus kerja S1–S10.
Sumber: IEC 61439-1 dan IEC 61439-2 — Rakitan switchgear dan controlgear tegangan rendah.
Sumber: IEC 61936-1 — Instalasi daya melebihi 1 kV AC, aturan umum.
Sumber: IEC 60529 — Tingkat perlindungan yang disediakan oleh selubung (kode IP).
Sumber: ISO 4301-1 — Crane, klasifikasi, umum (grup tugas crane A1–A8).
Sumber: FEM 9.511 — Aturan untuk desain peralatan pengangkat seri, klasifikasi mekanisme.
Sumber: IEEE C57.110-2018 — Penetapan kemampuan transformator saat memasok arus beban non-sinusoidal.
Sumber: IEEE 519-2014 — Pengendalian harmonisa dalam sistem tenaga listrik.
Sumber: IEEE C57.12.00 — Persyaratan umum untuk transformator distribusi, daya dan pengatur terendam cairan.
Sumber: IEEE C57.91 — Panduan pembebanan transformator terendam minyak mineral dan regulator tegangan bertahap.
Sumber: GB/T 6451-2015 — Parameter teknis dan persyaratan untuk transformator daya terendam minyak tiga fasa.
Sumber: GB 20052-2020 — Nilai minimum yang diizinkan untuk efisiensi energi dan tingkat efisiensi energi untuk transformator daya.
Sumber: Commission Regulation (EU) No 548/2014 — Persyaratan ecodesign untuk transformator daya kecil, menengah dan besar.
Sumber: U.S. Department of Energy, 10 CFR Part 431 Subpart K — Standar konservasi energi transformator distribusi.
Sumber: ISO 12944-2 — Kategori korosivitas untuk struktur baja, kategori C5-M untuk atmosfer pesisir.
Sumber: NFPA 70 (National Electrical Code) Article 450 — Transformator dan ruang transformator.
Sumber: Pengalaman rekayasa QDTB — daftar beban crane terminal peti kemas, penentuan ukuran RMS siklus kerja crane STS, faktor permintaan colokan reefer, pemeriksaan jatuh tegangan dermaga, dan derating harmonisa untuk penggerak crane. Nilai yang ditandai sebagai pengalaman industri adalah rentang tipikal dari proyek pelabuhan dan heavy-lift, bukan standar yang dipublikasikan.

Related Articles

✈️

Transformator Bandara: Cara Menentukan Ukuran Distribusi MV untuk Terminal dan Lapangan Udara, Mengapa Daya Darat 400 Hz dan Pencahayaan Landasan Seri Mengubah Spesifikasi, dan Di Mana Dry-Type Lebih Unggul dari Oil

Transformator bandara ditentukan ukurannya berdasarkan daftar beban area dengan keberagaman spesifik bandara, bukan dari tolok ukur watt per meter persegi. Panduan ini mencakup daftar beban terminal dan faktor permintaan di balik gardu induk 11-12 MVA, transformator daya darat 400 Hz yang merupakan bagian dari konverter 90-180 kVA, sirkuit penerangan landasan pacu seri 6,6 A dengan satu transformator isolasi per lampu, kapasitas andal N+1, K-factor dan derating IEEE C57.110 untuk penggerak bagasi dan regulator arus konstan, pemilihan impedansi terhadap tingkat gangguan LV 30-48 kA, penentuan ukuran generator untuk inrush transformator, korosi pesisir C5-M, dan bidang datasheet yang membuat dua penawaran bandara dapat dibandingkan.

📄

Transformator Pabrik Pulp & Kertas: Cara Menentukan Ukuran Distribusi MV untuk Lini Mesin Kertas, Mengapa Harmonisa VFD dan Starting Refiner Menentukan Spesifikasi, dan Kapan Dry-Type Lebih Unggul dari Oil

Transformator pabrik kertas ditentukan ukurannya berdasarkan daftar beban area dan kebutuhan ride-through mesin kertas, bukan dari kWh per ton. Panduan ini mencakup arsitektur 132/33/11 kV, bus drive sectional 690 V, derating harmonik IEEE C57.110 untuk drive 6-pulsa dan AFE, start refiner 12 MW yang menentukan kekuatan bus, metode starting refiner yang dibandingkan berdasarkan voltage dip, pemilihan impedansi terhadap level gangguan, dry-type versus oil berdasarkan lokasi pabrik, korosi C5-M di pabrik bleaching, pembangkit listrik pabrik dan reverse power, serta kapitalisasi rugi-rugi pada 8.000 jam per tahun.

🛢️

Transformator Kilang Minyak & Gas: Cara Menentukan Ukuran Gardu Induk untuk Unit Proses, Mengapa Klasifikasi Area Berbahaya dan Starting Motor Menentukan Spesifikasi, dan Kapan Dry-Type Lebih Unggul dari Oil

Transformator kilang minyak ditentukan ukurannya berdasarkan daftar beban proses dan konsekuensi kehilangan satu unit, bukan berdasarkan kVA per barel. Panduan ini mencakup arsitektur 132/33/11 kV, klasifikasi area berbahaya menurut IEC 60079 dan NEC Article 500, starting motor kompresor 5-16 MW, derating harmonisa VFD, trade-off impedansi dan arc flash, redundansi 2x100%, korosi C5-M, dan kapitalisasi rugi-rugi selama 20 tahun.

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.