Transformador QDTB®
All figures are configurator-generated feasibility-level estimates; drawings are schematic deliverables pending refinement by a licensed design institute, not construction documents.
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Complexo Comercial de 400 kW: PFC de 380 V + Classificação de Cargas de Incêndio/Emergência

S13-M-400/10 · PFC de 100 kvar · backup de incêndio a diesel de 200 kW · classificação de carga em 3 níveis

1 · TL;DR Conclusion

Conclusão: este complexo comercial de 400 kW utiliza uma alimentação de 10 kV + um único transformador S13-M-400/10, com PFC de 100 kvar no lado de 380 V elevando o FP para 0,95. As cargas são classificadas em três níveis, e o sistema de incêndio/emergência (80 kW de grau 1 + 80 kW de incêndio) é 100% coberto por um gerador diesel de reserva de 200 kW — total do configurador ≈ $99.100 (nível de viabilidade).

  • •Transformador S13 monofásico de 400 kVA: 84% de carga, econômico em variações de carga comercial
  • •PFC de 100 kvar (4×25): FP 0,85→0,95, evita penalidades de fator de potência
  • •Gradação de 3 níveis: nível 1 80 + nível 2 120 + nível 3 200 kW, incêndio/emergência em circuito dedicado
  • •Diesel de 200 kW suporta 100% de incêndio/emergência (160 kW) com ATS de transferência final
  • •Upgrade SH15 amorfo economiza 2.015 kWh/ano (≈$241), payback de 8,7 anos

2 · Solution Overview

Um complexo comercial é uma carga mista de iluminação + força em BT: iluminação 150 kW, força 180 kW, sensível 40 kW, incêndio 80 kW, com grandes oscilações diurnas/sazonais. O esquema utiliza alimentação de 10 kV, um transformador a óleo único, distribuição GGD de 380 V, PFC de 100 kvar e classificação de carga em três níveis, com incêndio/emergência apoiados por um gerador diesel.

400 kVA (único)
Capacidade do transformador
S13-M-400/10
Modelo do transformador
10 kV / 0,4 kV
Tensão
400 kW
Carga instalada
320 kW (kd 0,8)
Demanda
100 kvar (4×25)
PFC
200 kW diesel
Backup de incêndio
80/120/200 kW
Classificação de carga
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase320 kW100%
Diesel 200 kWbackup0 kW0%

3 · Design Process & Rationale

1. Identificação de requisitos

Um complexo comercial tem carga volátil dominada por iluminação/HVAC/equipamentos de varejo, além de bombas de incêndio e iluminação de emergência. Definimos: carga de incêndio em circuito dedicado com transferência final, cargas de varejo normais classificadas como nível 3.

2. Classificação de cargas

Três níveis: grau 1 80 kW (incêndio/emergência/crítico), grau 2 120 kW (elevadores/varejo-chave), grau 3 200 kW (iluminação geral/lojas). A classificação determina o mix de fontes e o escopo do backup.

3. Fonte e mix

A rede de 10 kV é o único suprimento base; incêndio/emergência (grau 1 80 + incêndio 80 = 160 kW) é respaldado por um diesel de 200 kW, V9 reporta 100% de cobertura, com ATS de transferência final nos circuitos de incêndio.

4. Dimensionamento do transformador

Sd=320/0.95≈337 kVA → faixa de 400 kVA, unidade única a óleo S13-M-400/10 (norma comercial, prioridade ao custo), 84% de carga.

5. Compensação reativa

100 kvar central (4×25 kvar) no lado de 380 V eleva o FP de 0.85→0.95, reduzindo o carregamento do transformador e as penalidades de FP — a economia-chave na distribuição comercial.

6. Distribuição e proteção

Entrada MV KYN28A-12 → transformador único → barramento GGD de 380 V. Sobrecorrente 50/51 com gradação de 0.3/0.2 s; todos os 5 pares de coordenação passam.

7. Incêndio e emergência

Carga de incêndio em circuito dedicado com transferência final: alimentada normalmente pelo barramento BT, assumida pelo diesel de 200 kW em 2 s na perda da rede, atendendo aos códigos de incêndio.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

As oscilações de carga comercial reduzem o fator de potência e geram penalidades da concessionária

Solution

PFC automático de 100 kvar no lado de 380 V eleva o FP para 0,95

Evidence

pfcConfig: 100 kvar · 4×25 kvar · fp alvo 0,95

Pain

Uma interrupção por incêndio/emergência é um incidente de segurança

Solution

Circuito de incêndio dedicado + transferência final, backup a diesel de 200 kW

Evidence

V9: backup de 200 kW ≥ grau-1 80 + incêndio 80 = 160 kW (100%)

Pain

Perdas elevadas no transformador inflam a conta de energia

Solution

Atualizar para liga amorfa SH15 para reduzir perdas em vazio

Evidence

TCO: S13→SH15 economiza 2.015 kWh/ano (≈$241), payback de 8,7 anos

Pain

Um único transformador significa que uma falha deixa o prédio às escuras

Solution

Cargas de varejo normais aceitam interrupção curta; incêndio/emergência tem backup a diesel

Evidence

Veredito único N-1 falha, mas backup de incêndio/emergência backupCoverPct 100%

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Capacidade do transformador400 kVA ×1Sd=320/0,95≈337 kVA → faixa de 400 kVACarga de 84%, prioridade ao custo
Aumentar para 500 kVA ou duplo se a demanda >360 kW
PFC100 kvar (4×25)pf médio 0,85 → lacuna para pf alvo 0,95PF conforme, sem penalidade de PF
Comutação automática por etapas para carga comercial volátil
Classificação de cargas80 / 120 / 200 kWgrau-1 incêndio/emergência, grau-2 elevadores, grau-3 varejoBackup cobre apenas grau-1+incêndio, controlando custo
Adicionar diesel se a carga grau-1 crescer
Backup de incêndio200 kW dieselgrau-1 80 + incêndio 80 = 160 kW necessáriosCobertura 100% V9, ATS de transferência final
Dimensionar bombas de incêndio conforme códigos de incêndio
Redundância N-1Nenhuma (único)Carga de varejo normal aceita interrupção breveIncêndio/emergência com backup diesel na perda do transformador
Usar N+1 duplo se a continuidade for crítica
Curto-circuitoMV 28,9 / LV 14,2 kANível de falta 500 MVA + uk=4%Capacidade de interrupção HV 31,5 / LV 25 kA
Confirmar nível de falta real com a rede

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/26Diagrama unifilar — Alimentação 10 kV → KYN28A-12 → S13-M-400/10 → barra GGD 380 V → alimentadores comerciais / incêndio
Why: O diagrama unifilar mostra a gradação de cargas implementada: comércio normal na barra principal, incêndio/emergência em circuito dedicado com transferência final, e o diesel alimentando a barra de incêndio via ATS — a resposta estrutural para "uma interrupção por incêndio é um incidente de segurança".
Dwg 19/26Compensação reativa e de harmônicos — 100 kvar (4×25 kvar bancos dessintonizados) · FP alvo 0,95
Why: O PFC eleva o FP de 0,85 para 0,95, compensando diretamente as penalidades de FP causadas pela carga comercial volátil — a economia de custo mais direta na distribuição comercial.
Dwg 8/26Cálculo de curto-circuito — Nível de falta 500 MVA · uk=4% · ikMv 28,9 kA · ikLv 14,2 kA · cabo 240 mm²
Why: A corrente de curto-circuito define a capacidade de interrupção do disjuntor e a seção térmica mínima do cabo (35 mm² vs 240 mm² selecionado) — a base quantificada de segurança.
Dwg 14/26Configuração de proteções — 50/51 sobrecorrente · entrada 0,6 s → transformador 0,3 s → alimentador 0,1 s, 5 pares aprovados
Why: O desenho de proteção posiciona cada estágio e ajuste para que uma falta no circuito de loja dispare apenas seu alimentador, enquanto os circuitos de incêndio permanecem protegidos por transferência automática.
Dwg 15/26Curva de coordenação de proteções TCC — Entrada 50/51 (0,6 s) → entrada BT (0,3 s) → alimentador (0,1 s), gradação 0,3/0,2 s
Why: A TCC comprova a seletividade: uma falta a jusante dispara apenas seu alimentador enquanto os disjuntores a montante se mantêm; todos os 5 pares atendem ao critério de ≥0,2 s.

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

Dwg 1 · Base de projeto elétricoDwg 2 · Legenda de símbolosDwg 3 · Diagrama unifilarDwg 4 · Diagrama de topologia do sistemaDwg 5 · Sistema de distribuiçãoDwg 6 · Sistema de distribuição de MTDwg 7 · Sistema de distribuição de BTDwg 8 · Cálculo de curto-circuitoDwg 9 · Códigos e normas aplicáveisDwg 10 · Dados técnicos dos equipamentos principaisDwg 11 · Requisitos de construção e ensaiosDwg 12 · Avaliação da qualidade de energiaDwg 13 · Arquitetura SCADADwg 14 · Configuração de proteçãoDwg 15 · Curva de coordenação de proteção TCCDwg 16 · Sistema de aterramentoDwg 17 · Proteção contra raios e surtos (LPS/SPD)Dwg 18 · Plano de layout de equipamentosDwg 19 · Compensação reativa e harmônicaDwg 20 · Transferência de microrrede conectada à rede / ilhadaDwg 21 · Circuito de controle e sinalização secundárioDwg 22 · Bloco de terminais (painéis de proteção e controle)Dwg 23 · Layout frontal do painel e lista de painéisDwg 24 · Sistema de alimentação auxiliar CCDwg 25 · Sistema de óleo combustívelDwg 26 · Sistema de aterramento (TN-S)

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Fluxo de energia

Demanda da rede 320 kW → aparelhagem de MT → transformador S13 → barramento BT 380 V → alimentadores de oficina/iluminação/elevador/incêndio. A carga comercial varia ao longo do dia; o PFC de 100 kvar comuta automaticamente para manter o FP ≥0,95.

Incêndio e emergência

Na perda da rede, o diesel de 200 kW assume bombas de incêndio/iluminação de emergência em 2 s (transferência no final), mostrando que o circuito de incêndio nunca perde energia durante a transferência.

FP e reativo

Mostra a comutação de 100 kvar: os bancos desligam em carga baixa (evitar sobrecompensação) e ligam no pico, mantendo o FP em 0,95 e compensando penalidades.

Perdas e custo de eletricidade

Perdas tipo óleo p0=0,33 / pk=4,3 kW, ≈78.878 kWh/ano (≈US$ 9.465); o amorfo SH15 economiza 2.015 kWh/ano (≈US$ 241), retorno em 8,7 anos.

Other views (shown): Operação 24h · Perfil de tensão · Características do esquema · Derating ambiental

7 · Economics & Payback

Equipamento total do configurador ≈ $99.100 (nível de viabilidade, incl. transformador S13-M-400/10, quadros MT/BT, PFC de 100 kvar, diesel de 200 kW e cabos). A economia centra-se no PFC e nas perdas: 100 kvar elevam o FP para 0,95, compensando penalizações; ≈78.878 kWh/ano de perdas ($9.465), com o amorfo SH15 a poupar $241/ano com um retorno de 8,7 anos.

$99,100
Total de equipamentos
100 kvar
PFC
78,878 kWh
Perdas anuais
$9,465/ano
Custo das perdas
$241/ano
Economia SH15

8 · FAQ

Qual tamanho de transformador para um complexo comercial de 400 kW?
Com kd=0,8 a demanda é 320 kW ≈ 337 kVA → faixa de 400 kVA, unidade única a óleo S13, 84% de carga.
Por que a PFC é importante para comercial?
As cargas comerciais oscilam e o PF frequentemente cai abaixo de 0,9, incorrendo em penalidades da concessionária; uma PFC de 100 kvar eleva o PF para 0,95, evitando penalidades e reduzindo o carregamento do transformador.
Como a carga de incêndio/emergência é assegurada?
Circuito de incêndio dedicado com transferência final; um diesel de 200 kW suporta 100% do grau 1 de 80 + incêndio de 80 kW, assumindo em 2 s após perda da rede.
O que é classificação de cargas?
As cargas são classificadas por consequência da interrupção: grau 1 (incêndio/emergência/crítico) requer alimentação dupla/backup, grau 2 (elevadores) aceita interrupção curta, grau 3 (varejo) é alimentação normal.
O que acontece na falha de um único transformador?
Cargas normais de varejo perdem energia (aceitável), enquanto incêndio/emergência permanece com diesel; atualizar para N+1 duplo para continuidade de todo o edifício.
Quanto custa o pacote comercial?
Total do configurador ≈ $99.100 (nível de viabilidade), cobrindo transformador, painéis MT/BT, PFC e diesel; contate nossos engenheiros para um orçamento formal.
Vale a pena o upgrade amorfo SH15?
Aqui economiza ≈$241/ano com payback de 8,7 anos — modesto a 84% de carga; fator de carga ou tarifa mais altos encurtam bastante o payback.
Como a PFC de 380 V é dimensionada?
A diferença avgPf 0,85 → pfTarget 0,95 dá 100 kvar, divididos em 4 etapas (4×25 kvar) para comutação automática acompanhar as oscilações de carga comercial.

Special Considerations

  • O nível de falha do sistema padrão é 500 MVA — confirme com a empresa de rede (toConfirm: ssc).
  • Um transformador único não tem redundância N-1 — apenas o sistema de incêndio/emergência tem backup a diesel em caso de perda do transformador; use duplo N+1 para continuidade crítica.
  • O dimensionamento da bomba de incêndio deve seguir os códigos locais de incêndio; o configurador assume uma carga de incêndio de 80 kW.
  • Estimativa em nível de viabilidade; os desenhos estão pendentes de um instituto de projeto licenciado, não são documentos de construção.

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