700 kW / 630 kVA Energia para mina: 250 kW guincho de quatro quadrantes + SVG + Diesel Deep-Read
2×S13-M-630/10 N+1 · VFD de içamento de quatro quadrantes de 250 kW · SVG · diesel de 500 kW
1 · TL;DR Conclusion
Conclusão: esta mina de 700 kW usa 2×S13-M-630/10 transformadores a óleo (N+1) + um VFD de içamento de quatro quadrantes de 250 kW + SVG + um diesel de reserva de 500 kW — total do configurador ≈ $269.595, 94% de carga N-1 (próximo do limite), queda de içamento de 250 kW 2,7% com VFD vs 12,2% DOL (DOL falha), THDi 36% (nível de viabilidade).
- •2×630 kVA S13-M-630/10 (N+1), 94% de carga após perda de uma unidade (aprovado, próximo do limite — atenção à margem)
- •VFD de içamento de quatro quadrantes de 250 kW: queda de 2,7%; DOL cairia 12,2% e falharia no limite de 10%
- •SVG ($32.200) + diesel de reserva de 500 kW mantêm içamento/ventilação/drenagem contínuos
- •THDi 36% dos VFDs → reator dessintonizado + SVG/APF
- •Economia: $269.595 total; upgrade SH15 $336/ano, payback ~3 anos; perdas 173.812 kWh/ano ≈ $20.857
2 · Solution Overview
A linha de vida elétrica de uma mina é o guincho, a ventilação e o esgotamento: o guincho é de quatro quadrantes (eleva na subida, regenera na descida), a ventilação e a drenagem funcionam continuamente, e uma perda de energia coloca em perigo as pessoas no subsolo. Este esquema utiliza transformadores N+1, um VFD de guincho de quatro quadrantes, SVG e um diesel de reserva para manter o poço seguro.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 10 kV | base | 560 kW | 100% |
| Diesel 500 kW | backup | 0 kW | 0% |
Calculadora de Sistema de Energia para Mineração
Dimensione a distribuição de energia para sua mina - cargas de britador, guincho, ventilador e transportador, verificação de queda de tensão na partida do motor, filtragem de harmônicos de VFD e derating por altitude, com BOM e diagrama unifilar.
3 · Design Process & Rationale
1. Identificação de requisitos
Mina de 700 kW: guincho de quatro quadrantes de 250 kW, ventilação/drenagem contínuas, grau 1 250 kW (guincho), grau 2 300 kW (ventilação/drenagem).
2. Carga e classificação
Guincho grau 1 250 kW (segurança do pessoal); ventilação/drenagem grau 2 300 kW; impacto 350 kW, não linear 250 kW.
3. Fonte
Rede de 10 kV + diesel de reserva de 500 kW; o diesel cobre grau 1 250 kW (aprovado V9), contêiner de 20 pés, autonomia de 3 dias.
4. Dimensionamento do transformador
560 kW ≈ 589 kVA → faixa de 630 kVA; N+1 → 2×S13-M-630/10, 94% de carregamento após perda de uma unidade (próximo do limite).
5. Acionamento do guincho
VFD de quatro quadrantes de 250 kW (queda de 2,7%); DOL causaria queda de 12,2% e falharia — o VFD é obrigatório; a frenagem regenerativa retorna ao barramento CC.
6. SVG e harmônicos
36% THDi + impacto de 350 kW → compensação dinâmica SVG + reator dessintonizado.
7. Proteção
BT 22 kA / MT 28,9 kA, capacidade de interrupção BT 36 kA / MT 31,5 kA; seletividade 9,18×; SCADA modbus.
Pain Points → Solution → Evidence
A partida direta (DOL) do guincho provoca queda de 12,2% no barramento e desarma outros alimentadores
VFD de quatro quadrantes de 250 kW, queda de 2,7%
V5: DOL 12,2% ok=false, VFD 2,7% ok=true
Perda de energia prende os mineiros no subsolo
Diesel de reserva + ATS para o guincho/ventilação
V9 aprovado (diesel 500 ≥ grau-1 250); contêiner de 20 pés, 3 dias
Harmônicos do VFD e o guincho em regeneração distorcem o barramento
SVG + reator dessintonizado
THDi 36% (V6 aviso), SVG $32.200
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Capacidade do transformador | 630 kVA ×2 (S13-M) | 589 kVA → nível 630; N+1 → 2 unidades | 94% após perda de uma unidade, próximo do limite considerar 800 kVA para margem |
| Acionamento do guincho | VFD de quatro quadrantes de 250 kW, queda de 2,7% | VFD kst 1,3 vs DOL 6,5 | DOL 12,2% falha; VFD é obrigatório regeneração de quatro quadrantes requer resistor de frenagem/unidade de realimentação |
| Diesel | 500 kW em standby | cobre grau-1 250 kW (guincho) | autonomia de 3 dias, partida automática <15 s backup de toda a mina precisa de um grupo maior |
| Carga de impacto | 350 kW | pico de aceleração do guincho | define o tamanho do SVG e a queda na partida verificar partida simultânea de ventilação/drenagem |
| Harmônicos | THDi 36% | não linear 250 kW / 700 kW | necessita filtragem ativa SVG meta THDi ≤8% |
| Fator de demanda | 0,8 → 560 kW | instalado 700 kW × Kd 0,8 | dimensiona o transformador na demanda real verificar contra o ciclo de trabalho do guincho/ventilação |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Confiabilidade
N+1 94% após a perda de uma unidade (próximo do limite) + transferência automática a diesel ≤15 s cobrindo o guincho de grau 1 de 250 kW, mantendo o poço seguro.
Falha e proteção
BT 22 kA / MT 28,9 kA, capacidade de interrupção BT 36 kA / MT 31,5 kA; seletividade 9,18×, uma falha a jusante desarma apenas seu alimentador.
Qualidade de energia
THDi 36% mitigado por SVG; queda do VFD do guincho 2,7% (DOL 12,2% falha), barramento 0,981 pu.
Economia
$269.595 total; atualização para SH15 ~3 anos de retorno ($336/ano); perdas 173.812 kWh/ano ≈ $20.857.
Other views (shown): LCC (custo do ciclo de vida) · Qualidade de energia e harmônicos · Perfil de tensão · Características do esquema · Arco elétrico
7 · Economics & Payback
Equipamento total ≈ $269.595 (2×S13-M-630/10 + acionamento de elevação + alimentadores de ventilação/drenagem + SVG + diesel de 500 kW + SCADA modbus). Sem PV/BESS, então economia = capex + perdas + TCO do transformador: atualização S13→SH15 amorfo economiza ≈2.803 kWh/ano (≈$336/ano), payback de ~3 anos; perdas anuais de transformador + linha ≈173.812 kWh (≈$20.857/ano). Diesel é apenas standby. Motores de elevação/ventilação/drenagem são POA.
8 · FAQ
Qual transformador para uma mina de 700 kW?
Por que o guincho deve estar em um VFD?
O que significa quatro quadrantes?
Qual o tamanho do diesel?
Como são alimentadas a ventilação e a drenagem?
Como é tratado o THDi de 36%?
O que acontece com os mineiros em uma falta de energia?
Qual é o retorno de um transformador melhor?
O preço é final?
Special Considerations
- N-1 94% de carga após a perda de uma unidade está próximo do limite — considere aumentar o transformador para 800 kVA para ter margem (V4/V13).
- A partida direta (DOL) do guincho causaria uma queda de 12.2% (>10% limite) — o VFD de quatro quadrantes é obrigatório, com resistor de frenagem/unidade de realimentação.
- Se as seções subterrâneas precisarem de proteção contra explosão, adicione equipamentos Ex por zona perigosa separadamente (este esquema alimenta a subestação de superfície).
- O diesel de 500 kW cobre o guincho de grau 1 de 250 kW (V9 aprovado); o backup completo de ventilação/drenagem precisa de um grupo maior.
- Estimativa em nível de viabilidade; os desenhos estão pendentes de um instituto de projeto licenciado; confirme o Ssc da rede (500 MVA assumido).
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
Related Products
Transformadores de serviço pesado S13-M/S15-M para mineração a céu aberto e plantas de processamento mineral
Transformadores SCB13 à prova de poeira para oficinas de mineração internas e salas de controle
KYN28A-12 painel de distribuição reforçado à prova de poeira para distribuição de energia em mineração
GCD/GCS painéis de distribuição para mineração com reforço antivibração
Subestações externas ZBW/ZGS para áreas de mineração remotas e campos de rejeitos.
Fornecimento único de equipamentos de energia convencional e solar
Do projeto do sistema de distribuição de energia à energia solar – transformadores, painéis de distribuição, subestações e equipamentos solares, dimensionados e cotados em um só lugar. Use nossas calculadoras para obter uma lista completa de materiais e o preço FOB.