800 kW / 800 kVA Energia Petroquímica: Zona Ex 2 + VFD ESP de 200 kW + Leitura Profunda de Diesel de 1000 kVA
2×S13-M-800/10 N+1 · VFD para ESP de 200 kW · Zona Ex 2 · diesel de 1000 kVA (600 kW em standby)
1 · TL;DR Conclusion
Conclusão: esta planta petroquímica de 800 kW utiliza 2 transformadores a óleo S13-M-800/10 (N+1) + um VFD para ESP de 200 kW (Zona Ex 2) + um diesel de emergência de 1000 kVA (600 kW em standby) — total do configurador ≈ $585.247, 84% de carga N-1, THDi 25% (necessita APF/SVG), a atualização para amorfo SH15 paga-se em 3,3 anos (nível de viabilidade).
- •2 transformadores a óleo S13-M-800/10 de 2×800 kVA (N+1), 84% de carregamento após perda de uma unidade (aprovado), demanda de 640 kW
- •ESP de 200 kW em VFD — queda na partida de 1,7% vs 8,1% em DOL; Zona Ex 2 → painel Ex d + CCM Ex (IEC 60079)
- •Diesel de emergência 1×1000 kVA (600 kW em standby) cobre grau-1 400 kW + incêndio 150 kW = 550 kW (V9 aprovado), contêiner de 20 pés, autonomia de 3 dias
- •THDi 25% acima do limite → reator dessintonizado + filtragem ativa APF/SVG (V6 aviso)
- •Economia: $585.247 total; upgrade amorfo SH15 economiza $410/ano, payback de 3,3 anos; perdas 248.596 kWh/ano ≈ $29.832
2 · Solution Overview
Uma planta petroquímica é uma carga pesada de grau 1 em área perigosa: água de combate a incêndio, iluminação de emergência e controle DCS nunca podem perder energia, enquanto bombas ESP e motores de processo são cargas VFD ricas em harmônicos. Este esquema combina transformadores a óleo N+1 com distribuição Ex Zona 2, um ESP acionado por VFD e um diesel de emergência para incêndio + processo crítico.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 10 kV | base | 640 kW | 100% |
| Diesel 600 kW | backup | 0 kW | 0% |
Calculadora de Sistemas de Potência Petroquímica
Dimensione e configure um sistema de distribuição de energia de alta confiabilidade com fonte dupla para processos petroquímicos contínuos - nível de redundância, equipamentos à prova de explosão, BOM e diagrama unifilar.
3 · Design Process & Rationale
1. Identificação de requisitos
Unidade petroquímica de 800 kW: grau 1 400 kW (incêndio 150 + emergência/controle + processo crítico 250), processo crítico 250 kW, VFD de ESP de 200 kW, Zona 2, interrupção permitida ≤15 s.
2. Carga e classificação
Incêndio 150 + emergência/crítico → grau 1 400 kW; ESP/processo → grau 2 250; geral → grau 3 150. Grau 1 + incêndio = 550 kW define o tamanho do diesel.
3. Fonte e mix
Rede de 10 kV (base) + diesel de reserva de 600 kW. O diesel cobre grau 1 + incêndio 550 kW (V9 passa 109%), transferência ≤15 s.
4. Dimensionamento do transformador
Demanda de 640 kW ≈ 674 kVA → faixa de 800 kVA; N+1 → 2×S13-M-800/10 a óleo (externo, separação contra incêndio), 84% de carregamento após perda de uma unidade.
5. À prova de explosão e ESP
Ex Zona 2 → painel Ex d + MCC Ex (IEC 60079); ESP de 200 kW em VFD (queda de 1,7% vs 8,1% DOL); reator dessintonizado + APF para 25% THDi.
6. Proteção e secundário
MT 31,5 kA / BT 36 kA capacidade de interrupção; protocolo 104 + esquema secundário + auxiliar CC; seletividade 11,9×.
7. Confiabilidade e emergência
ATS diesel com transferência automática + transferência final de incêndio, autonomia de combustível de 3 dias; N-1 mantém 84% de carregamento após perda de uma unidade.
Pain Points → Solution → Evidence
Uma centelha perdida em uma área perigosa pode inflamar o gás
Equipamento Zona 2 Ex conforme IEC 60079: painel Ex d + MCC Ex, aterramento equipotencial
V14 zona 2 Ex d; desenhos de aterramento + proteção contra surtos
As bombas de incêndio devem operar com perda total da rede
Alimentador de incêndio dedicado + ATS de transferência final + diesel de 1000 kVA
V11 circuito dedicado; V9 aprovado (600 ≥ grau 1 400 + incêndio 150); autonomia de 3 dias
Os VFDs do ESP injetam harmônicos que superaquecem o transformador
Reator dessintonizado + filtragem ativa APF/SVG
V6 THDi 25% acima do limite → APF/SVG recomendado
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Capacidade do transformador | 800 kVA ×2 (S13-M) | 674 kVA → faixa 800; N+1 → 2 unidades a óleo | carga de 84%; óleo externo para separação contra incêndio acima de ~850 kVA de demanda, passar para 1000/1250 |
| Fator de demanda | 0,8 → 640 kW | instalado 800 kW × Kd 0,8 | dimensiona transformador e cabo na demanda real verificar Kd contra o cronograma do processo |
| Partida do ESP | 200 kW VFD, queda de 1,7% | VFD kst 1,3 vs DOL 6,5 | sem afundamento em outros processos; DOL seria 8,1% confirmar cabo de fundo de poço e resistor de frenagem |
| Zona perigosa | Zona 2 | gás/vapor presente apenas em condições anormais | painel Ex d + MCC Ex, custo maior (POA) Zona 1 → Ex ia/ib mais rigoroso, mais custo |
| Diesel de emergência | 1×1000 kVA (600 kW em standby) | cobre grau-1 400 + incêndio 150 = 550 kW | autonomia de 3 dias, 75% de carga, partida automática <15 s backup total do site requer ≈950 kW |
| Harmônicos | THDi 25% | não linear 200 kW / 800 kW | requer APF/SVG; reator dessintonizado sozinho não resolve meta APF THDi ≤8% |
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 e disponibilidade
N+1 84% após perda de uma unidade + transferência automática a diesel ≤15 s + transferência final de incêndio, cobrindo grau 1 de 400 + incêndio de 150 kW; disponibilidade em série ≈ classe 99,9%.
Falha e proteção
MT 28,9 kA / BT 27,8 kA, capacidade de interrupção MT 31,5 kA / BT 36 kA (margem de 1,1–1,3×); seletividade 11,9×, uma falha a jusante desarma apenas seu alimentador.
Qualidade de energia
THDi 25% acima do limite, reator dessintonizado + APF/SVG; queda na partida do VFD do ESP 1,7% (DOL 8,1%), tensão de barra 0,983 pu.
Economia
$585.247 no total; atualização para amorfo SH15 com retorno em 3,3 anos ($410/ano); perdas 248.596 kWh/ano ≈ $29.832.
Other views (shown): LCC (custo do ciclo de vida) · Qualidade da energia e harmônicos · Perfil de tensão · Características do esquema · Derating ambiental
7 · Economics & Payback
Equipamento total ≈ $585.247 (2×S13-M-800/10 + distribuição Zona Ex 2 + VFD ESP 200 kW + diesel 1000 kVA + 104 SCADA). Não há PV/BESS neste esquema, então a economia = capex + perdas + TCO do transformador: atualizar S13→SH15 amorfo economiza ≈3.416 kWh/ano (≈$410/ano), payback de 3,3 anos; perdas anuais de transformador+linha ≈248.596 kWh (≈$29.832/ano). O diesel é apenas de reserva — o custo operacional se aplica somente durante interrupção da rede.
8 · FAQ
Qual transformador para uma planta petroquímica de 800 kW?
Como a área classificada é tratada?
O ESP precisa de um VFD?
Qual o tamanho do gerador diesel?
Como as harmônicas são tratadas?
O que acontece na perda da rede?
Qual o retorno de um transformador melhor?
Por que tipo óleo e não tipo seco?
O preço é final?
Special Considerations
- THDi 25% excede o limite — um reator dessintonizado sozinho não resolverá; adicione filtragem ativa APF (remédio V6).
- 600 kW a diesel cobrem grau-1 400 kW + incêndio 150 kW = 550 kW (V9 aprovado); o backup de 800 kW para todo o site precisa de ≈950 kW.
- Equipamento para Zona Ex 2 (painel Ex d + MCC Ex) é cotado por projeto (POA); a certificação Ex final conforme IEC 60079 a confirmar.
- O VFD de 200 kW para o ESP é o maior motor; confirme o cabo de fundo de poço e o resistor de frenagem para a bomba submersível.
- Estimativa em nível de viabilidade; desenhos pendentes de um instituto de projeto licenciado; confirme a Ssc da rede (500 MVA assumidos).
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
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.