600 kW / 630 kVA Alimentação de Terminal Portuário: 160 kW Guindaste de Cais + Compensação Dinâmica SVG Leitura Detalhada
2×S13-M-630/10 N+1 · VFD de guindaste de 160 kW · Compensação dinâmica SVG
1 · TL;DR Conclusion
Conclusão: este terminal portuário de 600 kW utiliza 2×S13-M-630/10 transformadores a óleo (N+1) + um VFD de guindaste de cais de 160 kW + compensação reativa dinâmica SVG — total do configurador ≈ $156.706, carga N-1 de 80%, THDi 42% mitigado por SVG, queda de guindaste de 160 kW 1,7% vs 8,2% DOL (nível de viabilidade).
- •2 transformadores a óleo S13-M-630/10 de 2×630 kVA (N+1), 80% de carregamento após a perda de uma unidade, demanda de 480 kW
- •Guindaste de cais de 160 kW com VFD — queda na partida de 1,7% vs 8,2% com partida direta (DOL); carga de impacto de 300 kW
- •Compensação dinâmica SVG ($32.200) para a carga regenerativa/de impacto do guindaste e THDi de 42%
- •Sem fonte de backup — apenas conectado à rede; o transformador N-1 cobre o guindaste + shore power
- •Economia: $156.706 no total; o upgrade para SH15 economiza $337/ano, payback de ~3 anos; perdas de 161.197 kWh/ano ≈ $19.344
2 · Solution Overview
Um terminal de contêineres é uma carga densa em VFD e de alto impacto: os guindastes de cais e RTGs têm picos de demanda ao levantar e regeneram ao baixar, causando cintilação de tensão que pode desarmar os alimentadores vizinhos. Este esquema utiliza transformadores a óleo N+1, além de um VFD de guindaste de 160 kW e compensação dinâmica SVG para manter a tensão estável e limpar o barramento.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 10 kV | base | 480 kW | 100% |
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3 · Design Process & Rationale
1. Identificação de requisitos
Terminal de 600 kW: 450 kW de potência, 300 kW de impacto (guindaste), 250 kW não linear, 160 kW do maior motor em VFD.
2. Característica da carga
Impacto de guindaste 300 + não linear 250; demanda 480 kW (Kd 0,8); partidas cíclicas, sem carga de reserva crítica de longo prazo.
3. Fonte
Somente rede de 10 kV (conectada à rede); guindastes operam em ciclos, sem carga de reserva grau 1, portanto sem diesel/UPS.
4. Dimensionamento do transformador
480 kW ≈ 505 kVA → faixa de 630 kVA; N+1 → 2×S13-M-630/10, 80% de carregamento após perda de uma unidade.
5. SVG e harmônicos
42% THDi + 300 kW de impacto → compensação dinâmica SVG ($32.200) para flicker + reativo + harmônico.
6. Acionamento de guindaste
VFD de 160 kW (queda de 1,7%); acionamento regenerativo devolve energia de frenagem ao barramento CC (item de acionamento regenerativo de guindaste de cais).
7. Proteção
Interrupção MV 31,5 / LV 36 kA; seletividade 10,71×; SCADA modbus.
Pain Points → Solution → Evidence
A partida da grua causa cintilação de tensão que escurece outros alimentadores
A compensação dinâmica SVG responde em <10 ms para manter o barramento
Impacto de 300 kW; SVG $32,200 auto-selecionado
Harmônicos do VFD superaquecem o transformador
Reator dessintonizado + filtragem ativa SVG
THDi 42% (V6 avisa)
A frenagem regenerativa da grua realimenta o barramento CC
Acionamento regenerativo + resistor de frenagem
item de acionamento regenerativo de grua de cais (POA)
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Capacidade do transformador | 630 kVA ×2 (S13-M) | 505 kVA → faixa 630; N+1 → 2 unidades | Carga de 80%, faixa econômica 60–85% acima de ~540 kVA de demanda, passar para 800 |
| Compensação dinâmica SVG | $32,200 | Impacto de 300 kW + THDi 42% seleciona automaticamente SVG | Resposta <10 ms; flicker + reativo + harmônicos Capacitores PFC não suportam flicker; apenas SVG consegue |
| Motor de ponte rolante | 160 kW VFD, queda 1,7% | VFD kst 1,3 vs DOL 6,5 | sem queda; DOL seria 8,2% confirmar acionamento regenerativo e resistor de frenagem |
| Carga de impacto | 300 kW | surto instantâneo de elevação/coleta da ponte | define tamanho do SVG e supressão de flicker verificar fator de coincidência multi-ponte |
| Harmônicos | THDi 42% | não linear 250 kW / 600 kW | requer filtragem ativa SVG meta THDi ≤8% |
| Fator de demanda | 0,8 → 480 kW | instalado 600 kW × Kd 0,8 | dimensiona transformador na demanda real verificar contra ciclo de trabalho da ponte |
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 80% após a perda de uma unidade; conectado à rede sem backup — guindaste + alimentação de cais cobertos por redundância de transformador duplo.
Falha e proteção
BT 22 kA / MT 28,9 kA, interrupção BT 36 kA / MT 31,5 kA (1,3×); seletividade 10,71×.
Qualidade de energia
THDi 42% mitigado por SVG; queda de VFD do guindaste 1,7% (DOL 8,2%), barramento 0,983 pu.
Economia
$156.706 total; atualização SH15 ~3 anos de retorno ($337/ano); perdas 161.197 kWh/ano ≈ $19.344.
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 ≈ $156.706 (2×S13-M-630/10 + alimentadores de ponte rolante + compensação dinâmica SVG + SCADA modbus). Sem PV/BESS, então a economia = capex + perdas + TCO do transformador: a atualização de S13→SH15 amorfo economiza ≈2.803 kWh/ano (≈$337/ano), payback de ~3 anos; perdas anuais de transformador+linha ≈161.197 kWh (≈$19.344/ano). O acionamento regenerativo da ponte rolante e a alimentação em terra são POA.
8 · FAQ
Qual transformador para um terminal de 600 kW?
SVG vs compensação com capacitor simples?
O guindaste precisa de VFD?
Como é tratado o THDi de 42%?
O que a cintilação de tensão faz?
Para onde vai a energia regenerativa da descida do guindaste?
É necessária uma fonte de backup?
Qual o payback de um transformador melhor?
O preço é final?
Special Considerations
- THDi 42% excede severamente o limite: capacitores de PFC não suportam flicker, a compensação dinâmica SVG é obrigatória (solução V6).
- Este esquema é conectado à rede sem backup; se os guindastes forem de serviço contínuo crítico, avalie diesel/UPS separadamente.
- O acionamento regenerativo do guindaste e a alimentação de cais são POA; o fator de coincidência de múltiplos guindastes deve ser verificado.
- O VFD do guindaste de 160 kW é o maior motor; confirme o resistor de frenagem regenerativa e a capacidade do barramento CC.
- Estimativa em nível de viabilidade; desenhos pendentes de um instituto de projeto licenciado; confirme a Ssc da rede (500 MVA assumido).
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