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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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.

2×630 kVA (S13-M, N+1)
Transformador
10 kV (duplo N+1)
Alimentação
480 kW (600 kW instalados)
Demanda
160 kW (VFD)
VFD de ponte rolante
300 kW
Carga de impacto
$32,200
Compensação dinâmica SVG
42%
THDi
80%
Carregamento N-1
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase480 kW100%

Calculadora de Sistemas de Energia para Porto e Metalurgia

Dimensione e configure o sistema de distribuição de energia para guindastes de cais portuário e cargas metalúrgicas - cargas de impacto, potência reativa e mitigação de harmônicos, BOM e diagrama unifilar.

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Smart Monitoring & Control
Add the protection, metering and SCADA (monitoring & secondary) layer to the BOM and architecture diagram.

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

Pain

A partida da grua causa cintilação de tensão que escurece outros alimentadores

Solution

A compensação dinâmica SVG responde em <10 ms para manter o barramento

Evidence

Impacto de 300 kW; SVG $32,200 auto-selecionado

Pain

Harmônicos do VFD superaquecem o transformador

Solution

Reator dessintonizado + filtragem ativa SVG

Evidence

THDi 42% (V6 avisa)

Pain

A frenagem regenerativa da grua realimenta o barramento CC

Solution

Acionamento regenerativo + resistor de frenagem

Evidence

item de acionamento regenerativo de grua de cais (POA)

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Capacidade do transformador630 kVA ×2 (S13-M)505 kVA → faixa 630; N+1 → 2 unidadesCarga de 80%, faixa econômica 60–85%
acima de ~540 kVA de demanda, passar para 800
Compensação dinâmica SVG$32,200Impacto de 300 kW + THDi 42% seleciona automaticamente SVGResposta <10 ms; flicker + reativo + harmônicos
Capacitores PFC não suportam flicker; apenas SVG consegue
Motor de ponte rolante160 kW VFD, queda 1,7%VFD kst 1,3 vs DOL 6,5sem queda; DOL seria 8,2%
confirmar acionamento regenerativo e resistor de frenagem
Carga de impacto300 kWsurto instantâneo de elevação/coleta da pontedefine tamanho do SVG e supressão de flicker
verificar fator de coincidência multi-ponte
HarmônicosTHDi 42%não linear 250 kW / 600 kWrequer filtragem ativa SVG
meta THDi ≤8%
Fator de demanda0,8 → 480 kWinstalado 600 kW × Kd 0,8dimensiona transformador na demanda real
verificar contra ciclo de trabalho da ponte

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/23Diagrama unifilar — 10 kV → 2×S13-M-630/10 → barramento MNS BT → alimentadores de guindaste + SVG + energia de cais
Why: O diagrama unifilar fornece o esqueleto estrutural: transformadores duplos N+1 + alimentadores de guindaste + ramal SVG + energia de cais — a origem de 'a sobrecarga do guindaste não derruba todo o terminal'.
Dwg 19/23Compensação reativa e harmônica — THDi 42% · Compensação dinâmica SVG $32.200
Why: 42% THDi + impacto de 300 kW excedem a capacidade normal de PFC; o desenho PFC/SVG especifica compensação dinâmica — o núcleo da mitigação de cintilação e harmônicos.
Dwg 12/23Avaliação de qualidade de energia — Cintilação de tensão · THDi 42% · reativo
Why: O desenho de qualidade de energia quantifica a cintilação por sobrecarga de guindaste e 42% de harmônicos, justificando diretamente a seleção do SVG.
Dwg 8/23Cálculo de curto-circuito — BT 22 kA · interrupção BT 36 kA (margem 1,3×)
Why: O nível de falta BT de 22 kA força interrupção de 36 kA no painel BT — a linha vermelha de segurança do equipamento.
Dwg 15/23Curva de coordenação de proteção TCC — Entrada → transformador → entrada BT → alimentador, seletividade 10,71×
Why: Um terminal teme que uma falta pare todo o cais; TCC verifica a seletividade para que uma falta a jusante desarme apenas seu alimentador.

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

Dwg 4 · Topologia do sistemaDwg 5 · Sistema de distribuiçãoDwg 6 · Sistema de distribuição de MTDwg 7 · Sistema de distribuição de BTDwg 9 · Códigos e normas aplicáveisDwg 10 · Dados técnicos dos equipamentos principaisDwg 11 · Construção e testesDwg 13 · Arquitetura SCADADwg 14 · Configuração de proteçãoDwg 16 · Sistema de aterramentoDwg 17 · Proteção contra raios e surtosDwg 18 · Layout dos equipamentosDwg 20 · Controle e sinalização secundáriosDwg 21 · Barra de terminaisDwg 22 · Layout do painelDwg 23 · Alimentação auxiliar CC

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.

$156,706
Total de equipamentos
2×630 kVA S13-M
Transformador
$32,200
Compensação dinâmica SVG
~3 anos
Retorno do investimento na atualização SH15
$19,344
Perdas anuais
161,197 kWh/ano
Energia perdida

8 · FAQ

Qual transformador para um terminal de 600 kW?
480 kW ≈ 505 kVA → faixa de 630 kVA; N+1 usa 2×S13-M-630/10, 80% de carregamento após perda de uma unidade.
SVG vs compensação com capacitor simples?
Capacitores só corrigem reativo em regime permanente; SVG responde em <10 ms e lida tanto com cintilação por surtos do guindaste quanto com 42% de harmônicos — SVG é obrigatório aqui.
O guindaste precisa de VFD?
Sim — 160 kW em VFD dá queda de 1,7% (vs 8,2% com partida direta), além de partida/parada suave e frenagem regenerativa.
Como é tratado o THDi de 42%?
VFDs empilhados de guindaste/RTG elevam o THDi a 42%; use filtragem ativa SVG + reator dessintonizado, meta ≤8%.
O que a cintilação de tensão faz?
Surto de 300 kW do guindaste causa cintilação no barramento que pode desarmar falsamente alimentadores adjacentes; a compensação rápida do SVG mantém a tensão.
Para onde vai a energia regenerativa da descida do guindaste?
Um drive regenerativo devolve a energia de frenagem ao barramento CC, com resistor de frenagem para dissipar o excesso.
É necessária uma fonte de backup?
O esquema conectado à rede não tem diesel/UPS; transformadores duplos N+1 dão redundância no nível do transformador — adicione backup apenas para serviço contínuo crítico.
Qual o payback de um transformador melhor?
SH15 amorfo vs S13 economiza ≈2.803 kWh/ano ($337/ano), ~3 anos de payback.
O preço é final?
Não — $156.706 é uma estimativa de nível de viabilidade; o drive regenerativo do guindaste e a alimentação em terra são POA, e o Ssc da rede deve ser confirmado.

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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