QDTB® Трансформатор
All figures are configurator-generated feasibility-level estimates; drawings are schematic deliverables pending refinement by a licensed design institute, not construction documents.
Все решения

Энергия биомассы 500 кВт: вращающийся генераторный агрегат + повышающий трансформатор + углубленный анализ собственных нужд

Синхронный генераторный агрегат 500 кВт (рама 1000 кВА) · повышающий трансформатор S13-M-500/10 · нагрузка собственных нужд 80 кВт · работа в сети

1 · TL;DR Conclusion

Заключение: данная биомассовая электростанция мощностью 500 кВт использует синхронный вращающийся генераторный агрегат мощностью 500 кВт (рама 1000 кВА, основной режим) + повышающий трансформатор S13-M-500/10 (0,4/10 кВ) + нагрузка собственных нужд 80 кВт + подключение к сети 10 кВ — итоговая стоимость конфигуратора ≈ 170 226 $. Генераторный агрегат несёт 100% нагрузки площадки 400 кВт; единственный повышающий трансформатор не имеет резервирования N-1 (одноагрегатная станция) (уровень технико-экономического обоснования).

  • •Синхронный генераторный агрегат 500 кВт (рама 1000 кВА, основной) несёт 100% нагрузки площадки 400 кВт при 63%
  • •Повышающий трансформатор S13-M-500/10 (500 кВА, масляный) 0,4/10 кВ при загрузке 84%
  • •Собственная нагрузка 80 кВт (подача топлива, дутьевые/дымососные вентиляторы, питательная вода, охлаждение); один трансформатор, без N-1
  • •Подключение к сети 10 кВ, резерв 500 кВт (V9 pass), защита синхронизации с сетью
  • •Потери 78 702 кВт·ч/год ($11 640); модернизация до SH15 экономит $284/год, окупаемость 3,4 года

2 · Solution Overview

Биомассовая электростанция представляет собой классическую архитектуру с вращающимся генератором, повышающим трансформатором и нагрузкой собственных нужд: синхронный генератор вырабатывает электроэнергию на шину 0,4 кВ, нагрузка собственных нужд подключается непосредственно к шине, а избыток экспортируется через повышающий трансформатор в сеть 10 кВ. Надёжность зависит от синхронизации с сетью и самоподдержания нагрузки собственных нужд.

500 кВт синхронный (рама 1000 кВА)
Генераторная установка
S13-M-500/10 (500 кВА)
Повышающий трансформатор
80 кВт
Собственные нужды
10 кВ
Подключение к сети
400 кВт
Потребность
500 кВт (V9 pass)
Резерв
$170,226
Итого
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase0 kW0%
Diesel 500 kWbase400 kW100%

3 · Design Process & Rationale

1. Определение требований

Биомассовая электростанция мощностью 500 кВт = вращающийся синхронный генератор + нагрузка собственных нужд (подача топлива, вентиляторы ID/FD, питательная вода, охлаждение ≈ 80 кВт). Основные потребности: стабильное подключение к сети + самоподдержание нагрузки собственных нужд.

2. Архитектура источника

Генераторная установка является базовым источником (основной режим), несущим 100% нагрузки объекта; сеть 10 кВ — связь/резерв (shareKw=0). Синхронная машина генерирует на шину 0,4 кВ.

3. Выбор повышающего трансформатора

400 кВт ÷ 0,8 PF ≈ 500 кВА → масляный повышающий трансформатор S13-M-500/10 (0,4/10 кВ), загрузка 84% в экономичном диапазоне.

4. Шина нагрузки собственных нужд

Шина 0,4 кВ (GCK-1000) питает напрямую нагрузку собственных нужд 80 кВт + выход генераторной установки, 8 фидеров, крупнейший двигатель 55 кВт с плавным пуском.

5. Подключение к сети и защита

Синхронизация + защита от островного режима/обратной мощности для отключения генераторной установки при сбоях сети; единственный повышающий трансформатор не имеет N-1 (одноагрегатная станция), резерв 500 кВт покрывает нагрузку собственных нужд.

6. Вторичные цепи и мониторинг

Связь 61850 + SCADA контролируют состояние сети генераторной установки, качество электроэнергии нагрузки собственных нужд и температуру повышающего трансформатора для стабильной работы.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Сбой синхронизации генератора / потеря шага ударяет по агрегату

Solution

Синхронизатор + защита от обратной мощности/выхода из шага + быстрая связь 61850

Evidence

режим подключения к сети, базовая нагрузка генераторной установки несет 100% нагрузки, селективность 6.8× соблюдена (V3)

Pain

Отключение собственных нужд рискует остановкой котла/питания

Solution

Отводы шины 0.4 кВ питают собственные нужды напрямую + резерв 500 кВт

Evidence

V9: резерв 500 кВт ≥ 1-й категории + пожарная нагрузка — пройдено

Pain

Единственный повышающий трансформатор означает, что любая неисправность убивает завод

Solution

Указать границу одного агрегата + резерв + быстрый ремонт запасного

Evidence

N-1 = единственный (нет N-1), разрыв 400 кВт — должен быть покрыт резервом/запасным

Pain

Гармоники и VAR превышают пределы, не соответствуя требованиям сети

Solution

Расстроенные реакторы + емкостная компенсация; APF при необходимости

Evidence

V6 указывает THDi выше предела (сценарий гибридной возобновляемой энергии) — рекомендуется APF/SVG

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Генераторная установка500 кВт синхронная (рама 1000 кВА)Первичный двигатель на биомассе 500 кВт → синхронный генератор, основной режимНагрузка 63% на раме 1000 кВА резервирует запас на расширение и переходные процессы
Реальная потребность 625 кВА при 0,8 PF; резерв рамы помогает при черном старте/ударе
Повышающий трансформаторS13-M-500/10 (500 кВА)400 кВт ÷ 0,8 PF ≈ 500 кВАПодключение к сети через повышающий трансформатор 0,4/10 кВ при 84% загрузки
Один блок, без N-1; для расширения требуется 630/800 кВА
Собственные нужды80 кВтПодача топлива, вентиляторы ID/FD, питательная вода, вспомогательные системы охлажденияПитание напрямую от шины 0,4 кВ для самоподдержания
Крупнейший двигатель 55 кВт с плавным пуском, падение 1,74% (пройдено)
Подключение к сетиПодключение к сети 10 кВИзлишки экспортируются через повышающий трансформатор до 10 кВБазовая нагрузка генератора несет 100% нагрузки объекта
Требуется синхронизатор + защита от островного режима/обратной мощности + одобрение сети
Резерв500 кВт (V9 пройдено)Сеть/резерв покрывает собственные нуждыСобственные нужды остаются в работе во время обслуживания или отказа генератора
Требуется АВР автоматического переключения (ATS-630 включен)
Годовые потери78 702 кВт·ч ($11 640)84% загрузки + потери в линииМодернизация до аморфного SH15 экономит $284/год
Окупаемость 3,4 года (V25)

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/26Однолинейная схема — Синхронный генераторный агрегат → шина 0,4 кВ → собственные нужды 80 кВт + повышающий трансформатор S13-M-500/10 → сеть 10 кВ
Why: Однолинейная схема показывает цепочку генерация-распределение-экспорт: генераторный агрегат вырабатывает на шину 0,4 кВ, собственные нужды отбираются напрямую, а избыток экспортируется через повышающий трансформатор — электрический скелет станции.
Dwg 4/26Топология системы — Базовый генераторный агрегат · резерв от сети · повышающий трансформатор · шина собственных нужд
Why: Топология визуализирует слои источников — генераторный агрегат (базовый), сеть (резерв), повышающий трансформатор, собственные нужды — локус двойной цели: подключение к сети плюс самоподдержание.
Dwg 25/26Система топлива — Хранение топлива биомассы · суточный бак + бак хранения · ~9000 л / резерв 72 ч
Why: Непрерывная работа на биомассе зависит от подачи топлива; схема топлива задаёт границу суточного бака + хранения (~9000 л для 72 ч автономии) — физическая гарантия доступности станции.
Dwg 14/26Конфигурация защит — Синхронизация + защита от обратной мощности/выпадения из синхронизма · селективность 0,3/0,2 с
Why: Сетевая станция боится выпадения из синхронизма и обратной мощности: синхронизатор плюс защита от обратной мощности/выпадения из синхронизма быстро отключают генераторный агрегат при сетевых авариях — вторая линия сетевой безопасности.
Dwg 15/26Кривая координации защит TCC — Ввод → повышающий → ввод НН → фидер · селективность 6,8× пройдена
Why: TCC проверяет селективность: авария на фидере собственных нужд отключает только эту цепь, пока вышестоящая защита выдерживает 0,3 с, а 6,8× обеспечивает селективность, чтобы одна авария никогда не обесточила станцию.

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

Dwg 1 · Основа электротехнического проектированияDwg 2 · Легенда символовDwg 5 · Система распределенияDwg 6 · Система распределения среднего напряженияDwg 7 · Система распределения низкого напряженияDwg 8 · Расчет короткого замыканияDwg 9 · Применимые коды и стандартыDwg 10 · Технические данные основного оборудованияDwg 11 · Требования к конструкции и испытаниямDwg 12 · Оценка качества электроэнергииDwg 13 · Архитектура SCADADwg 16 · Система заземленияDwg 17 · Защита от молний и импульсных перенапряжений (LPS/SPD)Dwg 18 · План размещения оборудованияDwg 19 · Компенсация реактивной мощности и гармоникDwg 20 · Переключение микроэнергосистемы между режимами параллельной работы с сетью и автономным режимомDwg 21 · Вторичная цепь управления и сигнализацииDwg 22 · Клеммная колодка (панели защиты и управления)Dwg 23 · Расположение передней панели и схема панелиDwg 24 · Система вспомогательного питания постоянного токаDwg 26 · Система заземления (TN-S)

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Поток энергии

Синхронный генераторный агрегат → шина 0,4 кВ (нагрузка 400 кВт, 100 % питание от агрегата) → собственные нужды 80 кВт + экспорт через повышающий трансформатор; потери системы 8,98 кВт (2,25 %), линия 4,96 кВт + трансформатор 4,02 кВт.

Связь с сетью и защита

Отрабатывает синхронизацию генераторного агрегата, отделение по обратной мощности/выпадению из синхронизма при авариях в сети и покрытие собственных нужд резервом — цепочки связи с сетью и автономного поддержания в полном объёме.

Надёжность

Единственный повышающий трансформатор не имеет N-1 (дефицит 400 кВт при потере); резерв 500 кВт через АВР покрывает собственные нужды — ключевой критерий надёжности одноагрегатной станции.

Потери и стоимость

78 702 кВт·ч/год (11 640 $); модернизация до аморфного SH15 экономит 284 $/год с окупаемостью 3,4 года (V25).

Other views (shown): LCC (стоимость жизненного цикла) · Качество электроэнергии и гармоники · Профиль напряжения · Особенности схемы

7 · Economics & Payback

Оборудование всего ≈ $170,226: генераторная установка $80,500, повышающий трансформатор $8,604, топливная система $6,210, EMS $4,025, ATS $3,335. Без PV/BESS, поэтому нет модели окупаемости генерации; экономика основывается на эксплуатации: $11,640/год потерь, модернизация до SH15 экономит $284/год с окупаемостью 3,4 года, а топливный резерв ~9000 л / 72 ч является статьей денежного потока при непрерывной работе.

$170,226
Общая стоимость оборудования
$80,500
Дизель-генератор
$8,604
Повышающий трансформатор
$11,640
Годовая стоимость потерь
3.4 года
Окупаемость SH15
72 ч (~9000 л)
Автономность по топливу

8 · FAQ

Какой размер генератора для биомассовой установки мощностью 500 кВт?
Синхронный вращающийся генераторный агрегат 500 кВт, основной режим, на раме 1000 кВА (625 кВА реальных при 0,8 PF), загрузка 63%, с резервом на переходные процессы и расширение.
Каков размер повышающего трансформатора?
400 кВт ÷ 0,8 = 500 кВА → масляный повышающий S13-M-500/10 (0,4/10 кВ) при загрузке 84%.
Какова собственная нагрузка и как она питается?
≈ 80 кВт (подача топлива, вентиляторы ID/FD, питательная вода, охлаждение), отбирается напрямую с шины 0,4 кВ для самоподдержания, крупнейший двигатель 55 кВт с плавным пуском.
Как он подключен к сети?
Генератор вырабатывает на шину 0,4 кВ; избыток экспортируется через повышающий трансформатор на 10 кВ, требуется синхронизатор плюс защита от островного режима/обратной мощности.
Падает ли собственная нагрузка при отказе генератора?
Нет — резерв 500 кВт (проход V9) покрывает собственную нагрузку через автоматический перевод ATS во время обслуживания или отказа генератора.
Только один повышающий трансформатор — что если он откажет?
Единственный, без N-1, поэтому отказ выводит установку из строя (разрыв 400 кВт); добавьте резерв или запасной для сокращения простоя — неотъемлемая граница одноагрегатной станции.
Сколько стоит схема?
≈ $170 226: генератор $80 500, повышающий трансформатор $8 604, топливная система $6 210, EMS $4 025, ATS $3 335.
Высоки ли эксплуатационные потери?
78 702 кВт·ч/год ($11 640); модернизация до аморфного SH15 экономит $284/год с окупаемостью 3,4 года.
Нужна ли мне обработка гармоник?
V6 указывает на THDi выше предела (по умолчанию сцены); при небольшом числе вспомогательных VFD обычно это слабо — реакторы с расстройкой + конденсаторы, и APF при необходимости.

Special Considerations

  • Конфигуратор моделирует биомассовый синхронный генератор как роторный генераторный агрегат основного назначения (рама 1000 кВА, 625 кВА реальных при 0,8 PF) — регулятор первичного двигателя биомассы и возбуждение должны быть согласованы с производителем генератора.
  • Повышающий трансформатор один (без N-1); неисправность отключает установку (разрыв 400 кВт). Добавьте резерв (500 кВт здесь) или запасной трансформатор, чтобы сократить время ремонта.
  • V6 указывает на THDi выше предела (сценарий гибридной возобновляемой энергии по умолчанию); при небольшом числе вспомогательных VFD/устройств плавного пуска это обычно незначительно — добавьте расстроенные реакторы и APF при необходимости.
  • Подключение к сети требует одобрения сети + синхронизатора + защиты от островного режима/обратной мощности; КЗ в НН 17,6 кА → 25 кА отключающей способности.
  • Оценка на уровне технико-экономического обоснования; чертежи ожидают лицензированного проектного института; топливная система рассчитана на 72 ч автономии (~9000 л).

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 →

Комплексная поставка оборудования для традиционной и солнечной энергетики

От проектирования систем распределения электроэнергии до солнечной энергии — трансформаторы, распределительные устройства, подстанции и солнечное оборудование, размеры и цены в одном месте. Воспользуйтесь нашими калькуляторами, чтобы получить полную спецификацию материалов и цену FOB.