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

400 кВт для больницы: двойное питание + сухой трансформатор N+1 + ИБП 200 кВА + дизель-генератор 500 кВА

2× SCB13-400/10 N+1 · дизель 500 кВА · ИБП 200 кВА/15 мин · медицинская изоляция IT

1 · TL;DR Conclusion

Заключение: больница мощностью 400 кВт использует 2 сухих трансформатора SCB13-400/10 (N+1) + резервный дизельный генератор 500 кВА + ИБП 200 кВА/15 мин — всего оборудования на $200 667. Двойное питание 10 кВ с автоматическим переключением (переключение за 2 с) + медицинская IT-изоляция поддерживает критические нагрузки/нагрузки 1-й категории при 84% загрузки трансформатора в режиме N-1.

  • •Резервирование N+1: 2 сухих трансформатора SCB13-400/10 — при одной аварии всё ещё покрывается 84% потребности (вердикт N-1: пройдено).
  • •Двойное питание: сеть 10 кВ + резервный дизель 500 кВА — автоматическое переключение за 2 с < 15 с допустимого перерыва.
  • •Онлайн-ИБП 200 кВА (15 мин / 40 кВт·ч) выдерживает перерывы уровня мс для медицинских ИТ / нагрузок ОРИТ 120 кВт.
  • •Медицинская ИТ-изоляция (ES710) + защита от дугового разряда (ARB6, кат. 1) + выделенная противопожарная цепь с АВР с конечным переключением.
  • •TCO трансформатора: переход на аморфный сплав SH15 экономит ≈ 694 $/год (окупаемость ≈ 1,2 года при 84% загрузки).

2 · Solution Overview

Больница — это наиболее требовательная нагрузка по надежности: операционные, отделения интенсивной терапии и системы жизнеобеспечения не допускают перерыва, поэтому все учреждение проектируется как объект 1-й категории (400 кВт), с 320 кВт критической нагрузки и 120 кВт чувствительной нагрузки медицинских ИТ-систем. Схема объединяет двухлучевое питание 10 кВ + автоматическое переключение + дизель-генератор + ИБП, а также медицинскую IT-изоляцию и эквипотенциальное заземление, соответствуя IEC 60364-7-710 для медицинских помещений группы 2.

400 kW / 320 kW
Подключённая / расчётная нагрузка
2× SCB13-400/10 (N+1)
Сухие трансформаторы
500 kVA · 400 kW
Резервный дизель-генератор
200 kVA · 15 min
Онлайн ИБП
10 kV двойное питание + ATS
Топология электроснабжения
$200,667
Итого оборудование (уровень ТЭО)
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase320 kW100%
Diesel 400 kWbackup0 kW0%
UPS 200 kVAbackup0 kW0%

3 · Design Process & Rationale

① Сначала классифицируйте нагрузку (400 кВт → 1-я категория и критическая)

Разделите 400 кВт на освещение 60 кВт, силовую 280 кВт, чувствительную 120 кВт (медицинская ИТ / ОРИТ), критическую 320 кВт, пожарную 60 кВт. Согласно IEC 60364, вся больница относится к 1-й категории (400 кВт); критическая нагрузка 320 кВт требует аварийного источника — основа для двойного питания + дизель + ИБП.

② Двойное питание + комбинация аварийных источников

Сеть 10 кВ (основная) + дизель 500 кВА (резерв) + ИБП 200 кВА (резерв). allowedOutage = 15 с обеспечивает автоматический перевод дизеля за 2 с; чувствительная нагрузка 120 кВт требует миллисекундного уровня, поэтому ИБП онлайн 200 кВА.

③ Резервирование трансформаторов N+1

Потребность 320 кВт / 0,9 PF ≈ 356 кВА → 2× SCB13-400/10 сухие (N+1). Сухие выбраны для пожарной безопасности внутри помещений (без масла); N+1 сохраняет 84% загрузки после отключения одного блока.

④ Распределение НН + секционный выключатель + переключатели

НКУ MNS с вводными + секционными + отходящими панелями; ATS-630 (сеть/дизель), STS-630 (статический перевод ИБП), GATS-630 (конечный перевод 1-й категории), FATS-630 (конечный перевод пожарный).

⑤ Защита и селективность

Координация 50/51 (ввод 0,6 с → трансформатор 0,3 с), дуговая защита ARB6 (Cat 1, 1,58 кал/см²); КЗ на НН 14,15 кА → 25 кА отключающая способность (запас 1,8×).

⑥ Медицинская ИТ-система с изолированной нейтралью

Медицинские ИТ-нагрузки 120 кВт (операционные, ОРИТ) питаются от изолированного источника ES710 с контролем изоляции — первый дефект вызывает сигнал, но не отключение; ИБП операционной 20 кВА указывается в проекте.

⑦ Проверки пожара + заземления + надежности

Пожарная нагрузка 60 кВт на выделенной цепи с конечным ATS; уравнительное заземление TN-S (18 стержней); EPS 60 кВт аварийное освещение; вердикт N-1 пройден.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Даже 15-секундный перерыв может прервать операцию или работу аппарата ИВЛ

Solution

Двойное питание 10 кВ + автоматическое переключение (2 с) + ИБП 200 кВА (автономия 15 мин)

Evidence

Вердикт nMinus1 — пройден, switchTimeS 2 с < allowedOutageS 15 с; upsBattery runtimeMin 15

Pain

Первое замыкание на землю, отключающее цепь медицинской ИТ-системы, прервало бы операцию

Solution

Медицинский изолированный источник питания ИТ (ES710) с контролем изоляции — сигнал при первом замыкании, без отключения

Evidence

В спецификацию входит «Медицинский изолированный источник питания ИТ ES710» + «Система изоляции медицинской ИТ»

Pain

Отказ одного трансформатора обесточил бы всю больницу

Solution

2× SCB13-400/10 N+1 — при отказе одного блока всё ещё покрывается 84% потребности

Evidence

nMinus1 loadingPctAfter 84%, вердикт — пройден

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
totalKw (подключённая нагрузка)400 kWсумма номинальной мощности всего оборудованияопределяет выбор трансформатора / генератора / ИБП
потребность 320 kW при Kd 0,8
loadGrade1 / loadCritical400 / 320 kWIEC 60364 класс-1 = больницатребует двойного питания + аварийного дизеля + ИБП
класс-2/3 = 0 — всё относится к классу-1
allowedOutage15 с (s15)требование к питанию класса-1дизельный АВР за 2 с; чувствительная нагрузка получает ИБП
медицинские ИТ требуют уровня мс → мост ИБП
transformer redundancyN+1 (2× 400 kVA)SCB13 сухого типа, внутренняя установказагрузка 84% после N-1
одиночный = загрузка 80%, но без резервирования
loadSensitive (medical IT)120 kWоперационная + ОРИТ + жизнеобеспечениеИБП 200 kVA + изолированное питание ES710
масштабируется линейно с числом операционных
largestMotorKw / start mode37 kW / плавныйчиллер HVAC / приточная установкаплавный пуск ограничивает просадку напряжения
более крупные двигатели → VFD

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/26Однолинейная схема — Двухлучевое питание 10 кВ → 2× SCB13-400/10 → MNS НН (ATS/STS/GATS/FATS)
Why: Показывает полный путь электроэнергии от сети 10 кВ + дизеля через трансформаторы N+1 до шин 1-й категории / критических / противопожарных — основной чертёж схемы.
Dwg 14/26Конфигурация защиты — Координация 50/51 + дуговая защита ARB6 (Cat 1)
Why: Ступенчатая координация 0,6 с → 0,3 с гарантирует селективность; дуговая защита ARB6 (Cat 1, 1,58 кал/см²) защищает персонал и щиты.
Dwg 20/26Перевод сеть / остров — Логика автоматического перевода сеть–дизель (BZT)
Why: При потере сети дизель автоматически принимает нагрузку за 2 с (< 15 с допустимо) — именно эта выдержка времени делает двухлучевое питание надёжным.
Dwg 16/26Система заземления — Уравнивание потенциалов TN-S + изолированное медицинское заземление IT
Why: Медицинские помещения требуют уравнивания потенциалов — TN-S + 18 стержней поддерживают минимальные разности потенциалов в зонах пациентов, предотвращая микроудары.

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

Dwg 1 · Основа электрического проектированияDwg 8 · Расчёт токов короткого замыканияDwg 15 · Кривая координации защит TCCDwg 24 · Система вспомогательного питания постоянного токаDwg 25 · Дизельная топливная системаDwg 13 · Архитектура SCADADwg 12 · Оценка качества электроэнергииDwg 17 · Защита от молний и перенапряжений

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Надёжность (N-1)

Нажмите «Отказ сети»: дизель берёт на себя нагрузку за 2 с, напряжение на выводах удерживается; сценарий N-1: один трансформатор отключён, загрузка всё ещё 84% (вердикт: пройдено).

Качество электроэнергии

Медицинский ИТ + ИБП обеспечивают чистое питание чувствительных нагрузок; THDi 15% на стороне НН, ИБП с онлайн-двойным преобразованием устраняет помехи сети.

Повреждение и защита

КЗ на стороне НН 14,15 кА → отключающая способность 25 кА (запас 1,8×); дуговая вспышка кат. 1 (1,58 кал/см²); основная защита 0,6 с.

Other views (shown): Поток нагрузки · Напряжение · Потери · Неисправность и защита · Окружающая среда

7 · Economics & Payback

Оборудование всего $200 667 (уровень технико-экономического обоснования). Это сеть + дизель + ИБП — без фотоэлектрических систем/накопителей, поэтому финансовый аргумент — это доступность, а не экономия энергии. Два количественно измеримых рычага: совокупная стоимость владения трансформатором (аморфный сплав SH15 экономит ≈ $694/год, окупаемость 1,2 года) и потери (3,8 кВт ≈ $9 918/год при $0,12/кВт·ч).

$200,667
Общая стоимость оборудования
$9,918/год
Годовые потери трансформатора + линии
$694/год
Годовая экономия при модернизации до SH15
1,2 года
Срок окупаемости модернизации до SH15

8 · FAQ

Какой трансформатор нужен больнице на 400 кВт?
2× SCB13-400/10 сухого типа (N+1), по 400 кВА каждый. Нагрузка 320 кВт (Kd 0,8); один блок 400 кВА несёт 84% при N-1, второй — резерв.
Почему N+1, а не один 630 кВА?
Один 630 кВА работает с недогрузкой, но без резервирования — отказ трансформатора обесточит больницу. N+1 (два по 400 кВА) сохраняет 84% загрузки после выхода одного блока, что соответствует требованиям надёжности больницы.
Какой ИБП нужен для операционной?
Онлайн-ИБП 200 кВА / 160 кВт с 15 мин резерва (батарея 40 кВт·ч), покрывающий нагрузку медицинского ИТ/ОРИТ 120 кВт; отдельные операционные добавляют онлайн-ИБП 20 кВА (расчёт по проекту).
Как быстро дизель берёт на себя нагрузку после отключения сети?
Автоматический переключатель ввода (BZT) переключается за 2 с — значительно меньше 15 с, допустимых для нагрузки 1-й категории; чувствительные медицинские нагрузки питаются от ИБП во время переключения.
Обязательна ли медицинская ИТ-изоляция?
Да. IEC 60364-7-710 требует систему IT с контролем изоляции для медицинских помещений группы 2 (операционная, ОРИТ) — первый дефект даёт сигнал без отключения, предотвращая прерывание операции.
Как обрабатывается пожарная нагрузка?
Пожарная нагрузка 60 кВт находится на выделенной цепи (fireDedicated=yes) с концевым АВР (FATS-630), автоматически переключающимся на аварийный источник при потере сети.
Сухой или масляный трансформатор для больницы?
Сухой (SCB13). Больницы — внутренние помещения со строгими требованиями пожарной безопасности; сухие блоки без масла и негорючи. Немного большие потери холостого хода компенсируются опцией аморфного сплава (SH15).
Сколько стоит эта схема?
Около $200 667 оборудования (уровень ТЭО), включая 2 сухих трансформатора, дизель 500 кВА, ИБП 200 кВА, НКУ MNS, медицинскую ИТ-изоляцию и вторичный мониторинг — 42 позиции.
Как снизить счёт за электроэнергию трансформатора?
Перейдите на аморфный сплав SH15: потери холостого хода падают с 0,98 кВт до 0,1 кВт, экономия ≈ $694/год (84% загрузки) с окупаемостью ≈ 1,2 года.

Special Considerations

  • Медицинская IT-изоляция (ES710) и ИБП операционной — 'цена по запросу' (poa) — исключены из общей суммы, рассчитываются отдельно.
  • Дизель-генератор 500 кВА несет 400 кВт класса 1 при ≈ 100% нагрузке — проверить профиль нагрузки и резервный запас на расширение.
  • Ssc (ток короткого замыкания сети 500 МВА) принят — подтвердить фактический уровень токов КЗ с энергоснабжающей организацией для окончательных уставок защиты и кабеля.
  • Дуговой разряд категории 1 (1,58 кал/см²) является предварительным — требуется официальное исследование по IEEE 1584 квалифицированным инженером до выдачи разрешений.
  • Чертежи являются схематическими документами, ожидающими доработки проектным институтом; все цифры — оценки на уровне технико-экономического обоснования.

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.