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.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 10 kV | base | 320 kW | 100% |
| Diesel 400 kW | backup | 0 kW | 0% |
| UPS 200 kVA | backup | 0 kW | 0% |
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
Даже 15-секундный перерыв может прервать операцию или работу аппарата ИВЛ
Двойное питание 10 кВ + автоматическое переключение (2 с) + ИБП 200 кВА (автономия 15 мин)
Вердикт nMinus1 — пройден, switchTimeS 2 с < allowedOutageS 15 с; upsBattery runtimeMin 15
Первое замыкание на землю, отключающее цепь медицинской ИТ-системы, прервало бы операцию
Медицинский изолированный источник питания ИТ (ES710) с контролем изоляции — сигнал при первом замыкании, без отключения
В спецификацию входит «Медицинский изолированный источник питания ИТ ES710» + «Система изоляции медицинской ИТ»
Отказ одного трансформатора обесточил бы всю больницу
2× SCB13-400/10 N+1 — при отказе одного блока всё ещё покрывается 84% потребности
nMinus1 loadingPctAfter 84%, вердикт — пройден
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| totalKw (подключённая нагрузка) | 400 kW | сумма номинальной мощности всего оборудования | определяет выбор трансформатора / генератора / ИБП потребность 320 kW при Kd 0,8 |
| loadGrade1 / loadCritical | 400 / 320 kW | IEC 60364 класс-1 = больница | требует двойного питания + аварийного дизеля + ИБП класс-2/3 = 0 — всё относится к классу-1 |
| allowedOutage | 15 с (s15) | требование к питанию класса-1 | дизельный АВР за 2 с; чувствительная нагрузка получает ИБП медицинские ИТ требуют уровня мс → мост ИБП |
| transformer redundancy | N+1 (2× 400 kVA) | SCB13 сухого типа, внутренняя установка | загрузка 84% после N-1 одиночный = загрузка 80%, но без резервирования |
| loadSensitive (medical IT) | 120 kW | операционная + ОРИТ + жизнеобеспечение | ИБП 200 kVA + изолированное питание ES710 масштабируется линейно с числом операционных |
| largestMotorKw / start mode | 37 kW / плавный | чиллер HVAC / приточная установка | плавный пуск ограничивает просадку напряжения более крупные двигатели → VFD |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
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).
8 · FAQ
Какой трансформатор нужен больнице на 400 кВт?
Почему N+1, а не один 630 кВА?
Какой ИБП нужен для операционной?
Как быстро дизель берёт на себя нагрузку после отключения сети?
Обязательна ли медицинская ИТ-изоляция?
Как обрабатывается пожарная нагрузка?
Сухой или масляный трансформатор для больницы?
Сколько стоит эта схема?
Как снизить счёт за электроэнергию трансформатора?
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 →Related Scenarios
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.