700 кВт / 630 кВА Энергоснабжение шахты: 250 кВт четырёхквадрантная лебёдка + SVG + Diesel Deep-Read
2×S13-M-630/10 N+1 · четырёхквадрантный преобразователь частоты для лебёдки 250 кВт · SVG · дизель-генератор 500 кВт
1 · TL;DR Conclusion
Заключение: эта шахта мощностью 700 кВт использует 2×S13-M-630/10 масляных трансформатора (N+1) + 250 кВт четырехквадрантный VFD подъемника + SVG + 500 кВт резервный дизель — итог конфигуратора ≈ $269,595, 94% загрузки N-1 (близко к пределу), просадка подъемника 250 кВт 2,7% на VFD против 12,2% DOL (DOL не проходит), THDi 36% (уровень технико-экономического обоснования).
- •2×630 кВА S13-M-630/10 (N+1), 94% загрузки после потери одного блока (пройдено, близко к пределу — следить за запасом)
- •Четырёхквадрантный VFD подъёма 250 кВт: просадка 2,7%; при DOL просадка 12,2% и выход за предел 10%
- •SVG ($32 200) + резервный дизель 500 кВт обеспечивают непрерывность подъёма/вентиляции/дренажа
- •THDi 36% от VFD → реактор с расстройкой + SVG/APF
- •Экономика: $269 595 всего; модернизация до SH15 $336/год, окупаемость ~3 года; потери 173 812 кВт·ч/год ≈ $20 857
2 · Solution Overview
Электрическая основа жизнеобеспечения шахты — это подъёмная машина, вентиляция и водоотлив: подъёмная машина является четырёхквадрантной (поднимает при движении вверх, рекуперирует при движении вниз), вентиляция и водоотлив работают непрерывно, а потеря питания угрожает людям под землёй. В данной схеме используются трансформаторы N+1, четырёхквадрантный преобразователь частоты (VFD) для подъёмной машины, SVG и резервный дизельный генератор для обеспечения безопасности ствола шахты.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 10 kV | base | 560 kW | 100% |
| Diesel 500 kW | backup | 0 kW | 0% |
Калькулятор системы электроснабжения горнодобывающего предприятия
Рассчитайте распределение электроэнергии для вашего рудника — нагрузки дробилки, подъёмной машины, вентилятора и конвейера, проверка просадки напряжения при пуске двигателей, гармоническая фильтрация ЧРП и снижение мощности из-за высоты над уровнем моря, с спецификацией материалов и однолинейной схемой.
3 · Design Process & Rationale
1. Определение требований
Рудник 700 кВт: четырехквадрантная лебедка 250 кВт, непрерывная вентиляция/водоотлив, 1-я категория 250 кВт (лебедка), 2-я категория 300 кВт (вентиляция/водоотлив).
2. Нагрузка и категорирование
Лебедка 1-й категории 250 кВт (безопасность персонала); вентиляция/водоотлив 2-й категории 300 кВт; ударная нагрузка 350 кВт, нелинейная 250 кВт.
3. Источник
Сеть 10 кВ + резервный дизель-генератор 500 кВт; дизель покрывает 1-ю категорию 250 кВт (прохождение V9), контейнер 20 футов, автономность 3 дня.
4. Выбор трансформатора
560 кВт ≈ 589 кВА → типоразмер 630 кВА; N+1 → 2×S13-M-630/10, загрузка 94% после потери одного агрегата (близко к пределу).
5. Привод лебедки
Четырехквадрантный ЧРП 250 кВт (просадка 2,7%); прямой пуск вызвал бы просадку 12,2% и отказ — ЧРП обязателен; рекуперативное торможение возвращает энергию в звено постоянного тока.
6. SVG и гармоники
36% THDi + удар 350 кВт → динамическая компенсация SVG + защитный реактор.
7. Защита
НН 22 кА / СН 28,9 кА, отключающая способность НН 36 кА / СН 31,5 кА; селективность 9,18×; SCADA по Modbus.
Pain Points → Solution → Evidence
Прямой пуск (DOL) подъёмника вызывает просадку шины на 12,2 % и отключение других фидеров
Четырёхквадрантный VFD 250 кВт, просадка 2,7 %
V5: DOL 12,2 % ok=false, VFD 2,7 % ok=true
Потеря питания запирает шахтёров под землёй
Резервный дизель + ATS для подъёмника/вентиляции
V9 пройдено (дизель 500 ≥ grade-1 250); контейнер 20 футов, 3 дня
Гармоники VFD и рекуперация подъёмника искажают шину
SVG + расстроенный реактор
THDi 36 % (V6 предупреждение), SVG $32 200
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Мощность трансформатора | 630 кВА ×2 (S13-M) | 589 кВА → ступень 630; N+1 → 2 агрегата | 94% после потери одного агрегата, близко к пределу рассмотреть 800 кВА для запаса |
| Привод подъёмника | 250 кВт четырёхквадрантный VFD, просадка 2,7% | VFD kst 1,3 против DOL 6,5 | DOL 12,2% не проходит; VFD обязателен четырёхквадрантная рекуперация требует тормозного резистора/блока обратной связи |
| Дизель | 500 кВт резервный | покрывает 1-ю категорию 250 кВт (подъёмник) | автономия 3 дня, автозапуск <15 с резервирование всей шахты требует более крупного агрегата |
| Ударная нагрузка | 350 кВт | пик ускорения подъёмника | определяет размер SVG и просадку при пуске проверить одновременный пуск вентиляции/водоотлива |
| Гармоники | THDi 36% | нелинейная 250 кВт / 700 кВт | требуется активная фильтрация SVG цель THDi ≤8% |
| Коэффициент спроса | 0,8 → 560 кВт | установленная 700 кВт × Kd 0,8 | определяет мощность трансформатора по реальному спросу проверить по циклу работы подъёмника/вентиляции |
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 94% после потери одного блока (близко к пределу) + автоматический перевод на дизель ≤15 с, покрывающий подъёмник 1-го класса 250 кВт, обеспечивая безопасность ствола.
Неисправность и защита
НН 22 кА / СН 28,9 кА, отключающая способность НН 36 кА / СН 31,5 кА; селективность 9,18×, неисправность ниже по потоку отключает только свой фидер.
Качество электроэнергии
THDi 36% снижен с помощью SVG; просадка VFD подъёмника 2,7% (DOL 12,2% не проходит), шина 0,981 о.е.
Экономика
$269 595 всего; модернизация до SH15 ~3 года окупаемости ($336/год); потери 173 812 кВт·ч/год ≈ $20 857.
Other views (shown): LCC (стоимость жизненного цикла) · Качество электроэнергии и гармоники · Профиль напряжения · Особенности схемы · Электрическая дуга
7 · Economics & Payback
Общее оборудование ≈ $269 595 (2×S13-M-630/10 + привод подъёма + фидеры вентиляции/водоотлива + SVG + дизель 500 кВт + SCADA modbus). Без PV/BESS, поэтому экономика = capex + потери + TCO трансформатора: модернизация S13→SH15 аморфный экономит ≈2 803 кВт·ч/год (≈$336/год), окупаемость ~3 года; годовые потери трансформатора + линии ≈173 812 кВт·ч (≈$20 857/год). Дизель только резервный. Двигатели подъёма/вентиляции/водоотлива — POA.
8 · FAQ
Какой трансформатор для рудника мощностью 700 кВт?
Почему подъёмник должен работать от ЧРП?
Что означает четырёхквадрантный?
Какой мощности дизель?
Как питаются вентиляция и водоотлив?
Как обрабатывается THDi 36%?
Что происходит с шахтёрами при отключении?
Какова окупаемость лучшего трансформатора?
Цена окончательная?
Special Considerations
- N-1 94% загрузки после потери одного агрегата близка к пределу — рассмотрите увеличение трансформатора до 800 кВА для запаса (V4/V13).
- Прямой пуск (DOL) лебедки вызовет просадку 12.2% (>10% предел) — четырехквадрантный ЧРП обязателен, с тормозным резистором/блоком рекуперации.
- Если подземные участки требуют взрывозащиты, добавьте оборудование Ex по опасным зонам отдельно (данная схема питает поверхностную подстанцию).
- Дизель 500 кВт покрывает лебедку 1-го класса 250 кВт (V9 пройден); полное резервирование вентиляции/водоотлива требует более крупного агрегата.
- Оценка на уровне технико-экономического обоснования; чертежи ожидают лицензированного проектного института; подтвердите Ssc сети (принято 500 МВА).
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
Related Products
S13-M/S15-M трансформаторы тяжелого режима для открытых горных работ, предприятий по переработке полезных ископаемых
SCB13 пылезащитные трансформаторы для подземных горных мастерских и диспетчерских помещений
KYN28A-12 усиленное пылезащитное распределительное устройство для горнодобывающего электроснабжения
Горнодобывающие распределительные устройства GCD/GCS с антивибрационным усилением
ZBW/ZGS наружные подстанции для удаленных горнодобывающих районов и хвостохранилищ
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.