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

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.

2×630 кВА (S13-M, N+1)
Трансформатор
10 кВ (двойное N+1)
Питание
250 кВт (четырёхквадрантный)
ЧРП подъёма
560 кВт (установлено 700 кВт)
Потребность
500 кВт резервный
Дизель
350 кВт
Ударная нагрузка
36%
THDi
94%
Загрузка N-1
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase560 kW100%
Diesel 500 kWbackup0 kW0%

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.

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

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

Pain

Прямой пуск (DOL) подъёмника вызывает просадку шины на 12,2 % и отключение других фидеров

Solution

Четырёхквадрантный VFD 250 кВт, просадка 2,7 %

Evidence

V5: DOL 12,2 % ok=false, VFD 2,7 % ok=true

Pain

Потеря питания запирает шахтёров под землёй

Solution

Резервный дизель + ATS для подъёмника/вентиляции

Evidence

V9 пройдено (дизель 500 ≥ grade-1 250); контейнер 20 футов, 3 дня

Pain

Гармоники VFD и рекуперация подъёмника искажают шину

Solution

SVG + расстроенный реактор

Evidence

THDi 36 % (V6 предупреждение), SVG $32 200

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Мощность трансформатора630 кВА ×2 (S13-M)589 кВА → ступень 630; N+1 → 2 агрегата94% после потери одного агрегата, близко к пределу
рассмотреть 800 кВА для запаса
Привод подъёмника250 кВт четырёхквадрантный VFD, просадка 2,7%VFD kst 1,3 против DOL 6,5DOL 12,2% не проходит; VFD обязателен
четырёхквадрантная рекуперация требует тормозного резистора/блока обратной связи
Дизель500 кВт резервныйпокрывает 1-ю категорию 250 кВт (подъёмник)автономия 3 дня, автозапуск <15 с
резервирование всей шахты требует более крупного агрегата
Ударная нагрузка350 кВтпик ускорения подъёмникаопределяет размер SVG и просадку при пуске
проверить одновременный пуск вентиляции/водоотлива
ГармоникиTHDi 36%нелинейная 250 кВт / 700 кВттребуется активная фильтрация SVG
цель THDi ≤8%
Коэффициент спроса0,8 → 560 кВтустановленная 700 кВт × Kd 0,8определяет мощность трансформатора по реальному спросу
проверить по циклу работы подъёмника/вентиляции

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/26Однолинейная схема — 10 кВ → 2×S13-M-630/10 → НН шина MNS → привод подъёма + вентиляция + водоотлив + дизельный АВР + SVG
Why: Однолинейная схема даёт электрический скелет рудника: два трансформатора N+1 + фидеры подъёма/вентиляции/водоотлива + дизельный автоматический ввод резерва + SVG — структурный источник того, что «безопасность ствола остаётся под питанием».
Dwg 8/26Расчёт токов короткого замыкания — НН 22 кА · отключение НН 36 кА (запас 1,3×)
Why: Уровень КЗ НН 22 кА требует отключающей способности 36 кА на НН распределительном устройстве — красная линия безопасности подземного оборудования.
Dwg 19/26Компенсация реактивной мощности и гармоник — THDi 36% · динамическая компенсация SVG + реактор с расстройкой
Why: Привод подъёма с ЧРП + рекуперация повышают THDi до 36%; чертёж PFC/SVG задаёт динамическую компенсацию, чтобы шина оставалась чистой, а трансформатор — холодным.
Dwg 15/26Кривая селективности защит TCC — Ввод → трансформатор → ввод НН → фидер, селективность 9,18×
Why: Рудник боится, что одна авария остановит подъём и запрёт людей; TCC проверяет селективность, чтобы нижестоящая авария отключала только свой фидер.
Dwg 25/26Дизельная топливная система — 500 кВт резерв · контейнер 20 футов · автономия 3 суток
Why: Резервный дизель — последняя линия для подъёма людей и вентиляции при отключении; топливный чертёж обосновывает автономию на 3 суток.

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

Dwg 4 · Топология системыDwg 5 · Система распределенияDwg 6 · Система распределения среднего напряженияDwg 7 · Система распределения низкого напряженияDwg 9 · Применимые нормы и стандартыDwg 10 · Технические данные основного оборудованияDwg 11 · Строительство и испытанияDwg 12 · Оценка качества электроэнергииDwg 13 · Архитектура SCADADwg 14 · Конфигурация защитыDwg 16 · Система заземленияDwg 17 · Защита от молний и перенапряженийDwg 18 · Компоновка оборудованияDwg 20 · Подключение к сети / переход в островной режимDwg 21 · Вторичное управление и сигнализацияDwg 22 · Клеммная колодкаDwg 23 · Компоновка панелиDwg 24 · Вспомогательное питание постоянного токаDwg 26 · Система заземления дизель-генератора

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.

$269,595
Общая стоимость оборудования
2×630 kVA S13-M
Трансформатор
$32,200
Динамическая компенсация SVG
~3 года
Окупаемость модернизации SH15
$20,857
Годовые потери
500 kW резерв
Дизель

8 · FAQ

Какой трансформатор для рудника мощностью 700 кВт?
560 кВт ≈ 589 кВА → уровень 630 кВА; N+1 использует 2×S13-M-630/10, загрузка 94% после потери одного блока (рассмотреть 800 кВА для запаса).
Почему подъёмник должен работать от ЧРП?
Прямой пуск (DOL) подъёмника 250 кВт даёт просадку 12,2% (>10% лимит); четырёхквадрантный ЧРП даёт просадку 2,7% плюс рекуперативное торможение.
Что означает четырёхквадрантный?
Двигатель подъёмника работает при подъёме и рекуперирует при спуске, возвращая энергию в шину постоянного тока — управляется четырёхквадрантным ЧРП + тормозным резистором/блоком рекуперации.
Какой мощности дизель?
500 кВт резервный покрывает подъёмник 1-го класса 250 кВт (прохождение V9); контейнер 20 футов, автономия 3 дня, автозапуск <15 с.
Как питаются вентиляция и водоотлив?
Как нагрузки 2-го класса на фидерах НН, покрываются резервированием N+1 с двумя трансформаторами; добавлять больший дизель только для непрерывной работы.
Как обрабатывается THDi 36%?
Составленные ЧРП подъёмника повышают THDi до 36%; использовать активную фильтрацию SVG + реактор с расстройкой, цель ≤8%.
Что происходит с шахтёрами при отключении?
Дизель автоматически переключается за ≤15 с на подъёмник для подъёма персонала; вентиляция продолжает работать с автономией 3 дня.
Какова окупаемость лучшего трансформатора?
SH15 аморфный против S13 экономит ≈2 803 кВт·ч/год ($336/год), окупаемость ~3 года.
Цена окончательная?
Нет — $269 595 — это оценка уровня ТЭО; двигатели подъёмника/вентиляции/водоотлива — POA, и Ssc сети должна быть подтверждена.

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 →

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.