กำลังไฟสนามบิน 500 kW: GPU 400 Hz + ไฟส่องสว่างรันเวย์ + UPS ในรูปแบบการจ่ายไฟคู่ N+1
2×SCB13-500/10 N+1 · 400 kW ดีเซลสำรอง · 150 kVA UPS (15 นาที) · บริดจ์ GPU 400 Hz
1 · TL;DR Conclusion
สรุป: สนามบินขนาด 500 kW แห่งนี้ใช้ระบบจ่ายไฟ 10 kV + หม้อแปลงแห้ง SCB13-500/10 จำนวน 2 ตัว (N+1) พร้อมเครื่องกำเนิดดีเซลสำรอง 400 kW และ UPS 150 kVA ครอบคลุมโหลดทางวิ่งเกรด 1/ATC 100% สะพาน GPU 400 Hz ทำให้ THDi สูงถึง 30% ดังนั้น PFC 150 kvar จึงถูกดีจูนและแนะนำให้ใช้ APF — ยอดรวมจากตัวกำหนดค่า ≈ $456,014 (ระดับความเป็นไปได้)
- •หม้อแปลงแห้ง SCB13 ขนาด 2×500 kVA แบบ N+1; โหลด 84% หลังจากสูญเสียหนึ่งหน่วย อยู่ในช่วง 60–85%
- •ห่วงโซ่จ่ายไฟคู่: กริด 10 kV + ดีเซล 400 kW + UPS 150 kVA = สำรอง 550 kW ครอบคลุมพอดีเกรด-1 (500) + ดับเพลิง (50)
- •คอนเวอร์เตอร์ GPU 400 Hz ให้ 150 kW แบบไม่เป็นเชิงเส้น (30% THDi); PFC ดีจูน 150 kvar ป้องกันการสั่นพ้อง APF กำจัดขีดจำกัด
- •UPS 150 kVA (120 kW, 15 นาที, 384 Vdc) รักษา ATC/การสื่อสารระหว่างการถ่ายโอนดีเซล 2 วินาที
- •กระแสลัดวงจร 28.9 kA (MV) / 17.6 kA (LV); สายเคเบิล 300 mm² ผ่านการตรวจสอบความร้อน (ขั้นต่ำ 44 mm²)
2 · Solution Overview
สนามบินเป็นสถานที่ระดับ 1 ที่มีความน่าเชื่อถือสูง: ไฟ runway/approach, ATC และการสื่อสารไม่สามารถดับได้ โครงการ 500 kW นี้รวมการจ่ายไฟจากการไฟฟ้า 10 kV, หม้อแปลงแห้ง N+1, ดีเซลสำรอง 400 kW และ UPS 150 kVA โดยมีโหลดบริดจ์จ่ายไฟภาคพื้นดิน (GPU) 400 Hz ถูกจำลองเป็นแหล่งกำเนิดไม่เชิงเส้น 150 kW
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 10 kV | base | 400 kW | 100% |
| Diesel 400 kW | backup | 0 kW | 0% |
| UPS 150 kVA | backup | 0 kW | 0% |
3 · Design Process & Rationale
1. การระบุความต้องการ
สนามบินเป็นเกรด 1 — ไฟรันเวย์ ATC และการสื่อสารต้องไม่สูญเสียพลังงาน สะพาน GPU 400 Hz เป็นโหลดไม่เชิงเส้นแบบความถี่แปรผัน เรากำหนด: การดับไฟที่อนุญาต ≤15 วินาที โหลดไฟบนวงจรเฉพาะ และโหลดไวที่รองรับด้วย UPS (ATC/เรดาร์)
2. การจำแนกโหลด
500 kW ทั้งหมดถือเป็นเกรด 1 (แนวปฏิบัติสนามบิน): วิกฤต 300 kW ไม่เชิงเส้น 150 kW (คอนเวอร์เตอร์ 400 Hz) ไว 150 kW (ATC) ไฟ 50 kW โปรไฟล์นี้กำหนดส่วนผสมแหล่งจ่ายและการจัดการฮาร์มอนิก
3. แหล่งจ่ายและส่วนผสม
โครงสร้างจ่ายคู่: กริด 10 kV เป็นฐาน (100%) บวกดีเซลสำรอง 400 kW และ UPS 150 kVA เป็นห่วงโซ่ฉุกเฉิน — สำรอง 550 kW = เกรด 1 (500) + ไฟ (50) การตรวจสอบ V9 รายงานความครอบคลุม 100%
4. การเลือกขนาดหม้อแปลง
ความต้องการปรากฏ Sd=400/0.95≈421 kVA → ระดับ 500 kVA เพื่อความต่อเนื่องเมื่อหน่วยเดียวล้มเหลว เราเลือก N+1 → 2×SCB13-500/10 ชนิดแห้ง (ในร่ม ไม่ใช้น้ำมัน ปลอดภัยจากไฟ) โหลด 84%
5. การจ่ายและการป้องกัน
อินคอมเมอร์ MV KYN28A-12 → หม้อแปลงแห้ง 2 ตัว → บัส LV MNS (มีบัสไท) การป้องกันใช้โอเวอร์เคอร์เรนต์ 50/51 พร้อมการประสาน 0.3/0.2 วินาที คู่ประสานทั้ง 5 ผ่าน
6. รีแอกทีฟและฮาร์มอนิก
PF เป้าหมาย 0.95 ต้องใช้ 150 kvar (4×38 kvar แบงก์ดีจูน) ไดรฟ์ 400 Hz ดัน THDi ถึง 30% เกินขีดจำกัด 15% มาก รีแอกเตอร์ดีจูนเพียงป้องกันการขยาย — ต้องใช้ APF เพื่อกำจัดจริง
7. ความน่าเชื่อถือและข้อกำหนดพิเศษ
N+1 รักษาโหลด 84% หลังสูญเสียหนึ่งหน่วย ดีเซลรับช่วงใน 2 วินาที ขณะที่ UPS ประคอง ATC 15 นาที ไฟรันเวย์และวงจร GPU ในร่มจ่ายแยกเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวน
Pain Points → Solution → Evidence
ไฟสนามบินดับไม่ได้ — การสูญเสียแหล่งจ่ายหนึ่งต้องไม่ทำให้สนามบินมืด
จ่ายคู่ + N+1: กริด + ดีเซล 400 kW + ห่วงโซ่ฉุกเฉิน UPS 150 kVA
V9: สำรอง 550 kW = เกรด 1 500 + ไฟ 50 (100%); V4 N-1 โหลด 84% ผ่าน
คอนเวอร์เตอร์ GPU 400 Hz บิดเบือนบัสและทำให้แบงก์ตัวเก็บประจุร้อนเกิน
รีแอกเตอร์ดีจูน 150 kvar ป้องกันเรโซแนนซ์ พร้อม APF เพื่อล้างค่าที่เกิน
โปรไฟล์โหลด THDi 30% (150/500 kW ไม่เป็นเชิงเส้น) เกินขีดจำกัด 15% มาก
ATC/การสื่อสารขัดข้องระหว่างการถ่ายโอนจากกริดเป็นดีเซล
UPS 150 kVA (15 นาที) เชื่อมโหลดที่ไวต่อการรบกวนอย่างไร้รอยต่อ
UPS 150 kVA/120 kW · 15 นาที · 384 Vdc · 97 Ah ครอบคลุมการถ่ายโอน 2 วินาที
ความเสี่ยงน้ำมัน/ไฟไหม้ในสถานีไฟฟ้าย่อยในอาคาร
หม้อแปลงแห้ง SCB13 (ไม่มีน้ำมัน หน่วงไฟ)
transModel SCB13-500/10 ชนิดแห้ง — ในอาคาร ปลอดภัยจากไฟ
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| ความจุหม้อแปลง | 500 kVA ×2 (N+1) | Sd=400/0.95≈421 kVA → ระดับ 500 kVA; N+1 → 2 หน่วย | โหลด 84% ประหยัด; ไม่มีไฟดับเมื่อสูญเสียหนึ่งหน่วย เพิ่มเป็น 630 kVA หากความต้องการ >450 kW |
| ความครอบคลุมสำรอง | 550 kW (ดีเซล 400 + UPS 150) | เกรด-1 500 + ไฟ 50 = 550 | V9 สำรอง 100% สูญเสียเป็นศูนย์สำหรับโหลดวิกฤต เพิ่มดีเซล/UPS หากโหลดวิกฤตเติบโต |
| THDi | 30% | คอนเวอร์เตอร์ 400 Hz เป็นโหลดไม่เชิงเส้นแบบรวมศูนย์ (150 kW) | เกินขีดจำกัด 15%; ต้องใช้ PFC ดีจูน + APF พิกัด APF สรุปจากสเปกตรัมฮาร์มอนิก |
| พิกัด UPS | 150 kVA / 120 kW | รักษา ATC/การสื่อสาร (ไวต่อสัญญาณ) เป็นเวลา 15 นาที | แบตเตอรี่ 384 Vdc 97 Ah ถ่ายโอนไม่มีช่องว่าง เพิ่มสตริงแบตเตอรี่เพื่อรันไทม์นานขึ้น |
| โหลด N-1 | 84% | Sd 421/500 หลังสูญเสียหนึ่งหน่วย | ถ่ายโอน 2 วินาที ≤ 15 วินาทีที่อนุญาต ผลตัดสินผ่าน หนึ่งหน่วยอาจโอเวอร์โหลดเมื่อโหลดเติบโต |
| ลัดวงจร | MV 28.9 / LV 17.6 kA | ระดับฟอลต์ 500 MVA + หม้อแปลง uk=4% | ความสามารถตัด HV 31.5 kA / LV 25 kA (มาร์จิน 1.1×/1.4×) ยืนยันระดับฟอลต์จริงกับกริด (toConfirm: ssc) |
| PFC | 150 kvar (4×38) | avgPf 0.85 → pfTarget 0.95 ช่องว่าง | PF ผ่าน ลดโหลดและสูญเสียหม้อแปลง ฮาร์มอนิก 400 Hz — ดีจูนเพื่อป้องกันการขยายที่ 5/7 |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
การไหลของพลังงาน
ความต้องการจากกริด 400 kW → สวิตช์เกียร์แรงกลาง → หม้อแปลง SCB13 สองตัว → บัสแรงต่ำ → 14 ฟีดเดอร์ (รันเวย์ / GPU / ATC) หม้อแปลงคู่แบ่งกัน ~42% ต่อตัว เมื่อสูญเสียหนึ่งตัว อีกตัวรับ 84%
ความผิดพร่องและการถ่ายโอน
เมื่อกริดขาด ดีเซลซิงโครไนซ์ภายใน 2 วินาที ขณะที่ UPS รักษา ATC 15 นาที ฟีดเดอร์ผิดพร่องจะทริปเฉพาะฟีดเดอร์นั้น (0.1 วินาที) โดยต้นน้ำคง 0.3 วินาที — การเลือกทำงานยังคงอยู่
คุณภาพไฟฟ้าและฮาร์มอนิก
บริดจ์ 400 Hz ทำให้ THDi อยู่ที่ 30% เปรียบเทียบสเปกตรัมฮาร์มอนิกก่อน/หลังการบำบัดด้วยดีทูนรีแอกเตอร์ + APF เพื่อหาสาเหตุและวิธีแก้ “ฮาร์มอนิกเผาคาปาซิเตอร์”
การสูญเสียและค่าไฟฟ้า
การสูญเสียแบบแห้ง p0=1.16 / pk=4.88 kW ≈102,071 kWh/ปี (≈$12,249 ที่ $0.12/kWh) หน่วย SH15 อะมอร์ฟัสน้ำมันจะประหยัด ≈7,434 kWh/ปี แต่แลกกับความปลอดภัยไร้น้ำมัน
Other views (shown): การทำงาน 24 ชั่วโมง · โปรไฟล์แรงดันไฟฟ้า · คุณสมบัติของแผนผัง · การลดพิกัดตามสภาพแวดล้อม
7 · Economics & Payback
อุปกรณ์รวมของตัวกำหนดค่า ≈ $456,014 (ระดับความเป็นไปได้ รวม 2×SCB13-500/10 หม้อแปลงแห้ง, สวิตช์เกียร์ MV/LV, ดีเซลคอนเทนเนอร์ 500 kVA, UPS 150 kVA, PFC 150 kvar และสายเคเบิล) เศรษฐศาสตร์มุ่งเน้นที่เบี้ยประกันความน่าเชื่อถือบวกกับการสูญเสีย: ≈102,071 kWh/ปี ($12,249); หน่วยน้ำมันอสัณฐาน SH15 จะประหยัด ≈$892/ปี แต่สนามบินในร่มชอบแบบแห้งที่ไม่มีน้ำมัน — ความปลอดภัยเหนือประสิทธิภาพ
8 · FAQ
ต้องใช้หม้อแปลงขนาดใดสำหรับสนามบิน 500 kW?
ทำไมต้องใช้ชนิดแห้งสำหรับสนามบิน?
ดีเซลสำรองสำหรับสนามบินต้องใหญ่แค่ไหน?
GPU 400 Hz คืออะไรและทำไมจึงส่งผลต่อการออกแบบ?
UPS สำรองได้นานแค่ไหน?
อะไรสำรองไฟให้แสงสว่างทางวิ่ง?
ทำไมต้องหม้อแปลงคู่ N+1?
THDi 30% เป็นปัญหาหรือไม่?
แพ็กเกจสนามบินราคาเท่าไร?
Special Considerations
- ระดับความผิดพร่องของระบบค่าเริ่มต้นคือ 500 MVA — ยืนยันค่าจริงกับบริษัทการไฟฟ้า (ส่งผลต่อการตั้งค่าป้องกันและความร้อนของสายเคเบิล; toConfirm: ssc)
- THDi ~30% เกินขีดจำกัด; รีแอกเตอร์ดีจูนเพียงป้องกันการขยาย — เพิ่ม APF เพื่อล้างคำเตือนจริง
- 500 kW ทั้งหมดถือเป็นเกรด 1; หากโหลดปลายทางบางส่วนสามารถลดระดับได้ แบ็คอัปดีเซล/UPS (และค่าใช้จ่าย) สามารถลดลงได้
- การประเมินระดับความเป็นไปได้; แบบยังรอสถาบันออกแบบที่ได้รับใบอนุญาต ไม่ใช่เอกสารก่อสร้าง
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
การจัดหาอุปกรณ์ทั่วไปและอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์แบบครบวงจร
ตั้งแต่การออกแบบระบบจำหน่ายไฟฟ้าไปจนถึงพลังงานแสงอาทิตย์ เช่น หม้อแปลง สวิตช์เกียร์ สถานีไฟฟ้าย่อย และอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ ขนาดและใบเสนอราคาในที่เดียว ใช้เครื่องคิดเลขของเราเพื่อรับรายการวัสดุและราคา FOB ที่สมบูรณ์