หม้อแปลงไฟฟ้า QDTB®
All figures are configurator-generated feasibility-level estimates; drawings are schematic deliverables pending refinement by a licensed design institute, not construction documents.
โซลูชันทั้งหมด

พลังงานไฮโดรเจนสีเขียว 4 MW: ระบบจ่ายไฟ 35 kV แบบ N+1 + APF 4055 A + การวิเคราะห์เชิงลึก SVG

2×SCB13-4000/35 N+1 · APF 4055 A + SVG ±1 Mvar + PFC 1000 kvar · 35 kV · THDi 88% ได้รับการจัดการ

1 · TL;DR Conclusion

บทสรุป: โรงงานไฮโดรเจนสีเขียวขนาด 4 MW แห่งนี้ใช้ระบบจ่ายไฟคู่ 35 kV + หม้อแปลงแห้ง SCB13-4000/35 จำนวน 2 ตัว (N+1) + ตัวกรองกำลังไฟฟ้าแบบแอคทีฟ (APF) 4055 A + SVG ±1 Mvar + PFC 1000 kvar ค่า THDi ของวงจรเรียงกระแสที่ 88% ได้รับการจัดการให้ผ่านเกณฑ์; ยอดรวมจากตัวกำหนดค่า ≈ $1,524,603 (APF คิดราคาตามการใช้งาน), กระแสลัดวงจรแรงต่ำ 69.56 kA → 80 kA ความสามารถในการตัดวงจร (ระดับความเป็นไปได้)

  • •หม้อแปลงแห้ง 2×4000 kVA N+1; โหลด 84% หลังสูญเสียหนึ่งหน่วย (ผ่าน), ถ่ายโอน 2 วินาที ≤ 15 วินาทีที่อนุญาต
  • •โหลดเรกติไฟเออร์อิเล็กโทรไลเซอร์ 3500 kW (88% ไม่เป็นเชิงเส้น), THDi 88% → 4055 A APF + ±1 Mvar SVG + 1000 kvar PFC
  • •สตาร์ทคอมเพรสเซอร์/ปั๊ม VFD 500 kW, SVG ±1 Mvar ระงับการกะพริบของแรงดัน
  • •ความผิดพร่องแรงดันต่ำ 69.56 kA → บัส MNS 4000 A, ความสามารถในการตัด 80 kA; แรงดันกลาง 35 kV ที่ 25 kA
  • •≈2,917,501 kWh/ปี การสูญเสีย ($489,427/ปี)

2 · Solution Overview

โหลดหลักของโรงงานไฮโดรเจนสีเขียวคือวงจรเรียงกระแสของเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์: ไม่เป็นเชิงเส้นอย่างแท้จริง มีขนาดใหญ่และต่อเนื่อง ดังนั้นฮาร์มอนิกจึงเป็นปัญหาหลัก ในขณะที่อุปกรณ์เสริม VFD เพิ่มผลกระทบและการแกว่งของกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ โครงการนี้จับคู่การจ่ายไฟ 35 kV + หม้อแปลง N+1 + การกรองแบบแอคทีฟ + VAR แบบไดนามิก เพื่อสร้างแหล่งจ่ายกำลังสูง ฮาร์มอนิกต่ำ และความต่อเนื่องสูง

2×4000 kVA (SCB13, N+1)
หม้อแปลง
35 kV แบบคู่
แหล่งจ่าย
3500 kW (88% ไม่เป็นเชิงเส้น)
โหลดเรกติไฟเออร์
500 kW (VFD)
อุปกรณ์เสริม VFD
APF 4055 A + SVG ±1 Mvar
การลดฮาร์มอนิก
80 kA (69.56 kA)
การตัดวงจรแรงดันต่ำ
3200 kW
ความต้องการ
$1,524,603
รวม
SourceRoleShare kWShare
Grid 35 kVbase3200 kW100%

3 · Design Process & Rationale

1. การระบุความต้องการ

โรงงานไฮโดรเจน 4 MW = วงจรเรียงกระแสอิเล็กโทรไลเซอร์ 3500 kW (ไม่เป็นเชิงเส้นล้วน) + อุปกรณ์เสริม VFD 500 kW (คอมเพรสเซอร์ H2, ปั๊มทำความเย็น) ต่อเนื่อง อ่อนไหวต่อฮาร์มอนิก — กรณีโหลดไม่เป็นเชิงเส้นกำลังสูงแบบคลาสสิก

2. การจัดเกรดและจำแนกโหลด

ทั้งไซต์เป็นเกรด 2 (loadGrade2=4000); ไม่เป็นเชิงเส้น 88% (3500/4000), กระแทก 500 kW (สตาร์ท VFD) ความต้องการ 3200 kW (Kd=0.8)

3. การเลือกระดับแรงดัน

โหลดต่อเนื่อง 4 MW เกินกว่าการจ่ายที่ประหยัดที่ 10 kV → ป้อนเข้า 35 kV (สวิตช์เกียร์ MV KYN61-40.5) เพื่อลดกระแสสายและความสูญเสีย

4. การกำหนดขนาดหม้อแปลง

3200 kW ÷ 0.8 PF = 4000 kVA; N+1 → 2×SCB13-4000/35 ชนิดแห้ง (ในอาคาร ปลอดอัคคีภัย เสียงต่ำ) โหลด 84% หลังจากสูญเสียหนึ่งหน่วย

5. การลดฮาร์มอนิกและรีแอกทีฟ

THDi ของวงจรเรียงกระแส ≈ 88% เกินขีดจำกัดมาก → ตัวกรองแอกทีฟ APF 4055 A เพื่อกำจัด THDi; ผลกระทบ VFD + การแกว่ง VAR → SVG ±1 Mvar; รีแอกทีฟพื้นฐาน → ตัวเก็บประจุ 1000 kvar พร้อมรีแอกเตอร์ดีจูน

6. การป้องกันและการตัด

กระแสผิดพร่อง LV 69.56 kA (หม้อแปลงแห้ง 4000 kVA ขนาดใหญ่) → สวิตช์เกียร์ LV 80 kA; MV 8.2 kA → 25 kA การจัดเกรดโอเวอร์เคอร์เรนต์หลายระดับ 0.3/0.2 วินาที ความเลือกสรร 13.6× เป็นไปตามข้อกำหนด

7. ด้านทุติยภูมิและการตรวจสอบ

การสื่อสาร 61850 + ไฟ DC เสริม + SCADA สำหรับอุณหภูมิวงจรเรียงกระแส-หม้อแปลง สถานะ APF/SVG และการตรวจสอบคุณภาพไฟฟ้าแบบเรียลไทม์เพื่อรักษาการผลิตไฮโดรเจนให้ต่อเนื่อง

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

ฮาร์มอนิกของเรกติไฟเออร์อิเล็กโทรไลเซอร์ทำให้กริดทริปและลดพิกัดหม้อแปลง

Solution

ตัวกรองแอกทีฟ APF 4055 A + รีแอกเตอร์ดีจูน + คำแนะนำเรกติไฟเออร์ 12 พัลส์

Evidence

V6: THDi 88% ได้รับการจัดการให้ผ่านด้วย APF

Pain

อุปกรณ์เสริม VFD ทำให้เกิดผลกระทบขณะสตาร์ทและการแกว่ง VAR → ไฟกะพริบ

Solution

SVG ไดนามิก VAR ±1 Mvar (ตอบสนอง <10 ms)

Evidence

ผลกระทบ VFD 500 kW → SVG ตอบสนองเร็ว; $70,000 ใน BOM

Pain

ความผิดพลาดเพียงจุดเดียวที่ 4 MW ทำให้ทั้งโรงงานดับ

Solution

ฟีดคู่ 35 kV + หม้อแปลงคู่ N+1 + การถ่ายโอนอัตโนมัติ

Evidence

ผ่าน N-1 (84% หลังสูญเสียหนึ่งหน่วย), ถ่ายโอน 2 วินาที ≤ 15 วินาที

Pain

การทำงานต่อเนื่องหมายถึงต้นทุนพลังงานสูญเสียสูง

Solution

อัปเกรด SH15 อสัณฐาน + การจัดการมิเตอร์ด้าน HV

Evidence

$489,427/ปี การสูญเสีย

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
ความจุหม้อแปลง4000 kVA ×2 (SCB13, 35 kV)3200 kW ÷ 0.8 PF = 4000 kVA; N+1 → 2 ชุดแห้งโหลด 84%; ชนิดแห้งปลอดอัคคีภัยและเสียงต่ำในอาคาร
เกิน ~3800 kVA ต้องการ ขยับเป็น 5000/6300
แรงดันขาเข้า35 kVโหลดต่อเนื่อง 4 MW เกินการจ่าย 10 kV ที่ประหยัดกระแส MV เพียง 66 A ลดการสูญเสียและแรงดันตกในสายอย่างมาก
ต้องมีจุดจ่าย 35 kV มิฉะนั้นลดแรงดันในพื้นที่
การลดฮาร์มอนิกAPF 4055 A + รีแอกเตอร์ดีจูนTHDi ของเรกติไฟเออร์ 88% ลำดับลักษณะ 6 พัลส์ 5/7/11/13THDi ผ่าน ปกป้องหม้อแปลงและการวัด
APF 4055 A ราคาตามการใช้งาน; แนะนำเรกติไฟเออร์ 12 พัลส์
VAR ไดนามิกSVG ±1 Mvarผลกระทบ VFD 500 kW + การแกว่ง VARตอบสนอง <10 ms ระงับการกะพริบแรงดัน
แบ่งขั้นกับคาปาซิเตอร์ 1000 kvar (SVG เร็ว + คาปาซิเตอร์สภาวะคงตัว)
การตัด LV80 kA (Icu)กระแสฟอลต์ LV 69.56 kAบัส MNS 4000 A ระยะตัด 1.1×
ยืนยันระดับฟอลต์จริงของระบบกับกริด
การตัด MV25 kA (Icu)กระแสฟอลต์ HV 8.2 kAสวิตช์เกียร์สุญญากาศ KYN61-40.5 ระยะ 3×
ด้าน 35 kV ต้องตั้งค่าป้องกันเฉพาะ
การสูญเสียรายปี2,917,501 kWh ($489,427)โหลด 84% + การสูญเสียสาย (88% ไม่เชิงเส้นขยาย)ครอง opex และขับเคลื่อนการอัปเกรดอสัณฐาน
การสูญเสียจริงภายใต้ฮาร์มอนิกเกินประมาณพื้นฐาน — วัดในพื้นที่

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/23แผนภาพเส้นเดียว — 35 kV คู่ → 2×SCB13-4000/35 → บัส LV MNS 4000 A → วงจรเรียงกระแส/อิเล็กโทรไลเซอร์ + ฟีดเดอร์เสริม VFD
Why: SLD เชื่อมโครงสร้างการจ่ายไฟ: ฟีดคู่ 35 kV + หม้อแปลงคู่ N+1 + บัส LV 4000 A โดยมีวงจรเรียงกระแสและ VFD เสริมบนฟีดเดอร์แยก — แหล่งโครงสร้างของการจ่ายไฟต่อเนื่องกำลังสูง
Dwg 12/23การประเมินคุณภาพไฟฟ้า — THDi วงจรเรียงกระแส 88% · อันดับ 6 พัลส์ 5/7/11/13 · จัดการโดย APF
Why: ฮาร์มอนิกเป็นตัวชี้วัดการปฏิบัติตามกริดที่เข้มงวดที่นี่: อันดับลักษณะ 5/7/11/13 ของวงจรเรียงกระแส 6 พัลส์ผลัก THDi ≈ 88% เกินขีดจำกัดมาก — พื้นฐานเชิงปริมาณสำหรับ APF 4055 A และจุดเสี่ยงการวัด
Dwg 19/23การชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟและฮาร์มอนิก — APF 4055 A + SVG ±1 Mvar + ตัวเก็บประจุ 1000 kvar
Why: สามขั้นตอนที่มีบทบาทแตกต่าง: ตัวเก็บประจุ 1000 kvar สำหรับ VAR พื้นฐาน, SVG ±1 Mvar สำหรับผลกระทบ/การกะพริบ VFD, APF 4055 A เพื่อกำจัดฮาร์มอนิกวงจรเรียงกระแส — ความร่วมมือแบบขั้นตอนคือจุดของคุณภาพไฟฟ้า
Dwg 8/23การคำนวณลัดวงจร — LV 69.56 kA / MV 8.2 kA · ตัด LV 80 kA / HV 25 kA
Why: หม้อแปลงแห้ง 4000 kVA + บัสขนาดใหญ่ผลักกระแสฟอลต์ LV ถึง 69.56 kA บังคับการตัด 80 kA โดยตรง — กระแสฟอลต์กำหนดเส้นแดงความปลอดภัยความสามารถตัดของอุปกรณ์
Dwg 14/23การกำหนดค่าการป้องกัน — โอเวอร์เคอร์เรนต์ 50/51 + การสื่อสาร 61850 · การไล่ระดับ 0.3/0.2 วินาที · การเลือกสรร 13.6×
Why: โรงงานไฮโดรเจนกลัวว่าฟอลต์เดียวจะดับทั้งไซต์: การไล่ระดับหลายระดับ + การสื่อสารความเร็วสูง 61850 ทำให้ฟอลต์วงจรเรียงกระแสปลายน้ำตัดเฉพาะฟีดเดอร์ของตนในขณะที่ต้นน้ำคง 0.3 วินาที โดย 13.6× รับประกันการไล่ระดับ

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

Dwg 1 · พื้นฐานการออกแบบทางไฟฟ้าDwg 2 · คำอธิบายสัญลักษณ์Dwg 4 · แผนภาพโครงสร้างระบบDwg 5 · ระบบจำหน่ายDwg 6 · ระบบจำหน่ายแรงดันปานกลางDwg 7 · ระบบจำหน่ายแรงดันต่ำDwg 9 · รหัสและมาตรฐานที่ใช้บังคับDwg 10 · ข้อมูลทางเทคนิคของอุปกรณ์หลักDwg 11 · ข้อกำหนดด้านการก่อสร้างและการทดสอบDwg 13 · สถาปัตยกรรม SCADADwg 15 · เส้นโค้งการประสานการป้องกัน TCCDwg 16 · ระบบต่อลงดินDwg 17 · การป้องกันฟ้าผ่าและแรงดันเกิน (LPS/SPD)Dwg 18 · แผนผังการจัดวางอุปกรณ์Dwg 20 · วงจรควบคุมและสัญญาณทุติยภูมิDwg 21 · แถบขั้วต่อ (แผงป้องกันและควบคุม)Dwg 22 · การจัดวางด้านหน้าตู้ควบคุมและตารางตู้ควบคุมDwg 23 · ระบบจ่ายไฟเสริมดีซี

6 · Operation Demo (Deep-Read)

การไหลของพลังงาน

อินฟีด 35 kV → หม้อแปลงคู่ (โหลด 84%) → บัสแรงดันต่ำ 4000 A → เรกติไฟเออร์/อิเล็กโทรไลเซอร์ 3200 kW + อุปกรณ์เสริม VFD; การสูญเสียระบบ 333.05 kW (10.41%) ซึ่งเป็นสาย 317.52 kW และหม้อแปลง 15.53 kW — การสูญเสียสูงภายใต้ฮาร์มอนิกชัดเจน

คุณภาพไฟฟ้าและฮาร์มอนิก

อันดับ 6 พัลส์ 5/7/11/13 ครอบงำ THDi 88%; APF 4055 A กำจัด THDi, SVG ±1 Mvar ระงับ flicker และตัวเก็บประจุ 1000 kvar ครอบคลุม VAR พื้นฐาน — สามขั้นตอนนำ THDi ให้ผ่าน

ความผิดพร่องและการป้องกัน

ซ้อมการตัด 80 kA ภายใต้ความผิดพร่องแรงดันต่ำ 69.56 kA พร้อมการไล่ระดับหลายระดับ (ปลายน้ำ 0.1 วินาที ต้นน้ำ 0.3 วินาที) ด้วย 61850 และ DC เสริม — ความผิดพร่องเดียวไม่ลุกลาม

การสูญเสียและต้นทุน

2,917,501 kWh/ปี ($489,427)

Other views (shown): LCC (ต้นทุนตลอดวงจรชีวิต) · โปรไฟล์แรงดันไฟฟ้า · คุณสมบัติของแผนผัง · การลดพิกัดเนื่องจากสภาพแวดล้อม

7 · Economics & Payback

อุปกรณ์ทั้งหมด ≈ $1,524,603 (APF 4055 A คิดราคาตามการใช้งาน); ไม่มี PV/BESS จึงไม่มีแบบจำลองการคืนทุนจากการผลิตไฟฟ้า เศรษฐศาสตร์มุ่งเน้นที่การดำเนินงาน: การสูญเสีย 2,917,501 kWh/ปี ($489,427/ปี)

$1,524,603
อุปกรณ์ทั้งหมด
$489,427
ค่าความสูญเสียรายปี
69.56 kA
ระดับความผิดพลาดแรงดันต่ำ
5.86 cal/cm² (Cat 2)
พลังงานอาร์กแฟลช

8 · FAQ

ขนาดหม้อแปลงเท่าใดสำหรับโรงงานไฮโดรเจน 4 MW?
3200 kW ÷ 0.8 = 4000 kVA → ระดับ 4000 kVA; N+1 ใช้หม้อแปลงแห้ง SCB13-4000/35 จำนวน 2 ตัว โหลด 84% หลังจากสูญเสียหนึ่งหน่วย
ทำไมใช้การจ่ายไฟ 35 kV แทน 10 kV?
โหลดต่อเนื่อง 4 MW เกินกว่าการจ่ายที่ประหยัดได้ที่ 10 kV; ที่ 35 kV กระแส MV เพียง 66 A ลดการสูญเสียในสายและแรงดันตกอย่างมาก — ต้องมีจุดจ่าย 35 kV
จัดการฮาร์มอนิกของเรกติไฟเออร์อย่างไร?
เรกติไฟเออร์ 6 พัลส์ของอิเล็กโทรไลเซอร์ให้ THDi ≈ 88% เกินขีดจำกัดมาก; ตัวกรองแอกทีฟ APF 4055 A กำจัดมัน แนะนำให้ใช้เรกติไฟเออร์ 12 พัลส์เพื่อลดฮาร์มอนิกลำดับที่ 5/7 ที่ต้นทาง
ความแตกต่างระหว่าง SVG กับตัวเก็บประจุคืออะไร?
ตัวเก็บประจุ 1000 kvar ครอบคลุม VAR พื้นฐานในสภาวะคงตัว; SVG ±1 Mvar ตอบสนองใน <10 ms เพื่อระงับผลกระทบของ VFD และการกะพริบ — ทั้งสองทำงานร่วมกันเป็นขั้นตอน
เกิดอะไรขึ้นเมื่อไฟดับ?
การจ่ายไฟคู่ 35 kV + หม้อแปลง N+1 + การถ่ายโอนอัตโนมัติ: โหลด 84% หลังจากสูญเสียหนึ่งหน่วย การถ่ายโอน 2 วินาทีทำให้การผลิตไฮโดรเจนต่อเนื่อง
โครงการนี้มีค่าใช้จ่ายเท่าใด?
≈ $1,524,603 (APF 4055 A ราคาตามการใช้งาน) รวมหม้อแปลงแห้ง 4000 kVA จำนวน 2 ตัว สวิตช์เกียร์ MV/LV, SVG, PFC และระบบทุติยภูมิ
การสูญเสียในการดำเนินงานสูงหรือไม่?
2,917,501 kWh/ปี ($489,427)
ระดับความผิดพลาด LV และการตัดวงจรเป็นเท่าใด?
LV 69.56 kA → ตัดวงจร 80 kA; MV 8.2 kA → 25 kA
หม้อแปลงเรกติไฟเออร์และแยกอยู่ในใบเสนอราคาหรือไม่?
ไม่ — เป็นของแพ็กเกจอิเล็กโทรไลเซอร์ / การออกแบบเฉพาะทาง ตัวกำหนดค่าจำลองเฉพาะการจ่ายไฟ AC + การลดฮาร์มอนิกเท่านั้น; หม้อแปลงเหล่านั้นประสานงานกับ OEM อิเล็กโทรไลเซอร์

Special Considerations

  • หม้อแปลงเรียงกระแสและหม้อแปลงแยก (สำหรับบัส DC ของเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์) อยู่ในขอบเขตของแพ็กเกจอิเล็กโทรไลเซอร์ / การออกแบบเฉพาะทาง — ตัวกำหนดค่าจะจำลองการจ่ายไฟ AC 35 kV→0.4 kV พร้อมการลดฮาร์มอนิก และจะไม่คิดราคาหม้อแปลงเรียงกระแส/แยกเอง
  • APF 4055 A เป็นพิกัดขนาดใหญ่พิเศษที่คิดราคาตามการใช้งาน (ไม่รวมในยอดรวม) ควรใช้เรียงกระแส 12 พัลส์เพื่อระงับฮาร์มอนิกที่ 5/7 ที่ต้นทางและลดขนาด APF ลงอย่างมาก
  • การสูญเสียของหม้อแปลงภายใต้ฮาร์มอนิกเกินกว่าการประมาณพื้นฐาน — สำหรับการทำงานต่อเนื่อง ให้ใช้หม้อแปลงแฟกเตอร์ K หรือเผื่อระยะเพิ่ม และตรวจสอบ THDi ด้วยการวัด
  • กระแสลัดวงจรด้านแรงต่ำ 69.56 kA ต้องมีความสามารถตัด 80 kA; อาร์กแฟลช 5.86 cal/cm² (Cat 2) — ต้องมีการศึกษาตาม IEEE 1584 อย่างเป็นทางการก่อนเลือก PPE
  • เป็นการประมาณระดับความเป็นไปได้; แบบยังรอสถาบันออกแบบที่ได้รับใบอนุญาต การเลือกเรียงกระแส/แยก/บัส DC ต้องประสานกับผู้ผลิตอิเล็กโทรไลเซอร์

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 →

การจัดหาอุปกรณ์ทั่วไปและอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์แบบครบวงจร

ตั้งแต่การออกแบบระบบจำหน่ายไฟฟ้าไปจนถึงพลังงานแสงอาทิตย์ เช่น หม้อแปลง สวิตช์เกียร์ สถานีไฟฟ้าย่อย และอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ ขนาดและใบเสนอราคาในที่เดียว ใช้เครื่องคิดเลขของเราเพื่อรับรายการวัสดุและราคา FOB ที่สมบูรณ์