500 kW Havalimanı Gücü: 400 Hz GPU + Pist Aydınlatması + Çift Beslemeli N+1 Şemasında UPS
2×SCB13-500/10 N+1 · 400 kW dizel yedek · 150 kVA UPS (15 dk) · 400 Hz GPU köprüsü
1 · TL;DR Conclusion
Sonuç: bu 500 kW'lık havalimanı, 10 kV besleme + 2×SCB13-500/10 kuru trafo (N+1), 400 kW yedek dizel ve 1. sınıf pist/ATC yükünün %100'ünü karşılayan 150 kVA UPS kullanır. 400 Hz GPU köprüsü THDi'yi %30'a çıkarır, bu nedenle 150 kvar PFC detune edilmiştir ve APF önerilir — yapılandırıcı toplamı ≈ $456.014 (fizibilite düzeyi).
- •2×500 kVA SCB13 kuru transformatör N+1; bir ünite kaybından sonra %84 yükleme, %60–85 bandında
- •Çift besleme zinciri: şebeke 10 kV + 400 kW dizel + 150 kVA UPS = 550 kW yedek, tam olarak 1. sınıf (500) + yangın (50) karşılıyor
- •400 Hz GPU dönüştürücüleri 150 kW doğrusal olmayan yük ( %30 THDi); 150 kvar detuned PFC rezonansı önler, bir APF sınırı temizler
- •150 kVA UPS (120 kW, 15 dk, 384 Vdc) 2 s'lik dizel transferi boyunca ATC/haberleşmeyi sürdürür
- •Kısa devre 28,9 kA (OG) / 17,6 kA (AG); 300 mm² kablo termal kontrolü geçer (min 44 mm²)
2 · Solution Overview
Bir havalimanı, 1. sınıf, yüksek güvenilirlikli bir tesistir: pist/yaklaşma aydınlatması, ATC ve iletişim karanlıkta kalamaz. Bu 500 kW'lık şema, 10 kV şebeke beslemesi, N+1 kuru transformatörler, 400 kW yedek dizel ve 150 kVA UPS'i birleştirir; 400 Hz yer güç kaynağı (GPU) köprü yükü ise 150 kW doğrusal olmayan bir kaynak olarak modellenmiştir.
| 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. Gereksinim belirleme
Havalimanı 1. sınıftır — pist aydınlatması, ATC ve haberleşme güç kaybetmemelidir; 400 Hz GPU köprüsü değişken frekanslı doğrusal olmayan bir yüktür. Şunları belirledik: izin verilen kesinti ≤15 s, yangın yükü ayrı devrede ve UPS destekli hassas yükler (ATC/radar).
2. Yük sınıflandırması
500 kW'ın tamamı 1. sınıf olarak ele alınır (havalimanı uygulaması): kritik 300 kW, doğrusal olmayan 150 kW (400 Hz dönüştürücüler), hassas 150 kW (ATC), yangın 50 kW. Bu profil kaynak karışımını ve harmonik işlemini belirler.
3. Kaynak ve karışım
Çift besleme yapısı: temel olarak 10 kV şebeke (%100), artı 400 kW yedek dizel ve acil zinciri oluşturan 150 kVA UPS — 550 kW yedek = 1. sınıf (500) + yangın (50); V9 kontrolü %100 kapsama raporluyor.
4. Trafo boyutlandırma
Görünür talep Sd=400/0,95≈421 kVA → 500 kVA kademesi; tek ünite arızasında süreklilik için N+1 seçiyoruz → 2×SCB13-500/10 kuru tip (iç mekân, yağsız, yangına uygun), %84 yükleme.
5. Dağıtım ve koruma
MV KYN28A-12 giriş → 2 kuru trafo → MNS LV barası (bara bağlantılı). Koruma, 0,3/0,2 s kademelendirmeli 50/51 aşırı akım kullanır; 5 koordinasyon çiftinin tamamı geçer.
6. Reaktif ve harmonikler
Hedef PF 0,95 için 150 kvar gerekir (4×38 kvar detuned banklar). 400 Hz sürücüler THDi'yi %30'a çıkarır, %15 sınırının çok üzerinde: detuned reaktörler yalnızca yükselmeyi önler — gerçekten gidermek için APF gerekir.
7. Güvenilirlik ve özel gereksinimler
N+1, bir ünite kaybından sonra %84 yüklemeyi korur; dizel 2 s içinde devralırken UPS ATC'yi 15 dk tutar; pist aydınlatması ve iç mekân GPU devreleri girişimi önlemek için ayrı beslenir.
Pain Points → Solution → Evidence
Pist aydınlatması karanlıkta kalamaz — bir besleme kaybı havaalanını karartmamalı
Çift besleme + N+1: şebeke + 400 kW dizel + 150 kVA UPS acil zinciri
V9: 550 kW yedek = 1. sınıf 500 + yangın 50 (%100); V4 N-1 %84 yükleme geçti
400 Hz GPU dönüştürücüler barayı bozar ve kondansatör bankını aşırı ısıtır
150 kvar detuned reaktörler rezonansı önler, ayrıca aşımı gidermek için APF
Yük profili THDi %30 (150/500 kW doğrusal olmayan), %15 sınırının çok üzerinde
Şebekeden dizele geçiş sırasında ATC/iletişim arızası
150 kVA UPS (15 dk) hassas yükleri kesintisiz köprüler
UPS 150 kVA/120 kW · 15 dk · 384 Vdc · 97 Ah, 2 sn'lik geçişi kapsar
İç mekan trafo merkezinde yağ/yangın riski
SCB13 kuru tip trafo (yağsız, aleve dayanıklı)
transModel SCB13-500/10 kuru tip — iç mekan, yangına uygun
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Trafo kapasitesi | 500 kVA ×2 (N+1) | Sd=400/0,95≈421 kVA → 500 kVA kademesi; N+1 → 2 ünite | %84 yükleme, ekonomik; tek ünite kaybında kesinti yok Talep >450 kW ise 630 kVA'ya yükseltin |
| Yedek kapsama | 550 kW (dizel 400 + UPS 150) | 1. sınıf 500 + yangın 50 = 550 | V9 %100 yedek, kritik yükler için sıfır kayıp Kritik yük artarsa dizel/UPS ekleyin |
| THDi | %30 | 400 Hz dönüştürücüler yoğun doğrusal olmayan yüktür (150 kW) | %15 sınırını aşıyor; ayarsız PFC + APF gerekli APF değeri harmonik spektrumdan belirlenir |
| UPS değeri | 150 kVA / 120 kW | ATC/iletişimi (hassas) 15 dk tutar | 384 Vdc akü 97 Ah, boşluksuz transfer Daha uzun çalışma için akü dizileri ekleyin |
| N-1 yükleme | %84 | Bir ünite kaybından sonra Sd 421/500 | 2 s transfer ≤ 15 s izin verilen, sonuç geçti Yük arttıkça tek ünite aşırı yüklenebilir |
| Kısa devre | MV 28,9 / LV 17,6 kA | 500 MVA arıza seviyesi + uk=%4 trafo | HV 31,5 kA / LV 25 kA kesme (1,1×/1,4× marj) Gerçek arıza seviyesini şebeke ile doğrulayın (toConfirm: ssc) |
| PFC | 150 kvar (4×38) | avgPf 0,85 → pfTarget 0,95 fark | PF uyumlu, daha az trafo yüklemesi ve kaybı 400 Hz harmonikleri — 5./7. yükseltmeyi önlemek için ayarsız |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Enerji akışı
Şebeke 400 kW talebi → OG şalt → iki SCB13 transformatörü → AG barası → 14 fider (pist / GPU / ATC). İkili transformatörler her biri ~%42 paylaşır; bir ünite kaybında kalan %84'ü taşır.
Arıza ve transfer
Şebeke kaybında dizel 2 s içinde senkronize olurken UPS ATC'yi 15 dk tutar; bir fider arızası yalnızca o fideri açar (0,1 s), yukarı akış 0,3 s dayanır — seçicilik korunur.
Güç kalitesi ve harmonikler
400 Hz köprü THDi'yi %30'a çıkarır; “harmonikler kondansatörleri yakıyor” sorununun nedenini ve çözümünü ölçmek için detuned reaktör + APF öncesi/sonrası harmonik spektrumunu karşılaştırın.
Kayıplar ve elektrik maliyeti
Kuru tip kayıplar p0=1,16 / pk=4,88 kW, ≈102.071 kWh/yıl (≈12.249 $ @ 0,12 $/kWh); SH15 amorf yağlı ünite ≈7.434 kWh/yıl tasarruf sağlar ancak yağsız güvenliği feda eder.
Other views (shown): 24 saat çalışma · Gerilim profili · Şema özellikleri · Çevresel derating
7 · Economics & Payback
Yapılandırıcı ekipman toplamı ≈ $456.014 (fizibilite düzeyi, 2×SCB13-500/10 kuru trafo, OG/AG şalt cihazı, 500 kVA konteyner dizel, 150 kVA UPS, 150 kvar PFC ve kablolar dahil). Ekonomi, güvenilirlik primi artı kayıplara odaklanır: ≈102.071 kWh/yıl ($12.249); bir SH15 amorf yağlı ünite ≈$892/yıl tasarruf sağlar, ancak iç mekân havalimanları yağsız kuru tipi tercih eder — verimlilikten çok güvenlik.
8 · FAQ
500 kW'lık bir havalimanı için hangi trafo boyutu?
Havalimanı için neden kuru tip?
Bir havalimanı için ne kadar yedek dizel?
400 Hz GPU nedir ve tasarımı neden etkiler?
UPS ne kadar dayanır?
Pist aydınlatmasını ne besler?
Neden N+1 çift trafo?
%30 THDi sorun mu?
Havalimanı paketi ne kadar?
Special Considerations
- Sistem arıza seviyesi varsayılanı 500 MVA — gerçek değeri şebeke şirketiyle doğrulayın (koruma ayarlarını ve kablo termiğini etkiler; toConfirm: ssc).
- THDi ~%30 sınırın üzerinde; detuned reaktörler yalnızca amplifikasyonu önler — uyarıyı gerçekten gidermek için bir APF ekleyin.
- 500 kW'ın tamamı 1. sınıf olarak değerlendirilir; bazı terminal yükleri düşürülebilirse dizel/UPS yedeği (ve maliyet) küçülebilir.
- Fizibilite düzeyinde tahmin; çizimler lisanslı bir tasarım enstitüsünü bekliyor, inşaat belgeleri değil.
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
Konvansiyonel ve Güneş Enerjisi Ekipmanlarının Tek Noktadan Temini
Güç dağıtım sistemi tasarımından güneş enerjisine kadar - transformatörler, şalt cihazları, trafo merkezleri ve güneş enerjisi ekipmanlarının boyutları ve fiyatları tek bir yerde. Tam bir malzeme listesi ve FOB fiyatı almak için hesap makinelerimizi kullanın.