Máy biến áp QDTB®
All figures are configurator-generated feasibility-level estimates; drawings are schematic deliverables pending refinement by a licensed design institute, not construction documents.
Tất cả giải pháp

500 kW điện sân bay: GPU 400 Hz + đèn đường băng + UPS theo sơ đồ cấp nguồn kép N+1

2×SCB13-500/10 N+1 · 400 kW diesel dự phòng · 150 kVA UPS (15 phút) · cầu GPU 400 Hz

1 · TL;DR Conclusion

Kết luận: sân bay 500 kW này sử dụng nguồn cấp 10 kV + 2 máy biến áp khô SCB13-500/10 (N+1), với máy phát diesel dự phòng 400 kW và UPS 150 kVA đáp ứng 100% phụ tải đường băng cấp 1/ATC. Cầu GPU 400 Hz đẩy THDi lên 30%, do đó PFC 150 kvar được giải điều hưởng và khuyến nghị dùng APF — tổng cấu hình ≈ $456.014 (mức khả thi).

  • •2 máy biến áp khô SCB13 2×500 kVA N+1; tải 84% sau khi mất một tổ máy, nằm trong dải 60–85%
  • •Chuỗi cấp nguồn kép: lưới 10 kV + diesel 400 kW + UPS 150 kVA = 550 kW dự phòng, đáp ứng chính xác cấp-1 (500) + chữa cháy (50)
  • •Bộ chuyển đổi GPU 400 Hz cung cấp 150 kW phi tuyến (30% THDi); PFC giải điều hưởng 150 kvar ngăn cộng hưởng, một APF xử lý giới hạn
  • •UPS 150 kVA (120 kW, 15 phút, 384 Vdc) duy trì ATC/liên lạc trong 2 giây chuyển đổi diesel
  • •Ngắn mạch 28,9 kA (MV) / 17,6 kA (LV); cáp 300 mm² đạt kiểm tra nhiệt (tối thiểu 44 mm²)

2 · Solution Overview

Sân bay là một địa điểm cấp 1, có độ tin cậy cao: hệ thống chiếu sáng đường băng/hạ cánh, ATC và thông tin liên lạc không thể mất điện. Sơ đồ 500 kW này kết hợp nguồn điện lưới 10 kV, máy biến áp khô N+1, máy phát diesel dự phòng 400 kW và UPS 150 kVA, với tải cầu cấp nguồn mặt đất (GPU) 400 Hz được mô hình hóa như một nguồn phi tuyến 150 kW.

2×500 kVA (N+1)
Công suất máy biến áp
SCB13-500/10
Model máy biến áp
10 kV / 0.4 kV
Điện áp
400 kW diesel + 150 kVA UPS
Dự phòng
500 kW
Tải lắp đặt
400 kW (kd 0.8)
Nhu cầu
150 kvar (4×38)
PFC
30% (400 Hz GPU)
THDi
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase400 kW100%
Diesel 400 kWbackup0 kW0%
UPS 150 kVAbackup0 kW0%

3 · Design Process & Rationale

1. Xác định yêu cầu

Sân bay thuộc cấp 1 — đèn đường băng, ATC và thông tin liên lạc không được mất điện; cầu GPU 400 Hz là tải phi tuyến tần số biến đổi. Chúng tôi đặt ra: thời gian mất điện cho phép ≤15 giây, tải chữa cháy trên mạch riêng, và tải nhạy cảm được UPS hỗ trợ (ATC/radar).

2. Phân loại tải

Toàn bộ 500 kW được xem là cấp 1 (thực tế sân bay): quan trọng 300 kW, phi tuyến 150 kW (bộ biến đổi 400 Hz), nhạy cảm 150 kW (ATC), chữa cháy 50 kW. Hồ sơ này quyết định hỗn hợp nguồn và xử lý sóng hài.

3. Nguồn và hỗn hợp

Cấu trúc cấp đôi: lưới 10 kV làm nền (100%), cộng với diesel dự phòng 400 kW và UPS 150 kVA tạo thành chuỗi khẩn cấp — 550 kW dự phòng = cấp 1 (500) + chữa cháy (50); kiểm tra V9 báo cáo độ phủ 100%.

4. Chọn máy biến áp

Nhu cầu biểu kiến Sd=400/0,95≈421 kVA → bậc 500 kVA; để liên tục khi một tổ máy hỏng, chúng tôi chọn N+1 → 2×SCB13-500/10 loại khô (trong nhà, không dầu, thân thiện chữa cháy), tải 84%.

5. Phân phối và bảo vệ

Đầu vào MV KYN28A-12 → 2 máy biến áp khô → thanh cái LV MNS (có liên kết thanh cái). Bảo vệ dùng quá dòng 50/51 với phối hợp 0,3/0,2 giây; cả 5 cặp phối hợp đều đạt.

6. Công suất phản kháng và sóng hài

PF mục tiêu 0,95 cần 150 kvar (4×38 kvar tụ bù có cuộn kháng). Bộ truyền động 400 Hz đẩy THDi lên 30%, vượt xa giới hạn 15%: cuộn kháng chỉ ngăn khuếch đại — cần APF để thực sự loại bỏ.

7. Độ tin cậy và yêu cầu đặc biệt

N+1 giữ tải 84% sau khi mất một tổ máy; diesel tiếp nhận trong 2 giây trong khi UPS giữ ATC trong 15 phút; đèn đường băng và mạch GPU trong nhà được cấp riêng để tránh nhiễu.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Đèn đường băng không được tắt — mất một nguồn cấp không được làm tối sân bay

Solution

Cấp nguồn kép + N+1: lưới + diesel 400 kW + chuỗi dự phòng UPS 150 kVA

Evidence

V9: dự phòng 550 kW = cấp 1 500 + chữa cháy 50 (100%); V4 N-1 tải 84% đạt

Pain

Bộ chuyển đổi GPU 400 Hz làm méo thanh cái và quá nhiệt tụ điện

Solution

Cuộn kháng giải cộng hưởng 150 kvar ngăn cộng hưởng, kèm APF để xử lý vượt ngưỡng

Evidence

Phổ tải THDi 30% (150/500 kW phi tuyến), vượt xa giới hạn 15%

Pain

ATC/liên lạc trục trặc khi chuyển từ lưới sang diesel

Solution

UPS 150 kVA (15 phút) chuyển tiếp tải nhạy cảm liền mạch

Evidence

UPS 150 kVA/120 kW · 15 phút · 384 Vdc · 97 Ah, bao trùm chuyển đổi 2 giây

Pain

Nguy cơ dầu/cháy trạm biến áp trong nhà

Solution

Máy biến áp khô SCB13 (không dầu, chống cháy)

Evidence

transModel SCB13-500/10 loại khô — trong nhà, an toàn cháy

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Công suất máy biến áp500 kVA ×2 (N+1)Sd=400/0,95≈421 kVA → mức 500 kVA; N+1 → 2 tổ máyTải 84%, kinh tế; không mất điện khi mất một tổ máy
Tăng lên 630 kVA nếu nhu cầu >450 kW
Dự phòng550 kW (diesel 400 + UPS 150)cấp-1 500 + chữa cháy 50 = 550V9 dự phòng 100%, không tổn thất cho tải quan trọng
Thêm diesel/UPS nếu tải quan trọng tăng
THDi30%Bộ chuyển đổi 400 Hz là tải phi tuyến tập trung (150 kW)Vượt giới hạn 15%; cần PFC giải điều hưởng + APF
Định mức APF được chốt từ phổ hài
Định mức UPS150 kVA / 120 kWDuy trì ATC/thông tin (nhạy cảm) trong 15 phútẮc quy 384 Vdc 97 Ah, chuyển đổi không gián đoạn
Thêm dãy ắc quy để thời gian chạy lâu hơn
Tải N-184%Sd 421/500 sau khi mất một tổ máyChuyển đổi 2 s ≤ 15 s cho phép, kết luận đạt
Một tổ máy có thể quá tải khi tải tăng
Ngắn mạchMV 28,9 / LV 17,6 kAMức sự cố 500 MVA + máy biến áp uk=4%Cắt HV 31,5 kA / LV 25 kA (biên 1,1×/1,4×)
Xác nhận mức sự cố thực tế với lưới (toConfirm: ssc)
PFC150 kvar (4×38)avgPf 0,85 → pfTarget 0,95 khoảng cáchPF đạt chuẩn, giảm tải và tổn thất máy biến áp
Hài 400 Hz — giải điều hưởng để ngăn khuếch đại bậc 5/7

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/26Sơ đồ đơn tuyến — Nguồn cấp 10 kV → KYN28A-12 → 2×SCB13-500/10 → thanh cái hạ áp MNS → lộ đường băng / GPU / ATC
Why: Sơ đồ đơn tuyến là xương sống: nó thể hiện cấu trúc nguồn đôi — lưới điện, diesel và UPS đều cấp cho thanh cái hạ áp, N+1 nghĩa là bất kỳ máy biến áp nào cũng có thể ngừng mà không mất điện, và đèn đường băng so với GPU 400 Hz nằm trên các lộ riêng biệt. Đây là bảo đảm cấu trúc đằng sau «đèn đường băng không thể tắt».
Dwg 4/26Cấu trúc hệ thống — Lưới 10 kV (cơ bản) + diesel 400 kW (dự phòng) + UPS 150 kVA (trực tuyến) → thanh cái hạ áp
Why: Cấu trúc gắn mỗi nguồn với cấp điện áp của nó: lưới ở trung áp, diesel và UPS ở hạ áp, với mọi liên kết khác cấp điện áp đều phải qua máy biến áp. Nó xác nhận trực quan rằng hệ thống dây nguồn đôi không có xung đột.
Dwg 12/26Đánh giá chất lượng điện năng — THDi 30% > giới hạn 15% · khuyến nghị 150 kvar khử cộng hưởng + APF
Why: Bản vẽ chất lượng điện năng định lượng rủi ro hài của cầu 400 Hz: THDi 30% gấp đôi giới hạn 15%, nên cuộn kháng khử cộng hưởng chỉ ngăn khuếch đại — APF là bắt buộc để loại bỏ nó. Đây là bằng chứng trực tiếp cho vấn đề «hài làm cháy tụ điện».
Dwg 14/26Cấu hình bảo vệ — 50/51 quá dòng · lộ vào 0,6 s → máy biến áp 0,3 s → lộ ra 0,1 s, 5 cặp đạt
Why: Bản vẽ bảo vệ đặt mọi cấp và cài đặt: lộ vào trung áp, máy biến áp, lộ vào hạ áp và lộ ra được phối hợp ở 0,6/0,3/0,1 s để sự cố phía dưới chỉ ngắt mạch của chính nó — không sự cố đơn lẻ nào làm mất điện toàn sân bay.
Dwg 15/26Đường cong phối hợp bảo vệ TCC — Lộ vào 50/51 (0,6 s) → lộ vào hạ áp (0,3 s) → lộ ra (0,1 s), phối hợp 0,3/0,2 s
Why: TCC chứng minh tính chọn lọc: sự cố phía dưới chỉ ngắt lộ của nó trong khi các máy cắt phía trên giữ nguyên. Cả 5 cặp đều đạt tiêu chí phối hợp ≥0,2 s.

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

Dwg 1 · Cơ sở thiết kế điệnDwg 2 · Chú thích ký hiệuDwg 3 · Sơ đồ một sợiDwg 4 · Sơ đồ cấu trúc hệ thốngDwg 5 · Hệ thống phân phốiDwg 6 · Hệ thống phân phối trung ápDwg 7 · Hệ thống phân phối hạ ápDwg 8 · Tính toán ngắn mạchDwg 9 · Quy chuẩn và tiêu chuẩn áp dụngDwg 10 · Dữ liệu kỹ thuật thiết bị chínhDwg 11 · Yêu cầu thi công và thử nghiệmDwg 12 · Đánh giá chất lượng điện năngDwg 13 · Kiến trúc SCADADwg 14 · Cấu hình bảo vệDwg 15 · Đường cong phối hợp bảo vệ TCCDwg 16 · Hệ thống nối đấtDwg 17 · Bảo vệ chống sét và quá điện áp (LPS/SPD)Dwg 18 · Sơ đồ bố trí thiết bịDwg 19 · Bù công suất phản kháng và sóng hàiDwg 20 · Chuyển đổi lưới điện nhỏ hòa lưới / độc lậpDwg 21 · Mạch điều khiển và tín hiệu thứ cấpDwg 22 · Hộp đấu dây (tủ bảo vệ và điều khiển)Dwg 23 · Bố trí mặt tủ và bảng kê tủDwg 24 · Hệ thống nguồn phụ tải một chiềuDwg 25 · Hệ thống nhiên liệu dieselDwg 26 · Hệ thống nối đất (TN-S)

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Dòng năng lượng

Nhu cầu lưới 400 kW → tủ trung thế → hai máy biến áp SCB13 → thanh cái hạ thế → 14 lộ ra (đường băng / GPU / ATC). Hai máy biến áp chia sẻ ~42% mỗi máy; khi mất một máy, máy còn lại gánh 84%.

Sự cố và chuyển nguồn

Khi mất lưới, máy phát diesel đồng bộ trong 2 giây trong khi UPS giữ ATC trong 15 phút; sự cố một lộ chỉ ngắt lộ đó (0,1 giây) với lộ thượng nguồn giữ 0,3 giây — tính chọn lọc được duy trì.

Chất lượng điện năng và sóng hài

Cầu 400 Hz đưa THDi lên 30%; so sánh phổ sóng hài trước/sau khi xử lý bằng cuộn kháng giải điều hòa + APF để định lượng nguyên nhân và cách khắc phục “sóng hài đốt tụ điện”.

Tổn thất và chi phí điện

Tổn thất máy khô p0=1,16 / pk=4,88 kW, ≈102.071 kWh/năm (≈12.249 USD ở mức 0,12 USD/kWh); một máy SH15 vô định hình dầu sẽ tiết kiệm ≈7.434 kWh/năm nhưng đánh đổi an toàn không dầu.

Other views (shown): Vận hành 24h · Đặc tính điện áp · Đặc điểm sơ đồ · Giảm định mức theo môi trường

7 · Economics & Payback

Tổng thiết bị cấu hình ≈ $456.014 (mức khả thi, bao gồm 2×SCB13-500/10 máy biến áp khô, thiết bị đóng cắt trung/hạ thế, diesel container 500 kVA, UPS 150 kVA, PFC 150 kvar và cáp). Kinh tế tập trung vào phí bảo hiểm độ tin cậy cộng với tổn thất: ≈102.071 kWh/năm ($12.249); một tổ máy dầu vô định hình SH15 sẽ tiết kiệm ≈$892/năm, nhưng sân bay trong nhà thích loại khô không dầu — an toàn hơn hiệu quả.

$456,014
Tổng thiết bị
102,071 kWh
Tổn thất hàng năm
$12,249/năm
Chi phí tổn thất
$892/năm
Tiết kiệm SH15
550 kW (100%)
Phạm vi dự phòng

8 · FAQ

Cần máy biến áp cỡ nào cho sân bay 500 kW?
Với kd=0,8, phụ tải là 400 kW ≈ 421 kVA → cấp 500 kVA; để không mất điện khi một tổ máy hỏng, dùng 2×500 kVA N+1 (84% sau khi mất một tổ máy).
Tại sao dùng loại khô cho sân bay?
Các trạm biến áp trong nhà của sân bay rất nhạy cảm với hỏa hoạn; loại khô SCB13 không dầu và chống cháy. Tổn thất không tải cao hơn một chút so với dầu vô định hình, nhưng an toàn thắng thế.
Máy phát diesel dự phòng cho sân bay cần lớn cỡ nào?
Cấp 1 500 + chữa cháy 50 = 550 kW phải được bao phủ 100%; diesel 400 kW + UPS 150 kVA = 550 kW, với diesel được thực hiện dưới dạng tổ máy phát container 500 kVA.
GPU 400 Hz là gì và tại sao nó ảnh hưởng đến thiết kế?
Bộ nguồn mặt đất 400 Hz là bộ biến tần cấp điện cho máy bay trên sân đỗ — một phụ tải phi tuyến tập trung đẩy THDi lên 30%, đòi hỏi PFC giải điều hưởng cộng với APF.
UPS trụ được bao lâu?
UPS 150 kVA/120 kW ở đây dự phòng trong 15 phút (384 Vdc, 97 Ah) — đủ để bắc qua 2 giây chuyển đổi diesel; thêm chuỗi ắc quy để có thời gian chạy lâu hơn.
Cái gì dự phòng cho đèn đường băng?
Đèn đường băng là cấp 1: bình thường được cấp từ thanh cái hạ áp hai máy biến áp; khi mất lưới, diesel 400 kW tiếp quản với UPS bắc cầu — không mất điện.
Tại sao dùng hai máy biến áp N+1?
Sân bay không thể dừng hoàn toàn khi một máy biến áp hỏng; N+1 cho tải 84% sau khi mất một tổ máy, chuyển đổi 2 giây ≤ 15 giây cho phép — đạt.
THDi 30% có phải là vấn đề?
Có — gấp đôi giới hạn 15%. Cuộn kháng giải điều hưởng chỉ ngăn cộng hưởng; cần APF để loại bỏ nó, nếu không tụ bù sẽ quá nhiệt và hỏng.
Gói cho sân bay giá bao nhiêu?
Tổng từ công cụ cấu hình ≈ $456.014 (mức khả thi), bao gồm hai máy biến áp, tủ trung/hạ áp, diesel, UPS và PFC; liên hệ kỹ sư của chúng tôi để có báo giá chính thức.

Special Considerations

  • Mức sự cố hệ thống mặc định là 500 MVA — xác nhận giá trị thực tế với công ty điện lưới (ảnh hưởng đến cài đặt bảo vệ & nhiệt cáp; toConfirm: ssc).
  • THDi ~30% vượt giới hạn; cuộn kháng giải điều hòa chỉ ngăn khuếch đại — thêm APF để thực sự xóa cảnh báo.
  • Tất cả 500 kW được xử lý như cấp 1; nếu một số tải đầu cuối có thể giảm cấp, dự phòng diesel/UPS (và chi phí) có thể giảm.
  • Ước tính ở mức khả thi; bản vẽ đang chờ viện thiết kế được cấp phép, không phải tài liệu thi công.

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 →

Cung cấp một lần các thiết bị năng lượng mặt trời và thông thường

Từ thiết kế hệ thống phân phối điện đến năng lượng mặt trời - máy biến áp, thiết bị đóng cắt, trạm biến áp và thiết bị năng lượng mặt trời, được định cỡ và báo giá ở một nơi. Sử dụng máy tính của chúng tôi để nhận hóa đơn nguyên vật liệu và giá FOB đầy đủ.