Transformatorlösung für Industrieprojekte in Saudi-Arabien (50 °C Hochtemperaturumgebung)

Jubail liegt an der Westküste des Persischen Golfs im Osten Saudi-Arabiens und hat sich zu einem wichtigen globalen Zentrum für die Petrochemie- und Schwerindustrie entwickelt, dessen Ankerpunkt die Industriestadt Jubail ist. Die Region ist anhaltend hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit, starkem Salznebel und staubigen Bedingungen ausgesetzt; Im Sommer liegen die Umgebungstemperaturen häufig über 50 °C. Darüber hinaus stellt der Salzgehalt der Küstenluft hohe Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit und langfristige Betriebszuverlässigkeit von Outdoor-Elektrogeräten.

Unter diesen Betriebsbedingungen schreitet der Bau des Kraftwerksprojekts Saudi Aramco reibungslos voran. Das Projekt befasst sich mit den extremen Klimabedingungen im Nahen Osten. Ein komplettes Kraftwerksstromversorgungssystem wurde mit Epoxidharz-Trockengusstransformatoren der Serie SCB, kompakten Umspannwerken und zugehörigen Mittel- und Niederspannungs-Stromverteilungsgeräten aufgebaut.

Das Hauptumspannwerk ist mit drei SCB-Trockentransformatoren mit einer Nennleistung von 2.500 kVA, 2.000 kVA und 1.000 kVA ausgestattet, die für die Stromumwandlung und die Gewährleistung einer stabilen Stromversorgung der Produktionsbereiche verantwortlich sind. Die Stromverteilungszonen der Anlage verfügen über mehrere Trockentransformatoren und Umspannwerke ; Diese Paketumspannwerke integrieren Hochspannungsschaltanlagen, Transformatoren und Niederspannungsverteilerschränke, um die Mittelspannungsstromaufnahme, Spannungsumwandlung und die Stromversorgung für Maschinen und Beleuchtung auf der Niederspannungsseite zu erleichtern.

Das Projekt nutzt insgesamt 22 Transformatoreinheiten – darunter 12 Trockentransformatoren und 10 kastenförmige Umspannwerke (vorgefertigte Umspannwerke) – , um die Motorenmontagewerkstatt, die Schiffspumpenproduktionswerkstatt, Nebengebäude und Anlagenversorgungsanlagen zu versorgen und so eine zuverlässige und kontinuierliche Stromversorgung für den Betrieb sicherzustellen.

Anhand dieses Projekts als Fallstudie analysiert dieser Artikel die praktische Anwendung von Trockentransformatoren und kastenförmigen Umspannwerken in Industrieprojekten im Nahen Osten. Dabei werden Aspekte wie die Anpassung an Hochtemperaturumgebungen, das Korrosionsschutzdesign, die Produktauswahl, die Systemkonfiguration und die Installation vor Ort behandelt, um eine Referenz für die Auswahl von Stromversorgungsgeräten bei Ingenieurprojekten in Übersee zu bieten.

I. Projekthintergrund: Ein Schlüsselprojekt zur Unterstützung der Modernisierung der industriellen Fertigung in Saudi-Arabien

Das Saudi Aramco Power Workshop-Projekt befindet sich in der Industriestadt Ras Al-Khair in Jubail in der Ostprovinz Saudi-Arabiens. Es dient als unterstützende Einrichtung für das Projekt „King Salman International Complex for Maritime Industries and Services“ und teilt sich den gleichen Industriepark wie das maritime Anlagenprojekt, an dem unser Unternehmen ebenfalls beteiligt ist.

Unser Unternehmen hat den EPC-Vertrag für dieses Projekt mit Saudi Aramco unterzeichnet; Es ist ein wichtiges unterstützendes Projekt zur Förderung der industriellen Lokalisierung im Rahmen der „Vision 2030“ Saudi-Arabiens.

Zu den wesentlichen Baukomponenten des Projekts gehören:

·Motormontagewerkstatt;

·Montagewerkstatt für Schiffspumpen;

·Nebenproduktionsgebäude;

·Energie- und Versorgungseinrichtungen.

Nach Abschluss wird das Projekt die Herstellung industrieller Schiffsantriebssysteme und Schiffspumpenausrüstung übernehmen und so die Fähigkeiten der Lieferkette der maritimen Industrie Saudi-Arabiens verbessern.

Für große Produktionsanlagen ist eine stabile und zuverlässige Stromversorgung eine entscheidende Grundlage für die Sicherstellung einer kontinuierlichen Produktion. Als Schlüsselkomponenten des Energiesystems wirkt sich die Betriebszuverlässigkeit von Transformatoren direkt auf die Gesamtproduktionseffizienz und -sicherheit der Anlage aus.

Daher standhalten, zu einem entscheidenden Aspekt des elektrischen Systemdesigns für das Projekt. wurde die Auswahl von Transformatoren, die hohen Temperaturen, Salzsprühnebel und sandigen, staubigen Umgebungen

II. Umweltherausforderungen: Extreme Hitze (50 °C) und Zuverlässigkeit der Salzsprühtestgeräte an der Küste

Ein charakteristisches Merkmal von Industrieprojekten im Nahen Osten ist das anspruchsvolle Betriebsumfeld, das weit über das typischer Regionen hinausgeht.

Gemäß der Normenreihe IEC 60076 verwenden herkömmliche Transformatorkonstruktionen typischerweise eine Umgebungstemperatur von 40 °C als Referenzpunkt; Allerdings können die Sommertemperaturen in Teilen Saudi-Arabiens 50 °C überschreiten.

Folglich können Transformatoren, die nach Standardspezifikationen hergestellt werden, die lokalen Anforderungen für einen langfristigen, stabilen Betrieb nicht direkt erfüllen.

1. Hohe Umgebungstemperaturen verringern die Wärmeableitungskapazität des Geräts.

Beim Betrieb des Transformators erzeugen die Wicklungen und der Kern Verluste, die in Wärme umgewandelt werden, die umgehend über das Kühlsystem abgeführt werden muss.

Wenn die Umgebungstemperatur steigt:

· der Temperaturunterschied zur Wärmeableitung nimmt ab;

· Die Kühleffizienz sinkt;

· der Anstieg der Innentemperatur nimmt zu;

· Längerer Betrieb bei hohen Temperaturen beschleunigt die Alterung von Isoliermaterialien und beeinträchtigt die Lebensdauer der Geräte.

Daher erfordern Projekte im Nahen Osten in der Regel spezielle Designs für Umgebungen mit hohen Temperaturen, darunter:

· Vergrößerung der Wärmeableitungsfläche;

· Optimierung von Kühlstrukturen;

· Verbesserung der thermischen Bewertung von Isoliermaterialien;

· Überprüfung der Kapazität anhand der Umgebungstemperatur.

2. Umgebungen mit hohem Salzgehalt erhöhen das Korrosionsrisiko

Das Projekt liegt in der Nähe des Persischen Golfs, wo die Luft hohe Salzkonzentrationen enthält.

Gemäß der Korrosionsschutzklassifizierung nach ISO 12944 fallen industrielle Küstenumgebungen typischerweise in die Kategorie C5-M mit hoher Korrosivität.

In solchen Umgebungen sind die Oberflächen von Standardgeräten anfällig für:

· Korrosion von Metallkonstruktionen;

· Abbau von Schutzbeschichtungen;

· Reduzierte Dichtleistung des Gehäuses.

Daher erfordern Außentransformatoren und geschlossene Geräte höherwertige Korrosionsschutzmaßnahmen, wie zum Beispiel:

· Korrosionsschutzbeschichtungen der Klasse C5-M;

· verbesserte Oberflächenbehandlungsprozesse;

· verbesserte Gehäuseschutzfunktionen.

3. Staubige Umgebungen erfordern höhere Schutzgrade

In bestimmten Regionen Saudi-Arabiens herrscht das ganze Jahr über staubige Bedingungen. Große Mengen feiner Partikel können leicht in das Gerät eindringen und möglicherweise Isolationskomponenten und elektrische Verbindungen beeinträchtigen.

Daher muss die Projektausrüstung Folgendes aufweisen:

· robuste Dichtungsstrukturen;

· hohe Schutzgrade;

· Stabile Anpassungsfähigkeit an die Umwelt.

Dies stellt einen wesentlichen Unterschied bei der Ausrüstungsauswahl zwischen Industrieprojekten im Ausland und Standardprojekten im Inland dar.

III. Gerätekonfiguration: Kombinierter Einsatz von Trockentransformatoren und Kastenumspannwerken

Um den betrieblichen Anforderungen verschiedener Bereiche gerecht zu werden, verwendet das Projekt ein kombiniertes Stromversorgungssystem mit Trockentransformatoren für den Innenbereich und Kastentransformatoren für den Außenbereich.

Diese Konfiguration gleicht Sicherheitsanforderungen in Produktionsbereichen mit der Notwendigkeit einer verteilten Stromversorgung im gesamten Werk aus und stellt ein gängiges Anwendungsmodell für große Industrieprojekte im Nahen Osten dar.

1. Innenkonfiguration: Trockentransformator sorgt für die Stromversorgung der Produktionshalle.

Das Hauptumspannwerk des Projekts ist mit drei Trockentransformatoren ausgestattet:

Das Gesamtgewicht der drei Ausrüstungsgegenstände beträgt 17,18 Tonnen.

Da in der Produktionswerkstatt Industrieanlagen wie Motoren und Schiffspumpen hergestellt werden, die hohe Standards für die Sicherheit der Stromversorgung und den Dauerbetrieb erfordern, wurden Trockentransformatoren als primäre Stromversorgungseinheiten ausgewählt.

Zu den wesentlichen Vorteilen von Trockentransformatoren zählen:

Betrieb ohne Isolieröl

Trockentransformatoren nutzen eine solide Isolationsstruktur und benötigen kein Transformatoröl; Dadurch wird das Risiko einer Ölleckage eliminiert und sie eignen sich besser für den Einbau in Industrieanlagen.

Reduzierter Wartungsaufwand

Im Vergleich zu in Öl getauchten Anlagen entfallen bei Trockentransformatoren Wartungsaufgaben wie die Prüfung der Ölqualität und das Nachfüllen von Öl, wodurch die langfristigen Betriebs- und Wartungskosten gesenkt werden.

Überlegene Brandschutzleistung

Trockentransformatoren bieten eine erhöhte Sicherheitseignung für Produktionsbereiche, die durch eine hohe Personaldichte und konzentrierte Ausrüstung gekennzeichnet sind.

Drei Haupttransformatoreinheiten dienen als zentrale Stromversorgungsknoten des Projekts und gewährleisten eine stabile Stromversorgung für die Fertigungsbereiche.

2. Außenkonfiguration: Kastentransformatoren zur Errichtung des Stromversorgungsnetzes der Anlage

Gemäß dem Projektkonfigurationsplan werden in der gesamten Anlage insgesamt 22 Transformatoren eingesetzt, darunter 12 Trockentransformatoren und 10 kastenförmige Umspannwerke (vormontierte Transformatoreinheiten), um ein umfassendes Stromversorgungsnetz zu bilden, das das Hauptumspannwerk, die Produktionswerkstätten und die Nebenanlagen abdeckt.

Darunter sind die 12 Trockentransformatoren – insbesondere dreiphasige Epoxidgussharz-Einheiten – die hauptsächlich für die Stromversorgung von Produktionshallen und kritischen Verbrauchern eingesetzt werden. Die Kapazitäten sind wie folgt:

·2500-kVA-Trockentransformator

Modell: SCB18-2500/10

Nennkapazität: 2500 kVA

Hochspannungsseite: 10 kV

Niederspannungsseite: 0,4 kV

Isolationsklasse: F

Kühlmethode: AN/AF (natürliche Luftkühlung/erzwungene Luftkühlung)

·2000-kVA-Trockentransformator

Modell: SCB18-2000/10

Nennkapazität: 2000 kVA

Hochspannungsseite: 10 kV

Niederspannungsseite: 0,4 kV

Geeignet für den industriellen Dauerlastbetrieb

·1000-kVA-Trockentransformator

Modell: SCB18-1000/10

Nennkapazität: 1000 kVA

Hochspannungsseite: 10 kV

Niederspannungsseite: 0,4 kV

Versorgt hauptsächlich Nebengebäude und Antriebslasten mit Strom

Die restlichen Trockentransformatoren werden entsprechend den unterschiedlichen Lastanforderungen der Gebäude konfiguriert und weisen überwiegend Leistungen im Bereich von 630 kVA bis 2.000 kVA auf , um eine stabile Stromversorgung für Produktionsanlagen, Beleuchtungssysteme, Steuerungssysteme und Hilfseinrichtungen zu gewährleisten.

Zehn Kastentransformatoren sind vorrangig im Außenbereich des Werksgeländes zur Stromversorgung der Produktionshallen und verteilter Lasten installiert. Die Ausrüstung nutzt eine vormontierte Paket-Umspannwerksstruktur mit der folgenden typischen Konfiguration:

Modell: Kastenförmige Unterstation der Serie ZGS11/ZGS13

· Kapazitätsbereich:

1000 kVA

1250 kVA

1600 kVA

· Hochspannungsseite:

11 kV (kompatibel mit saudischen Industriestromnetzen)

· Niederspannungsseite:

0,415 kV

· Schutzklasse:

IP54 oder höher

· Kühlmethode:

ONAN (Ölgekühlte natürliche Kühlung)

Vorgefertigte Umspannwerke integrieren Hochspannungsschaltanlagen, Öltransformatoren und Niederspannungs-Stromverteilungssysteme in einer Einheit. Sie zeichnen sich durch schnelle Installation, Beständigkeit gegen Sand und Staub, Beständigkeit gegen Salzsprühkorrosion und eine kompakte Grundfläche aus und sind weitere Merkmale, wodurch sie für die langfristige Betriebsumgebung von Industrieparks an der Küste Saudi-Arabiens geeignet sind.

Diese Einheiten sind verantwortlich für die stabile Stromversorgung von:

· 44 Mittelspannungsschaltfelder;

· 69 Niederspannungsschaltfelder;

· Gebäudebeleuchtungssysteme;

· Energieausrüstung;

· Kontrollsysteme.

Kastentransformatoren (vorgefertigte Umspannwerke) integrieren Hochspannungsschaltanlagen, Transformatoren und Niederspannungs-Stromverteilungsgeräte in einem einzigen Gehäuse.

Im Vergleich zu herkömmlichen Bauweisen für Umspannwerke bieten Kastentransformatoren die folgenden Merkmale:

·Vorfertigung im Werk und hohe Installationseffizienz vor Ort

Die Ausrüstung wird im Werk zusammengebaut und getestet, was eine schnelle Installation vor Ort und eine Verkürzung der Bauzeit ermöglicht.

·Abgedichtete Struktur, geeignet für anspruchsvolle Umgebungen

Das Gehäusedesign minimiert die Auswirkungen von Umweltfaktoren – wie Staub und Salznebel – auf interne Komponenten.

·Flexible Stromversorgung für Anlagenanlagen

Die Geräte haben eine geringe Stellfläche und ermöglichen eine dezentrale Installation, die an das Anlagenlayout angepasst ist.

Letztendlich nutzt das Projekt 22 Transformatoren, um ein umfassendes Stromversorgungsnetz aufzubauen und die Stromabdeckung vom Hauptumspannwerk bis hin zu Produktionswerkstätten und Nebenanlagen zu erweitern.

IV. Präzisionsinstallation: 22 Transformatoren an den Projektstandort geliefert

Am 10. Juli 2026 wurden die drei Trockentransformatoren für das Hauptumspannwerk des Projekts erfolgreich in Position gebracht.

Der Installationsprozess des Transformators umfasst mehrere Phasen – einschließlich Transport, Fundamentabnahme, Heben der Ausrüstung, Positionierungsanpassungen und Sicherheitsschutz – und stellt hohe Anforderungen an die Baugenauigkeit und das Management vor Ort.

Vorbereitungsphase vor der Installation

Bevor die Ausrüstung vor Ort eintrifft, muss Folgendes erledigt werden:

· Transportroutenplanung;

· Inspektion des Installationsfundaments;

· Überprüfung der Höhe und Mittellinien;

· Bestätigung der Tragfähigkeit.

Stellen Sie sicher, dass die Bedingungen für die Geräteinstallation den Designanforderungen entsprechen.

Hebe- und Installationsphase

Der Transformatorinstallationsprozess umfasst mehrere Phasen – einschließlich Transport, Fundamentinspektion, Heben der Ausrüstung, Positionierung und Sicherheitsschutz – und stellt hohe Anforderungen an die Baugenauigkeit und das Management vor Ort.

Projektqualitätskontrolle

Das gesamte Projekt – von der Genehmigung der Baupläne und technischen Briefings vor Ort bis zur Überwachung des Hebevorgangs – wurde in Übereinstimmung mit internationalen Standards für das Projektmanagement im Ausland durchgeführt.

Die erfolgreiche Installation des Transformators markiert den Eintritt der elektrischen Bauphase des Projekts in eine kritische Phase und legt den Grundstein für die anschließende Inbetriebnahme und den Betrieb der Ausrüstung.

V. Lehren aus dem Fall: Der Markt im Nahen Osten stellt höhere Anforderungen an Energieausrüstung

Das Kraftwerksprojekt Saudi Aramco ist nicht nur ein industrielles Produktionsunternehmen; Es dient auch als praktische Fallstudie für chinesische Energieausrüstungsunternehmen, die in den Markt des Nahen Ostens eintreten.

1. Extreme Umgebungen dienen als kritischer Test der Gerätefähigkeiten

Bedingungen wie 50 °C hohe Temperaturen, starker Salznebel und staubige Umgebungen stellen hohe Anforderungen an die Transformatorkonstruktion.

Um in den Markt des Nahen Ostens einzutreten, müssen Geräte nicht nur grundlegende Leistungsstandards erfüllen, sondern auch gezielte Optimierungen in folgenden Bereichen durchlaufen:

· Wärmeableitungsdesign;

· Korrosionsschutzbehandlung;

· Isoliersysteme;

· Schützendes strukturelles Design.

2. Internationale Projekte legen großen Wert auf die Zuverlässigkeit der Ausrüstung und die Fertigungskapazitäten

Bei großen Industrieprojekten im Ausland kommen in der Regel strenge Lieferantenüberprüfungssysteme zum Einsatz.

Hersteller müssen nicht nur Produkte bereitstellen, die den Standardspezifikationen entsprechen, sondern auch Folgendes nachweisen:

· Stabile Produktionskapazität;

· Ein robustes Qualitätsmanagementsystem;

· Umfangreiche Erfahrung mit Auslandsprojekten.

3. Die Kombination „Trockentransformator + Umspannwerk“ ist eine gängige Konfiguration für Industrieprojekte

Wie dieses Projekt zeigt:

In Innenräumen steht die Sicherheit an erster Stelle, weshalb Trockentransformatoren die geeignetere Wahl sind.

Bei Außenanlagen stehen die Anpassungsfähigkeit an die Umgebung und eine schnelle Bereitstellung im Vordergrund, was kastenförmigen Umspannwerken einen deutlichen Vorteil verschafft.

Die Auswahl des geeigneten Gerätetyps basierend auf der Betriebsumgebung ist ein Schlüsselprinzip bei der Elektroplanung von Industrieprojekten in Übersee.

Zusammenfassung: Stromversorgungsanforderungen für Industrieprojekte im Nahen Osten – Erkenntnisse von 22 Transformatoren

Die 22 für das Kraftwerksprojekt Saudi Aramco installierten Transformatoren liefern nicht nur Strom für Industriebetriebe, sondern demonstrieren auch die Anpassungsfähigkeit chinesischer Energieanlagen an komplexe Überseeumgebungen.

Von der Gerätekonstruktion für Hochtemperaturumgebungen mit 50 °C über den Korrosionsschutz für Küstengebiete mit Salznebelbedingungen bis hin zur präzisen Vor-Ort-Installation von Großgeräten zeigt jeder Aspekt, dass der Kern des Wettbewerbs bei Energieprojekten in Übersee nicht nur in der Produktpreisgestaltung liegt, sondern auch in der Zuverlässigkeit der Geräte, dem technischen Know-how und dem Verständnis der lokalen Betriebsumgebungen.

Für Energieausrüstungsunternehmen, die den Markteintritt im Nahen Osten planen, ist ein tiefes Verständnis der lokalen Standards und Anwendungsanforderungen der Schlüssel zum langfristigen Wachstum.