Vistas: 0 Autor: Editor del sitio Hora de publicación: 2026-08-25 Origen: Sitio
Soy ingeniero del equipo de diseño de transformadores de Zisheng Electric , con una larga experiencia en el diseño y soporte técnico de transformadores de potencia en condiciones ambientales especiales.
En los últimos años, he sido testigo del rápido crecimiento de los proyectos de energía renovable en países de Medio Oriente como Arabia Saudita y los Emiratos Árabes Unidos . a gran escala , y los requisitos para los equipos solar , de energía eólica y almacenamiento de energía Se están desarrollando uno tras otro proyectos de distribución de media tensión aumentan continuamente.
En estos proyectos de energía renovable, , los transformadores de potencia de 33 kV desempeñan un papel fundamental. Son responsables de la recolección de energía y la conexión a la red elevadora. Si el transformador no puede funcionar de manera confiable, la confiabilidad general de la planta de energía y la eficiencia de la conexión a la red se verán directamente afectadas.
Con la transformación de la estructura energética, Arabia Saudita, los Emiratos Árabes Unidos y otros países del Golfo están acelerando continuamente el desarrollo de infraestructura de energía renovable.
Tomando de Arabia Saudita , la energía renovable se ha convertido en una parte importante de la futura estrategia energética del país, con proyectos de energía solar y eólica a gran escala que se implementan continuamente. la Visión 2030 como ejemplo
Estos proyectos suelen incluir:
Gran capacidad instalada
Entornos operativos complejos
Altos requisitos de conexión a la red.
Como resultado, imponen mayores exigencias a los sistemas colectores de media tensión y a los equipos elevadores.
En las plantas de energía renovable, el sistema colector de 33 kV y los transformadores de soporte son responsables de la recolección de energía y el aumento de voltaje. Son equipos clave para entregar la electricidad generada y conectar la planta a la red, asegurando una operación estable del proyecto.
Se encuentra justo en un punto de equilibrio práctico: mantener las pérdidas de transmisión bajo control y al mismo tiempo evitar el mayor costo y la complejidad asociados con los equipos de voltaje extra alto.
Representados por plantas de energía renovable a gran escala, como el Parque Solar MBR de Dubai, los proyectos renovables a escala de servicios públicos en los Emiratos Árabes Unidos generalmente adoptan niveles de voltaje de 33 kV para el sistema colector de voltaje medio. La potencia de 1500 V CC del lado fotovoltaico se convierte en CA de bajo voltaje a través de inversores y luego se aumenta a 33 kV mediante transformadores elevadores de campo. La energía se recolecta a través de la red colectora de 33 kV hasta la subestación y luego se incrementa a 132 kV/220 kV a través del transformador principal antes de conectarse a la red pública.
El sistema saudí de 33 kV no tiene un punto neutral natural . Debe confiar en un transformador de conexión a tierra para crear un punto neutro y luego conectar una resistencia de conexión a tierra neutra para lograr una conexión a tierra de resistencia. El punto neutro del transformador no puede conectarse directamente a tierra.
Los proyectos de energía eólica siguen el mismo enfoque. El parque eólico Al Ghat de 600 MW en Arabia Saudita , que consta de 80 turbinas eólicas de 7,7 MW cada una, está equipada con una subestación de 33/132 kV . La energía generada por las turbinas eólicas se recoge primero a 33 kV y luego se intensifica y se transmite a la red.
Seleccionar un transformador no es simplemente una cuestión de elegir en función de la capacidad instalada. Es necesario considerar en conjunto el voltaje de salida del inversor, el diseño del sistema colector, los requisitos de conexión a la red, la distancia de transmisión y los planes de expansión futuros.
Por ejemplo, en a gran escala plantas de energía solar , si las líneas de colectores son largas, aumentar ligeramente el nivel del sistema de media tensión puede reducir significativamente las pérdidas en las líneas. Los proyectos de almacenamiento de energía son diferentes y requieren especial atención al flujo de energía bidireccional y al impacto de los frecuentes ciclos de carga y descarga en la confiabilidad del equipo.
Los diferentes tipos de proyectos de energía renovable tienen diferentes requisitos de capacidad del transformador, niveles de voltaje y métodos de enfriamiento. La siguiente tabla proporciona referencias de configuración típicas.
Tipo de proyecto |
Rango de capacidad típico |
Lado de alto voltaje |
Lado común de bajo voltaje |
Método de enfriamiento recomendado |
Grupo de vectores |
Observaciones |
|---|---|---|---|---|---|---|
Planta de energía solar centralizada |
1000-3150 kVA |
33 kilovoltios |
0,4 kV/0,69 kV |
ONAN (Aceite Natural Aire Natural) |
Dyn11 |
Igualar la capacidad total del inversor; evitar un margen de reserva excesivo |
Planta de energía solar a gran escala |
4000-10000 kVA |
33 kilovoltios |
0,69 kV / 0,8 kV / 11 kV |
ONÁN / ONAF |
Dyn11 / YNd11 (no recomendado) |
Se puede seleccionar una estructura de doble división para acomodar múltiples entradas de inversor |
Parque eólico |
2000-12500 kVA |
33 kilovoltios |
0,69 kV/1,14 kV |
ONÁN / ONAF |
Dyn11 |
Considere el impacto armónico; Se recomienda el diseño del factor K. |
Sistema de almacenamiento de energía de batería (BESS) |
1000-8000 kVA |
33 kilovoltios |
0,4 kV/0,69 kV |
ONÁN / ONAF |
Dyn11 |
Considere el flujo de energía bidireccional y la operación frecuente de carga/descarga. |
Distribución Parque Industrial |
500–20 000 kVA |
33 kilovoltios |
11kV/6,6kV/415V |
ONÁN / ONAF |
Dyn11/Yyn0 (no recomendado) |
Seleccione según el factor de diversidad de carga de 0,6 a 0,8 |
Por supuesto, estas son sólo configuraciones típicas. El diseño real también debe considerar de voltaje de conexión a la red , las características de carga y la impedancia de cortocircuito . Cuando la selección es incierta, la consulta con nuestro equipo técnico siempre está disponible sin coste alguno.
En realidad, igualar la capacidad es sólo el primer paso. Durante la etapa de evaluación técnica, muchos contratistas EPC prestan más atención a detalles como las pérdidas del transformador, , la impedancia de cortocircuito , el nivel de ruido y la conveniencia del mantenimiento.
Una característica común de los proyectos de energía renovable en Medio Oriente es que los equipos deben operar continuamente en condiciones de alta temperatura . Por lo tanto, suficiente durante la etapa de diseño para garantizar un funcionamiento estable durante la carga máxima de verano. un margen térmico se debe considerar
La diferencia más significativa entre los proyectos de energía renovable de Oriente Medio y los proyectos de otras regiones es el duro entorno natural: las zonas del interior pueden experimentar temperaturas superficiales que alcanzan los 55°C en verano, junto con una grave acumulación de arena y polvo; Las zonas costeras enfrentan desafíos adicionales debido a la fuerte corrosión por niebla salina.
Los transformadores diseñados de acuerdo con el entorno de referencia convencional de 40 °C de IEC 60076 pueden experimentar problemas tales como aumento de temperatura real que excede los límites, envejecimiento acelerado del aislamiento, bloqueo del radiador y corrosión de componentes metálicos cuando se operan directamente en estas condiciones. Esto puede aumentar significativamente la frecuencia del mantenimiento.
Por lo tanto, los equipos deben someterse a un diseño completo de adaptación tropicalizada. Según los requisitos de IEC 60076, los cálculos de aumento de temperatura deben realizarse de acuerdo con la temperatura ambiente máxima real del proyecto (55 °C en Arabia Saudita y 50 °C en los Emiratos Árabes Unidos), considerando las pérdidas adicionales causadas por los armónicos de las energías renovables.
Se puede adoptar un sistema de refrigeración híbrido inteligente ONAN/ONAF para garantizar un funcionamiento continuo a plena carga en condiciones extremas de alta temperatura al mediodía.
Para proyectos costeros, la unidad completa debe seguir el sistema de revestimiento anticorrosión de alta resistencia ISO 12944 C5-M para resistir la niebla salina, la radiación ultravioleta y la erosión de la arena.
Las soluciones de equipos en contenedores ( E-house ) se utilizan ampliamente. Estos sistemas pueden integrarse y probarse completamente en la fábrica, lo que reduce la carga de trabajo en el sitio. La carcasa proporciona un alto nivel de protección contra el polvo y la niebla salina. Sin embargo, durante la etapa de diseño se debe evaluar el aumento adicional de temperatura causado por la acumulación de calor dentro del gabinete.
Factor de diseño |
Consideraciones clave |
|---|---|
Temperatura ambiente |
Arabia Saudita adopta 55°C y los Emiratos Árabes Unidos/Jordania aproximadamente 50°C como temperatura ambiente máxima para la verificación del aumento de temperatura; Considere las pérdidas adicionales por armónicos del inversor y el margen de reserva del punto caliente del devanado. |
Método de enfriamiento |
Seleccione refrigeración híbrida de frecuencia variable ONAN/ONAN-ONAF inteligente según capacidad; Las soluciones en contenedores/casas eléctricas requieren una verificación adicional de la acumulación interna de calor para garantizar el funcionamiento a plena carga en temperaturas extremas. |
Diseño de protección y anticorrosión. |
Los proyectos en el desierto interior requieren protección contra el polvo y la arena; los proyectos costeros siguen el sistema de revestimiento de protección contra la corrosión de alta resistencia ISO 12944 C5-M ; configurar respiraderos resistentes a la arena, filtros de radiador y materiales de sellado resistentes a altas temperaturas |
Diseño de aislamiento |
Nivel de aislamiento del equipo de 33kV Um=36kV; diseñado de acuerdo con las condiciones operativas del inversor, controlando el aumento de temperatura del devanado y la temperatura del punto caliente; Resiste los ciclos térmicos diarios y mejora la confiabilidad a largo plazo. |
Frecuencia y calidad de la energía |
Distinga entre proyectos de 50 Hz y 60 Hz; considere la carga armónica, adopte un diseño de devanado de factor K para reducir el calentamiento armónico; Se prefiere el grupo vectorial Dyn11 para transformadores elevadores de campo |
Adaptación de puesta a tierra del sistema |
Arabia Saudita y otros sistemas de 33 kV sin puntos neutros inherentes requieren transformadores de puesta a tierra tipo Z + resistencias de puesta a tierra neutra (NER) para cumplir con los requisitos de protección de la red para fallas de puesta a tierra monofásicas. |
Método de instalación |
Diferenciar entre instalación abierta al aire libre y soluciones de transformadores en contenedores/E-house; El equipo de contenedor integrado en fábrica requiere una evaluación de la disipación de calor del gabinete y la protección del transporte. |
Desde una perspectiva de diseño de ingeniería, para los proyectos de Medio Oriente , los límites de aumento de temperatura y los niveles de protección son dos límites absolutos que no pueden verse comprometidos.
La norma IEC proporciona requisitos mínimos, no el objetivo final. Cuando la temperatura aumenta entre 6 y 8 °C, la vida útil del aislamiento se puede reducir a la mitad. Esto no es una exageración, sino una relación física comprobada.
En nuestros proyectos en el Parque Solar MBR de Dubai y en varios proyectos de Arabia Saudita , siempre hemos seguido este enfoque de diseño y el equipo ha estado funcionando de manera confiable.
El mayor desafío de los proyectos de energía renovable en Medio Oriente no es simplemente la alta temperatura, sino también si los equipos pueden soportar un funcionamiento a largo plazo en condiciones ambientales complejas. En países como Arabia Saudita y los Emiratos Árabes Unidos , , las plantas de energía solar y los parques eólicos generalmente se construyen en áreas abiertas, donde los equipos están expuestos a altas temperaturas, , arena y polvo , y en las regiones costeras, a niebla salina durante todo el año.
El verdadero desafío para los transformadores de 33 kV no es el nivel de voltaje en sí, sino la confiabilidad a largo plazo en condiciones ambientales extremas..
Un transformador con diseño convencional puede funcionar bien en condiciones normales de funcionamiento, pero en Medio Oriente es necesario reevaluar todos los aspectos: cómo controlar el aumento de temperatura , qué método de enfriamiento aplicar, qué nivel de protección se requiere y si es necesario mejorar el sistema de aislamiento . Cada factor requiere un cálculo de ingeniería detallado.
Cuando la temperatura ambiente aumenta, la eficiencia de disipación de calor naturalmente disminuye. Durante el funcionamiento prolongado con cargas elevadas, la temperatura interna aumenta y la tasa de envejecimiento de los materiales aislantes se acelera significativamente. Por lo tanto, el diseño de transformadores para proyectos de Medio Oriente debe incluir un margen térmico suficiente , lo cual es un requisito fundamental.
Para los sistemas de refrigeración , los transformadores de capacidad pequeña y mediana generalmente utilizan la circulación de aceite natural ONAN , mientras que los grandes transformadores sumergidos en aceite utilizados en importantes proyectos de energía renovable suelen adoptar la refrigeración por aire forzado ONAF para un mayor rendimiento de disipación de calor.
Tampoco se puede pasar por alto el diseño de protección . La arena y el polvo pueden bloquear los radiadores, mientras que la niebla salina puede corroer los componentes metálicos. Para instalados en exteriores transformadores de 33 kV , la protección del gabinete, el tratamiento anticorrosión y el diseño de sellado deben reforzarse especialmente en lugar de simplemente aplicar configuraciones de producto estándar.
Según nuestra propia experiencia en proyectos, que un transformador pueda funcionar de manera confiable durante más de 20 años depende en gran medida de si las condiciones ambientales locales se consideraron plenamente durante la etapa de diseño. Incluso con materiales de alta calidad, si el diseño no tiene en cuenta el entorno real, el rendimiento seguirá viéndose comprometido.
Los proyectos de energía renovable son bien conocidos por sus estrictos requisitos en materia de confiabilidad de los equipos. Ya sea energía solar o eólica , el transformador juega un papel fundamental en el sistema de conversión y recolección de energía. Una vez que falla un transformador, no sólo aumentan los costos de mantenimiento, sino que también pueden verse afectados los ingresos por producción de energía de toda la planta de energía.
Por lo tanto, el proceso de fabricación y las pruebas en fábrica son extremadamente importantes. Sin un fuerte control sobre estos dos aspectos, incluso el mejor diseño sigue siendo sólo un concepto en el papel.
Un transformador de potencia confiable de 33 kV requiere un control estricto durante todo el proceso de fabricación, incluido el procesamiento del núcleo, la producción de devanados, el tratamiento del aislamiento, el ensamblaje y la inspección.
Durante la producción real, la fuerza de sujeción del devanado, la precisión del ensamblaje del núcleo y la tecnología de procesamiento del aislamiento afectan directamente la estabilidad operativa a largo plazo del equipo. Cada paso importa.
El proceso de fabricación central afecta directamente las pérdidas sin carga y la eficiencia operativa. El diseño y la calidad de fabricación de los devanados determinan la resistencia mecánica y la capacidad de resistencia a cortocircuitos . La calidad del tratamiento de aislamiento influye directamente en la vida útil del transformador..
Antes de la entrega, un conjunto completo de pruebas de transformadores , que incluyan: es esencial realizar
Prueba de resistencia del devanado
Prueba de relación de vueltas
Prueba de resistencia de aislamiento
Prueba de pérdida sin carga
Prueba de pérdida de carga
Prueba de tensión soportada a frecuencia industrial
Prueba de voltaje inducido
Para a gran escala proyectos de energía renovable , de acuerdo con los requisitos del contratista y propietario de EPC , generalmente se requieren pruebas adicionales, incluidas pruebas de aumento de temperatura, , pruebas de descarga parcial y, a veces, inspecciones de terceros.
En mi opinión, realizar pruebas no se trata sólo de proporcionar un informe de calidad. Más importante aún, ayuda a identificar problemas potenciales durante la etapa de fábrica en lugar de descubrirlos después de la instalación en el sitio.
Los proyectos de energía renovable suelen tener cronogramas de construcción ajustados y condiciones de sitio complejas. Una vez que llega el equipo, la instalación, la puesta en servicio y la conexión a la red deben completarse lo más rápido posible. Cuanto más se verifique el equipo en fábrica, menor será el riesgo durante la puesta en servicio in situ.
Esta es también la razón por la que cada vez más empresas internacionales de EPC no se centran sólo en el precio a la hora de seleccionar proveedores de transformadores . Prestan más atención a de la capacidad de fabricación , los sistemas de control de calidad y a si el proveedor tiene experiencia en proyectos similares.
Después de años de desarrollo en la industria de las energías renovables, las expectativas de los clientes han ido mucho más allá de la simple 'compra de un transformador '. Una planta de energía solar puede requerir una solución completa que incluya transformadores elevadores de 33 kV, , patines de transformadores solares y equipos de distribución de media tensión . Los proyectos de energía eólica y almacenamiento de energía deben considerar del sistema colector , los requisitos de conexión a la red y la confiabilidad operativa a largo plazo. Toda la solución debe funcionar en conjunto.
Para cumplir con los requisitos de diferentes proyectos de energía renovable, Zisheng Electric proporciona transformadores sumergidos en aceite, transformadores de subestación, transformadores tipo pedestal, transformadores montados en postes, transformadores de tipo seco , y otros . equipos de distribución de energía . La empresa posee 22 patentes de modelos de utilidad y 3 derechos de autor de software , ha aprobado la certificación del sistema de gestión de calidad ISO9001 y cumple con las normas IEC pertinentes..
Para el mercado de energía renovable de Oriente Medio , nos centramos en los requisitos reales del proyecto y los entornos operativos, incluido cómo lidiar con a altas temperaturas , arena y polvo y condiciones de niebla salina , cómo optimizar el diseño del producto y cómo fabricar y probar equipos de acuerdo con los requisitos de IEC 60076 . Estas son áreas donde hemos desarrollado prácticas de ingeniería maduras.
Un transformador no es un equipo aislado. Es una parte clave para el funcionamiento seguro de toda la central eléctrica. El diseño confiable, los procesos de fabricación estrictos y las pruebas exhaustivas determinan en conjunto el rendimiento y la vida útil de un transformador durante las próximas décadas.
Zisheng Electric espera trabajar con más proyectos de energía industrial, solar en Medio Oriente , eólica y , brindando a los clientes soluciones confiables de transformadores de 33kV..
