Vues : 0 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2026-08-25 Origine : Site
Je suis un ingénieur de l' équipe de conception de transformateurs chez Zisheng Electric , avec une expérience à long terme dans la conception et le support technique de transformateurs de puissance dans des conditions environnementales particulières.
Ces dernières années, j'ai été témoin de la croissance rapide des projets d'énergies renouvelables dans des pays du Moyen-Orient comme l'Arabie saoudite et les Émirats arabes unis . Des projets à grande échelle solaire éolienne , d'énergie et de stockage d'énergie se développent les uns après les autres, et les besoins en équipements de distribution moyenne tension ne cessent d'augmenter.
Dans ces projets d'énergie renouvelable, , les transformateurs de puissance 33 kV jouent un rôle essentiel. Ils sont responsables de la collecte d’électricité et de la connexion au réseau. Si le transformateur ne peut pas fonctionner de manière fiable, la fiabilité globale de la centrale électrique et l’efficacité de la connexion au réseau seront directement affectées.
Avec la transformation de la structure énergétique, l’Arabie saoudite, les Émirats arabes unis et d’autres pays du Golfe accélèrent continuellement le développement des infrastructures d’énergies renouvelables.
En prenant de l'Arabie Saoudite , les énergies renouvelables sont devenues un élément important de la future stratégie énergétique du pays, avec des projets d'énergie solaire et éolienne à grande échelle mis en œuvre en permanence. la Vision 2030 comme exemple
Ces projets comportent généralement :
Grande capacité installée
Environnements d'exploitation complexes
Exigences élevées de connexion au réseau
En conséquence, ils imposent des exigences plus élevées aux systèmes de capteurs moyenne tension et aux équipements élévateurs.
Dans les centrales d'énergie renouvelable, le système collecteur de 33 kV et les transformateurs de support sont responsables de la collecte d'énergie et de l'augmentation de la tension. Ce sont des équipements clés pour fournir l’électricité produite et connecter la centrale au réseau, garantissant ainsi un fonctionnement stable du projet.
Il se situe à un point d’équilibre pratique : garder les pertes de transmission sous contrôle tout en évitant le coût et la complexité plus élevés associés aux équipements à très haute tension.
Représentés par des centrales électriques à énergie renouvelable à grande échelle telles que le parc solaire MBR de Dubaï, les projets d'énergie renouvelable à grande échelle aux Émirats arabes unis adoptent généralement des niveaux de tension de 33 kV pour le système de collecteur moyenne tension. La puissance de 1 500 V CC du côté photovoltaïque est convertie en CA basse tension via des onduleurs, puis augmentée jusqu'à 33 kV par les transformateurs élévateurs de terrain. L'énergie est collectée via le réseau collecteur de 33 kV jusqu'à la sous-station, puis augmentée jusqu'à 132 kV/220 kV via le transformateur principal avant d'être connectée au réseau public.
Le système saoudien de 33 kV n'a pas de point neutre naturel . Il doit s'appuyer sur un transformateur de mise à la terre pour créer un point neutre, puis connecter une résistance de mise à la terre neutre pour obtenir une mise à la terre par résistance. Le point neutre du transformateur ne peut pas être directement mis à la terre.
Les projets éoliens suivent la même approche. Le parc éolien d'Al Ghat de 600 MW en Arabie Saoudite , composé de 80 éoliennes d'une puissance nominale de 7,7 MW chacune, est équipé d'une sous-station de 33/132 kV . L'énergie générée par les éoliennes est d'abord collectée à 33 kV , puis augmentée et transmise au réseau.
La sélection d’un transformateur n’est pas simplement une question de choix en fonction de la capacité installée. La tension de sortie de l'onduleur, la conception du système de collecteur, les exigences de connexion au réseau, la distance de transmission et les futurs plans d'expansion doivent tous être pris en compte ensemble.
Par exemple, dans à grande échelle les centrales solaires , si les lignes de capteurs sont longues, une légère augmentation du niveau du système moyenne tension peut réduire considérablement les pertes dans les lignes. Les projets de stockage d'énergie sont différents, nécessitant une attention particulière au flux d'énergie bidirectionnel et à l'impact des cycles de charge et de décharge fréquents sur la fiabilité des équipements.
Différents types de projets d'énergie renouvelable ont des exigences différentes en matière de capacité du transformateur, de niveaux de tension et de méthodes de refroidissement. Le tableau suivant fournit des références de configuration typiques.
Type de projet |
Plage de capacité typique |
Côté haute tension |
Côté basse tension commun |
Méthode de refroidissement recommandée |
Groupe vectoriel |
Remarques |
|---|---|---|---|---|---|---|
Centrale solaire centralisée |
1 000 à 3 150 kVA |
33 kilovolts |
0,4 kV / 0,69 kV |
ONAN (Huile Naturelle Air Naturelle) |
Dyna11 |
Faire correspondre la capacité totale de l'onduleur ; éviter une marge de réserve excessive |
Centrale solaire à grande échelle |
4 000 à 10 000 kVA |
33 kilovolts |
0,69 kV / 0,8 kV / 11 kV |
ONAN/ONAF |
Dyn11 / YNd11 (non recommandé) |
La structure à double division peut être sélectionnée pour accueillir plusieurs entrées d'onduleur |
Parc éolien |
2 000 à 12 500 kVA |
33 kilovolts |
0,69 kV / 1,14 kV |
ONAN/ONAF |
Dyna11 |
Considérez l’impact harmonique ; Une conception à facteur K est recommandée |
Système de stockage d'énergie par batterie (BESS) |
1 000 à 8 000 kVA |
33 kilovolts |
0,4 kV / 0,69 kV |
ONAN/ONAF |
Dyna11 |
Tenir compte du flux d'énergie bidirectionnel et des opérations de charge/décharge fréquentes |
Répartition du parc industriel |
500 à 20 000 kVA |
33 kilovolts |
11 kV / 6,6 kV / 415 V |
ONAN/ONAF |
Dyn11 / Yyn0 (non recommandé) |
Sélectionnez en fonction du facteur de diversité de charge de 0,6 à 0,8 |
Bien entendu, ce ne sont que des configurations typiques. La conception réelle doit également prendre en compte de tension de connexion au réseau , les caractéristiques de charge et l'impédance de court-circuit . Lorsque la sélection est incertaine, une consultation avec notre équipe technique est toujours disponible sans frais.
En réalité, l’adéquation des capacités n’est que la première étape. Au cours de la phase d'évaluation technique, de nombreux entrepreneurs EPC accordent une plus grande attention aux détails tels que les pertes du transformateur, , l'impédance de court-circuit , le niveau de bruit et la commodité de maintenance.
Une caractéristique commune des projets d'énergie renouvelable au Moyen-Orient est que les équipements doivent fonctionner en continu dans des conditions de température élevée . Par conséquent, suffisante une marge thermique doit être prise en compte lors de la phase de conception pour garantir un fonctionnement stable pendant les pics de charge estivale.
La différence la plus significative entre les projets d'énergies renouvelables au Moyen-Orient et les projets dans d'autres régions est l'environnement naturel difficile : les zones intérieures peuvent connaître des températures de surface atteignant 55°C en été, ainsi qu'une importante accumulation de sable et de poussière ; les zones côtières sont confrontées à des défis supplémentaires liés à la forte corrosion par brouillard salin.
Les transformateurs conçus selon l'environnement de référence conventionnel de 40 °C de la norme CEI 60076 peuvent rencontrer des problèmes tels qu'une élévation de température réelle dépassant les limites, un vieillissement accéléré de l'isolation, un blocage des radiateurs et la corrosion des composants métalliques lorsqu'ils sont utilisés directement dans ces conditions. Cela peut augmenter considérablement la fréquence de maintenance.
Les équipements doivent donc faire l’objet d’une conception d’adaptation tropicalisée complète. Sur la base des exigences de la norme CEI 60076, les calculs d'échauffement doivent être effectués en fonction de la température ambiante maximale réelle du projet (55°C en Arabie saoudite et 50°C aux Émirats arabes unis), tout en tenant compte des pertes supplémentaires causées par les harmoniques des énergies renouvelables.
Un système de refroidissement hybride intelligent ONAN/ONAF peut être adopté pour garantir un fonctionnement continu à pleine charge dans des conditions de températures extrêmement élevées à midi.
Pour les projets côtiers, l'unité complète doit suivre le ISO 12944 C5-M système de revêtement anticorrosion robuste pour résister aux brouillards salins, aux rayons ultraviolets et à l'érosion du sable.
Les solutions d'équipement conteneurisées ( E-house ) sont largement utilisées. Ces systèmes peuvent être entièrement intégrés et testés en usine, réduisant ainsi la charge de travail sur site. Le boîtier offre une protection de haut niveau contre la poussière et le brouillard salin. Cependant, une augmentation supplémentaire de la température causée par l’accumulation de chaleur à l’intérieur de l’enceinte doit être évaluée lors de la phase de conception.
Facteur de conception |
Considérations clés |
|---|---|
Température ambiante |
L'Arabie saoudite adopte une température ambiante maximale de 55 °C et les Émirats arabes unis/Jordanie d'environ 50 °C comme température ambiante maximale pour la vérification de l'augmentation de la température ; prendre en compte les pertes supplémentaires harmoniques de l'onduleur et réserver la marge de point chaud de l'enroulement |
Méthode de refroidissement |
Sélectionnez le refroidissement hybride à fréquence variable ONAN/intelligent ONAN-ONAF en fonction de la capacité ; Les solutions conteneurisées/E-house nécessitent une vérification supplémentaire de l'accumulation de chaleur interne pour garantir un fonctionnement à pleine charge sous des températures extrêmes. |
Conception de protection et anticorrosion |
Les projets de désert intérieur nécessitent une protection contre la poussière et le sable ; les projets côtiers suivent ISO 12944 C5-M le système de revêtement de protection contre la corrosion robuste ; configurer des reniflards résistants au sable, des filtres de radiateur et des matériaux d'étanchéité résistants à de larges températures |
Conception d'isolation |
Niveau d'isolation de l'équipement 33kV Um=36kV ; conçu selon les conditions de fonctionnement de l'onduleur, contrôlant l'augmentation de la température de l'enroulement et la température du point chaud ; résister aux cycles thermiques quotidiens et améliorer la fiabilité à long terme |
Fréquence et qualité de puissance |
Distinguer les projets 50 Hz et 60 Hz ; considérer la charge harmonique, adopter une conception d'enroulement à facteur K pour réduire le chauffage harmonique ; Le groupe vectoriel Dyn11 est préféré pour les transformateurs élévateurs de champ |
Adaptation de la mise à la terre du système |
L'Arabie Saoudite et d'autres systèmes 33 kV sans points neutres inhérents nécessitent des transformateurs de mise à la terre de type Z + des résistances de mise à la terre neutres (NER) pour répondre aux exigences de protection du réseau contre les défauts de mise à la terre monophasés. |
Méthode d'installation |
Faire la différence entre une installation ouverte en extérieur et des solutions de transformateur conteneurisées/E-house ; L'équipement de conteneur intégré en usine nécessite une évaluation de la dissipation thermique du boîtier et de la protection pendant le transport. |
Du point de vue de la conception technique, pour les projets au Moyen-Orient, , les limites d’échauffement et les niveaux de protection sont deux limites absolues qui ne peuvent être compromises.
La norme CEI fournit des exigences minimales, et non l'objectif final. Lorsque la température augmente de 6 à 8°C, la durée de vie de l’isolation peut être réduite de moitié. Ce n’est pas une exagération, mais une relation physique avérée.
Dans nos projets dans le parc solaire MBR de Dubaï et dans plusieurs projets en Arabie Saoudite , nous avons toujours suivi cette approche de conception et l'équipement a fonctionné de manière fiable.
Le plus grand défi des projets d’énergies renouvelables au Moyen-Orient n’est pas simplement la température élevée, mais aussi la capacité des équipements à résister à un fonctionnement à long terme dans des conditions environnementales complexes. Dans des pays comme l'Arabie saoudite et les Émirats arabes unis , , les centrales solaires et les parcs éoliens sont généralement construits dans des zones ouvertes, où les équipements sont exposés à des températures élevées, , au sable et à la poussière , et dans les régions côtières, aux embruns salés tout au long de l'année.
Le véritable défi des transformateurs 33 kV n'est pas le niveau de tension lui-même, mais la fiabilité à long terme dans des conditions environnementales extrêmes..
Un transformateur de conception conventionnelle peut fonctionner correctement dans des conditions de fonctionnement normales, mais au Moyen-Orient , chaque aspect doit être réévalué : comment contrôler l'augmentation de la température , quelle méthode de refroidissement appliquer, quel niveau de protection est requis et si le système d'isolation doit être amélioré. Chaque facteur nécessite un calcul technique détaillé.
Lorsque la température ambiante augmente, l’efficacité de la dissipation thermique diminue naturellement. Lors d'un fonctionnement à long terme et à forte charge, la température interne augmente et le taux de vieillissement des matériaux isolants s'accélère considérablement. Par conséquent, la conception des transformateurs pour les projets au Moyen-Orient doit inclure une marge thermique suffisante , ce qui constitue une exigence fondamentale.
Pour les systèmes de refroidissement , les transformateurs de petite et moyenne capacité utilisent généralement la circulation d'huile naturelle ONAN , tandis que les grands transformateurs immergés dans l'huile utilisés dans les grands projets d'énergie renouvelable adoptent généralement le refroidissement à air forcé ONAF pour de meilleures performances de dissipation thermique.
La conception de la protection ne peut également pas être négligée. Le sable et la poussière peuvent bloquer les radiateurs, tandis que les brouillards salins peuvent corroder les composants métalliques. Pour installés à l'extérieur les transformateurs 33 kV , la protection du boîtier, le traitement anticorrosion et la conception de l'étanchéité doivent être spécialement renforcés au lieu de simplement appliquer des configurations de produits standard.
D'après notre propre expérience de projet, la fiabilité d'un transformateur pendant plus de 20 ans dépend en grande partie de la prise en compte complète des conditions environnementales locales lors de la phase de conception. Même avec des matériaux de haute qualité, si la conception ne tient pas compte de l’environnement réel, les performances seront toujours compromises.
Les projets d’énergies renouvelables sont bien connus pour leurs exigences strictes en matière de fiabilité des équipements. Qu'il s'agisse d'énergie solaire ou éolienne , le transformateur joue un rôle essentiel dans le système de conversion et de collecte d'énergie. Une fois qu'un transformateur tombe en panne, non seulement les coûts de maintenance augmentent, mais les revenus de production d'énergie de l'ensemble de la centrale électrique peuvent également être affectés.
Le processus de fabrication et donc les tests en usine sont extrêmement importants. Sans un contrôle strict sur ces deux aspects, même le meilleur design ne reste qu’un concept sur papier.
Un fiable de 33 kV transformateur de puissance nécessite un contrôle strict tout au long du processus de fabrication, y compris le traitement du noyau, la production des bobinages, le traitement de l'isolation, l'assemblage et l'inspection.
Pendant la production réelle, la force de serrage des enroulements, la précision de l'assemblage du noyau et la technologie de traitement de l'isolation affectent directement la stabilité de fonctionnement à long terme de l'équipement. Chaque étape compte.
Le processus de fabrication de base affecte directement les pertes à vide et l’efficacité opérationnelle. La conception et la qualité de fabrication des bobinages déterminent la résistance mécanique et la capacité de tenue aux courts-circuits . La qualité du traitement d'isolation influence directement la durée de vie du transformateur.
Avant la livraison, un ensemble complet de tests du transformateur est indispensable, comprenant :
Test de résistance d'enroulement
Test de rapport de rotation
Test de résistance d'isolement
Test de perte à vide
Test de perte de charge
Test de tension de tenue à fréquence industrielle
Test de tension induite
Pour à grande échelle les projets d'énergie renouvelable , conformément aux exigences de l'entrepreneur EPC et du propriétaire, des tests supplémentaires sont généralement requis, notamment des tests d'échauffement, , des tests de décharge partielle et parfois des inspections par des tiers.
À mon avis, tester ne consiste pas seulement à fournir un rapport de qualité. Plus important encore, cela permet d'identifier les problèmes potentiels dès la phase d'usine au lieu de les découvrir après l'installation sur site.
Les projets d’énergie renouvelable ont généralement des calendriers de construction serrés et des conditions de site complexes. Une fois l’équipement arrivé, l’installation, la mise en service et le raccordement au réseau doivent être effectués le plus rapidement possible. Plus l’équipement est entièrement vérifié en usine, plus le risque lors de la mise en service sur site est faible.
C'est également la raison pour laquelle de plus en plus d'entreprises EPC internationales ne se concentrent pas uniquement sur le prix lors de la sélection des fournisseurs de transformateurs . Ils accordent plus d'attention aux des capacités de fabrication , systèmes de contrôle qualité et à l'expérience du fournisseur dans des projets similaires.
Après des années de développement dans le secteur des énergies renouvelables, les attentes des clients vont depuis longtemps au-delà du simple « achat d'un transformateur ». Une centrale solaire peut nécessiter une solution complète comprenant des transformateurs élévateurs de 33 kV, , des patins de transformateur solaire et un équipement de distribution moyenne tension . Les projets d'énergie éolienne et de stockage d'énergie doivent prendre en compte du système de capteurs , les exigences de connexion au réseau et la fiabilité opérationnelle à long terme. L’ensemble de la solution doit fonctionner ensemble.
Pour répondre aux exigences des différents projets d'énergies renouvelables, Zisheng Electric propose transformateurs immergés dans l'huile, transformateurs de sous-station, transformateurs sur socle, transformateurs sur poteaux, transformateurs de type sec , et autres équipements de distribution d' . énergie . La société possède 22 brevets de modèles d'utilité et 3 droits d'auteur sur les logiciels , a passé la certification du système de gestion de la qualité ISO9001 et est conforme aux normes CEI pertinentes..
Pour le marché des énergies renouvelables du Moyen-Orient , nous nous concentrons sur les exigences réelles du projet et les environnements d'exploitation, y compris la manière de gérer à haute température , le sable et la poussière et les conditions de brouillard salin , la manière d'optimiser la conception des produits et la manière de fabriquer et de tester les équipements conformément aux exigences de la norme CEI 60076 . Ce sont des domaines dans lesquels nous avons développé des pratiques d’ingénierie matures.
Un transformateur n’est pas un équipement isolé. Il s’agit d’un élément clé du fonctionnement sûr de l’ensemble de la centrale électrique. Une conception fiable, des processus de fabrication stricts et des tests complets déterminent ensemble les performances et la durée de vie d'un transformateur au cours des prochaines décennies.
Zisheng Electric a hâte de travailler avec davantage de projets au Moyen-Orient , offrant ainsi à ses clients , d'énergie solaire éolienne et d'énergie industrielle des solutions de transformateur 33 kV fiables..
