Ik ben een ingenieur van het transformatorontwerpteam bij Zisheng Electric , met langdurige ervaring in het ontwerp en de technische ondersteuning van stroomtransformatoren onder speciale omgevingsomstandigheden.

De afgelopen jaren ben ik getuige geweest van de snelle groei van duurzame energieprojecten in landen in het Midden-Oosten, zoals Saoedi-Arabië en de Verenigde Arabische Emiraten . Grootschalige zonnewindenergie- , de en energieopslagprojecten worden de een na ander ontwikkeld, en de eisen aan middenspanningsdistributieapparatuur nemen voortdurend toe.

In deze duurzame energieprojecten spelen , 33kV-stroomtransformatoren een cruciale rol. Zij zijn verantwoordelijk voor de stroominzameling en de intensivering van de netaansluiting. Als de transformator niet betrouwbaar kan werken, heeft dit direct gevolgen voor de algehele betrouwbaarheid van de energiecentrale en de efficiëntie van de netaansluiting.

01. Hernieuwbare energie breidt zich snel uit in het Midden-Oosten

Met de transformatie van de energiestructuur versnellen Saoedi-Arabië, de VAE en andere Golflanden voortdurend de ontwikkeling van de infrastructuur voor hernieuwbare energie.

Als we van Saoedi-Arabië de Visie 2030 als voorbeeld nemen, is hernieuwbare energie een belangrijk onderdeel geworden van de toekomstige energiestrategie van het land, waarbij voortdurend grootschalige zonne- en windenergieprojecten worden geïmplementeerd.

Deze projecten omvatten doorgaans:

• Groot geïnstalleerd vermogen

• Complexe besturingsomgevingen

• Hoge vereisten voor netaansluiting

Als gevolg hiervan stellen ze hogere eisen aan middenspanningscollectorsystemen en step-upapparatuur.

In hernieuwbare energiecentrales zijn het 33kV-collectorsysteem en de ondersteunende transformatoren verantwoordelijk voor de stroomopvang en spanningsverhoging. Ze zijn essentieel voor het leveren van opgewekte elektriciteit en het aansluiten van de centrale op het elektriciteitsnet, waardoor een stabiele projectuitvoering wordt gegarandeerd.

Het bevindt zich precies op een praktisch evenwichtspunt: transmissieverliezen onder controle houden en tegelijkertijd de hogere kosten en complexiteit vermijden die gepaard gaan met apparatuur met extra hoge spanning.

02. Praktische toepassingen in verschillende projecten

Selectie van 33kV-transformatoren voor duurzame energieprojecten in het Midden-Oosten

Vertegenwoordigd door grootschalige hernieuwbare energiecentrales zoals het Dubai MBR Solar Park, hanteren duurzame projecten op nutsschaal in de VAE over het algemeen spanningsniveaus van 33 kV voor het middenspanningscollectorsysteem. De 1500 V DC-stroom van de PV-zijde wordt via omvormers omgezet in laagspannings-AC en vervolgens opgevoerd tot 33 kV door de veldverhogende transformatoren. De stroom wordt via het 33 kV-collectornetwerk naar het onderstation verzameld en vervolgens via de hoofdtransformator opgevoerd naar 132 kV/220 kV voordat het wordt aangesloten op het openbare elektriciteitsnet.

Het Saoedische 33kV-systeem heeft geen natuurlijk neutraal punt . Het moet vertrouwen op een aardtransformator om een ​​neutraal punt te creëren en vervolgens een neutrale aardingsweerstand aansluiten om weerstandsaarding te bereiken. Het neutrale punt van de transformator kan niet rechtstreeks worden geaard.

Windenergieprojecten volgen dezelfde aanpak. Het Al Ghat-windpark van 600 MW in Saoedi-Arabië , bestaande uit 80 windturbines met een vermogen van elk 7,7 MW, is uitgerust met een 33/132 kV-substation . De door de windturbines opgewekte stroom wordt eerst opgevangen op 33 kV , vervolgens opgevoerd en naar het net gestuurd.

Het selecteren van een transformator is niet alleen een kwestie van kiezen op basis van geïnstalleerd vermogen. De uitgangsspanning van de omvormer, het ontwerp van het collectorsysteem, de vereisten voor aansluiting op het elektriciteitsnet, de transmissieafstand en toekomstige uitbreidingsplannen moeten allemaal samen in overweging worden genomen.

in grootschalige zonne-energiecentrales bijvoorbeeld Als de collectorlijnen lang zijn, kan een lichte verhoging van het middenspanningssysteemniveau de lijnverliezen aanzienlijk verminderen. Energieopslagprojecten zijn verschillend en vereisen speciale aandacht voor de bidirectionele energiestroom en de impact van frequente laad- en ontlaadcycli op de betrouwbaarheid van apparatuur.

03. Hoe selecteren voor verschillende projecten? Een tabel maakt het duidelijk

Verschillende soorten duurzame energieprojecten stellen verschillende eisen aan de transformatorcapaciteit, spanningsniveaus en koelmethoden. De volgende tabel bevat typische configuratiereferenties.

Tabel 1: Typische transformatorselectiereferentie voor 33kV hernieuwbare energieprojecten

Uiteraard zijn dit slechts typische configuraties. Bij het eigenlijke ontwerp moet ook rekening worden gehouden met de van de netaansluiting , spanningsbelastingskarakteristieken en de kortsluitimpedantie . Wanneer de selectie onzeker is, is overleg met ons technisch team altijd kosteloos mogelijk.

In werkelijkheid is capaciteitsmatching slechts de eerste stap. Tijdens de technische evaluatiefase besteden veel EPC-aannemers meer aandacht aan details zoals transformatorverliezen, , kortsluitimpedantie , geluidsniveau en onderhoudsgemak.

Een gemeenschappelijk kenmerk van projecten op het gebied van hernieuwbare energie in het Midden-Oosten is dat apparatuur continu moet werken onder omstandigheden van hoge temperatuur . Daarom thermische marge om een ​​stabiele werking tijdens piekbelasting in de zomer te garanderen. moet tijdens de ontwerpfase rekening worden gehouden met voldoende

04. Transformatoren die in woestijnomgevingen worden gebruikt, zijn compleet anders

Het belangrijkste verschil tussen projecten op het gebied van duurzame energie in het Midden-Oosten en projecten in andere regio's is de barre natuurlijke omgeving: in het binnenland kunnen in de zomer oppervlaktetemperaturen voorkomen die oplopen tot 55°C, samen met ernstige zand- en stofophopingen; Kustgebieden worden geconfronteerd met extra uitdagingen als gevolg van sterke zoutsproeicorrosie.

Transformatoren die zijn ontworpen volgens de conventionele referentieomgeving van 40°C van IEC 60076 kunnen problemen ondervinden zoals een daadwerkelijke temperatuurstijging die de limieten overschrijdt, versnelde veroudering van de isolatie, verstopping van de radiator en corrosie van metalen componenten wanneer ze rechtstreeks in deze omstandigheden worden gebruikt. Dit kan de onderhoudsfrequentie aanzienlijk verhogen.

Daarom moet de apparatuur een volledig tropisch aanpassingsontwerp ondergaan. Op basis van de vereisten van IEC 60076 moeten berekeningen van de temperatuurstijging worden uitgevoerd op basis van de werkelijke maximale omgevingstemperatuur van het project (55°C in Saoedi-Arabië en 50°C in de VAE), waarbij rekening moet worden gehouden met extra verliezen veroorzaakt door harmonischen van hernieuwbare energie.

Er kan een intelligent ONAN/ONAF hybride koelsysteem worden toegepast om een ​​continue werking op volle belasting te garanderen onder extreem hoge temperaturen rond het middaguur.

Voor kustprojecten moet de volledige unit voldoen aan het ISO 12944 C5-M heavy-duty anticorrosiecoatingsysteem om zoutnevel, ultraviolette straling en zanderosie te weerstaan.

in containers ( E-house ) worden veel gebruikt. Apparatuuroplossingen Deze systemen kunnen volledig in de fabriek worden geïntegreerd en getest, waardoor de werklast op locatie wordt verminderd. De behuizing biedt een hoogwaardige bescherming tegen stof en zoutnevel. Extra temperatuurstijging veroorzaakt door warmteaccumulatie in de behuizing moet echter tijdens de ontwerpfase worden geëvalueerd.

Tabel 2: Belangrijke ontwerpoverwegingen voor 33kV-transformatoren in duurzame energieprojecten in het Midden-Oosten

Vanuit een technisch ontwerpperspectief zijn voor projecten in het Midden-Oosten , de grenzen voor temperatuurstijging en beschermingsniveaus twee absolute grenzen die niet in gevaar kunnen worden gebracht.

De IEC-norm biedt minimumvereisten, niet het uiteindelijke doel. Wanneer de temperatuur met 6–8°C stijgt, kan de levensduur van de isolatie met de helft worden verkort. Dit is niet overdreven, maar een bewezen fysieke relatie.

Bij onze projecten in het Dubai MBR Solar Park en bij verschillende projecten in Saoedi-Arabië hebben we deze ontwerpaanpak altijd gevolgd en heeft de apparatuur betrouwbaar gefunctioneerd.

05. Wat zijn de echte uitdagingen in het Midden-Oosten?

De grootste uitdaging van duurzame energieprojecten in het Midden-Oosten is niet alleen de hoge temperatuur, maar ook de vraag of apparatuur bestand is tegen langdurig gebruik onder complexe omgevingsomstandigheden. In landen als Saoedi-Arabië en de VAE worden , zonne-energiecentrales en windparken meestal gebouwd in open gebieden, waar apparatuur wordt blootgesteld aan hoge temperaturen, , zand en stof , en in kustgebieden aan zoutnevel . het hele jaar door

De echte uitdaging voor 33kV-transformatoren is niet het spanningsniveau zelf, maar de betrouwbaarheid op lange termijn onder extreme omgevingsomstandigheden.

Een transformator met een conventioneel ontwerp kan onder normale bedrijfsomstandigheden goed presteren, maar in het Midden-Oosten moet elk aspect opnieuw worden geëvalueerd: hoe de temperatuurstijging te beheersen , welke koelmethode moet worden toegepast, welk beschermingsniveau vereist is en of het isolatiesysteem moet worden geüpgraded. Elke factor vereist een gedetailleerde technische berekening.

Wanneer de omgevingstemperatuur stijgt, neemt de efficiëntie van de warmteafvoer op natuurlijke wijze af. Tijdens langdurig gebruik met hoge belasting stijgt de interne temperatuur en versnelt de veroudering van isolatiematerialen aanzienlijk. Daarom moet het transformatorontwerp voor projecten in het Midden-Oosten voldoende omvatten thermische marge , wat een fundamentele vereiste is.

Voor koelsystemen gebruiken transformatoren met kleine en middelgrote capaciteit over het algemeen ONAN natuurlijke oliecirculatie , terwijl grote in olie ondergedompelde transformatoren die worden gebruikt in grote duurzame energieprojecten gewoonlijk ONAF geforceerde luchtkoeling gebruiken voor sterkere warmteafvoerprestaties.

Beschermingsontwerp mag ook niet over het hoofd worden gezien. Zand en stof kunnen radiatoren verstoppen, terwijl zoutnevel metalen onderdelen kan aantasten. Voor buiten geïnstalleerde 33kV-transformatoren moeten de bescherming van de behuizing, de anticorrosiebehandeling en het afdichtingsontwerp speciaal worden versterkt in plaats van eenvoudigweg standaardproductconfiguraties toe te passen.

Op basis van onze eigen projectervaring hangt de vraag of een transformator meer dan 20 jaar betrouwbaar kan functioneren grotendeels af van de vraag of tijdens de ontwerpfase volledig rekening is gehouden met de lokale omgevingsomstandigheden. Zelfs met hoogwaardige materialen zullen de prestaties nog steeds in gevaar komen als het ontwerp geen rekening houdt met de werkelijke omgeving.

06. Ontwerp en productie zijn beide essentieel

Hernieuwbare energieprojecten staan ​​bekend om hun strenge eisen aan de betrouwbaarheid van apparatuur. Of het nu gaat om zonne-energie of windenergie , de transformator speelt een cruciale rol in het stroomconversie- en opvangsysteem. Zodra een transformator uitvalt, stijgen niet alleen de onderhoudskosten, maar kunnen ook de inkomsten uit de energieproductie van de gehele energiecentrale worden beïnvloed.

Daarom zijn het productieproces en de fabriekstesten uiterst belangrijk. Zonder sterke controle over deze twee aspecten blijft zelfs het beste ontwerp slechts een concept op papier.

Een betrouwbare 33kV-vermogenstransformator vereist strikte controle gedurende het gehele productieproces, inclusief kernverwerking, wikkelproductie, isolatiebehandeling, assemblage en inspectie.

Tijdens de daadwerkelijke productie hebben de wikkelklemkracht, de nauwkeurigheid van de kernassemblage en de isolatieverwerkingstechnologie allemaal rechtstreeks invloed op de operationele stabiliteit van de apparatuur op de lange termijn. Elke stap is belangrijk.

Het kernproductieproces heeft rechtstreeks invloed op de nullastverliezen en de bedrijfsefficiëntie. Het ontwerp en de productiekwaliteit van de wikkelingen bepalen de mechanische sterkte en het kortsluitvermogen . De kwaliteit van de isolatiebehandeling heeft rechtstreeks invloed op de levensduur van de transformator.

Vóór levering is een complete set transformatortests essentieel, waaronder:

• Wikkelingsweerstandstest

• Draaiverhoudingstest

• Isolatieweerstandstest

• Test bij nullastverlies

• Belastingverliestest

• Stroomfrequentie is bestand tegen spanningstest

• Geïnduceerde spanningstest

Voor grootschalige duurzame energieprojecten zijn , volgens de vereisten van de EPC-contractant en de eigenaar, meestal aanvullende tests vereist, waaronder tests voor temperatuurstijging, , gedeeltelijke ontladingstests en soms inspecties door derden.

Naar mijn mening gaat het bij testen niet alleen om het leveren van een kwaliteitsrapport. Belangrijker nog is dat het helpt bij het identificeren van potentiële problemen tijdens de fabrieksfase, in plaats van dat u ze ontdekt na installatie op locatie.

Hernieuwbare energieprojecten hebben doorgaans strakke bouwschema's en complexe locatieomstandigheden. Nadat de apparatuur arriveert, moeten de installatie, inbedrijfstelling en aansluiting op het elektriciteitsnet zo snel mogelijk worden voltooid. Hoe vollediger de apparatuur in de fabriek wordt geverifieerd, hoe lager het risico tijdens de inbedrijfstelling ter plaatse.

Dit is ook de reden dat steeds meer internationale EPC-bedrijven zich bij de selectie niet alleen op de prijs richten van transformatorleveranciers . Ze besteden meer aandacht aan voor productiemogelijkheden , kwaliteitscontrolesystemen en of de leverancier ervaring heeft met soortgelijke projecten.

07. Wat kan Zisheng Electric bieden?

Na jaren van ontwikkeling in de duurzame energie-industrie zijn de verwachtingen van de klant al lang verder gegaan dan simpelweg 'het kopen van een transformator '. Voor een zonne-energiecentrale is mogelijk een complete oplossing nodig, inclusief 33kV step-up transformatoren, , zonnetransformatorskids en middenspanningsdistributieapparatuur . Bij projecten voor windenergie en energieopslag moet rekening worden gehouden met collectorsysteem , de vereisten voor de netaansluiting van het en de operationele betrouwbaarheid op lange termijn. De hele oplossing moet samenwerken.

Om aan de eisen van verschillende duurzame energieprojecten te voldoen, Zisheng Electric biedt olie-ondergedompelde transformatoren, onderstationtransformatoren, op pad gemonteerde transformatoren, transformatoren op palen, droge transformatoren , en andere voor stroomdistributie . apparatuur . Het bedrijf bezit 22 patenten op gebruiksmodellen en 3 software-auteursrechten , is geslaagd voor de ISO9001-certificering van het kwaliteitsmanagementsysteem en voldoet aan de relevante IEC-normen.

Voor de markt voor duurzame energie in het Midden-Oosten richten we ons op de daadwerkelijke projectvereisten en operationele omgevingen – inclusief hoe om te gaan met hoge temperaturen , zand en stof , en zoutnevelomstandigheden , hoe het productontwerp te optimaliseren en hoe apparatuur te produceren en te testen volgens de IEC 60076- vereisten. Dit zijn gebieden waar we volwassen engineeringpraktijken hebben ontwikkeld.

Als u een specifiek project in het Midden-Oosten heeft waarvoor aanbevelingen voor de selectie van apparatuur, technische parameters of ondersteuning van aanbestedingsdocumenten nodig zijn, hoeft u alleen maar de projectdetails op te geven (locatie, capaciteit, spanningsniveau, installatieomgeving en speciale vereisten). Ons technische team zal binnen 24 uur een eerste reactie geven.

Een transformator is geen geïsoleerd apparaat. Het is een belangrijk onderdeel van de veilige werking van de gehele energiecentrale. Betrouwbaar ontwerp, strikte productieprocessen en uitgebreide tests bepalen samen de prestaties en levensduur van een transformator in de komende decennia.

Zisheng Electric kijkt ernaar uit om samen te werken met meer in het Midden-Oosten , en klanten betrouwbare , zonnewindenergie- en industriële energieprojecten 33kV-transformatoroplossingen te bieden.