Sou engenheiro da equipe de projeto de transformadores da Zisheng Electric , com longa experiência no projeto e suporte técnico de transformadores de potência sob condições ambientais especiais.

Nos últimos anos, testemunhei o rápido crescimento de de energias renováveis ​​em países projectos do Médio Oriente , como a Arábia Saudita e os Emirados Árabes Unidos . Projetos de energia em grande escala solar , eólica e armazenamento de energia estão sendo desenvolvidos um após o outro, e os requisitos para equipamentos de distribuição de média tensão estão aumentando continuamente.

Nestes projetos de energia renovável, , os transformadores de potência de 33kV desempenham um papel crítico. Eles são responsáveis ​​pela coleta de energia e pela conexão intensificada à rede. Se o transformador não funcionar de forma confiável, a confiabilidade geral da usina e a eficiência da conexão à rede serão diretamente afetadas.

01. A energia renovável está em rápida expansão no Médio Oriente

Com a transformação da estrutura energética, a Arábia Saudita, os EAU e outros países do Golfo aceleram continuamente o desenvolvimento de infra-estruturas de energias renováveis.

Tomando da Arábia Saudita , as energias renováveis ​​tornaram-se uma parte importante da estratégia energética futura do país, com projetos de energia solar e eólica em grande escala a serem continuamente implementados. a Visão 2030 como exemplo

Esses projetos normalmente apresentam:

• Grande capacidade instalada

• Ambientes operacionais complexos

• Altos requisitos de conexão à rede

Como resultado, eles impõem maiores exigências aos sistemas coletores de média tensão e aos equipamentos elevadores.

Nas usinas de energia renovável, o sistema coletor de 33kV e os transformadores de suporte são responsáveis ​​pela captação de energia e aumento de tensão. São equipamentos essenciais para fornecer a eletricidade gerada e conectar a usina à rede, garantindo a operação estável do projeto.

Ele está em um ponto de equilíbrio prático – mantendo as perdas de transmissão sob controle e evitando o custo e a complexidade mais elevados associados aos equipamentos de tensão extra-alta.

02. Aplicações Práticas em Diferentes Projetos

Seleção de transformadores de 33kV para projetos de energia renovável no Oriente Médio

Representados por centrais eléctricas de energia renovável em grande escala, como o Dubai MBR Solar Park, os projectos renováveis ​​de grande escala nos EAU adoptam geralmente níveis de tensão de 33kV para o sistema colector de média tensão. A energia de 1500 Vcc do lado fotovoltaico é convertida em CA de baixa tensão por meio de inversores e depois aumentada para 33 kV pelos transformadores elevadores de campo. A energia é coletada através da rede coletora de 33kV até a subestação e depois aumentada para 132kV/220kV através do transformador principal antes de ser conectada à rede pública.

O sistema saudita de 33kV não possui ponto neutro natural . Ele deve contar com um transformador de aterramento para criar um ponto neutro e, em seguida, conectar um resistor de aterramento neutro para obter o aterramento de resistência. O ponto neutro do transformador não pode ser aterrado diretamente.

Os projetos de energia eólica seguem a mesma abordagem. O parque eólico Al Ghat, de 600 MW, na Arábia Saudita , composto por 80 turbinas eólicas de 7,7 MW cada, está equipado com uma subestação de 33/132 kV . A energia gerada pelas turbinas eólicas é primeiro coletada em 33kV e depois aumentada e transmitida à rede.

Selecionar um transformador não é simplesmente uma questão de escolha com base na capacidade instalada. A tensão de saída do inversor, o projeto do sistema coletor, os requisitos de conexão à rede, a distância de transmissão e os planos de expansão futuros precisam ser considerados em conjunto.

Por exemplo, em de grande escala usinas de energia solar , se as linhas coletoras forem longas, aumentar ligeiramente o nível do sistema de média tensão pode reduzir significativamente as perdas na linha. Os projetos de armazenamento de energia são diferentes, exigindo atenção especial ao fluxo de energia bidirecional e ao impacto dos ciclos frequentes de carga e descarga na confiabilidade do equipamento.

03. Como selecionar para diferentes projetos? Uma tabela deixa tudo claro

Diferentes tipos de projetos de energia renovável têm diferentes requisitos de capacidade do transformador, níveis de tensão e métodos de resfriamento. A tabela a seguir fornece referências de configuração típicas.

Tabela 1: Referência Típica de Seleção de Transformadores para Projetos de Energia Renovável de 33kV

Claro, estas são apenas configurações típicas. O projeto real também deve considerar de tensão de conexão à rede , as características de carga e a impedância de curto-circuito . Quando a seleção é incerta, a consulta com a nossa equipa técnica está sempre disponível e sem custos.

Na realidade, a adequação da capacidade é apenas o primeiro passo. Durante a fase de avaliação técnica, muitos empreiteiros de EPC prestam mais atenção a detalhes como perdas do transformador, , impedância de curto-circuito , nível de ruído e conveniência de manutenção.

Uma característica comum dos projectos de energias renováveis ​​no Médio Oriente é que os equipamentos devem funcionar continuamente sob condições de alta temperatura . Portanto, uma margem térmica suficiente deve ser considerada durante a fase de projeto para garantir uma operação estável durante o pico de carga no verão.

04. Transformadores usados ​​em ambientes desérticos são completamente diferentes

A diferença mais significativa entre os projectos de energias renováveis ​​no Médio Oriente e os projectos noutras regiões é o ambiente natural hostil: as zonas interiores podem experimentar temperaturas superficiais que chegam aos 55°C no Verão, juntamente com uma forte acumulação de areia e poeira; as áreas costeiras enfrentam desafios adicionais devido à forte corrosão por névoa salina.

Os transformadores projetados de acordo com o ambiente de referência convencional de 40°C da IEC 60076 podem enfrentar problemas como aumento real da temperatura excedendo os limites, envelhecimento acelerado do isolamento, bloqueio do radiador e corrosão de componentes metálicos quando operados diretamente nessas condições. Isso pode aumentar significativamente a frequência de manutenção.

Portanto, os equipamentos devem passar por projeto completo de adaptação tropicalizada. Com base nos requisitos da IEC 60076, os cálculos de aumento de temperatura devem ser realizados de acordo com a temperatura ambiente máxima real do projeto (55°C na Arábia Saudita e 50°C nos Emirados Árabes Unidos), considerando ao mesmo tempo perdas adicionais causadas por harmônicos de energia renovável.

Um sistema de resfriamento híbrido inteligente ONAN/ONAF pode ser adotado para garantir operação contínua em plena carga sob condições extremas de alta temperatura ao meio-dia.

Para projetos costeiros, a unidade completa deve seguir o ISO 12944 C5-M sistema de revestimento anticorrosivo de serviço pesado para resistir à névoa salina, à radiação ultravioleta e à erosão da areia.

Soluções de equipamentos em contêineres ( E-house ) são amplamente utilizadas. Esses sistemas podem ser totalmente integrados e testados na fábrica, reduzindo a carga de trabalho no local. O gabinete oferece proteção de alto nível contra poeira e névoa salina. Contudo, o aumento adicional de temperatura causado pela acumulação de calor no interior do invólucro deve ser avaliado durante a fase de projeto.

Tabela 2: Principais considerações de projeto para transformadores de 33kV em projetos de energia renovável no Oriente Médio

Do ponto de vista do projeto de engenharia, para projetos no Oriente Médio, , os limites de aumento de temperatura e os níveis de proteção são dois limites absolutos que não podem ser comprometidos.

A norma IEC fornece requisitos mínimos, não a meta final. Quando a temperatura aumenta entre 6 e 8°C, a vida útil do isolamento pode ser reduzida pela metade. Isto não é um exagero, mas uma relação física comprovada.

Em nossos projetos no Parque Solar MBR de Dubai e em vários projetos na Arábia Saudita , sempre seguimos essa abordagem de design e o equipamento tem operado de maneira confiável.

05. Quais são os verdadeiros desafios no Médio Oriente?

O maior desafio dos projectos de energias renováveis ​​no Médio Oriente não é simplesmente a alta temperatura, mas também se o equipamento pode suportar o funcionamento a longo prazo sob condições ambientais complexas. Em países como a Arábia Saudita e os Emirados Árabes Unidos , as centrais de energia solar e os parques eólicos são normalmente construídos em áreas abertas, onde os equipamentos ficam expostos a altas temperaturas , de areia e poeira , e nas regiões costeiras, à névoa salina durante todo o ano.

O verdadeiro desafio para os transformadores de 33kV não é o nível de tensão em si, mas a confiabilidade a longo prazo sob condições ambientais extremas.

Um transformador com concepção convencional pode funcionar bem em condições normais de funcionamento, mas no Médio Oriente , todos os aspectos precisam de ser reavaliados - como controlar o aumento da temperatura , qual o método de arrefecimento a aplicar, que nível de protecção é necessário e se o sistema de isolamento necessita de actualização. Cada fator requer cálculos detalhados de engenharia.

Quando a temperatura ambiente aumenta, a eficiência da dissipação de calor diminui naturalmente. Durante a operação de alta carga a longo prazo, a temperatura interna aumenta e a taxa de envelhecimento dos materiais de isolamento acelera significativamente. Portanto, o projeto de transformadores para projetos no Oriente Médio deve incluir margem térmica suficiente , o que é um requisito fundamental.

Para sistemas de resfriamento , transformadores de pequena e média capacidade geralmente usam circulação de óleo natural ONAN , enquanto grandes transformadores imersos em óleo usados ​​em grandes projetos de energia renovável geralmente adotam resfriamento de ar forçado ONAF para maior desempenho de dissipação de calor.

O design de proteção também não pode ser esquecido. Areia e poeira podem bloquear os radiadores, enquanto a névoa salina pode corroer os componentes metálicos. Para instalados ao ar livre transformadores de 33kV , a proteção do invólucro, o tratamento anticorrosivo e o projeto de vedação devem ser especialmente reforçados em vez de simplesmente aplicar configurações de produto padrão.

Com base na nossa própria experiência em projetos, se um transformador pode operar de forma confiável por mais de 20 anos depende em grande parte se as condições ambientais locais foram totalmente consideradas durante a fase de projeto. Mesmo com materiais de alta qualidade, se o design não levar em conta o ambiente real, o desempenho ainda ficará comprometido.

06. Design e fabricação são essenciais

Os projetos de energia renovável são bem conhecidos pelos seus requisitos rigorosos de confiabilidade dos equipamentos. Quer se trate de energia solar ou eólica , o transformador desempenha um papel crítico no sistema de conversão e coleta de energia. Quando um transformador falha, não só os custos de manutenção aumentam, mas também toda a receita de produção de energia da central eléctrica pode ser afectada.

Portanto, o processo de fabricação e os testes de fábrica são extremamente importantes. Sem um forte controlo sobre estes dois aspectos, mesmo o melhor design permanece apenas um conceito no papel.

Um transformador de potência confiável de 33kV requer controle rigoroso em todo o processo de fabricação, incluindo processamento do núcleo, produção de enrolamentos, tratamento de isolamento, montagem e inspeção.

Durante a produção real, a força de fixação do enrolamento, a precisão da montagem do núcleo e a tecnologia de processamento de isolamento afetam diretamente a estabilidade operacional do equipamento a longo prazo. Cada passo é importante.

O principal processo de fabricação afeta diretamente as perdas sem carga e a eficiência operacional. O projeto e a qualidade de fabricação dos enrolamentos determinam a resistência mecânica e a capacidade de suportar curto-circuito . A qualidade do tratamento do isolamento influencia diretamente na vida útil do transformador.

Antes da entrega, um conjunto completo de testes do transformador , incluindo: é essencial

• Teste de resistência do enrolamento

• Teste de relação de giros

• Teste de resistência de isolamento

• Teste de perda sem carga

• Teste de perda de carga

• Teste de tensão suportável de frequência de energia

• Teste de tensão induzida

Para em grande escala projetos de energia renovável , de acordo com os requisitos do contratante e do proprietário do EPC , geralmente são necessários testes adicionais, incluindo testes de aumento de temperatura, , testes de descarga parcial e, às vezes, inspeções de terceiros.

Na minha opinião, testar não consiste apenas em fornecer um relatório de qualidade. Mais importante ainda, ajuda a identificar potenciais problemas durante a fase de fábrica, em vez de os descobrir após a instalação no local.

Os projetos de energia renovável geralmente têm cronogramas de construção apertados e condições locais complexas. Após a chegada do equipamento, a instalação, o comissionamento e a conexão à rede precisam ser concluídos o mais rápido possível. Quanto mais completo o equipamento for verificado na fábrica, menor será o risco durante o comissionamento no local.

É também por isso que cada vez mais empresas internacionais de EPC não se concentram apenas no preço ao selecionar fornecedores de transformadores . Eles prestam mais atenção aos da capacidade de fabricação , sistemas de controle de qualidade e se o fornecedor tem experiência com projetos semelhantes.

07. O que a Zisheng Electric pode fornecer?

Após anos de desenvolvimento na indústria de energia renovável, as expectativas dos clientes há muito vão além de simplesmente “comprar um transformador ”. Uma usina de energia solar pode exigir uma solução completa, incluindo transformadores elevadores de 33kV , , skids de transformadores solares e de distribuição de média tensão . Os projetos equipamentos de energia eólica e de armazenamento de energia precisam considerar os do sistema coletor , requisitos de conexão à rede e a confiabilidade operacional a longo prazo. Toda a solução precisa funcionar em conjunto.

Para atender aos requisitos de diferentes projetos de energia renovável, a Zisheng Electric fornece transformadores imersos em óleo, transformadores de subestação, transformadores montados em almofada, transformadores montados em poste, transformadores do tipo seco e outros equipamentos de distribuição de . energia . A empresa possui 22 patentes de modelos de utilidade e 3 direitos autorais de software , obteve a certificação do sistema de gestão de qualidade ISO9001 e está em conformidade com os padrões IEC relevantes..

Para o mercado de energia renovável do Oriente Médio , nos concentramos nos requisitos reais do projeto e nos ambientes operacionais - incluindo como lidar com altas temperaturas , de areia e poeira e condições de névoa salina , como otimizar o design do produto e como fabricar e testar equipamentos de acordo com os requisitos da IEC 60076 . Estas são áreas onde desenvolvemos práticas de engenharia maduras.

Se você tiver um projeto específico no Oriente Médio que exija recomendações de seleção de equipamentos, parâmetros técnicos ou suporte em documentos de licitação, basta fornecer os detalhes do projeto (localização, capacidade, nível de tensão, ambiente de instalação e requisitos especiais). Nossa equipe técnica fornecerá uma resposta inicial em 24 horas.

Um transformador não é um equipamento isolado. É uma parte fundamental da operação segura de toda a usina. Projeto confiável, processos de fabricação rigorosos e testes abrangentes determinam juntos o desempenho e a vida útil de um transformador nas próximas décadas.

A Zisheng Electric espera trabalhar com mais projetos no Oriente Médio , fornecendo aos clientes , de energia solar eólica e de energia industrial soluções confiáveis ​​de transformadores de 33kV.