Я инженер группы проектирования трансформаторов компании Zisheng Electric , имею многолетний опыт проектирования и технической поддержки силовых трансформаторов в особых условиях окружающей среды.

В последние годы я стал свидетелем быстрого роста проектов возобновляемой энергетики в странах Ближнего Востока , таких как Саудовская Аравия и Объединенные Арабские Эмираты . Крупномасштабные проекты солнечной , ветроэнергетики и хранения энергии разрабатываются один за другим, а требования к распределительному оборудованию среднего напряжения постоянно растут.

В этих проектах возобновляемой энергетики , силовые трансформаторы на 33 кВ играют решающую роль. Они отвечают за сбор электроэнергии и подключение к повышающей сети. Если трансформатор не может работать надежно, это напрямую повлияет на общую надежность электростанции и эффективность подключения к сети.

01. Возобновляемая энергетика быстро распространяется на Ближнем Востоке

В результате трансформации энергетической структуры Саудовская Аравия, ОАЭ и другие страны Персидского залива постоянно ускоряют развитие инфраструктуры возобновляемых источников энергии.

Если взять в качестве примера Саудовской Аравии «Видение 2030» , то возобновляемая энергия стала важной частью будущей энергетической стратегии страны, при этом постоянно реализуются крупномасштабные проекты в области солнечной и ветровой энергетики.

Эти проекты обычно включают в себя:

• Большая установленная мощность

• Сложная операционная среда

• Высокие требования к подключению к сети

В результате они предъявляют более высокие требования к коллекторным системам среднего напряжения и повышающему оборудованию.

На станциях возобновляемой энергетики коллекторная система 33 кВ и вспомогательные трансформаторы отвечают за сбор электроэнергии и повышение напряжения. Они являются ключевым оборудованием для доставки вырабатываемой электроэнергии и подключения станции к сети, обеспечивая стабильную работу проекта.

Он находится в точке практического баланса — позволяет контролировать потери при передаче, избегая при этом более высоких затрат и сложности, связанных с оборудованием сверхвысокого напряжения.

02. Практическое применение в различных проектах

Выбор трансформатора 33 кВ для проектов возобновляемой энергетики на Ближнем Востоке

В проектах по возобновляемым источникам энергии в ОАЭ, представленных крупными электростанциями, использующими возобновляемые источники энергии, такими как солнечный парк MBR в Дубае, обычно используются уровни напряжения 33 кВ для коллекторной системы среднего напряжения. Постоянный ток напряжением 1500 В со стороны фотоэлектрических систем преобразуется в низковольтный переменный ток через инверторы, а затем повышается до 33 кВ с помощью полевых повышающих трансформаторов. Электроэнергия собирается через коллекторную сеть 33 кВ на подстанцию, а затем повышается до 132 кВ/220 кВ через главный трансформатор перед подключением к общественной сети.

Саудовская система 33 кВ не имеет естественной нейтральной точки . Он должен полагаться на заземляющий трансформатор для создания нейтральной точки, а затем подключить заземляющий резистор нейтрали для достижения резистивного заземления. Нейтраль трансформатора не может быть заземлена напрямую.

В ветроэнергетических проектах используется тот же подход. Ветряная электростанция Аль-Гат мощностью 600 МВт в Саудовской Аравии , состоящая из 80 ветряных турбин мощностью 7,7 МВт каждая, оснащена подстанцией 33/132 кВ . Электроэнергия, генерируемая ветряными турбинами, сначала собирается при напряжении 33 кВ , а затем повышается и передается в сеть.

Выбор трансформатора – это не просто вопрос выбора на основе установленной мощности. Выходное напряжение инвертора, конструкция коллекторной системы, требования к подключению к сети, расстояние передачи и планы будущего расширения — все это необходимо учитывать вместе.

Например, на крупных солнечных электростанциях , если коллекторные линии длинные, небольшое повышение уровня системы среднего напряжения может значительно снизить потери в линии. Проекты хранения энергии отличаются друг от друга и требуют особого внимания к двунаправленному потоку энергии и влиянию частых циклов зарядки и разрядки на надежность оборудования.

03. Как выбрать для разных проектов? Таблица проясняет ситуацию

Различные типы проектов возобновляемой энергетики предъявляют разные требования к мощности трансформатора, уровням напряжения и методам охлаждения. В следующей таблице приведены типичные ссылки на конфигурацию.

Таблица 1: Типичная справочная информация по выбору трансформатора для проектов возобновляемой энергетики 33 кВ

Конечно, это только типовые конфигурации. Фактическая конструкция также должна учитывать по напряжению подключения к сети , характеристики нагрузки и полное сопротивление короткого замыкания . Если выбор неясен, консультация с нашей технической командой всегда доступна бесплатно.

На самом деле согласование мощностей — это только первый шаг. На этапе технической оценки многие подрядчики EPC уделяют более пристальное внимание таким деталям, как потери трансформатора, , сопротивление короткого замыкания , уровень шума и удобство обслуживания.

Общей характеристикой проектов возобновляемой энергетики на Ближнем Востоке является то, что оборудование должно работать непрерывно в условиях высоких температур . Поэтому тепловой запас , чтобы обеспечить стабильную работу во время пиковой летней нагрузки. на этапе проектирования необходимо учитывать достаточный

04. Трансформаторы, используемые в пустыне, совершенно другие.

Наиболее существенным отличием между проектами возобновляемой энергетики на Ближнем Востоке и проектами в других регионах является суровая природная среда: во внутренних районах летом температура поверхности может достигать 55°C, а также сильное скопление песка и пыли; Прибрежные районы сталкиваются с дополнительными проблемами, связанными с сильной коррозией солевого тумана.

Трансформаторы, спроектированные в соответствии с общепринятой эталонной температурой 40°C по стандарту IEC 60076, могут испытывать такие проблемы, как превышение предельных значений фактического повышения температуры, ускоренное старение изоляции, закупорка радиатора и коррозия металлических компонентов при непосредственной эксплуатации в таких условиях. Это может значительно увеличить частоту технического обслуживания.

Поэтому оборудование должно пройти полную тропическую адаптацию. В соответствии с требованиями IEC 60076 расчеты повышения температуры должны выполняться в соответствии с фактической максимальной температурой окружающей среды проекта (55°C в Саудовской Аравии и 50°C в ОАЭ), принимая во внимание дополнительные потери, вызванные гармониками возобновляемой энергии.

Интеллектуальная гибридная система охлаждения ONAN/ONAF может быть использована для обеспечения непрерывной работы с полной нагрузкой в ​​условиях экстремально высоких температур в полдень.

Для прибрежных проектов весь блок должен соответствовать системе сверхпрочного антикоррозионного покрытия ISO 12944 C5-M, чтобы противостоять соляному туману, ультрафиолетовому излучению и песчаной эрозии.

( E-house ). Широко используются контейнерные решения Эти системы могут быть полностью интегрированы и протестированы на заводе, что снижает рабочую нагрузку на месте. Корпус обеспечивает высокий уровень защиты от пыли и соляного тумана. Однако дополнительное повышение температуры, вызванное накоплением тепла внутри корпуса, необходимо оценить на этапе проектирования.

Таблица 2. Ключевые соображения по проектированию трансформаторов 33 кВ в проектах возобновляемой энергетики на Ближнем Востоке

С точки зрения инженерного проектирования, для проектов на Ближнем Востоке , пределы повышения температуры и уровни защиты являются двумя абсолютными границами, которые нельзя нарушать.

Стандарт IEC устанавливает минимальные требования, а не конечную цель. При повышении температуры на 6–8°C срок службы изоляции может сократиться вдвое. Это не преувеличение, а доказанная физическая связь.

В наших проектах в солнечном парке MBR в Дубае и нескольких проектах в Саудовской Аравии мы всегда следовали этому подходу к проектированию, и оборудование работало надежно.

05. Каковы реальные проблемы на Ближнем Востоке?

Самой большой проблемой проектов возобновляемой энергетики на Ближнем Востоке является не просто высокая температура, а способность оборудования выдерживать длительную эксплуатацию в сложных условиях окружающей среды. В таких странах, как Саудовская Аравия и ОАЭ , , солнечные электростанции и ветряные электростанции обычно строятся на открытых площадках, где оборудование подвергается воздействию высоких температур, , песка и пыли , а в прибрежных регионах – соляным брызгам в течение всего года.

Настоящей проблемой для трансформаторов 33 кВ является не сам уровень напряжения, а долговременная надежность в экстремальных условиях окружающей среды..

Трансформатор Ближнем традиционной конструкции может хорошо работать в нормальных условиях эксплуатации, но на Востоке необходимо переоценить каждый аспект — как контролировать повышение температуры , какой метод охлаждения применять, какой уровень защиты требуется и нуждается ли система изоляции в модернизации. Каждый фактор требует детального инженерного расчета.

При повышении температуры окружающей среды эффективность рассеивания тепла естественным образом снижается. При длительной работе с высокими нагрузками внутренняя температура повышается и скорость старения изоляционных материалов значительно ускоряется. Таким образом, конструкция трансформатора для проектов на Ближнем Востоке должна предусматривать достаточный тепловой запас , что является фундаментальным требованием.

В системах охлаждения трансформаторы малой и средней мощности обычно используют естественную циркуляцию масла ONAN , в то время как большие масляные трансформаторы, используемые в крупных проектах по возобновляемым источникам энергии, обычно используют принудительное воздушное охлаждение ONAF для более эффективного рассеивания тепла.

Дизайн защиты также нельзя не заметить. Песок и пыль могут засорить радиаторы, а соленые брызги могут вызвать коррозию металлических компонентов. Для устанавливаемых снаружи трансформаторов на 33 кВ , , защита корпуса, антикоррозионная обработка и конструкция уплотнений должны быть специально усилены, а не просто применять стандартные конфигурации продукта.

Исходя из нашего собственного опыта реализации проектов, надежность работы трансформатора более 20 лет во многом зависит от того, были ли полностью учтены местные условия окружающей среды на этапе проектирования. Даже при использовании высококачественных материалов, если при проектировании не учитываются реальные условия окружающей среды, производительность все равно будет снижена.

06. Проектирование и производство важны

Проекты в области возобновляемых источников энергии хорошо известны своими строгими требованиями к надежности оборудования. Будь то солнечная энергия или энергия ветра , трансформатор играет решающую роль в системе преобразования и сбора энергии. В случае выхода из строя трансформатора не только увеличиваются затраты на техническое обслуживание, но и может пострадать весь доход от производства энергии на электростанции.

Поэтому производственный процесс и заводские испытания чрезвычайно важны. Без строгого контроля над этими двумя аспектами даже лучший дизайн останется лишь концепцией на бумаге.

Надежный силовой трансформатор на 33 кВ требует строгого контроля на протяжении всего производственного процесса, включая обработку сердечника, изготовление обмоток, обработку изоляции, сборку и проверку.

В ходе реального производства сила зажима обмотки, точность сборки сердечника и технология обработки изоляции напрямую влияют на долговременную стабильность работы оборудования. Каждый шаг имеет значение.

Основной производственный процесс напрямую влияет на потери холостого хода и эффективность работы. Конструкция и качество изготовления обмоток определяют механическую прочность и устойчивость к короткому замыканию . Качество обработки изоляции напрямую влияет на срок службы трансформатора ..

Перед поставкой полный комплекс испытаний трансформатора , включающий: необходим

• Проверка сопротивления обмотки

• Тест соотношения оборотов

• Проверка сопротивления изоляции

• Испытание на потерю холостого хода

• Тест на потерю нагрузки

• Испытание выдерживаемого напряжения промышленной частоты

• Испытание наведенным напряжением

Для крупномасштабных проектов в области возобновляемых источников энергии , в соответствии с требованиями EPC-подрядчика и владельца, обычно требуются дополнительные испытания, включая испытания на повышение температуры, , испытания на частичные разряды , а иногда и проверки третьей стороной.

На мой взгляд, тестирование – это не только предоставление качественного отчета. Что еще более важно, это помогает выявить потенциальные проблемы на заводе, а не обнаруживать их после установки на месте.

Проекты в области возобновляемых источников энергии обычно имеют сжатые графики строительства и сложные условия на площадке. После прибытия оборудования монтаж, пуско-наладочные работы и подключение к сети необходимо выполнить как можно быстрее. Чем полнее оборудование проверено на заводе, тем ниже риск при пуско-наладке на месте.

Именно поэтому все больше и больше международных EPC-компаний при выборе обращают внимание не только на цену поставщиков трансформаторов . Они уделяют больше внимания производственным возможностям, , системам контроля качества , а также тому, есть ли у поставщика опыт реализации аналогичных проектов.

07. Что может предложить Zisheng Electric?

После многих лет развития отрасли возобновляемой энергетики ожидания клиентов уже давно вышли за рамки простой «покупки трансформатора ». Для солнечной электростанции может потребоваться комплексное решение, включающее повышающие трансформаторы на 33 кВ, , солнечные трансформаторные блоки и распределительное оборудование среднего напряжения . Проекты ветроэнергетики и хранения энергии должны учитывать коллекторной системы , требования к подключению к сети и долгосрочную эксплуатационную надежность. Все решение должно работать вместе.

Чтобы удовлетворить требования различных проектов в области возобновляемых источников энергии, Zisheng Electric предоставляет масляные трансформаторы, трансформаторы подстанции, накладные трансформаторы, трансформаторы на столбе, сухие трансформаторы и другое для распределения электроэнергии . оборудование . Компания владеет 22 патентами на полезные модели и 3 авторскими правами на программное обеспечение , прошла сертификацию системы менеджмента качества ISO9001 и соответствует соответствующим стандартам IEC..

На рынке возобновляемых источников энергии Ближнего Востока мы уделяем особое внимание реальным требованиям проекта и условиям эксплуатации, в том числе тому, как бороться с высокими температурами, , песком , пылью и соляными туманами , как оптимизировать конструкцию продукта, а также как производить и тестировать оборудование в соответствии с требованиями IEC 60076 . Это области, в которых мы разработали зрелые инженерные практики.

Если у вас есть конкретный проект на Ближнем Востоке, требующий рекомендаций по выбору оборудования, технических параметров или поддержки тендерной документации, просто предоставьте детали проекта (местоположение, мощность, уровень напряжения, условия установки и особые требования). Наша техническая команда предоставит первоначальный ответ в течение 24 часов.

Трансформатор не является изолированным элементом оборудования. Это ключевая часть безопасной эксплуатации всей электростанции. Надежная конструкция, строгие производственные процессы и всесторонние испытания вместе определяют производительность и срок службы трансформатора в течение следующих нескольких десятилетий.

Zisheng Electric надеется на сотрудничество с другими проектами солнечной на Ближнем Востоке , ветроэнергетики и промышленными энергетическими проектами, предоставляя клиентам надежные трансформаторные решения на 33 кВ..