Transformateur de distribution IEC 60076 pour système de stockage d'énergie BESS 2000kVA classe 35kV avec primaire 0.69kV
Transformateur 2000kVA conforme à la norme CEI 60076 pour les systèmes BESS. Gère le flux de puissance bidirectionnel, les harmoniques élevées (facteur K ≥13) et le chargement cyclique. Comprend de faibles pertes à vide, un refroidissement ONAN et des options personnalisées pour l'intégration au réseau.
Transformateur pour système de stockage d'énergie BESS 0.69kV
,Transformateur pour système de stockage d'énergie BESS 2000kVA
Ce transformateur élévateur immergé dans un liquide, conforme à la norme CEI 60076, est spécialement conçu pour les applications d'interconnexion au réseau de systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS). D'une puissance nominale de 2000 kVA avec un côté haute tension de classe 35 kV et un primaire basse tension de 0,69 kV, l'unité sert d'interface critique entre le système de conversion de puissance (PCS) et le réseau utilitaire moyenne tension. Contrairement aux transformateurs de distribution conventionnels conçus pour des charges industrielles stables, ce transformateur est construit pour supporter les contraintes électriques et thermiques uniques inhérentes aux opérations de stockage d'énergie, y compris le flux de puissance bidirectionnel, la teneur élevée en harmoniques, les cycles de charge/décharge agressifs et les périodes prolongées d'alimentation à charge partielle. Il assure une transformation de tension et une isolation électrique fiables tout en maintenant une stabilité opérationnelle à long terme dans des environnements d'énergie renouvelable exigeants.
Conception tolérante aux harmoniques avec facteur K ≥ 13 – Conçu pour résister aux courants harmoniques élevés générés par les équipements PCS basés sur onduleurs pendant les cycles de charge/décharge rapides. La conception de l'enroulement et du noyau empêche les pertes de courants de Foucault excessives et les élévations de température anormales, garantissant un fonctionnement stable dans des conditions de charge non sinusoïdales sans vieillissement prématuré de l'isolation.
Conformité totale à la série CEI 60076 – Fabriqué et testé conformément aux normes CEI 60076 pour les transformateurs de puissance, couvrant les exigences générales, les niveaux d'isolement, les limites d'élévation de température et les paramètres d'efficacité énergétique. Les protocoles de tests de routine et de type valident la cohérence des performances de chaque unité.
Capacité de flux de puissance bidirectionnel – Conçu pour un transfert d'énergie transparent dans les modes de charge (réseau vers batterie) et de décharge (batterie vers réseau). La configuration électrique prend en charge l'inversion dynamique de la direction de puissance sans compromettre l'intégrité de l'isolation ou la stabilité thermique.
Optimisé pour le chargement cyclique et le fonctionnement à charge partielle – Contrairement aux transformateurs standard qui fonctionnent mieux dans des conditions stables, cette unité s'adapte aux cycles de charge agressifs et aux périodes prolongées d'alimentation à faible charge typiques des cycles de service des BESS, réduisant la dégradation thermique à long terme.
Noyau à haute efficacité avec faibles pertes à vide – Construit avec des matériaux de noyau en acier au silicium à grains orientés de première qualité pour minimiser les pertes dans le noyau. Dans les applications de stockage d'énergie où le transformateur peut rester alimenté pendant de longues périodes, même avec un débit faible ou nul, la réduction des pertes à vide se traduit directement par une amélioration du TRI du projet et une réduction des coûts d'exploitation à vie.
| Paramètre | Spécification |
|---|---|
| Capacité nominale | 2000 kVA |
| Tension primaire (côté BT) | 0,69 kV (690 V) |
| Tension secondaire (côté HT) | Classe 35 kV |
| Phases | Trois phases |
| Fréquence nominale | 50 Hz / 60 Hz (configurable) |
| Groupe vectoriel | Dyn11 (standard) / Personnalisé disponible |
| Méthode de refroidissement | ONAN (Huile Naturelle Air Naturel) |
| Norme applicable | Série CEI 60076 |
| Changeur de prises | Hors tension / Sous charge (en option) |
| Matériau de l'enroulement | Cuivre / Aluminium (spécifié par le client) |
| Élévation de température | Huile : 60K max ; Enroulement : 65K max |
| Altitude | ≤ 1000 m (altitudes plus élevées disponibles sur demande) |
| Température ambiante | -25°C à +40°C (plage étendue en option) |
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Pertes à vide | ≤ 1,8 kW (typique à 50 Hz) |
| Pertes en charge (à 75°C) | ≤ 14,5 kW (typique à 50 Hz) |
| Tension d'impédance | 6,0 % ± 10 % |
| Niveau d'isolement (HT) | LI 200 kV / AC 70 kV |
| Niveau d'isolement (BT) | LI 60 kV / AC 25 kV |
| Tolérance aux harmoniques | Facteur K ≥ 13 |
| Niveau de décharge partielle | ≤ 50 pC à 1,2 Ur |
- Tests de routine (CEI 60076) : mesure de la résistance des enroulements, vérification du rapport de tension et du déphasage, mesure de la tension d'impédance et des pertes en charge, mesure des pertes à vide et du courant, tests diélectriques de routine (test de tension appliquée, test de tension induite)
- Tests de type (CEI 60076) : test d'élévation de température de type (CEI 60076-2), tests diélectriques de type (CEI 60076-3)
- Tests spéciaux optionnels : mesure de décharge partielle, détermination du niveau sonore (CEI 60076-10), analyse de la réponse en fréquence
- Conception de réservoir ondulé avec surface de refroidissement optimisée pour une meilleure dissipation de la chaleur
- Options de réservoir hermétiquement scellé ou de type conservateur disponibles
- Isolation à l'huile minérale de haute qualité avec alternatives optionnelles de fluide ester biodégradable
- Système de serrage de noyau robuste avec composants en bois lamellé électrique à haute densité pour supprimer les pertes de flux de fuite
- Revêtement extérieur robuste pour installation extérieure avec protection contre la corrosion
Les onduleurs BESS génèrent des courants harmoniques importants lors des opérations de commutation, ce qui augmente les pertes par courants de Foucault et peut provoquer une élévation anormale de la température, un vieillissement accéléré de l'isolation et des problèmes de dégazage dans les transformateurs standard.
Notre solution : Ce transformateur est conçu selon des principes d'ingénierie tenant compte des harmoniques. Une section transversale de conducteur accrue, une densité de courant réduite et une géométrie d'enroulement optimisée atténuent l'impact thermique de la pénétration des harmoniques. L'unité prend en charge un chargement avec un facteur K ≥ 13, garantissant qu'elle peut supporter en toute sécurité le spectre harmonique typique des cycles de charge/décharge des BESS sans nécessiter de détarage agressif.
Contrairement aux charges industrielles continues, les applications BESS soumettent les transformateurs à des transitions rapides entre les modes de charge (réseau vers batterie) et de décharge (batterie vers réseau), créant des conditions de charge thermique dynamiques qui sollicitent les systèmes d'isolation au fil du temps.
Notre solution : Le système de refroidissement et les matériaux d'isolation sont sélectionnés spécifiquement pour le service cyclique. Le refroidissement ONAN assure une dissipation thermique fiable sans nécessiter d'alimentation auxiliaire. La conception des parois ondulées du réservoir maximise la surface pour le refroidissement par convection naturelle, tandis que les matériaux de classe thermique sont conçus pour résister à des excursions de température répétées sans dégradation.
Les systèmes de stockage d'énergie nécessitent des transformateurs qui fonctionnent aussi bien dans les deux sens de flux de puissance : élévation de 0,69 kV à 35 kV lors de la décharge, et abaissement lors de la charge. Cette double fonctionnalité exige des caractéristiques électriques symétriques.
Notre solution : La configuration du groupe vectoriel Dyn11 assure une transformation de tension et une relation de phase stables dans les deux directions de flux de puissance. Le transformateur offre les mêmes caractéristiques d'impédance et d'efficacité, que l'énergie circule vers le réseau ou vers le système de stockage, garantissant des performances système cohérentes dans tous les modes de fonctionnement.
Les transformateurs BESS restent souvent alimentés pendant de longues durées, même lorsque le système de stockage est inactif, en attendant des signaux de dispatch ou des conditions de marché. Pendant ces périodes, les pertes à vide deviennent le facteur dominant de la consommation d'énergie globale.
Notre solution : Le transformateur intègre un noyau en acier au silicium à grains orientés de première qualité qui minimise les pertes à vide par rapport aux conceptions de transformateurs de distribution conventionnels. Cela réduit la consommation d'énergie de veille et améliore les indicateurs d'efficacité globale du projet, un facteur critique pour les développeurs axés sur les coûts d'exploitation à vie et le reporting de durabilité.
Les formes d'onde de commutation à haute fréquence des équipements PCS peuvent contribuer à une activité accrue de décharge partielle, en particulier dans les enroulements de classe 35 kV, ce qui peut accélérer la dégradation de l'isolation pendant la durée de vie du transformateur.
Notre solution : Le système d'isolation des enroulements est conçu et fabriqué avec des mesures de contrôle de décharge partielle améliorées. Les protocoles d'assurance qualité comprennent des tests de décharge partielle sur des unités représentatives, avec une vérification que les niveaux de décharge partielle restent dans les limites acceptées par l'industrie dans des conditions de tension de fonctionnement, contribuant à la fiabilité de l'isolation à long terme.
R : Les onduleurs BESS génèrent des formes d'onde de courant non sinusoïdales avec une teneur harmonique importante pendant les cycles de charge/décharge. Ces harmoniques augmentent les pertes par courants de Foucault et le chauffage des enroulements au-delà de ce qu'un transformateur standard peut supporter en toute sécurité. Une classification par facteur K indique la capacité du transformateur à tolérer la charge harmonique sans surchauffe. Pour les applications BESS avec une teneur harmonique élevée, un facteur K de 13 à 20 est recommandé. Ce transformateur de 2000 kVA est conçu avec une capacité de facteur K ≥ 13, garantissant un fonctionnement sûr sans nécessiter de détarage agressif sous les spectres harmoniques typiques des BESS.
R : Le refroidissement ONAN (Oil Natural Air Natural) repose sur la convection naturelle de l'huile dans le réservoir et la circulation naturelle de l'air autour de la surface du réservoir pour dissiper la chaleur – aucun ventilateur ni pompe n'est requis. Cette méthode de refroidissement passive est très fiable, ne nécessite aucune alimentation auxiliaire et minimise les besoins de maintenance. Pour un transformateur de 2000 kVA dans des applications BESS extérieures, le refroidissement ONAN est tout à fait suffisant à condition que le réservoir soit correctement dimensionné avec une surface de refroidissement adéquate (conception à parois ondulées). Le transformateur est conçu avec des marges thermiques qui tiennent compte du profil de charge cyclique typique des cycles de service de stockage d'énergie.
R : Ce transformateur est conçu avec des caractéristiques électriques symétriques dans les deux directions de flux de puissance. La configuration du groupe vectoriel Dyn11 assure une transformation de tension stable, que l'unité élève (0,69 kV à 35 kV lors de la décharge) ou abaisse (35 kV à 0,69 kV lors de la charge). Les facteurs clés affectant la durée de vie ne sont pas la direction du flux de puissance elle-même, mais plutôt la teneur harmonique et le cyclage thermique associés au fonctionnement des BESS. Notre conception aborde ces facteurs grâce à une conception d'enroulement tolérante aux harmoniques, des systèmes d'isolation robustes et une gestion thermique optimisée pour le service cyclique, garantissant une durée de vie attendue comparable à celle des transformateurs de puissance similaire dans des applications conventionnelles.
R : Chaque unité subit des tests de routine complets conformément à la norme CEI 60076, y compris la mesure de la résistance des enroulements, la vérification du rapport de tension et du déphasage, la mesure de la tension d'impédance et des pertes en charge, la mesure des pertes à vide et du courant, et les tests diélectriques de routine (test de tension appliquée et test de tension induite). Les tests de type disponibles sur demande comprennent les tests d'élévation de température de type conformément à la norme CEI 60076-2 et les tests diélectriques de type conformément à la norme CEI 60076-3. De plus, des tests spéciaux optionnels tels que la mesure de décharge partielle et la détermination du niveau sonore conformément à la norme CEI 60076-10 peuvent être effectués en fonction des spécifications du projet.
R : Les exigences de connexion au réseau varient selon le fournisseur d'électricité et la juridiction, mais incluent généralement des spécifications pour la tolérance de tension, la tolérance de fréquence, la capacité de facteur de puissance, les limites de distorsion harmonique et les performances de tenue aux défauts. Ce transformateur sert d'interface de tension entre le PCS et le réseau utilitaire, et ses paramètres électriques, y compris une tension d'impédance de 6,0 % et un groupe vectoriel Dyn11, favorisent une intégration stable au réseau. Pour la documentation de conformité spécifique au projet (telle que la teneur en harmoniques et en distorsion au point de connexion commun), nous recommandons une coordination entre le fabricant du transformateur, le fournisseur du PCS et l'entrepreneur EPC pour garantir que le système complet répond à toutes les normes d'interconnexion des services publics.
R : Oui. Le transformateur peut être configuré pour être intégré dans des solutions de sous-station conteneurisées compactes couramment utilisées dans les projets BESS modernes. Les options comprennent des configurations d'enceintes montées sur socle, des conceptions compactes pour le montage sur patins, et des compartiments de terminaison de câble de puissance appropriée compatibles avec les configurations de systèmes conteneurisés. Des dimensions d'enceinte et des configurations de terminaison personnalisées sont disponibles pour répondre aux exigences d'intégration spécifiques du projet – veuillez contacter notre équipe technique avec vos contraintes d'installation pour une proposition sur mesure.
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