IEC 60076 BESSエネルギー貯蔵システム用配電変圧器 2000kVA 35kVクラス 0.69kV一次側
IEC 60076 に準拠した BESS システム用の 2000kVA 変圧器。双方向の電力潮流、高調波 (K ファクター ≥13)、および周期的負荷を処理します。低い無負荷損失、ONAN 冷却、グリッド統合のためのカスタム オプションが特徴です。
0.69kV BESSエネルギー貯蔵システム用変圧器
,2000kVA BESSエネルギー貯蔵システム用変圧器
このIEC 60076準拠の液浸昇圧変圧器は、バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）のグリッド連系アプリケーション向けに特別に設計されています。定格容量2000kVA、高電圧側35kVクラス、低電圧一次側0.69kVのこのユニットは、電力変換システム（PCS）と中電圧ユーティリティグリッド間の重要なインターフェースとして機能します。定常的な産業負荷向けに設計された従来の配電用変圧器とは異なり、この変圧器は、双方向電力フロー、高調波含有量、積極的な充放電サイクル、および部分負荷励磁の長時間期間を含む、エネルギー貯蔵運用固有の電気的および熱的ストレスに対応できるように構築されています。要求の厳しい再生可能エネルギー環境で、信頼性の高い電圧変換と電気的絶縁を提供しながら、長期的な運用安定性を維持します。
高調波耐性設計（Kファクター≥ 13）–急速な充放電サイクル中にインバータベースのPCS機器によって生成される高調波電流に耐えるように設計されています。巻線とコアの設計は、過度の渦電流損失と異常な温度上昇を防ぎ、非正弦波負荷条件下での絶縁の早期劣化なしに安定した動作を保証します。
IEC 60076シリーズへの完全準拠–電力変圧器のIEC 60076規格に準拠して製造およびテストされており、一般要件、絶縁レベル、温度上昇制限、エネルギー効率パラメータをカバーしています。ルーチンおよびタイプテストプロトコルは、各ユニットのパフォーマンスの一貫性を検証します。
双方向電力フロー機能–充電（グリッドからバッテリーへ）と放電（バッテリーからグリッドへ）の両方のモードでシームレスなエネルギー転送のために設計されています。電気構成は、絶縁の完全性や熱安定性を損なうことなく、電力方向の動的な反転をサポートします。
サイクル負荷および部分負荷運用に最適化–定常状態条件下で最高のパフォーマンスを発揮する標準的な変圧器とは異なり、このユニットはBESSデューティサイクルの典型的な積極的な負荷サイクルと長時間の低負荷励磁期間に対応し、長期的な熱劣化を低減します。
低無負荷損の高効率コア–コア損失を最小限に抑えるために、プレミアムの粒界配向ケイ素鋼コア材料で構築されています。変圧器が低負荷またはゼロスループットでも長時間通電されたままになる可能性があるエネルギー貯蔵アプリケーションでは、無負荷損の低減はプロジェクトのIRRの向上と生涯運用コストの削減に直接つながります。
| パラメータ | 仕様 |
|---|---|
| 定格容量 | 2000 kVA |
| 一次電圧（低圧側） | 0.69 kV (690V) |
| 二次電圧（高圧側） | 35 kV クラス |
| 相数 | 三相 |
| 定格周波数 | 50 Hz / 60 Hz (設定可能) |
| ベクトルグループ | Dyn11 (標準) / カスタム対応可能 |
| 冷却方式 | ONAN (油自然空冷) |
| 適用規格 | IEC 60076 シリーズ |
| タップ切換器 | 無励磁タップ切換器 / オンロードタップ切換器 (オプション) |
| 巻線材質 | 銅 / アルミニウム (顧客指定) |
| 温度上昇 | 油: 最大60K; 巻線: 最大65K |
| 標高 | 1000m以下 (高標高は別途対応可能) |
| 周囲温度 | -25℃～+40℃ (拡張範囲はオプション) |
| パラメータ | 値 |
|---|---|
| 無負荷損 | 50Hzで最大1.8kW (代表値) |
| 負荷損 (75℃時) | 50Hzで最大14.5kW (代表値) |
| インピーダンス電圧 | 6.0% ± 10% |
| 絶縁レベル (高圧側) | LI 200 kV / AC 70 kV |
| 絶縁レベル (低圧側) | LI 60 kV / AC 25 kV |
| 高調波耐性 | Kファクター ≥ 13 |
| 部分放電レベル | 1.2Urで最大50 pC |
- ルーチンテスト (IEC 60076): 巻線抵抗測定、電圧比および位相変位チェック、インピーダンス電圧および負荷損測定、無負荷損および電流測定、絶縁ルーチンテスト (印加電圧試験、誘起電圧試験)
- タイプテスト (IEC 60076): 温度上昇タイプテスト (IEC 60076-2)、絶縁タイプテスト (IEC 60076-3)
- オプションの特別テスト: 部分放電測定、騒音レベル測定 (IEC 60076-10)、周波数応答分析
- 放熱面積を最適化したコルゲートタンク設計による放熱性能の向上
- 密閉型または膨張タンク型オプションあり
- オプションで生分解性エステル流体代替品を備えた高グレード鉱物油絶縁
- 高密度電気積層木材部品を備えた堅牢なコアクランプシステムにより、漏洩磁束損失を抑制
- 屋外設置用の高耐久性外部コーティング（耐腐食性）
BESSインバータは、スイッチング運用中にかなりの高調波電流を生成し、渦電流損失を増加させ、標準変圧器の異常な温度上昇、絶縁の早期劣化、およびガス発生の問題を引き起こす可能性があります。
当社のソリューション: この変圧器は、高調波を考慮した設計原則で設計されています。導体断面積の増加、電流密度の低減、巻線形状の最適化により、高調波浸透による熱的影響を軽減します。このユニットはKファクター≥ 13の負荷に対応しており、積極的な定格低下を必要とせずに、BESSの充放電サイクルに典型的な高調波スペクトルを安全に処理できます。
連続的な産業負荷とは異なり、BESSアプリケーションでは、変圧器は充電（グリッドからバッテリーへ）と放電（バッテリーからグリッドへ）モード間の急速な遷移にさらされ、時間の経過とともに絶縁システムにストレスを与える動的な熱負荷条件が発生します。
当社のソリューション: 冷却システムと絶縁材料は、サイクルデューティ用に特別に選択されています。ONAN冷却は、補助電源を必要とせずに信頼性の高い放熱を提供します。コルゲートタンク壁の設計は、自然対流冷却のための表面積を最大化し、熱クラス材料は繰り返し温度変動に劣化なしで耐えるように定格されています。
エネルギー貯蔵システムは、放電時に0.69kVから35kVへの昇圧、充電時の降圧の両方の電力フロー方向で同等に機能する変圧器を必要とします。このデュアル機能運用には、対称な電気的特性が必要です。
当社のソリューション: Dyn11ベクトルグループ構成は、両方の電力フロー方向で安定した電圧変換と位相関係を提供します。変圧器は、エネルギーがグリッドに向かっているかストレージシステムに向かっているかに関わらず、同じインピーダンスと効率特性を提供し、すべての運用モードで一貫したシステムパフォーマンスを保証します。
BESS変圧器は、ストレージシステムがアイドル状態（ディスパッチ信号または市場状況を待っている）であっても、長時間通電されたままになることがよくあります。これらの期間中、無負荷損は全体的なエネルギー消費の主要因となります。
当社のソリューション: この変圧器は、従来の配電用変圧器設計と比較して無負荷損を最小限に抑えるプレミアムの粒界配向ケイ素鋼コアを採用しています。これにより、待機電力消費が削減され、プロジェクト全体の効率指標が向上します。これは、ライフサイクル運用コストと持続可能性報告に焦点を当てた開発者にとって重要な要因です。
PCS機器からの高周波スイッチング波形は、特に35kVクラス巻線で部分放電活動の上昇に寄与し、変圧器の耐用年数中に絶縁劣化を加速させる可能性があります。
当社のソリューション: 巻線絶縁システムは、強化された部分放電制御対策を施して設計および製造されています。品質保証プロトコルには、代表ユニットの部分放電試験が含まれており、運用電圧条件下でPDレベルが業界で認められている制限内に収まっていることを検証し、長期的な絶縁信頼性に貢献します。
A: BESSインバータは、充放電サイクル中にかなりの高調波含有量を持つ非正弦波電流波形を生成します。これらの高調波は、標準的な変圧器が安全に処理できる量を超えて、渦電流損失と巻線加熱を増加させます。Kファクター定格は、過熱なしに高調波負荷に耐える変圧器の能力を示します。高調波含有量の多いBESSアプリケーションでは、Kファクター13～20が推奨されます。この2000kVA変圧器は、Kファクター≥ 13の能力で設計されており、典型的なBESS高調波スペクトル下での積極的な定格低下を必要とせずに安全な運用を保証します。
A: ONAN (Oil Natural Air Natural) 冷却は、タンク内の油の自然対流とタンク表面周りの自然な空気循環に依存して熱を放散します。ファンやポンプは必要ありません。この受動的な冷却方法は非常に信頼性が高く、補助電源を必要とせず、メンテナンスの必要性を最小限に抑えます。屋外BESSアプリケーションの2000kVA変圧器の場合、タンクが適切な冷却表面積（コルゲート壁設計）で適切にサイズ設定されていれば、ONAN冷却は完全に十分です。この変圧器は、エネルギー貯蔵デューティサイクルの典型的なサイクル負荷プロファイルを考慮した熱マージンで設計されています。
A: この変圧器は、両方の電力フロー方向で対称な電気的特性を持つように設計されています。Dyn11ベクトルグループ構成は、ユニットが昇圧（放電中に0.69kVから35kVへ）または降圧（充電中に35kVから0.69kVへ）のいずれであっても、安定した電圧変換を保証します。寿命に影響を与える主な要因は、電力フローの方向自体ではなく、BESS運用に伴う高調波含有量と熱サイクルです。当社の設計は、高調波耐性のある巻線設計、堅牢な絶縁システム、およびサイクルデューティに最適化された熱管理を通じてこれらの要因に対処しており、従来のアプリケーションの同等定格変圧器と同等の期待寿命を保証します。
A: 各ユニットは、IEC 60076に準拠した包括的なルーチンテストを受けます。これには、巻線抵抗測定、電圧比および位相変位検証、インピーダンス電圧および負荷損測定、無負荷損および電流測定、および絶縁ルーチンテスト（印加電圧試験および誘起電圧試験）が含まれます。要求に応じて利用可能なタイプテストには、IEC 60076-2に従った温度上昇タイプテストおよびIEC 60076-3に従った絶縁タイプテストが含まれます。さらに、IEC 60076-10に従った部分放電測定や騒音レベル測定などのオプションの特別テストは、プロジェクト仕様に基づいて実施できます。
A: グリッド接続要件は、ユーティリティおよび管轄区域によって異なりますが、通常、電圧許容範囲、周波数許容範囲、力率能力、高調波歪み制限、およびフォルトライドスルーパフォーマンスに関する仕様が含まれます。この変圧器は、PCSとユーティリティネットワーク間の電圧インターフェースとして機能し、その電気的パラメータ（6.0%のインピーダンス電圧とDyn11ベクトルグループを含む）は、安定したグリッド統合をサポートします。プロジェクト固有のコンプライアンスドキュメント（共通接続点での高調波および歪み含有量など）については、変圧器メーカー、PCSサプライヤー、およびEPCコントラクター間の調整により、システム全体がすべてのユーティリティ相互接続基準を満たすことをお勧めします。
A: はい。この変圧器は、最新のBESSプロジェクトで一般的に使用されるコンパクトなコンテナ化変電所ソリューションに統合できるように構成できます。オプションには、パッドマウントエンクロージャ構成、スキッドマウント用のコンパクトなフットプリント設計、およびコンテナ化システムレイアウトと互換性のある適切に定格されたケーブル終端コンパートメントが含まれます。カスタマイズされたエンクロージャ寸法と終端構成は、特定のプロジェクト統合要件を満たすために利用可能です。技術チームに設置上の制約をお知らせいただければ、テーラーメイドの提案をいたします。
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