Cas de société Environ Transformateur personnalisé de 8 MVA relie les systèmes solaires photovoltaïques et BESS à un réseau de 34,5 kV
Transformateur personnalisé de 8 MVA relie les systèmes solaires photovoltaïques et BESS à un réseau de 34,5 kV
2026-07-14
Les projets de centrales solaires photovoltaïques à l'échelle utilitaire et de stockage d'énergie par batterie utilisent couramment des transformateurs pour connecter des blocs d'onduleurs ou de systèmes de conversion de puissance basse tension à un réseau collecteur moyenne tension. Le NREL a documenté des centrales PV à l'échelle utilitaire où des onduleurs individuels de 4MVA fonctionnent à 480V AC et se connectent à un système collecteur de 34,5kV via des transformateurs. Dans les projets de BESS, les transformateurs remplissent une fonction d'interface similaire entre les blocs PCS et le système moyenne tension.
Dans ce contexte d'application, Winley Electric a conçu et fabriqué un transformateur de sous-station personnalisé de 8MVA, triphasé, immergé dans l'huile, pour un projet d'alimentation en Amérique du Nord. L'unité relie un système en étoile à prise neutre mise à la terre de 34,5kV à deux circuits distincts de 4MVA, 480V en triangle.
La configuration électrique convient à une opération d'élévation de tension à partir de deux blocs d'onduleurs ou de puissance PCS vers un système collecteur de 34,5kV, ainsi qu'à une opération d'abaissement de tension du système moyenne tension vers deux circuits indépendants de 480V. Le projet impliquait donc plus qu'une simple conversion de tension : les deux blocs de puissance, les connexions à courant élevé et le calendrier de livraison devaient tous être pris en compte dans la conception d'un seul transformateur.
Les spécifications du projet exigeaient deux enroulements secondaires indépendants de 4MVA plutôt qu'une seule sortie de 8MVA. Cela a nécessité une disposition physique très ségréguée à l'intérieur du réservoir et une identification claire des bornes externes. Assurer une séparation absolue était essentiel pour prévenir les interférences électromagnétiques croisées et garantir un câblage de terrain sûr et sans erreur lors de l'installation et de la maintenance future.
À 4MVA et 480V, le courant nominal de chaque enroulement secondaire atteint un courant exceptionnel de 4811,4 A. La gestion de ce niveau de densité de courant a nécessité une configuration de bornes spécialisée et robuste. Winley a dû concevoir une structure capable de maintenir des dégâts électriques stricts, de résister aux forces mécaniques de court-circuit et de fournir un espace d'installation pratique pour plusieurs conducteurs de terrain de gros calibre.
Le projet nécessitait également un calendrier de production de 90 jours. C'était un objectif ambitieux sur le marché nord-américain où l'approvisionnement en transformateurs se mesure de plus en plus en années plutôt qu'en mois.
Au premier trimestre 2026, les délais de livraison des transformateurs élévateurs pour générateurs avaient dépassé 160 semaines, tandis que les grands transformateurs de sous-station présentaient des temps d'attente de plus de trois ans. Le respect du calendrier du projet a nécessité une coordination étroite de l'ingénierie, de la préparation des matériaux, de la fabrication, de l'assemblage et des tests en usine.
Winley a configuré le transformateur avec un groupe de vecteurs YNd1d1. L'enroulement haute tension de 34,5kV est en étoile à prise neutre mise à la terre, tandis que les deux enroulements secondaires de 480V sont connectés en triangle.
Les deux enroulements basse tension sont sortis par des groupes de bornes X et Y séparés, permettant d'identifier et de connecter chaque circuit de 4MVA séparément.
Pour gérer en toute sécurité le courant continu de 4811,4 A, l'interface basse tension est équipée de six traversées en porcelaine à face active, classées pour la classe 1,2kV, 45kV BIL et 6500A, terminées par des connecteurs à œillet NEMA à 8 trous. Les groupes de bornes X et Y sont montés latéralement sur des côtés opposés du réservoir dans des enceintes dédiées. Cette symétrie maximise l'espace de câblage tout en gardant les circuits visuellement et physiquement distincts.
En finalisant et en figeant les détails d'ingénierie clés - tels que le schéma de connexion YNd1d1, la géométrie des barres omnibus et les dispositions des armoires de bornes - avant la production, Winley a éliminé le risque de modifications de conception en cours de cycle. L'approvisionnement et la fabrication ont immédiatement commencé. Les dispositifs auxiliaires, y compris les indicateurs de niveau de liquide, les indicateurs de température d'huile/enroulement et les dispositifs de décharge de pression, ont été pré-câblés sur des borniers clairement étiquetés dans la boîte de jonction pour simplifier l'intégration sur site.
- Emplacement : Amérique du Nord
- Application : Systèmes solaires PV et de stockage d'énergie par batterie
- Quantité : 1 unité
- Capacité nominale : 8MVA
- Tension du système : 34,5kV ↔ 2 × 4MVA / 480V
- Groupe de vecteurs : YNd1d1
- Délai de production : 90 jours
- Base de conception et de test : ANSI C57.12.00
- Valeur clé du projet : Deux blocs de puissance indépendants à courant élevé connectés via un transformateur moyenne tension
Avant les tests en usine, le transformateur terminé a été vérifié par rapport aux dessins approuvés. L'examen a couvert l'identification des bornes X et Y, les positions des accessoires, le câblage de commande et les connexions auxiliaires.
Une fois l'unité assemblée conforme à la configuration approuvée, elle a été libérée pour les tests en usine.
Le transformateur a réussi tous les tests de qualité et de performance le 13 mai 2026. Les enroulements secondaires X et Y ont été testés indépendamment pour vérifier l'équilibre et la conformité.
| Article de test | Portée du test | Résultat du test | Statut |
|---|---|---|---|
| Résistance d'enroulement | Enroulement HV vérifié à cinq positions de prise ; enroulements LV X et Y vérifiés séparément à 30°C | Déséquilibre HV : 0,26%–0,27% ; enroulement X : 3,89% ; enroulement Y : 3,69% | Qualifié |
| Rapport de tension | Enroulements secondaires X et Y vérifiés sur les cinq positions de prise | Erreur enroulement X : -0,06% à 0,22% ; erreur enroulement Y : 0,13% à 0,31% | Qualifié |
| Performance à vide | Pertes à vide et courant à vide | 6 922 W ; courant à vide de 0,15% | Enregistré |
| Performance en charge | Pertes en charge et impédance de court-circuit à 85°C | Pertes en charge de 61 648 W ; impédance de 6,31% | Enregistré |
| Tenue diélectrique | Induit : 960 V, 150 Hz, 48 s côté BT ; source séparée : 70 kV HT et 10 kV BT pendant 60 s | Les deux tests de tenue ont été réalisés avec succès | Réussi |
| Intégrité de la pression | Test de pression statique de 0,015 MPa pendant 12 h | Aucune fuite d'huile | Réussi |
| Tension de claquage de l'huile | Valeur d'acceptation minimale : 35 kV | Valeur moyenne testée : 43,8 kV | Qualifié |
Suite aux approbations de test, les ensembles de radiateurs détachables ont été démontés et sécurisés dans des cadres de transport en acier protecteurs pour éviter les dommages aux ailettes. Le corps principal du transformateur a été monté sur des supports en bois robustes et sécurisé à l'intérieur du conteneur d'expédition à l'aide de sangles de haute résistance, assurant une stabilité complète pendant le transport maritime.
À gauche : ensembles de radiateurs protégés. À droite : corps du transformateur positionné et retenu pour l'exportation.
Le transformateur terminé fournit deux circuits secondaires de 4MVA, 480V, connectés séparément et entièrement isolés, à partir d'une seule alimentation de 34,5kV, résolvant ainsi les défis de courant élevé et de séparation physique. En appliquant une ingénierie simultanée rigoureuse et une conception de disposition robuste, Winley Electric a contourné les retards de la chaîne d'approvisionnement à l'échelle de l'industrie pour livrer cette solution hautement personnalisée et conforme en seulement 90 jours.
Vous planifiez un transformateur avec des configurations complexes multi-enroulements ou à courant élevé ?
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