Casi di impresa Circa Trasformatore personalizzato da 8MVA connette sistemi fotovoltaici e BESS a una rete di 34,5 kV
Trasformatore personalizzato da 8MVA connette sistemi fotovoltaici e BESS a una rete di 34,5 kV
2026-07-14
I progetti di energia solare fotovoltaica su larga scala e di accumulo di energia a batteria utilizzano comunemente trasformatori per collegare blocchi di inverter a bassa tensione o sistemi di conversione di potenza a una rete di raccolta a media tensione. Il NREL ha documentato impianti fotovoltaici su larga scala in cui singoli inverter da 4MVA operano a 480V AC e si collegano a un sistema di raccolta da 34,5kV tramite trasformatori. Nei progetti BESS, i trasformatori svolgono un'interfaccia simile tra i blocchi PCS e il sistema a media tensione.
In questo contesto applicativo, Winley Electric ha progettato e prodotto un trasformatore di sottostazione personalizzato da 8MVA, trifase, immerso in olio per un progetto energetico nordamericano. L'unità collega un sistema da 34,5kV a stella con neutro messo a terra a due circuiti separati da 4MVA, 480V a triangolo.
La configurazione elettrica è adatta per il funzionamento in elevazione da due blocchi di potenza di inverter o PCS a un sistema di raccolta da 34,5kV, nonché per il funzionamento in abbassamento dal sistema a media tensione a due circuiti indipendenti da 480V. Il progetto ha quindi comportato più della semplice conversione di tensione: i due blocchi di potenza, i collegamenti ad alta corrente e la tempistica di consegna hanno dovuto essere affrontati all'interno di un unico progetto di trasformatore.
Le specifiche del progetto richiedevano due avvolgimenti secondari indipendenti da 4MVA anziché un'unica uscita da 8MVA. Ciò ha richiesto una disposizione fisica altamente segregata all'interno del serbatoio e un'identificazione chiara dei terminali esterni. Garantire la separazione assoluta era fondamentale per prevenire interferenze elettromagnetiche incrociate e per garantire un cablaggio sul campo sicuro e privo di errori durante l'installazione e la manutenzione futura.
A 4MVA e 480V, la corrente nominale per ciascun avvolgimento secondario raggiunge un eccezionale 4811,4 A. La gestione di questo livello di densità di corrente ha richiesto una disposizione specializzata e robusta dei terminali. Winley ha dovuto progettare una struttura in grado di mantenere rigorose distanze elettriche, resistere alle forze meccaniche di cortocircuito e fornire uno spazio di installazione pratico per più conduttori sul campo di grosso calibro.
Il progetto richiedeva anche un programma di produzione di 90 giorni. Questo era un obiettivo impegnativo in un mercato nordamericano in cui l'approvvigionamento di trasformatori viene sempre più misurato in anni anziché in mesi.
Entro il primo trimestre del 2026, i tempi di consegna dei trasformatori di elevazione per generatori avevano superato le 160 settimane, mentre per i grandi trasformatori di sottostazione sono stati segnalati tempi di attesa superiori a tre anni. Il rispetto del programma del progetto ha richiesto un stretto coordinamento tra ingegneria, preparazione dei materiali, produzione, assemblaggio e test di fabbrica.
Winley ha configurato il trasformatore con un gruppo vettoriale YNd1d1. L'avvolgimento ad alta tensione da 34,5kV è a stella con neutro messo a terra, mentre i due avvolgimenti secondari da 480V sono collegati a triangolo.
I due avvolgimenti a bassa tensione sono portati all'esterno tramite gruppi di terminali X e Y separati, consentendo a ciascun circuito da 4MVA di essere identificato e collegato separatamente.
Per gestire in sicurezza la corrente continua di 4811,4 A, l'interfaccia a bassa tensione è dotata di sei boccole in porcellana a fronte vivo classificate per la classe 1,2kV, 45kV BIL e 6500A, terminate con connettori a forcella NEMA a 8 fori. I gruppi di terminali X e Y sono montati lateralmente sui lati opposti del serbatoio all'interno di apposite custodie. Questa simmetria massimizza lo spazio per il cablaggio mantenendo i circuiti visivamente e fisicamente distinti.
Finalizzando e bloccando i dettagli ingegneristici chiave—come lo schema di connessione YNd1d1, la geometria delle barre e i layout dei quadri di terminali—prima della produzione, Winley ha eliminato il rischio di modifiche al progetto a metà ciclo. L'approvvigionamento e la fabbricazione sono proseguiti immediatamente. I dispositivi ausiliari, inclusi indicatori di livello del liquido, indicatori di temperatura olio/avvolgimento e dispositivi di scarico della pressione, sono stati precablati su morsettiere chiaramente etichettate nella scatola di marshalling per semplificare l'integrazione sul campo.
- Luogo: Nord America
- Applicazione: Sistemi solari fotovoltaici e di accumulo di energia a batteria
- Quantità: 1 unità
- Capacità Nominale: 8MVA
- Tensione di Sistema: 34,5kV ↔ 2 × 4MVA / 480V
- Gruppo Vettoriale: YNd1d1
- Tempo di Consegna di Produzione: 90 giorni
- Base di Progettazione e Test: ANSI C57.12.00
- Valore Chiave del Progetto: Due blocchi di potenza indipendenti ad alta corrente collegati tramite un unico trasformatore a media tensione
Prima dei test di fabbrica, il trasformatore completato è stato controllato rispetto ai disegni approvati. La revisione ha riguardato l'identificazione dei terminali X e Y, le posizioni degli accessori, il cablaggio di controllo e i collegamenti ausiliari.
Una volta che l'unità assemblata ha corrisposto alla configurazione approvata, è stata rilasciata per i test di fabbrica.
Il trasformatore ha completato con successo tutti i test di qualità e prestazioni il 13 maggio 2026. Gli avvolgimenti secondari X e Y sono stati testati in modo indipendente per verificarne l'equilibrio e la conformità.
| Elemento di Test | Ambito del Test | Risultato Testato | Stato |
|---|---|---|---|
| Resistenza Avvolgimento | Avvolgimento HV controllato in cinque posizioni di presa; avvolgimenti LV X e Y controllati separatamente a 30°C | Squilibrio HV: 0,26%–0,27%; avvolgimento X: 3,89%; avvolgimento Y: 3,69% | Qualificato |
| Rapporto di Tensione | Avvolgimenti secondari X e Y controllati in tutte e cinque le posizioni di presa | Errore avvolgimento X: −0,06% a 0,22%; errore avvolgimento Y: 0,13% a 0,31% | Qualificato |
| Prestazioni a Vuoto | Perdite a vuoto e corrente a vuoto | 6.922 W; 0,15% corrente a vuoto | Registrato |
| Prestazioni a Carico | Perdite a carico e impedenza di cortocircuito a 85°C | 61.648 W perdite a carico; 6,31% impedenza | Registrato |
| Resistenza Dielettrica | Indotta: 960 V, 150 Hz, 48 s sul lato LV; sorgente separata: 70 kV HV e 10 kV LV per 60 s | Entrambi i test di tenuta completati con successo | Superato |
| Integrità della Pressione | Test di pressione statica di 0,015 MPa per 12 ore | Nessuna perdita d'olio | Superato |
| Tensione di Rottura dell'Olio | Valore minimo di accettazione: 35 kV | Valore medio testato: 43,8 kV | Qualificato |
A seguito delle approvazioni dei test, i gruppi radiatori smontabili sono stati smontati e fissati in telai di trasporto protettivi in acciaio per evitare danni alle alette. Il corpo principale del trasformatore è stato montato su supporti in legno per impieghi gravosi e fissato all'interno del container di spedizione utilizzando cinghie di fissaggio ad alta resistenza, garantendo la completa stabilità durante il transito marittimo.
A sinistra: gruppi radiatori protetti. A destra: corpo del trasformatore posizionato e assicurato per l'esportazione.
Il trasformatore completato fornisce due circuiti secondari da 4MVA, 480V separatamente collegati e completamente isolati da un'unica alimentazione da 34,5kV, risolvendo sia le sfide di alta corrente che di separazione fisica. Applicando una rigorosa ingegneria concorrente e un robusto design del layout, Winley Electric ha aggirato i ritardi della catena di approvvigionamento a livello di settore per fornire questa soluzione altamente personalizzata e conforme in soli 90 giorni.
Stai pianificando un trasformatore con configurazioni complesse a più avvolgimenti o ad alta corrente?
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