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Transformador personalizado de 8MVA conecta sistemas solares fotovoltaicos y BESS a una red de 34,5 kV
2026-07-14
Los proyectos de energía solar fotovoltaica a escala de servicios públicos y de almacenamiento de energía en baterías utilizan comúnmente transformadores para conectar bloques de inversores de bajo voltaje o sistemas de conversión de energía a una red colectora de voltaje medio. El NREL ha documentado plantas fotovoltaicas a escala de servicios públicos donde inversores individuales de 4MVA operan a 480V AC y se conectan a un sistema colector de 34.5kV a través de transformadores. En proyectos de BESS, los transformadores realizan una interfaz similar entre los bloques de PCS y el sistema de voltaje medio.
En este contexto de aplicación, Winley Electric diseñó y fabricó un transformador de subestación trifásico sumergido en aceite personalizado de 8MVA para un proyecto de energía norteamericano. La unidad une un sistema de 34.5kV en estrella con toma de tierra con dos circuitos delta separados de 4MVA y 480V.
La disposición eléctrica es adecuada para operación de elevación de voltaje desde dos bloques de potencia de inversor o PCS a un sistema colector de 34.5kV, así como para operación de reducción de voltaje desde el sistema de voltaje medio a dos circuitos independientes de 480V. Por lo tanto, el proyecto implicó más que la conversión de voltaje: los dos bloques de potencia, las conexiones de alta corriente y el cronograma de entrega tuvieron que abordarse dentro de un único diseño de transformador.
Las especificaciones del proyecto requerían dos devanados secundarios independientes de 4MVA en lugar de una única salida de 8MVA. Esto exigió una disposición física altamente segregada dentro del tanque y una clara identificación de los terminales externos. Asegurar la separación absoluta fue crítico para prevenir la interferencia electromagnética cruzada y para garantizar un cableado de campo seguro y sin errores durante la instalación y el mantenimiento futuro.
A 4MVA y 480V, la corriente nominal para cada devanado secundario alcanza unos excepcionales 4811.4 A. La gestión de este nivel de densidad de corriente requirió una disposición de terminales especializada y de alta resistencia. Winley tuvo que diseñar una estructura capaz de mantener estrictas distancias eléctricas, resistir las fuerzas mecánicas de cortocircuito y proporcionar un espacio de instalación práctico para múltiples conductores de campo de gran calibre.
El proyecto también requirió un cronograma de producción de 90 días. Este fue un objetivo exigente en un mercado norteamericano donde la adquisición de transformadores se mide cada vez más en años en lugar de meses.
Para el primer trimestre de 2026, los plazos de entrega de los transformadores elevadores de generador habían superado las 160 semanas, mientras que se informaba de tiempos de espera de más de tres años para transformadores de subestación grandes. Cumplir con el cronograma del proyecto requirió una estrecha coordinación de ingeniería, preparación de materiales, fabricación, ensamblaje y pruebas de fábrica.
Winley configuró el transformador con un grupo vectorial YNd1d1. El devanado de alto voltaje de 34.5kV está en estrella con toma de tierra, mientras que los dos devanados secundarios de 480V están conectados en delta.
Los dos devanados de bajo voltaje se sacan a través de grupos de terminales X e Y separados, lo que permite identificar y conectar cada circuito de 4MVA por separado.
Para manejar de forma segura la corriente continua de 4811.4 A, la interfaz de bajo voltaje cuenta con seis casquillos de porcelana de frente vivo clasificados para la clase 1.2kV, 45kV BIL y 6500A, terminados con conectores de pala NEMA de 8 orificios. Los grupos de terminales X e Y están montados lateralmente en lados opuestos del tanque dentro de recintos dedicados. Esta simetría maximiza el espacio de cableado al tiempo que mantiene los circuitos visual y físicamente distintos.
Al finalizar y congelar los detalles clave de ingeniería —como el esquema de conexión YNd1d1, la geometría de las barras colectoras y los diseños de los gabinetes de terminales— antes de la producción, Winley eliminó el riesgo de cambios de diseño a mitad de ciclo. La adquisición y fabricación procedieron de inmediato. Los dispositivos auxiliares, incluidos los indicadores de nivel de líquido, los indicadores de temperatura de aceite/devanado y los dispositivos de alivio de presión, se precablearon a bloques de terminales claramente etiquetados en la caja de empalmes para simplificar la integración en campo.
- Ubicación: América del Norte
- Aplicación: Sistemas solares fotovoltaicos y de almacenamiento de energía en baterías
- Cantidad: 1 unidad
- Capacidad nominal: 8MVA
- Voltaje del sistema: 34.5kV ↔ 2 × 4MVA / 480V
- Grupo vectorial: YNd1d1
- Plazo de entrega de producción: 90 días
- Base de diseño y prueba: ANSI C57.12.00
- Valor clave del proyecto: Dos bloques de potencia independientes de alta corriente conectados a través de un transformador de voltaje medio
Antes de las pruebas de fábrica, el transformador completado se verificó contra los planos aprobados. La revisión cubrió la identificación de los terminales X e Y, las posiciones de los accesorios, el cableado de control y las conexiones auxiliares.
Una vez que la unidad ensamblada coincidió con la configuración aprobada, se liberó para las pruebas de fábrica.
El transformador completó con éxito todas las pruebas de calidad y rendimiento el 13 de mayo de 2026. Los devanados secundarios X e Y se probaron de forma independiente para verificar el equilibrio y el cumplimiento.
| Elemento de prueba | Alcance de la prueba | Resultado de la prueba | Estado |
|---|---|---|---|
| Resistencia del devanado | Devanado HV comprobado en cinco posiciones de toma; devanados LV X e Y comprobados por separado a 30°C | Desequilibrio HV: 0.26%–0.27%; devanado X: 3.89%; devanado Y: 3.69% | Calificado |
| Relación de voltaje | Devanados secundarios X e Y comprobados en todas las cinco posiciones de toma | Error del devanado X: -0.06% a 0.22%; error del devanado Y: 0.13% a 0.31% | Calificado |
| Rendimiento sin carga | Pérdida sin carga y corriente sin carga | 6,922 W; 0.15% de corriente sin carga | Registrado |
| Rendimiento con carga | Pérdida con carga e impedancia de cortocircuito a 85°C | 61,648 W de pérdida con carga; 6.31% de impedancia | Registrado |
| Soporte dieléctrico | Inducido: 960 V, 150 Hz, 48 s en el lado LV; fuente separada: 70 kV HV y 10 kV LV durante 60 s | Ambas pruebas de resistencia completadas con éxito | Aprobado |
| Integridad de la presión | Prueba de presión estática de 0.015 MPa durante 12 h | Sin fugas de aceite | Aprobado |
| Tensión de ruptura del aceite | Valor mínimo de aceptación: 35 kV | Valor promedio probado: 43.8 kV | Calificado |
Tras la aprobación de las pruebas, los conjuntos de radiadores desmontables se desmontaron y se aseguraron en marcos de transporte de acero protectores para evitar daños en las aletas. El cuerpo principal del transformador se montó sobre soportes de madera de alta resistencia y se aseguró dentro del contenedor de envío utilizando amarres de alta resistencia, lo que garantiza una estabilidad completa durante el tránsito marítimo.
Izquierda: conjuntos de radiadores protegidos. Derecha: cuerpo del transformador posicionado y asegurado para exportación.
El transformador completado entrega dos circuitos secundarios de 4MVA y 480V, conectados por separado y completamente aislados, a partir de un único suministro de 34.5kV, resolviendo tanto los desafíos de alta corriente como de separación física. Al aplicar una rigurosa ingeniería concurrente y un robusto diseño de disposición, Winley Electric eludió los retrasos en la cadena de suministro a nivel de la industria para entregar esta solución altamente personalizada y conforme en solo 90 días.
¿Está planeando un transformador con configuraciones complejas de múltiples devanados o de alta corriente?
Póngase en contacto con el equipo de ingeniería de Winley Electric para discutir sus especificaciones técnicas y solicitar una revisión detallada del diseño.
Contáctenos : steven@winley-electric.com
