L'installation de l'éolienne sur un site n'est qu'une chose. Après qu'une énergie électrique est générée à une éolienne, l'électricité passe immédiatement par au moins deux transformateurs élévateurs et une sous-station que presque personne ne voit après cela. Le chemin caché est là où les différents types de décisions d'ingénierie sont prises pour les personnes impliquées dans la planification, la construction ou l'achat d'éoliennes.
L' Explorer une éolienne Un document d'information du Département de l'Énergie présente un aperçu de la génération d'électricité utilisant l'énergie éolienne. Il indique que chaque éolienne dans un parc éolien génère invariablement de l'électricité et l'envoie à une sous-station avant qu'elle n'atteigne le réseau. Ce qui est caché, c'est ce qui est fait pour produire ce système. Il est nécessaire de comprendre quel type de transformateur est utilisé à l'éolienne, quel type de transformateur est utilisé à la sous-station principale, pourquoi l'énergie est collectée à 33 kV dans un pays et à 34,5 kV dans les autres, et quelles exigences doivent être prises en compte pour l'entrepreneur EPC.
Ce document comble le vide dans les informations ci-dessus car il décrit le système électrique complet d'un parc éolien, commençant par les bornes du générateur et se terminant par le point de connexion fournissant tous les calculs nécessaires et les listes.
A sous-station d'éolienne est l'équipement de transformation de tension et de commutation qui transporte l'électricité d'une éolienne au réseau électrique. Il fonctionne généralement en deux étapes. D'abord, un transformateur élévateur à côté ou à l'intérieur de chaque éolienne élève la tension du générateur (typiquement 0,69 kV) à une tension de collecte moyenne de 33 kV, 34,5 kV ou 35 kV. Ensuite, une sous-station de parc éolien recueille la sortie de nombreuses éoliennes et l'élève à nouveau à une tension de transmission telle que 110 kV, 132 kV ou 230 kV. Sans ces deux étapes, le courant de ligne et les pertes de câble seraient beaucoup trop élevés pour livrer l'énergie éolienne de manière économique.
Qu'est-ce qu'une sous-station d'éolienne ?
Dans le langage courant, deux dispositifs différents sont désignés par un seul terme, ce qui rend facile de les confondre. La première étape pour décrire correctement un projet éolien est de faire la distinction.
Comment l'électricité voyage d'une éolienne au réseau
Le rotor est actionné par le vent, suivi de la génération d'électricité par le générateur. L'électricité du générateur, dans la plupart des cas, passe par un convertisseur de puissance, entraînant la libération d'un courant alternatif triphasé. Cette basse tension ne permettra pas de couvrir de grandes distances ; elle est ensuite élevée via l'éolienne et transportée par des câbles souterrains ou des lignes aériennes goudronnées.
Unités élévatrices de turbine vs Sous-stations collectrices de parc éolien
Une turbine est desservie par l'unité de niveau turbine. Elle peut être désignée comme un transformateur élévateur de la turbine éolienne et se présente généralement sous la forme d'un transformateur emballé avec commutation et protection à moyenne tension dans un seul boîtier (parfois appelé station combinée ou station de type boîte). La sous-station de collecte dessert l'ensemble du parc éolien. C'est une station haute tension entièrement fonctionnelle avec un ou plusieurs transformateurs lourds, des disjoncteurs, des barres omnibus, un bâtiment de contrôle et des relais de protection.
| Caractéristique | Unité de transformation élévatrice de turbine | Sous-station de collecte de parc éolien |
| Sert | Une turbine | Toutes les turbines du projet |
| Rapport de tension typique | 0,69 kV à 33, 34,5 ou 35 kV | 33–35 kV à 66–230 kV ou plus |
| Puissance typique | Adapté à une turbine, généralement quelques MVA | Des dizaines à des centaines de MVA |
| Emplacement | Nacelle, base de tour ou plateforme à côté de la tour | Site clôturé à la limite du parc éolien |
| Dispositif de commutation | Interrupteur de charge avec fusibles, ou un disjoncteur | Disjoncteurs HV et sectionneurs |
| Normes principales | IEC/IEEE 60076-16, IEC 62271-202 | Série IEC 60076, série IEC 62271, IEC 61936-1 |
Chaque turbine éolienne a-t-elle besoin de sa propre sous-station ?
Chaque turbine de grande taille connectée au réseau nécessite un transformateur propre. Cependant, elle ne nécessite pas une sous-station complète. L'appareil spécifique à la turbine est considéré comme un transformateur ayant une commutation locale au lieu d'une sous-station complète avec protection de bus et contrôle. Une station de collecte est normalement connectée à plusieurs turbines. Les turbines distribuées connectées à une ligne basse tension locale sont une exception à la règle ; elles peuvent être connectées sans aucune transformation à la moyenne tension.
Comment fonctionne un système électrique de parc éolien
Un diagramme simplifié de sous-station de parc éolien, dessiné comme un diagramme unifilaire pour un projet terrestre typique, suit ce chemin :
- Générateur et convertisseur de turbine éolienne : tension AC triphasée, normalement 0,69 kV
Transformateurs pour l'élévation de turbine : 0,69 kV à 33, 34,5 ou 35 kV
Lignes de puissance de collecte à moyenne tension : plusieurs installations en série dans chaque câble
Sous-station pour la collecte de l'énergie : disjoncteurs MV et le transformateur principal (34,5/230 kV ou 33/132 kV)
Circuit de transmission et point de connexion au réseau électrique.Ces niveaux de tension sont représentatifs ; les chiffres réels dépendent de la conception de la turbine, de la tension de transmission à proximité du lieu d'installation et des normes du réseau.
Sortie du générateur et du convertisseur de turbine éolienne
Diverses turbines utilisées dans le monde d'aujourd'hui sont appelées turbines à vitesse variable. Le courant électrique du générateur doit être converti en courant continu, ce qui se produit à l'intérieur de la turbine. Après cela, ce courant électrique est à nouveau transformé en courant alternatif ayant la fréquence de la tension du réseau dans les turbines à convertisseur complet. Le résultat final est un courant alternatif aux bornes de la turbine, mais le type de courant électrique fourni par la turbine affecte la performance de différents équipements situés en aval de cette turbine.
Transformateurs élévateurs de niveau turbine
Le transformateur utilisé dans l'éolienne augmente la tension terminale au niveau de collecte et sa puissance nominale doit être capable d'accommoder la puissance apparente totale de l'éolienne plutôt que simplement sa production de puissance réelle. Une éolienne d'une capacité de 4 MW et d'un facteur de puissance de 0,95 produit 4,2 MVA, ainsi le transformateur doit être classé au-dessus de sa capacité en MW en tenant compte de la puissance réactive et du chauffage dû aux harmoniques.
Alimentations de collecte à moyenne tension
L' système de collecte de parc éolien relie les éoliennes. L'étude de NREL sur une grande centrale éolienne décrit des circuits d'alimentation, des câbles souterrains ou des lignes aériennes, qui relient les éoliennes à un bus de 34,5 kV alimentant le transformateur de la sous-station de l'usine (NREL, Équivalence du système de collecte d'une grande centrale éolienne). Les éoliennes sont généralement connectées en chaînes, avec des sections de câble augmentant vers la sous-station à mesure que le courant accumulé augmente.
Sous-station de collecte et connexion au réseau
L'alimentation se connecte à son disjoncteur respectif à l'intérieur de la sous-station de collecte. La tension de collecte est ensuite élevée à la tension de transmission par le transformateur principal. Les annonces de soumission typiques en Amérique du Nord ont la tension de collecte à 34,5 kV avec un transformateur principal au ratio 230/34,5 kV tandis que dans la zone IEC, les projets ont une collecte s'élevant à 33 kV avec un transformateur principal ayant un ratio de 132/33 kV ou 110/35 kV. L'équipement supplémentaire à l'installation se compose d'un système de comptage de revenus, d'un contrôleur et d'une interface de service public.
Emplacement et conception du transformateur élévateur d'éolienne
L'emplacement du transformateur de l'éolienne, ainsi que la manière dont il est isolé et refroidi, influence les parcours de câbles, l'accès à la maintenance et le type d'enceinte dont le projet a besoin.
Dispositions de nacelle, de base de tour et montées sur socle
Il existe trois emplacements standard. Un transformateur de nacelle est situé au sommet du rotor de l'éolienne, ce qui maintient les câbles à basse tension courts. Le transformateur de nacelle, cependant, nécessite un design efficace et compact pour une utilisation en opération en raison des vibrations qu'il subit. Un transformateur est situé à la base de la tour. Un transformateur monté sur socle est situé sur un socle à l'extérieur de la base de la tour, ce qui aide à maintenir son refroidissement ainsi qu'à faciliter le service du transformateur.
Transformateurs immergés dans l'huile vs transformateurs de type sec
Dans une installation au sol, les transformateurs immergés dans un liquide sont très populaires car ils ont un bon mécanisme de refroidissement, peuvent résister à des surcharges et sont raisonnablement tarifés lorsqu'il s'agit de niveaux de tension de puissance normaux. Mais lorsqu'il s'agit d'installations intérieures, des transformateurs de type sec ou en résine coulée sont utilisés car ils obtiennent de bons résultats en matière de sécurité incendie tout en étant sans liquide. La norme IEC/IEEE 60076-16 traite des deux types de transformateurs pour une utilisation dans des applications d'éoliennes.
Pourquoi des sous-stations combinées compactes sont utilisées
Le poste de transformation combiné a regroupé le transformateur, le(s) dispositif(s) de commutation MV, le fusible et les connexions LV dans une seule unité verrouillée fabriquée en usine. Moins de connexions requises sur le terrain se traduit par un assemblage plus rapide et des tests réduits lors des installations. Étant donné qu'il est fourni sous une forme testée, la qualité de l'installation sera considérablement augmentée.
La raison derrière 33 kV, 34,5 kV et 35 kV dans les parcs éoliens
Une illustration détaillée : 690V contre 35K
Le courant triphasé est représenté comme I=P/(√3*V*PF). Par exemple, considérons une éolienne capable de délivrer P=4 MW avec un facteur de puissance de 0,95.
Lors de l'exploitation à 690 V, I=(4,000,000/(√3*690*0,95))=3,523 A
Lors de l'exploitation à 33 kV, I=73,7 A
Lors de l'exploitation à 34,5 kV, I=70,5 A
Lors de l'exploitation à 35 kV, I=69,5 A
Lorsque la tension passe de 690 V à 35 kV, le courant diminue d'un rapport approximatif de 51. Il existe une relation constante entre les pertes résistives et le courant au carré, ce qui signifie que les pertes I²R seraient réduites d'environ 2,500 fois dans des événements réels. Après tout, les réductions peuvent se traduire par des câbles plus petits, des longueurs de lignes d'alimentation possibles plus longues ou des chutes de tension réduites par rapport aux mêmes câbles mais avec des pertes inférieures.
Courant de l'alimentation et chute de tension
La même formule peut être appliquée à l'ensemble de l'alimentation ; par exemple, six éoliennes de 4 MW chacune (24 MW) utiliseront un circuit de 34,5 kV à environ 423 A du côté du poste de transformation, ce qui est similaire à ce qu'un câble de moyenne tension peut servir. Lors de la gestion de l'énergie à 690 V, il faudrait faire face à des milliers d'amperes. Chaque section de l'alimentation doit être dimensionnée en fonction de sa puissance et des calculs de chute de tension doivent être effectués pour répondre aux exigences du fabricant de l'éolienne.
33 kV vs 34,5 kV vs 35 kV : Ce que les acheteurs doivent vérifier
| Tension nominale de collecte | Où c'est courant | Classe de tension d'équipement typique | Fréquence |
| 33 kV | Marchés IEC : Royaume-Uni, Inde, Moyen-Orient, Afrique, Australie | Équipement 36 kV | 50 Hz (principalement) |
| 34,5 kV | Amérique du Nord | Équipement de classe 38 kV | 60 Hz |
| 35 kV | Chine et projets construits selon les pratiques chinoises | Équipement 40,5 kV | 50 Hz |
Ces termes ne sont pas interchangeables ; un transformateur conçu pour 35 kV ne signifie pas qu'il peut être utilisé pour le réseau 33 kV avec la même fiabilité, et un transformateur 50 Hz ne fonctionnera pas nécessairement à une fréquence de 60 Hz. La tension acceptable, la tension maximale pour l'équipement installé, le nombre de positions de prise, la classe d'isolation et la fréquence doivent être clairement indiqués selon le schéma unifilaire du projet. Les acheteurs recherchant un poste de transformation de parc éolien 33kV, un transformateur de parc éolien 34,5kV ou un poste de transformation d'énergie éolienne 35kV doivent indiquer tout cela explicitement dans la demande.
Principaux composants d'un poste de transformation d'éolienne
La liste des équipements dépend de l'étape que vous examinez. Tous les composants du tableau ci-dessous ne sont pas installés à l'intérieur d'une unité de turbine compacte.
| Composant | Unité de transformation élévatrice de turbine | Poste de transformation collecteur |
| Transformateur élévateur | Un, adapté à la turbine | Un ou plusieurs transformateurs de puissance principaux, souvent avec des changeurs de prises sous tension |
| Commutation MV | Interrupteur de charge avec fusibles, ou un disjoncteur | Disjoncteurs de départ dans les tableaux MV |
| Commutation HV | Non présent | Disjoncteurs HV, sectionneurs, interrupteurs de mise à la terre |
| Transformateurs d'instrumentation | Limité ou aucun | CT et VT pour la protection, le contrôle et le comptage des revenus |
| Para-foudres | Côté MV, comme spécifié | Côtés HV et MV |
| Mise à la terre | Terre locale connectée au système de mise à la terre de la turbine | Grille de terre de la sous-station |
| Surveillance | Niveau d'huile, température, état de la porte et de l'interrupteur | SCADA, relais de protection, compteurs de qualité de l'énergie |
Les disjoncteurs de départ MV installés dans les sous-stations collectrices utilisent principalement des disjoncteurs à vide, tandis que le transformateur principal est protégé par des relais différentiels et de surintensité alimentés par les transformateurs de courant positionnés aux deux extrémités.
Protection de la sous-station de parc éolien et exigences du réseau
La protection empêche une seule défaillance de mettre l'ensemble de l'installation hors ligne, tandis que les codes de réseau décident comment l'installation doit se comporter lorsque le réseau est perturbé. Les deux sont liés mais gérés par des équipements différents.
Protection des transformateurs et des départs
Au niveau des turbines, soit les fusibles MV soit les disjoncteurs servent à éliminer toute défaillance du transformateur et à séparer la turbine du départ. La sous-station collectrice est équipée de protection contre les surintensités et les défauts à la terre pour chaque départ. Le transformateur principal est câblé avec une protection différentielle et une protection de surintensité de secours. Il est important de coordonner les réglages, de sorte qu'un défaut de câble n'entraîne le déclenchement que d'un seul départ et permette de maintenir le reste de la centrale en fonctionnement.
Continuité de service en cas de défaut et contrôle de la tension
Les codes de réseau exigent que les parcs éoliens restent connectés au réseau pendant les baisses de tension et fournissent un soutien en tension par le biais de la puissance réactive. C'est une capacité qui doit exister au niveau de l'ensemble de l'installation et ne dépend pas du transformateur. Au lieu de cela, c'est la fonction des convertisseurs de turbine, de leur logiciel et du contrôleur de l'installation. Bien que le transformateur ne soit pas capable de fournir une continuité de service en cas de défaut par lui-même, son impédance et sa plage de réglage de prise devraient être adaptées à une telle application.
Harmoniques, puissance réactive et qualité de l'énergie
Les convertisseurs produisent des courants harmoniques causant des pertes dans les enroulements du transformateur, tandis que les longs câbles contribuent à la capacitance qui peut provoquer des résonances. Il est nécessaire de séparer ces deux problèmes. La qualité de l'énergie au point de connexion est un problème de l'installation qui est défini selon la série IEC 61400-21. Le problème de la charge harmonique et de la conception thermique des transformateurs est principalement un problème d'équipement et est énoncé dans la série IEC 60076 et la partie 16 spécifique aux éoliennes.
SCADA et surveillance à distance
Les parcs éoliens sont généralement situés dans des zones éloignées et ne sont pas dotés de personnel. Par conséquent, la protection des transformateurs, leurs températures, alertes et données de comptage sont transmises au système SCADA, ce qui permet aux opérateurs de surveiller le parc éolien depuis n'importe quel endroit central.
Normes IEC pour les sous-stations de turbines éoliennes
- IEC 60076 série : la norme établit les bases telles que la puissance, l'élévation de température, l'isolation et les tests. Cette norme est pertinente pour les transformateurs principaux de la sous-station de collecte.
IEC/IEEE 60076-16:2018 : celles-ci sont utilisées dans les applications de transformation de turbines éoliennes ; elles peuvent être de type sec ou immergé dans un liquide, avec une tension maximale pour les équipements allant jusqu'à 72,5 kV. Cette norme s'applique au transformateur qui connecte une turbine au système de collecte, mais pas au transformateur reliant l'ensemble de l'installation au réseau.
IEC 62271-202:2022 : sous-stations AC préfabriquées au-dessus de 1 kV et jusqu'à 52 kV, y compris les conceptions de transformation haute tension/basse tension. Cela est valable pour les unités de turbine compactes, mais la conformité doit être démontrée par des tests de conception et de type, et non par des hypothèses.
IEC 61400-21-1:2019 : mesure et évaluation des caractéristiques électriques des turbines éoliennes individuelles connectées au réseau, y compris les tests de qualité de l'énergie et de maintien de la tension.
IEC 61400-21-2:2023 : la même chose pour l'ensemble des centrales éoliennes, y compris le contrôleur de la centrale. Elle laisse expressément les tests sur les composants de l'appareillage, les câbles et les transformateurs à leurs propres normes IEC.Demander les résultats des tests de routine sur chaque unité pour l'approvisionnement (rapport de transformation, résistance, pertes, impédance et tests diélectriques des transformateurs) ainsi que les résultats des tests de type qui correspondent à la conception et à la puissance offertes. Les tests de type sur différentes classes de tension ou puissances ne servent pas de validation pour votre unité.
Sous-stations éoliennes terrestres vs offshore
Unités de transformation compactes terrestres
Les unités de transformation utilisées pour les projets terrestres sont fixées au sol ou montées sur des structures et alimentent une sous-station de collecte stationnaire. L'accès et la maintenance sont faciles pour les projets terrestres.
Systèmes de collecte et d'exportation offshore
En ce qui concerne les projets offshore, le transformateur élévateur se trouve dans la turbine, à partir de laquelle des câbles de parc connectent chacune des turbines à une plateforme de sous-station offshore, puis l'énergie est envoyée à la côte via des câbles d'exportation haute tension. Les projets offshore utilisent de plus en plus des systèmes de parc à 66 kV et peuvent utiliser la technologie HVDC dans des zones très éloignées en mer.
Exigences environnementales et de maintenance
Les conceptions offshore nécessitent une pression extrême, car elles doivent faire face à des projections salines, à l'humidité et à des problèmes d'accessibilité. Les exigences pour les unités terrestres ne sont pas aussi difficiles, cependant, elles doivent toujours faire face à des conditions telles que la chaleur désertique, le froid extrême, les conditions poussiéreuses et les hautes altitudes.
Comment sélectionner une sous-station de turbine éolienne
Capacité du transformateur et rapport de tension
Sélectionnez la taille des transformateurs de turbine en fonction de la puissance apparente et réactive maximale générée par les turbines. Il est important de considérer l'effet des harmoniques émanant du convertisseur lors du processus de sélection. Enfin, vérifiez que le niveau de basse tension correspond à la tension de terminal et que le niveau de haute tension répond aux exigences du système de collecte.
Réseau de collecte et classifications des équipements
Les équipements doivent être compatibles avec la tension nominale la plus élevée attendue sur le système, avec une certaine capacité à résister aux niveaux de court-circuit standard et au système de mise à la terre. La décision entre les interrupteurs à charge avec fusibles et les disjoncteurs pour les unités de turbine doit être prise tôt, car elle influence la coordination de protection tout au long du feeder.
Liste de contrôle RFQ pour les entrepreneurs EPC
| Article | Ce qu'il faut spécifier |
| Données de la turbine | MW nominal, MVA maximum, tension de terminal, type de convertisseur |
| Système de collecte | Tension nominale (33, 34,5 ou 35 kV), tension la plus élevée pour l'équipement, fréquence |
| Données du réseau | Niveau de court-circuit, méthode de mise à la terre, topologie de l'alimentation |
| Transformateur | Puissance nominale, groupe vectoriel, impédance, plage de prises, refroidissement, objectifs de pertes |
| Commutation et protection | Interrupteur de charge et fusible, ou disjoncteur ; exigences de relais |
| Environnement | Plage ambiante, altitude, niveau de pollution, catégorie de corrosion, classification de l'enceinte |
| Normes et tests | Normes IEC ou IEEE applicables, preuves de tests de type, tests de routine, tests de témoin |
| Documentation et approvisionnement | Dessins, schéma unifilaire, manuels, pièces de rechange, conditions de livraison |
Sous-stations combinées de puissance éolienne de Subian Electric
Subian Electric fabrique des équipements pour l'étape au niveau de la turbine décrite ci-dessus. Le ZGS-35/0.8 Sous-station combinée de puissance éolienne élève la sortie de turbine de 0,6 à 0,69 kV à 35 kV pour le réseau de collecte. Elle intègre le transformateur, un interrupteur de charge à haute tension et des fusibles dans une enceinte scellée, avec un liquide isolant de transformateur fournissant isolation et refroidissement. La capacité, le rapport de tension, l'agencement de protection et l'enceinte sont configurés selon le schéma unifilaire de chaque projet et confirmés dans les dessins de devis.
Pour la sous-station de collecte et le réseau plus large, Subian fournit également le disjoncteur à vide intérieur ZN85-40.5 pour les équipements de commutation de 40,5 kV, transformateurs de puissance immergés dans l'huile et des solutions pour sous-stations de 33 kV. La gamme complète d'équipements de montée en tension renouvelables est répertoriée sous Changement de Boîte d'Énergie Nouvelle.
Pour une vue plus large du rôle des transformateurs dans les centrales renouvelables, consultez les articles de Subian sur le rôle des transformateurs dans les systèmes de puissance à nouvelle énergie et l'adaptabilité des transformateurs dans le domaine de la nouvelle énergie.
Questions Fréquemment Posées
Qu'est-ce qu'une sous-station de turbine éolienne ?
L'équipement qui connecte une turbine éolienne au réseau électrique est composé des unités de transformateur et d'équipement de commutation. Dans la majorité des projets, cela implique généralement des transformateurs élévateurs sur chaque turbine et une sous-station de collecte en agrégat.
Comment fonctionne une centrale éolienne ?
Chaque turbine capte l'énergie éolienne et la transforme en rotation et par conséquent en électricité. Le transformateur à chaque turbine augmente la tension, les câbles aident à collecter l'énergie de différentes turbines, et à la sous-station finale, la tension est à nouveau élevée avant d'être transférée au réseau de transmission.
L'électricité d'une turbine éolienne est-elle AC ou DC ?
L'électricité provenant de grandes turbines est un courant alternatif (AC). Plusieurs turbines modernes dans les centrales sont capables de convertir la sortie de leurs générateurs en courant continu (DC) puis de convertir la tension en courant alternatif (AC) à la fréquence du réseau. Cependant, l'énergie est finalement collectée aux bornes de la turbine, mais le transformateur élévateur fonctionne avec du courant alternatif.
Une turbine éolienne suffit-elle à alimenter une maison ?
Une turbine à l'échelle des services publics produit bien plus que ce dont une maison a besoin. Selon le Rapport sur le marché éolien terrestre du DOE : Édition 2024, les turbines nouvellement installées aux États-Unis avaient une puissance moyenne de 3,4 MW en 2023, ce que le DOE dit suffire à alimenter plus de 1 000 foyers américains. Une seule maison utiliserait seulement une petite turbine distribuée, dimensionnée selon la consommation du ménage et la ressource éolienne locale.
Pourquoi les agriculteurs sont-ils contre les turbines éoliennes ?
Les opinions varient. Les préoccupations soulevées par certains propriétaires terriens et voisins incluent les routes et les plateformes de turbines traversant les champs, les effets sur la manière dont l'équipement se déplace autour de la ferme, le bruit et l'impact visuel. De nombreux agriculteurs accueillent les turbines de bon gré : Université de Missouri Extension note que les cultures peuvent généralement continuer autour des turbines et que les paiements de location dépassent souvent de loin les taux de location en espèces pour les terres agricoles.
Chaque turbine éolienne nécessite-t-elle un transformateur ?
Chaque turbine de grande taille connectée à un réseau de collecte à moyenne tension a besoin d'un transformateur élévateur, situé dans la nacelle, à la base de la tour ou sur une plateforme à côté de la tour.
Pourquoi les parcs éoliens utilisent-ils des systèmes de collecte de 33 kV ou 34,5 kV ?
La moyenne tension réduit le courant d'un facteur d'environ 50 par rapport à 690 V, ce qui maintient les câbles, les pertes et la chute de tension gérables. Le niveau exact suit la pratique régionale : 33 kV dans de nombreux marchés IEC, 34,5 kV en Amérique du Nord et 35 kV en Chine.
Quelles normes IEC s'appliquent aux sous-stations de puissance éolienne ?
Les transformateurs élévateurs de turbines sont couverts par IEC/IEEE 60076-16, les sous-stations préfabriquées jusqu'à 52 kV par IEC 62271-202, la série IEC 60076 est responsable des transformateurs de puissance et la conductance des turbines et des centrales éoliennes se trouve dans IEC 61400-21 – 1 et 61400 -21 -2.
Références
- U.S. Department of Energy: Explore a Wind Turbine (Version texte)
- Département de l'Énergie des États-Unis : Rapport sur le marché de l'éolien terrestre, édition 2024
- NREL: Équivalence du système de collecte d'une grande centrale éolienne
- IEC/IEEE 60076-16:2018 Transformateurs de puissance, Partie 16 : Transformateurs pour applications de turbines éoliennes
- IEC 62271-202:2022 Sous-stations préfabriquées AC au-dessus de 1 kV et jusqu'à 52 kV
- IEC 61400-21-1:2019 Caractéristiques électriques des turbines éoliennes
- IEC 61400-21-2:2023 Caractéristiques électriques des centrales éoliennes
- Université de Missouri Extension : Accords sur l'énergie éolienne pour les propriétaires terriens
Conclusion
Un dispositif communément connu sous le nom de sous-station éolienne peut être défini comme une installation à double phase composée de dispositifs élévateurs pour chaque éolienne. La sous-station se compose de deux composants ; la première étape est responsable de la transformation du niveau de tension d'environ 0,69 kV au niveau de 33 kV, 34,5 kV ou 35 kV et le deuxième composant est responsable de l'envoi de l'énergie générée collectée au niveau de transmission. Si les deux composants sont considérés comme un, la spécification de l'équipement s'avérera incorrecte. L'exigence selon laquelle ‘ 33 kV, 34,5 kV et 35 kV sont interchangeables ’ est également incorrecte. Obtenez le bon niveau de tension nécessaire, la fréquence utilisée et la puissance apparente, arrangez les protections et spécifiez les résultats des tests conformément à la demande de prix.
Résumé des faits les plus importants :
– Un transformateur propre est requis pour chaque éolienne car une station de collecte est responsable de l'ensemble du parc éolien ;
– Le courant diminue d'environ 51 fois lorsqu'il est transformé de 690 V à 35 kV ;
– Spécifiez la tension comme 33 kV, 34,5 kV ou 35 kV dans la demande de prix, sans concurrence avec d'autres types ;
– Le maintien de la continuité de service est garanti par des convertisseurs et des contrôles et n'est pas assuré uniquement par le transformateur ;
– Assurez-vous que les tests de type correspondent aux propositions de conception, tandis que des tests de routine sont également requis pour chaque unité.
Si vous prévoyez un projet éolien et avez besoin d'équipements élévateurs au niveau des éoliennes, contactez Subian Electric avec vos données d'éolienne, la tension de collecte et le schéma unifilaire. Notre équipe d'ingénierie confirmera la configuration et retournera les dessins et un devis pour le ZGS-35/0.8 Sous-station combinée de puissance éolienne.