Documentación de diseño funcional para la fabricación de equipos eléctricos para subestaciones. Modelos 3D. Planos. Documentación normativa.

KTP 10/0,4 Subestaciones transformadoras prefabricadas de 25–1000 kVA

Las subestaciones transformadoras prefabricadas (KTP) 10/0,4 kV de 25–1000 kVA son soluciones tipo quiosco y en contenedor, listas para operar, destinadas a la recepción, transformación y distribución de energía trifásica a 50 Hz. Están concebidas para el suministro eléctrico de instalaciones agrícolas, industriales e infraestructurales, yacimientos de petróleo y gas, núcleos de población aislados y barrios residenciales. El uso de módulos unificados de aparamienta de media tensión (MT) y baja tensión (BT), transformadores de potencia modernos (en aceite o secos), así como un sistema de enclavamientos y protecciones bien diseñado permite poner potencia en servicio con rapidez en obra, reduciendo los plazos de ingeniería, fabricación y puesta en marcha.

Finalidad y ámbito de aplicación

Las KTP 10/0,4 kV reducen la tensión de 6(10) kV a 0,4 kV y la distribuyen a las salidas de BT. Ámbitos de uso típicos:

  • Suministro de áreas industriales: talleres, almacenes, estaciones de bombeo, instrumentación y control, líneas de proceso y servicios auxiliares.
  • Agroindustria: granjas, elevadores de grano, complejos de invernaderos, riego, cámaras frigoríficas.
  • Proyectos de petróleo y gas: plataformas de pozos, instalaciones de inyección, estaciones de compresión, puntos de medida y campamentos.
  • Infraestructura urbana y rural: zonas residenciales, equipamientos sociales, alumbrado público y espacios comunitarios.
  • Suministro temporal y móvil de obras y servicios estacionales, donde importan el montaje ágil y la reinstalación.

Las KTP se fabrican en ejecución de uno o dos transformadores, en configuraciones terminales o de paso, con entradas aéreas y/o por cable en MT y salidas por cable o aéreas en BT. La construcción permite montaje rápido sobre cimentación, solera compactada o bloques prefabricados; la mayor parte del equipo se entrega montado, minimizando el trabajo en obra.

Características técnicas:

Potencia del transformador de potencia, kVA  25 - 1000
Transformadores de corriente en la entrada (relación), corriente nominal primaria A / secundaria A  50/5 - 1500/5
Corriente asignada del fusible a 6 kV, A  8 - 160
Poder de corte del fusible a 6 kV, kA  20; 31,5; 40
Corriente asignada del fusible a 10 kV, A  5 - 100
Poder de corte del fusible a 10 kV, kA  12,5; 20; 31,5
Corriente soportada térmica en BT durante 1 s, kA  10; 20
Corriente soportada dinámica en BT, kA  25; 51
Tensión asignada en MT, kV  6; 10
Tensión máxima de servicio (Um) en MT, kV  7,2; 12
Tensión asignada en BT, kV  0,4
Corriente soportada térmica en MT durante 1 s, kA  20
Corriente soportada dinámica en MT, kA  51

Condiciones de servicio

Las subestaciones están diseñadas para un amplio rango de condiciones ambientales según EN/IEC 60721-3-4 y EN/IEC 60721-3-3. Disponibles ejecuciones equivalentes para climas templados y fríos (de –45 °C a +40 °C y hasta –60 °C en versiones para clima frío). Altitud de instalación admisible: hasta 1000 m s. n. m. Entorno: atmósfera industrial tipo II; no explosiva, sin gases ni vapores químicamente activos en concentraciones que degraden los parámetros eléctricos. Grado de protección de envolventes: IP34 (para aparamienta y elementos de carcasa); el diseño de pasamuros, entradas/salidas y juntas de puertas impide la entrada de agua y polvo en los compartimentos. Se permite la operación con engelamiento de conductores (hielo hasta 20 mm) y con presiones de viento típicas de la mayoría de regiones.

En bajas temperaturas puede instalarse calefacción en el cuadro de BT, ventilación local/intercambio térmico natural, así como transformadores herméticos en aceite (TМG) o transformadores secos con mayor resistencia a la humedad. Para zonas polvorientas y costeras se recomienda pintura en polvo con fosfatado previo del metal para aumentar la resistencia a la niebla salina, así como carcasa en acero galvanizado pintado según la paleta corporativa del cliente.

Disposición y soluciones constructivas

La KTP se ejecuta en configuración modular con compartimentos separados: media tensión (aparamienta MT), transformador y baja tensión (aparamienta BT). Bloques de sistema - versiones de MT para distintos tipos de entrada/conmutación, el compartimento del transformador y bloques de BT con diferentes opciones de servicio y número de alimentadores - permiten configurar rápidamente la solución requerida sin cambiar las dimensiones en obra. La aparamienta MT puede equiparse con fusibles, interruptor-seccionador bajo carga con cuchillas de puesta a tierra, protección de gas del transformador (relé Buchholz, de serie en potencias mayores; en medias, bajo demanda), limitadores de sobretensión en MT/BT y seccionador en apoyo para entrada aérea. La KTP está diseñada con entradas y salidas tanto aéreas como por cable en MT y BT. Para conexión a líneas aéreas se instala un pórtico en la cubierta con aisladores tipo pin/paso que permiten conectar conductor de MT no aislado con seguridad. En caso de salidas aéreas de BT, éstas se realizan a través del mismo pórtico en la ejecución correspondiente. La KTP monotransformador incluye tres compartimentos: transformador de potencia (TP), MT y BT con servicio por una sola fachada. En variantes hasta 630 kVA puede combinarse el compartimento de TP y MT sin interruptor bajo carga (según proyecto). La entrada de MT y el seccionador en línea pueden ubicarse en un apoyo independiente.

El compartimento del transformador dispone de puertas de dos hojas en ambos lados para facilitar el mantenimiento y la extracción. El compartimento de MT se fabrica en varias ejecuciones: con fusibles (para KTP terminales hasta 630 kVA) o con interruptor-seccionador bajo carga y cuchillas de puesta a tierra, así como fusibles en salidas. Los enclavamientos impiden cerrar las cuchillas de tierra bajo carga y energizar con las cuchillas aplicadas. Un interruptor de fin de carrera permite desenergizar el cuadro de BT al operar en MT. El compartimento de MT tiene puertas exteriores para acceso a los accionamientos y una puerta interior con enclavamiento y mirilla. Para la entrada de cables hay aberturas y soportes de fijación en el suelo. El compartimento del transformador permite inspeccionar el nivel de aceite sin desenergizar (en transformadores en aceite), dispone de mayor capacidad de confinamiento frente a arco interno, y puertas abatibles/desmontables para acceso y sustitución del equipo. La entrada de cables de MT se realiza mediante pasamuros/bridas con soportes de fijación; en el suelo hay orificios tecnológicos. En KTP con entrada aérea se instala en la cubierta un pórtico con aisladores tipo pin y pasantes que admite la conexión segura de conductor desnudo y, si es necesario, la instalación de pararrayos/limitadores de sobretensión de 6–10 kV.

El cuadro de BT es el compartimento para el servicio de los aparatos de BT; las puertas de dos hojas garantizan acceso libre. El equipo se distribuye en paneles de la pared posterior sobre soportes: arriba - interruptor general y barras; debajo - interruptores automáticos de las salidas; en la parte alta - medida/monitorización (contadores, amperímetros, voltímetro con conmutador). Es posible instalar armarios de medida, automatismos de alumbrado exterior, tomas de servicio, calefacción y conmutación automática de reserva (ATS). El cuadro de BT está construido sobre barras rígidas (aluminio AD31T, opcionalmente con zonas de contacto cobreado, o cobre - bajo demanda), con disposición en una sola hilera de automáticos a una altura mínima de 600 mm para facilitar el tendido de cables. El interruptor general se sitúa centrado, las barras colectoras en horizontal; sobre ellas pueden instalarse equipos de medida y control (contadores electrónicos de energía activa/reactiva, amperímetros por fase, voltímetro con conmutador). En las salidas - interruptores automáticos en ejecución fija (o extraíble - opcional) con posibilidad de hasta 13 aparatos de tamaño estándar en un panel de una hilera (para paneles ampliados N6 - hasta 26). Se prevén circuitos de alumbrado general, tomas de servicio de 40/63 A, dispositivos programables para control del alumbrado exterior, ATS para esquemas bitransformador y armarios de compensación de energía reactiva.

Clasificación de KTP:

Según el tipo de transformador de potencia - en aceite 
- seco
Según el tratamiento del neutro del transformador en BT - neutro directamente puesto a tierra
Según el número de transformadores de potencia - uno 
- dos
Aislamiento de barras en el cuadro de BT - barras sin aislamiento
Según la ejecución de la entrada en MT - por cable 
- aérea
Según la ejecución de las salidas en el cuadro de BT - salida superior 
- salida inferior
Según clase ambiental y ubicación  - EN/IEC 60721-3-4; EN/IEC 60721-3-3
Nivel de aislamiento según IEC 60071-1:2019 - normal
Según el montaje de los interruptores automáticos - fijos
- enchufables
Según el destino de los armarios de BT - de línea

Ejecuciones y opciones (resumen)

Opción/ejecución Finalidad Observaciones
Aparamienta MT con interruptor-seccionador bajo carga y cuchillas de tierra Maniobra y puesta a tierra en 6(10) kV Accionamiento a gas y enclavamientos mecánicos
Pararrayos/limitadores de sobretensión en MT y BT Protección frente a sobretensiones atmosféricas/conmutación Recomendado con entradas aéreas
Cuadro de BT con ATS/Seccionamiento Incremento de la fiabilidad de suministro Relevante para 2KTP y cargas críticas
Batería de condensadores (compensación de reactiva) Reducción de pérdidas y penalizaciones por cos φ Modo manual/automático
Medida de energía eléctrica Medida comercial/técnica en la entrada de 0,4 kV Contadores electrónicos, cajas de prueba
Carcasa EN/IEC 60721-3-4/3-3, chapa galvanizada Trabajo en climas severos y zonas costeras Pintura en polvo, juntas de puertas

Seguridad y enclavamientos

Las subestaciones se proyectan conforme a buenas prácticas de seguridad: tabiques intersección, enclavamientos mecánicos y eléctricos (impiden accionar las cuchillas de tierra bajo carga y energizar con las cuchillas aplicadas), interruptores de fin de carrera que desenergizan BT al operar en MT, mirillas para control visual de fusibles/posición de cuchillas, y puertas de acceso independientes con cerraduras y juntas. La capacidad de confinamiento de los armarios está confirmada por cálculos/ensayos: la construcción soporta la acción breve del arco interno dentro del compartimento. En BT se prevén protecciones contra sobrecarga y cortocircuito; los circuitos de servicios auxiliares están protegidos con selectividad adecuada.

Configuraciones típicas (modularidad)

Configuración Composición de bloques Aplicación
Terminal, hasta 250 kVA M/M1/M2 + T + B Objetos locales, 4–8 alimentadores de BT
Terminal, hasta 630 kVA M7/M8/M9 + T + B1/B6 Panel de BT ampliado, hasta 13–26 alimentadores
De paso, hasta 630 kVA Mp/Mp1 + T + B/B1 Tránsito de 6(10) kV a través de la sección MT
2KTP con ATS (Me2) + T×2 + B2 + ATS Consumidores de categoría I, reserva por BT
Ejecución en contenedor Armario MT + transformador + cuadro BT Oil&Gas, obras, regiones frías

Ejecuciones y opciones

Disponibles entradas de MT por cable y/o aéreas (o combinadas), salidas de BT aéreas/por cable, carcasas según EN/IEC 60721-3-4/3-3, paneles galvanizados, pintura y branding corporativo. En MT es posible instalar celdas con interruptor-seccionador bajo carga, limitadores de sobretensión, transformadores de corriente en la entrada, así como integración con seccionador exterior en el apoyo de la línea aérea más próxima. En BT - interruptores generales/sectoriales extraíbles, ATS, sistema de alumbrado y servicios auxiliares, tomas de servicio, armarios de compensación de reactiva. Bajo demanda - medida en varios puntos, telemetría y transmisión de datos (AMR/AMI), control del alumbrado exterior dependiente de condiciones climáticas (fotocélula/temporizador).

Conformidad con normas

  • EN/IEC 60721-3-4 y EN/IEC 60721-3-3 - clases ambientales y categorías de ubicación.
  • EN/IEC 60529 - grado de protección de envolventes (IP34 para aparamienta y entradas/salidas).
  • IEC 62271-202 / IEC 62271-200 - subestaciones prefabricadas de MT y aparamienta metálica de MT.
  • IEC 60076 - transformadores de potencia.
  • IEC 61439-1/-2 - conjuntos de aparamenta y control de BT (cuadros de BT).
  • IEC 60071-1 - coordinación de aislamiento y niveles de aislamiento.
  • EN 50160 - características de la tensión en redes públicas de distribución (calidad de suministro). Cumplimiento de la normativa nacional aplicable (p. ej., en España REBT e ITC-BT y Reglamento de Alta Tensión - RD 337/2014).

Colaboración y programas de asociación

Invitamos a contratistas, fabricantes de equipos eléctricos, integradores AMI/SCADA e inversores a cooperar en la fabricación y localización de equipos de subestación: desde fabricación de carcasas metálicas y operaciones de montaje hasta ciclo completo con ensayos. Disponibles varios modelos de cooperación, incluida la fabricación según nuestra documentación de detalle con supervisión de montaje y puesta en servicio en obra. Para empresas de fabricación, es posible iniciar rápidamente la producción en serie sin “serie cero”: el paquete de I+D y el soporte tecnológico reducen riesgos y plazos de salida al mercado.

Documentación y modelos digitales

Proporcionamos el paquete completo de documentación de fabricación para producir las KTP en sus instalaciones, incluidas especificaciones, esquemas, listas de cables y listados de compras. Disponibles planos 2D (DWG/DXF, AutoCAD), modelos 3D de conjuntos y subconjuntos (Parasolid, STEP, SolidWorks), especificaciones para ERP y ficheros de corte láser/plasma. La documentación se adapta a las capacidades tecnológicas de la planta: posiciones sustituibles, aparamienta equivalente, reconfiguración de taladros y códigos de marcaje unificados. Para licitaciones preparamos el paquete previo (hojas de datos, esquemas unifilares, listados de equipos, dimensiones/peso, condiciones de servicio).

Selección de configuración y validación

La selección de la KTP se realiza según cargas, regímenes de trabajo, condiciones de la red de 6(10) kV, categoría de fiabilidad y perspectivas de crecimiento del consumo. En la fase de estudio se definen: número y calibre de alimentadores, tipo de interruptor general, necesidad de seccionamiento/ATS, tipo de entrada en MT/salida en BT, tipo de transformador (aceite/seco), compensación de reactiva y medida. En la hoja de datos se fijan requisitos de dimensiones, peso, huellas, gama de colores, tendido de cables, medida y telemetría. Si es necesario, se realiza la adaptación a cimentaciones locales y la revisión de la tornillería y utillaje de fijación.

Ventajas de trabajar con nosotros

- Reducción de costes de ingeniería: la documentación es clara para un ingeniero de nivel medio e incluye notas y tablas de compatibilidad.
- Paso a serie sin prototipo: hojas de proceso y listados de conjuntos probados reducen riesgos y plazos de lanzamiento.
- Consultoría y soporte técnico: ayudamos a superar auditorías de calidad y a establecer el control de recepción y ensayos interoperacionales.

Para más información sobre KTP 10/0,4 kV de 25–1000 kVA, contacte en: inbox@proekt-energo.com

PDF - Descargar información técnica de KTP 10/0,4 kV de 25–1000 kVA

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