La subestación transformadora prefabricada por bloques (KTPB) está destinada a la recepción, transformación, distribución y tránsito de energía eléctrica trifásica de corriente alterna a 50 Hz en niveles de tensión de 10(6), 35, 110, 150 y 220 kV. La KTPB asegura el suministro eléctrico de consumidores industriales y municipales, zonas agrícolas, instalaciones de infraestructura, y también se aplica en el lado de 35–220 kV de subestaciones de red y, en condiciones adecuadas, en centrales eléctricas. La base de la parte de media tensión de la KTPB es un patio de maniobras al aire libre (AIS), formado por bloques de conexión modulares de fabricación en fábrica, lo que proporciona un alto grado de terminación en planta, reduce los plazos de obra y montaje y garantiza una calidad predecible del activo terminado.

Los bloques AIS para 10(6), 35, 110, 150 y 220 kV están concebidos para la recepción y distribución de energía según los esquemas requeridos, la conmutación en carga y en regímenes de mantenimiento, la medida y el contaje de energía, así como la limitación de sobretensiones atmosféricas y de maniobra. El AIS puede incluir distintos bloques, tanto de ejecución tipificada como diseñados de forma específica para el proyecto y su esquema unifilar, condiciones climáticas, zonas de viento y engelamiento, requisitos de sismorresistencia y limitaciones de implantación.

Finalidad y ámbito de aplicación

Los bloques AIS de la KTPB se emplean para configurar la parte de media tensión de subestaciones en todas las configuraciones principales: de extremo, de tránsito, derivaciones, nudos, con uno o dos sistemas de barras de trabajo, con barras de transferencia (by-pass), con puentes y acoplamientos/seccionamientos. El enfoque modular permite materializar tanto esquemas típicos como soluciones no estándar con requisitos individuales del cliente: desde centros de distribución compactos de 10(6) kV hasta nudos de subestaciones de 220 kV con funcionalidades ampliadas.

El equipamiento está orientado a un amplio espectro de aplicaciones: suministro a plantas minero-metalúrgicas y de petróleo y gas, industrias siderúrgicas y químicas, transporte (subestaciones de tracción ferroviaria, nudos de metro), parques logísticos y centros de distribución, áreas residenciales y terciarias, complejos agroindustriales, así como instalaciones de generación (centrales hidroeléctricas, térmicas y de ciclo combinado) en calidad de patio de maniobras de planta.

La configuración habitual de una KTPB para 35–220 kV se forma con los siguientes bloques funcionales: bloques de llegada de línea aérea (LA) con conexión mediante pórtico o sin pórtico; bloques de interruptor (entradas, salidas de línea, seccionamiento de barras y acoplamiento de barras); bloques de seccionador (linea, barras y puesta a tierra); bloques de transformadores de intensidad y de tensión; bloques de pararrayos de óxido metálico; bloques de entradas de cables (empalmes) para conexión de líneas de cable de 35–220 kV; bloque del transformador de servicios auxiliares (TSA) para instalación exterior; bloques de aisladores soporte y aisladores soporte con pararrayos; bloques auxiliares de teleprotección por portadora en línea y filtros de línea; bandejas/canales de cables y armarios de bornes de circuitos secundarios.

Condiciones de servicio

Los bloques AIS están diseñados para operar en distintas ejecuciones macroclimáticas y categorías de ubicación conforme a EN/IEC 60721-3-3 (uso fijo en lugares protegidos de la intemperie) y EN/IEC 60721-3-4 (uso fijo al aire libre), considerando además las zonas de viento y engelamiento de la normativa aplicable. Condiciones típicas:

• Temperatura ambiente: de -45 °C a +40 °C para ejecución al aire libre (según EN/IEC 60721-3-4); hasta -60 °C en versiones reforzadas para clima frío.
• Altitud sobre el nivel del mar: hasta 1000 m (en ejecución base).
• Presión dinámica normativa del viento: hasta 650–800 N/m² a 10–15 m de altura (según región y normativa aplicable).
• Espesor normativo de la capa de hielo: 20–34 mm (según zonas y normativa).
• Clases ambientales y niveles de contaminación de aislamiento según EN/IEC 60721 y criterios de selección de aisladores de acuerdo con IEC/TS 60815 (ligera a muy severa).
• Sismorresistencia: hasta 9 grados según la escala MSK-64 (con ejecución y soluciones de proyecto acordes); cálculo estructural conforme a Eurocódigo 8 cuando así lo requiera la normativa del proyecto.

Las estructuras de los bloques AIS permiten su uso en zonas con elevadas cargas de viento y engelamiento, así como en condiciones de bajas temperaturas, garantizando la resistencia electro-dinámica y térmica de los conductores, la estabilidad de las estructuras metálicas de soporte y las distancias reglamentarias al suelo, a cerramientos y a partes activas adyacentes. Cuando es necesario se aplican soluciones de atenuación acústica (entornos urbanos) y se ofrecen variantes de diseño con menor impacto visual y de ocupación en planta.

Implantación y soluciones constructivas

El AIS de 10(6)–220 kV se compone de bloques modulares transportables fabricados en planta: bastidores metálicos portantes con interruptores, seccionadores, transformadores de intensidad y de tensión, pararrayos, elementos de embarrado, accionamientos y armarios de conexiones secundarias ya montados. Cada bloque constituye un conjunto funcional completo, que minimiza las operaciones en obra: colocación sobre durmientes/encabezados de pilotes/riostras, conexión del embarrado rígido/flexible y conexionado de circuitos secundarios.

Según el nivel de tensión y el esquema unifilar seleccionado, se emplean los siguientes tipos base de bloque:

• Bloque de línea (llegada de LA): permite la conexión de la línea aérea al AIS. Se ejecuta con llegada con pórtico o sin pórtico (35–220 kV), con cadenas de suspensión, herrajes de fijación de descensos y cumplimiento de distancias eléctricas normalizadas. En la variante sin pórtico, los descensos se conectan directamente a los conductores del primer vano de la LA y se fijan a aisladores soporte del bloque, simplificando el conjunto, reduciendo metal y coste.
• Bloque de interruptor: realiza la conmutación planificada y de emergencia en carga (entrada, salida de línea, seccionamiento de barras, acoplador de barras y by-pass), garantiza el disparo selectivo ante CC y la integración de transformadores de intensidad (integrados o externos) y de los sistemas de protección y automatización.
• Bloque de seccionador: seccionadores trifásicos de línea/barras y de puesta a tierra crean el corte visible, permiten la conmutación sin carga y el seccionamiento a tierra de los tramos desconectados mediante cuchillas de puesta a tierra. Accionamiento manual o motorizado, con posibilidad de mando remoto desde armarios en poste.
• Bloque de transformadores de tensión (TT): para circuitos de medida, facturación y protección por tensión; ejecución monofásica o trifásica (seco/aceite/SF6/capacitivo/anti-resonante según tensión y servicio). Puede ubicarse en lado de línea, en el vano extremo de barras o integrado en celda.
• Bloque de transformadores de intensidad (TI): asegura la medida y alimentación de circuitos de protección y contaje cuando no es posible utilizar TI integrados en interruptores u otros bloques; se aplica en circuitos de líneas, transformadores y puentes.
• Bloque de pararrayos (POM): limita sobretensiones de origen atmosférico y de maniobra; puede colocarse en lado de línea/barras o integrarse en bloques combinados (p. ej., aisladores soporte + pararrayos).
• Bloque de empalmes de cable (entrada de LC): conexión de líneas de cable de 35–220 kV al AIS; opcionalmente con seccionador, TI de secuencia cero, POM y armario de secundarios.
• Bloque del transformador de servicios auxiliares (TSA) para exterior: alimentación de los servicios auxiliares de la subestación (habitualmente hasta 100 kVA en la configuración base) con fusibles y aparamenta de conmutación.
• Bloques de aisladores soporte / aisladores soporte con POM: para el apoyo del embarrado y el anclaje mecánico de partes activas, garantizando la resistencia dieléctrica y mecánica; selección del tipo de aislador (porcelana/polímero/varilla/suspensión) según requisitos del cliente y clima.

El embarrado rígido se ejecuta, por regla general, con tubo de aleación de aluminio en uno o dos niveles; para compensar dilataciones térmicas se emplean apoyos deslizantes y articulados. El embarrado flexible (conductor de aluminio o ACAR/ACSR) se utiliza en puentes cortos, descensos y conexiones a pasatapas de transformadores (autotransformadores) y equipos. Los circuitos secundarios de cada bloque se llevan de fábrica a armarios de bornes; las interconexiones entre bloques se realizan mediante rutas de cables en bandejas (a cota de suelo o suspendidas) a alturas que facilitan la operación y la seguridad del personal.

Los armarios para mando remoto de los accionamientos motorizados de seccionadores se instalan sobre postes independientes (normalmente hasta 2 armarios por poste). La documentación de proyecto fija las ubicaciones de los postes, las piezas de anclaje/durmientes o pilotes, y los cables de mando y señalización. Esta solución mejora el mantenimiento, ofrece buena visibilidad del equipo maniobrado y cumple los requisitos de seguridad eléctrica.

Bloques base del AIS por función

Seguridad

La seguridad del personal y la fiabilidad del equipo están integradas en la arquitectura de los bloques AIS. Se garantiza el corte visible de la cadena principal con posibilidad de puesta a tierra a ambos lados; los órganos de mando de seccionadores e interruptores se ubican a alturas seguras y zonas accesibles. Las holguras constructivas y distancias al suelo, cerramientos y partes activas adyacentes se adoptan conforme a la normativa aplicable. Se emplea aparamenta moderna con alta resistencia electro-dinámica y térmica, aisladores poliméricos y de porcelana de calidad, y soluciones probadas para el enrutado de cables secundarios, evitando contactos involuntarios con partes activas.

Con accionamientos motorizados de seccionadores, se prevé la instalación de armarios de mando remoto en postes independientes con indicación a distancia de la posición de cuchillas y tomas de tierra, así como contactos eléctricos auxiliares para integración en esquemas de protección y en sistemas SCADA. Esto permite un mando seguro, alejado de las partes de media tensión, y un control visual del estado de los equipos.

Ejecuciones y opciones

• Ejecuciones ambientales según EN/IEC 60721-3-4 (intemperie) y EN/IEC 60721-3-3 (lugares protegidos); versiones “frías” ampliadas para regiones severas.
• Opciones de llegada de LA: con pórtico o sin pórtico (para 35–220 kV), incluyendo soportes de distintos tipos (acero, hormigón, madera), con ángulos de llegada y tensiones acorde a los datos de proyecto.
• Selección de aparamenta de conmutación: interruptores en vacío (35–110 kV) e interruptores en SF6 tipo columna o tanque (110–220 kV); accionamientos manuales/motorizados.
• Tipos de TT: lineales/monofásicos/trifásicos, anti-resonantes, capacitivos (CVT), en SF6; tipos de TI: en aceite, secos, encapsulados, pasantes (“ventana”) y soporte.
• Sistemas de embarrado: uno/dos niveles de embarrado rígido, puentes flexibles, elementos de compensación de dilataciones.
• Bandejas de cables: de hormigón a nivel de suelo o suspendidas; armarios de bornes en bloques y armarios agrupados en postes.
• Armarios de mando remoto, paneles de protección y automatización, equipos de teleprotección por portadora en línea y filtros de línea.
• Pantallas acústicas y recubrimientos especiales para explotación en entorno urbano.

Configuraciones típicas (ejemplos)

A continuación se muestran soluciones habituales de esquemas de conexiones principales, implementables con el conjunto de bloques AIS normalizados. La configuración concreta y el alcance de suministro se determinan por el proyecto y hojas de datos, considerando corrientes, niveles de sobretensión, condiciones ambientales y requisitos de fiabilidad del suministro.

Conformidad normativa

Los bloques AIS y la aparamenta aplicada cumplen los requisitos de las normas vigentes, incluyendo (o equivalentes locales):

• EN/IEC 60721-3-3 y EN/IEC 60721-3-4 (clasificación de condiciones ambientales; uso fijo protegido/intemperie).
• UNE-EN IEC 61936-1 (instalaciones de tensión >1 kV AC: distancias, seguridad, implantación); UNE-EN 50522 (puesta a tierra de instalaciones >1 kV AC).
• Serie UNE-EN IEC 62271 (aparamienta de media tensión): 62271-100 (interruptores automáticos), 62271-102 (seccionadores y seccionadores de puesta a tierra), entre otras.
• Serie UNE-EN 61869 (transformadores de medida: TI/TT) y UNE-EN 60076 (transformadores de potencia).
• UNE-EN 60099-4 (pararrayos de óxido metálico sin explosores para sistemas de CA).
• IEC/TS 60815 (selección y dimensionamiento de aisladores en condiciones de contaminación).
• Eurocódigo 8 - UNE-EN 1998-1 (diseño sismorresistente de estructuras), cuando aplique.
• Especificaciones técnicas de fábrica (TU) para KTPB/AIS y componentes.

Colaboración con contratistas, fabricantes de equipos eléctricos e inversores

Estamos abiertos a la cooperación para la fabricación de bloques AIS y componentes: estructuras metálicas, armarios, bandejas de cables, mazos de circuitos secundarios, elementos de embarrado, así como para el suministro de aparamenta de conmutación, transformadores de intensidad y de tensión, pararrayos y otros componentes. Los formatos de cooperación incluyen transferencia licenciada de la documentación de fabricación, supervisión de autor durante la producción, dirección de montaje y soporte en la puesta en servicio, así como la localización conjunta de la producción adaptada al mercado objetivo. A inversores y plantas productivas ofrecemos un paquete completo de documentación, soporte tecnológico y formación para el lanzamiento de la fabricación en serie.

Documentación ofrecida

Para la fabricación y suministro de los bloques AIS de KTPB de 10(6), 35, 110, 150 y 220 kV se proporciona un paquete documental completo:

• Documentación técnica preliminar para licitaciones (descripciones, especificaciones, hojas de datos, hojas de concordancia técnica).
• Documentación de diseño para fabricación: planos de conjunto, planos de bloques y subconjuntos, listados de materiales y equipos comerciales, esquemas de circuitos principales y auxiliares, diarios de cables.
• Modelos 3D y archivos para integración en proyecto: AutoCAD (DWG/DXF), SolidWorks (SLDPRT/SLDASM), Parasolid (X_T/X_B), STEP/IGES y paquete PDF para organismos de aprobación.
• Instrucciones de transporte, almacenamiento, montaje, puesta a punto y explotación; programas y métodos de ensayo tipo.
• Listas de suministro y hojas de datos por variantes (clima, sismo, contaminación, llegada con/sin pórtico, tipos de aparamenta).

Ventajas de trabajar con nosotros

• Reducción de plazos de ingeniería y construcción gracias al alto grado de terminación en fábrica.
• No es necesario mantener un equipo de ingeniería altamente especializado: el conjunto de documentación permite fabricar con un equipo técnico de nivel medio con soporte consultivo de nuestros especialistas.
• Experiencia en lanzamientos en serie sin prototipos: diseños fabricables y gama de componentes validada reducen riesgos y coste de implantación.
• Acompañamiento integral: anteproyecto, selección de equipos, fabricación, dirección de montaje, puesta en marcha, soporte en garantía y post-garantía.

Para más información sobre los bloques AIS de KTPB de 10, 35, 110, 150 y 220 kV, contacte: inbox@proekt-energo.com

…y, como es bien sabido, un error cometido en la fase de diseño se traduce en un coste diez veces mayor en fabricación y cien veces en explotación. Confíe el desarrollo y la adaptación de soluciones a un equipo con experiencia en producción en serie y puesta en servicio de subestaciones en todos los niveles de tensión.

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