КРУ К-37 - sustitución de la unidad extraíble (retrofit)

RETROFIT es la modernización o el reequipamiento parcial de los conjuntos de distribución (КРУ, celdas de distribución de media tensión) y de las cámaras de servicio por un solo lado (КСО, celdas de acceso frontal) mediante la sustitución del equipo obsoleto por soluciones actuales. Para un número de subestaciones y centros de distribución de 6–10 kV, el mayor beneficio se logra sustituyendo el componente más desgastado y a la vez más crítico -el interruptor en aceite (de poco aceite)- por un interruptor en vacío (o SF₆) con accionamiento por muelles o electromagnético. A diferencia de los aparatos en aceite, los interruptores modernos no requieren mantenimiento periódico del sistema de aceite, ofrecen mayor vida útil de maniobras y simplifican la explotación. Paralelamente, cuando es necesario, se actualizan los mecanismos de enclavamientos, los sistemas de persianas (shutters), los accionamientos de seccionadores de puesta a tierra, los circuitos secundarios y los paneles de puertas. El retrofit permite conservar las barras, cimentaciones, entradas de cables y puntos de fijación, reduciendo presupuesto y tiempos de parada sin merma de fiabilidad.

Finalidad y ámbito de aplicación

La solución propuesta está destinada a sustituir la unidad extraíble (UE) del КРУ serie К-37 instalando una UE nueva, compatible en dimensiones y cotas de conexión con la celda existente. Es aplicable en centros de distribución de 6 y 10 kV, 50 Hz, en centrales eléctricas, subestaciones de redes, instalaciones industriales y de infraestructura, así como en explotaciones agrícolas y del sector extractivo. El retrofit puede realizarse tanto para mantener la operatividad de celdas existentes cuando los interruptores agotan su recurso, como en el marco de programas para elevar la seguridad operativa, reducir costes de explotación y digitalizar los sistemas secundarios.

La nueva unidad extraíble con interruptor moderno garantiza las maniobras estándar (cierre/apertura, reconexión automática -RA-, funciones de protección, automatización y control -PAC) en régimen normal y en condiciones de fallo, incl. cortocircuitos y sobrecargas. La construcción está concebida para redes con neutro aislado o compensado. Gracias a los adaptadores unificados de contactos principales y al conector secundario compatible, se asegura plena compatibilidad electromecánica con la mayoría de las variantes de К-37 sin modificar el compartimento de barras ni las conexiones de cables. En muchos casos la modernización se complementa con nuevos transformadores de corriente/tensión, protección de arco, terminales modernos de protección y automatización, y sensores de monitorización de estado.

Datos técnicos (típicos)

Parámetro	Valor para retrofit К-37	Observación
Tensión asignada	6 kV / 10 kV	Frecuencia 50 Hz
Tensión máxima de servicio	7,2 kV / 12 kV	Según el tipo de interruptor elegido
Corriente asignada de las vías principales	630 / 1000 / 1600 A (previa coordinación hasta 2000–2500 A)	Verificación térmica según proyecto
Corriente asignada de corte	20 / 25 / 31,5 kA	En función del tamaño del interruptor
Corriente térmica soportada de corta duración (3 s)	20 / 31,5 kA	Tiempo típico - 3 s (vías principales)
Corriente soportada de cresta (esfuerzo electrodinámico)	hasta 51–80 kA	Según la configuración de la celda
Vida útil del interruptor	clase M2/E2	Conforme a las normas para interruptores en vacío
Grado de protección	IP31/IP34 (interior); hasta IP54 (ejecución para intemperie)	Según proyecto y celda de origen
Categoría ambiental	EN/IEC 60721-3-4 / EN/IEC 60721-3-3	Según condiciones y proyecto
Tensión de circuitos de mando	110/220 V AC/DC	Otras variantes - previa coordinación
Dimensiones de la UE (aprox.)	compatibles con К-37 (ancho 900/1350 mm; fondo hasta 1600 mm)	Sin cambiar puntos de fijación
Interfaz de circuitos secundarios	conector compatible/placas adaptadoras	Según esquemas existentes
Posiciones del carro	mantenimiento / prueba / servicio	Interbloqueos de movimiento y enclavamiento
Opciones adicionales	protección de arco, sensores, contadores de maniobras, monitorización remota	Integración en SCADA

Condiciones de explotación

El kit de retrofit está destinado a su utilización en salas de celdas y/o armarios para intemperie, conforme a los requisitos vigentes. Categorías ambientales - EN/IEC 60721-3-4 / EN/IEC 60721-3-3 (según proyecto); temperatura ambiente, por regla general, de -40 … -45 °C a +40 … +45 °C; humedad relativa hasta el 95 % con medidas anticondensación (calefactores, ventilación, canales de drenaje). Altitud admisible - hasta 1000 m s. n. m. sin reducción de prestaciones; por encima, se realizan cálculos adicionales de rigidez dieléctrica y régimen térmico. Grado de protección de la envolvente para “interior” - no inferior a IP31/IP34; para “intemperie con aislamiento térmico” - hasta IP54 (según proyecto). En condiciones de elevada condensación y contaminación (p. ej., estaciones de bombeo, industria química, zonas costeras) se contemplan medidas de clasificación y protección de aislamiento, calefacción anticondensación y control del microclima.

La sismorresistencia, resistencia a vibraciones, resistencia al fuego de entradas de cables y las categorías por contaminación/condensación se seleccionan según la celda К-37 de origen y los requisitos del proyecto. Para armarios de intemperie se acuerdan además: composición del aislamiento térmico, diseño de cubierta/aleros, entradas de cable estancas, recubrimientos resistentes a UV y protección anticorrosiva de estructuras y herrajes (galvanizado en caliente, recubrimientos poliméricos).

Disposición y soluciones constructivas

La disposición básica de la nueva unidad extraíble para К-37 conserva la lógica de la celda original: carro (bastidor) con interruptor, contactos enchufables principales, mecanismo de extracción/introducción por guías, conjunto de enclavamientos mecánicos y eléctricos, sistema de persianas, parte receptora del conector secundario y órganos de mando en el frontal. La construcción incorpora:

interruptor en vacío (o SF₆, según proyecto) con accionamiento por muelles o electromagnético, clase de servicio E2/M2 conforme a las normas vigentes;
adaptadores de contactos de potencia que garantizan compatibilidad geométrica con las partes de barras y cables de la celda К-37 sin modificar la aparamenta de barras;
conector secundario universal (o juego de placas adaptadoras) para conexión de circuitos de mando, señalización y PAC existentes;
mecanismo de seccionador de puesta a tierra del alimentador (si lo prevé la celda) con accionamiento, enclavamientos e indicación de posición;
sistemas de persianas que cierran automáticamente los contactos enchufables al extraer el carro, y bloqueo mecánico de puertas;
juego de placas, pictogramas, mirillas e interbloqueos entre celdas/compartimentos (según proyecto).

Para las variantes típicas de К-37 hay tres niveles de modernización (por carga de trabajo y plazo de implantación):

Kit de adaptación a la UE existente - sustitución del interruptor y adaptación de enclavamientos/circuitos secundarios en el carro original. Coste mínimo, pero mayor carga de ajuste y puesta a punto.
Sustitución completa de la unidad extraíble - suministro de una UE nueva con interruptor, persianas, conector y enclavamientos. Puesta en servicio más rápida; la UE original con interruptor en aceite puede quedar como reserva.
Módulo “plug-in” (módulo de retrofit de fábrica) - bloque de preparación único con marco de interfaz, sistema unificado de contactos y enclavamientos. Máxima estandarización y distancias dieléctricas mejoradas, instalación más rápida; mayor coste inicial.

Tras la inspección del centro de distribución y el análisis de la documentación de origen, se selecciona la opción óptima. Si es necesario, se adapta la placa frontal, se instalan nuevas partes receptoras del conector secundario, se sustituyen/trasladan interruptores de fin de carrera, sensores y paneles internos. El proyecto tiene en cuenta la ubicación de TC/TV, dimensiones de las ventanas de cables, zonas de servicio y accesibilidad de los accionamientos.

Seguridad

El concepto de retrofit mantiene o eleva el nivel de seguridad operativa respecto a la configuración original de К-37. Se implementan enclavamientos mecánicos y eléctricos para evitar maniobras erróneas (prohibición de movimiento de la UE con el interruptor cerrado, prohibición de cierre con persianas abiertas, interbloqueos “interruptor - puesta a tierra”, bloqueo de la puerta del compartimento con el alimentador en servicio). Se prevén posiciones fijas “mantenimiento/prueba/servicio”, indicadores de posición de los aparatos principales, posibilidad de precintado y uso de candados. A petición del proyecto pueden emplearse sistemas de protección de arco (sensores ópticos/criterios de corriente), así como dispositivos de control de microclima y registro de eventos.

Para armarios con requisitos elevados de seguridad para el personal es posible diseñar soluciones acordes con los principios actuales de resistencia al arco interno (IAC) y categorías LSC de continuidad de servicio. En celdas existentes, el grado de conformidad viene determinado por la envolvente, la evacuación de gases, la presencia de válvulas de alivio y puertas reforzadas. En retrofit se permite instalar conductos adicionales de evacuación y elementos estructurales reforzados (según cálculos y ensayos).

Variantes de fabricación y opciones

Interruptores: en vacío de fabricantes industriales (6/10 kV; corrientes 630–1600 A, previa coordinación -hasta 2000/2500 A; capacidad de corte 20–31,5 kA); alternativamente, interruptores SF₆ de la serie indicada.
Accionamientos: por muelles motorizados (con carga manual de emergencia) o electromagnéticos; accionamiento manual del seccionador de puesta a tierra; mando local/remoto.
Circuitos secundarios: conector secundario compatible con el esquema original; adaptadores para arneses existentes; modernización de RA/ATS, telesignales e indicación local.
Protección y servicios: terminales de protección y automatización (instantáneas, 51/51N, 59/27, direccionales, protección por fallo de interruptor -BF), protección de arco, registradores, integración por IEC 61850/Modbus (según proyecto).
Materiales y ejecución: elementos galvanizados o inoxidables, recubrimientos en polvo, calefactores anticondensación, sensores de temperatura/humedad.
Documentación: modelos 3D, documentación técnica, especificaciones, instrucciones de montaje/ajuste/explotación, protocolos de verificaciones y programas-métodos de ensayo.

Comparación de enfoques típicos de retrofit

Enfoque	Alcance de trabajos	Ventajas	Particularidades
Kit de adaptación a la UE original	Sustitución del interruptor, ajuste de enclavamientos, adaptación de circuitos secundarios	Precio mínimo, se conserva el carro	Alineación precisa, mayor tiempo de puesta a punto
Nueva UE completa	Suministro del carro con interruptor, persianas, conector y enclavamientos	Puesta en servicio rápida, mínimo montaje, la UE antigua puede quedar en reserva	Coste superior al del kit de adaptación
Módulo “plug-in” (módulo de fábrica)	Bloque único con marco de interfaz y contactos unificados	Plazos cortos, distancias de aislamiento mejoradas, ensayos de fábrica	Mayor coste inicial, con bajos riesgos y plazos

Conformidad con normas

La solución de retrofit se proyecta cumpliendo los requisitos actuales para equipos y conjuntos de media tensión. En el proyecto se indican las normas objetivo y los límites de responsabilidad (aparato/UE/celda). Al seleccionar interruptor y accesorios se tienen en cuenta las disposiciones de los siguientes documentos (lista a concretar para cada objeto):

IEC 62271-1 - requisitos generales para aparatos y conjuntos de media tensión en corriente alterna;
IEC 62271-100 - interruptores de corriente alterna (clases de servicio, capacidad de maniobra, ensayos);
IEC 62271-102 - seccionadores y seccionadores de puesta a tierra (requisitos mecánicos y de enclavamientos);
IEC 62271-200 - conjuntos metálicos de 1–52 kV (clasificación LSC/IAC para armarios nuevos/modernizados);
IEC TS 62271-304 - clasificación de condiciones de servicio en interiores con condensación/contaminación;
EN/IEC 60721-3-3 y EN/IEC 60721-3-4 - clasificación ambiental de lugar de instalación (equivalentes europeos a los antiguos grupos de ГОСТ 15150).

Colaboración con socios y contratistas

Estamos abiertos a cooperar con fabricantes de equipos eléctricos, empresas de ingeniería mecánica e ingenierías para la fabricación en serie de unidades extraíbles para К-37. Posibles formatos: suministro de la UE completa bajo placa del cliente (private label), suministro de “semielaborados” (bastidores, adaptadores, frontales, persianas), transferencia del paquete de documentación técnica con acompañamiento de autor en el lanzamiento de producción, así como proyectos “llave en mano”: ingeniería, fabricación, puesta en servicio y puesta en marcha en campo. Para inversores e integradores es atractivo acceder al mercado de servicio del parque instalado de КРУ К-37 y series afines (К-V, К-VI, К-IX, etc.) con mínimos gastos de I+D gracias a soluciones tipificadas, bibliotecas 3D y rutas de proceso probadas.

Documentación ofrecida

El paquete tipo incluye: conjunto de planos de trabajo (DWG/DXF), especificaciones, documentación de explotación, modelos 3D (STEP/Parasolid), diseños de paneles frontales, esquemas de montaje y procedimientos de inspección de recepción, instrucciones de transporte/almacenamiento/montaje/ajuste, protocolos de ensayos de tipo y de recepción. La documentación se adapta a los requisitos de licitación y a las capacidades tecnológicas de su fabricación (espesores metálicos, recubrimientos disponibles, gama de tornillería, etc.). Previa coordinación, se proporcionan fuentes para AutoCAD/SolidWorks/Compass-3D para una rápida integración en su PLM.

Le ofrecemos documentación para la sustitución de la unidad extraíble del КРУ К-37 (retrofit):

- Documentación técnica preliminar para participar en licitaciones de sustitución de la unidad extraíble del КРУ К-37. Prepararemos la información necesaria para evaluar la posibilidad de fabricación conforme a los requisitos del pliego y hojas de datos.
- Planos de fabricación, modelos 3-D y la documentación necesaria para fabricar la unidad extraíble del КРУ К-37 en su planta. Si no prevé fabricar internamente los conjuntos y piezas -podemos ayudar a subcontratarlos. En su planta se realizará el montaje general y cableado.
- Toda la documentación se ajusta, si es necesario, a los requisitos del proyecto y a las posibilidades tecnológicas de su producción.
- Si en la subestación hay equipos de otro fabricante -prepararemos para usted la documentación para fabricar equipos análogos complementarios a los instalados.

Ventajas de trabajar con nosotros:

- No es necesario mantener un gran equipo de ingeniería senior: recibirá un paquete documental listo para fabricar con el que podrá trabajar un ingeniero de cualificación media.
- No es necesario fabricar prototipos: nuestra experiencia permite lanzar directamente series de producción.
- Trabajando con nuestra documentación, sus especialistas recibirán asesoría sobre todos los matices de la sustitución de la unidad extraíble del КРУ К-37.