K-201 «Volga» Celdas de media tensión 20 kV
Finalidad y ámbito de uso
La serie K-201 «Volga» está destinada a la recepción, distribución, maniobra y protección selectiva de redes trifásicas en 20 kV (tensión máxima del sistema - 24 kV) a 50 Hz; existe variante a 60 Hz por diseño. Las celdas se emplean en aparamenta de subestaciones interiores, en centrales eléctricas y en emplazamientos industriales y de infraestructura donde se requieren alta disponibilidad, robustez frente a arco interno y operación segura. La arquitectura modular facilita la ampliación de la alineación, mientras que los conjuntos unificados acortan los plazos de fabricación, entrega y puesta en servicio.
«Volga» es igualmente apta para distribución primaria y secundaria: entradas/salidas de transformadores de potencia, celdas de alimentador, celdas de seccionamiento de barras con AR/ATS, celdas para motores de media tensión (bombas, compresores, ventiladores), conexiones para bancos de condensadores y filtros de armónicos, así como celdas de medida/metrología con TT/TSA. Se admite operación en redes radiales y en anillo, con sistemas de una o doble barra y seccionamiento. El diseño posibilita operación cómoda en salas eléctricas con restricciones de espacio - acceso frontal, secciones expandibles y módulos dimensionales estándar.
- - Sectores: generación y energía (térmicas/CHP/CCGT), petróleo y gas (estaciones de refuerzo/bombeo, CT compactas de campo), minería y metalurgia y maquinaria, química y pasta y papel, transporte (metro, subestaciones de tracción), utilities, centros de datos, plantas renovables (nodos de evacuación a 20 kV), terminales logísticos y puertos.
- - Funciones: protección y control selectivos, telecontrol, integración con DCS/SCADA, operación motorizada remota; opciones de proyecto incluyen dorsales de comunicaciones digitales con redundancia de canal/tiempo.
- - Mantenimiento: por una o por dos caras (según proyecto), entrada de cables superior/inferior, secciones expandibles de forma modular, aberturas de servicio y paneles desmontables para acelerar trabajos rutinarios.
Condiciones de servicio
- - Clasificación ambiental según EN/IEC 60721-3-3 (interior, protegido frente a intemperie); soluciones ampliadas de temperatura/humedad a petición (calefactores/ventilación, termostato/higrostato).
- - Instalación interior en atmósferas de corrosividad normal; a petición, soluciones para zonas polvorientas y categorías superiores de polvo/suciedad (estanqueidad reforzada, filtros).
- - Altitud de instalación estándar hasta 1000 m s. n. m.; por encima, los parámetros de aislamiento y de conducción de corriente se verifican en el proyecto.
- - Sismo/vibración e impactos mecánicos - según la serie EN/IEC 60068-2 (grupo definido por proyecto).
Diseño y características
El bastidor del armario es de acero estructural con recubrimiento Aluzinc (AZ); los paneles exteriores están pintados en polvo (color base RAL 7035). Los conjuntos se unen con remaches ciegos estructurales y tornillería para mantener la geometría, la rigidez y la resistencia a la corrosión durante toda la vida útil. El diseño prevé vías de ventilación dirigidas y evita corrientes de aire a través de compartimentos de MT.
- - Compartimento de barras - barras de cobre rectangulares sobre aisladores, seccionamiento por celda con barreras dieléctricas; mayores densidades de corriente y mejora de disipación térmica disponibles por diseño.
- - Compartimento de unidad extraíble - carro con interruptor en vacío/contactores/TT; mecanismo de obturadores con enclavamientos y posibilidad de candado LOTO; fijación del carro en posiciones «prueba» y «servicio».
- - Compartimento de cables - TC, descargadores ZnO, seccionador de puesta a tierra, divisores capacitivos/indicadores de presencia de tensión; entrada de cables por parte superior o inferior mediante cajas/prensasestopas; radio mínimo de curvatura y holguras de servicio respetadas en terminaciones.
- - Compartimento secundario - equipos de protección, medida, control y señalización; guiado racional de mazos y regletas, marcado de conductores y acceso a bornas sin retirar elementos voluminosos.
- - Puertas de compartimentos de MT con bisagras robustas, juntas y ventanillas de inspección (según proyecto); iluminación interior de servicio y tomas de servicio - opcionales.
Una barra común de tierra de cobre recorre la base del armario para el enlace entre celdas; la conexión a la red de tierra de la subestación es obligatoria al menos en dos puntos. Se proporcionan kits unificados de barras/cables y plantillas de montaje para conexiones entre secciones.
Seguridad y enclavamientos
- - Preparación para arco interno: cada compartimento de MT dispone de un conducto de alivio independiente con compuertas antirretorno y finales de carrera; el escape puede dirigirse a un plenum superior común o a una zona segura de la sala.
- - Protección óptica/de corriente contra arco con disparo acelerado del interruptor de entrada/sección (acción típica < 0,02 s), con lógica de prioridad y automonitorización de canales.
- - Juego completo de enclavamientos mecánicos, eléctricos y por llave: movimiento del carro solo con puerta cerrada; puertas de compartimentos de MT bloqueadas salvo con el seccionador de tierra en ON; enclavamientos por llave entre celdas según especificación.
- - Indicadores de presencia de tensión (VPIS) en el frontal y tomas de prueba para verificación y faseo; posibilidad de precintado de órganos de maniobra y aplicación de candados LOTO.
- - Medidas adicionales: monitorización de posición del seccionador de tierra en doble canal, presostatos en conductos de arco, videovigilancia opcional de compartimentos de MT.
Versiones y opciones
- - Unidad extraíble con interruptor/contactores, TT/TSA sobre carro; celdas especiales de seccionamiento, puentes de barras, AR/ATS.
- - Motorización del carro del interruptor y del seccionador de tierra para mando remoto; sinóptico con indicación de estados en el frontal y/o panel HMI.
- - Monitorización de temperatura de contactos, monitorización de vibraciones, vídeo en compartimentos de MT, calefactores anticondensación con termostato/higrostato, sensores de apertura de puertas.
- - Integración DCS/SCADA: Modbus RTU/TCP, IEC 60870-5-104; según proyecto - IEC 61850 (MMS/GOOSE), sincronización temporal por NTP/IRIG-B, redundancia de red (PRP/HSR - según especificación).
- - Puentes de barras y celdas de transición para acoplar con aparamenta existente; conexiones entre filas por barras o cables; entradas mediante ductos superiores/traseros.
- - Opciones ampliadas de grado IP y categoría IAC (A/FL/FLR - según especificación); colores de recubrimiento y variantes de protección anticorrosiva.
Configuraciones típicas de celda
- - Entrada/salida de transformador de potencia, interruptor de seccionamiento/acoplamiento de barras, alimentador, celda de motor con funciones de arranque/protección.
- - Celdas de medida/metrología con TT/TSA y/o TC; celdas para reactancias, conexiones a bancos de condensadores y unidades de filtro-compensación.
- - Celdas de interconexión entre filas/secciones, celdas de transición a aparamenta existente, nodos de conexión entre niveles (según ingeniería).
Instalación, puesta en servicio y mantenimiento
- - Entrega por secciones con ajustes de fábrica aplicados; en sitio - acoplamiento de barras, terminaciones de cables, verificación de enclavamientos y pruebas funcionales.
- - Supervisión y formación: procedimientos de puesta en servicio, listas FAT/SAT, programas típicos de pruebas para circuitos secundarios y IED de protección.
- - Mantenimiento programado: inspección visual, verificación de pares de apriete, control del estado del aislamiento, actualización de firmware de IED; acceso a conjuntos sin detener toda la sección.
- - Mantenibilidad: carros y equipos intercambiables, kits de repuestos/recomendados, dimensiones e interfaces de conexión unificadas.
Conformidad con normas
- - IEC 62271-200 - aparamenta metálica/metal-clad de MT, categorías LSC/PM, clasificación de arco interno IAC (A/FL/FLR - según especificación), opción de proyecto LSC2B-PM.
- - IEC 62271-100 - interruptores automáticos en vacío en CA;
- - IEC 62271-102 - seccionadores de puesta a tierra;
- - IEC 62271-1 - especificaciones comunes para aparamenta y control de alta tensión.
- - IEC 60071-1 - coordinación del aislamiento y ensayos dieléctricos;
- - IEC 61869 - transformadores de medida (aplicado a TC/TT).
- - EN/IEC 60721-3-3 - clasificación ambiental para uso estacionario en interiores;
- - EN/IEC 60529 - grado de protección (IP) - según especificación.
- - IEC 61243-5 - sistemas indicadores de presencia de tensión (VPIS).
Datos técnicos
| Tensión nominal, kV | 20 |
| Tensión máxima del sistema, kV | 24 |
| Corriente nominal de los circuitos principales, A | 630; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150 |
| Corriente nominal de barras, A | 1250; 1600; 2500; 3150 |
| Corriente de corta duración admisible (3 s), kA | 20; 25; 31,5 |
| Corriente de cresta (dinámica) admisible (1 s), kA | 51; 64; 81 |
| Acceso para mantenimiento | por una cara, por dos caras |
| Nivel de aislamiento según IEC 60071-1:2019 | estándar |
| Clasificación ambiental | EN/IEC 60721-3-3 |
| Grado de protección | IP31 (EN/IEC 60529) |
| Dimensiones totales, mm - ancho - fondo - alto |
800; 1000 1700; 2400 2300 |
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...como es bien sabido, un error cometido en la fase de diseño se multiplica por diez en fabricación y por cien en operación...
