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

KRU K-12 (K-XII) con corriente nominal de 3150 A – sustitución del carro extraíble (retrofit)

Retrofit es una forma tecnológica y económicamente eficaz de prolongar la vida útil y aumentar la fiabilidad de las celdas de distribución en envolvente metálica (KRU, celdas de media tensión) y de las celdas de acceso frontal (KSO) sin sustituir el propio cubículo ni los sistemas de barras. La modernización para KRU K-12 (K-XII) con corriente nominal de 3150 A consiste en reemplazar el interruptor de potencia en aceite por uno moderno en vacío o en SF6, instalar un carro extraíble nuevo con adaptación de los contactos enchufables, modernizar los enclavamientos y los conectores secundarios y, si procede, actualizar el mecanismo de persianas, el seccionador de puesta a tierra y el compartimento de relés. Este enfoque reduce paradas, disminuye riesgos operativos y costes de mantenimiento y alinea la protección y el control con los requisitos actuales.

Aplicación y ámbito de uso

El retrofit de KRU K-12 (K-XII) está destinado a la distribución de energía en redes de media tensión 6(10) kV en subestaciones de sistemas eléctricos y de plantas industriales. Se aplica en celdas de entrada y seccionamiento, alimentadores a líneas de cable y transformadores de potencia, en servicios auxiliares de centrales, y en sectores de petróleo y gas, minería y metalurgia, química, transporte y agua. La sustitución del carro e interruptor es especialmente pertinente cuando:

  • el interruptor en aceite agotó su vida útil y aumentan los fallos por envejecimiento de la aislación y la mecánica;
  • se incrementan las corrientes de CC tras reconfigurar la red o instalar transformadores de mayor potencia;
  • se migra a relés/IEDs digitales con exigencias de despeje rápido y selectivo;
  • se busca reducir OPEX (eliminación de operaciones con aceite, revisiones reglamentarias, fugas y gestión de residuos).

Nuestra modernización mantiene las dimensiones y bridas de conexión del KRU K-12; no requiere modificar cimentaciones, nuevos pasos de cables ni reajustar puentes de barras. Si es necesario, realizamos el cambio en bloque del compartimento del carro con puertas y mecanismos, útil cuando están desgastadas las guías o los enclavamientos mecánicos.

Datos técnicos (rango típico)

ParámetroValor / rangoObservación
Tensión nominal 6 / 10 kV (50 Hz) Según celda y red
Corriente nominal del circuito principal hasta 3150 A Verificación de calentamiento según PME
Corriente nominal de corte de CC 31,5 / 40 kA Según selección del interruptor conforme al pliego técnico
Corriente térmica de corta duración (1–3 s) 31,5 / 40 kA (1–3 s) Soportabilidad térmica del circuito principal
Corriente de cresta (pico) hasta 80 / 100 kA Depende de la clase del aparato
Clases de resistencia al desgaste del interruptor E2 / M2 Resistencia de conmutación y mecánica
Accionamiento del interruptor muelle-motor / magnético Con circuitos de mando a distancia
Seccionador de puesta a tierra manual / motorizado Con enclavamientos completos
Grado de protección de las puertas IP31…IP41 (frontal) Selección según condiciones de servicio
Transformadores de corriente/tensión Clases 5P/10P/PX, 0,2S/0,5 Conforme a IEC/UNE-EN 61869-2/-3
IEDs/relés de protección Microprocesados con registro de eventos Modbus, IEC 60870-5-104, opcional IEC 61850
Condiciones de servicio -5…+40 °C, HR ≤95%, H≤1000 m Condiciones especiales - a acordar
Vida útil >20 años con M+TO Con vida del interruptor ≥10 000 ciclos

Condiciones de servicio

El diseño se orienta a condiciones normales para aparamenta de media tensión: temperatura ambiente de -5 °C a +40 °C (media diaria ≤ +35 °C), altitud ≤1000 m s.n.m., humedad relativa ≤95% sin condensación, y niveles normales de contaminación y vibración en interior. Para entornos exigentes disponemos de ejecuciones:

  • clima frío (-25…-45 °C): uso de calefactores anticondensación, juntas antihumedad y ajustes de grasas y materiales de aislamiento;
  • mayor altitud (>1000 m): ajuste de distancias de aislamiento y/o reducción de niveles de aislamiento según cálculo de proyecto;
  • alta humedad y polvo: selección de mayor grado IP frontal, sellado de pasamuros y recubrimiento anticorrosión de la estructura;
  • sísmica, ambiente marino, tropical: bajo acuerdo específico con soporte de ensayos tipo o cálculos.

Para celdas con 3150 A ponemos especial atención a los regímenes térmicos y a la ventilación frontal: verificamos el calentamiento de conductores, pares de contacto y derivaciones de barras (cámara térmica/termografía durante SAT), y cuando procede aumentamos la sección de flexibles y empleamos superficies de contacto plateadas con control de presión de contacto.

Disposición y soluciones constructivas

El nuevo carro extraíble para K-12 es una solución «drop-in»: respeta las cotas de conexión, la cinemática y la interfaz con el mecanismo de persianas, el seccionador de puesta a tierra y los enclavamientos intercelda. Núcleos principales:

  • Interruptor: en vacío (preferente para 6–10 kV) o en SF6, con accionamiento muelle-motor o magnético. Clases E2/M2, alta capacidad de corte (típ. 31,5/40 kA) y vida ≥10 000 ciclos O-C.
  • Adaptador de contactos enchufables: alinea los nuevos contactos con las partes de barras y cables existentes en K-12; se conservan geometría de guías y topes para garantizar las posiciones «prueba», «desconectado» y «servicio».
  • Enclavamientos mecánicos: bloqueo de fijación del carro, enclavamientos de puerta y de llave (Kirk/Castell), bloqueo de cierre con carro extraído, y enclavamientos del seccionador de tierra y de las persianas.
  • Conectores secundarios: regletas normalizadas de 24/32 contactos con adaptadores a los arneses existentes; opcionalmente conectores multipin codificados.
  • Seccionador de puesta a tierra: manual o motorizado, con enclavamientos eléctricos y mecánicos e indicación de posición, dimensionado para las corrientes de CC de la línea e integrado al anillo de tierra de la celda.
  • Mecanismo de persianas: modernizado para cierre automático al extraer el carro, evitando el acceso a partes activas y entrada de objetos.
  • Compartimento de relés: instalación de IEDs de protección y control (rearmes automáticos, transferencias), módulos de medida integrados y comunicaciones (Modbus RTU/TCP, IEC 60870-5-104, IEC 61850 con pasarela).

A petición, suministramos el kit modular de retrofit «OneFit» con integración de bastidor extraíble, enclavamientos y contactos - acelera el montaje y reduce obra civil. Para celdas con alta criticidad de carga, fabricamos y ejecutamos FAT en fábrica y luego trasladamos el conjunto a planta para una ventana de intervención planificada.

Seguridad

La seguridad del personal es prioritaria en el retrofit de K-12. La solución asegura:

  • conjunto completo de enclavamientos mecánicos y secuencia operativa clara (extracción/inserción del carro, cierre/apertura, puesta a tierra);
  • persianas en contactos principales que impiden el acceso con el carro extraído;
  • indicación de posiciones de aparatos y carro, duplicada por contactos eléctricos para lógicas de protección y señalización;
  • posibilidad de protección de arco eléctrico (sensores ópticos + disparo ultrarrápido) y accionamiento eléctrico de inserción/extracción del carro para reducir el riesgo ante arco;
  • respeto de los conductos de despresurización y válvulas de alivio originales: el retrofit no degrada la resistencia a arco interno de fábrica y, con modernización de puerta, puede mejorar la seguridad en zona frontal.

Modalidades de suministro y enfoques de modernización

Para cada celda K-12 ofrecemos tres escenarios base con plazos y costes predecibles:

OpciónContenidoImpacto en la celdaEnsayosCuándo elegir
Kit de adaptación sobre carro existente Interruptor nuevo, placas de transición, adaptadores de contactos, actualización de enclavamientos y conectores secundarios Intervención mínima, se mantiene el carro «original» SAT, verificación de secundarios, calentamiento y pruebas de conmutación in situ Presupuesto limitado y disponibilidad de parada prolongada para puesta a punto
Carro extraíble nuevo «llave en mano» Carro completamente nuevo con interruptor y enclavamientos, suministro de repuestos Intervención media, mejor ergonomía, mecanismos a «cero horas» FAT y ensayos de recepción; SAT en sitio Necesidad de retorno rápido a servicio y unificación de parque
Módulo OneFit Módulo de fábrica: bastidor, contactos, enclavamientos y persianas, integrado a la celda existente Mínima obra civil, alta repetitividad de calidad Ensayos tipo/rutinarios del módulo + SAT en planta Parada mínima y resultado predecible

Conformidad normativa

El diseño y los ensayos siguen las normas vigentes para aparamenta de media tensión. Para el retrofit del K-12 son especialmente relevantes:

    1. UNE-EN IEC 62271-200 - Aparamenta en envolvente metálica 1…52 kV: requisitos de diseño, ensayos tipo y rutinarios, clases de arco interno.
    2. UNE-EN IEC 62271-100 - Interruptores de CA: capacidad de corte, clases E/M, ensayos de vida.
    3. UNE-EN IEC 62271-102 - Seccionadores y seccionadores de puesta a tierra: enclavamientos, resistencia mecánica, calentamiento.
    4. UNE-EN 62271-1 - Requisitos comunes para aparamenta de media tensión.
    5. UNE-EN 61869-2/-3 - Transformadores de corriente y de tensión: exactitud, soportabilidad térmica/dinámica, ensayos.
    6. UNE-EN 60529 - Grados de protección (IP): selección del IP de puertas frontales y compartimentos de relés.
    7. EN/IEC 60721-3-3 / EN/IEC 60721-3-4 - Clasificación de condiciones ambientales (sustituyen a GOST 15150 U3/U1 respectivamente).

Le ofrecemos documentación para la sustitución del carro extraíble del KRU K-12 (K-XII) 3150 A (retrofit):

- Paquete preliminar de licitación: memoria, alcance de trabajos, lista de suministro, matriz de conformidad con el PT/estándares, hojas de consulta para interruptor, TC/TV e IEDs, esquema de ensayos tipo.
- Conjunto completo de planos y especificaciones: 2D (DWG/DXF), modelos 3D (STEP/IGES, Parasolid, SolidWorks), esquemas eléctricos (DWG/DXF), listas de materiales (BOM), hojas de proceso; instrucciones de montaje, SAT y operación; programa y metodología de ensayos (PME) para aislamiento, verificaciones funcionales y calentamiento.
- Adecuación documental a requisitos del proyecto: condición climática, altitud de instalación, protocolos de comunicación, integración con DCS/SCADA, unificación de conectores y arneses secundarios.
- Si se requiere, preparamos documentación para fabricar carros/adaptadores análogos para celdas de otros fabricantes manteniendo la unificación de repuestos y servicio.

Ventajas de trabajar con nosotros

- No necesita un equipo interno hiper-especializado: entregamos un paquete de ingeniería completo y soporte durante todo el ciclo - del pre-proyecto a la puesta en servicio.
- Riesgo mínimo de prototipos: aplicamos soluciones y layouts probados y ejecutamos FAT previas, dejando en sitio solo el SAT.
- Retorno rápido a operación: detallamos la interfaz «carro-celda», preparamos adaptadores y realizamos «montaje en seco» en banco.
- Formación: impartimos instrucción y entregamos guías para operación segura y mantenimiento.

Colaboración con contratistas y socios

Estamos abiertos a colaborar con empresas metalmecánicas y eléctricas, montajistas e inversores interesados en localizar fabricación y ampliar cartera de servicios de retrofit de KRU. Formatos disponibles:

      • transferencia de documentación para fabricar (carro, adaptadores, paneles de puerta, mecanismo de persianas) con supervisión de autor;
      • suministro de kits de subconjuntos y piezas para montaje en la planta del socio;
      • cooperación «ingeniería + fabricación»: nosotros ejecutamos el diseño y el SAT, el socio fabrica estructuras metálicas y ensambla;
      • contratos de servicio «llave en mano» para clientes de red e industria - desde auditoría hasta puesta en servicio.

Para más información sobre la sustitución del carro extraíble del KRU K-12 (K-XII) 3150 A (retrofit), póngase en contacto: inbox@proekt-energo.com

PDF - Descargar información técnica sobre la sustitución del carro K-12 (K-XII) 3150 A

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