Por qué las subestaciones tipo caja son ideales para proyectos de microrredes

Estructura e integración

Configuraciones de diseño

Una subestación de tipo caja combina paneles de entrada de media tensión, el transformador elevador o reductor, alimentadores de baja tensión, dispositivos de protección y equipos de medición en una única envolvente de acero.

Los diseños de estilo europeo ubican los compartimentos de alta tensión, transformador y baja tensión en secciones separadas dentro de una carcasa común, mientras que los diseños de estilo estadounidense simplifican la disposición sumergiendo los componentes de alta tensión en el depósito del transformador.

Ambos enfoques eliminan la necesidad de construir una sala de control independiente y de montar in situ equipos discretos.

Ventajas frente a las subestaciones convencionales de construcción civil

Construcción y coste

Una subestación tradicional requiere verter cimientos en el emplazamiento, seguido de la instalación secuencial de transformadores y equipos de conmutación, con un plazo de construcción típico de dos a tres meses.

Una subestación prefabricada de tipo caja se ensambla y somete a pruebas rutinarias en fábrica; el trabajo in situ se limita a la fijación sobre la cimentación y la conexión de cables, lo que reduce la instalación y puesta en servicio a tres a siete días y disminuye el costo total de construcción aproximadamente un 18 % a un 25 %.

Eficiencia en el espacio

Las subestaciones convencionales ocupan de tres a cinco veces más superficie terrestre que las unidades modulares, mientras que los diseños de tipo caja pueden reducir la huella hasta un 20 % a un 30 %.

Instalación al aire libre y consideraciones del emplazamiento

Clasificaciones de protección

Las subestaciones de tipo caja están diseñadas para su colocación directa al aire libre. Las carcasas estándar suelen ofrecer protección IP54, con opción IP65 para zonas costeras expuestas a salpicaduras de sal, ambientes de frío extremo o entornos polvorientos.

Dado que la carcasa está sellada y preprobada en fábrica, el trabajo in situ se limita principalmente a preparar una cimentación nivelada y realizar las terminaciones de cables, una ventaja importante en lugares donde no hay mano de obra calificada ni equipos pesados de construcción disponibles.

Aplicaciones en proyectos de microrredes

Microrredes fotovoltaicas

En las microrredes fotovoltaicas, las subestaciones prefabricadas elevan el voltaje de salida bajo de los inversores (comúnmente 0,8 kV) a 10 kV o 35 kV para la conexión a la red o la distribución local.

Sistemas de almacenamiento de energía en baterías

En los sistemas de almacenamiento de energía con baterías, las unidades integradas PCS–transformador en caja combinan el sistema de conversión de potencia y el transformador elevador en una sola carcasa, simplificando la interfaz entre el lado de corriente continua (CC) de la batería y la red de corriente alterna (CA).

Microrredes industriales remotas

Para microrredes industriales remotas —minas, instalaciones de petróleo y gas o instalaciones aisladas— las subestaciones prefabricadas soportan la generación fotovoltaica, de almacenamiento y diésel en una configuración coordinada sin necesidad de obras civiles permanentes.

Parámetros de selección

Capacidad y tensión

La selección de capacidad sigue la carga total de la microrred y la calificación del transformador individual más grande; las unidades típicas de PV distribuida oscilan entre 1.250 kVA y 3.150 kVA, mientras que los diseños acoplados a almacenamiento pueden superar esos valores.

La clase de tensión se determina por el punto de interconexión: 10 kV o 35 kV en el lado de media tensión, con entradas de baja tensión adaptadas a la salida del inversor o del PCS.

Carcasa y configuración

La protección de la carcasa debe especificarse como mínimo en IP54, y elevarse a IP65 en presencia de rocío salino, arena arrastrada por el viento o diferencias extremas de temperatura.

La configuración interna debe definir si la unidad es únicamente de elevación para PV, integrada con almacenamiento y PCS, o una unidad general de distribución con alimentadores de salida y compensación de potencia reactiva.

Gama de productos de Jiangsu Unita

La gama de productos de Jiangsu Unita se ajusta a estos requisitos de selección: subestaciones prefabricadas tipo caja, transformadores tipo caja para elevación de PV con carcasas selladas IP54 y potencias de 1.250 kVA a 3.150 kVA, y unidades integradas PCS–transformador que combinan las funciones de conversión y elevación en una única carcasa transportable.

Escenarios de aplicación

Preguntas frecuentes

P1: ¿Qué es una subestación prefabricada?

Una subestación prefabricada, también conocida como subestación preempacada o prefabricada, integra equipos de conmutación de alta tensión, un transformador de distribución y equipos de distribución de baja tensión en una única envolvente ensamblada en fábrica.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre los estilos europeo y estadounidense?

Los diseños de estilo europeo separan los compartimentos de alta tensión, transformador y baja tensión dentro de una carcasa común, mientras que los diseños de estilo estadounidense sumergen los componentes de alta tensión en el depósito del transformador para lograr una disposición más compacta.

P3: ¿Cuánto tiempo lleva la instalación?

La instalación y puesta en servicio in situ suele requerir de tres a siete días, frente a dos o tres meses para las subestaciones convencionales construidas mediante obra civil. Esto representa una reducción de costos aproximada del 18 % al 25 %.

P4: ¿Qué grados de protección están disponibles?

Las carcasas estándar ofrecen protección IP54. La protección IP65 está disponible para entornos agresivos, como zonas costeras con rocío salino, ambientes de frío extremo o lugares con mucho polvo.

P5: ¿Qué es una unidad integrada PCS-transformador?

Una unidad integrada PCS-transformador combina el sistema de conversión de potencia (PCS) y el transformador elevador en una única carcasa, simplificando la interfaz entre el almacenamiento de baterías de corriente continua (CC) y la red de corriente alterna (CA) en aplicaciones de microrredes.

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