Cómo un paquete de cable XLPE de 110 kV apoyó la actualización de una subestación urbana

Las subestaciones urbanas deben suministrar más energía en un espacio limitado. Sin embargo, ampliar una subestación existente es a menudo más difícil que construir una nueva. Las rutas de cables son estrechas, las áreas subterráneas pueden contener agua y las cargas más altas pueden aumentar las temperaturas de funcionamiento.

Un proyecto de expansión de subestación en el sudeste asiático enfrentó estos desafíos. El proyecto requería un paquete de cables XLPE de 110kV fiable que pudiera adaptarse a la ruta subterránea existente mientras cumplía con los requisitos técnicos del sistema eléctrico actualizado.

El Grupo de Cables Shenghua trabajó con el equipo del proyecto para revisar el diseño del cable, los requisitos de producción, el plan de pruebas, la disposición de los tambores y los documentos de entrega. Este estudio de caso explica los principales desafíos del proyecto y la solución utilizada para apoyar la actualización de la subestación.

Contexto del Proyecto

La subestación existente necesitaba capacidad de transmisión adicional para soportar la creciente demanda de electricidad. Sin embargo, la subestación se encontraba en una zona urbana desarrollada. Por lo tanto, el contratista no pudo crear un corredor de cables completamente nuevo.

El nuevo circuito de cables subterráneos de 110kV tuvo que pasar por un sistema de trincheras limitado. También necesitaba funcionar en condiciones húmedas y con cargas eléctricas variables.

Los principales requisitos del proyecto incluyeron:

• Un sistema de cables aislados con XLPE de 110kV
• Funcionamiento fiable en un entorno subterráneo
• Una estructura de cable adecuada para el espacio limitado de la trinchera
• Rendimiento térmico estable bajo las cargas del proyecto
• Cumplimiento con los requisitos IEC especificados
• Longitudes de cable coordinadas para la instalación en el sitio
• Documentos técnicos y de calidad completos

Debido a la participación de varias partes, la comunicación técnica clara también fue esencial. El proveedor de cables, el contratista EPC, el instalador y el propietario del proyecto todos necesitaban trabajar con la misma especificación aprobada.

Desafío Uno: Espacio Limitado para Cables Subterráneos

La trinchera existente tenía espacio restringido. Además, otras líneas de servicios públicos ya estaban presentes a lo largo de partes de la ruta. Un cable con dimensiones o requisitos de flexión inadecuados podría crear problemas durante el jalado y la posición.

Por lo tanto, la revisión de ingeniería consideró más que el voltaje y el tamaño del conductor. El equipo también revisó el diámetro total del cable, el radio de flexión mínimo, la ruta de instalación, las ubicaciones de las uniones y las condiciones de jalado.

Este paso ayudó a adaptar el diseño del cable a las obras civiles actuales. También redujo el riesgo de descubrir conflictos dimensionales después de que el cable llegara al sitio del proyecto.

Desafío Dos: Protección contra la Humedad y la Cubierta

Los sistemas de cables subterráneos pueden enfrentar agua subterránea, condensación y humedad estacional. Si el agua entra en la estructura del cable, puede afectar la fiabilidad del aislamiento y acortar la vida útil.

Por esta razón, la protección contra la humedad fue una parte importante del diseño del cable de 110kV. El equipo del proyecto revisó la pantalla metálica, la estructura de bloqueo de agua, la cubierta exterior y el entorno de instalación como un sistema completo.

La cubierta del cable también necesitaba resistir el manejo, el transporte en tambores, el jalado del cable y el contacto a largo plazo con el entorno subterráneo. Por lo tanto, la integridad de la cubierta formó una parte clave del plan de producción y inspección.

Desafío Tres: Rendimiento Térmico Bajo Cargas Más Altas

La subestación actualizada fue diseñada para soportar una carga eléctrica más alta. Sin embargo, los cables subterráneos no pueden liberar calor tan fácilmente como los conductores aéreos. La agrupación de cables, las dimensiones de la trinchera, las condiciones del suelo y la temperatura ambiente pueden afectar la capacidad de portar corriente.

Antes de la producción, el equipo técnico revisó el tamaño del conductor requerido y las condiciones de funcionamiento. La revisión consideró la corriente nominal, los requisitos de cortocircuito, el método de instalación y las condiciones térmicas esperadas.

Se seleccionó el aislamiento XLPE porque proporciona propiedades eléctricas fuertes y rendimiento estable a temperaturas de funcionamiento elevadas. Sin embargo, el material de aislamiento solo no determina la capacidad del cable. También se debe considerar la estructura completa del cable y el entorno de instalación.

La Solución de Cable XLPE de 110kV

Basado en los datos aprobados del proyecto, Shenghua preparó un paquete de cables de energía XLPE de 110kV para la conexión subterránea de la subestación.

La solución se centró en cuatro áreas principales:

• Rendimiento eléctrico adecuado para el sistema de 110kV
• Una estructura compacta compatible con la ruta existente
• Protección contra la humedad para la instalación subterránea
• Resistencia mecánica para el transporte y el jalado del cable

Las dimensiones del conductor y el aislamiento se produjeron según la especificación técnica aprobada. Mientras tanto, las estructuras de pantalla y cubierta se coordinaron con los requisitos de puesta a tierra, unión y instalación del proyecto.

Este enfoque específico del proyecto fue importante porque un diseño de cable estándar puede no adaptarse a cada ruta de subestación. Incluso los cables con la misma calificación de voltaje pueden requerir diferentes tamaños de conductor, pantallas, cubiertas y longitudes de tambor.

Planificación de Longitud de Cable y Tambores

La planificación de tambores fue otra parte clave del proyecto. Si la longitud de un cable es demasiado corta, el instalador puede necesitar una unión extra. Sin embargo, un tambor de tamaño excesivo puede crear problemas de transporte o manejo.

El equipo del proyecto revisó las secciones de la ruta, las posiciones planificadas de las uniones, el equipo de instalación y el acceso al sitio antes de confirmar las longitudes de producción. Cada tambor luego se vinculó a una sección de cable definida.

La identificación clara de los tambores ayudó al contratista a organizar la descarga y la instalación. También redujo la posibilidad de usar la longitud de cable incorrecta en una sección específica de la ruta.

Para proyectos EPC, este tipo de planificación puede reducir el desperdicio, limitar las uniones innecesarias y mejorar la eficiencia de la instalación.

Manufactura y Control de Calidad

El Grupo de Cables Shenghua fue fundado en 1997 y produce cables de energía para aplicaciones de servicios públicos, industrial, transporte, minería, energía renovable e infraestructura. Su gama de productos incluye cables de alta tensión de hasta 110kV, así como cables de control, resistentes al fuego, LSZH, de instrumentación y de propósito especial.

Para el proyecto de la subestación, la producción siguió el diseño de cable aprobado y el plan de inspección. El control de calidad se centró en los materiales, el conductor, el aislamiento, la pantalla, la cubierta, las dimensiones y el cable terminado.

Las inspecciones relevantes pueden incluir:

• Medición de resistencia del conductor
• Verificaciones de dimensiones del aislamiento y la cubierta
• Pruebas eléctricas de alta tensión
• Pruebas de descarga parcial
• Pruebas de integridad de la cubierta exterior
• Verificación de marcado del cable
• Inspección de longitud y empaque del tambor

Las pruebas requeridas y los criterios de aceptación se confirmaron a través de la especificación del proyecto. Se prepararon hojas de datos técnicos, registros de inspección, información de empaque y otros documentos solicitados para la revisión del cliente.

Coordinación con los Equipos EPC e Instaladores

El suministro de cables de alta tensión implica varias interfaces técnicas. El cable debe conectarse correctamente con uniones, terminaciones, sistemas de puesta a tierra y equipos de subestación.

Por lo tanto, Shenghua coordinó los datos del cable con el equipo del proyecto antes de la producción. La información clave incluyó dimensiones del conductor, diámetro del aislamiento, detalles de la pantalla metálica, diámetro exterior, radio de flexión, peso del cable y límites de instalación.

Esta información permitió al proveedor de accesorios y al contratista de instalación preparar componentes y equipo de jalado adecuados. También ayudó al equipo EPC a identificar posibles problemas de interfaz antes de la entrega.

Resultados del Proyecto

El paquete de cables completado soportó la conexión subterránea de 110kV planificada para la expansión de la subestación. La solución abordó las principales preocupaciones del proyecto: espacio restrictivo de la trinchera, exposición a la humedad, rendimiento térmico y coordinación de la instalación.

Más importante aún, el proyecto mostró el valor de la revisión técnica temprana. Al verificar la ruta, la carga eléctrica, la estructura del cable, las longitudes de los tambores y las interfaces de accesorios antes de la manufactura, los equipos redujeron los cambios evitables durante la instalación.

El proyecto también proporcionó al cliente un paquete de documentación claro para la aprobación técnica, inspección, envío y recepción en el sitio.

Qué Deberían Proporcionar los Compradores EPC para un Proyecto Similar

Para una solicitud de cable de 110kV, los compradores deben proporcionar la mayor cantidad de información del proyecto posible. Los documentos útiles incluyen:

• Diagrama eléctrico de línea única
• Voltaje nominal y parámetros del sistema
• Material y tamaño del conductor requerido
• Requisitos de corriente continua
• Corriente de cortocircuito y duración
• Ruta del cable y método de instalación
• Dimensiones de la trinchera, conducto o túnel
• Datos térmicos del suelo y condiciones ambientales
• Disposición de puesta a tierra y unión
• Longitudes planificadas de cables y uniones
• Normas aplicables
• Requisitos de pruebas e inspecciones
• Programa de entrega y destino

Si algunos detalles aún no están definidos, Shenghua puede revisar el programa de cables disponible, la especificación de licitación o los dibujos de ingeniería antes de confirmar el plan de manufactura.

Un Enfoque Basado en Proyectos para el Suministro de Cables de Alta Tensión

Un cable de 110kV no es un producto aislado. Es parte de un sistema completo de transmisión de energía. Su rendimiento depende del diseño del cable, los accesorios, el método de instalación, las condiciones de funcionamiento y el proceso de control de calidad.

El Grupo de Cables Shenghua apoya a contratistas EPC, servicios públicos, empresas de ingeniería y desarrolladores de infraestructura con soluciones de cables estándar y personalizadas. Al combinar la manufactura de cables con la coordinación técnica, la planificación de inspecciones y el apoyo en la entrega, Shenghua ayuda a los clientes a gestionar proyectos de energía de alta tensión complejos de manera más efectiva.

Para una nueva subestación, actualización de red o proyecto de transmisión subterránea, envíe el programa de cables y la especificación técnica al Grupo de Cables Shenghua para su revisión.