La estación de transformación de una planta solar, también llamada skid o centro de transformación, es el conjunto prefabricado que recibe la energía de un bloque de módulos, la convierte o la recoge en baja tensión y la eleva a la media tensión de la red colectora. Trae el inversor central o el cuadro de baja tensión de los inversores string, el transformador elevador, la celda de media tensión (RMU) con su relé, el transformador y el tablero de servicios auxiliares y las comunicaciones. Se diseña y ensaya en fábrica como una unidad.
Qué es la estación de transformación de una planta solar
En una planta solar de gran escala, los módulos se agrupan en bloques de potencia de algunos megavatios. Cada bloque termina en una estación de transformación: un conjunto prefabricado, sobre una base metálica (skid) o en contenedor, que recoge la energía del bloque y la entrega a la red colectora de media tensión. En los proyectos y en el campo se le llama también centro de transformación, skid inversor, MV power station, inverter station o, en Brasil, eletrocentro.
La estación está entre dos mundos. Del lado de baja tensión recibe la energía de los inversores, o la corriente continua de los módulos si el inversor va dentro. Del lado de media tensión se conecta, por cable, a la red colectora que lleva la energía hasta la subestación elevadora de la planta. La potencia siempre sale de la estación hacia la red: es un punto de exportación, no de consumo, salvo los servicios auxiliares y la energía que el inversor toma de noche.
Partes de la estación
| Parte | Qué hace |
|---|---|
| Inversor central o cuadro de baja tensión | Convierte la corriente continua en alterna (inversor central) o recoge en baja tensión las salidas de los inversores string, cada una con su interruptor o su fusible y seccionador |
| Transformador elevador | Eleva la baja tensión de los inversores a la media tensión de la red colectora; en muchos modelos tiene dos devanados de baja tensión |
| Celda de media tensión (RMU) | Celdas de cable para entrar y salir de la red colectora y celda del transformador con interruptor de vacío y relé de sobrecorriente |
| Transformador y tablero auxiliar | Alimentan ventilación, alumbrado, control, comunicaciones y, en algunos modelos, un UPS |
| Comunicaciones | Concentrador de datos o unidad de comunicaciones que reúne inversores, relé, alarmas del transformador y medidas, y las envía al SCADA |
| Puesta a tierra y envolvente | Base o contenedor con su malla, descargadores de sobretensión y, en transformadores de aceite, cubeto o foso |
Las fichas técnicas de los fabricantes muestran este reparto con datos concretos. La MV Power Station S2 de SMA trae un inversor central Sunny Central UP, transformador de éster con refrigeración natural (KNAN), tensiones de 10 a 35 kV y una celda opcional de dos celdas de cable con seccionador bajo carga y una celda de transformador con interruptor. La Smart Transformer Station de Huawei no trae inversor: recibe inversores string en 800 V, con transformador en aceite con conservador y una RMU en SF6 con celda de interruptor de vacío y relé 50/51, 50N/51N. La MVS6400-LV de Sungrow sigue la misma idea, con entradas de baja tensión protegidas por fusible y seccionador.
Arquitecturas: con inversor dentro o sin él
Los fabricantes ofrecen tres arquitecturas, que cambian lo que hay dentro de la estación:
- Estación con inversor central: el inversor está dentro del conjunto y recibe la corriente continua de las cajas de conexión del campo.
- Estación sin inversor: los inversores string están repartidos en el campo y la estación solo recibe sus salidas en baja tensión.
- Modular: varios módulos de inversor en un mismo contenedor con el transformador y la celda.
El detalle de cada una, y lo que cambia en la protección de baja tensión y en la puesta en servicio, está en inversor central o string en plantas solares.
En qué se diferencia de una subestación convencional
- Prefabricada y ensayada en fábrica. El conjunto llega armado. Los fabricantes la ensayan como unidad, con la clasificación de arco interno (IAC) de la envolvente y de la celda. En las fichas de SMA, Huawei y Sungrow aparece IAC A 20 kA 1 s.
- Sin casa de control. Relé, control y comunicaciones van en un compartimiento de baja tensión separado del de media tensión.
- Mando local y remoto. Las celdas se maniobran en sitio o, si llevan motor, desde el SCADA de la planta. Los enclavamientos de la RMU son mecánicos, como en cualquier celda compacta; vea enclavamientos en celdas de media tensión y RMU.
- Solo media tensión. La estación llega hasta la red colectora. La conexión con el operador de red, la medida de frontera y la protección de interconexión están en la subestación elevadora o en la celda de conexión de la planta.
Normas que declaran los fabricantes
- IEC 62271-202:2022. Subestaciones prefabricadas de corriente alterna de más de 1 kV y hasta 52 kV, conectadas por cable, maniobradas desde dentro o desde fuera. Es la que declaran, por ejemplo, SMA y Sungrow. Su alcance y sus ensayos están en subestación compacta de media tensión.
- IEC 62271-212:2022. Conjunto compacto de equipos para subestación de distribución (CEADS), hasta 52 kV, para lugares de acceso restringido. Es la referencia para un conjunto compacto que no está pensado para lugares con acceso del público; conviene confirmar en la ficha cuál de las dos declara el fabricante.
- IEC 62271-200 para la celda de media tensión, IEC 60076 para el transformador, EN 50588-1 para su eficiencia en las versiones europeas e IEC 61439-1 para el tablero de baja tensión.
En Colombia, la instalación cumple además el RETIE. En la recepción se verifica que la placa, los ensayos de tipo y los protocolos de fábrica correspondan al modelo entregado.
Nombres por fabricante
| Fabricante | Nombre comercial | Inversor dentro |
|---|---|---|
| SMA | MV Power Station (MVPS) | Sí, Sunny Central UP |
| Huawei | Smart Transformer Station (STS, JUPITER) | No, recibe inversores string |
| Sungrow | MVS…-LV / 1+X (SG…UD-MV) | MVS-LV no; 1+X sí, modular |
| Gamesa Electric | Proteus PV Station | Sí, uno o dos Proteus PV |
| Power Electronics | MV Skid Compact | Sí, HEMK |
| Ingeteam | INGECON SUN FSK C Series | Sí, uno o dos INGECON SUN C Series |
| WEG | Skid solar SKW | No, recibe inversores string |
En los expedientes de Colombia y Chile es frecuente «centro de transformación»; en la industria, «skid».
Protección y mando de la estación
En las fichas revisadas, el transformador de la estación se protege con un interruptor de vacío en la celda de media tensión y un relé de sobrecorriente de fases y de tierra 50/51, 50N/51N. El transformador aporta sus propios disparos y alarmas: nivel, temperatura y presión del aceite, y relé Buchholz en los de conservador; vea protecciones mecánicas del transformador. Las salidas de baja tensión de los inversores llevan su interruptor o su fusible en el cuadro de la estación. El relé, sus funciones y su alimentación están en relé de la celda del transformador, y qué abre cada señal en disparos de una estación de transformación solar.
Cada estación es una bahía pequeña con su propio relé, que debe ser selectivo con el del circuito colector en la subestación. La protección del punto de conexión y el anti-isla están en protecciones de una planta solar.
Qué se revisa al recibirla y ponerla en servicio
- 01RecepciónPlaca, protocolos de fábrica, daños de transporte, nivel de aceite o presión del gas
- 02Pruebas en fríoTransformador, celda, cables de media tensión, relé y circuito de disparo, tablero de baja tensión
- 03Puesta a tierraUnión de la malla de la estación con la de la planta y continuidad de las pantallas de cable
- 04EnergizaciónPrimero desde la red colectora, con el transformador en vacío; después se conectan los inversores
- 05ComunicacionesSeñales del relé, del transformador y de los inversores hacia el SCADA y el controlador de planta
El orden de energización sigue el flujo real de la potencia: la red colectora energiza la celda y el transformador, y solo después los inversores sincronizan y exportan. Las etapas y los criterios de cada prueba están en puesta en servicio de una estación de transformación solar, y la secuencia de maniobras se puede practicar en el simulador de una planta solar con estaciones en anillo de MT. Las pruebas de la planta completa están en pruebas para energizar una planta solar, y puede organizar las suyas con nuestra lista de verificación de puesta en servicio, una herramienta gratuita.
Le ayudamos con sus estaciones
Nuestro equipo hace las pruebas y la puesta en servicio de estaciones de transformación de plantas solares: transformador elevador, celda y relé, cables de media tensión, puesta a tierra, comunicaciones y energización por etapas, en coordinación con la subestación elevadora. Conozca el servicio de pruebas y puesta en servicio de plantas solares o escríbanos con la marca y el modelo de sus estaciones y la fecha prevista de energización.
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Referencias
- IEC 62271-202:2022, High-voltage switchgear and controlgear – Part 202: AC prefabricated substations for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV.
- IEC 62271-212, High-voltage switchgear and controlgear – Part 212: Compact equipment assembly for distribution substation (CEADS).
- IEC 62271-200: aparamenta bajo envolvente metálica de corriente alterna de más de 1 kV y hasta 52 kV.
- IEC 60076 (serie): transformadores de potencia.
- SMA, ficha técnica MV Power Station 2660-S2 / 2800-S2 / 2930-S2 / 3060-S2.
- Huawei, especificaciones técnicas JUPITER-9000K-H0 / STS-6000K/3000K-H1 Smart Transformer Station.
- Sungrow, ficha técnica MVS6400-LV, MV Turnkey Solution for 1500 Vdc String Inverter.
- Gamesa Electric, ficha técnica Proteus PV Stations.
- RETIE, Resolución 40117 de 2024 del Ministerio de Minas y Energía, y sus modificaciones.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre una estación de transformación solar y una subestación compacta de distribución?
Las dos son conjuntos prefabricados de media tensión, pero la de distribución baja la tensión hacia los usuarios y la de la planta solar la sube: recibe energía en baja tensión de los inversores y la exporta a la red colectora. Por eso su transformador tiene uno o varios devanados de baja tensión dedicados a los inversores y su celda protege un transformador que trabaja como elevador.
¿La estación de transformación incluye el controlador de planta (PPC)?
No, en las fichas de los fabricantes revisadas. La estación trae un concentrador de datos o una unidad de comunicaciones que reúne inversores, relé y alarmas del transformador; el controlador de planta va aparte, normalmente en la subestación, y reparte las consignas entre todas las estaciones.
¿Con qué norma se diseña y ensaya una estación de transformación solar?
Depende del fabricante. Las fichas de SMA y Sungrow declaran IEC 62271-202 (subestaciones prefabricadas) junto con IEC 62271-200 para la celda e IEC 60076 para el transformador. Para conjuntos compactos de acceso restringido existe además IEC 62271-212. Cada componente lleva su propia norma y su placa.