Estudio de caso del proyecto: Solución integrada de cubo de potencia para una fábrica a gran escala en Al Dhafra

—Entrega en 45 días, Construyendo un Centro de Energía Central Altamente Confiable y Libre de Mantenimiento para la Fábrica

I. Antecedentes y Desafíos del Proyecto

Cliente: Una fábrica de procesamiento y fabricación de metales a gran escala en Al Dhafra
Antecedentes del Proyecto: Para dar soporte a las nuevas líneas de producción de alta precisión y a los sistemas de control automatizados, el cliente necesitaba urgentemente establecer un nuevo centro de distribución de energía independiente y altamente confiable dentro de la planta. La construcción tradicional de salas eléctricas descentralizadas enfrentaba problemas como largos plazos de entrega, interfaces complejas entre múltiples proveedores y una calidad de instalación en el sitio incontrolable, lo que no cumplía con la necesidad urgente del cliente de comenzar la producción rápidamente.

Desafíos y Requisitos Clave:

1. Plazo de Entrega Extremadamente Ajustado: El equipo de la línea de producción ya estaba pedido. La integración completa de la energía y el suministro estable debían lograrse en 45 días para asegurar la instalación y puesta en marcha de la nueva línea.

2. Adaptación a Entornos Hostiles: Las altas temperaturas, la humedad y la arena/polvo de la región de Al Dhafra exigían clasificaciones de protección estrictas y gestión térmica para los equipos eléctricos exteriores.

3. Requisitos de Fiabilidad Extremadamente Altos: Alimentar cargas críticas para la producción continua requería una disponibilidad excepcional del sistema con capacidades de transferencia sin interrupciones.

4. Experiencia Técnica Limitada en el Sitio: El sitio carecía de ingenieros de integración eléctrica de alto nivel, lo que requería una solución empaquetada, estandarizada, "plug-and-play" y precomisionada.

5. Restricciones de Espacio y Estética: La nueva instalación requería una huella pequeña, una apariencia limpia y armonía con el entorno moderno de la fábrica.

II. La Solución: "Power Cube" Totalmente Integrado y Prefabricado en Fábrica

Como Diseñador EPC (Ingeniería, Adquisiciones, Construcción) e Integrador de Sistemas, propusimos innovadoramente el "Power Cube"—una solución que integra altamente la transformación/distribución de energía de media a baja tensión, la compensación de potencia reactiva, el suministro de energía ininterrumpida y los alimentadores de salida en un solo módulo estandarizado y prefabricado en fábrica.

1. Filosofía de Diseño Central:

• Integración Holística: Yendo más allá del modelo tradicional de "apilamiento de equipos", el transformador de tipo seco, el panel de compensación de baja tensión, el SAI modular y el panel de salida de baja tensión fueron diseñados como un sistema unificado para el rendimiento eléctrico, estructural y térmico.

• Prefabricación Completa en Fábrica: Todo el Power Cube se ensambló, con todas las conexiones de barras colectoras y el cableado secundario completados, y se sometió a pruebas exhaustivas en un entorno de fábrica controlado.

• Conexión Completa de Barras Colectoras: Las conexiones de energía primarias internas utilizaron barras colectoras de cobre fabricadas a medida en lugar de cables tradicionales, logrando impedancia de conexión minimizada, fiabilidad maximizada y disipación de calor optimizada.

• Entrega Productizada: Al llegar al sitio, solo se requirieron las terminaciones de cables externos y la puesta en marcha básica, lo que redujo drásticamente los riesgos y el tiempo de trabajo en el sitio.

2. Configuración Central del Power Cube y Aspectos Destacados de la Integración:

III. Ejecución del Proyecto: El Récord de Entrega Rápida en 45 Días

Logramos con éxito la notable hazaña de solo 45 días desde la firma del contrato hasta la energización y entrega en el sitio. El habilitador central fue la reestructuración fundamental de los flujos de trabajo tradicionales mediante el modelo productizado "Power Cube".

1. Proceso de Ejecución Eficiente en Tres Fases:

• Fase 1: Diseño Concurrente y Prefabricación en Fábrica (Días 1-30)

  • Días 1-7: Finalización de los detalles técnicos del sitio, realización de un diseño detallado rápido basado en la plataforma estandarizada Power Cube y bloqueo concurrente de la adquisición de todos los equipos.

  • Días 8-25: Período de Fabricación Central. Fabricación concurrente de la carcasa, montaje de todos los equipos eléctricos y trabajo de barras colectoras personalizadas en la fábrica. Se completaron procesos clave como la preparación de la superficie de unión de las barras colectoras y la verificación del par de apriete de los pernos.

  • Días 26-30: Pruebas de Aceptación en Fábrica (FAT) completas en el Power Cube totalmente integrado, que incluyen: pruebas de resistencia dieléctrica, pruebas de función de protección, pruebas de transferencia del SAI e integración del sistema de monitorización, lo que garantiza una entrega "sin defectos".

• Fase 2: Transporte Rápido y Colocación en el Sitio (Días 31-35)

  • Días 31-32: El módulo Power Cube completo se entregó al sitio de Al Dhafra a través de transporte especializado.

  • Días 33-35: El Power Cube se levantó y se colocó sobre la base de hormigón prefabricada utilizando grúas, seguido de la nivelación y el anclaje. El trabajo en el sitio durante esta fase fue excepcionalmente limpio y sencillo.

• Fase 3: Conexión, Puesta en Marcha y Entrega (Días 36-45)

  • Días 36-40: Conexión de cables de alta tensión externos, cables de salida de baja tensión y líneas de comunicación. La carga de trabajo se redujo significativamente ya que el interior estaba totalmente preintegrado.

  • Días 41-43: Pruebas de Aceptación en el Sitio (SAT), que incluyen pruebas de banco de carga y pruebas de interacción del sistema para validar el rendimiento general.

  • Días 44-45: Capacitación del ingeniero del cliente sobre operación y mantenimiento, presentación de planos de construcción completos y documentación técnica, y entrega formal del proyecto.

2. Resultados del Proyecto:

• Velocidad Récord: Cumplió la 45 días promesa, asegurando el plazo para la instalación de la línea de producción del cliente.

• Fiabilidad Excepcional: El diseño completo de la barra colectora redujo la impedancia general del sistema en aproximadamente un 15%, con un aumento de temperatura significativamente mejor que el estándar, lo que resultó en un funcionamiento medido excepcionalmente estable.

• Costos Operativos Mínimos: Las conexiones de barras colectoras "libres de mantenimiento" y el diseño modular del SAI redujeron la carga de trabajo de mantenimiento a largo plazo en más del 60%.

• Espacio y Eficiencia Optimizados: La huella fue un 40% más pequeña que una configuración tradicional. El transformador de alta eficiencia y la compensación dinámica redujeron las pérdidas del sistema, manteniendo el factor de potencia por encima de 0,98.

• Experiencia del Cliente Mejorada: Responsabilidad clara de un solo punto; el cliente evitó coordinar a múltiples proveedores, recibiendo una experiencia "llave en mano" perfecta.

IV. Valor para el Cliente y Significado para la Industria

Para esta fábrica a gran escala, el Power Cube no es simplemente un activo de distribución, sino una infraestructura energética estratégica que garantiza la continuidad de la producción.

1. Resolvió el Dilema del Plazo de Entrega: Comprimió un proyecto eléctrico tradicional de varios meses en 45 días, asegurando un valioso tiempo de ventaja en el mercado para la expansión de la capacidad del cliente.

2. Garantizó la Continuidad de la Producción Central: El diseño integrado altamente confiable y la copia de seguridad del SAI protegieron los equipos de fabricación de precisión de las fluctuaciones y cortes de la red, salvaguardando directamente la producción y la calidad del producto.

3. Permitió Operaciones "Infalibles": La alta integración y la monitorización inteligente permitieron a los electricistas de la planta habituales comprender el estado general después de una breve capacitación, lo que reduce la dependencia de personal altamente especializado.

4. Coste Total de Propiedad (TCO) Optimizado: Si bien la inversión inicial podría ser ligeramente superior, los ahorros en tiempo de comercialización, la reducción de los costos operativos, las menores pérdidas de energía y la evitación del tiempo de inactividad de la producción resultaron en un TCO significativamente superior.

5. Estableció un Nuevo Punto de Referencia en la Industria: Este proyecto validó con éxito el inmenso valor del concepto de "Módulo de Energía Integrado y Prefabricado" en el sector industrial, proporcionando una referencia perfecta para los clientes industriales globales que enfrentan demandas similares de despliegue rápido y alta fiabilidad.

V. Conclusión