Com instal·lar un DTU en una unitat principal d'isolament N2?

El DTU (Distribution Terminal Unit), una terminal de subestació en sistemes d'automatització de distribució, és un equipament secundari instal·lat en estacions commutadores, sales de distribució, unitats de repartidor de corrent amb aïllament N2 (RMUs) i subestacions de caixa. Serveix com a pont entre l'equipament primari i la subestació principal d'automatització. Les RMUs més antigues sense DTUs no poden comunicar-se amb la subestació principal, no complint així els requisits d'automatització. Si bé reemplaçar les RMUs completes amb models integrats de DTU solucionaria el problema, això requereix una inversió significativa i provoca interrupcions de l'energia. La renovació de les RMUs existents amb DTUs ofereix una solució econòmica. Basant-nos en l'experiència pràctica, aquí es detalla el procés per renovar les RMUs d'aïllament N2 amb DTUs "tres-remote" (telemedició, teleindicació, telecontrol) verticals protegides i verticals exteriors.

1 Punts clau de la inspecció per a la renovació de les RMUs d'aïllament N2

(1) Comprovar defectes en l'equipament primari: Inspectar per detectar corroció severa, aturaments mecànics o deformacions. Si l'equipament és massa antic, no val la pena renovar-lo. 

(2) Verificar els mecanismes d'operació elèctrica: Els mecanismes no elèctrics només suporten telemedició/teleindicació, però no tenen capacitat de telecontrol. Les decisions de renovació haurien de considerar els requisits de l'empresa.

(3) Confirmar els terminals de cablació secundària: Sense terminals accessibles, la cablació del DTU no és possible. Les RMUs amb cablació interna tancada (que requereixen la retirada de fulles per accedir) no són adequades per a la renovació. (4) Determinar la configuració de la RMU: Les RMUs d'aïllament N2 solen incloure armaris d'entrada, armaris de sortida i armaris de transformadors de tensió. Les unitats de 2 entrades/4 sortides tenen 7 baiyes; les de 2 entrades/2 sortides tenen 5 baiyes. Les configuracions comunes de DTU inclouen 4, 6, 8 o 10 canals (generalment no superen els 10). El nombre de canals determina les dimensions del DTU.

(5) Avaluar l'espai d'instal·lació: Després de determinar la mida del DTU, verificar si l'interior de la RMU pot acomodar-lo. Un espai horitzontal suficient permet l'instal·lació vertical protegida; en cas contrari, caldria l'instal·lació vertical exterior. Per a l'instal·lació vertical protegida, també s'ha de considerar la disponibilitat de la porta lateral de l'armari. Si el DTU només entra de costat però no hi ha porta lateral, caldrà modificar l'armari. Les instal·lacions verticals exteriors requereixen un armari extern addicional, augmentant els costos, afectant l'estètica i necessitant treballs de fons. La ubicació del fons hauria de considerar l'impacte ambiental, la proximitat als compartiments dels transformadors de tensió (els cables són més curts si estan més a prop) i les opcions de rutes de cable.

(6) Comprovar la disponibilitat dels transformadors de tensió: Els transformadors de corrent proporcionen la corrent de mesura als dispositius de protecció i als DTUs. Tot i que la major part de les baiyes de les RMUs inclouen transformadors de corrent, no sempre hi ha transformadors de tensió. Els transformadors de tensió suministren energia a dispositius (mòduls de pèrdua de línia, fonts d'alimentació, etc.) i instruments (voltmetres, vatímetres), proporcionen 220V AC, tensió de seqüència zero i tensió de mesura del DTU. A través de mòduls d'energia, suministren indirectament energia d'operació, energia del DTU, energia de teleindicació i energia de comunicació. No es recomana la renovació de les RMUs sense transformadors de tensió (que depenen únicament dels transformadors de corrent per a l'energia dels dispositius de protecció). Algunes RMUs tenen transformadors de tensió amb raons de 10/0.22 que requereixen ser reemplaçats per unitats de 10/0.22/0.1. A més, s'ha de verificar si la capacitat existent del transformador de tensió és suficient per a la càrrega addicional del DTU (generalment ≤40 VA).

(7) Verificar els tipus d'equipament de les baiyes: Els circuit breakers operats electrònicament i els interruptors de càrrega utilitzen cables de control similars (els interruptors de càrrega simplement no tenen el fil de senyal "energia emmagatzemada"). Els interruptors de càrrega manuals només requereixen senyals de posició i línies de mesura connectades als terminals del DTU.

(8) Identificar perillos de seguretat: Realitzar una enquesta dels perillos potencials de construcció i desenvolupar mesures de seguretat adequades.

2 Preparació de materials

(1) Selecció del DTU: Després de l'enquesta, determinar el model de DTU adequat (nombre de canals). Per a configuracions comunes de 2 entrades/4 sortides, els DTUs de 6 o 8 canals són adequats.

(2) Cables de control: Connecten els terminals de la RMU amb els terminals del DTU, formant diversos circuits:

• Circuits de senyal: Transmeten les posicions dels commutadors (posició tancada/oberta, energia emmagatzemada, estat remot/local, etc.). Normalment es fan servir cables de control de 12×1.5 mm². Els senyals de posició per als commutadors dels compartiments dels transformadors de tensió tenen un valor limitat i generalment no s'installen.

• Circuits de mesura: Inclou la mesura de tensió i corrent (corrent de càrrega i corrent de seqüència zero). Monitoritzen els paràmetres de la xarxa per calcular els valors de potència i detectar anormalitats (perdida de fase, desequilibri, sobrecàrrega). Aquests activen les funcions de protecció del DTU (protecció de corrent en tres etapes, protecció de tensió, protecció de seqüència zero). Normalment es fan servir 3-4 núcleus de cables de 6×2.5 mm² connectant els transformadors de corrent de fase (UVW tres fases o UW dues fases) als terminals del DTU. Les configuracions de 2 entrades/4 sortides requereixen sis cables de 6×2.5 mm². Un cable addicional de 6×2.5 mm² connecta els terminals de 100V del transformador de tensió als terminals del DTU. Moltes RMUs no tenen transformadors de seqüència zero, ja que les xarxes de cables tenen una baixa probabilitat de faltes a terra.

• Circuits de control: Habiliten el control remot/local dels circuit breakers o els interruptors de càrrega. Normalment es fan servir 3 núcleus de cables de 12×1.5 mm².

• Circuits d'energia: Suministren energia a mòduls com les fonts d'alimentació. Normalment es fan servir 2 núcleus de cables de 6×2.5 mm².

Per a les configuracions comunes de RMUs de 2 entrades/2 sortides i 2 entrades/4 sortides, les especificacions dels cables de control requerits i les longituds de referència es mostren a la Taula 1.

D'aquests:

① Per als cables de control de 12×1,5 mm²: Un extrem dels nuclis del cable es connecta al control de tancament del disjuntor, al control d'obertura del disjuntor, al terminal comú per operacions d'obertura/tancament, etc., mentre que l'altre extrem es connecta al DTU a través de terminals, formant el circuit de control remot. Altres nuclis es connecten a la posició tancada del disjuntor, la posició oberta del disjuntor, la posició tancada del desconnectador, la posició tancada del desconnectador de terra, la posició remota, la posició amb energia emmagatzemada, el terminal comú, etc., amb els altres extrems connectats al DTU a través de terminals, formant el circuit de senyalització remota. Els interruptors de càrrega electrònics requereixen la mateixa connexió que els disjuntores, excepte per l'absència del fil de senyal "energia emmagatzemada". Els nuclis de cable no utilitzats s'han de mantenir com a reserves. Una configuració de 2 entrades/2 sortides requereix 4 cables d'aquest tipus; una configuració de 2 entrades/4 sortides requereix 6 cables. Aquests cables no són necessaris per al compartiment del transformador de tensió.

② Per als compartiments d'entrada i sortida de línia: Cables de 6×2,5 mm² connecten als transformadors de corrent U, V, W de tres fases o U, W de dues fases i als terminals comuns per cada línia d'entrada o de sortida. Les connexions de tres fases requereixen 4 nuclis; les connexions de dues fases requereixen 3 nuclis. Els nuclis restants s'han de mantenir com a reserves. Una configuració de 2 entrades/2 sortides requereix 4 cables d'aquest tipus; una configuració de 2 entrades/4 sortides requereix 6 cables.

③ Per al compartiment del transformador de tensió: Un cable addicional de 6×2,5 mm² connecta els terminals U, V, W de tres fases 100V i 220V del quadre (que requereix 5 nuclis totals) als terminals del DTU. Aquesta tensió mesurada monitoritza principalment els tallats de corrent i les anormalitats de tensió dins del quadre, suporta el càlcul de potència, proporciona mostres per a la protecció basada en tensió i subministra energia al mòdul d'energia (que proporciona energia de funcionament al DTU).

(3) Materials auxiliars: Preparar sel·lant ignífug, tubs de marques de fils de PVC, etiquetes d'identificació de cables, cintes de naylon, tubs de revestiment de fils, cinta aïllant i altres materials auxiliars segons les condicions reals.

(4) Eines d'instal·lació: Preparar pelacables, destornilladors, multimetres i altres eines necessàries.

3 Procediments de construcció

Com que la instal·lació del DTU només requereix desactivar l'equipament secundari, l'operació de l'equipament primari roman inalterada. Per prevenir un tall accidental de corrent a l'equipament primari durant la instal·lació i la puesta en marcha del DTU, s'ha de confirmar prèviament:

El commutador remot/local està a la posició "local" o "bloquejat" Totes les plaques dretes de protecció han estat retirades Tots els disjuntores d'aire, excepte els de subministrament d'energia del dispositiu i el subministrament d'energia AC, estan desconnectats

(1) Primer, muntar de manera segura el DTU i assegurar-se que la puesta a tierra és fiable amb una resistència a terra que no superi els 10 Ω.

(2) Connectar un extrem dels cables de control preparats als terminals corresponents del DTU i l'altre extrem als terminals del quadre. Degut a la tensió mecànica dels cables, s'ha de mantenir una longitud adequada com a reserva. La disposició i la conexió dels cables han de complir amb els requisits de connexió dels cables secundaris. Per exemple: els cables de control haurien de ser amarrats de manera neta i fiable amb cintes de naylon; tots dos extrems dels cables han de tenir etiquetes d'identificació; els nuclis de fil exposats després de treure la isolació del cable haurien de ser envoltats amb tubs de revestiment de fils. Com que aquesta és una connexió de reemplaçament, tots dos extrems de cada nucli de fil han de estar clarament marcats amb tubs de marques de PVC. Els nuclis de fil no utilitzats s'han d'isol·lar amb cinta per evitar contactes accidentals.

(3) Després de completar la connexió, verificar totes les connexions una altra vegada per assegurar-se de la seva precisió. Comprovar que no quedin eines o materials residus al lloc.

(4) Realitzar la puesta en marcha conjunta del DTU amb l'equipament primari i la central de distribució automàtica per assegurar una funcionalitat precisa de "tres-remots" (telemedició, teleindicació, telecomandament). Després de la verificació, etiquetar les plaques dretes de telecomandament corresponents segons els números de línia i les direccions. Les configuracions es poden introduir durant el procés de puesta en marcha. Com que la prova en fabrica dels DTUs només pot verificar la funcionalitat de comunicació (sense connexió, la central no pot veure les dades de telemedició i teleindicació), la puesta en marcha conjunta a lloc és necessària per confirmar la connexió correcta i la funcionalitat de "tres-remots".

(5) Sel·lar totes les obertures de cables i netejar el lloc.

(6) Si cal, alimentar els disjuntores d'aire, les plaques i els commutadors adequats. Després de la puesta en marcha de l'equipament, no canviar arbitràriament les posicions de les plaques i els commutadors.