Wie installiert man eine DTU an einer N2-Isolierungsringmainanlage?

DTU (Distribution Terminal Unit), ein Unterstationsterminal in Verteilungsautomatisierungssystemen, ist eine sekundäre Ausrüstung, die in Schaltanlagen, Verteilungsräumen, N2-Isolationsringkammern (RMUs) und Kastenschaltanlagen installiert wird. Es verbindet die primäre Ausrüstung mit der Verteilungsautomatisierungs-Hauptstelle. Ältere N2-Isolations-RMUs ohne DTUs können nicht mit der Hauptstelle kommunizieren und erfüllen daher nicht die Anforderungen an die Automatisierung. Obwohl das komplette Austauschen von RMUs durch neue Modelle mit integrierten DTUs dieses Problem lösen würde, erfordert dies erhebliche Investitionen und führt zu Stromausfällen. Die Nachrüstung bestehender RMUs mit DTUs bietet eine kostengünstige Lösung. Basierend auf praktischer Erfahrung wird hier der Prozess zur Nachrüstung von N2-Isolations-RMUs mit geschützten stehenden und außen stehenden "drei-ferne" (Fernmessung, Fernanzeige, Fernsteuerung) DTUs beschrieben.

1 Schlüsselpunkte für die Umfrage bei der Nachrüstung von N2-Isolations-RMUs

(1) Prüfung auf Mängel der primären Ausrüstung: Überprüfen Sie auf schwere Korrosion, mechanische Blockaden oder Verformungen. Wenn die Ausrüstung zu alt ist, ist eine Nachrüstung nicht sinnvoll. 

(2) Überprüfung elektrischer Betriebsmechanismen: Nicht-elektrische Mechanismen unterstützen nur Fernmessung/Fernanzeige, aber keine Fernsteuerung. Entscheidungen zur Nachrüstung sollten die Anforderungen des Unternehmens berücksichtigen.

(3) Bestätigung der Sekundärverdrahtungsklemmen: Ohne zugängliche Klemmen ist die Verkabelung des DTUs unmöglich. RMUs mit intern verschlossenem Verkabelung (Zugriff erfordert das Entfernen von Schrauben) eignen sich nicht für die Nachrüstung. (4) Bestimmung der RMU-Konfiguration: N2-Isolations-RMUs umfassen in der Regel Eingangsschränke, Ausgangsschränke und Spannungstransformator-Schränke. 2-in/4-out Einheiten haben 7 Bays; 2-in/2-out Einheiten haben 5 Bays. Gängige DTU-Konfigurationen umfassen 4, 6, 8 oder 10 Kanäle (in der Regel nicht mehr als 10). Die Anzahl der Kanäle bestimmt die Abmessungen des DTUs.

(5) Beurteilung des Installationsraums: Nachdem die Größe des DTUs festgelegt wurde, überprüfen Sie, ob der Innenraum des RMUs ausreicht. Genügend horizontaler Raum ermöglicht eine geschützte stehende Installation; andernfalls ist eine außen stehende Installation erforderlich. Für geschützte stehende Installationen sollte auch die Verfügbarkeit einer Seitentür berücksichtigt werden. Wenn das DTU nur seitlich passt, aber keine Seitentür vorhanden ist, ist eine Schrankmodifikation erforderlich. Außenseitig stehende Installationen erfordern einen zusätzlichen externen Schrank, was die Kosten erhöht, die Ästhetik beeinträchtigt und Fundamentarbeiten notwendig macht. Die Platzierung des Fundaments sollte den Umwelt-Einfluss, die Nähe zu den Spannungstransformator-Kammern (kürzere Kabel bei näherer Platzierung) und die Optionen für die Kabelverlegung berücksichtigen.

(6) Überprüfung der Spannungstransformator-Verfügbarkeit: Stromtransformatoren liefern Messstrom an Schutzgeräte und DTUs. Während die meisten RMU-Bays Stromtransformatoren enthalten, sind Spannungstransformatoren nicht immer vorhanden. Spannungstransformatoren versorgen Geräte (Leistungsverlustmodule, Stromversorgungen usw.) und Instrumente (Spannungs- und Leistungsmesser) mit Strom, liefern 220V Wechselstrom, Nullfolgen-Spannung und Messspannung für DTUs. Durch Stromversorgungsmodule liefern sie indirekt Betriebsstrom, DTU-Strom, Fernanzeigestrom und Kommunikationsstrom. RMUs ohne Spannungstransformatoren (die nur auf Stromtransformatoren für die Stromversorgung der Schutzgeräte angewiesen sind) sind nicht empfehlenswert für die Nachrüstung. Einige RMUs haben Spannungstransformatoren mit nur 10/0,22 Verhältnissen, die durch 10/0,22/0,1 Verhältnisse ersetzt werden müssen. Darüber hinaus sollte überprüft werden, ob die vorhandene Kapazität des Spannungstransformators für die hinzugefügte DTU-Last ausreichend ist (in der Regel ≤40 VA).

(7) Überprüfung der Bays-Ausrüstungstypen: Elektrisch betätigte Schaltgeräte und Lastschalter verwenden ähnliche Steuerkabel (Lastschalter fehlen lediglich das "Energie gespeichert"-Signalkabel). Manuelle Lastschalter erfordern nur Positions-Signale und Messleitungen, die an die DTU-Klemmen angeschlossen werden.

(8) Identifizierung von Sicherheitsrisiken: Erkunden Sie potenzielle Bau-Risiken und entwickeln Sie geeignete Sicherheitsmaßnahmen.

2 Materialvorbereitung

(1) DTU-Auswahl: Nach der Umfrage wird das passende DTU-Modell (Anzahl der Kanäle) bestimmt. Für gängige 2-in/4-out-Konfigurationen sind 6- oder 8-Kanal-DTUs geeignet.

(2) Steuerkabel: Diese verbinden die RMU-Klemmen mit den DTU-Klemmen und bilden verschiedene Schaltkreise:

• Signalkreise: Übertragen Schaltstellungen (geschlossen/geöffnet, Energie gespeichert, fern/lokal). Typischerweise werden 12×1,5 mm² Steuerkabel verwendet. Positions-Signale für Schalter in Spannungstransformator-Kammern haben begrenzten Wert und werden in der Regel nicht installiert.

• Messkreise: Beinhalten Spannungs- und Strommessung (Laststrom und Nullfolgenstrom). Überwachen Netzwerkparameter, um Leistungswerte zu berechnen und Abnormitäten (Phasenausfall, Ungleichgewicht, Überlast) zu erkennen. Diese aktivieren DTU-Schutzfunktionen (dreistufiger Stromschutz, Spannungsschutz, Nullfolgenschutz). Typischerweise werden 3-4 Kerne von 6×2,5 mm² Kabeln verwendet, die Phasenstromtransformatoren (UVW drei-phasig oder UW zwei-phasig) mit DTU-Klemmen verbinden. 2-in/4-out Konfigurationen erfordern sechs 6×2,5 mm² Kabel. Ein zusätzliches 6×2,5 mm² Kabel verbindet die 100V-Klemmen des Spannungstransformators mit den DTU-Klemmen. Viele RMUs verfügen nicht über Nullfolgen-Transformatoren, da Kabelnetze eine geringe Wahrscheinlichkeit von Erdfehlern haben.

• Steuerkreise: Ermöglichen die fern/lokal-Steuerung von Schaltgeräten oder Lastschaltern. Typischerweise werden 3 Kerne von 12×1,5 mm² Kabeln verwendet.

• Stromkreise: Versorgen Module wie Stromversorgungen mit Strom. Typischerweise werden 2 Kerne von 6×2,5 mm² Kabeln verwendet.

Für gängige 2-in/2-out und 2-in/4-out RMU-Konfigurationen sind die erforderlichen Spezifikationen und Referenzlängen der Steuerkabel in Tabelle 1 dargestellt.

Davon:

① Für Steuerkabel mit 12×1,5 mm²: Eine Seite der Kabelkerne wird an die Schaltungssteuerung des Leistungsschalters für das Schließen und Öffnen, den gemeinsamen Anschlusspunkt für Schließen/Öffnen usw. angeschlossen, während die andere Seite über Terminalblöcke an den DTU angeschlossen wird, wodurch der Fernsteuerkreis gebildet wird. Andere Kerne werden an die geschlossene Position des Leistungsschalters, die offene Position des Leistungsschalters, die geschlossene Position des Abschaltschalters, die geschlossene Position des Erdabschaltschalters, die ferne Position, die energiegespeicherte Position, den gemeinsamen Anschlusspunkt usw. angeschlossen, wobei die andere Seite über Terminalblöcke an den DTU angeschlossen wird, wodurch der Fernmeldeschaltkreis gebildet wird. Elektrisch betätigte Lastschalter erfordern die gleiche Verkabelung wie Leistungsschalter, außer dass das Signalkabel "energiegespeichert" fehlt. Unbenutzte Kabelkerne sollten als Ersatz aufbewahrt werden. Eine 2-in/2-out-Konfiguration erfordert 4 dieser Kabel; eine 2-in/4-out-Konfiguration erfordert 6 Kabel. Diese Kabel sind für den Spannungswandlerbereich nicht erforderlich.

② Für Eingangs- und Ausgangsbereiche: 6×2,5 mm² Kabel werden an die U, V, W Drei-Phasen oder U, W Zwei-Phasen Stromwandler und die gemeinsamen Anschlusspunkte für jede Eingangs- oder Ausgangsleitung angeschlossen. Dreiphasige Verbindungen erfordern 4 Kerne; zweiphasige Verbindungen erfordern 3 Kerne. Übriggebliebene Kerne werden als Ersatz aufbewahrt. Eine 2-in/2-out-Konfiguration erfordert 4 dieser Kabel; eine 2-in/4-out-Konfiguration erfordert 6 Kabel.

③ Für den Spannungswandlerbereich: Ein zusätzliches 6×2,5 mm² Kabel verbindet die U, V, W Drei-Phasen 100V und 220V Anschlüsse (insgesamt 5 Kerne) des Gehäuses mit den DTU-Anschlusspunkten. Diese gemessene Spannung überwacht hauptsächlich Spannungsunterbrechungen und Spannungsanomalien im Gehäuse, unterstützt die Leistungsberechnung, bietet Probenahme für spannungsbasierte Relaisschutz, und versorgt das Strommodul (das Betriebsstrom für den DTU bereitstellt).

(3) Hilfsmaterialien: Feuerstopfmassen, PVC-Kabelmarkierungsrohre, Kabelkennzeichnungsetiketten, Nylon-Kabelbinder, Drahtwickelrohre, Isolierband und andere Hilfsmaterialien nach Bedarf vorbereiten.

(4) Installationswerkzeuge: Kabelentferner, Schraubenzieher, Multimeter und andere notwendige Werkzeuge vorbereiten.

3 Bauablauf

Da die DTU-Installation nur eine Entspannung der sekundären Ausrüstung erfordert, bleibt der Betrieb der primären Ausrüstung unberührt. Um versehentliche Unterbrechungen der primären Ausrüstung während der DTU-Installation und -Inbetriebnahme zu vermeiden, müssen folgende Punkte im Voraus bestätigt werden:

Der Fern/Ort-Schalter ist in die Position "Ort" oder "Gesperrt" eingestellt Alle Relaisausgangsharten Platten wurden entfernt Alle Luftleistungsschalter außer dem Gerätesteversorgung und der Wechselstromversorgung sind getrennt

(1) Zuerst den DTU sicher montieren und sicherstellen, dass die Erdschaltung zuverlässig ist, mit einem Erdwiderstand, der 10 Ω nicht überschreitet.

(2) Die eine Seite der vorbereiteten Steuerkabel an den entsprechenden DTU-Anschlusspunkten und die andere Seite an den Gehäuseanschlusspunkten angeschlossen. Aufgrund der mechanischen Spannung in den Kabeln sollte ausreichend Spiel als Reserve gelassen werden. Das Kablegen und Verkabeln muss den Anforderungen der sekundären Kabelverbindung entsprechen. Zum Beispiel: Steuerkabel sollten ordentlich und sicher mit Nylon-Kabelbindern zusammengebunden sein; beide Enden der Kabel müssen Kennzeichnungsetiketten haben; freiliegende Drahtkerne nach dem Entfernen der Kabelisolierung sollten mit Drahtwickelrohren umwickelt werden. Da es sich um eine Nachrüstung handelt, müssen beide Enden jedes Drahtkerns klar mit PVC-Markierungsrohren gekennzeichnet sein. Unbenutzte Drahtkerne sollten mit Band isoliert werden, um versehentlichen Kontakt zu vermeiden.

(3) Nach Abschluss der Verkabelung alle Verbindungen erneut überprüfen, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Stellen Sie sicher, dass keine Werkzeuge oder Restmaterialien am Standort zurückbleiben.

(4) Führen Sie eine gemeinsame Inbetriebnahme des DTU mit der primären Ausrüstung und dem Verteilungsautomatisierungs-Hauptplatz durch, um die genaue "drei-Fern" (Fernmessung, Fernanzeige, Fernsteuerung)-Funktionalität sicherzustellen. Nach der Überprüfung markieren Sie die entsprechenden Fernsteuerungsharten Platten nach Leitungsnr. und Richtung. Einstellungen können während des Inbetriebnahmeprozesses eingegeben werden. Da Fabriktests von DTUs nur die Kommunikationsfunktion überprüfen (ohne Verkabelung kann der Hauptplatz keine Fernmess- und Fernanzeigedaten sehen), ist eine gemeinsame Inbetriebnahme vor Ort notwendig, um die korrekte Verkabelung und "drei-Fern"-Funktionalität zu bestätigen.

(5) Verschließen Sie alle Kabelöffnungen und reinigen Sie den Standort.

(6) Falls erforderlich, schalten Sie die entsprechenden Luftleistungsschalter, Platten und Schalter ein. Nach der Inbetriebnahme der Ausrüstung dürfen die Positionen der Platten und Schalter nicht willkürlich geändert werden.