Cómo instalar un DTU en un interruptor de anillo principal con aislamiento N2

DTU (Unidad Terminal de Distribución), un terminal de subestación en sistemas de automatización de distribución, es un equipo secundario instalado en estaciones de conmutación, salas de distribución, unidades de anillo principal (RMUs) con aislamiento N2 y subestaciones tipo caja. Sirve como puente entre el equipo primario y la estación maestra de automatización de distribución. Las RMUs con aislamiento N2 más antiguas que carecen de DTUs no pueden comunicarse con la estación maestra, lo que no cumple con los requisitos de automatización. Aunque reemplazar todas las RMUs con modelos nuevos integrados con DTUs resolvería este problema, requiere una inversión significativa y causa interrupciones de energía. La modernización de las RMUs existentes con DTUs ofrece una solución rentable. Basándonos en la experiencia práctica, aquí se describe el proceso para modernizar las RMUs con aislamiento N2 con DTUs "tres-remotos" (telemedición, telesignificación, telecontrol) de tipo vertical protegido y vertical exterior.

1 Puntos clave de la encuesta para la modernización de RMUs con aislamiento N2

(1) Verificar defectos del equipo primario: Inspeccionar la corrosión severa, atascamiento de mecanismos o deformaciones. Si el equipo es demasiado antiguo, no vale la pena la modernización. 

(2) Verificar mecanismos de operación eléctrica: Los mecanismos no eléctricos solo soportan telemedición/telesignificación sin capacidad de telecontrol. Las decisiones de modernización deben considerar los requisitos de la empresa.

(3) Confirmar terminales de cableado secundario: Sin terminales accesibles, el cableado del DTU es imposible. Las RMUs con cableado interno cerrado (que requieren la eliminación de tornillos para acceder) no son adecuadas para la modernización. (4) Determinar la configuración de la RMU: Las RMUs con aislamiento N2 suelen incluir gabinetes de entrada, gabinetes de salida y gabinetes de transformadores de voltaje. Las unidades de 2 entradas/4 salidas tienen 7 compartimentos; las de 2 entradas/2 salidas tienen 5 compartimentos. Las configuraciones comunes de DTU incluyen 4, 6, 8 o 10 canales (generalmente no superan los 10). El número de canales determina las dimensiones del DTU.

(5) Evaluar el espacio de instalación: Después de determinar el tamaño del DTU, verificar si el interior de la RMU puede acomodarlo. Un espacio horizontal suficiente permite la instalación vertical protegida; de lo contrario, se necesita una instalación vertical exterior. Para la instalación vertical protegida, también se debe considerar la disponibilidad de la puerta lateral del gabinete. Si el DTU solo cabe de lado pero no hay puerta lateral, se requiere la modificación del gabinete. Las instalaciones verticales exteriores requieren un gabinete externo adicional, lo que aumenta los costos, afecta la estética y requiere trabajos de fundación. La colocación de la fundación debe considerar el impacto ambiental, la proximidad a los compartimentos de transformadores de voltaje (cables más cortos con una colocación más cercana) y las opciones de ruteo de cables.

(6) Verificar la disponibilidad de transformadores de voltaje: Los transformadores de corriente proporcionan corriente de medición a dispositivos de protección y DTUs. Aunque la mayoría de los compartimentos de RMU incluyen transformadores de corriente, no siempre están presentes los transformadores de voltaje. Los transformadores de voltaje suministran energía a dispositivos (módulos de pérdida de línea, fuentes de alimentación, etc.) e instrumentos (voltímetros, vatímetros), proporcionan 220V CA, voltaje de secuencia cero y voltaje de medición del DTU. A través de módulos de potencia, suministran indirectamente energía de operación, energía del DTU, energía de telesignificación y energía de comunicación. No se recomienda la modernización de RMUs sin transformadores de voltaje (que dependen únicamente de los transformadores de corriente para la energía de los dispositivos de protección). Algunas RMUs tienen transformadores de voltaje con solo relaciones de 10/0.22 que requieren ser reemplazados por unidades de 10/0.22/0.1. Además, verificar si la capacidad existente de los transformadores de voltaje es suficiente para la carga adicional del DTU (generalmente ≤40 VA).

(7) Verificar tipos de equipos de compartimento: Los interruptores de circuito de operación eléctrica y los interruptores de carga utilizan cables de control similares (los interruptores de carga simplemente carecen del cable de señal de "energía almacenada"). Los interruptores de carga manuales solo requieren señales de posición y líneas de medición conectadas a los terminales del DTU.

(8) Identificar peligros de seguridad: Encuestar posibles peligros de construcción y desarrollar medidas de seguridad apropiadas.

2 Preparación de materiales

(1) Selección de DTU: Tras la encuesta, determinar el modelo de DTU adecuado (número de canales). Para configuraciones comunes de 2 entradas/4 salidas, los DTUs de 6 o 8 canales son adecuados.

(2) Cables de control: Estos conectan los terminales de la RMU a los terminales del DTU, formando diversos circuitos:

• Circuitos de señal: Transmiten las posiciones de los interruptores (posición abierta/cerrada, energía almacenada, estado remoto/local, etc.). Generalmente usan cables de control de 12×1.5 mm². Las señales de posición para los interruptores del compartimento de transformador de voltaje tienen un valor limitado y generalmente no se instalan.

• Circuitos de medición: Incluyen la medición de voltaje y corriente (corriente de carga y corriente de secuencia cero). Monitorean los parámetros de la red para calcular los valores de potencia y detectar anomalías (pérdida de fase, desequilibrio, sobrecarga). Estos activan las funciones de protección del DTU (protección de tres etapas de corriente, protección de voltaje, protección de secuencia cero). Generalmente usan 3-4 núcleos de cables de 6×2.5 mm² que conectan los transformadores de corriente de fase (UVW trifásico o UW bifásico) a los terminales del DTU. Las configuraciones de 2 entradas/4 salidas requieren seis cables de 6×2.5 mm². Un cable adicional de 6×2.5 mm² conecta los terminales de 100V del transformador de voltaje a los terminales del DTU. Muchas RMUs carecen de transformadores de secuencia cero, ya que las redes de cables tienen una baja probabilidad de fallos a tierra.

• Circuitos de control: Permiten el control remoto/local de los interruptores de circuito o los interruptores de carga. Generalmente usan 3 núcleos de cable de 12×1.5 mm².

• Circuitos de alimentación: Suministran energía a módulos como fuentes de alimentación. Generalmente usan 2 núcleos de cable de 6×2.5 mm².

Para configuraciones comunes de RMU de 2 entradas/2 salidas y 2 entradas/4 salidas, las especificaciones y longitudes de referencia de los cables de control requeridos se muestran en la Tabla 1.

Entre estos:

① Para los cables de control de 12×1.5 mm²: Un extremo de los núcleos del cable se conecta al control de cierre del interruptor, al control de apertura del interruptor, al terminal común para operaciones de apertura/cierre, etc., mientras que el otro extremo se conecta al DTU a través de bornes, formando el circuito de control remoto. Otros núcleos se conectan a la posición cerrada del interruptor, la posición abierta del interruptor, la posición cerrada del seccionador, la posición cerrada del seccionador de tierra, la posición remota, la posición de energía almacenada, el terminal común, etc., con los otros extremos conectados al DTU a través de bornes, formando el circuito de señalización remota. Los interruptores de carga accionados eléctricamente requieren el mismo cableado que los interruptores excepto por la ausencia del cable de "energía almacenada". Los núcleos de cable no utilizados deben mantenerse como repuestos. Una configuración de 2 entradas/2 salidas requiere 4 cables de este tipo; una configuración de 2 entradas/4 salidas requiere 6 cables. Estos cables no son necesarios para el compartimento del transformador de tensión.

② Para los compartimentos de líneas de entrada y salida: Cables de 6×2.5 mm² se conectan a los transformadores de corriente de las fases U, V, W o U, W y a los terminales comunes de cada línea de entrada o salida. Las conexiones trifásicas requieren 4 núcleos; las conexiones bifásicas requieren 3 núcleos. Los núcleos restantes se mantienen como repuestos. Una configuración de 2 entradas/2 salidas requiere 4 cables de este tipo; una configuración de 2 entradas/4 salidas requiere 6 cables.

③ Para el compartimento del transformador de tensión: Un cable adicional de 6×2.5 mm² conecta los terminales U, V, W trifásicos de 100V y 220V del gabinete (requiriendo 5 núcleos en total) a los terminales del DTU. Esta tensión medida monitorea principalmente las interrupciones de energía y anomalías de tensión dentro del gabinete, soporta el cálculo de potencia, proporciona muestreo para la protección relé basada en tensión y suministra energía al módulo de potencia (que proporciona energía de funcionamiento al DTU).

(3) Materiales auxiliares: Prepare sellador ignífugo, tubos de marcado de cables de PVC, etiquetas de identificación de cables, bridas de nylon, tubos de envoltura de cables, cinta aislante y otros materiales auxiliares según sea necesario según las condiciones reales.

(4) Herramientas de instalación: Prepare pelacables, destornilladores, multímetros y otras herramientas necesarias.

3 Procedimientos de construcción

Dado que la instalación del DTU solo requiere desenergizar el equipo secundario, la operación del equipo primario no se ve afectada. Para evitar la interrupción accidental de la energía del equipo primario durante la instalación y puesta en marcha del DTU, lo siguiente debe confirmarse con anticipación:

El interruptor remoto/local está configurado en la posición "local" o "bloqueado" Todas las placas duras de salida de protección relé han sido retiradas Todos los interruptores automáticos de aire, excepto el suministro de energía del dispositivo y el suministro de energía AC, están desconectados

(1) Primero, monte firmemente el DTU y asegúrese de que esté correctamente conectado a tierra con una resistencia a tierra no superior a 10 Ω.

(2) Conecte un extremo de los cables de control preparados a los terminales correspondientes del DTU y el otro extremo a los terminales del gabinete. Debido a la tensión mecánica en los cables, mantenga suficiente holgura como longitud de reserva. El tendido y el cableado de los cables deben cumplir con los requisitos de conexión de cables secundarios. Por ejemplo: los cables de control deben estar atados de manera ordenada y segura con bridas de nylon; ambos extremos de los cables deben tener etiquetas de identificación; los núcleos de alambre expuestos después de quitar la aislación del cable deben ser envueltos con tubos de envoltura de cables. Dado que este es un cableado de retrofit, ambos extremos de cada núcleo de alambre deben estar claramente marcados con tubos de marcado de PVC. Los núcleos de alambre no utilizados deben estar aislados con cinta para evitar contactos accidentales.

(3) Después de completar el cableado, verifique nuevamente todas las conexiones para asegurar su precisión. Verifique que no queden herramientas ni materiales sobrantes en el sitio.

(4) Realice la puesta en marcha conjunta del DTU con el equipo primario y la estación maestra de automatización de distribución para garantizar la funcionalidad precisa de "tres-remotos" (telemedición, teleindicación, telecontrol). Después de la verificación, etiquete las placas de control remoto correspondientes según los números de línea y direcciones. Las configuraciones pueden ingresarse durante el proceso de puesta en marcha. Dado que las pruebas de fábrica de los DTUs solo pueden verificar la funcionalidad de comunicación (sin cableado, la estación maestra no puede ver los datos de telemedición y teleindicación), la puesta en marcha conjunta en el sitio es necesaria para confirmar el correcto cableado y la funcionalidad de "tres-remotos".

(5) Selle todos los orificios de los cables y limpie el sitio.

(6) Según sea necesario, energice los interruptores automáticos de aire, placas y switches apropiados. Después de la puesta en marcha del equipo, no cambie arbitrariamente las posiciones de las placas y switches.