Jak zainstalować DTU na pierścieniowym szafie głównego łącznika N2?

DTU (Distribution Terminal Unit), terminal stacji w systemach automatyzacji dystrybucji, to urządzenie drugiego stopnia zainstalowane w stacjach przełączania, pomieszczeniach dystrybucyjnych, izolowanych pierścieniowych jednostkach rozdzielczych (RMU) N2 i skrzyniowych stacjach transformatorowych. Łączy urządzenia pierwszego stopnia ze stacją główną automatyzacji dystrybucji. Starsze izolowane RMU N2 bez DTU nie mogą komunikować się ze stacją główną, nie spełniając wymagań dotyczących automatyzacji. Zastąpienie całych RMU nowymi modelami zintegrowanymi z DTU rozwiązałoby problem, ale wymaga znacznych inwestycji i powoduje przerwy w dostawie energii. Modernizacja istniejących RMU poprzez instalację DTU oferuje kosztosprawne rozwiązanie. Na podstawie doświadczeń praktycznych, poniżej przedstawiono proces modernizacji izolowanych RMU N2 poprzez instalację osłoniętych pionowych i na zewnątrz montowanych pionowych DTU "trójzdalnych" (telemetria, teleindikacja, telesterowanie).

1 Kluczowe punkty przeprowadzenia przeglądu dla modernizacji izolowanych RMU N2

(1) Sprawdzenie defektów urządzeń pierwszego stopnia: Przegląd na obecność silnej korozji, zakleszczenia mechanizmów lub deformacji. Jeśli sprzęt jest zbyt stary, modernizacja nie jest uzasadniona. 

(2) Weryfikacja mechanizmów elektrycznych: Mechanizmy nieelektryczne obsługują tylko telemetrię/teleindykację bez możliwości telesterowania. Decyzje dotyczące modernizacji powinny uwzględniać wymagania firmy.

(3) Potwierdzenie dostępności końcówek kablowych wtórnych: Bez dostępnych końcówek kablowych połączenie DTU jest niemożliwe. RMU z wewnętrznym kablowaniem (wymagającym usunięcia śrub do dostępu) nie są odpowiednie do modernizacji. (4) Określenie konfiguracji RMU: Izolowane RMU N2 zwykle zawierają szafki wejściowe, wyjściowe i szafki transformatorów napięciowych. Jednostki 2-wejściowe/4-wyjściowe mają 7 boksów; jednostki 2-wejściowe/2-wyjściowe mają 5 boksów. Typowe konfiguracje DTU obejmują 4, 6, 8 lub 10 kanałów (zazwyczaj nie przekraczających 10). Liczba kanałów określa wymiary DTU.

(5) Ocena miejsca instalacji: Po określaniu rozmiarów DTU, należy sprawdzić, czy wnętrze RMU może go pomieścić. Wystarczająca przestrzeń pozioma umożliwia instalację osłoniętą pionową; w przeciwnym razie potrzebna jest instalacja na zewnątrz. Dla instalacji osłoniętej pionowej należy również uwzględnić dostępność drzwi bocznych szafki. Jeśli DTU mieści się tylko bokiem, a brak jest drzwi bocznych, wymagana jest modyfikacja szafki. Instalacje na zewnątrz wymagają dodatkowej zewnętrznej szafki, co zwiększa koszty, wpływa na estetykę i wymaga prac fundamentowych. Umiejscowienie fundamentów powinno uwzględniać wpływ na środowisko, bliskość do przedziałów transformatorów napięciowych (krótsze kable przy bliższym umiejscowieniu) oraz opcje routingu kabli.

(6) Sprawdzenie dostępności transformatorów napięciowych: Transformatory prądowe dostarczają prąd pomiarowy do urządzeń ochronnych i DTU. Chociaż większość boksów RMU zawiera transformatory prądowe, transformatory napięciowe nie są zawsze obecne. Transformatory napięciowe dostarczają zasilanie do urządzeń (modułów strat liniowych, zasilaczy itp.) i instrumentów (woltomierzy, watażników), dostarczają 220V AC, napięcie zerowe i napięcie pomiarowe DTU. Poprzez moduły zasilające, dostarczają pośrednio zasilanie robocze, zasilanie DTU, zasilanie teleindykacji i zasilanie komunikacyjne. RMU bez transformatorów napięciowych (zależne tylko od transformatorów prądowych do zasilania urządzeń ochronnych) nie są zalecane do modernizacji. Niektóre RMU mają transformatory napięciowe z tylko stosunkiem 10/0.22, które wymagają zastąpienia jednostkami o stosunku 10/0.22/0.1. Ponadto, należy sprawdzić, czy istniejąca pojemność transformatora napięciowego jest wystarczająca dla dodatkowego obciążenia DTU (zazwyczaj ≤40 VA).

(7) Weryfikacja typów urządzeń w boksach: Elektrycznie sterowane przekaźniki i przełączniki obciążeniowe używają podobnych kabli kontrolnych (przełączniki obciążeniowe po prostu nie mają kabla sygnału "energia zgromadzona"). Ręczne przełączniki obciążeniowe wymagają tylko sygnałów pozycji i linii pomiarowych podłączonych do końcówek DTU.

(8) Identyfikacja zagrożeń bezpieczeństwa: Przeprowadzenie przeglądu potencjalnych zagrożeń związanych z budową i opracowanie odpowiednich środków bezpieczeństwa.

2 Przygotowanie materiałów

(1) Wybór DTU: Po przeprowadzeniu przeglądu, należy określić odpowiedni model DTU (liczba kanałów). Dla typowych konfiguracji 2-wejściowych/4-wyjściowych, odpowiednie są DTU 6-kanałowe lub 8-kanałowe.

(2) Kable kontrolne: Łączą końcówki RMU z końcówkami DTU, tworząc różne obwody:

• Obwody sygnałowe: Transmitują pozycje przełączników (pozycja zamknięta/otwarta, energia zgromadzona, status zdalny/lokalny itp.). Zwykle używa się kabli kontrolnych 12×1.5 mm². Sygnały pozycji przełączników w przedziałach transformatorów napięciowych mają ograniczoną wartość i zazwyczaj nie są instalowane.

• Obwody pomiarowe: Obejmują pomiary napięcia i prądu (prąd obciążenia i prąd zerowy). Monitorują parametry sieci, aby obliczyć wartości mocy i wykryć anomalie (brak fazy, nierównowaga, przeciążenie). Aktywują funkcje ochronne DTU (trójstopniowa ochrona prądowa, ochrona napięciowa, ochrona zerowa). Zwykle używa się 3-4 rdzeni kabli 6×2.5 mm² łączących transformatory prądowe faz (UVW trzyfazowe lub UW dwufazowe) z końcówkami DTU. Konfiguracje 2-wejściowe/4-wyjściowe wymagają sześciu kabli 6×2.5 mm². Dodatkowy kabel 6×2.5 mm² łączy końcówki 100V transformatora napięciowego z końcówkami DTU. Wiele RMU nie ma transformatorów zerowych, ponieważ sieci kablowe mają niską prawdopodobieństwo awarii uziemienia.

• Obwody sterujące: Umożliwiają zdalne/lokalne sterowanie przekaźnikami lub przełącznikami obciążeniowymi. Zwykle używa się 3 rdzeni kabla 12×1.5 mm².

• Obwody zasilające: Dostarczają zasilanie do modułów, takich jak zasilacze. Zwykle używa się 2 rdzeni kabla 6×2.5 mm².

Dla typowych konfiguracji RMU 2-wejściowych/2-wyjściowych i 2-wejściowych/4-wyjściowych, wymagane specyfikacje i odniesienia długości kabli kontrolnych przedstawione są w Tabeli 1.

Spośród tych:

① Dla kabli sterujących o przekroju 12×1,5 mm²: jedno zakończenie rdzeni kabla podłącza się do sterowania zamknięciem przekaźnika obwodowego, sterowania otwarciem przekaźnika obwodowego, wspólnego punktu dla operacji otwierania/zamykania itp., a drugie zakończenie podłącza się do DTU poprzez bloki terminalowe, tworząc obwód zdalnego sterowania. Inne rdzenie podłączane są do pozycji zamkniętej przekaźnika, pozycji otwartej przekaźnika, pozycji zamkniętej rozłącznika, pozycji zamkniętej rozłącznika ziemnego, pozycji zdalnej, pozycji naładowanej, wspólnego punktu itp., a ich drugie zakończenia podłączane są do DTU poprzez bloki terminalowe, tworząc obwód sygnalizacji zdalnej. Przełączniki ładunkowe elektryczne wymagają takiego samego połączenia jak przekaźniki, z wyjątkiem braku przewodu sygnałowego "naładowany". Nieużywane rdzenie kabla powinny być zachowane jako rezerwa. Konfiguracja 2-wejściowa/2-wyjściowa wymaga 4 kabli tego typu; konfiguracja 2-wejściowa/4-wyjściowa wymaga 6 kabli. Te kable nie są potrzebne w przedziale transformatora napięcia.

② Dla przedziałów wejściowych i wyjściowych linii: kabli o przekroju 6×2,5 mm² podłącza się do trójfazowych lub dwufazowych transformatorów prądowych U, V, W oraz wspólnych punktów każdego wejścia lub wyjścia. Połączenia trójfazowe wymagają 4 rdzeni; połączenia dwufazowe wymagają 3 rdzeni. Pozostałe rdzenie są zachowywane jako rezerwa. Konfiguracja 2-wejściowa/2-wyjściowa wymaga 4 kabli tego typu; konfiguracja 2-wejściowa/4-wyjściowa wymaga 6 kabli.

③ Dla przedziału transformatora napięcia: dodatkowy kabel o przekroju 6×2,5 mm² podłącza terminale trójfazowe U, V, W 100V i 220V szafy (ogółem 5 rdzeni) do terminali DTU. Pomiar ten głównie monitoruje awarie zasilania i anomalie napięcia w szafie, wspiera obliczenia mocy, zapewnia próbkowanie dla ochrony opartej na napięciu i dostarcza zasilanie do modułu zasilającego (który dostarcza zasilanie robocze do DTU).

(3) Materiały pomocnicze: przygotować zapełniacz ogniotrwały, rurki markujące PVC, etykiety identyfikacyjne kabli, zaciski nylonowe, rurki izolacyjne, taśmy izolacyjne i inne materiały pomocnicze, w zależności od rzeczywistych warunków.

(4) Narzędzia montażowe: przygotować narzędzia do obrabiania kabli, śrubokręty, multimetry i inne niezbędne narzędzia.

3 Procedury budowlane

Ponieważ instalacja DTU wymaga tylko wyłączenia sprzętu wtórnego, działanie sprzętu głównego pozostaje nienaruszone. Aby zapobiec przypadkowemu przerwaniu zasilania sprzętu głównego podczas instalacji i komisji DTU, należy z góry potwierdzić:

Przełącznik zdalny/miejscowy ustawiony jest na pozycję "miejscową" lub "zablokowaną" Wszystkie płytki wyjściowe ochrony relacyjnej zostały wycofane Wszystkie przekaźniki obwodowe z wyjątkiem zasilania urządzenia i zasilania przemiennego są wyłączone

(1) Najpierw solidnie zamontuj DTU i upewnij się, że ma on niezawodne uziemienie z oporem nieprzekraczającym 10 Ω.

(2) Podłącz jedno zakończenie przygotowanych kabli sterujących do odpowiednich terminali DTU, a drugie zakończenie do terminali szafy. Ze względu na mechaniczne napięcie w kabli, należy zachować odpowiednią luzę jako rezerwę długości. Kładzenie kabli i ich połączenia muszą spełniać wymagania dotyczące połączeń kabli wtórnych. Na przykład: kabli sterujących należy solidnie wiązać zaciskami nylonowymi; oba końce kabli muszą mieć etykiety identyfikacyjne; odsłonięte rdzenie kabli po usunięciu izolacji należy owijać rurkami izolacyjnymi. Ponieważ jest to przebudowa, oba końce każdego rdzenia kabla muszą być jasno oznaczone rurkami markującymi PVC. Nieużywane rdzenie kabla należy izolować taśmą, aby zapobiec przypadkowemu kontaktowi.

(3) Po ukończeniu połączeń ponownie sprawdź wszystkie połączenia, aby upewnić się, że są one dokładne. Sprawdź, czy na miejscu nie pozostały żadne narzędzia ani resztki materiałów.

(4) Przeprowadź wspólne komisje DTU ze sprzętem głównym i główną stacją automatyzacji dystrybucji, aby zapewnić dokładne działanie "trzech zdalnych" (telemetria, teleindikacja, telesterowanie). Po zweryfikowaniu oznacz odpowiednie płytki telesterowania zgodnie z numerami linii i kierunkami. Ustawienia można wprowadzać w trakcie procesu komisji. Ponieważ testy fabryczne DTU mogą tylko zweryfikować funkcjonalność komunikacji (bez połączeń, główna stacja nie może zobaczyć danych telemetrii i teleindikacji), konieczna jest wspólna komisja na miejscu, aby potwierdzić prawidłowe połączenia i funkcjonalność "trzech zdalnych".

(5) Zabezpiecz wszystkie otwory kablowe i wyczyszcz miejsce.

(6) W razie potrzeby włącz odpowiednie przekaźniki obwodowe, płytki i przełączniki. Po komisji sprzętu nie zmieniaj arbitralnie pozycji płyt i przełączników.