Como instalar um DTU em uma unidade de anel principal de isolamento N2?

DTU (Unidade Terminal de Distribuição), um terminal de subestação em sistemas de automação de distribuição, é um equipamento secundário instalado em estações de comutação, salas de distribuição, unidades de anel principal com isolamento N2 (RMUs) e subestações do tipo caixa. Ele serve como ponte entre o equipamento primário e a estação mestra de automação de distribuição. RMUs mais antigos com isolamento N2, sem DTUs, não podem se comunicar com a estação mestra, falhando em atender aos requisitos de automação. Embora a substituição completa dos RMUs por modelos integrados com DTU possa resolver isso, exige um investimento significativo e causa interrupção no fornecimento de energia. A retroativa instalação de DTUs em RMUs existentes oferece uma solução econômica. Com base na experiência prática, aqui está o processo para a retroativa instalação de RMUs com isolamento N2 com DTUs "três-remotos" (telemetria, teleindicação, telecontrole) abrigados em pé e ao ar livre.

1 Pontos Chave de Levantamento para a Retroativa Instalação de RMUs com Isolamento N2

(1) Verifique defeitos no equipamento primário: Inspeção para corrosão severa, travamento da mecânica ou deformação. Se o equipamento for muito antigo, a retroativa instalação não é justificada. 

(2) Verifique os mecanismos de operação elétrica: Mecanismos não elétricos suportam apenas telemetria/teleindicação, sem capacidade de telecontrole. As decisões de retroativa instalação devem considerar os requisitos da empresa.

(3) Confirme os terminais de fiação secundária: Sem terminais acessíveis, a fiação do DTU é impossível. RMUs com fiação internamente fechada (que requer a remoção de parafusos para acesso) não são adequados para retroativa instalação. (4) Determine a configuração do RMU: RMUs com isolamento N2 geralmente incluem gabinetes de entrada, gabinetes de saída e gabinetes de transformadores de tensão. Unidades 2-in/4-out têm 7 baias; unidades 2-in/2-out têm 5 baias. Configurações comuns de DTU incluem 4, 6, 8 ou 10 canais (geralmente não ultrapassando 10). O número de canais determina as dimensões do DTU.

(5) Avalie o espaço de instalação: Após determinar o tamanho do DTU, verifique se o interior do RMU pode acomodá-lo. Espaço horizontal suficiente permite a instalação abrigada em pé; caso contrário, é necessária a instalação ao ar livre em pé. Para instalação abrigada em pé, também considere a disponibilidade de portas laterais do gabinete. Se o DTU couber apenas de lado, mas não houver porta lateral, será necessário modificar o gabinete. Instalações ao ar livre em pé requerem um gabinete externo adicional, aumentando os custos, afetando a estética e exigindo trabalho de fundação. A colocação da fundação deve considerar o impacto ambiental, a proximidade com os compartimentos de transformadores de tensão (cabo mais curto com colocação mais próxima) e opções de roteamento de cabos.

(6) Verifique a disponibilidade de transformadores de tensão: Transformadores de corrente fornecem corrente de medição para dispositivos de proteção e DTUs. Embora a maioria das baias de RMU inclua transformadores de corrente, nem sempre há transformadores de tensão. Transformadores de tensão fornecem energia para dispositivos (módulos de perda de linha, fontes de alimentação, etc.) e instrumentos (voltímetros, wattímetros), fornecendo 220V CA, tensão zero-seqüência e tensão de medição do DTU. Através de módulos de energia, eles fornecem indiretamente energia de operação, energia do DTU, energia de teleindicação e energia de comunicação. RMUs sem transformadores de tensão (dependendo apenas de transformadores de corrente para fornecer energia a dispositivos de proteção) não são recomendados para retroativa instalação. Alguns RMUs têm transformadores de tensão com apenas rácios de 10/0,22 que precisam ser substituídos por unidades com rácios de 10/0,22/0,1. Além disso, verifique se a capacidade existente do transformador de tensão é suficiente para a carga adicional do DTU (geralmente ≤40 VA).

(7) Verifique os tipos de equipamentos nas baias: Disjuntores operados eletricamente e interruptores de carga usam cabos de controle semelhantes (interruptores de carga simplesmente não têm o fio de sinal "energia armazenada"). Interruptores de carga manuais só requerem sinais de posição e linhas de medição conectadas aos terminais do DTU.

(8) Identifique riscos de segurança: Faça uma pesquisa de potenciais riscos de construção e desenvolva medidas de segurança apropriadas.

2 Preparação de Materiais

(1) Seleção do DTU: Após a pesquisa, determine o modelo apropriado de DTU (número de canais). Para configurações comuns 2-in/4-out, DTUs de 6 ou 8 canais são adequados.

(2) Cabos de controle: Estes conectam os terminais do RMU aos terminais do DTU, formando diversos circuitos:

• Circuitos de sinal: Transmitem posições de chaves (posição fechada/aberta, energia armazenada, status remoto/local, etc.). Geralmente usam cabos de controle de 12×1,5 mm². Sinais de posição para chaves nos compartimentos de transformadores de tensão têm valor limitado e geralmente não são instalados.

• Circuitos de medição: Incluem medição de tensão e corrente (corrente de carga e corrente zero-seqüência). Monitoram parâmetros da rede para calcular valores de potência e detectar anomalias (falta de fase, desequilíbrio, sobrecarga). Esses ativam funções de proteção do DTU (proteção de corrente em três estágios, proteção de tensão, proteção zero-seqüência). Geralmente usam 3-4 núcleos de cabos 6×2,5 mm² conectando transformadores de corrente de fase (UVW trifásico ou UW bifásico) aos terminais do DTU. Configurações 2-in/4-out requerem seis cabos 6×2,5 mm². Um cabo adicional 6×2,5 mm² conecta os terminais 100V do transformador de tensão aos terminais do DTU. Muitos RMUs não têm transformadores de seqüência zero, pois redes de cabos têm baixa probabilidade de falha a terra.

• Circuitos de controle: Permitem controle remoto/local de disjuntores ou interruptores de carga. Geralmente usam 3 núcleos de cabo 12×1,5 mm².

• Circuitos de energia: Fornecem energia a módulos como fontes de alimentação. Geralmente usam 2 núcleos de cabo 6×2,5 mm².

Para configurações comuns 2-in/2-out e 2-in/4-out de RMUs, as especificações e comprimentos de referência dos cabos de controle necessários estão mostrados na Tabela 1.

Dentre estes: 

① Para cabos de controle de 12×1.5 mm²: Uma extremidade dos núcleos do cabo se conecta ao controle de fechamento do disjuntor, ao controle de abertura do disjuntor, ao terminal comum para operações de abertura/fechamento, etc., enquanto a outra extremidade se conecta ao DTU através de terminais, formando o circuito de controle remoto. Outros núcleos se conectam à posição fechada do disjuntor, à posição aberta do disjuntor, à posição fechada do seccionador, à posição fechada do seccionador de aterramento, à posição remota, à posição armazenada de energia, ao terminal comum, etc., com as outras extremidades se conectando ao DTU através de terminais, formando o circuito de sinalização remota. Os disjuntores operados eletricamente requerem a mesma fiação, exceto pela ausência do fio de sinal "energia armazenada". Núcleos de cabo não utilizados devem ser mantidos como reservas. Uma configuração 2-in/2-out requer 4 cabos deste tipo; uma configuração 2-in/4-out requer 6 cabos. Esses cabos não são necessários para o compartimento do transformador de tensão.

② Para os compartimentos de entrada e saída de linha: Cabos de 6×2.5 mm² se conectam aos transformadores de corrente trifásicos U, V, W ou bifásicos U, W e terminais comuns para cada linha de entrada ou saída. Conexões trifásicas requerem 4 núcleos; conexões bifásicas requerem 3 núcleos. Núcleos restantes são mantidos como reservas. Uma configuração 2-in/2-out requer 4 cabos deste tipo; uma configuração 2-in/4-out requer 6 cabos.

③ Para o compartimento do transformador de tensão: Um cabo adicional de 6×2.5 mm² conecta os terminais trifásicos U, V, W de 100V e 220V do gabinete (requerendo 5 núcleos no total) aos terminais do DTU. Esta tensão medida monitora principalmente falhas de energia e anomalias de tensão dentro do gabinete, suporta cálculos de energia, fornece amostragem para proteção relé baseada em tensão e fornece energia ao módulo de energia (que fornece energia de operação ao DTU).

(3) Materiais auxiliares: Prepare selante ignífugo, tubos marcadores de fio PVC, etiquetas de identificação de cabos, tiras de nylon, tubos de enrolamento de fios, fita isolante e outros materiais auxiliares conforme necessário, com base nas condições reais.

(4) Ferramentas de instalação: Prepare alicates de cabo, parafusos, multímetros e outras ferramentas necessárias.

3 Procedimentos de Construção

Como a instalação do DTU requer apenas que o equipamento secundário seja desenergizado, a operação do equipamento primário permanece inalterada. Para evitar interrupções acidentais de energia ao equipamento primário durante a instalação e comissionamento do DTU, o seguinte deve ser confirmado previamente:

O interruptor remoto/local está definido na posição "local" ou "bloqueado" Todos os placas rígidas de saída de proteção relé foram retiradas Todos os disjuntores de circuito a ar, exceto a alimentação do dispositivo e a alimentação AC, estão desconectados

(1) Primeiro, monte firmemente o DTU e garanta um aterramento confiável com resistência de terra não superior a 10 Ω.

(2) Conecte uma extremidade dos cabos de controle preparados aos terminais correspondentes do DTU e a outra extremidade aos terminais do gabinete. Devido à tensão mecânica nos cabos, mantenha folga suficiente como comprimento de reserva. A colocação e a fiação dos cabos devem estar em conformidade com os requisitos de conexão de cabos secundários. Por exemplo: os cabos de controle devem ser amarrados de forma limpa e segura com tiras de nylon; ambas as extremidades dos cabos devem ter etiquetas de identificação; os núcleos de fio expostos após a remoção da isolação do cabo devem ser envoltos com tubos de enrolamento de fios. Como esta é uma fiação de retrofit, ambas as extremidades de cada núcleo de fio devem ser claramente marcadas com tubos marcadores PVC. Núcleos de fio não utilizados devem ser isolados com fita para evitar contato acidental.

(3) Após concluir a fiação, verifique novamente todas as conexões para garantir a precisão. Verifique que não há ferramentas ou materiais sobrando no local.

(4) Realize a comissão conjunta do DTU com o equipamento primário e a estação mestra de automação de distribuição para garantir o funcionamento preciso de "três-remotos" (telemetria, telesinalização, telecontrole). Após a verificação, rotule as placas rígidas de controle remoto correspondentes de acordo com os números e direções das linhas. As configurações podem ser inseridas durante o processo de comissionamento. Como os testes de fábrica dos DTUs só podem verificar a funcionalidade de comunicação (sem fiação, a estação mestra não pode ver dados de telemetria e telesinalização), a comissão conjunta no local é necessária para confirmar a fiação adequada e a funcionalidade de "três-remotos".

(5) Selle todas as aberturas de cabo e limpe o local.

(6) Se necessário, energize os disjuntores de circuito a ar, placas e interruptores apropriados. Após o comissionamento do equipamento, não altere arbitrariamente as posições das placas e interruptores.