Uma Unidade de Anel (RMU) é uma unidade compacta de quadro de média tensão montada em fábrica, utilizada em redes de distribuição. Ela conecta os cabos de média tensão de entrada e saída e fornece energia controlada a um transformador de distribuição ou outro alimentador.
Em termos simples, uma RMU desempenha três funções principais:
- Manobra — conecta ou desconecta seções da rede de média tensão.
- Proteção — elimina falhas no transformador ou no alimentador utilizando fusíveis ou disjuntores.
- Seccionamento e aterramento — isola uma seção com defeito e fornece uma condição segura de aterramento para manutenção.
Uma RMU típica contém:
- Duas vias de cabo de anel
- Uma ou mais vias de transformador ou alimentador
- Chaves seccionadoras sob carga
- Chaves de aterramento
- Fusíveis de alta capacidade de ruptura (HRC) ou disjuntores a vácuo
- Transformadores de corrente e relés de proteção, quando necessário
- Indicadores de presença de tensão
- Compartimentos de cabos e mecanismos de intertravamento
As RMUs estão geralmente associadas a sistemas de média tensão, como 6,6 kV, 10 kV, 11 kV, 20 kV e 33 kV, embora a classificação real dependa da especificação do projeto.
Topologia básica da RMU
Como uma RMU funciona?
1. Fluxo normal de energia
A energia entra por um cabo de anel, passa pela RMU e sai pelo outro cabo de anel. O alimentador derivado fornece energia a um transformador ou carga local.
Dependendo do projeto da concessionária:
- Ambas as chaves de anel podem estar fechadas, formando um loop fechado.
- Um ponto no anel pode permanecer normalmente aberto para evitar corrente de circulação e simplificar a coordenação da proteção.
O segundo arranjo é comum em sistemas de distribuição porque a rede ainda pode ser alimentada a partir da direção oposta após uma falha ou operação de manutenção.
2. Isolamento de falha no cabo
Suponha que ocorra uma falha em uma seção do cabo de anel.
A sequência de proteção e manobra é geralmente:
- Detectar a falha através do sistema de proteção.
- Abrir os dispositivos de manobra apropriados.
- Isolar a seção do cabo com defeito de ambos os lados.
- Manter as seções saudáveis da rede energizadas a partir da fonte disponível.
- Restaurar o fornecimento para transformadores ou cargas não afetados através do caminho alternativo, onde o projeto da rede permitir.
Esta é a principal vantagem de confiabilidade do arranjo em anel: uma única falha no cabo não necessariamente interrompe o fornecimento para todos os clientes a jusante.
3. Proteção contra falhas no transformador
Um alimentador de transformador pode ser protegido por:
- Combinação de chave e fusível — comum para transformadores de distribuição menores.
- Disjuntor a vácuo com proteção por relé — preferido quando é necessária proteção ajustável, controle remoto, registro de falhas ou coordenação mais complexa.
Para uma falha no transformador, a proteção do alimentador deve operar de forma seletiva, de modo que o transformador seja desconectado sem desligar desnecessariamente os alimentadores de anel a montante.
4. Aterramento e isolamento para manutenção
Uma RMU normalmente inclui uma chave de aterramento associada a cada cabo ou circuito alimentador. Após o circuito relevante ser isolado e verificado de acordo com o procedimento de manobra aprovado, a chave de aterramento pode conectar a seção isolada à terra.
Intertravamentos mecânicos e elétricos são utilizados para prevenir combinações inseguras, como o fechamento de uma chave de aterramento em um circuito energizado.
A presença de um indicador de tensão não é, por si só, um substituto para um procedimento aprovado de isolamento, teste antes do contato e aterramento. As manobras reais devem ser executadas apenas por pessoal qualificado, sob as regras de segurança elétrica aplicáveis.
Principais tipos de RMU
1. Por tecnologia de isolamento
| Tipo |
Principais características |
Vantagens típicas |
Principais limitações |
| RMU isolado a ar, AIS |
Condutores e dispositivos de manobra utilizam o ar como meio de isolamento primário |
Fácil acesso visual, práticas de manutenção familiares, sem compartimento de gás selado |
Tamanho maior e maior sensibilidade à umidade, poeira e poluição |
| RMU isolado a gás, GIS |
Os componentes de manobra são alojados em um compartimento de gás selado |
Compacto, boa resistência ambiental, baixa manutenção |
Requisitos de manuseio de gás e considerações ambientais |
| RMU isolado a sólido, SIS |
Epóxi ou outros materiais dielétricos sólidos isolam os componentes primários |
Sem gás SF₆, design compacto, adequado para ambientes hostis |
O design térmico, reparo em campo e reciclagem no fim da vida útil requerem atenção |
| RMU isolado a óleo |
O óleo fornece isolamento e, às vezes, capacidade de extinção de arco |
Historicamente utilizado em alguns sistemas |
Risco de incêndio, envelhecimento do óleo e preocupações com manutenção; menos comum em instalações modernas |
Os projetos modernos avaliam cada vez mais a interrupção a vácuo combinada com isolamento a ar, sólido ou gás alternativo, especialmente onde as regulamentações ambientais restringem o uso de SF₆.
2. Por função de manobra e proteção
RMU com chave seccionadora sob carga
Utiliza chaves seccionadoras sob carga para manobra e isolamento de cabos. O alimentador do transformador pode utilizar uma chave fusível separada ou um disjuntor.
RMU protegido por fusíveis
Utiliza uma combinação chave-fusível no alimentador do transformador. É compacto e econômico para potências de transformador relativamente pequenas.
RMU com disjuntor
Utiliza um disjuntor a vácuo com relés de proteção. Ele fornece:
- Proteção contra sobrecorrente ajustável
- Proteção contra falta à terra
- Operação remota
- Melhor coordenação com equipamentos a montante e a jusante
- Indicação de falta e registro de eventos
RMU motorizado ou controlado remotamente
Inclui mecanismos de acionamento por motor, unidades terminais remotas ou interfaces de comunicação. É utilizado em redes de distribuição automatizadas e aplicações de redes inteligentes.
3. Por número de vias
As configurações comuns incluem:
- RMU de 2 vias — duas chaves de cabo de anel
- RMU de 3 vias — duas vias de anel mais um alimentador de transformador
- RMU de 4 vias — duas vias de anel mais dois alimentadores de saída
- RMU multi-vias — utilizado onde vários transformadores, alimentadores ou pontos de seccionamento estão conectados
O amplamente utilizado RMU de 3 vias é frequentemente descrito como:
Chave de anel + chave de anel + alimentador de transformador
RMU versus equipamento de manobra convencional
Um RMU é um tipo de equipamento de manobra de média tensão, mas os termos não são idênticos.
| Característica |
RMU |
Equipamento de manobra de MT convencional |
| Objetivo principal |
Comutação compacta em rede em anel e conexão de transformadores |
Proteção flexível, medição e controle de alimentadores |
| Construção |
Compacto, frequentemente selado e montado em fábrica |
Painéis geralmente maiores e compartimentados |
| Configuração típica |
Duas vias de anel mais uma ou mais vias de derivação |
Painéis de entrada, seção de barramento, alimentador e medição |
| Proteção |
Fusível ou disjuntor compacto controlado por relé |
Amplas opções de relés, TC, TP e automação |
| Instalação |
Subestações transformadoras, subestações compactas, redes urbanas |
Subestações primárias, plantas industriais e grandes subestações de distribuição |
Principais vantagens de uma RMU
- Melhoria da continuidade do fornecimento por meio de caminhos de alimentação alternativos
- Dimensões compactas
- Tempo de instalação reduzido
- Manobra, proteção e aterramento integrados
- Melhor proteção ambiental em projetos selados
- Adequado para redes de cabos subterrâneos
- Compatível com automação de distribuição
- Menores requisitos de manutenção para unidades seladas
Parâmetros importantes de seleção
Ao selecionar uma RMU, os engenheiros devem verificar pelo menos:
- Tensão nominal
- Corrente nominal
- Corrente de curta duração suportável
- Corrente de pico suportável
- Duração do curto-circuito
- Tensão suportável de frequência industrial
- Nível suportável de impulso atmosférico
- Classificação de arco interno
- Meio isolante
- Tipo de terminação de cabo
- Método de proteção do alimentador do transformador
- Capacidade da chave de aterramento
- Condições ambientais e de altitude
- Requisitos de controle remoto e comunicação
- Disposições de intertravamento e segurança
- Normas aplicáveis das concessionárias e nacionais
Para quadros de média tensão encapsulados em metal, a IEC 62271-200 é uma referência fundamental que abrange quadros de manobra e de controle encapsulados em metal em corrente alternada acima de 1 kV e até 52 kV, inclusive. A especificação exata da RMU também deve considerar os requisitos relevantes de chaves, disjuntores, fusíveis, proteção e da concessionária local. Referência do escopo da IEC 62271-200
Resumo
Uma RMU é o hub compacto de manobra e proteção de uma rede de distribuição em anel de média tensão. Seus dois caminhos de anel mantêm a continuidade da rede, enquanto seu alimentador de derivação abastece um transformador ou carga local. Durante uma falha, a RMU isola apenas a seção afetada, na medida em que a proteção e a disposição da rede permitem, enquanto as seções saudáveis podem permanecer energizadas ou ser restauradas por meio de uma rota alternativa.
A distinção mais importante é:
A topologia em anel fornece flexibilidade de fornecimento; a RMU fornece a manobra, a proteção e o isolamento seguro necessários para operar essa topologia.
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Editado de：Dyson
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