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電源模塊在配網自動化系統終端FTU的應用

2016/5/30 16:02:44   廣州金升陽科技有限公司  供稿
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    摘 要:配網自動化是電力系統現代化的必然趨勢,也是國家能源局未來重點關注的行動計劃之一(國家能源局下發《配電網建設改造行動計劃(2015~2020年)》)。在電力行業中RTU、DTU、FTU、TTU等設備是配網自動化系統中的開關監控裝置,適用于城市、農村、企業配電網的自動化工程,完成環網柜、柱上開關的監視和保護以及通信等自動化功能,配合配電子站、主站實現配電線路的正常監控和故障識別、隔離和非故障區段恢復供電,在電力行業有著廣泛的應用。這些設備的內部設計上非常相似,其對電源的要求更是如此,本文以FTU為例主要介紹其供電電源解決方案。

    引 言

    FTU是安裝在配電室或饋線上的智能終端設備。它可以與遠方的配電子站通信,將配電設備的運行數據發送到配電子站,還可以接受配電子站的控制命令,對配電設備進行控制和調節。本文主要介紹了電源模塊在FTU中的應用。

電源模塊在配網自動化系統終端FTU的應用

    一、FTU的基本功能

    饋線終端裝置簡稱FTU,具有遙控、遙信,故障檢測功能,并與配電自動化主站通信,提供配電系統運行情況和各種參數即監測控制所需信息,包括開關狀態、電能參數、相間故障、接地故障以及故障時的參數,并執行配電主站下發的命令,對配電設備進行調節和控制,實現故障定位、故障隔離和非故障區域快速恢復供電功能。

    二、 電源模塊在FTU系統中的應用

    方案一:

電源模塊在配網自動化系統終端FTU的應用

    系統供電說明如下:

    方案一:集成了充電電源,AC/DC電源輸出27V左右電壓,一路給DC/DC模塊進行供電,另一路給蓄電池供電;當市電斷電的時候,蓄電池提供備用電源。DC/DC電源提供兩路相互隔離的直流電,5V給串行通信模塊供電;5V作為AD轉換模組、微處理器芯片和數字電路的總電源;24V作為遙測系統隔離供電。如果MCU芯片需要3.3V或1.8V的供電電源要求,還可以再用LD0轉為為3.3V或1.8V的電源供MCU使用。蓄電池方案為目前行業內永磁開關使用比較多的方案,蓄電池的容量大,能夠帶起大電流的開關,但是體積也比較大。

    方案二:

電源模塊在配網自動化系統終端FTU的應用

    系統供電說明如下:

    方案二:集成了充電電源,AC/DC電源輸出27V左右電壓,一路給DC/DC模塊進行供電,另一路給超級電容供電;當市電斷電的時候,電容提供備用電源。DC/DC電源提供兩路相互隔離的直流電,5V給串行通信模塊供電;5V作為AD轉換模組、微處理器芯片和數字電路的總電源;24V作為遙測系統隔離供電。如果MCU芯片需要3.3V或1.8V的供電電源要求,還可以再用LD0轉為為3.3V或1.8V的電源供MCU使用。超級電容目前的方案較少,電容的工藝成熟度還需要加強。

    小結:方案一和方案二主要是針對遠程控制永磁開關,可以提供較大的能量,為開關的動作提供較長的維持時間。下面介紹另外兩種電源方案,方案三和方案四,主要特點為成本低,體積小,主要針對遠程控制彈簧開關而設計。

    方案三:

電源模塊在配網自動化系統終端FTU的應用

    系統供電說明如下:

    方案三:本方案同樣集成了充電電源,但是這個電源屬于DC/DC充電電源,前級需要使用工頻變壓器和整流橋把輸出電壓變成直流電壓,電壓值可以自行設計,本方案以48V為例。充電電源只有一路輸出,52V直接給電容進行充電;當市電斷電的時候,電容提供備用電源。DC/DC電源直接從48V取電,5V作為AD轉換模組、微處理器芯片和數字電路的總電源;另外需要單獨隔離5V給串行通信模塊供電;24V作為遙測系統隔離供電。如果MCU芯片需要3.3V或1.8V的供電電源要求,還可以再用LD0轉為為3.3V或1.8V的電源供MCU使用。

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