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電源模塊在配電變壓器監測終端的應用

來源:深圳市譽爍鑫電子有限公司發表時間:2017-02-21

      引 言
      TTU對配電變壓器低壓側線路上的三相電壓和三相電流進行交流采樣(通過互感器),可采集和保存變壓器的各種運行數據,從而按照設定的參數,實現變壓器的溫度控制、有載調壓和無功投切控制。TTU產品具有通信接口,通過通信網絡,可與配網SCADA系統交換數據,實現主站對變壓器的遙測、遙信、遙控功能。本文主要介紹了電源模塊在TTU中的應用。


      一、TTU的基本功能
       TTU是監視、測量和控制配電變壓器的各種運行參數的遠方終端。它是配網監控終端層,負責數據的采集和操作命令的執行;也是配電自動化中最末一級監控單元,負責監控配電低壓測電壓、電流、頻率,計算配變的有功功率、無功功率、有功電度、無功電度,分析電能質量,統計電能數據等。

      TTU一般有三大功能:數據采集、數據控制及數據通信
      數據采集:在電力供配電系統中, TTU采集和控制配電變壓器信息,實時監測配電變壓器的運行工況,并能將采集的信息傳送到主站或其他的智能裝置,提供配電系統運行控制及管理所需的數據。
      數據控制:一般要求TTU能實時監測線路、柱上配電變或箱式配電變的運行工況,及時發現、處理事故和緊急情況,并就地和遠方無功補償和有載調壓。
      通信功能:根據配電自動化系統的要求,配變監測終端TTU對上應能與配電子站或主站進行通信,將終端采集的實時信息上報,同時接收子站/主站下達的各種控制命令,對下要求可與附近的配變監測終端(TTU)或其他智能設備進行通信。

      二、 電源模塊在TTU系統中的應用   

      方案一:

      方案二:
      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電源提供三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;12V作為開關量輸入輸出模塊電源。為滿足MCU芯片的3.3V和1.8V的電源要求,還可以再用LD0轉為為1.8V和3.3V的電源供MCU使用。
      方案二:較為常用,整體成本較低。AC/DC電源,三相四線輸入, A、B、C、N任意一相有電電源能正常工作。輸出為三路相互隔離輸出電壓,+5.6V、+13V、+13V,再轉換為系統需要的不同電壓。

      三、電源模塊在TTU控制系統應用中的選型方案
      在上述TTU供電系統中,采用開關電源和蓄電池自動切換供電模式。主供電一般采用大功率50W AC/DC充電電源。該電源為兩路輸出,一路給后級的卡板供電,另一路給蓄電池充電。當市電斷電時,該充電電源內部需具備電池管理功能能夠自動切換到蓄電池供電,以保證整個系統的正常運行。

       給開關量模組、AD轉換模組和微處理器芯片和數字電路等供電的DC-DC電源模塊,需具備寬電壓輸入穩壓輸出,才能在系統供電電壓波動時輸出穩定的電壓。當蓄電池供電時,低空載功耗和輕負載高效率的DC-DC電源模塊,可以幫助電池減少能量損耗,延長工作時間。另外,由于TTU系統一般暴露在室外,受環境的氣溫變化影響大,故要求電源模塊的工作溫度范圍至少為-40℃~+85℃。

       在TTU供電系統中,主控板需要5VDC電源給內部的AD轉換模組和微處理器芯片和數字電路供電。我們推薦電源模塊具有9-36V超寬輸入電壓范圍,能夠輸出5V穩定電壓給后端設備供電;全負載范圍內具備高效率,待機功耗低至0.12W,能夠減少蓄電池的能量損耗;還具備-40~+85℃工業級工作溫度范圍和輸出過壓、過流、短路保護等多重保護功能。另外還推薦同系列的6W第三代DC-DC電源模塊URB2412YMD-6WR3給開關量模組供電。

      TTU除具有數據采集與控制功能外,另一個重要功能就是通信功能。根據配電自動化系統的要求,配變監測終端TTU對上應能與配電子站或主站進行通信,將終端采集的實時信息上報,同時接收子站/主站下達的各種控制命令,對下要求可與附近的配變監測終端(TTU)或其他智能設備進行通信。因此,對配變監測終端通信功能的要求比較嚴格。這里推薦我司的B0505S-1WR2給485/232及CAN通信供電。B0505S-1WR2具備1500VDC隔離電壓,體積小,效率高達80%,超寬溫度工作范-40~+105℃,滿足TTU市外惡劣的運行環境。

      方案二是比較經濟型方案,三相四線輸入, A、B、C、N任意一相有電電源能正常工作。主要電磁兼容指標按電力四級有關標準設計,具有良好的電磁兼容性和抗干擾能力。較全的保護功能,確??蛻粝到y的可靠性。

      小 結:
      臺晶電子將根據TTU系統對電源模塊的需求,研發生產出更適合該行業應用的電源模塊,助力我國配電TTU行業發展。



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      名詞解釋:     

      [1] TTU:Distribution Transformer supervisory Terminal Unit配電變壓器監測終端

      [2] SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition 數據采集與監視控制系統



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