淺談電源模塊在配電自動(dòng)化終端FTU中的應(yīng)用

張博青 王敏

摘要：2021年，國(guó)家電網(wǎng)提出《12千伏一二次融合柱上斷路器及配電自動(dòng)化終端（FTU）標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方案（2021版）》最新要求，對(duì)饋線終端標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)做出整體功能和技術(shù)要求，其中對(duì)電源模塊更是做出了具體的要求。本文主要簡(jiǎn)介電源模塊在配電自動(dòng)化終端FTU中的應(yīng)用做簡(jiǎn)要介紹，圍繞配電自動(dòng)化終端FTU的各項(xiàng)電源功能對(duì)電源模塊的功能簡(jiǎn)要解析。

前言：近階段，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，中國(guó)電力，尤其是配電網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展，帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。智能電網(wǎng)的興起，配電自動(dòng)化功能與技術(shù)面臨著新的革命性進(jìn)步，配電自動(dòng)化終端FTU應(yīng)運(yùn)而生，用于實(shí)行系統(tǒng)測(cè)量、計(jì)量、保護(hù)與控制功能，而作為配電自動(dòng)化終端FTU的關(guān)鍵性器件電源模塊在其功能上發(fā)揮著巨大的作用。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化終端FTU;遠(yuǎn)程終端單元RTU;電源模塊;后備電源;

1、配電自動(dòng)化終端FTU基本功能

配電自動(dòng)化終端FTU是安裝在配電室或饋線上的智能終端設(shè)備。它可以與遠(yuǎn)方的配電子站通信，將配電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送到配電子站，還可以接受配電子站的控制命令，對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。具有遙控、遙信，故障檢測(cè)功能，并與配電自動(dòng)化主站通信，提供配電系統(tǒng)運(yùn)行情況和各種參數(shù)即監(jiān)測(cè)控制所需信息，包括開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電能參數(shù)、相間故障、接地故障以及故障時(shí)的參數(shù)，并執(zhí)行配電主站下發(fā)的命令，對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，實(shí)現(xiàn)故障定位、故障隔離和非故障區(qū)域快速恢復(fù)供電功能。

2、配電自動(dòng)化終端FTU與遠(yuǎn)程終端單元RTU的區(qū)別

配電自動(dòng)化終端FTU體積小、數(shù)量多，可安置在戶外饋線上，設(shè)有變送器，直接交流采樣，抗高溫，耐嚴(yán)寒，適應(yīng)戶外惡劣的環(huán)境;而遠(yuǎn)程終端單元RTU安裝在戶內(nèi)，對(duì)環(huán)境要求高;配電自動(dòng)化終端FTU采集的數(shù)據(jù)量小，通信速率要求較低，可靠性要求較高;而遠(yuǎn)程終端單元RTU采集的數(shù)據(jù)量大，通信速率較高，可靠性要求高，有專(zhuān)用通道。

3、配電自動(dòng)化終端FTU適用環(huán)境

適用于城市、農(nóng)村、企業(yè)配電網(wǎng)的自動(dòng)化工程，完成環(huán)網(wǎng)柜、柱上開(kāi)關(guān)的監(jiān)視、控制和保護(hù)以及通信等自動(dòng)化功能。配合配電子站、主站實(shí)現(xiàn)配電線路的正常監(jiān)控和故障識(shí)別、隔離和非故障區(qū)段恢復(fù)供電。

4、電源模塊在配電自動(dòng)化終端FTU中的應(yīng)用

配電自動(dòng)化終端FTU中電源模塊提供UPS功能，同時(shí)在故障隔離和恢復(fù)供電過(guò)程中起著非常重要的作用。與普通電源相比，用于電力系統(tǒng)的配電自動(dòng)化終端FTU電源除了提供可靠的直流輸出電壓同時(shí)供終端、通信設(shè)備、配電線損采集模塊、開(kāi)關(guān)分合閘提供電源外，還具備完善的后備電源管理功能：后備電源為蓄電池時(shí)，具備遠(yuǎn)方活化啟動(dòng)和活化退出功能，具備電池投入和退出功能，具備電池低電壓報(bào)警和欠壓切除等保護(hù)功能。同時(shí)還具備輸出短路保護(hù)功能和后備電源防反接保護(hù)功能。終端上電、斷電、電源電壓緩慢上升或緩慢下降，終端均不應(yīng)誤輸出;當(dāng)電源恢復(fù)正常后，終端應(yīng)自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行配套彈操機(jī)構(gòu)開(kāi)關(guān)設(shè)備的操作電源儲(chǔ)能額定電壓選用 DC24V，負(fù)載能力不小于 16A，持續(xù)時(shí)間大于等于 100ms，在開(kāi)關(guān)儲(chǔ)能和分合閘過(guò)程中，應(yīng)滿足開(kāi)關(guān)的操作電壓要求，后備電源為鉛酸電池時(shí)，電壓波動(dòng)范圍應(yīng)滿-10%～+15%，后備電源為超級(jí)電容時(shí)，電壓波動(dòng)范圍應(yīng)滿足-10%～+25%;終端配套xPON 或者其他通信設(shè)備時(shí)，通信電源電壓為 DC24V，電源電壓穩(wěn)定輸出容量不小于 15W，瞬時(shí)輸出容量不小于 20W，持續(xù)時(shí)間不小于50ms，后備電源為鉛酸電池時(shí)，電壓波動(dòng)范圍應(yīng)滿足-10%～+15%，后備電源為超級(jí)電容時(shí)，電壓波動(dòng)范圍應(yīng)滿足-10%～+25%。

配電自動(dòng)化終端FTU的后備電源，為FTU的正常運(yùn)行和開(kāi)關(guān)的操作提供電源，在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，尤其是在事故停電后，后備電源作為故障隔離與恢復(fù)中國(guó)恢復(fù)中的開(kāi)關(guān)操作電源，后備電源性能和工作狀態(tài)的可靠性對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的可靠運(yùn)維、縮短故障恢復(fù)時(shí)間具有非常重要的作用。

結(jié)語(yǔ)：

近幾年由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展和分布式供電系統(tǒng)的不斷推廣，電源模塊的增幅已經(jīng)超出了一次電源。電源模塊具有隔離作用，抗干擾能力強(qiáng)，自帶保護(hù)功能，便于集成。隨著半導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)和高頻軟開(kāi)關(guān)的大量使用，電源模塊功率密度越來(lái)越大，轉(zhuǎn)換效率越來(lái)越高，應(yīng)用也越來(lái)越簡(jiǎn)單，因此電源模塊應(yīng)用比較廣泛，可用于交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動(dòng)通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域和汽車(chē)電子、航空航天等。