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电源模块在配电变压器监测终端的应用

时间:04-13 11:28 阅读:1841次

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简介：配电自动化是电力系统现代化的必然趋势，也是国家能源局未来重点关注的行动计划之一（国家能源局下发《配电网建设改造行动计划（2015~2020年）》）。配电变压器在配网自动化中有重要地位，它既是配网的终端又是用户的最前端，起着承上启下的作用。配电变压器监测终端（TTU）是针对配电网中配电变压器研制的自动化装置。本文以TTU为例介绍主要其供电电源解决方案。

引言

TTU对配电变压器低压侧线路上的三相电压和三相电流进行交流采样（通过互感器），可采集和保存变压器的各种运行数据，从而按照设定的参数，实现变压器的温度控制、有载调压和无功投切控制。TTU产品具有通信接口，通过通信网络，可与配网SCADA系统交换数据，实现主站对变压器的遥测、遥信、遥控功能。本文主要介绍了电源模块在TTU中的应用。

一、TTU的基本功能

TTU是监视、测量和控制配电变压器的各种运行参数的远方终端。它是配网监控终端层，负责数据的采集和操作命令的执行；也是配电自动化中最末一级监控单元，负责监控配电低压测电压、电流、频率，计算配变的有功功率、无功功率、有功电度、无功电度，分析电能质量，统计电能数据等。

TTU一般有三大功能：数据采集、数据控制及数据通信。

数据采集:在电力供配电系统中， TTU采集和控制配电变压器信息，实时监测配电变压器的运行工况，并能将采集的信息传送到主站或其他的智能装置，提供配电系统运行控制及管理所需的数据。

数据控制：一般要求TTU能实时监测线路、柱上配电变或箱式配电变的运行工况，及时发现、处理事故和紧急情况，并就地和远方无功补偿和有载调压。

通信功能：根据配电自动化系统的要求，配变监测终端TTU对上应能与配电子站或主站进行通信，将终端采集的实时信息上报，同时接收子站/主站下达的各种控制命令，对下要求可与附近的配变监测终端(TTU)或其他智能设备进行通信。

二、电源模块在TTU系统中的应用

方案一：

方案二：

系统供电说明如下：

方案一：集成了充电电源，AC/DC电源输出27V左右电压，一路给DC/DC模块进行供电，另一路给蓄电池供电；当市电断电的时候，蓄电池提供备用电源。DC/DC电源提供三路相互隔离的直流电，5V给串行通信模块供电；5V作为AD转换模组、微处理器芯片和数字电路的总电源；12V作为开关量输入输出模块电源。为满足MCU芯片的3.3V和1.8V的电源要求，还可以再用LD0转为为1.8V和3.3V的电源供MCU使用。

方案二:较为常用，整体成本较低。AC/DC电源，三相四线输入, A、B、C、N任意一相有电电源能正常工作。输出为三路相互隔离输出电压，+5.6V、+13V、+13V，再转换为系统需要的不同电压。

三、电源模块在TTU控制系统应用中的选型方案

在上述TTU供电系统中，采用开关电源和蓄电池自动切换供电模式。主供电一般采用大功率50W AC/DC充电电源。该电源为两路输出，一路给后级的卡板供电，另一路给蓄电池充电。当市电断电时，该充电电源内部需具备电池管理功能能够自动切换到蓄电池供电，以保证整个系统的正常运行。

给开关量模组、AD转换模组和微处理器芯片和数字电路等供电的DC-DC电源模块，需具备宽电压输入稳压输出，才能在系统供电电压波动时输出稳定的电压。当蓄电池供电时，低空载功耗和轻负载高效率的DC-DC电源模块，可以帮助电池减少能量损耗，延长工作时间。另外，由于TTU系统一般暴露在室外，受环境的气温变化影响大，故要求电源模块的工作温度范围至少为-40℃~+85℃。

在TTU供电系统中，主控板需要5VDC电源给内部的AD转换模组和微处理器芯片和数字电路供电。我们推荐金升阳20W高效节能型第三代DC-DC电源模块URB2405LD-20WR3。该电源模块具有9-36V超宽输入电压范围，能够输出5V稳定电压给后端设备供电；全负载范围内具备高效率，待机功耗低至0.12W，能够减少蓄电池的能量损耗；还具备-40～+85℃工业级工作温度范围和输出过压、过流、短路保护等多重保护功能。另外还推荐同系列的6W第三代DC-DC电源模块URB2412YMD-6WR3给开关量模组供电。

TTU除具有数据采集与控制功能外,另一个重要功能就是通信功能。根据配电自动化系统的要求,配变监测终端TTU对上应能与配电子站或主站进行通信,将终端采集的实时信息上报,同时接收子站/主站下达的各种控制命令，对下要求可与附近的配变监测终端(TTU)或其他智能设备进行通信。因此,对配变监测终端通信功能的要求比较严格。这里推荐我司的B0505S-1WR2给485/232及CAN通信供电。B0505S-1WR2具备1500VDC隔离电压，体积小，效率高达80%，超宽温度工作范-40~+105℃，满足TTU市外恶劣的运行环境。