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电源模块在配电变压器监测终端的应用

来源:深圳市誉烁鑫电子有限公司发表时间:2017-02-21

      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。

      方案二是比较经济型方案,三相四线输入, A、B、C、N任意一相有电电源能正常工作。主要电磁兼容指标按电力四级有关标准设计,具有良好的电磁兼容性和抗干扰能力。较全的保护功能,确保客户系统的可靠性。

      小 结:
      台晶电子将根据TTU系统对电源模块的需求,研发生产出更适合该行业应用的电源模块,助力我国配电TTU行业发展。



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      名词解释:     

      [1] TTU:Distribution Transformer supervisory Terminal Unit配电变压器监测终端

      [2] SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition 数据采集与监视控制系统



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