電源模塊在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)終端FTU的應用
摘 要：配網(wǎng)自動化是電力系統(tǒng)現(xiàn)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(fā)《配電網(wǎng)建設改造行動計劃（2015~2020年）》）。在電力行業(yè)中RTU、DTU、FTU、TTU等設備是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的開關監(jiān)控裝置，適用于城市、農(nóng)村、企業(yè)配電網(wǎng)的自動化工程，完成環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關的監(jiān)視和保護以及通信等自動化功能，配合配電子站、主站實現(xiàn)配電線路的正常監(jiān)控和故障識別、隔離和非故障區(qū)段恢復供電，在電力行業(yè)有著廣泛的應用。這些設備的內(nèi)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(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，對配電設備進行控制和調(diào)節(jié)。本文主要介紹了電源模塊在FTU中的應用。
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(tǒng)運行情況和各種參數(shù)即監(jiān)測控制所需信息，包括開關狀態(tài)、電能參數(shù)、相間故障、接地故障以及故障時的參數(shù)，并執(zhí)行配電主站下發(fā)的命令，對配電設備進行調(diào)節(jié)和控制，實現(xiàn)故障定位、故障隔離和非故障區(qū)域快速恢復供電功能。
二、 電源模塊在FTU系統(tǒng)中的應用
方案一：
系統(tǒng)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(zhuǎn)換模組、微處理器芯片和數(shù)字電路的總電源；24V作為遙測系統(tǒng)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(zhuǎn)為為3.3V或1.8V的電源供MCU使用。蓄電池方案為目前行業(yè)內(nèi)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：
系統(tǒng)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(zhuǎn)換模組、微處理器芯片和數(shù)字電路的總電源；24V作為遙測系統(tǒng)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(zhuǎn)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：
系統(tǒng)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(zhuǎn)換模組、微處理器芯片和數(shù)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(tǒng)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(zhuǎn)為為3.3V或1.8V的電源供MCU使用。
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