電源模塊在電力配網自動化DTU系統(tǒng)中的應用

 在電力行業(yè)中RTU[1]、DTU[2]、FTU[3]、TTU[4]等設備是配網自動化系統(tǒng)中的開關監(jiān)控裝置，適用于城市、農村、企業(yè)配電網的自動化工程，完成環(huán)網柜、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。這些設備的內部設計上非常相似，其對電源的要求更是如此，下面以DTU為例介紹其供電電源解決方案。

DTU一般安裝在常規(guī)的開閉所(站)、戶外小型開閉所、環(huán)網柜、小型變電站、箱式變電站等處，完成對開關設備的位置信號、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量等數(shù)據(jù)的采集與計算，對開關進行分合閘操作，實現(xiàn)對饋線開關的故障識別、隔離和對非故障區(qū)間的恢復供電。部分DTU還具備保護和備用電源自動投入的功能。

DTU系統(tǒng)的工作原理

配電終端DTU的功能可以通過軟件組態(tài)配置實現(xiàn)靈活組合，DTU功能模塊實時監(jiān)測高壓線路電壓、線路電流、零序電流、設備狀態(tài)等運行及故障信息，完成遙信、遙測、遙控功能，實現(xiàn)配網自動化的實時監(jiān)控;保護功能實現(xiàn)線路故障就地檢測、切除功能;通信管理模塊具備多種方式的通信接口和多種標準通信規(guī)約，除具備終端內部數(shù)據(jù)管理功能，對外還可轉發(fā)配電室或開閉站內電能表、PLC及直流屏數(shù)據(jù)，通過一個標準統(tǒng)一接口與主站系統(tǒng)通信完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。配電終端采用集散式設計模式，強大的軟、硬件組態(tài)配置功能既滿足了DTU實時性要求，也實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲記錄功能，同時又可實現(xiàn)線路微機保護獨立配置功能，成功解決了測控、保護、通訊兼容共存問題，達到了簡化站點設備種類的目的。

電源模塊在DTU系統(tǒng)中的應用

系統(tǒng)供電說明：AC/DC電源輸出24V或者48V電壓，一方面分別給DC/DC模塊進行供電，另外給蓄電池或者超級電容充電;當市電斷電的時候，蓄電池提供備用電源。遙測系統(tǒng)需要隔離供電，主板需要5V輸入的電壓供電，通信系統(tǒng)也需要5V隔離供電。

電源選型推薦

整個DTU系統(tǒng)的電源解決方案，主要考慮到不間斷供電的問題，所以需要雙電源供電的一個供電形式，主流的供電方式一般是有兩部分組成，一部分是大功率300W或者500W的AC/DC充電電源，這個電源一般兩路輸出，一路給后級的板卡進行供電，一方面給后級的蓄電池或者是超級電容進行充電;另外的一部分就是蓄電池或者超級電容，這個主要是在市電斷電的情況下，保證整個系統(tǒng)的正常運行。另外，電網對于EMC方面的要求比較苛刻，特別是浪涌方面，需要完全滿足4級的要求。主電源和蓄電池都掉電時，系統(tǒng)掉電保持時間500mS以上。

根據(jù)上面的應用描述，我們推薦選用金升陽MBP500-2A54D54的接線式電源，它具備電池充電功能，可對48V 鉛酸電池充電;工業(yè)級工作溫度：-40℃～+70℃;2500VAC 高隔離電壓;最大瞬時過功率達540W;優(yōu)越的EMC性能;接線式安裝。

另外，如果鉛酸電池的電壓值為24V，還可以選用金升陽公司的MBP300-2A27D27的接線式電源，可對24V的鉛酸電池充電，穩(wěn)態(tài)功率達到351W。

遙測系統(tǒng)的供電需要高隔離電源的供電，主要是考慮到端口浪涌的問題;另外這個電源同時需要滿足24V與48V輸入供電的要求，所以推薦我司的URF4824LP-10WR3的產品。它具有3000VDC的高隔離電壓;18-75V的超寬輸入范圍;空載功耗低至0.12W;工作溫度：-40℃～+85℃;輸入欠壓保護，輸出過壓、短路、過流保護;裸機滿足CISPR22/EN55022 CLASS A。

主控板的電源，同樣需要滿足兼容24V與48V輸入的電壓范圍，一方面需要24V給通信模塊供電，另外還需要5V給主板進行供電，所以這里推薦兩款DC/DC電源模塊，分別為URB4824LD-30WHR3與URB2405LD-20WR3，選擇前級電源功率范圍30-50W之間，選擇后級電源功率范圍在10W～20W之間。

URB4824LD-30WHR3具備1500VDC隔離電壓，18-75V輸入電壓范圍，24V穩(wěn)定電壓輸出，30W電源輸出功率，效率高達90%，自帶散熱片封裝，具備UL與CE認證，空載功耗低至0.14W。URB2405LD-20WR3具備1500VDC隔離電壓，9-36V輸入電壓范圍，5V穩(wěn)定電壓輸出，20W電源輸出功率，40～85℃的工作溫度范圍，效率高達90%，具備UL與CE認證。