电源模块在配网自动化系统终端FTU的应用

2016-05-31 14:08:50来源: EEWORLD
FTU是安装在配电室或馈线上的智能终端设备。它可以与远方的配电子站通信,将配电设备的运行数据发送到配电子站,还可以接受配电子站的控制命令,对配电设备进行控制和调节。本文主要介绍了电源模块在FTU中的应用。
 
 
一、FTU的基本功能
 
       馈线终端装置简称FTU,具有遥控、遥信,故障检测功能,并与配电自动化主站通信,提供配电系统运行情况和各种参数即监测控制所需信息,包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数,并执行配电主站下发的命令,对配电设备进行调节和控制,实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电功能。
 
二、 电源模块在FTU系统中的应用
 
方案一:
 
 
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电源提供两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;24V作为遥测系统隔离供电。如果MCU芯片需要3.3V或1.8V的供电电源要求,还可以再用LD0转为为3.3V或1.8V的电源供MCU使用。蓄电池方案为目前行业内永磁开关使用比较多的方案,蓄电池的容量大,能够带起大电流的开关,但是体积也比较大。
 
方案二:
 

 
系统供电说明如下:
 
方案二: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,另一路给超级电容供电;当市电断电的时候,电容提供备用电源。DC/DC电源提供两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;24V作为遥测系统隔离供电。如果MCU芯片需要3.3V或1.8V的供电电源要求,还可以再用LD0转为为3.3V或1.8V的电源供MCU使用。超级电容目前的方案较少,电容的工艺成熟度还需要加强。
 
小结:方案一和方案二主要是针对远程控制永磁开关,可以提供较大的能量,为开关的动作提供较长的维持时间。下面介绍另外两种电源方案,方案三和方案四,主要特点为成本低,体积小,主要针对远程控制弹簧开关而设计。
 
方案三:
 
 
系统供电说明如下:
 
方案三:本方案同样集成了充电电源,但是这个电源属于DC/DC充电电源,前级需要使用工频变压器和整流桥把输出电压变成直流电压,电压值可以自行设计,本方案以48V为例。充电电源只有一路输出,52V直接给电容进行充电;当市电断电的时候,电容提供备用电源。DC/DC电源直接从48V取电,5V作为AD转换模组、微处理器芯片和数字电路的总电源;另外需要单独隔离5V给串行通信模块供电;24V作为遥测系统隔离供电。如果MCU芯片需要3.3V或1.8V的供电电源要求,还可以再用LD0转为为3.3V或1.8V的电源供MCU使用。
 
方案四:
 
 
系统供电说明如下:
 
方案四:本方案较为常用,整体成本较低。直接采用工频变压器和AC/DC电源的组合,输出同样是两路隔离电压5V和24V,5V作为AD转换模组、微处理器芯片和数字电路的总电源;另外需要单独隔离5V给串行通信模块供电;24V作为遥测系统隔离供电。如果MCU芯片需要3.3V或1.8V的供电电源要求,还可以再用LD0转为为3.3V或1.8V的电源供MCU使用。此方案主要是针对远程遥控弹簧开关,开关动作的能量主要由240VDC后端高压电容C提供。
 
三、电源模块在FTU控制系统应用中的选型方案
 
       整个FTU系统的电源解决方案,主要考虑到不间断供电的问题,所以需要双电源供电的一个供电形式,主流的供电方式一般是有两部分组成,一部分是大功率300W的AC/DC充电电源,这个电源一般两路输出,一路给后级的板卡进行供电,一方面给后级的蓄电池或者是超级电容进行充电;另外的一部分就是蓄电池或者超级电容,这个主要是在市电断电的情况下,保证整个系统的正常运行。另外,电网对于EMC方面的要求比较苛刻,特别是浪涌方面,需要完全满足4级的要求。主电源和蓄电池都掉电时,系统掉电保持时间500mS以上。
 
       根据上面的应用描述,我们推荐选用金升阳MBP300-2A27D27的接线式电源,它具备电池充电功能,可对24V 铅酸电池充电;工业级工作温度:-40℃~+70℃;2500VAC 高隔离电压;最大瞬时过功率达432W;优越的EMC性能;接线式安装。
 
 
       方案二中使用的是电容充电电源,推荐金升阳公司的MCP100-2A27D27的接线式电源,该电源具备高效率高可靠性安全隔离等特点;输出电压连续可调,满足不同的充电电压要求,该系列广泛应用于电力永磁开关控制器、电力网柜等电力设备,可用超级电容做不间断供电。
 
 
       遥测系统的供电需要高隔离电源的供电,主要是考虑到端口浪涌的问题;另外这个电源同时需要满足低压输入供电的要求,所以推荐我司的URF2424LP-10WR3的产品。它具有3000VDC的高隔离电压;9-36V的超宽输入范围;空载功耗低至0.12W;工作温度:-40℃~+85℃;输入欠压保护,输出过压、短路、过流保护;裸机满足CISPR22/EN55022 CLASS A。
 
 
       主控板的电源,同样需要满足低压输入的宽电压范围,主要是5V给主板进行供电,所以这里推荐URB2405LD-20WR3的电源型号。
 
       URB2405LD-20WR3具备1500VDC隔离电压,9-36V输入电压范围,5V稳定电压输出,20W电源输出功率,40~85℃的工作温度范围,效率高达90%,具备UL与CE认证。
 
 
       FTU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,FTU需要与配电自动化主站通信,提供配电系统运行情况和各种参数,并执行配电主站下发的命令,对配电设备进行调节和控制。因此,对馈线终端装置通信功能的要求比较严格。这里推荐我司的B0505XT-1WR2给485/232及CAN通信供电。B0505XT-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FTU市外恶劣的运行环境。并且为贴片化设计,方便客户大批量生产。
 
 
       方案三使用的DC/DC48V充电电源,以上图为例,推荐金升阳公司的VRB4852D-30W-XJ的型号,具备36-72V宽输入范围,输出恒压恒流,短路保护,输出报警等特性。24V充电电源同样有对应的型号。
 
 
       方案四使用了的AC/DC电源,推荐金升阳公司的LH20-10D0524-03型号,两路隔离输出,宽电压输入:85~264VAC,输出短路、过流、过压保护,通过UL/CE认证。
 
 
       金升阳将根据FTU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FTU行业发展。
 
名词解释:                                                     
[1] FTU:Feeder Terminal Unit馈线终端装置
[2] SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition 数据采集与监视控制系统
 

关键字:充电电源  电源模块  隔离系统

编辑:王凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/article_2016053126615.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
充电电源
电源模块
隔离系统

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved