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引言:
近年來,電網(wǎng)一直是重輸電、輕配網(wǎng)的發(fā)展方向,這造成配網(wǎng)環(huán)節(jié)薄弱,嚴(yán)重制約了供電的可靠性,甚至給供電企業(yè)帶來了不必要的負(fù)面評價(jià)。隨著社會(huì)的快速發(fā)展,人們對供電提出了新的要求,現(xiàn)代化供電要建設(shè)智能配電網(wǎng),而配電自動(dòng)化是重要部分之一。
配電網(wǎng)設(shè)備主要分為一次設(shè)備以及二次設(shè)備,一次設(shè)備主要有:斷路器、隔離開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、GIS、柱上開關(guān)、無功補(bǔ)償裝置、變壓器、配電柜、電纜以及絕緣子等部分。二次設(shè)備主要有:繼電保護(hù)設(shè)備、配電智能終端設(shè)備、在線監(jiān)測系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等部分。配電網(wǎng)智能終端設(shè)備主要有:站所終端(DTU)、饋線終端(FTU)、配變終端(TTU)以及配電線路故障指示器(FLD)等部分。
在我國《十三五》規(guī)劃中明確提出了配電自動(dòng)化建設(shè)的目標(biāo),現(xiàn)已成為當(dāng)前我國配電網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)。
1、配電自動(dòng)化設(shè)備對電源模塊的要求
現(xiàn)在的配電自動(dòng)化設(shè)備數(shù)量眾多,系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜,而配電自動(dòng)化設(shè)備的穩(wěn)定性以及可靠性是整個(gè)系統(tǒng)正常工作的保證,這要求設(shè)備需配備高穩(wěn)定性、高可靠性的電源模塊?,F(xiàn)代化配電網(wǎng)的設(shè)備系統(tǒng)對供電電源的一些要求如下:
(1)不間斷供電
配電設(shè)備要求供電系統(tǒng)需具有儲(chǔ)能元件以及具備管理功能,實(shí)現(xiàn)不間斷供電功能,設(shè)計(jì)原理等同于UPS電源。
(2)電氣性能
配電設(shè)備對電氣性能的要求與繼電保護(hù)裝置的電源要求一樣,同時(shí)要滿足一次和二次設(shè)備供電的要求,首先應(yīng)考慮電源輸入端與輸出端之間的絕緣電阻和介電強(qiáng)度。
(3)環(huán)境
由于配電網(wǎng)一般是按照在戶外,電源要滿足在戶外以及惡劣環(huán)境下可以長時(shí)間正常工作,同時(shí)采用的元器件也要滿足其工作環(huán)境。
(4)寬范圍輸入
在實(shí)際應(yīng)用中,配電網(wǎng)設(shè)備不會(huì)配置專用變壓器,需要在電網(wǎng)上直接取電,因此電源需滿足寬電壓輸入以及較強(qiáng)的適應(yīng)性,同時(shí)要滿足電網(wǎng)電壓的等級要求。
(5)輸出要求
由于配電網(wǎng)系統(tǒng)復(fù)雜,各種設(shè)備輸出需求不一致,這要求電源輸出需滿足一次、二次設(shè)備的不同電壓供電。一次設(shè)備的輸出電壓相差較大,二次設(shè)備大多數(shù)為5V、15V以及24V。
(6)負(fù)載要求
由于配電設(shè)備經(jīng)常會(huì)進(jìn)行瞬變動(dòng)作,要求電源具有能夠較強(qiáng)的負(fù)載動(dòng)態(tài)變化承受能力。
2、配電自動(dòng)化設(shè)備中電源模塊設(shè)計(jì)方案的幾點(diǎn)建議
(1)輸入設(shè)計(jì)
作為配電網(wǎng)設(shè)備的供電電源,需要具有AC-DC和DC-DC兩種模式。當(dāng)電網(wǎng)作為輸入供電時(shí),電源處在AC-DC的模式,當(dāng)電池作為輸入供電時(shí),電源處在DC-DC的模式。
(2)輸出設(shè)計(jì)
因?yàn)榕潆娋W(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備眾多,要求電源具有多路輸出,同時(shí)各路之間要非均載狀態(tài)。設(shè)計(jì)反饋穩(wěn)壓電路不能使各路的輸出信號(hào)都處于反饋環(huán)內(nèi),只能采用穩(wěn)一個(gè)主路,耦合多條副路的方式。
(3)功能
電源需具備在超長時(shí)間下不間斷供電工作,選用蓄電池作為交流斷電后的供電電源,同時(shí)要滿足充放電曲線以及具有管理功能。
(4)元器件選擇
物料采用滿足環(huán)境以及性能要求的元器件,應(yīng)先注意其溫度以及濕度,對元器件的耐壓、電流等參數(shù)要作出降額處理。
(5)封裝形式
開板式電源產(chǎn)品無法滿足其要求,需要采用密閉型金屬外殼灌封的模塊電源方式,寬工作溫度范圍、防潮、防干擾、防震以及散熱都會(huì)顯著提高。
(6)隔離
為了避免輸入端連接的設(shè)備故障導(dǎo)致與輸出端連接的設(shè)備也受到損壞,所以要保證其輸入端與輸出端隔離。配電自動(dòng)化設(shè)備電源的絕緣電阻和介電強(qiáng)度要比普通電源的要大很多。
配網(wǎng)自動(dòng)化是現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢,同時(shí)也是我國重點(diǎn)關(guān)注的計(jì)劃之一,未來智能配電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn),想要保證配電自動(dòng)化設(shè)備、系統(tǒng)的可靠性,這對電源模塊可靠性、EMI、輸出瞬態(tài)功率的要求是極高。