配網自動化是利用現代電子技術、通信技術、計算機及網絡技術,將配電網實時信息、離線信息、用戶信息、電網結構參數、地理信息進行集成,構成完整的自動化管理系統,實現配電系統正常運行及事故情況下的監測、保護、控制和配電管理。下文將以金升陽科技有限公司高效電源解決方案為實例進行分析。
系統組成及主要功能
配網自動化系統組成如下圖2所示。從設計的角度來說,主站層、子站層、通信層偏向于數據信息的軟件部分,該部分的設備一般作為數據信息的載體,設備的工作環境相對比較良好;終端層屬于硬件設備部分,與電網直接連接,多放置于戶外,供電情況和工作環境都十分惡劣。終端與電網連接,需要承受電網上的波動和干擾;終端連接開關閘門,在分閘和合閘的瞬間,對電壓的擾動非常大,甚至會把開關閘門的供電電壓拉低。
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圖1 配網自動化系統組成框
2013年國家能源局發布的電力行業標準《配電自動化遠方終端》DL/T 721中明確指出,電源回路電壓大于60V時,應施加5KV試驗電壓。同時,終端需要具備良好的EMC抗干擾能力。EMC抗擾度等級需達到四級(最高等級),且要求終端設備能正常工作,其性能指標應符合基本性能的要求。EMC主要要求如表1所示。
為適應配網自動化的應用,終端的前端AC-DC電源需要具備同等的抗干擾能力,并且為后端的控制板和采集板提供主要的EMC防護。真可謂是首當其沖,任重而道遠了。
表1 配網自動化遠方終端EMC要求
配網自動化中電源推薦應用方案
在配電終端中,DTU和FTU這兩類終端單元通常是帶開關閘門執行機構的,如圖4所示。因此必須考慮瞬態輸出功率。金升陽的MBP500-2A27D27充電電源正是為這樣的應用而設計,可以提供高達1080W(300mS)的瞬態輸出功率,確保開關閘門執行機構按照指定指令進行動作,并且電壓擾動非常小,不會因為開關閘門執行機構的動作而影響其他電路的工作。
從圖3可以看出,如果電源反應速度不夠快,無法及時調節,就會出現電壓跌落的現象。
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圖3 開關閘門動作時,電壓擾動大(左圖)和電壓擾動小(右圖)對比