配电自动化设备系统对电源模块的要求

引言：

      近年来，电网一直是重输电、轻配网的发展方向，这造成配网环节薄弱，严重制约了供电的可靠性，甚至给供电企业带来了不必要的负面评价。随着社会的快速发展，人们对供电提出了新的要求，现代化供电要建设智能配电网，而配电自动化是重要部分之一。

      配电网设备主要分为一次设备以及二次设备，一次设备主要有：断路器、隔离开关、环网柜、GIS、柱上开关、无功补偿装置、变压器、配电柜、电缆以及绝缘子等部分。二次设备主要有：继电保护设备、配电智能终端设备、在线监测系统、通信系统等部分。配电网智能终端设备主要有：站所终端(DTU)、馈线终端(FTU)、配变终端(TTU)以及配电线路故障指示器（FLD）等部分。

      在我国《十三五》规划中明确提出了配电自动化建设的目标，现已成为当前我国配电网建设的重点。

1、配电自动化设备对电源模块的要求

      现在的配电自动化设备数量众多，系统构成复杂，而配电自动化设备的稳定性以及可靠性是整个系统正常工作的保证，这要求设备需配备高稳定性、高可靠性的电源模块。现代化配电网的设备系统对供电电源的一些要求如下：

（1）不间断供电

      配电设备要求供电系统需具有储能元件以及具备管理功能，实现不间断供电功能，设计原理等同于UPS电源。

（2）电气性能

      配电设备对电气性能的要求与继电保护装置的电源要求一样，同时要满足一次和二次设备供电的要求，首先应考虑电源输入端与输出端之间的绝缘电阻和介电强度。

（3）环境

      由于配电网一般是按照在户外，电源要满足在户外以及恶劣环境下可以长时间正常工作，同时采用的元器件也要满足其工作环境。

（4）宽范围输入

      在实际应用中，配电网设备不会配置专用变压器，需要在电网上直接取电，因此电源需满足宽电压输入以及较强的适应性，同时要满足电网电压的等级要求。

（5）输出要求

      由于配电网系统复杂，各种设备输出需求不一致，这要求电源输出需满足一次、二次设备的不同电压供电。一次设备的输出电压相差较大，二次设备大多数为5V、15V以及24V。

（6）负载要求

      由于配电设备经常会进行瞬变动作，要求电源具有能够较强的负载动态变化承受能力。

2、配电自动化设备中电源模块设计方案的几点建议

（1）输入设计

      作为配电网设备的供电电源，需要具有AC-DC和DC-DC两种模式。当电网作为输入供电时，电源处在AC-DC的模式，当电池作为输入供电时，电源处在DC-DC的模式。

（2）输出设计

      因为配电网系统设备众多，要求电源具有多路输出，同时各路之间要非均载状态。设计反馈稳压电路不能使各路的输出信号都处于反馈环内，只能采用稳一个主路，耦合多条副路的方式。

（3）功能

      电源需具备在超长时间下不间断供电工作，选用蓄电池作为交流断电后的供电电源，同时要满足充放电曲线以及具有管理功能。

（4）元器件选择

      物料采用满足环境以及性能要求的元器件，应先注意其温度以及湿度，对元器件的耐压、电流等参数要作出降额处理。

（5）封装形式

      开板式电源产品无法满足其要求，需要采用密闭型金属外壳灌封的模块电源方式，宽工作温度范围、防潮、防干扰、防震以及散热都会显著提高。

（6）隔离

      为了避免输入端连接的设备故障导致与输出端连接的设备也受到损坏，所以要保证其输入端与输出端隔离。配电自动化设备电源的绝缘电阻和介电强度要比普通电源的要大很多。

      配网自动化是现代化的发展趋势，同时也是我国重点关注的计划之一，未来智能配电网的实现，想要保证配电自动化设备、系统的可靠性，这对电源模块可靠性、EMI、输出瞬态功率的要求是极高。