浅议配电自动化终端配套供电电源

引言

配电自动化站所终端（简称DTU）、馈线终端（简称FTU）和配变终端（简称TTU）的运行可靠性直接影响到配电自动化系统的运行可靠性。从以往的经验来看，终端配套供电电源异常是导致现场终端损坏或出现故障的主要原因之一。因此，我们必须充分了解和高度重视终端配套供电电源，有必要对终端供电电源的现场运行环境、负载特性、相关要求和配套方案进行一下分析总结，以期能指导我们正确设计和合理选用终端供电电源，确保终端供电电源的稳定可靠性。

一、终端及配套供电电源运行环境和注意事项

1．自然环境

一般地，终端和配套供电电源必须能适应如下环境要求：工作温度：－40～＋70℃，相对湿度：10～100%，使用场所：室内、遮蔽场所或户外。

在户外使用时，供电电源务必要考虑防尘、防潮、防振和防硫化。

2.用电环境

DTU和电感生产厂家FTU使用220V工频单相交流电供电，组屏式DTU可以采用站内直流屏供电，为确保供电的有效性，DTU和FTU一般采用双路供电的方式。单相交流电一般取自高压开关两侧PT输出的AC220V，两路交流电源经过双输入切换器可切换输出一路AC220V供终端使用。TTU采用低压220V/380V三相四线制供电方式，可以缺相运行。

一般电压容差为-20%～+20%。针对TTU的配套供电电源必须考虑比较宽的电压范围，一般电压容差在-30%～+30%比较好。由于TTU用在配电变压器旁，因此，要特别注意配电变压器非全相空载投入产生的暂时过电压对供电电源造成的损害。

雷击和各种原因造成的浪涌干扰，有可能损坏终端电源；电网上的操作过电压也可能会出现在供电PT的输出端，因此，供电电源和终端的输入端必须具有有效的抗雷击浪涌和操作过电压的措施。

二、配套供电电源的负载特点和注意事项

1.DTU和FTU配套供电电源的负载特点及注意事项

a)DTU或FTU核心单元：一般由数字电路和模拟电路组成，负载大小比较稳定，对供电电源的稳定性影响很小。

b)通讯单元：一般由数字电路和模拟电路组成，负载大小相对稳定，对供电电源的稳定性影响较小。

c)后备电源单元：由免维护阀控铅酸蓄电池或超级电容组成，少数方案也用到磷酸亚铁锂蓄电池，负载大小随着电池或电容的容量、寿命的变化而变化较大。一定额定容量的电池或电容，合理选择充电曲线，对于保证电池或电容的有效寿命至关重要，针对不同的充电曲线，电池或电容的充电电流会不同，表现出来的负载大小就不同，因此配套供电电源的充放电管理设计必须保证与后备电池或电容的配合性，这是选择配套供电电源的一个很关键的因素。铅酸电池因为存在自放电和钝化现象，所以必须定期有意识地进行充放电和活化管理，供电电源必须具备此项功能。另外，超级电容的容性负载特性是供电电源设计和选择时需要关注的一个因素。

d)“三遥”DTU和FTU、以及“二遥”动作型DTU和FTU高压开关操作单元：

目前，与高压开关配套的操作机构有电磁操作机构、弹簧操作机构和永磁操作机构。对于需要终端提供操作电源的场所，配套供电电源必须针对不同的操作机构提供相应的操作电源。

电磁操作机构因操作合闸电流很大，有的机构在AC220V供电的情况下，瞬态电流可以达到一百多安培，一般用专门的合闸母线来给它供电，因此，我们主要关心后二种机构的负载特性。

弹簧操作机构电气部分主要由分闸线圈、合闸线圈和储能电机组成，是典型的电感性负载。机构的分、合闸时间一般不会超过三个周波的时间，但分、合闸功率很大，对于不同配置的机构，分合闸功率可以从接近300W到接近800W不等。储能电机的额定功率常选用40W和70W的，也有用一百多瓦到二百多瓦的，一般储能电机工作时间在几秒或十几秒，电机后面带着储能弹簧，在通电瞬间需要的工作电流比较大。显然，这部分单元的负载特点就是不工作时电流输出为零，工作时瞬时功率很大。另外，一般弹簧操作机构的分闸线圈正常工作电压范围为65%～120%额定工作电压，合闸线圈正常工作电压范围为80%～110%额定工作电压（直流）、85%～110%额定工作电压（交流），储能电机的正常工作电压范围为85%～110%额定工作电压。因此，我们在设计和选择供电电源和后备电源时，必须考虑四点重要的因素：一是供电电源功率容量是否足够？二是在瞬态大功率输出的情况下的供电电源工作稳定性和可靠性，三是后备电池或电容的容量或者储存的能量是否足够？四是供电电源的充放电管理部分必须有后备电源欠压保护功能。

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