淺談電源模塊在配電自動化終端FTU中的應用

張博青 王敏

摘要：2021年，國家電網提出《12千伏一二次融合柱上斷路器及配電自動化終端（FTU）標準化設計方案（2021版）》最新要求，對饋線終端標準化設計做出整體功能和技術要求，其中對電源模塊更是做出了具體的要求。本文主要簡介電源模塊在配電自動化終端FTU中的應用做簡要介紹，圍繞配電自動化終端FTU的各項電源功能對電源模塊的功能簡要解析。

前言：近階段，隨著我國經濟的飛速發展，中國電力，尤其是配電網行業的發展，帶來了前所未有的機遇。智能電網的興起，配電自動化功能與技術面臨著新的革命性進步，配電自動化終端FTU應運而生，用于實行系統測量、計量、保護與控制功能，而作為配電自動化終端FTU的關鍵性器件電源模塊在其功能上發揮著巨大的作用。

關鍵詞：配電自動化終端FTU;遠程終端單元RTU;電源模塊;后備電源;

1、配電自動化終端FTU基本功能

配電自動化終端FTU是安裝在配電室或饋線上的智能終端設備。它可以與遠方的配電子站通信，將配電設備的運行數據發送到配電子站，還可以接受配電子站的控制命令，對配電設備進行控制和調節。具有遙控、遙信，故障檢測功能，并與配電自動化主站通信，提供配電系統運行情況和各種參數即監測控制所需信息，包括開關狀態、電能參數、相間故障、接地故障以及故障時的參數，并執行配電主站下發的命令，對配電設備進行調節和控制，實現故障定位、故障隔離和非故障區域快速恢復供電功能。

2、配電自動化終端FTU與遠程終端單元RTU的區別

配電自動化終端FTU體積小、數量多，可安置在戶外饋線上，設有變送器，直接交流采樣，抗高溫，耐嚴寒，適應戶外惡劣的環境;而遠程終端單元RTU安裝在戶內，對環境要求高;配電自動化終端FTU采集的數據量小，通信速率要求較低，可靠性要求較高;而遠程終端單元RTU采集的數據量大，通信速率較高，可靠性要求高，有專用通道。

3、配電自動化終端FTU適用環境

適用于城市、農村、企業配電網的自動化工程，完成環網柜、柱上開關的監視、控制和保護以及通信等自動化功能。配合配電子站、主站實現配電線路的正常監控和故障識別、隔離和非故障區段恢復供電。

4、電源模塊在配電自動化終端FTU中的應用

配電自動化終端FTU中電源模塊提供UPS功能，同時在故障隔離和恢復供電過程中起著非常重要的作用。與普通電源相比，用于電力系統的配電自動化終端FTU電源除了提供可靠的直流輸出電壓同時供終端、通信設備、配電線損采集模塊、開關分合閘提供電源外，還具備完善的后備電源管理功能：后備電源為蓄電池時，具備遠方活化啟動和活化退出功能，具備電池投入和退出功能，具備電池低電壓報警和欠壓切除等保護功能。同時還具備輸出短路保護功能和后備電源防反接保護功能。終端上電、斷電、電源電壓緩慢上升或緩慢下降，終端均不應誤輸出;當電源恢復正常后，終端應自動恢復正常運行配套彈操機構開關設備的操作電源儲能額定電壓選用 DC24V，負載能力不小于 16A，持續時間大于等于 100ms，在開關儲能和分合閘過程中，應滿足開關的操作電壓要求，后備電源為鉛酸電池時，電壓波動范圍應滿-10%～+15%，后備電源為超級電容時，電壓波動范圍應滿足-10%～+25%;終端配套xPON 或者其他通信設備時，通信電源電壓為 DC24V，電源電壓穩定輸出容量不小于 15W，瞬時輸出容量不小于 20W，持續時間不小于50ms，后備電源為鉛酸電池時，電壓波動范圍應滿足-10%～+15%，后備電源為超級電容時，電壓波動范圍應滿足-10%～+25%。

配電自動化終端FTU的后備電源，為FTU的正常運行和開關的操作提供電源，在系統的運行過程中，尤其是在事故停電后，后備電源作為故障隔離與恢復中國恢復中的開關操作電源，后備電源性能和工作狀態的可靠性對整個配電系統的可靠運維、縮短故障恢復時間具有非常重要的作用。

結語：

近幾年由于數據業務的飛速發展和分布式供電系統的不斷推廣，電源模塊的增幅已經超出了一次電源。電源模塊具有隔離作用，抗干擾能力強，自帶保護功能，便于集成。隨著半導體工藝、封裝技術和高頻軟開關的大量使用，電源模塊功率密度越來越大，轉換效率越來越高，應用也越來越簡單，因此電源模塊應用比較廣泛，可用于交換設備、接入設備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子、航空航天等。