配电终端DTU系统的工作原理及供电电源解决方案

在电力行业中RTU［1］、DTU［2］、FTU［3］、TTU［4］等设备是配网自动化系统中的开关监控装置，适用于城市、农村、企业配电网的自动化工程，完成环网柜、柱上开关的监视和保护以及通信等自动化功能，配合配电子站、主站实现配电线路的正常监控和故障识别、隔离和非故障区段恢复供电，在电力行业有着广泛的应用。这些设备的内部设计上非常相似，其对电源的要求更是如此，下面以DTU为例介绍其供电电源解决方案。

DTU一般安装在常规的开闭所（站）、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处，完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算，对开关进行分合闸操作，实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电。部分DTU还具备保护和备用电源自动投入的功能。

DTU系统的工作原理

配电终端DTU的功能可以通过软件组态配置实现灵活组合，DTU功能模块实时监测高压线路电压、线路电流、零序电流、设备状态等运行及故障信息，完成遥信、遥测、遥控功能，实现配网自动化的实时监控；保护功能实现线路故障就地检测、切除功能；通信管理模块具备多种方式的通信接口和多种标准通信规约，除具备终端内部数据管理功能，对外还可转发配电室或开闭站内电能表、PLC及直流屏数据，通过一个标准统一接口与主站系统通信完成数据传输等功能。配电终端采用集散式设计模式，强大的软、硬件组态配置功能既满足了DTU实时性要求，也实现了数据存储记录功能，同时又可实现线路微机保护独立配置功能，成功解决了测控、保护、通讯兼容共存问题，达到了简化站点设备种类的目的。

电源模块在DTU系统中的应用

系统供电说明：AC/DC电源输出24V或者48V电压，一方面分别给DC/DC模块进行供电，另外给蓄电池或者超级电容充电；当市电断电的时候，蓄电池提供备用电源。遥测系统需要隔离供电，主板需要5V输入的电压供电，通信系统也需要5V隔离供电。

电源选型推荐

整个DTU系统的电源解决方案，主要考虑到不间断供电的问题，所以需要双电源供电的一个供电形式，主流的供电方式一般是有两部分组成，一部分是大功率300W或者500W的AC/DC充电电源，这个电源一般两路输出，一路给后级的板卡进行供电，一方面给后级的蓄电池或者是超级电容进行充电；另外的一部分就是蓄电池或者超级电容，这个主要是在市电断电的情况下，保证整个系统的正常运行。另外，电网对于EMC方面的要求比较苛刻，特别是浪涌方面，需要完全满足4级的要求。主电源和蓄电池都掉电时，系统掉电保持时间500mS以上。

根据上面的应用描述，我们推荐选用金升阳MBP500-2A54D54的接线式电源，它具备电池充电功能，可对48V 铅酸电池充电；工业级工作温度：-40℃～+70℃；2500VAC 高隔离电压；最大瞬时过功率达540W；优越的EMC性能；接线式安装。

另外，如果铅酸电池的电压值为24V，还可以选用金升阳公司的MBP300-2A27D27的接线式电源，可对24V的铅酸电池充电，稳态功率达到351W。

遥测系统的供电需要高隔离电源的供电，主要是考虑到端口浪涌的问题；另外这个电源同时需要满足24V与48V输入供电的要求，所以推荐我司的URF4824LP-10WR3的产品。它具有3000VDC的高隔离电压；18-75V的超宽输入范围；空载功耗低至0.12W；工作温度：-40℃～+85℃；输入欠压保护，输出过压、短路、过流保护；裸机满足CISPR22/EN55022 CLASS A。

主控板的电源，同样需要满足兼容24V与48V输入的电压范围，一方面需要24V给通信模块供电，另外还需要5V给主板进行供电，所以这里推荐两款DC/DC电源模块，分别为URB4824LD-30WHR3与URB2405LD-20WR3，选择前级电源功率范围30-50W之间，选择后级电源功率范围在10W～20W之间。

URB4824LD-30WHR3具备1500VDC隔离电压，18-75V输入电压范围，24V稳定电压输出，30W电源输出功率，效率高达90%，自带散热片封装，具备UL与CE认证，空载功耗低至0.14W。URB2405LD-20WR3具备1500VDC隔离电压，9-36V输入电压范围，5V稳定电压输出，20W电源输出功率，40～85℃的工作温度范围，效率高达90%，具备UL与CE认证。

责任编辑：gt