幾種基于故障指示器的簡易配網(wǎng)自動化模式分析(編輯修改稿)
2024-12-09 11:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 分可以正常工作，傳感器就可以一直正常工作。由于傳感器采用環(huán)氧樹脂灌封，其密封特性很好，理論上傳感器可以使用 15－ 20 年。無線指示器 主機采用鋰電池供電， 平時主機處于待機狀態(tài)， 只在故障發(fā)生時采用平衡式規(guī)約通過短距離無線信號上傳故障信息。因故障發(fā)生的幾率少， 故障 信 息代碼較短， 耗電量不是很大。若電路板做了密封防水處理，電路板漏電量較小， 主機的 平均功耗 可以做到 10 微安一下，理論上一節(jié)鋰電池可以工作 10 年以上。 接收無線指示器故障信息的無源 DTU 采用自取電和超級電容做后備電源的供電方式。因其無線接收 電路 部分需要一直處于工作狀態(tài) ，才能不遺漏 指示器傳送過來的故障信息，而無線接收 電路 部分的功耗 較大， 約 為 2030 毫 安 。 無源 DTU 的用于 遠程無線 通訊的 GSM/GPRS通訊 電路 功耗較大 ，但是因它只需要在故障發(fā)生和進行鏈路測試時才發(fā)送信號 ，所以該部分的平均功耗并不是很大。無源 DTU 的功耗 主要在于短距離無線接收電路部分，其平均功耗為20－ 30 毫安。當(dāng)線路負荷電流較?。ㄐ∮?50A）時，即使采用大容量的取電 CT 也 很可能無法正常工作 。 從供電方式上看，基于 無線 型指示器的簡易 配網(wǎng) 自動化模式在負載電流較大的地方比較適用。 其指示器和傳感器部分的功耗較低，理論上使用鋰電池供電即可達到 10 年以上的工作壽命。該模式的主要功耗在于 無源 DTU 的 短距離無線接收電路部分，其平均功耗 較大 。 若線路負荷電流較小將無法工作。 串行通訊型指示器 及其簡易配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的指示器主機和數(shù)據(jù)采集器由配網(wǎng)自動化終端設(shè)備 DTU/FTU 供電 。 傳感器采用模擬電路設(shè)計，不使用電池供電。配網(wǎng)自動化數(shù)據(jù)傳輸終端 DTU/FTU 采用 220 伏交流供電，配備大容量鉛酸電池做后備電源。 這種供電模式在各行業(yè)得到普遍應(yīng)用，供電可靠性很高，而且可以提供足夠的電能供設(shè)備運行使用。電源線和通訊線共用一根屏蔽電纜，從 DTU/FTU 電源輸出端口引出，首先連接到數(shù)據(jù)采集器，再連接到各指示器主機上。連接線接口形式為航空插頭，可以方便的接線和插拔。從連接上看線纜是串聯(lián)的，但是由于各設(shè)備是分別從電纜上取電，實際上是并聯(lián)的，線纜中間某一臺設(shè)備出現(xiàn)故障，并不會影響到 線路上其他設(shè)備的供電 。指示器主機和數(shù)據(jù)采集器的供電電路采用DC/DC 開關(guān)電源模塊進行轉(zhuǎn)換和隔離，有效降低用電側(cè)和供電電源間的干擾。 串行通訊型指示器 及其簡易配網(wǎng)自動化系統(tǒng)完全取消電池供電的方式，具有很高的可靠性。故障指示器運行環(huán)境由于電纜溝道內(nèi)容易積水而變得比較潮濕 ，指示器主機部分一般都沒進行有效的防水處理，潮氣很容易導(dǎo)致電路板間存在漏電流，電池會因為漏電流的存在而很快耗光電量。取消了電池供電，就消除了故障指示器最大的故障隱患，可大幅提高指示器的使用壽命。 但是這種模式需要 借助 DTU/FTD 供電和傳輸信息， 其成本較高，前期安裝施 工難度較大 ， 一般不會單獨采用。在城區(qū)供電密集的地方，很多供電 公司 在進行智能電網(wǎng)的升級改造，一般都會上具有“三遙”功能的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，這種模式就非常 適 合做為配網(wǎng) 自動化 系統(tǒng)的輔助工程而 采用 。 數(shù)字式指示器實際上就是增加了電流檢測、溫度檢測等功能并 具有 短距離無線通訊 功能的指示器。其供電方式是自取電加鋰電池做后備電源。 傳感器 不僅具有故障監(jiān)測功能，還 附加 有 電流參數(shù)檢測、溫度參數(shù)檢測等功能， 這就決定其功耗較大，若線路負荷電流較小，自取電電路的取電能力有限，此時主要依靠鋰電池供電。另外 其傳感器具有與數(shù)據(jù)采集器的雙向短距 離無線通訊功能， 即使采用了大容量鋰電池和為了省電而采用占空比工作模式運行，其無線收發(fā)電路的功耗（接收狀態(tài) 20 毫安左右，發(fā)送狀態(tài) 30 毫安左右）相對于電池來說也很大。 這也決定了其傳感器 只能適用于線路負荷電流較大的場合。 系統(tǒng)中起數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接功能的數(shù)據(jù)采集器 采用 開口 CT 取電。 由于 采集器內(nèi)的無線模塊需要 一直或經(jīng)常 處于 接收 工作狀態(tài)以 不遺漏 傳感器上傳來的故障和參數(shù)信息，其實際功耗較高。盡管采用了大容量鋰電池和特殊的磁回路來取電，但在線路負荷較小的地方，其附加上的 參數(shù)檢測等 功能將不得不關(guān)閉以節(jié)省電能，僅起到 常規(guī) 故障指示器的作用 。 數(shù)字式故障指示器及其簡易配網(wǎng)自動化系統(tǒng)采用自取電和鋰電池做后備電源。由于其 傳感器使用 短距離無線通訊方式進行信號傳輸， 且傳感器和采集器間具有雙向通訊能力，這 導(dǎo)致其功耗比其他簡易配網(wǎng)自動化模式都要高很多。在配網(wǎng)線路負荷電流較小的場合，這種系統(tǒng)的工作 壽命 主要由鋰電池容量的大小來決定。 表 1 是幾種簡易配網(wǎng)自動化模式供電方式的對比，從表中可以看出，串行通訊型 故障指示器簡易配網(wǎng)自動化模式的供電可靠性最高，自取電供電模式的簡易配網(wǎng)自動化系統(tǒng)工作壽命在線路負荷電流較小的場合主要由后備鋰電池容量的大小決定。 表 1 幾種簡 易配網(wǎng)自動化模式供電方式對比 Table 1 Comparison of power supply of main simplified distribution automation models based on FPIs 簡易配網(wǎng)自動化模式 供電方式 平均功耗量級 供電 可靠性 主要不足 適用場合 基于光纖型故障指示器的簡易配網(wǎng)自動化模式 傳感器 自取電 +鋰電池 1050微安 低 自取電能力不足時，電池工作壽命較短 負荷電流較大的線路（大于 50A） 主機 鋰電池 1030微安 高 數(shù) 據(jù)采集器 自取電 +鋰電池 1030毫安 低 基于無線型故障指示器的簡易配網(wǎng)自動化模式 傳感器 故障電流 1 微安以下 很 高 自取電能力不足時， 數(shù)據(jù)采集器無法正常工作 負荷電流較大的線路（大于 50A） 主機 鋰電池 510 微安 高 數(shù)據(jù)采集器 自取電 +鋰電池 2030毫安 很低 基于串行通訊型故障指示器的簡易配網(wǎng)自動化模式 傳感器 故障電流 1 微安以下 很高 需要由配網(wǎng)自動化系統(tǒng)提供電源 適用于進行配網(wǎng)自動化改造的場合 主機 交流 +鉛酸電池 2030毫安 很高 數(shù)據(jù) 采集器 交流 +鉛酸電池 2030毫安 很高 基于數(shù)字式故障指示器的簡易配網(wǎng)自動化模式 傳感器 自取電 +鋰電池 520 毫安 很低 自取電能力不足時，傳
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