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新基建特高压输电网建设风口下,二次侧设备这些信号链芯片及技术很关键

作者:时间:2020-08-20来源:电子产品世界收藏

作为世界先进的输电技术,在国家重大战略支持下的特高压建设将推进电子设备、新材料等高端装备制造的快速发展,符合我国产业转型升级的趋势。国家电网公开表示,全年特高压建设项目的投资规模将达1811亿元,可带动社会投资3600亿元,整体规模近5411亿元。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202008/417344.htm

特高压输电可不仅仅是建成一条输送线路,它还需要很多的变电站(针对交流输电)及换流站(针对直流输电)来保证电压等级的变换电力输送的安全可靠,同时可以对不同类型的终端客户做到按需分配电力及交直流的切换。这就需要非常多的设备和控制系统,特别是用来监测和控制一次设备的二次侧智能控制设备正在迎来巨大的发展机遇,本文不妨从电力二次侧设备的信号链关键解决方案提供商ADI的几款核心产品说起,看看如何抓住这波技术电力智能控制设备应用热潮带来的机遇。

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配电物联网感知新需求及ADI解决方案

支持国网配变终端标准,助力配电技术创新

作为配电物联网主要的节点,2018年国家电网针对智能配变终端推出技术新标准,规定了国家电网公司范围内智能配变终端的环境条件、电源、结构、接口、功能和通信等方面的技术要求、检验规则及运行维护等要求。该标准强调了采用平台化硬件设计和分布式边缘计算架构,以软件定义方式支撑业务功能实现及灵活扩展。

在智能配电系统的交流采样模块,ADI可提供高度精确的完全集成式多相电能和电源质量监控器件 ADE9000、ADE9078,通过与电流变压器(CT)和罗氏线圈传感器接口,支持用户开发三相计量平台,可实现1类至0.2类电表的高性能。针对接口方面的技术要求,ADI可提供具有可通断终端的单总线 RS485 / RS232 多协议收发器LTC2873,实现单个芯片完成RS-485、RS-232的切换,另外ADI还可为电源模块提供微功率、高电压反激式控制器LT8316,该器件从出现在变压器第三绕组上的隔离式反激波形对输出电压进行采样,准谐振边界模式可改善负载调整、减小变压器尺寸,并保持高效率。2019年配变终端标准改版,提高了隔离模块的技术规范要求后,ADI在其信号链上增加了四通道数字隔离器ADuM241和符合ANSI TIA/EIA RS-485-A-1998、ISO 8482:1987(E)标准的隔离数据收发器ADM2484E。

ADI全面满足电力智能设备对器件的需求,包括电压电流测量在内的整个信号链都有可以满足各个模块的芯片,并且在性能上独树一帜。例如经典芯片逐次逼近型ADC 转换器AD7606几乎完全安排电力需求而设计,其升级芯片——7606B,延续7606的特性之外,7606B的性能得到提升,例如输入范围每个通道增加了±2.5V输入范围,并增加了高级特性:可以做增益、相位和失调的补偿;在传感器CT断线的时候增加内部检测功能;电力领域安全性和保险要求,在功能安全的角度内部诊断功能满足功能安全的需求。

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针对国网新在2019的改版方案,ADI提供的信号链

未来智能配电关键设备之低压断路器

随着电网全面向智能化时代的迈进,断路器也在向着智能化转变。断路器在配电网中是保证线路安全、可靠运行的关键设备之一,它的主要功能是对线路电流进行保护。低压断路器是指低于1500 V的工业和民用断路器,包括框架断路器 (ACB)、塑壳断路器(MCCB)、微型断路器()、剩余电流保护器 (RCD)等。

在现代低压配电系统中,需要更多通信/智能功能来实现更高级别的系统特性(例如区域联锁),因此基于微处理器的电子控制单元在低压开关设备/断路器系统中变得越来越流行,例如电子脱扣器(ETU)。低压断路器的典型安装环境是与低压电网配电开关柜放在一起,这种环境是典型的工业级安装环境,电子脱扣器则需要在整个生命周期内可靠运行,能够承受不同的电气冲击、机械冲击和温度冲击。

ADI的ADP2450是一款专为MCCB和ACB等低压断路器而设计的ASSP(专用订制产品)。该器件集成了一个带功率检测的升压旁路控制器、一个高效降压稳压器、四个低失调、低功耗可编程增益放大器(PGA)、一个低失调运算放大器、一个快速模拟跳脱电路和一个执行器驱动器,适用于低压断路器,例如塑壳断路器和 CT 供电应用。理想情况下,一个MCU + ADP2450以及一些无源元件即可构建一个完整的ETU系统。因此,对于低压断路器应用,ADP2450可以说是 MCU的配套器件。

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ADI塑壳断路器信号链( MCCB ETU )

总结

未来的配电终端不局限于配电变压器终端,在新的物联网技术背景下,应用、硬件和软件都将会有颠覆性的变革。在硬件方面,以前配电终端与工业智能化相比,硬件终端的结构偏大、功耗大等,最核心的技术———芯片化趋势已经更加强烈。未来在工业界体现的已经不仅仅是终端的集成能力、制版加工能力,而是芯片的设计能力,核心的计算、共性的接口技术等将固化到芯片中。

在智能配电系统的安装与升级上,ADI公司通过提供完整的产品与信号链解决方案,搭建了连接现实世界与数字世界的桥梁,充分挖掘泛在电力物联网的智能监控能力、技术支撑能力和价值体现能力,全面助推泛在电力物联网创新模式及生态产业建设,帮助整个电力行业做出更好、更先进的产品。



关键词: 新基建 MCB TTU

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