三相四線智能電表的電源解決方案
目前,三相四線數(shù)字化電能表是新一代智能型電能計(jì)量產(chǎn)品,主要應(yīng)用于能源管理系統(tǒng)、數(shù)字化變電站、配電網(wǎng)自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化等場合,是電力負(fù)載管理系統(tǒng)的配套終端產(chǎn)品,由電力控制中心調(diào)配,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的合理配置和監(jiān)測,為電力營銷自動(dòng)化提供終端數(shù)據(jù)。在智能電表、電力轉(zhuǎn)換開關(guān)、消防監(jiān)控等系統(tǒng)中,很多都采用三相四線接線方式。
1、引言
傳統(tǒng)的三相四線制智能電表,為解決高壓輸入及四線制的供電要求,采用3PCS工頻變壓器進(jìn)行電壓變換,再通過整流及濾波電路實(shí)現(xiàn)直流電壓的輸出,這種方案的優(yōu)勢(shì)是成本低,缺點(diǎn)是體積大。同時(shí)不同國家、不同區(qū)域,三相四線智能電表的工作電壓存在很大的區(qū)別。目前一些國家(如中國、俄羅斯)實(shí)際供電電壓達(dá)到380VAC、而有的國家(如美國)則達(dá)到了480VAC。如果把如此高的供電電壓通過線-線直接接入85-264VAC輸入的AC/DC電源中,則電源將出現(xiàn)過壓損壞等情況。因此,85-264VAC輸入的常規(guī)電源已經(jīng)不能滿足此應(yīng)用需求。為滿足全球單相或三相輸入電壓(100VAC~480VAC)和智能電表小體積的要求,金升陽推出了90-528VAC輸入的小體積高性價(jià)比開關(guān)電源LS03-16BXXSS系列。
2、三相智能電表電源方案
金升陽微功率三相四線制電力專用電源LS03-16BxxSS或LD03-16BxxSS系列能夠解決工頻變壓器的體積大、設(shè)計(jì)復(fù)雜、輸入電壓高等問題。下面為三相智能電表的電源解決方案。
圖一 三相四線制智能電表方案框圖
圖(一)為三相四線智能電表功能框圖。,主要由EMC防護(hù)、電源模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、人機(jī)交互模塊、高速數(shù)據(jù)處理器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、數(shù)據(jù)接口及采集模塊等組成。該方案推薦選用金升陽LS03-16BxxSS(或LD03-16BxxSS)系列開關(guān)電源。此電源輸入電壓為90-528VAC,可從前端三相輸入中的任何相電壓或線電壓中直接取電,而不因過壓導(dǎo)致模塊損壞。經(jīng)過LS03-16BxxSS轉(zhuǎn)換為隔離的DC電源,再經(jīng)過LDO的轉(zhuǎn)換給系統(tǒng)的其他功能模塊供電。考慮到智能電表需向外部接口提供信息和進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,為使信號(hào)傳輸穩(wěn)定可靠,建議選擇帶集成隔離電源的通信模塊,如金升陽TDX01D485系列485通信模塊,能有效抑制電磁干擾和消除地環(huán)路影響。
3、LS03-16BxxSS系列模塊電源簡介
LS03-16BxxSS 系列是金升陽為客戶提供的小體積開關(guān)模塊電源。該系列電源具有全球輸入電壓范圍、交直流兩用、低功耗、高效率、高可靠性、安全隔離等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),該系列電源也滿足國際UL60950/EN60950 標(biāo)準(zhǔn)。能夠廣泛適用于工控和電力儀器儀表等對(duì)體積要求苛刻、輸入電壓要求寬、需要滿足UL/CE 認(rèn)證并對(duì)EMC 要求不高的場合。
產(chǎn)品特點(diǎn):
● 超寬輸入電壓:90~ 528VAC
● 交直流兩用(同一端子輸入電壓)
● 4000VAC 高隔離電壓
● 小體積、高功率密度
● 輸出短路、過流保護(hù)功能
● 工業(yè)級(jí)工作溫度范圍:-40℃~+85℃
● 符合UL60950/EN60950 認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)
4、LD03-16Bxx系列模塊電源簡介
針對(duì)寬電壓輸入微功率三相四線制電源,為滿足不同環(huán)境應(yīng)用需求,金升陽不僅提供小體積、高功率密度、經(jīng)濟(jì)型的SIP封裝,而且還提供內(nèi)置EMC防護(hù)濾波電路的DIP封裝LD03-16Bxx,此產(chǎn)品在環(huán)境不是很惡劣的情況下,無需增加任何EMC器件即可滿足IEC 61000-6-3、IEC 61000-6-1標(biāo)準(zhǔn)要求,為客戶系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供便利。
產(chǎn)品特點(diǎn):
● 超寬輸入電壓:90~ 528VAC/100~745VDC
● 交直流兩用(同一端子輸入電壓)
● 3000VAC 高隔離電壓
● 小體積、高功率密度
● 產(chǎn)品裸機(jī)即可以滿足IEC 61000-6-1、IEC 61000-6-3 EMC標(biāo)準(zhǔn)要求
5、LO10-26D0512-04三相四線制電力儀表專用電源介紹
儀表接入電網(wǎng)的方式有兩種,直接接入或經(jīng)電壓互感器接入。如果是經(jīng)電壓互感器接入,根據(jù)IEC 62052-11:2003標(biāo)準(zhǔn)要求,輸入電壓會(huì)低至60V。為滿足智能電表更低輸入電壓和電力行業(yè)單相或三相輸入的要求,金升陽推出專為電力儀表三相四線制設(shè)計(jì)的超寬輸入電壓范圍的開關(guān)電源。
LO10-26D0512-04可在65-460VAC 或90-650VDC 超寬輸入電壓下工作,符合額定電壓380/220VAC(三相四線)、任接2 根線工作的供電要求。當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致輸入過壓時(shí),電源會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī),從而保障電源及終端不受損。
產(chǎn)品特點(diǎn):
● 三相四線超寬輸入: 65~460VAC/90~650VDC
● 接入三相四線供電系統(tǒng)任意兩線,電源正常工作
● 傳導(dǎo)/輻射:CLASS B
● 群脈沖/浪涌:四級(jí)
● 具有輸出短路、過流和輸入過壓關(guān)斷保護(hù)功能
● 高效率、高可靠性,低紋波噪聲、低待機(jī)功耗
● 采用長壽命低阻抗電解電容
6、應(yīng)用注意事項(xiàng)
LS03-16BxxSS系列電源,如果需應(yīng)用在電磁環(huán)境比較惡劣的場合中,為使產(chǎn)品工作穩(wěn)定且不被電磁干擾輕易損壞,建議在電源輸入端口增加相應(yīng)的EMC外圍電路,以滿足一定指標(biāo)的電磁兼容性能,如圖(二)所示為推薦電路供參考:
圖二 LS03-16BxxSS EMC外圍推薦電路
注:具體元器件選型參數(shù)請(qǐng)參考LS03-16BxxSS技術(shù)手冊(cè)。
7、總 結(jié)
隨著智能電表在全球各地廣泛普及,其不僅要求開關(guān)電源具有小體積、高可靠性等,更要求開關(guān)電源能夠同時(shí)兼容多種輸入電壓。憑借著技術(shù)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)和自主創(chuàng)新能力,金升陽精心研發(fā)出滿足全球輸入電壓范圍的隔離型開關(guān)電源,為電力電表、消防監(jiān)控等行業(yè)產(chǎn)品的供電設(shè)計(jì)帶來便利。
責(zé)任編輯:蔣桂云