新基建特高壓輸電網(wǎng)建設(shè)風(fēng)口下，二次側(cè)設(shè)備這些信號鏈芯片及技術(shù)很關(guān)鍵

作為世界先進(jìn)的輸電技術(shù)，在新基建國家重大戰(zhàn)略支持下的特高壓建設(shè)將推進(jìn)電子設(shè)備、新材料等高端裝備制造的快速發(fā)展，符合我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的趨勢。國家電網(wǎng)公開表示，全年特高壓建設(shè)項(xiàng)目的投資規(guī)模將達(dá)1811億元，可帶動社會投資3600億元，整體規(guī)模近5411億元。

特高壓輸電可不僅僅是建成一條輸送線路，它還需要很多的變電站（針對交流輸電）及換流站（針對直流輸電）來保證電壓等級的變換電力輸送的安全可靠，同時可以對不同類型的終端客戶做到按需分配電力及交直流的切換。這就需要非常多的設(shè)備和控制系統(tǒng)，特別是用來監(jiān)測和控制一次設(shè)備的二次側(cè)智能控制設(shè)備正在迎來巨大的發(fā)展機(jī)遇，本文不妨從電力二次側(cè)設(shè)備的信號鏈關(guān)鍵解決方案提供商ADI的幾款核心產(chǎn)品說起，看看如何抓住這波技術(shù)電力智能控制設(shè)備應(yīng)用熱潮帶來的機(jī)遇。

配電物聯(lián)網(wǎng)感知新需求及ADI解決方案

支持國網(wǎng)配變終端標(biāo)準(zhǔn)，助力配電技術(shù)創(chuàng)新

作為配電物聯(lián)網(wǎng)主要的節(jié)點(diǎn)，2018年國家電網(wǎng)針對智能配變終端TTU推出技術(shù)新標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了國家電網(wǎng)公司范圍內(nèi)智能配變終端的環(huán)境條件、電源、結(jié)構(gòu)、接口、功能和通信等方面的技術(shù)要求、檢驗(yàn)規(guī)則及運(yùn)行維護(hù)等要求。該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)了采用平臺化硬件設(shè)計(jì)和分布式邊緣計(jì)算架構(gòu)，以軟件定義方式支撐業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)及靈活擴(kuò)展。

在智能配電系統(tǒng)的交流采樣模塊，ADI可提供高度精確的完全集成式多相電能和電源質(zhì)量監(jiān)控器件 ADE9000、ADE9078，通過與電流變壓器(CT)和羅氏線圈傳感器接口，支持用戶開發(fā)三相計(jì)量平臺，可實(shí)現(xiàn)1類至0.2類電表的高性能。針對接口方面的技術(shù)要求，ADI可提供具有可通斷終端的單總線 RS485 / RS232 多協(xié)議收發(fā)器LTC2873，實(shí)現(xiàn)單個芯片完成RS-485、RS-232的切換，另外ADI還可為電源模塊提供微功率、高電壓反激式控制器LT8316，該器件從出現(xiàn)在變壓器第三繞組上的隔離式反激波形對輸出電壓進(jìn)行采樣，準(zhǔn)諧振邊界模式可改善負(fù)載調(diào)整、減小變壓器尺寸，并保持高效率。2019年配變終端標(biāo)準(zhǔn)改版，提高了隔離模塊的技術(shù)規(guī)范要求后，ADI在其TTU信號鏈上增加了四通道數(shù)字隔離器ADuM241和符合ANSI TIA/EIA RS-485-A-1998、ISO 8482:1987(E)標(biāo)準(zhǔn)的隔離數(shù)據(jù)收發(fā)器ADM2484E。

ADI全面滿足電力智能設(shè)備對器件的需求，包括電壓電流測量在內(nèi)的整個信號鏈都有可以滿足各個模塊的芯片，并且在性能上獨(dú)樹一幟。例如經(jīng)典芯片逐次逼近型ADC 轉(zhuǎn)換器AD7606幾乎完全安排電力需求而設(shè)計(jì)，其升級芯片——7606B，延續(xù)7606的特性之外，7606B的性能得到提升，例如輸入范圍每個通道增加了±2.5V輸入范圍，并增加了高級特性：可以做增益、相位和失調(diào)的補(bǔ)償；在傳感器CT斷線的時候增加內(nèi)部檢測功能；電力領(lǐng)域安全性和保險(xiǎn)要求，在功能安全的角度內(nèi)部診斷功能滿足功能安全的需求。

針對國網(wǎng)新TTU在2019的改版方案，ADI提供的信號鏈

未來智能配電關(guān)鍵設(shè)備之低壓斷路器

隨著電網(wǎng)全面向智能化時代的邁進(jìn)，斷路器也在向著智能化轉(zhuǎn)變。斷路器在配電網(wǎng)中是保證線路安全、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備之一，它的主要功能是對線路電流進(jìn)行保護(hù)。低壓斷路器是指低于1500 V的工業(yè)和民用斷路器，包括框架斷路器 (ACB)、塑殼斷路器(MCCB)、微型斷路器(MCB)、剩余電流保護(hù)器 (RCD)等。

在現(xiàn)代低壓配電系統(tǒng)中，需要更多通信/智能功能來實(shí)現(xiàn)更高級別的系統(tǒng)特性(例如區(qū)域聯(lián)鎖)，因此基于微處理器的電子控制單元在低壓開關(guān)設(shè)備/斷路器系統(tǒng)中變得越來越流行，例如電子脫扣器(ETU)。低壓斷路器的典型安裝環(huán)境是與低壓電網(wǎng)配電開關(guān)柜放在一起，這種環(huán)境是典型的工業(yè)級安裝環(huán)境，電子脫扣器則需要在整個生命周期內(nèi)可靠運(yùn)行，能夠承受不同的電氣沖擊、機(jī)械沖擊和溫度沖擊。

ADI的ADP2450是一款專為MCCB和ACB等低壓斷路器而設(shè)計(jì)的ASSP（專用訂制產(chǎn)品）。該器件集成了一個帶功率檢測的升壓旁路控制器、一個高效降壓穩(wěn)壓器、四個低失調(diào)、低功耗可編程增益放大器（PGA）、一個低失調(diào)運(yùn)算放大器、一個快速模擬跳脫電路和一個執(zhí)行器驅(qū)動器，適用于低壓斷路器，例如塑殼斷路器和 CT 供電應(yīng)用。理想情況下，一個MCU + ADP2450以及一些無源元件即可構(gòu)建一個完整的ETU系統(tǒng)。因此，對于低壓斷路器應(yīng)用，ADP2450可以說是 MCU的配套器件。

ADI塑殼斷路器信號鏈（ MCCB ETU ）

總結(jié)

未來的配電終端不局限于配電變壓器終端，在新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)背景下，應(yīng)用、硬件和軟件都將會有顛覆性的變革。在硬件方面，以前配電終端與工業(yè)智能化相比，硬件終端的結(jié)構(gòu)偏大、功耗大等，最核心的技術(shù)———芯片化趨勢已經(jīng)更加強(qiáng)烈。未來在工業(yè)界體現(xiàn)的已經(jīng)不僅僅是終端的集成能力、制版加工能力，而是芯片的設(shè)計(jì)能力，核心的計(jì)算、共性的接口技術(shù)等將固化到芯片中。

在智能配電系統(tǒng)的安裝與升級上，ADI公司通過提供完整的產(chǎn)品與信號鏈解決方案，搭建了連接現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字世界的橋梁，充分挖掘泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的智能監(jiān)控能力、技術(shù)支撐能力和價(jià)值體現(xiàn)能力，全面助推泛在電力物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新模式及生態(tài)產(chǎn)業(yè)建設(shè)，幫助整個電力行業(yè)做出更好、更先進(jìn)的產(chǎn)品。