新基建特高壓輸電網(wǎng)建設風(fēng)口下，二次側設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略支持下的特高壓建設將推進(jìn)電子設備、新材料等高端裝備制造的快速發(fā)展，符合我國產(chǎn)業(yè)轉型升級的趨勢。國家電網(wǎng)公開(kāi)表示，全年特高壓建設項目的投資規模將達1811億元，可帶動(dòng)社會(huì )投資3600億元，整體規模近5411億元。

特高壓輸電可不僅僅是建成一條輸送線(xiàn)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(lái)保證電壓等級的變換電力輸送的安全可靠，同時(shí)可以對不同類(lèi)型的終端客戶(hù)做到按需分配電力及交直流的切換。這就需要非常多的設備和控制系統，特別是用來(lái)監測和控制一次設備的二次側智能控制設備正在迎來(lái)巨大的發(fā)展機遇，本文不妨從電力二次側設備的信號鏈關(guān)鍵解決方案提供商ADI的幾款核心產(chǎn)品說(shuō)起，看看如何抓住這波技術(shù)電力智能控制設備應用熱潮帶來(lái)的機遇。

配電物聯(lián)網(wǎng)感知新需求及ADI解決方案

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

作為配電物聯(lián)網(wǎng)主要的節點(diǎn)，2018年國家電網(wǎng)針對智能配變終端TTU推出技術(shù)新標準，規定了國家電網(wǎng)公司范圍內智能配變終端的環(huán)境條件、電源、結構、接口、功能和通信等方面的技術(shù)要求、檢驗規則及運行維護等要求。該標準強調了采用平臺化硬件設計和分布式邊緣計算架構，以軟件定義方式支撐業(yè)務(wù)功能實(shí)現及靈活擴展。

在智能配電系統的交流采樣模塊，ADI可提供高度精確的完全集成式多相電能和電源質(zhì)量監控器件 ADE9000、ADE9078，通過(guò)與電流變壓器(CT)和羅氏線(xiàn)圈傳感器接口，支持用戶(hù)開(kāi)發(fā)三相計量平臺，可實(shí)現1類(lèi)至0.2類(lèi)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(xiàn) RS485 / RS232 多協(xié)議收發(fā)器LTC2873，實(shí)現單個(gè)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，準諧振邊界模式可改善負載調整、減小變壓器尺寸，并保持高效率。2019年配變終端標準改版，提高了隔離模塊的技術(shù)規范要求后，ADI在其TTU信號鏈上增加了四通道數字隔離器ADuM241和符合ANSI TIA/EIA RS-485-A-1998、ISO 8482:1987(E)標準的隔離數據收發(fā)器ADM2484E。

ADI全面滿(mǎn)足電力智能設備對器件的需求，包括電壓電流測量在內的整個(gè)信號鏈都有可以滿(mǎn)足各個(gè)模塊的芯片，并且在性能上獨樹(shù)一幟。例如經(jīng)典芯片逐次逼近型ADC 轉換器AD7606幾乎完全安排電力需求而設計，其升級芯片——7606B，延續7606的特性之外，7606B的性能得到提升，例如輸入范圍每個(gè)通道增加了±2.5V輸入范圍，并增加了高級特性：可以做增益、相位和失調的補償；在傳感器CT斷線(xiàn)的時(shí)候增加內部檢測功能；電力領(lǐng)域安全性和保險要求，在功能安全的角度內部診斷功能滿(mǎn)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(lái)智能配電關(guān)鍵設備之低壓斷路器

隨著(zhù)電網(wǎng)全面向智能化時(shí)代的邁進(jìn)，斷路器也在向著(zhù)智能化轉變。斷路器在配電網(wǎng)中是保證線(xiàn)路安全、可靠運行的關(guān)鍵設備之一，它的主要功能是對線(xiàn)路電流進(jìn)行保護。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)、剩余電流保護器 (RCD)等。

在現代低壓配電系統中，需要更多通信/智能功能來(lái)實(shí)現更高級別的系統特性(例如區域聯(lián)鎖)，因此基于微處理器的電子控制單元在低壓開(kāi)關(guān)設備/斷路器系統中變得越來(lái)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(kāi)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(gè)生命周期內可靠運行，能夠承受不同的電氣沖擊、機械沖擊和溫度沖擊。

ADI的ADP2450是一款專(zhuān)為MCCB和ACB等低壓斷路器而設計的ASSP（專(zhuān)用訂制產(chǎn)品）。該器件集成了一個(gè)帶功率檢測的升壓旁路控制器、一個(gè)高效降壓穩壓器、四個(gè)低失調、低功耗可編程增益放大器（PGA）、一個(gè)低失調運算放大器、一個(gè)快速模擬跳脫電路和一個(gè)執行器驅動(dòng)器，適用于低壓斷路器，例如塑殼斷路器和 CT 供電應用。理想情況下，一個(gè)MCU + ADP2450以及一些無(wú)源元件即可構建一個(gè)完整的ETU系統。因此，對于低壓斷路器應用，ADP2450可以說(shuō)是 MCU的配套器件。

ADI塑殼斷路器信號鏈（ MCCB ETU ）

總結

未來(lái)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，應用、硬件和軟件都將會(huì )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，硬件終端的結構偏大、功耗大等，最核心的技術(shù)———芯片化趨勢已經(jīng)更加強烈。未來(lái)在工業(yè)界體現的已經(jīng)不僅僅是終端的集成能力、制版加工能力，而是芯片的設計能力，核心的計算、共性的接口技術(shù)等將固化到芯片中。

在智能配電系統的安裝與升級上，ADI公司通過(guò)提供完整的產(chǎn)品與信號鏈解決方案，搭建了連接現實(shí)世界與數字世界的橋梁，充分挖掘泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的智能監控能力、技術(shù)支撐能力和價(jià)值體現能力，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，幫助整個(gè)電力行業(yè)做出更好、更先進(jìn)的產(chǎn)品。