超级电池在配网自动化的应用

配网自动化后备电源存在的问题 电池寿命问题
用户要求后备电源能够达到8～10年，特别是在户外环境温度下仍应能保持相对较长的寿命，而铅酸蓄电 池的一般标称寿命在25 ℃时为6年左右，而实际运行中往往使用不到3年就出现了性能劣化的情况。以25 ℃
为基准环境，平均温度每增加10 ℃，其寿命将减少一半。西北地区环境恶劣，温差较大，夏季温度高达50
终端后备电源容量需求
1）DTU装置功耗
由《配电自动化终端技术规范》规定“三遥”站所终端最大功耗 为：20VA。 2）通信设备功耗（EPON ONU） 结合相关标准和EPON主流设备厂家的标称值，ONU额定功耗不应大 于10VA，瞬时最大功耗不应大于15VA。 3）电源管理模块和断路器分合闸功耗：34.288kJ
超级电池在配网自动化的应用
配网自动化运行的两大问题
配网自动化后备电源
配网自动化后备电源对比性实验
科陆电子配网自动化简介
1、配网自动化运行的两大问题
配网自动化运行的两大问题
配网自动化近10年的经验教训：电源问题、通信问题。
铅酸蓄电池
胶体蓄电池
这两大问题严重影响配网自动化设备运行的可靠性！
电源问题 高压取电
若是FTU，则蓄电池容量应不小于：C10=2.5Ah
3、配网自动化后备电源对比性实验
配网自动化后备电源对比性实验
试验项目： （1）端电压均衡性能试验。 （2）容量性能测试。 （3）内阻测试。 （4）高低温性能测试。 （5）电池温度测试。 （6）大电流放电测试
4、科陆电子配网自动化简介
科陆智能配电网相关产品系列
配电自动化终端
故障定位系统
主要由两遥型故障指示
器，线路监测终端和配 电线路监测主站系统三 部分组成两遥型故障指 示器是该系统的核心
配网开关产品系列
配网开关产品系列
谢谢
配网自动化后备电源类型 锂电池
优点： 相对铅酸电池而言锂电池重量轻，体积小。 循环寿命较长。 可大电流快速充放电。 耐高温。 没有记忆效应。
缺点： 受环境影响较大，尤其是低温情况下寿命将明显下降。 充放电过程复杂，需要BMS,过充和过放需要保护。 价格较高。 不能浮充。 不能大电流放电。
配网自动化后备电源类型
2~3 工频周波，弹簧机构传动时间 一般持续2~3S。
典型负荷开关合闸过程电压电流录波
配网自动化后备电源需求分析
断路器合分闸过程电源录波分析
断路器合闸、分闸过程时
间很短，大约在 2~3 个工
频周波。断路器合闸后， 储能过程一般持续3~5S。
断路器合闸以及储能过程电压电流录波
配网自动化后备电源需求分析
环保问题
蓄电池的生产和报废后会造成环境的污染。
配网自动化后备电源需求分析
对于一次设备功耗计算，选取具有代表性的弹簧操
作机构断路器和负荷开关间隔分合闸过程电压电流
进行录波。
配网自动化后备电源需求分析
负荷开关合分闸过程电源录波分析 负荷开关分合闸是通过弹簧机构 传动的方式，推动开关主触头分
闸和合闸，合闸启动电流大约在
配网自动化后备电源类型 阀控制铅酸蓄电池
优点： 充放电控制技术成熟，充放电控制容易，运行稳定。 同样体积铅酸电池容量大。 具有较大驱动能力，可以大电流放电。 对过充电的耐受强。 价格便宜。 没有记忆效应。
德国阳光
日本松下
日本汤浅
缺点： 受环境影响较大，尤其是高温情况下寿命将明显下降。 需要定期维护（DTU设备可以实现电池预警及免维护）。 对过放电的耐受差。 要求足电保存。 质量大。 循环寿命短。 替换过的报废电池如处理不当，会造成较大环境污染。
PT取电：功率大，不受负荷电流的影响，需停电施工安 装，PT容易爆炸 CT取电：无需停电，施工简单，功率较小，负荷电流较 小时取不到电
后备电源
蓄电池：容量大，但环境温度影响较大，实际使用寿命 两到三年 超级电容：容量小，环境温度影响不大，实际使用寿命 也较长
通信问题 通信方式
光纤：通信可靠性高，成本高，施工难 无线公网：可靠性，速率较差，无需施工，速率较低 无线专网：可靠性，速率较好，需要专门建设无线基站 中压载波：可靠性，速率较差，投资较大
通信规约
通信规约的标准化问题
信息安全的问题（硬加密和软加密的问题，无统一的加密芯片）
2、配网自动化后备电源
配网自动化后备电源
配电自动化终端后备电源在配电自动化系统中至关重要，配电终端必须在线路失电的情 况下维持工作一段时间，以完成故障检测、信息上报以及对开关进行遥控操作等一系列工作， 实现故障快速定位、隔离并恢复非故障区域供电。因此，配电自动化终端后备电源配置方式 成为配电自动化建设中必须要研究和解决的重要问题。
℃，冬季温度低至-35 ℃左右，散热及保温性能又较差，因此电池寿命受到直接影响。
容量体积问题
蓄电池一般标称电压为直流12 V，在实际的设计中需要2～4块电池串联。但蓄电池在-40 ℃时 的容量仅为常温下的30%左右，利用率急剧降低。为了保证电池具有25 ℃时的放电容量，一般需
要在容量上有超过3倍的冗余配置，因此大大增加了成本和体积。
配网自动化后备电源需求分析
终端后备电源容量需求
Hale Waihona Puke Baidu
二次附柜整体功耗： 配电自动化二次柜体采用48VDC后备电源，断电后运行4小时，整 体功耗为： 其中，PD为DTU平均功耗，PC为通信设备平均功耗，t为运行时间。 附柜所需电流有效值为： 以蓄电池常用的10倍率容量，换算成蓄电池容量为：C10=3.113Ah
超大容量储电电容
优点： 储能巨大。 充放电速度快。 受环境影响小，工作温度范围宽。 使用寿命长。 免维护。 经济环保。 不需要充放电管理，支持浮充。
缺点： 价格昂贵 。 体积大，质量大。
配网自动化后备电源类型
超级电池
优点： 储能巨大。 支持快充快放。 受环境影响小，工作温度范围宽。 使用寿命长。 免维护，不需要静置，不需要活化。 经济环保。 不需要充放电管理，支持浮充。 缺点： 价格较便宜。 体积小，质量小。