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配网自动化系统一般由以下几个层次组成：配电主站、配电变电站（永久安装在变电站内，可选）、配电远方终端（FTU、DTU、TTU等）和通信网络。 配电主站设在城市调度中心，分站布置在110kV/35kV变电所内。 分站负责与辖区内的DTU/TTU/FTU等电力终端设备通信，主站负责与各分站通信。

1、开闭终端设备（DTU）

DTU一般安装在常规开关所（站）、户外小型开关站、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处，完成开关柜的位置信号、电压、电流、有功功率和无功功率等。 、功率因数、电能等数据采集计算，分、合闸，实现馈线开关故障识别和隔离，恢复非故障区供电，部分DTU还具有保护和后备自动投入电源功能。

1.1

定义

DTU一般安装在常规开关所（站）、户外小型开关站、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处，完成开关柜的位置信号、电压、电流、有功功率和无功功率等。 、功率因数、电能等数据采集计算，分合闸，实现馈线开关的故障识别和隔离，恢复对非故障区的供电。

1.2

特征

1）机箱结构采用标准4U半（全）机箱，增强设计；

2）后插式接线方式，整体面板，全封闭设计；

3）率先采用基于CANBUS总线的智能插件解决方案，大大减少了插件之间的接线，完全避免了插件接触不良的隐患，设备运行可靠性高；

4）采用智能插件方案，使机箱主板标准化，便于生产和现场维护；

5) 设备不同型号的插件设计，保证不能相互插拔，提高整体安全性；

6）采用32位D浮点SP，系统性能先进；

7）采用16位A/D转换芯片，采样精度高；

8）采用大规模可编程逻辑芯片，减少外围电路，提高可靠性；

9) 大容量存储器设计，使留言和事故记录满足现场要求；

10）采用多层印制电路板和SMT表面贴装技术，器件抗干扰性能强；

11）测量电路精度软件自动校准，免调试，减少现场定期检查等维护时间；

12）超强的电磁兼容能力信号隔离器电路图，能够适应恶劣的工作环境；

13）强大的PC支持工具，完整灵活的分析软件，方便事故分析；

14）简单可靠的保护处理系统（DSP）与成熟的实时多任务操作系统相结合，既保证了功能的可靠性，又满足了网络通讯和人机界面的实时性；

15) 支持RS232/RS485、以太网等多种通讯接口，内置以太网使工程应用简单可靠；

16）支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104等标准协议；

17) 每台设备具有独立的掉电保持时钟系统和带时间同步脉冲的GPS时间同步系统。

1.3

功能

遥测

(1)交流电测量

Ia、Ib、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc、Un等的任意组合。一般Uab、Ucb接在开关两侧，用于监测馈线两端的供电情况。

(2)二表法或三表法，软件计算P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos∮等，根据主站需要上传；

(3) 上传保护Ia和Ic的记录；

(4)直流模拟量：两路，电池电压，温度等。

遥信

(1) 开关状态信号，SOE；

(2)切换储能信号和操作电源；

(3)压力信号等；

(4) 电池电压低报警；

(5) 保护动作及异常信号；

(6) 其他状态信号。

遥控

(1)停电后开关的分、合能进行2次以上；

(2) 电池维护；

(3)保护信号远程复位；

(4) 其他遥控器。

数据传输功能

可与上位站通信，将采集和处理后的信息向上发送，接受上位站的控制命令。

还有上级的上学时间。

其他终端的信息向上转发。

向上转发电能信息。

主动上传事故信息（可选功能）。

具有就地维护通讯接口。

通讯协议：支持DL/T 634.5101-2002（IEC60870-5-101）、DL/T634.5104-2002（IEC60870-5-104）、DL/T 451-91循环遥控协议、DNP3.0、SC1801、MODBUS和其他通信协议，并可以根据需要进行扩展。

通讯接口：RS-232/485、工业以太网、CAN。

通信信道：可支持光纤、载波、无线扩频、无线数传站、CDMA、GPRS、ADSL等多种通信方式，用户可以选择。

故障识别、隔离、恢复供电及保护

具有速断、延时过流（复合低电压）保护、重合闸功能，根据馈线自动化方案选用。

监测故障电流，记录过流时间和过流最大值，并上报配变所和配电总站。

配电变电站和主配电站根据各开关DTU上报的过流故障信息和开关跳闸信息，根据配电网变结构耗散拓扑模型判断故障区域，指出故障区域，并生成故障隔离命令序列和非故障区恢复命令序列。 自动或人机交互交付和执行。

本地操作

DTU 内有开、关按钮，实现就地操作。

有就地/远方控制选择开关、检修放电按钮等。

响铃功能

当DTU设置为联络开关时，根据PT一侧或两侧的电源状态，自动控制开关按设定值合闸。 当开关两侧有电时，禁止闭合联络开关。 如果需要联网操作，需要专门设置和确认主站。 当一侧失电时，根据FA方案和主站设置，允许自动闭合开关，自动控制开关快速恢复供电。

定值下载上传功能

快速判断值，使能；

过流设置、时间常数、使能；

重合闸时间、使能；

环网功能设置、取消。

本地维护功能

通过DTU上的标准通讯维护接口，使用专用维护软件进行调试和维护。

包括参数设置的配置和检查； 遥测、遥信、遥控、时间同步测试； 数据上传、通信等

自诊断、自恢复功能

具有自诊断功能，当发现DTU内存、时钟、I/O等异常时，会立即记录并上报。

具有上电自恢复功能。

电源UPS和电池维护功能

满足运行机构、终端设备和通信设备的功耗。

DTU采用双电源供电，一侧电源掉电后仍可继续工作。

通常，主电源为DTU供电，同时对电池进行浮充。 两侧电源失电后，由电池供电，DTU可连续工作24小时（电台除外）。

电池低电压警告保护功能。

电池自动维护：在规定的时间内，调度员发出电池维护命令，电池开始放电，电池电量不足时自动停止放电，自动切换到主电源，并为电池充电。 电池充电采用恒压限流充电，确保安全。

2.馈线终端单元（FTU）

FTU是安装在馈线开关旁边的开关监控装置。 这些馈线开关是指户外杆上开关，如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。 一般来说，需要一个FTU才能监控一个杆上开关。 主要原因是杆上开关大多分散安装。 如果架设在同一杆上，一个FTU可以监控两个杆上开关。

2.1

定义

FTU是安装在馈线开关旁边的开关监控装置。 这些馈线开关是指户外杆上开关，如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。 一般来说，需要一个FTU才能监控一个杆上开关。 主要原因是杆上开关大多分散安装。 如果架设在同一杆上，一个FTU可以监控两个杆上开关。

2.2

特征

FTU采用先进的DSP数字信号处理技术、多CPU集成技术、高速工业网络通信技术、嵌入式实时多任务操作系统，稳定性强、可靠性高、实时性好、适应性广环保，功能强大。 是集遥测、遥信、遥控、保护、通讯等功能为一体的新一代馈线自动化远传终端设备。 适用于城市、农村、企业配电网自动化工程，完成环网柜、杆上开关的监测、控制、保护、通信等自动化功能。 与配电变电站、主站配合，实现对配电线路非故障段供电的正常监测和故障识别、隔离恢复。

2.3

功能

遥测

(1)交流电测量

Ia、Ib、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc、Un等的任意组合。一般Uab、Ucb接在开关两侧，用于监测馈线两端的供电情况。

(2)二表法或三表法，软件计算P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos∮等，根据主站需要上传；

(3) 上传保护Ia和Ic的记录；

(4)直流模拟量：两路，电池电压，温度等。

遥信

(1) 开关状态信号，SOE；

(2)切换储能信号和操作电源；

(3)压力信号等；

(4) 电池电压低报警；

(5) 保护动作及异常信号；

(6) 其他状态信号。

遥控

(1)停电后开关的分、合能进行2次以上；

(2) 电池维护；

(3)保护信号远程复位；

(4) 其他遥控器。

数据传输功能

可与上位站通信，将采集和处理后的信息向上发送，接受上位站的控制命令。

还有上级的上学时间。

其他终端的信息向上转发。

向上转发电能信息。

主动上传事故信息（可选功能）。

具有就地维护通讯接口。

通讯协议：支持DL/T 634.5101-2002（IEC60870-5-101）、DL/T634.5104-2002（IEC60870-5-104）、DL/T 451-91循环遥控协议、DNP3.0、SC1801、MODBUS和其他通信协议，并可以根据需要进行扩展。

通讯接口：RS-232/485、工业以太网、CAN。

通信信道：可支持光纤、载波、无线扩频、无线数传站、CDMA、GPRS、ADSL等多种通信方式，用户可以选择。

故障识别、隔离、电源恢复和保护

具有速断、延时过流（复合低电压）保护、重合闸功能，根据馈线自动化方案选用。

监测故障电流，记录过流时间和过流最大值，并上报配变所和配电总站。

配电变电站和主配电站根据各开关FTU上报的过流故障信息和开关跳闸信息，根据配电网变结构耗散拓扑模型判断故障区域，指出故障区域，生成故障隔离命令序列和非故障区恢复命令序列。 自动或人机交互交付和执行。

本地操作

FTU内有分合闸按钮，实现就地操作。

有就地/远方控制选择开关、检修放电按钮等。

响铃功能

当FTU设置为接触开关时，根据PT一侧或两侧的电源状态，自动控制开关按设定值闭合闭合。 当开关两侧有电时，禁止闭合联络开关。 如果需要联网操作，需要专门设置和确认主站。 当一侧失电时，根据FA方案和主站设置，允许自动闭合开关，自动控制开关快速恢复供电。

定值下载上传功能

快速判断值，使能；

过流设置、时间常数、使能；

重合闸时间、使能；

环网功能设置、取消。

本地维护功能

通过FTU上的标准通讯维护接口，使用专用维护软件进行调试和维护。

包括参数设置的配置和检查； 遥测、遥信、遥控、时间同步测试； 数据上传、通信等

自诊断、自恢复功能

具有自诊断功能，当发现FTU内存、时钟、I/O等异常时，会立即记录并上报。

具有上电自恢复功能。

电源UPS和电池维护功能

满足运行机构、终端设备和通信设备的功耗。

FTU采用双电源供电，一侧电源掉电后仍可继续工作。

通常，主电源为FTU供电，同时对电池进行浮充。 两侧电源失电后，由电池供电，FTU可连续工作24小时（电台除外）。

电池低电压警告保护功能。

电池自动维护：在规定的时间内，调度员发出电池维护命令，电池开始放电，电池电量不足时自动停止放电，自动切换到主电源，并为电池充电。 电池充电采用恒压限流充电，确保安全。

3、配变终端设备（TTU）

TTU监测并记录配电变压器的运行状况，根据三相电压电流采样值每1~2分钟计算一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能低压侧、无功功率等运行参数，记录并保存一段时间（一周或一个月）和上述阵列在典型日的全点值，电压的最大值和最小值和电流及其发生时间、电源中断时间和恢复时间，记录的数据存储在设备的非易失性存储器中，设备断电时记录的内容不会丢失。 配电网主站通过通信系统定时读取TTU测量值和历史记录，及时发现变压器过载、停电等运行问题。 配电网规划和事故分析提供基础数据。 如不具备通讯条件，可每隔一周或一个月用掌上电脑在现场读取记录，事后传送到配网主站或其他分析系统。 TTU的组成与FTU类似。 由于它只有数据采集、记录和通讯功能，没有控制功能，结构就简单多了。 为了简化设计，降低成本，TTU采用配电变压器低压侧直接变压整流供电，不配备蓄电池。 当现场有无功补偿电容器组时，为避免重复投资，TTU应增加电容器投切控制功能。

3.1 定义

TTU监测并记录配电变压器的运行状况，根据三相电压电流采样值每1~2分钟计算一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能低压侧、无功功率等运行参数，记录并保存一段时间（一周或一个月）和上述阵列在典型日的全点值，电压的最大值和最小值和电流及其发生时间、电源中断时间和恢复时间，记录的数据存储在设备的非易失性存储器中，设备断电时记录的内容不会丢失。 配电网主站通过通信系统定时读取TTU测量值和历史记录，及时发现变压器过载、停电等运行问题。 配电网规划和事故分析提供基础数据。 如不具备通讯条件，可每隔一周或一个月用掌上电脑在现场读取记录，事后传送到配网主站或其他分析系统。

3.2 特点

适用于供电公司、县级电力公司、发电厂、工矿企业、军队院校、农村乡镇电力管理所、100-500KVA配变电站的监控和电能计量。 所有数据均可通过GPRS通讯网络传送至用电管理中心，为低压配电网的优化提供最真实准确的决策依据。

3.3 功能

■ “四合一”综合功能

集计量、电能质量监测、配变工况监测、无功补偿四大功能于一体。

■智能无功补偿

智能电容器自成体系，电容器自动投切，实现自动无功补偿

■组网灵活

符合国家电网公司和南方电网公司现行配变监控系统规定，方便接入电力公司现有的负荷管理系统和配电管理系统，提供完整的电压和无功实时信息，并能还独立形成实时无功功率信息系统

■简单工程

装置结构简单，内部接线少而清晰，电容积木式组合，安装维护方便，补偿容量优化调整更方便

4.远程终端单元（RTU）

4.1 定义

RTU（Remote Terminal Unit）是一种远程测控单元设备，负责对现场信号和工业设备进行监测和控制。 与常用的可编程逻辑控制器PLC相比，RTU通常具有出色的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温湿度环境，提供更多的计算功能。 正是由于RTU的完善功能，RTU产品才在SCADA系统中得到广泛应用。

远程终端单元（RTU）是安装在远程站点的电子设备，用于监视和测量安装在远程站点的传感器和设备。 RTU 将测量的状态或信号转换成可以在通信介质上发送的数据格式。 它还将中央计算机发来的数据转换成指令，实现对设备的功能控制。

4.2 特点

(1)通讯距离远；

(2)用于各种环境恶劣的工业现场；

(3)模块化结构设计，易于扩展；

(4)广泛应用于水利、电力调度、市政调度等具有遥信、遥测、遥控的行业。

4.3 功能

(1) 采集状态量并传送至远方，光电隔离，遥信位移优先传送；

(2) 采集数据量并传送至远方，光电隔离；

(3)直接采集系统工频功率，实现电压、电流、有功功率和无功功率的测量并传送到远方，并可计算正反向功率；

(4)采集脉冲电能远传，光电隔离；

(5)接收并实施远程控制，返校；

(6) 程序自恢复；

(7) 设备自诊断（故障诊断到插件级）；

(8) 设备自调整；

（九）渠道监控；

(10) 接收并执行远程调整；

(11) 接收并执行时间校准命令（可选含GPS时间校准功能）；

(12) 与两个或多个主站通信；

(13) 收集事件序列记录并发送到远方；

(14) 提供多个数字接口和多个模拟接口；

(15) 可以对每个接口特性进行远程/本地设置；

(16) 提供多种通讯协议，每个接口可根据远程/本地设置传输不同协议的数据；

(17)接受远程指令，选择发送各种信息；

(18) 可转发多个子站的远动信息；

(19)本地显示功能信号隔离器电路图，本地界面带隔离器；

(20)支持与扩频、微波、卫星、载波等设备通信；

(21) 多种协议可选、同时运行，如DL451-91 CDT协议，通进应支持POLLING协议等国际标准协议（如DNP3.0、SC1801、101协议）；

(22) 可通过电信网络和电力系统通道进行远程设置。

主要区别：DTU是SOCKET连接的客户端。 因此，仅靠DTU并不能完成数据的无线传输，需要配合后台软件使用。 FTU和RTU有以下区别： FTU体积小，数量多，可以放在室外馈线上。 配备变送器，直接交流采样，耐高温、耐严寒，适应室外恶劣环境； 环境要求高； FTU采集数据量小，通信速率要求低，可靠性要求高； 而RTU采集数据量大，通信速率高，可靠性要求高，有专用通道。 TTU是一个单一的功能单元，它只收集和控制配电变压器的信息。