配網(wǎng)自動化系統(tǒng)一般由下列層次組成：配電主站、配電子站（常設(shè)在變電站內(nèi)，可選配）、配電遠方終端（FTU、DTU、TTU等）和通信網(wǎng)絡(luò)。配電主站位于城市調(diào)度中心，配電子站部署于110kV/35kV變電站，子站負責與所轄區(qū)域DTU/TTU/FTU等電力終端設(shè)備通信，主站負責與各個子站之間通信。

1、開閉所終端設(shè)備（DTU）

DTU一般安裝在常規(guī)的開閉所（站）、戶外小型開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、小型變電站、箱式變電站等處，完成對開關(guān)設(shè)備的位置信號、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量等數(shù)據(jù)的采集與計算，對開關(guān)進行分合閘操作，實現(xiàn)對饋線開關(guān)的故障識別、隔離和對非故障區(qū)間的恢復(fù)供電，部分DTU還具備保護和備用電源自動投入的功能。

1.1

定義

DTU一般安裝在常規(guī)的開閉所（站）、戶外小型開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、小型變電站、箱式變電站等處，完成對開關(guān)設(shè)備的位置信號、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量等數(shù)據(jù)的采集與計算，對開關(guān)進行分合閘操作，實現(xiàn)對饋線開關(guān)的故障識別、隔離和對非故障區(qū)間的恢復(fù)供電。

1.2

特點

1） 機箱結(jié)構(gòu)采用標準4U半（全）機箱，增強型設(shè)計；

2）采用后插拔接線方式，整體面板，全封閉設(shè)計；

3） 率先采用基于CANBUS總線的智能插件方案，極大地減少了插件間接線，完全避免了插件接觸不良的隱患，裝置運行可靠性高；

4）智能插件方案的采用，使機箱母板標準化，便于生產(chǎn)及現(xiàn)場維護；

5）裝置不同類插件在結(jié)構(gòu)設(shè)計時保證不能互插，提高整體安全性；

6）采用32位D浮點型SP，系統(tǒng)性能先進；

7）采用16位A/D轉(zhuǎn)換芯片，采樣精度高；

8）采用大規(guī)?？?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/1315/" target="_blank">編程邏輯芯片，減少外圍電路，提高可靠性；

9）大容量存儲器設(shè)計，使得報文及事故錄波完全現(xiàn)場需求；

10）采用多層印制板電路和SMT表面貼裝技術(shù)，裝置的抗干擾性能強；

11）測量回路精度軟件自動校準，免調(diào)試，減小現(xiàn)場定檢等維護時間；

12）超強的電磁兼容能力，能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境；

13）功能強大的PC支持工具，具有完善靈活的分析軟件，便于事故分析；

14）簡單可靠的保護處理系統(tǒng)（DSP）與成熟的實時多任務(wù)操作系統(tǒng)相結(jié)合，既保證功能可靠性，又能滿足網(wǎng)絡(luò)通訊、人機界面的實時性；

15）支持RS232/RS485、Enthernet等多種通訊接口，內(nèi)置Enthernet使得工程應(yīng)用簡單、可靠；

16）支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104等標準規(guī)約；

17）各裝置獨立的掉電保持時鐘系統(tǒng)及帶對時脈沖的GPS對時系統(tǒng)。

1.3

功能

遙測

（1）交流電氣測量

Ia、Ib 、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc，Un等任意組合，一般Uab和Ucb分別取開關(guān)兩側(cè)，監(jiān)視饋線兩端的供電情況。

（2）兩表法或三表法，軟件計算出P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos∮等，根據(jù)主站需要上傳；

（3）保護Ia、Ic的記錄上傳；

（4）直流模擬量：兩路，電池電壓、溫度等。

遙信

（1）開關(guān)狀態(tài)信號， SOE；

（2）開關(guān)儲能信號、操作電源；

（3）壓力信號等；

（4）電池低電壓告警；

（5）保護動作和異常信號；

（6）其他狀態(tài)信號。

遙控

（1）開關(guān)的分合，失電后可進行2次以上分合操作；

（2）電池的維護；

（3）保護信號遠方復(fù)歸；

（4）其他遙控。

數(shù)據(jù)傳輸功能

能與上級站進行通信，將采集和處理信息向上發(fā)送并接受上級站的控制命令。

和上級的校時。

其他終端的信息向上轉(zhuǎn)發(fā)。

電能量信息向上轉(zhuǎn)發(fā)。

主動上傳事故信息（可選功能）。

具有當?shù)鼐S護通信接口。

通信規(guī)約：支持DL/T 634.5101-2002（IEC60870-5-101）、DL/T634.5104-2002（IEC60870-5-104）、DL/T 451-91循環(huán)式遠動規(guī)約、DNP3.0、SC1801、MODBUS等多種通信規(guī)約，并可按需要進行擴充。 通信接口：RS-232/485、工業(yè)以太網(wǎng)、CAN。

通信信道：可支持光纖、載波、無線擴頻、無線數(shù)傳電臺、CDMA、GPRS以及ADSL等多種通訊形式，由用戶任選。

故障識別、隔離隔離恢復(fù)供電及保護

具有速斷、延時過電流（復(fù)合低電壓）保護、重合閘功能 ，根據(jù)饋線自動化方案選配。

監(jiān)測故障電流，記錄過電流時間、過電流最大值，上報配電子站、配電主站。

配電子站、配電主站根據(jù)各開關(guān)DTU上報過電流故障信息和開關(guān)跳閘信息，按照配電網(wǎng)變結(jié)構(gòu)耗散拓撲模型，進行故障區(qū)域判斷，指出故障區(qū)域，生成故障隔離命令序列和非故障區(qū)域恢復(fù)供電命令序列。自動或人機交互下發(fā)執(zhí)行。

就地操作

DTU內(nèi)有分、合閘按鈕，實現(xiàn)就地操作。

有就地/遙控選擇開關(guān)，維護放電按鈕等。

環(huán)網(wǎng)功能

當DTU設(shè)置為聯(lián)絡(luò)開關(guān)時，根據(jù)一側(cè)或二側(cè)PT受電狀態(tài)，按整定值自動控制開關(guān)合分。在開關(guān)雙側(cè)有電時，禁止聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘。需要聯(lián)網(wǎng)運行的，主站要進行專門設(shè)置和確認。當一側(cè)失電時，根據(jù)FA方案和主站的設(shè)置，允許自動合閘的，自動控制合閘，以迅速地恢復(fù)供電。

定值下裝、上傳功能

速斷定值、使能；

過電流定值，時間常數(shù)、使能；

重合閘時間、使能；

環(huán)網(wǎng)功能設(shè)置、取消。

當?shù)鼐S護功能

通過DTU上的標準通信維護接口，利用專用維護軟件進行調(diào)試及維護。

包括參數(shù)定值配置、檢查；遙測、遙信、遙控、對時測試召測；數(shù)據(jù)上傳、通信等。

自診斷、自恢復(fù)功能

具有自診斷功能，當發(fā)現(xiàn)DTU的內(nèi)存、時鐘、I/O等異常，馬上記錄并上報。

具有上電自恢復(fù)功能。

電源UPS和電池維護功能

滿足操作機構(gòu)、終端設(shè)備和通信裝置用電。

DTU雙電源供電，一側(cè)電源失電后仍可持續(xù)工作。

平時由主電源給DTU供電，同時給電池浮充。雙側(cè)電源失電后由電池供電，DTU可繼續(xù)工作24小時（電臺除外）。

電池低電壓告警保護功能。

電池自動維護：在規(guī)定的時間內(nèi)由調(diào)度員下發(fā)電池維護命令，電池開始放電，電池低電壓時自動停止放電，自動切換由主電源供電，并給蓄電池充電。電池充電采用恒壓限流充電，確保安全。

2、饋線終端設(shè)備（FTU）

FTU 是裝設(shè)在饋線開關(guān)旁的開關(guān)監(jiān)控裝置。這些饋線開關(guān)指的是戶外的柱上開關(guān)，例如10kV線路上的斷路器、負荷開關(guān)、分段開關(guān)等。一般來說，1臺FTU要求能監(jiān)控1臺柱上開關(guān)，主要原因是柱上開關(guān)大多分散安裝，若遇同桿架設(shè)情況，這時可以1臺FTU監(jiān)控兩臺柱上開關(guān)。

2.1

定義

FTU 是裝設(shè)在饋線開關(guān)旁的開關(guān)監(jiān)控裝置。這些饋線開關(guān)指的是戶外的柱上開關(guān)，例如10kV線路上的斷路器、負荷開關(guān)、分段開關(guān)等。一般來說，1臺FTU要求能監(jiān)控1臺柱上開關(guān)，主要原因是柱上開關(guān)大多分散安裝，若遇同桿架設(shè)情況，這時可以1臺FTU監(jiān)控兩臺柱上開關(guān)。

2.2

特點

FTU采用了先進的DSP 數(shù)字信號處理技術(shù)、多CPU集成技術(shù)、高速工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，采用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，穩(wěn)定性強、可靠性高、實時性好、適應(yīng)環(huán)境廣、功能強大，是一種集遙測、遙信、遙控、保護和通信等功能于一體的新一代饋線自動化遠方終端裝置。適用于城市、農(nóng)村、企業(yè)配電網(wǎng)的自動化工程，完成環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)的監(jiān)視、控制和保護以及通信等自動化功能。配合配電子站、主站實現(xiàn)配電線路的正常監(jiān)控和故障識別、隔離和非故障區(qū)段恢復(fù)供電。

2.3

功能

遙測

（1）交流電氣測量

Ia、Ib 、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc，Un等任意組合，一般Uab和Ucb分別取開關(guān)兩側(cè)，監(jiān)視饋線兩端的供電情況。

（2）兩表法或三表法，軟件計算出P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos∮等，根據(jù)主站需要上傳；

（3）保護Ia、Ic的記錄上傳；

（4）直流模擬量：兩路，電池電壓、溫度等。

遙信

（1）開關(guān)狀態(tài)信號， SOE；

（2）開關(guān)儲能信號、操作電源；

（3）壓力信號等；

（4）電池低電壓告警；

（5）保護動作和異常信號；

（6）其他狀態(tài)信號。

遙控

（1）開關(guān)的分合，失電后可進行2次以上分合操作；

（2）電池的維護；

（3）保護信號遠方復(fù)歸；

（4）其他遙控。

數(shù)據(jù)傳輸功能

能與上級站進行通信，將采集和處理信息向上發(fā)送并接受上級站的控制命令。

和上級的校時。

其他終端的信息向上轉(zhuǎn)發(fā)。

電能量信息向上轉(zhuǎn)發(fā)。

主動上傳事故信息（可選功能）。

具有當?shù)鼐S護通信接口。

通信規(guī)約：支持DL/T 634.5101-2002（IEC60870-5-101）、DL/T634.5104-2002（IEC60870-5-104）、DL/T 451-91循環(huán)式遠動規(guī)約、DNP3.0、SC1801、MODBUS等多種通信規(guī)約，并可按需要進行擴充。

通信接口：RS-232/485、工業(yè)以太網(wǎng)、CAN。

通信信道：可支持光纖、載波、無線擴頻、無線數(shù)傳電臺、CDMA、GPRS以及ADSL等多種通訊形式，由用戶任選。

故障識別、隔離、恢復(fù)供電及保護

具有速斷、延時過電流（復(fù)合低電壓）保護、重合閘功能，根據(jù)饋線自動化方案選配。

監(jiān)測故障電流，記錄過電流時間、過電流最大值，上報配電子站、配電主站。

配電子站、配電主站根據(jù)各開關(guān)FTU上報過電流故障信息和開關(guān)跳閘信息，按照配電網(wǎng)變結(jié)構(gòu)耗散拓撲模型，進行故障區(qū)域判斷，指出故障區(qū)域，生成故障隔離命令序列和非故障區(qū)域恢復(fù)供電命令序列。自動或人機交互下發(fā)執(zhí)行。

就地操作

FTU內(nèi)有分、合閘按鈕，實現(xiàn)就地操作。

有就地/遙控選擇開關(guān)，維護放電按鈕等。

環(huán)網(wǎng)功能

當FTU設(shè)置為聯(lián)絡(luò)開關(guān)時，根據(jù)一側(cè)或二側(cè)PT受電狀態(tài)，按整定值自動控制開關(guān)合分。在開關(guān)雙側(cè)有電時，禁止聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘。需要聯(lián)網(wǎng)運行的，主站要進行專門設(shè)置和確認。當一側(cè)失電時，根據(jù)FA方案和主站的設(shè)置，允許自動合閘的，自動控制合閘，以迅速地恢復(fù)供電。

定值下裝、上傳功能

速斷定值、使能；

過電流定值，時間常數(shù)、使能；

重合閘時間、使能；

環(huán)網(wǎng)功能設(shè)置、取消。

當?shù)鼐S護功能

通過FTU上的標準通信維護接口，利用專用維護軟件進行調(diào)試及維護。

包括參數(shù)定值配置、檢查；遙測、遙信、遙控、對時測試召測；數(shù)據(jù)上傳、通信等。

自診斷、自恢復(fù)功能

具有自診斷功能，當發(fā)現(xiàn)FTU的內(nèi)存、時鐘、I/O等異常，馬上記錄并上報。

具有上電自恢復(fù)功能。

電源UPS和電池維護功能

滿足操作機構(gòu)、終端設(shè)備和通信裝置用電。

FTU雙電源供電，一側(cè)電源失電后仍可持續(xù)工作。

平時由主電源給FTU供電，同時給電池浮充。雙側(cè)電源失電后由電池供電，F(xiàn)TU可繼續(xù)工作24小時（電臺除外）。

電池低電壓告警保護功能。

電池自動維護：在規(guī)定的時間內(nèi)由調(diào)度員下發(fā)電池維護命令，電池開始放電，電池低電壓時自動停止放電，自動切換由主電源供電，并給蓄電池充電。電池充電采用恒壓限流充電，確保安全。

3、配變終端設(shè)備（TTU）

TTU監(jiān)測并記錄配電變壓器運行工況，根據(jù)低壓側(cè)三相電壓、電流采樣值，每隔1～2分鐘計算一次電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等運行參數(shù)，記錄并保存一段時間（一周或一個月）和典型日上述數(shù)組的整點值，電壓、電流的最大值、最小值及其出現(xiàn)時間，供電中斷時間及恢復(fù)時間，記錄數(shù)據(jù)保存在裝置的不揮發(fā)內(nèi)存中，在裝置斷電時記錄內(nèi)容不丟失。配網(wǎng)主站通過通信系統(tǒng)定時讀取TTU測量值及歷史記錄，及時發(fā)現(xiàn)變壓器過負荷及停電等運行問題，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析電壓合格率、供電可靠性以及負荷特性，并為負荷預(yù)測、配電網(wǎng)規(guī)劃及事故分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如不具備通信條件，使用掌上電腦每隔一周或一個月到現(xiàn)場讀取記錄，事后轉(zhuǎn)存到配網(wǎng)主站或其它分析系統(tǒng)。TTU構(gòu)成與FTU類似，由于只有數(shù)據(jù)采集、記錄與通信功能，而無控制功能，結(jié)構(gòu)要簡單得多。為簡化設(shè)計及減少成本，TTU由配變低壓側(cè)直接變壓整流供電，不配備蓄電池。在就地有無功補償電容器組時，為避免重復(fù)投資，TTU要增加電容器投切控制功能。

3.1定義

TTU監(jiān)測并記錄配電變壓器運行工況，根據(jù)低壓側(cè)三相電壓、電流采樣值，每隔1～2分鐘計算一次電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等運行參數(shù)，記錄并保存一段時間（一周或一個月）和典型日上述數(shù)組的整點值，電壓、電流的最大值、最小值及其出現(xiàn)時間，供電中斷時間及恢復(fù)時間，記錄數(shù)據(jù)保存在裝置的不揮發(fā)內(nèi)存中，在裝置斷電時記錄內(nèi)容不丟失。配網(wǎng)主站通過通信系統(tǒng)定時讀取TTU測量值及歷史記錄，及時發(fā)現(xiàn)變壓器過負荷及停電等運行問題，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析電壓合格率、供電可靠性以及負荷特性，并為負荷預(yù)測、配電網(wǎng)規(guī)劃及事故分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如不具備通信條件，使用掌上電腦每隔一周或一個月到現(xiàn)場讀取記錄，事后轉(zhuǎn)存到配網(wǎng)主站或其它分析系統(tǒng)。

3.2特點

適用于供電公司、縣級電力公司、發(fā)電廠、工礦企業(yè)、部隊院校、農(nóng)村鄉(xiāng)電管站、100-500KVA配電變壓器臺變的監(jiān)測與電能計量，配合用電監(jiān)察進行線損考核，還能通過GPRS通信網(wǎng)絡(luò)將所有數(shù)據(jù)送到用電管理中心，為低壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化進行提供最真實最準確的決策依據(jù)。

3.3功能

■ “四合一”綜合功能

集計量、電能質(zhì)量監(jiān)測、配變工況監(jiān)測、無功補償四項功能于一體。

■ 智能無功補償

智能式電容器可自成系統(tǒng)，電容器自動投切，實現(xiàn)自動無功補償

■ 組網(wǎng)靈活

遵循國家電網(wǎng)公司與南網(wǎng)公司現(xiàn)行配變監(jiān)測系統(tǒng) 規(guī)約，方便接入電力企業(yè)現(xiàn)有的負荷管理系統(tǒng)與配電管理系統(tǒng)，提供完整的電壓無功實時信息，亦可獨立組成無功實時信息系統(tǒng)

■ 工程簡便

裝置 結(jié)構(gòu)簡潔，內(nèi)部接線少而清晰，電容器積木式組合，便于安裝、維護，更方便優(yōu)化調(diào)整補償容量

4、遠程終端設(shè)備（RTU）

4.1定義

RTU（Remote Terminal Unit）是一種遠端測控單元裝置，負責對現(xiàn)場信號、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制。與常用的可編程控制器PLC相比，RTU通常要具有優(yōu)良的通訊能力和更大的存儲容量，適用于更惡劣的溫度和濕度環(huán)境，提供更多的計算功能。正是由于RTU完善的功能，使得RTU產(chǎn)品在SCADA系統(tǒng)中得到了大量的應(yīng)用。

遠程終端設(shè)備（RTU）是安裝在遠程現(xiàn)場的電子設(shè)備，用來監(jiān)視和測量安裝在遠程現(xiàn)場的傳感器和設(shè)備。RTU將測得的狀態(tài)或信號轉(zhuǎn)換成可在通信媒體上發(fā)送的數(shù)據(jù)格式。它還將從中央計算機發(fā)送來得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成命令，實現(xiàn)對設(shè)備的功能控制。

4.2特點

（1）通訊距離較長；

（2）用于各種環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場；

（3）模塊結(jié)構(gòu)化設(shè)計，便于擴展 ；

（4）在具有遙信、遙測、遙控領(lǐng)域的水利，電力調(diào)度，市政調(diào)度等行業(yè)廣泛使用。

4.3功能

（1） 采集狀態(tài)量并向遠方發(fā)送，帶有光電隔離，遙信變位優(yōu)先傳送；

（2） 采集數(shù)據(jù)量并向遠方發(fā)送，帶有光電隔離；

（3） 直接采集系統(tǒng)工頻電量，實現(xiàn)對電壓、電流、有功、無功的測量并向遠方發(fā)送 ，可計算正反向電度；

（4） 采集脈沖電度量并向遠方發(fā)送，帶有光電隔離；

（5） 接收并執(zhí)行遙控及返校；

（6） 程序自恢復(fù)；

（7） 設(shè)備自診斷（故障診斷到插件級）；

（8） 設(shè)備自調(diào)；

（9） 通道監(jiān)視；

（10） 接收并執(zhí)行遙調(diào)；

（11） 接收并執(zhí)行校時命令（包括GPS對時功能 選配）；

（12） 與兩個及兩個以上的主站通訊；

（13） 采集事件順序記錄并向遠方發(fā)送；

（14） 提供多個數(shù)字接口及多個模擬接口；

（15） 可對每個接口特性進行遠方/當?shù)卦O(shè)置；

（16） 提供若干種通信規(guī)約，每個接口可以根據(jù)遠方/當?shù)卦O(shè)置傳輸不同規(guī)約的數(shù)據(jù)；

（17） 接受遠方命令，選擇發(fā)送各類信息；

（18） 可轉(zhuǎn)發(fā)多個子站遠動信息；

（19） 當?shù)仫@示功能，當?shù)亟涌谟懈綦x器；

（20） 支持與擴頻、微波、衛(wèi)星、載波等設(shè)備的通訊；

（21） 選配及多規(guī)約同時運行，如DL451-91 CDT規(guī)約，同進應(yīng)支持POLLING規(guī)約和其他國際標準規(guī)約（如DNP3.0、SC1801、101規(guī)約）；

（22） 可通過電信網(wǎng)和電力系統(tǒng)通道進行遠方設(shè)置。

主要區(qū)別：DTU是SOCKET連接的客戶端。因此只有DTU是不能完成數(shù)據(jù)的無線傳輸?shù)?，還需要有后臺軟件的配合一起使用。FTU與RTU有以下區(qū)別：FTU體積小、數(shù)量多，可安置在戶外饋線上，設(shè)有變送器，直接交流采樣，抗高溫，耐嚴寒，適應(yīng)戶外惡劣的環(huán)境；而RTU安裝在戶內(nèi)，對環(huán)境要求高；FTU采集的數(shù)據(jù)量小，通信速率要求較低，可靠性要求較高；而RTU采集的數(shù)據(jù)量大，通信速率較高，可靠性要求高，有專用通道。TTU則是單一功能單元，僅對配電變壓器的信息采集和控制。

審核編輯 ：李倩