配电自动化中详细的DTU、FTU、TTU、 RTU的技术规范

配电自动化中详细的DTU、FTU、TTU、 RTU的技术规范

一、DTU（开闭所终端设备）

DTU站所终端由主站、通信网络、终端装置三部分组成。配网自动化系统的终端装置，一般称为配电自动化终端或配网自动化终端。一般配备一套独立的通信电源集中组屏安装，可直接采集配网实时运行数据并上送给配网自动化系统，使上级主站系统能随时监视配网运行情况并作出正确的决策。

技术要求：站所终端DTU通常配备一套独立的通信电源集中组屏，能够直接采集配网的实时运行数据并上送给配网自动化系统。这一功能使得上级主站系统能够随时监控配网的运行情况，并作出正确的决策。同时，通过主站系统对配网设备进行遥控操作，可以显著缩短故障处理时间并降低人工维护成本。

站所终端DTU的基本功能主要实现传统RTU的“三遥”（遥测、遥信、遥控）。配电终端能够测量正常运行状态下的电压、电流、有功、无功、视在功率、功率因数、有功电度、无功电度、频率以及零序、负序电压与电流等反应系统不平衡程度的电气量。此外，它还能接入直流输入量，主要用于监视使用的蓄电池的电压与供电电流。遥信主要是接入配电开关辅助接点信号、储能机构储能正常信号、装置控制的“软压板”（如当地/远方控制压板）信号等。遥控包括配电开关合闸与跳闸输出（SBO—即需要预先选择遥控输出）外，还包括用于蓄电池活化控制等功能的开关量输出。一般来说，配电终端不要求模拟量输出，线路变压器调压控制、无功补偿电容的投切等配电设备调节功能通过开关量输出信号控制。配网自动化系统由主站、通信网络、终端装置三部分组成。配网自动化系统的终端装置，一般称为配电自动化终端或配网自动化终端，用于中压配电网中的开闭所、重合器、柱上分段开关、环网柜、配电变压器、线路调压器、无功补偿电容器的监视与控制。这些终端装置与配网自动化主站通信，提供配电网运行控制及管理所需的数据，并执行主站给出的对配网设备进行调节控制的指令。配电终端是配网自动化系统的基本组成单元，其性能与可靠性直接影响到整个系统能否有效地发挥作用。

二、RTU（远程终端单元）

全名RTU发电厂 、变电站远动监控终端，RTU是一套基于分层分布型以太网结构设计的可扩展、可升级、可配置、带触摸显示屏，符合IEC61850标准、具有即插即用、智能配置组态的远方终端设备，可以作为智能电网中对各类变电站、发电厂进行远方监控、测量及自动控制的平台。

基本常识概念，RTU发电厂和变电站远动监控终端，网络的分层分布型可扩展体系结构特点包括：通信主机单元与I/O单元通过网络和高速链路连接；从最小一个I/O单元扩展至256个单元超过20,000点I/O；支持冗余I/O单元及3取2机制满足更高安全控制的要求。

通信主机强大的通信连接能力体现在：4个100 Base T /FX、4个1000 Base T /FX网络接口，每个网口独立的IP地址，实现与不同的EMS/DMS主站、服务器和IEC设备进行网络通信；4个RS232、4个RS485接口，可扩展至8个RS232 和8个RS485接口；以太网和CAN总线可以连接多达256个I/O单元；支持IEC61850、IEC870-5-101/102/103/104、DNP、Modbus、TCP/Modbus等标准的应用层传输协议；支持WiFi、GPRS、3G/4G移动网络传输。

高性能的嵌入式SOC和软件技术方面，通信单元采用TI AM4379 1.2GHz ARM A9处理器和Linux实时操作系统，配备1GB RAM、1GB Flash、TF Flash卡存储器；I/O单元采用NXP LPC4357 ARM/DSP 204MHz M4处理器和uCos实时操作系统，配备64MB RAM、8MB Flash、TF Flash卡存储器；专用的LAN交换处理芯片。

高速高精度的数据采集和安全控制特性包括：16位高速同步A/D转换实现高精度的交流/直流电流、电压、温度等数据采集；1ms精度的事件顺序记录和传送；双接点输出，SBO控制输出，直接控制输出；实时数据记录、历史数据记录、监视、处理、传送功能。

高精度同步时钟方面，提供IEEE1588网络时钟同步以及IRIG-B和GPS时钟同步。

可靠的性能和结构体现在：冗余/并行运行方式的通信管理主机，可以双机并列运行也可以主备切换运行；可选择双电源模块，冗余的通信主机电源和I/O单元电源；主机与I/O单元间双路并行的高速通信网路；自诊断和自恢复功能；符合IEC、IEEE等在高电压环境下控制设备的安全防护性能的规范要求；-40℃—80℃户内/外安装，高电压、强磁场运行环境，免维护高可靠的性能，MTBF〉5万小时。

智能化可视界面特点包括：带9寸真彩屏，可视化监测RTU主机设备系统实时数据；带9寸真彩屏，可视化监测I/O单元设备系统实时数据；监视通道程序，实时监控主机与I/O通讯通断情况；带按键、触摸功能，方便快捷定位到主机、I/O单元运行概况；大容量存储内存，一步到位检查主机、I/O模块最原始的历史数据记录；兼容各种型号探针，满足网安接入的一切需求。同时，兼容GE的D20/D200 RTU。

三、TTU（配电变压器终端设备）

配电变压器监测终端装置（TTU）是配电自动化系统的重要核心组成单元。终端装置采用高速工业网络通信技术、嵌入式工业芯片组和多任务实时操作系统，稳定性强、可靠性高、实时性好、环境性广、功能强大，是一种集遥测、遥信、遥控、计量和通信等功能于一体的新一代微机型配电变压器自动化远方终端装置。

配电变压器监测终端装置（TTU）采用高性能32位ARM9内核硬件平台，自主嵌入式操作系统，具有强大的功能扩展和系统升级的空间。能通过串行口，无线模块（GPRS）或以太网有线网络与主站交换数据。具有超大数据存储空间，并能保证停电后数据可保存10年不丢失。终端采用大屏幕液晶显示，还具有远红外、RS485等通讯接口。完备的自恢复电路设计，确保设备正常工作。

基本常识概念，终端设备具备高级实时数据采集能力，能够精确采集和计算三相电压、电流、功率、需量及有无功电量等关键参数，并可处理6组开关量变位信号。其电压监测统计功能详尽记录月度和日度的各相别电压合格率，同时累积记录电压偏差超限时间。谐波监测方面，该设备能实时监测分相谐波电压总畸变率和2至13次谐波电压/电流幅值，每日统计包括最大值、最小值、平均值、95%值在内的关键数据，并记录实测值次数和超标次数。

自动无功补偿控制功能通过可选的无功功率、无功电流或电压等物理量实现投切控制，具备延时投入、延时切除及加速切除功能，用户可自定义相关设定值。通讯接口丰富，支持远程无线通信模块、就地以太网通信模块、RS-232、RS-485等多种通讯方式。

在电源管理上，采用超级电容作为后备电源，确保主电源故障时无缝切换，维持终端运行超过10分钟，并保证与主站完成至少三次的数据上报。自动恢复功能使得终端在重新上电或复位后能迅速回到原有设置，恢复时间不超过20秒。对时功能精准，支持通过以太网络、4G、3G、GPRS或CDMA等多种方式进行远程对时，时钟精度每24小时误差控制在2秒以内。

配变保护功能全面，与台区低压空气开关、剩余电流动作保护器配合，实现过流、过载、过压、欠压、剩余电流等多重保护和警告，同时完成记录储存和主动上报。安全防护方面，采用国家密码管理局认证的硬件安全模块，确保数据传输的安全性。

技术参数方面，设备拥有6路遥信量和4路遥控量输出，交流采样精度高达±0.5%，并提供有功1S级和无功2.0级的电能计量精度。内置存储容量为32MB，支持长达10年的数据保存和时钟掉电保持。整机功耗极低，工作条件适应范围广，MTBF超过80000小时，确保长期稳定运行。安装方式灵活，采用壁挂式设计，尺寸为280×180×85mm(高×宽×厚)，满足不同应用场景的需求。

四、FTU（馈线终端设备）

FTU终端是针对10KV配电网中的柱上开关的监控和保护而研发的产品，具备故障检测功能、保护控制功能和通信功能（配置通信模块后），适合在10kV架空配电线路用户进户线的责任分界点处和符合要求的分支线路上安装的开关配套。终端与柱上开关、电压互感器组成成套设备，配套后可实现自动切除被控支线的单相接地故障和自动隔离被控支线的相间短路故障。

基本常识概念，FTU终端具备快速切除界内故障的能力，其速断动作时间小于30毫秒。这款32位微机型的继电保护及监控装置不仅预留了以太网通讯接口以满足电力系统信息化的需求，还集成了保护和监控功能。通过GPRS方式与监控中心通信，并能够与预付费电能表配合实现预付费控制功能。此外，FTU终端还可以扩展，在未经授权的情况下打开计量箱门时，能强制断电以防止窃电行为。

接地保护功能可根据需要选择带方向或不带方向，且开关量信号可通过软件取样。针对10KV馈线或设备的故障，主要有相间短路和单相接地两种类型，FTU终端对这两种故障分别进行处理。

在处理相间短路故障时，控制器通过检测分界开关内部采集的AC相电流并与定值比较来判断故障发生。一旦检测到电流大于定值，立即跳闸隔离故障，确保非故障区域的供电不受影响。即便因定值选择性问题导致变电站出线开关跳闸，重合后故障点已被隔离，非故障区域也能迅速恢复供电。设有三段定时限过流保护（速断、限时速断、过流），各段电流及时间定值可独立整定，并通过设置控制字来控制这三段保护的投退。过负荷情况下可选择跳闸或告警。

对于单相接地故障的处理，由于零序电流远小于用户界内发生单相接地故障时的零序电流，通过设定适当的定值即可做出准确判断。用户可以选择跳闸或告警作为应对措施。