智能配电自动化远方终端数据采集系统设计
北京市电力公司配电自动化远方终端DTU技术规范(三)(0916)
配电自动化远方终端（DTU）技术规范（适用一遥配置站点）北京市电力公司二〇一〇年九月目录1总则 (3)2引用标准 (3)3定义 (3)4环境条件 (3)5功能技术要求 (4)6附录1 一遥DTU航空插座端子定义 (9)7附录2 故障指示器无线接收模块接口说明 (11)1总则1.1本规范适用于遥信功能配置站点应用的DTU远方终端。
1.2本规范正文提出了对设备的技术参数、性能等方面的技术要求。
1.3本规范提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定。
对本规范未进行规定的技术细节，参照最新版本的GB标准执行。
2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本技术标准中未明确要求的条款，应执行最新颁布的IEC标准、国家标准、行业标准。
当标准中的条款与本规范存在偏差时，应以本技术规范为准。
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本技术标准中未明确要求的条款，应执行最新颁布的IEC标准、国家标准、行业标准。
当标准中的条款与本规范存在偏差时，应以本技术规范为准。
DL/T 814-2002 配电自动化系统功能规范GB/T13729-2002 远动终端设备DL/T630—1997 交流采样远动终端技术条件DL/T 721—2000 配网自动化系统远方终端DL/T 597-1996 低压无功补偿控制器订货技术条件GB/T15576-1995 低压无功功率静态补偿装置JB7113-93 低压并联电容器装置GB 4208—2008 外壳防护等级（IP代码）DL/T 634.5101-2002 远动设备及系统第5-101部分:传输规定DL/T 634.5104-2002 远动设备及系统第5-104部分:传输规定京电调[2005]20号北京电力公司配网自动化101/104通信规约实施细则3定义3.1配电自动化系统远方终端是指用于配电网馈线回路的各种馈线远方终端、配电变压器远方终端设备的统称。
配电网自动化系统远方终端功能介绍
具有 自诊断功能 ， 发现终端的内存 、 时钟、Ｏ等异常 Ｉ ／ 马上记录并上报。具有上电及软件 自 恢复功能。
（） ９ 当地 调试 通 过面板上 的标 准维护 口进行 当地 调试及 维护 。
２ 保 护 功 能
２１ 故障识 别 、 ． 隔离及 恢复 非故 障区供 电 （ ＤＩ 功 能 Ｆ Ｒ）
维普资讯
第 ２ 卷第 ３ ０ 期
江 西 电 力 职业 技 术 学 院学 报 Ｖ１０ ｏ ｏ２。 ． 源自 Ｎ３Ｓｐ２ ０ ｅ． ７ ０
２０ ０ ７年 ９月 Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｉｎ ｘ ｃ ｔｏ ａ ｎ ｃ ｎ ｃ ｌＣｏｌｇ ｆＥｌｃｒｃｔ ｏ ｒ ａ ｆＪａ ｇ ｉＶｏ ａｉ ｎ ｌ ｄ Ｔｅ ｈ ｉａ ｌ ｅｏ ｅ ｔｉｉ ａ ｅ ｙ
近年来 ， 社会经 济 的发展 ， 期建 成 的配 电 网和 随着 早 电力设 施 已不适 应经 济发展 和生 活用 电 的需要 ，大 量对 电力 扰动敏 感 的电器设 备 和装备 对供 电可靠 性 、电能质 量提 出 了更 高 的要求 ，配 电网 的供 电可靠性 和 电能 质量 已成 为供 电企业 面 临的重要 课题 ，随着 配 网 自动化 技术 的发展 应用 已能有效 地解决 供 电企业 面临 的这些 问题 。 我们 目前 采 用 的配 电 自动 化 系统 主 要 由 主站 系统 、 数据通 讯 系统 和馈线 自动 化终端 三部 分组 成 ，其 中馈线 自动 化终端 是 配电 自动化 系统 的核 心单元 ，在 系统 中主 要实 现 的功 能是 采 集就 地 的交 流 测量 量 （ 电压 、 如 电流 、 功率等） 和状态量（ 如开关位置、 储能情况等） 以及执行遥 控命令（ 如跳合开关 ）它可以对配电线路的负荷开关 、 ， 分 段器 、 环网联络开关 、 无功补偿电容器进行监控 ， 它应用 多种新技术进一步提高硬件可靠性 ，整个装置具有功耗 低、 占地 省 、 安装 方便 、 匹配方 式灵 活多样 、 宜多种 运行 适 及环境 场所 等特点 。
配电自动化站所终端(DTU)技术设计规范方案
配电自动化站所终端（DTU）技术规范目录1 规范性引用文件 (1)2 技术要求 (1)3 标准技术参数 (9)4 环境条件表 (13)5 试验 (14)附录A 站所终端及辅助设备的结构和安装示意图(参考性附录) (15)附录B 站所终端端子排、航空接插件接口定义及接线要求(规范性附录) (28)配电自动化站所终端（DTU）技术规范1 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本文件。
GB/T 17626.1 电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论GB/T 17626.2 静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3 射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.4 浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T 17626.5 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T 17626.8 工频磁场的抗扰度试验GB/T 17626.10 阻尼振荡磁场的抗扰度试验GB/T 17626.11 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验GB/T 15153.1 远动设备及系统第2部分：工作条件第1篇：电源和电磁兼容兼容性GB/T 11022 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求GB/T 14285 继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 4208 外壳防护等级（IP）GB/T 13729 远动终端设备GB/T 5096 电子设备用机电件基本试验规程及测量方法GB/T 19520 电子设备机械结构GB 7251.5 低压成套开关设备和控制设备第五部分：对户外公共场所的成套设备—动力配电网用电缆分线箱（CDCs)的特殊要求DL/T 637-1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件DL/T 721 配电网自动化系统远方终端DL/T 634.5101 远动设备及系统第5-101部分：传输规约基本远动任务配套标准DL/T 634.5104 远动设备及系统第5-104部分：传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问DL/T 814 配电自动化系统功能规范Q/GDW 382 配电自动化技术导则Q/GDW 513 配电自动化主站系统功能规范Q/GDW 514 配电自动化终端/子站功能规范Q/GDW 625 配电自动化建设与改造标准化设计技术规定2 技术要求2.1 概述终端分类及安装形式：站所终端的结构形式可分为组屏式、遮蔽立式、遮蔽壁挂式站所终端。
配网智能终端介绍FTUDTU及TTU
FTU、DTU及TTU介绍DTU开闭所、环网柜智能终端开闭所终端设备DTU distribution terminal unitDTU一般安装在常规的开闭所站、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处,完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算,对开关进行分合闸操作,实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电.配变终端设备TTU distribution Transformer supervisory Terminal Unit,配电变压器监测终端TTU监测并记录配电变压器运行工况,根据低压侧三相电压、电流采样值,每隔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、无功电能等运行参数,记录并保存一段时间一周或一个月和典型日上述数组的整点值,电压、电流的最大值、最小值及其出现时间,供电中断时间及恢复时间,记录数据保存在装置的不挥发内存中,在装置断电时记录内容不丢失.配网主站通过通信系统定时读取TTU 测量值及历史记录,及时发现变压器过负荷及停电等运行问题,根据记录数据,统计分析电压合格率、供电可靠性以及负荷特性,并为负荷预测、配电网规划及事故分析提供基础数据.如不具备通信条件,使用掌上电脑每隔一周或一个月到现场读取记录,事后转存到配网主站或其它分析系统.馈线终端设备FTU feeder terminal unitFTU 是装设在馈线开关旁的开关监控装置.这些馈线开关指的是户外的柱上开关,例如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等.一般来说,1台FTU要求能监控1台柱上开关,主要原因是柱上开关大多分散安装,若遇同杆架设情况,这时可以1台FTU监控两台柱上开关.我公司开发型FTU, 选用国际着名的高质量元器件,电磁兼容性能和抗干扰能力突出.综合考虑了各种环网柜、柱上开关的监控需求,可以和国内外各型开关接口.本产品完全按电力行业标准DL/T721-2000 配电网自动化系统远方终端执行,经国家电力质量检测中心检测全部合格.同时还符合下列国家和行业标准：GB/T 13729-2002远动终端通用技术条件DL/T814-2002 配电网自动化系统功能规范DL/T478-2001 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件DL/T630-1997 交流采样远动终端技术条件DL/ IEC60870-5-101远动设备及系统DL/ IEC60870-5-104采用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问GB/T 4208-1993 外壳防护等级IP代码面板,架和柜的基本尺寸系列JB 616电力系统二次电路用屏台通用技术条件GB 191 包装储运图示标志2 技术特点FTU采用了先进的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,采用嵌入式实时多任务操作系统,稳定性强、可靠性高、实时性好、适应环境广、功能强大,是一种集遥测、遥信、遥控、保护和通信等功能于一体的新一代馈线自动化远方终端装置.适用于城市、农村、企业配电网的自动化工程,完成环网柜、柱上开关的监视、控制和保护以及通信等自动化功能.配合配电子站、主站实现配电线路的正常监控和故障识别、隔离和非故障区段恢复供电.主要特点如下：（1）硬件平台采用32位高速高性能数字信号处理芯片,控制回路采用专用大规模可编程逻辑电路CPLD,集成度高,处理速度快,容量大；（2）软件平台采用嵌入式实时多任务操作系统,保证了测量、控制、通信等任务的高效、可靠运行；（3）每周波64点的高速高精度交流采样技术,零相差同步采样跟踪和数字滤波算法,软硬件结合采样自动去零漂技术,大大地提高了遥测精度,无需校验,可进行31次谐波分析；交直流采样兼容技术；（4）装置采用高可靠的专业开关电源实现交流、直流电源无延迟切换和对蓄电池的智能管理,自动充放电维护,低电压保护；（5）采用国际着名的高可靠性爱立信DC/DC模块,给器件供电,确保了电源的可靠性；（6）综合采取输入输出回路过流过压防护技术,去耦合技术,隔离技术等,有优异的抗雷击浪涌和尖峰脉冲干扰的能力,电磁兼容性能全部达到国家最高标准Ⅳ级；（7）全部采用工业级器件,关键器件采样军品级,-20℃～70℃工作温度范围,完善的产品防护技术,不超过100%的湿度,能适应盐雾、台风、沙尘暴等户外恶劣环境；（8）通信方式灵活：具有RS-232/485、工业以太网、CAN等多种通信接口,支持DL/T 、DL/、DNP3、SC1801、MODBUS等多种通信规约,并可按需要进行扩充；通信信道：可支持光纤、载波、无线扩频、无线数传电台、CDMA、GPRS以及ADSL等多种通讯形式,由用户任选；（9）可以与国产、进口的各种类型环网柜、重合器、断路器、负荷开关接口；可以和AC380V/220V/100V等各种交流操作回路、DC220V/24V直流操作回路、电机弹簧储能机构、永磁操作机构等配合；（10）方便的系统维护,完善的自诊断功能,支持远方在线参数整定；（11）故障状态检测：测量记录故障电流及方向、故障发生时间,能够满足故障分析、故障定位及隔离的需要；（12）具有速断保护、重合闸功能.4 主要功能遥测1交流电气测量Ia、Ib 、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc,Un等任意组合,一般Uab和Ucb分别取开关两侧,监视馈线两端的供电情况.2两表法或三表法,软件计算出P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos∮等,根据主站需要上传；3保护Ia、Ic的记录上传；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开关储能信号、操作电源；3压力信号等；4电池低电压告警；5保护动作和异常信号；6其他状态信号.遥控1开关的分合,失电后可进行2次以上分合操作；2电池的维护；3保护信号远方复归；4其他遥控.数据传输功能能与上级站进行通信,将采集和处理信息向上发送并接受上级站的控制命令.和上级的校时.其他终端的信息向上转发.电能量信息向上转发.主动上传事故信息可选功能.具有当地维护通信接口.通信规约：支持DL/T IEC60870-5-101、DL/IEC60870-5-104、DL/T 451-91循环式远动规约、、SC1801、MODBUS等多种通信规约,并可按需要进行扩充.通信接口：RS-232/485、工业以太网、CAN.通信信道：可支持光纤、载波、无线扩频、无线数传电台、CDMA、GPRS以及ADSL等多种通讯形式,由用户任选.故障识别、隔离、恢复供电及保护具有速断、延时过电流复合低电压保护、重合闸功能,根据馈线自动化方案选配.监测故障电流,记录过电流时间、过电流最大值,上报配电子站、配电主站.配电子站、配电主站根据各开关FTU上报过电流故障信息和开关跳闸信息,按照配电网变结构耗散拓扑模型,进行故障区域判断,指出故障区域,生成故障隔离命令序列和非故障区域恢复供电命令序列.自动或人机交互下发执行.就地操作FTU内有分、合闸按钮,实现就地操作.有就地/遥控选择开关,维护放电按钮等.环网功能当FTU设置为联络开关时,根据一侧或二侧PT受电状态,按整定值自动控制开关合分.在开关双侧有电时,禁止联络开关合闸.需要联网运行的,主站要进行专门设置和确认.当一侧失电时,根据FA方案和主站的设置,允许自动合闸的,自动控制合闸,以迅速地恢复供电.定值下装、上传功能速断定值、使能；过电流定值,时间常数、使能；重合闸时间、使能；环网功能设置、取消.当地维护功能通过FTU上的标准通信维护接口,利用专用维护软件进行调试及维护.包括参数定值配置、检查；遥测、遥信、遥控、对时测试召测；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的内存、时钟、I/O等异常,马上记录并上报.具有上电自恢复功能.电源UPS和电池维护功能满足操作机构、终端设备和通信装置用电.FTU双电源供电,一侧电源失电后仍可持续工作.平时由主电源给FTU供电,同时给电池浮充.双侧电源失电后由电池供电,FTU可继续工作24小时电台除外.电池低电压告警保护功能.电池自动维护：在规定的时间内由调度员下发电池维护命令,电池开始放电,电池低电压时自动停止放电,自动切换由主电源供电,并给蓄电池充电.电池充电采用恒压限流充电,确保安全.5 主要性能和技术指标交流采样三相/两相任意配置,功率计算：三表法/两表法.交流电压：AC100V /220V,测量CT电流AC5A/1A,保护CT电流AC 5A；过载能力：交流电压：2Vn连续工作；测量交流电流：2In连续工作.；20In持续1S；保护电流：2In连续工作,10In持续1M.20In持续1S.精度：交流测量信号I、U、P、Q：级,故障电流精度：3级由C T精度等级决定.输入功耗：交流电压回路：≤相,交流电流回路：≤相.直流采样直流DC0—30V、0—5V,4—20mA,10 mA.精度： %.遥信遥脉16/32点开关量输入,光电隔离2000VDC；无源接点,内部提供24VDC电源.可以生成SOE,SOE分辨率：≤2ms.遥脉：4点.遥控5/13路继电器接点输出.触点输出容量： AC250V 10A或DC28V 10A,DC48V 8A阻性负载；可以接入AC220V、DC2 4V 、DC48V开关控制机构回路.输出时间可设,一般.通信具备RS232/RS485：速率：600~19200.CAN：100K bps.以太网：10M.电源系统交流电压：AC22OV±20%,频率：50Hz±5%,谐波含量小于5%.交流双电源,自动切换.直流电压：DC24V/48V±20%；波纹系数小于5%.蓄电池：12V×2,；停电工作24小时.具有自动充放电功能,电池低电压告警保护功能、电池远方自动充放电维护功能.环境条件保存温度：-45℃----+85℃；工作温度：-20℃----+70℃；相对湿度：最大不超过100%；大气压力：70KPQ~106KPQ.无爆炸性气体,无导电尘埃,无严重霉菌,五剧烈振动冲击.接地电阻≤4Ω功率消耗整机功耗：≤5W不含电台功耗；箱体结构700×500×260；不锈钢喷涂,三防,IP54级,户外安装.电磁兼容试验a低温、高温试验：环境温度：-20 °C ~70°C,满足要求.b湿热试验：部件、单元、PCB的涂敷保护,防尘、防潮、防露,交变湿热试验达到工业最高级4级标准.c抗高频干扰能力：信号控制和电源回路加衰减振荡波差模、共模,工作正常,达到4级.d快速瞬变脉冲群：信号控制±2kVP差模、共模,电源回路±4kVP差模、共模,工作正常,达到4级.e浪涌干扰电压：信号控制和电源回路加±4kVP差模、共模,工作正常,达到4级.f抗静电放电能力：±8kV,工作正常,达到4级.g抗工频电磁场：,辐射电磁场：10V/m,80Hz ~1000MHzh耐冲击电压雷击能力：±5kV1500A,正、负各三次,过后正常DTU开闭所、环网柜智能终端开闭所终端设备DTU distribution terminal unitDTU一般安装在常规的开闭所站、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处,完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算,对开关进行分合闸操作,实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电.我公司开发的型DTU, 选用国际着名的高质量元器件,电磁兼容性能和抗干扰能力突出.综合考虑了各种开关站、开闭所的监控和故障检测需求,可以和国内外各型开关接口.本产品完全按电力行业标准DL/T721-2000 配电网自动化系统远方终端执行,经国家电力质量检测中心检测全部合格.同时还符合下列国家和行业标准：GB/T 13729-2002远动终端通用技术条件DL/T814-2002 配电网自动化系统功能规范DL/T478-2001 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件DL/T630-1997 交流采样远动终端技术条件DL/ IEC60870-5-101远动设备及系统DL/ IEC60870-5-104采用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问GB/T 4208-1993 外壳防护等级IP代码面板,架和柜的基本尺寸系列JB 616电力系统二次电路用屏台通用技术条件GB 191 包装储运图示标志技术特点1 机箱结构采用标准4U半全机箱,增强型设计；2采用后插拔接线方式,整体面板,全封闭设计；3 率先采用基于CANBUS总线的智能插件方案,极大地减少了插件间接线,完全避免了插件接触不良的隐患,装置运行可靠性高；4智能插件方案的采用,使机箱母板标准化,便于生产及现场维护；5装置不同类插件在结构设计时保证不能互插,提高整体安全性；6采用32位D浮点型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,使得报文及事故录波完全现场需求；10采用多层印制板电路和SMT表面贴装技术,装置的抗干扰性能强；11测量回路精度软件自动校准,免调试,减小现场定检等维护时间；12超强的电磁兼容能力,能适应恶劣的工作环境；13功能强大的PC支持工具,具有完善灵活的分析软件,便于事故分析；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,既保证功能可靠性,又能满足网络通讯、人机界面的实时性；15支持RS232/RS485、Enthernet等多种通讯接口,内置Enthernet使得工程应用简单、可靠；16支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104等标准规约；17各装置独立的掉电保持时钟系统及带对时脉冲的GPS对时系统.4 主要功能遥测1交流电气测量Ia、Ib 、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc,Un等任意组合,一般Uab 和Ucb分别取开关两侧,监视馈线两端的供电情况.2两表法或三表法,软件计算出P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos∮等,根据主站需要上传；3保护Ia、Ic的记录上传；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开关储能信号、操作电源；3压力信号等；4电池低电压告警；5保护动作和异常信号；6其他状态信号.遥控1开关的分合,失电后可进行2次以上分合操作；2电池的维护；3保护信号远方复归；4其他遥控.数据传输功能能与上级站进行通信,将采集和处理信息向上发送并接受上级站的控制命令.和上级的校时.其他终端的信息向上转发.电能量信息向上转发.主动上传事故信息可选功能.具有当地维护通信接口.通信规约：支持DL/T IEC60870-5-101、DL/IEC60870-5-104、DL/T 451-91循环式远动规约、、SC1801、MODBUS等多种通信规约,并可按需要进行扩充.通信接口：RS-232/485、工业以太网、CAN.通信信道：可支持光纤、载波、无线扩频、无线数传电台、CDMA、GPRS以及ADSL等多种通讯形式,由用户任选.故障识别、隔离隔离恢复供电及保护具有速断、延时过电流复合低电压保护、重合闸功能,根据馈线自动化方案选配.监测故障电流,记录过电流时间、过电流最大值,上报配电子站、配电主站.配电子站、配电主站根据各开关DTU上报过电流故障信息和开关跳闸信息,按照配电网变结构耗散拓扑模型,进行故障区域判断,指出故障区域,生成故障隔离命令序列和非故障区域恢复供电命令序列.自动或人机交互下发执行.就地操作DTU内有分、合闸按钮,实现就地操作.有就地/遥控选择开关,维护放电按钮等.环网功能当DTU设置为联络开关时,根据一侧或二侧PT受电状态,按整定值自动控制开关合分.在开关双侧有电时,禁止联络开关合闸.需要联网运行的,主站要进行专门设置和确认.当一侧失电时,根据FA方案和主站的设置,允许自动合闸的,自动控制合闸,以迅速地恢复供电.定值下装、上传功能速断定值、使能；过电流定值,时间常数、使能；重合闸时间、使能；环网功能设置、取消.当地维护功能通过DTU上的标准通信维护接口,利用专用维护软件进行调试及维护.包括参数定值配置、检查；遥测、遥信、遥控、对时测试召测；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的内存、时钟、I/O等异常,马上记录并上报.具有上电自恢复功能.电源UPS和电池维护功能满足操作机构、终端设备和通信装置用电.DTU双电源供电,一侧电源失电后仍可持续工作.平时由主电源给DTU供电,同时给电池浮充.双侧电源失电后由电池供电,DTU可继续工作24小时电台除外.电池低电压告警保护功能.电池自动维护：在规定的时间内由调度员下发电池维护命令,电池开始放电,电池低电压时自动停止放电,自动切换由主电源供电,并给蓄电池充电.电池充电采用恒压限流充电,确保安全.主要性能和技术指标5交流采样三相/两相任意配置,功率计算：三表法/两表法4路×4.交流电压：AC100V /220V,测量CT电流AC5A/1A,保护CT电流AC 5A；过载能力：交流电压：2Vn连续工作；测量交流电流：2In连续工作.；20In持续1S；保护电流：2In连续工作,10In持续1M.20In持续1S.精度：交流测量信号I、U、P、Q：级,故障电流精度：3级由C T精度等级决定.输入功耗：交流电压回路：≤相,交流电流回路：≤相.直流采样直流DC0—30V、0—5V,4—20mA,10 mA.精度： %.遥信遥脉32×4点开关量输入,光电隔离2000VDC；无源接点,内部提供24VDC电源.可以生成SOE,SOE分辨率：≤2ms.遥脉：8×4点.遥控4×4路接点输出.触点输出容量： AC250V 10A或DC28V 10A,DC48V 8A阻性负载；可以接入AC220V、DC2 4V 、DC48V开关控制机构回路.输出时间可设,一般.通信具备RS232/RS485：速率：600~19200.CAN：100K bps.以太网：10M.电源系统交流电压：AC22OV±20%,频率：50Hz±5%,谐波含量小于5%.交流双电源,自动切换.直流电压：DC24V/48V±20%；波纹系数小于5%.蓄电池可选：12V×2,；停电工作24小时.具有自动充放电功能,电池低电压告警保护功能、电池远方自动充放电维护功能.环境条件保存温度：-45℃----+85℃；工作温度：-20℃----+70℃；相对湿度：最大不超过100%；大气压力：70KPQ~106KPQ；无爆炸性气体,无导电尘埃,无严重霉菌,五剧烈振动冲击；接地电阻≤4Ω.功率消耗整机功耗：≤5W×4不含电台.箱体结构1800×600×600机柜； IP52级,户内安装.电磁兼容抗高频干扰能力：信号控制和电源回路加衰减振荡波差模、共模,工作正常,达到4级.快速瞬变脉冲群：信号控制±2kVP差模、共模,电源回路±4kVP差模、共模,工作正常,达到4级.浪涌干扰电压：信号控制和电源回路加±4kVP差模、共模,工作正常,达到4级.抗静电放电能力：±8kV,工作正常,达到4级.抗工频电磁场：,辐射电磁场：10V/m,80Hz ~1000MHz耐冲击电压雷击能力：±5kV1500A,正、负各三次,过后正常智能综合配变终端TTU配变终端设备TTUdistribution Transformer supervisory Terminal Unit,配电变压器监测终端TTU监测并记录配电变压器运行工况,根据低压侧三相电压、电流采样值,每隔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、无功电能等运行参数,记录并保存一段时间一周或一个月和典型日上述数组的整点值,电压、电流的最大值、最小值及其出现时间,供电中断时间及恢复时间,记录数据保存在装置的不挥发内存中,在装置断电时记录内容不丢失.配网主站通过通信系统定时读取TTU 测量值及历史记录,及时发现变压器过负荷及停电等运行问题,根据记录数据,统计分析电压合格率、供电可靠性以及负荷特性,并为负荷预测、配电网规划及事故分析提供基础数据.如不具备通信条件,使用掌上电脑每隔一周或一个月到现场读取记录,事后转存到配网主站或其它分析系统.适用于供电公司、县级电力公司、发电厂、工矿企业、部队院校、农村乡电管站、100-500KVA配电变压器台变的监测与电能计量,配合用电监察进行线损考核,还能通过GPRS通信网络将所有数据送到用电管理中心,为低压配电网络优化进行提供最真实最准确的决策依据.“四合一”综合功能集计量、电能质量监测、配变工况监测、无功补偿四项功能于一体.■智能无功补偿智能式电容器可自成系统,电容器自动投切,实现自动无功补偿■组网灵活遵循国家电网公司与南网公司现行配变监测系统规约,方便接入电力企业现有的负荷管理系统与配电管理系统,提供完整的电压无功实时信息,亦可独立组成无功实时信息系统■工程简便装置结构简洁,内部接线少而清晰,电容器积木式组合,便于安装、维护,更方便优化调整补偿容量。
智能配电网馈线终端单元FTU的电路设计
产业科技创新 Industrial Technology Innovation 78Vol.1 No.21智能配电网馈线终端单元FTU 的电路设计单荣荣1，张 辉2，刘 通3（1.国电南瑞南京控制系统有限公司，江苏 南京 211106；2.国电南瑞科技股份有限公司，江苏 南京 210032；3.江苏宏源电气有限责任公司，江苏 南京 210000）摘要：科学技术的进步，让以此为基石的配网自动化在功能上不断取得突破与完善。
配电网是直接和用户相连起分配电能的网络，因此提高供电的可靠性，改善供电质量与服务质量，优化运行操作，是对其提出的新要求。
馈线自动化是实现配网自动化的关键部分，而FTU 又是馈线自动化的基础终端装置，对实现馈线自动化、提高配电网可靠性起着十分重要的作用。
论文阐述了目前我国配网自动化的现状以及馈线自动化的实现方式，给出了使用DSP 技术设计制造自动化远方终端FTU 的方案。
设计采用了先进的DSP 技术并以数字信号处理器中的TMS320F28335芯片作为主控制器，设计了FTU 的外围电路。
关键词：馈线自动化；线远方终端；FIR 数字滤波中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：2096-6164（2019）21-0078-02经济增长带动了物质文化生活水平的发展，电器设备及各种移动终端的普及使人们对电能的需求量成倍增加，以及现代化大型工业、高精密的技术与设备更是不允许长时间停电。
这就要求必须解决供电的高可靠性、供电的经济性。
作为配网自动化系统中的关键部分，馈线自动化在实现配网自动化中的作用是其它部分无可替代的。
1 馈线自动化系统组成图1 基于FTU 的远方控制馈线自动化组成示意图图1是一种使用FTU 而组成馈线自动化的完整系统，从图中可以看到FTU 的工作安装位置，各个FTU 工作时分别对各自对应的柱上开关的运行情况进行采集，采集电压、电流、功率、开关开合状态、储能情况，把采集的信息通过装设的无线网络传输装置发送到区域工作站，也就是二级监控子站，监控子站再将接收到的信息发送给配网监控中心，经过监控子站的缓冲与打包发送到监控中心，提高了信息的传输速率，减轻了监控中心的负担，FTU 与监控中心之间信息的能双向传输，FTU 接收到监控中心的控制指令，完成对柱上开关的遥控操作。
浅谈配电自动化馈线终端的信息采集与通信规约
配电自动化系统是一个综合的配电网及设备运行管理系统它具有故障定位、故障自动隔离、自动恢复供电以及其它一些故障管理功能因此，FTU要能够及时采集处理故障数据及信息，这是它区别于常规调度自动化RTU的一个重要特点。根据系统的具体要求和实际情况的需要，FTU既可详细地记录故障电压和电流的波形，又可以只记录故障发生的时间及故障切除前、后几个关键的故障电流、电压幅值以及故障方向。
（2）时间响应的快速性。
（3）不同的数据传输的优先级和不同响应时间。
DNP30的数据元素的定义与IEC 60870 5-101完全不同：
（1）IEC 8705-101只传输单一地址(远方终端地址)，主站地址从来不被传输;DNP30既传输源地址又传输目的地址;
（2）IEC 8705-101传输方式分为非平衡传输和平衡传输两种;DNP 30仅仅采用平衡传输方式，对多点网络规定了相应的冲突检测方式;
重新设置的状态信号包括:断路器失灵状态信号、控制回路运行状态信号、带有标志的状态信。
带有时间信息标志管理的控制信号通常考虑的内容有:过流跳闸、复位人工操作的合闸、远方控制的合闸、人工控制的闭锁、远方控制的闭锁、远方控制的跳闸、交流输入电源失电、交流输入电源恢复、程序控制、小电流（3）IEC870-5既规定了固定帧长结构，又规定了可变帧长结构。DNP30只规定了可变帧长结概对于应用层而言，DNP30和IEC 870 5-101共享许多基本的通信概念和执行几乎相同的一些基本功能，如初始化问答方式时钟同步、数据冻结和文件传输等;但IEC 870一和DNP30又各有自己独立的应用层标准如IEC 870 5包括：IEC 60870 5-101、IEC 60870-5-102、IEC 60870 5-103，用于保护设备通信的补充标准。
自主可控的安全RTU设计与实现
第44卷第14期电力系统保护与控制V ol.44 No.14 2016年7月16日Power System Protection and Control Jul. 16, 2016 DOI: 10.7667/PSPC151345自主可控的安全RTU设计与实现南亚希1，展 巍2，裴后宣3(1.山西国际电力集团有限公司，山西 太原 030002；2.北京泰豪电力科技有限公司，北京 100176；3.中国电子信息产业集团有限公司第六研究所，北京 100083)摘要：工业控制系统广泛应用于电力行业，成为维护电力系统安全、平稳运行的基础。
为改进电力工业控制系统在电力设备信息安全技术上的不足，介绍了一种具有自主知识产权的配电自动化远方终端(RTU)的设计与实现方法。
安全RTU采用自主可控的国产芯片作为核心处理器，通过外扩电能计量芯片提高采样精度，简化设计。
基于国产加密算法的安全机制能实现数据在VPN隧道密文传输和用户认证访问。
在实验室模拟工业现场测试表明该方法可以有效防止信息泄露以及木马病毒的攻击。
关键词：信息安全；远方终端；国产芯片；国密算法；加密认证Design and implementation of a self-control secure RTUNAN Yaxi1, ZHAN Wei2, PEI Houxuan3(1. Shanxi International Electricity Group Limited Company, Taiyuan 030002, China; 2. Beijing Tellhow PowerTechnology Limited Company, Beijing 100176, China; 3.The 6th Research Institute ofChina Electronics Corporation, Beijing 100083, China)Abstract: Industrial control system is widely used in power industry, which has become the base of maintaining power system running safely and steadily. To improve the deficiency of power industry control system in power equipment information security technology, this paper introduces a design and implementation method of distribution automation remote terminal (RTU) which is based on independent intellectual property rights. Secure RTU chooses a self-control homebred chip as the core processor, an energy measurement chip is extended to improve the acquisition accuracy and simplify the design. The security mechanism based on homebred encryption algorithm allows the cryptograph transfer in the VPN channel and credentials access. Test in the laboratory shows that this method can prevent information leakage and the Trojans virus.This work is supported by National Information safety Foundation of the National Development and Reform Commission.Key words: information security; RTU; homebred chip; homebred encryption algorithm; encryption and authentication0 引言随着计算机技术和网络通信技术应用于工业控制系统，出现了工业控制网络的诸多安全问题。
配网自动化终端设备(DTU、FTU、TTU、RTU)的定义、特点、功能及区别
配网自动化终端设备（DTU、FTU、TTU、RTU）的定义、特点、功能及区别配网自动化系统一般由下列层次组成：配电主站、配电子站（常设在变电站内，可选配）、配电远方终端（FTU、DTU、TTU等）和通信网络。
配电主站位于城市调度中心，配电子站部署于110kV/35kV变电站，子站负责与所辖区域DTU/TTU/FTU 等电力终端设备通信，主站负责与各个子站之间通信。
1、开闭所终端设备（DTU）1.1 定义DTU一般安装在常规的开闭所（站）、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处，完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算，对开关进行分合闸操作，实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电，部分DTU还具备保护和备用电源自动投入的功能。
1.2 特点1) 机箱结构采用标准4U半（全）机箱，增强型设计；2）采用后插拔接线方式，整体面板，全封闭设计；3）率先采用基于CANBUS总线的智能插件方案，极大地减少了插件间接线，完全避免了插件接触不良的隐患，装置运行可靠性高；4）智能插件方案的采用，使机箱母板标准化，便于生产及现场维护；5）装置不同类插件在结构设计时保证不能互插，提高整体安全性；6）采用32位D浮点型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，使得报文及事故录波完全现场需求；10）采用多层印制板电路和SMT表面贴装技术，装置的抗干扰性能强；11）测量回路精度软件自动校准，免调试，减小现场定检等维护时间；12）超强的电磁兼容能力，能适应恶劣的工作环境；13）功能强大的PC支持工具，具有完善灵活的分析软件，便于事故分析；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，既保证功能可靠性，又能满足网络通讯、人机界面的实时性；15）支持RS232/RS485、Enthernet等多种通讯接口,内置Enthernet使得工程应用简单、可靠；16）支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104等标准规约；17）各装置独立的掉电保持时钟系统及带对时脉冲的GPS对时系统。
一种配电自动化站所终端的设计
一种配电自动化站所终端的设计摘要：配电网是整个电力系统中的重要环节，对电力系统的发展起着至关重要的作用。
本文分别从结构框架、产品特点、产品性能几个方面阐述了一款公司自行研发的配电自动化站所终端。
通过用户的现场应用反馈意见，反映良好、运行可靠、经济实用。
关键词：配电自动化；智能配电网；模块设计1.现状和问题智能配电网建设发展对我国经济与社会发展影响非常大，配电自动化技术是推动智能配电网发展的基础技术，也是促进智能配电网发展的重要工具[1]。
配电网直接面向用户，是保证供电质量、提高运行效率的关键环节。
电力用户遭受的停电时间，95%以上是由于配电系统原因造成的，电力系统损耗中约有一半产生在配电网，因此必须给予配电网足够的关注[2]。
我公司关注国内外发展动态，致力于为配电自动化系统的发展尽一份力量，组织公司技术人员研发了一款配电自动化站所终端。
它是针对目前应用越来越广泛的环网柜、开闭所等场所而开发的新一代产品，其采用高速采样芯片和32位高速控制芯片相结合的新型高压开关控制装置，能快速稳定的完成对高压开关的监控，并集保护、测量、控制、监测、通讯、远动等功能于一体，具有集成度高、配置灵活、界面友好等特点。
2.产品概述根据配电自动化智能终端技术规范的要求，配电自动化系统应具有良好的可扩展性及可适应性，所使用的配电自动化智能终端设备应具有设备对等通讯及实现即插即用的要求，并且保证不同厂家的终端设备能够实现互联、互换及互操作，配电自动化只能终端设备之间能够通过相互通信实现故障快速定位、隔离及非故障区域恢复供电，并将处理结果上报配电自动化主站[3]。
按照规范要求，结合自身的研发设计，我公司开发的配电自动化站所终端采用标准的4U19英寸机箱，前插拔结构，机箱深度220毫米，前插拔结构，后面有背板可以实现各个前插件之间的信号交换。
装置结构图如图1所示。
图1配电自动化站所终端结构图由图1可以看出配电自动化站所终端由：电源插件、3U9I插件、CPU插件、开入插件、开出插件、通讯插件组成。
智能配电终端(TTU)
智能配电终端(TTU)配网自动化系统一般由下列层次组成：配电主站、配电子站（常设在变电站内，可选配）、配电远方终端（FTU、DTU、TTU等）和通信网络。
配电主站位于城市调度中心，配电子站部署于110kV/35kV变电站，子站负责与所辖区域DTU/TTU/FTU等电力终端设备通信，主站负责与各个子站之间通信。
1、智能配电终端（TTU）FTU是装设在馈线开关旁的开关监控装置。
这些馈线开关指的是户外的柱上开关，例如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。
一般来说，1台FTU要求能监控1台柱上开关，主要原因是柱上开关大多分散安装，若遇同杆架设情况，这时可以1台FTU监控两台柱上开关。
1.1定义FTU是装设在馈线开关旁的开关监控装置。
这些馈线开关指的是户外的柱上开关，例如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。
一般来说，1台FTU要求能监控1台柱上开关，主要原因是柱上开关大多分散安装，若遇同杆架设情况，这时可以1台FTU监控两台柱上开关。
1.2特点FTU采用了先进的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，采用嵌入式实时多任务操作系统，稳定性强、可靠性高、实时性好、适应环境广、功能强大，是一种集遥测、遥信、遥控、保护和通信等功能于一体的新一代馈线自动化远方终端装置。
适用于城市、农村、企业配电网的自动化工程，完成环网柜、柱上开关的监视、控制和保护以及通信等自动化功能。
配合配电子站、主站实现配电线路的正常监控和故障识别、隔离和非故障区段恢复供电。
1.3功能遥测（1）交流电气测量Ia、Ib、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc，Un等任意组合，一般Uab和Ucb分别取开关两侧，监视馈线两端的供电情况。
（2）两表法或三表法，软件计较出P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos∮等，按照主站需要上传；（3）保护Ia、Ic的记录上传；（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）开关储能信号、操作电源；（3）压力信号等；（4）电池低电压告警；（5）保护动作和异常信号；（6）其他状态信号。
配电自动化系统
配电自动化系统随着通信技术的日益发展，目前可选用的通信手段很多，本文简要的介绍了通信系统在配电自动化系统中的地位，组成以及它们各自的作用；还有一些现有的通信方式，以及它们各自的特点，以作为配电自动化系统通信系统的设计选择依据。
关键词配电自动化通信系统通信方式一、通信系统的位置及其基本组成配电自动化系统（DAS）是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统；其内容包括配电网数据采集与监视（SCADA系统）、配电地理信息系统（GIS）和需求侧管理(DSM）等几个部分。
而通信系统的建设是配电自动化系统的关键之一，起到了一个桥梁的作用。
配电自动化系统借助于有效的通信手段，使得控制中心能够与众多的远方终端进行相互的通信，一方面保证控制中心的控制命令准确传送，另方面可以实时的反应远方设备的运行情况的数据信息。
如图1，是配电自动化系统的一个典型的数据通信网络。
其中，常见的数据终端设备（DTE）有配电自动化SCADA系统、RTU、馈线RTU(FTU)、变台RTU（TTU）、区域工作站、抄表集中器和抄表终端等；常见的数据传输设备（DCE）有调制解调器（Modem）、复接分解器、数传电台、载波机和光端机等；而一般DCE和DTE之间均采用RS-232C或RS-485标准接口。
二、配电自动化对通信系统的要求1、通信的可靠性由于配电自动化的通信系统是在户外安装的，所以通信系统会长期经受不利的自然气候天气的考验以及一些较强的电磁干扰等，因此需要定期的进行维护，以保证跨过故障区和停电区，继续保持可靠地通信。
2、通信系统的建设费用由于配电自动化的通信系统的造价很可观，而且还要估算通信系统长期使用和维护的费用，因此通过恰当地选取合适的通信方式，可以在节省费用的同时，更好的建设通信系统。
3、通信速率的要求通信系统的带宽即为通信速率，带宽越宽通信速率越高，带宽越窄通信速率越低。
而在建设通信系统时，不仅要满足眼前的通信速率要求，还要考虑到今后发展的需要。
配电自动化远动终端FTU开关量采样通道跟软件设计
《配电网自动化技术》课程设计任务书目录一、设计由来 (1)1.1现场设备概念 (1)1.2配电网馈线远方终端单元FTU简介 (2)1.3开关量内容 (3)二、设计原理 (4)2.1 电路原理设计 (4)2.2 各环节电路 (5)三、详细设计 (7)3.1设计要求 (7)3.2 性能指标计算及元器件的选择 (7)3.3开关量的采集程序算法及程序流程设计 (15)四、设计总结 (17)五、附录：参考文献 (18)一、设计由来电力系统由发电系统，输电系统，配电系统构成。
它是由大量的发电机、变压器、电力线路和负荷等设备有机的构成，旨在生产、传输、分配、消费电能的各种电气设备按照一定方式连接的整体。
配电系统和输电系统，实际上是按其实现的功能来划分。
通常按输电系统的降压变电站中主变中压侧来划分，高压侧断路器及其连接的系统为输电系统，另一侧为配电系统。
配电系统(distribution system)：是电力系统中从输电系统的变压点(transformation points)向电力用户传送电能的部分，也是将电能分配到各个用户的最终环节，包括不同电压等级的变电站、配电变压器、配电线路以及把不同用户连接起来的其它电气设施，常称为配电网。
配电网自动化，是一个涵盖面广，用于管理与运行配电网的综合自动化系统，包含了配电网中的变电站、馈线网络、及用户管理、监控、优化运行等功能的系统。
配电自动化系统是应用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行安全集成，构成完整的自动化及管理系统，实现配电网正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。
它是配电自动化与配电管理集成为一体的系统。
目前的功能：变电站自动化、馈线自动化、需方用电管理、配电管理自动化。
1.1 现场设备：（1）RTU (Remote Terminal Unit)：远动终端，是采集所在发电厂或变电站表征电力系统运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调节命令。
馈线自动化远方终端的设计
馈线自动化远方终端的设计作者：喻丽丽来源：《电子世界》2012年第18期【摘要】随着我国配电网自动化的不断发展，对配电网络故障类型判断、故障隔离、故障定位及网络重构都提出了较高的要求，实时性要求更高。
基于数字信号处理器DSP芯片TMS320F206的馈线终端单元FTU的设计，集中运用了DSP芯片运算速度快、运算量大等优点。
因此，简化了线路设计及元器件数量，降低功耗，大大提高了馈线自动化远方终端单元装置的性能。
【关键词】配电自动化；馈线远方终端单元；数字信号处理器1.馈线自动化系统要解决配电网供电可靠性问题，其主要环节就是实现馈线自动化FA，它主要包括线路及其开关设备的状态监视和控制、数据采集、处理和统计分析，故障定位、隔离与恢复以及无功补偿和电压调节等内容。
IEEE对馈线自动化定义为：对配电线路上的设备进行远方监视、协调及控制的集成系统。
内容可归结为两个方面：正常情况下的状态监测、数据测量；事故状态下的故障检测、故障隔离、负荷转移和供电恢复。
馈线自动化是配电自动化系统DAS的基础，对于提高供电可靠性，减小停电面积和缩短停电时间具有深远的意义。
1.1 FTU的性能要求FTU是馈线自动化系统的核心设备，主要功能包括：配网馈线运行状态监测；馈线故障检测；故障定位；故障隔离；馈线负荷重新优化配置（网络重构）；供电电源恢复；馈线过负荷时，系统切换操作；馈线开关远方控制操作；开关动作次数累计、供电可靠性累计、事故记录报告、负荷记录等。
简单的说，FTU应具有监测、识别、判断和恢复等功能。
当前智能FTU 设计多采用51或96系列单片机完成。
对于配电网馈线自动化要求来说，监视和控制的参数要求实时性较强、故障监测要准确、故障隔离要迅速，整个过程还有大量的数据需要计算和处理，而这些工作的完成，数字信号处理器DSP较之单片机有其无可比拟的性能和结构，独特的优越性能更能适应FA发展的要求。
1.2 DSP概述及TMS320F206功能介绍DSP选用TI公司的一款性价比较好的芯片TMS320F206。
KD600配电自动化系统馈线远方终端(FTU)技术说明书V1[1].00
![KD600配电自动化系统馈线远方终端(FTU)技术说明书V1[1].00](https://img.taocdn.com/s3/m/22bd054d2b160b4e767fcfe6.png)
目录一、概述 (4)二、主要性能特点： (4)三、引用标准 (5)四、主要技术指标 (6)五、主要功能 (7)六、硬件结构 (9)七、显示操作 (12)八、端子图 (17)本说明书仅适用于KD600配电自动化系统馈线远方终端。
请仔细阅读本说明书，并按照说明书的规定调整、测试和操作。
如有随机资料，请以随机资料为准。
一、概述KD600配电自动化系统远方终端是按照配网自动化的需求，配电网自动化系统，实现35kV以下配变变电站、开闭所、开关房等电压、电流、开关状态、温度等的实时采集、上送以及对开关的远程分合控制。
它结合中国配电网的运行状况，吸收了国际上配网自动化的先进技术和青岛科电电气公司多年从事配网自动化的工作经验开发而成。
KD600配电自动化系统远方终端采用高性能32位的ARM微处理器、嵌入式实时操作系统，全部采用工业级器件，具有功能强大，处理速度快，运行稳定可靠等优点。
装置采用插箱结构，模块组态灵活，扩展方便，能够实现各种监控容量的配置要求，最大限度地满足用户的实际需求。
KD600配电自动化系统远方终端提供双以太网通讯方式，同时具备2路RS485串行通讯方式，并且可扩展配置GPRS通讯方式，该装置与主站配合，完成对多条配电线路的各种监控功能、DA功能。
二、主要性能特点：●采用ARM硬件平台的实时多任务嵌入式操作系统。
●插板式结构，功能插板种类丰富，组态配置灵活，支持插件热插拔功能。
●与外联系的部分均采用信号隔离措施——如，电源隔离、电磁隔离、光电隔离等，以提高装置的抗干扰能力。
●全面的自检、互检及错误报警功能●支持远程维护，可远程查看运行数据、上下装程序和参数●安全可靠的遥控输出控制，采用了多项防“误动”技术：节点反校、长密码锁控制、负电压驱动技术。
●主体器件采用高可靠性工业级器件，采用自动监测、补偿技术提高硬件电路稳定性、可靠性。
●满足IEC6100-4-IV(最严酷等级)电磁兼容要求。
●工业级产品，宽温度范围(-40℃--+75℃),防磁、防震、防潮、防雷，适用于户外恶劣环境。
浅谈配电自动化终端的布局配置
浅谈配电自动化终端的布局配置作者：陶金来源：《经济技术协作信息》 2018年第23期随着社会经济的发展，人们对电力资源的需求和依赖程度也逐渐加深，因此电力公司当前最为重要的任务是提高供电系统运行的稳性、增强客户体验感。
提高供电系统运转稳定性有很多方法，其中常用与普遍的是在供电系统中划分配电结构，通过设置分段开关将这些开关联系在一起对配电系统进行规划和布局，使得配电自动化终端能够精准地对故障零件进行定位及采取相应解决方法，确保供电系统的安全可靠性。
一、配电自动化终端的特点及分类l配电自动化终端的特点。
(1)自动检测并定位故障。
在电力系统中，配电自动化终端的设置是非常必要的，在系统正常的工作状态下，配电自动化终端能够对配电线的工作情况进行监测。
一旦配电线出现了故障，配电自动化终端能够陕速、准确地判断出故障信号，并对故障信息进行处理，及时、准确地对故障零部件进行定位，根据故障的类采取相应的措施。
在不同的电力系统中，用户的用电需求备不相同，因而各个零件发生故障的电流阈值也各不相同，这就对配电自动化终端的灵活性提出了更高的要求。
(2)故障零件不间断供电。
在电力系统中，配电自动化终端应用的地点一般比较特殊，常见的是在架空线柱上布置或者是在户外的环网柜上安置，在这些特殊部位，如果故障发生造成供电中断，造成的影响是很大的，因此要求配电自动化终端系统在应急状况下也能够不间断地进行供电。
当配电自动化终端进行工作时，如果遇到一些永久性的故障，那么配电自动化终端就会采取跳闸保护的措施，这时不间断供电装置的作用就显现了出来。
(3)满足室外工作环境的条件。
配电自动化终端一般设置在户外的架空线柱或者环网柜中，因此配电自动化终端的安装和工作通常都是处于户外状态下，户外的自然条件一般比较恶劣，全年的温度范围在-40摄氏度至85摄氏度之间。
特殊的环境条件对配电自动化终端的材质性能有着新的要求，要求终端的外壳强度能够抵挡户外自然条件的腐蚀，具备防水、防腐蚀、防潮和防震的性能，而且要求终端尽可能做到能耗小，从而实现生产效率的最大化。
配电自动化远方控制终端(FTU)常见故障分析
配电自动化远方控制终端（FTU）常见故障分析摘要：配电自动化远方控制终端（FTU）具有数据采集及传输，同时能够实现对配电网故障进行检测和自动监控，配电自动化远方控制终端自身的运行可靠性与稳健性对于配电网系统稳定的运行起到重要的作用，文章分析了配电自动化远方控制终端（FTU）的基本功能及常见的故障类型，旨在增加FTU运行的可靠性与稳定性。
关键词：配电自动化；远方控制终端；故障在配电自动化过程中，为了更好地对整个配电系统进行控制，远方控制终端有着十分重要的作用。
但是其在实际运行中，往往由于这样或那样的原因，导致其出现故障。
因而必须切实掌握其基本原因，充分意识到远方控制终端在整个配电自动化中的作用，才能更好地结合其故障进行针对性的处理和优化。
以下笔者就此展开探究性的分析：1FTU概述配电自动化远方控制终端（FTU）是安装在馈线以及配电室中的智能化终端设备，其具有故障检测以及遥控等功能，可以实现与远方配电子站进行通信，将配电系统相关的运行数据参数提供给配电子站，这些信息包括，电能参数、接地故障、开关状态以及相间故障等，同时，其可以接收配电主站发出的控制命令，并且按照控制命令对相关的配电设备进行调节与控制，FTU具有抗高温、体积小、耐严寒、数量多以及可靠性要求较高等特点，能够实现对故障的定位、隔离以及非故障区域快速恢复供电功能，另外，FTU可以利用高性能单片机制造，并通过适当的结构设计使之具有防潮、防雨、防雷等功能。
1.1“四遥”功能FTU具备遥信、遥调、遥测以及遥控功能，其既能够检测正常负荷条件下的电流、功率因数、电压、视在功率、频率、有功功率以及无功功率等，也能够检测反映系统不平衡程度的电流以及电压。
1.2配电网信息故障采集与处理功能FTU能够实现对配电网进行故障定位、自动隔离以及非故障区域迅速恢复供电等一些功能，与RTU相比较，FTU能够实现信息数据的采集与处理故障信息，这些数据包括：故障电流和电压值、故障发生时间以及故障历时、故障方向、小电流接地故障检测等，在获取这些信息时，FTU的检测精度相对较高。
智能配电终端(TTU)
配网自动化系统一般由下列层次组成：配电主站、配电子站（常设在变电站内，可选配）、配电远方终端（FTU、DTU、TTU等）和通信网络。
配电主站位于城市调度中心，配电子站部署于110kV/35kV 变电站，子站负责与所辖区域DTU/TTU/FTU等电力终端设备通信，主站负责与各个子站之间通信。
1、智能配电终端（TTU）FTU 是装设在馈线开关旁的开关监控装置。
这些馈线开关指的是户外的柱上开关，例如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。
一般来说，1台FTU要求能监控1台柱上开关，主要原因是柱上开关大多分散安装，若遇同杆架设情况，这时可以1台FTU监控两台柱上开关。
1.1定义FTU 是装设在馈线开关旁的开关监控装置。
这些馈线开关指的是户外的柱上开关，例如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。
一般来说，1台FTU要求能监控1台柱上开关，主要原因是柱上开关大多分散安装，若遇同杆架设情况，这时可以1台FTU监控两台柱上开关。
1.2特点FTU采用了先进的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，采用嵌入式实时多任务操作系统，稳定性强、可靠性高、实时性好、适应环境广、功能强大，是一种集遥测、遥信、遥控、保护和通信等功能于一体的新一代馈线自动化远方终端装置。
适用于城市、农村、企业配电网的自动化工程，完成环网柜、柱上开关的监视、控制和保护以及通信等自动化功能。
配合配电子站、主站实现配电线路的正常监控和故障识别、隔离和非故障区段恢复供电。
1.3功能遥测（1）交流电气测量Ia、Ib 、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc，Un等任意组合，一般Uab和Ucb分别取开关两侧，监视馈线两端的供电情况。
（2）两表法或三表法，软件计算出P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos ∮等，根据主站需要上传；（3）保护Ia、Ic的记录上传；（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）开关储能信号、操作电源；（3）压力信号等；（4）电池低电压告警；（5）保护动作和异常信号；（6）其他状态信号。
配电自动化远方控制终端(FTU)安装使用说明书浙江华仪电力
®
ZHEJIANG HUAYI ELECTRIC POWER AUTOMATION CO.，LTD
配电自动化远方控制终端(FTU)安装使用说明书
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图 1 箱体尺寸：600（高）×410（宽）×260（深）（mm） 内部单元包括：1、核心单元 2、智能型电源模块 3、蓄电池组 4、DTU 5、温度控制器 6、 电源指示灯 7、空气开关 8、中间继电器 9、接线端子 10、航空插头进线 11、机箱安装支 架 12、操作面板 13、机箱暗锁
功率等）和状态量（如开关位置、储能情况等），以及执行遥控命令（如跳合开关）。该配电 自动化远方终端广泛适用于 10KV 配电线路中，可对负荷开关、分段器、环网联络开关进行监 控。
配电自动化远方终端提供 RS232 和 RS485 接口，可灵活配套 GPRS/CDMA、电力线载波、 光纤通讯方式与配网自动化主站系统进行通讯，实现故障信息自动上报和线路设备信息的实 时上报。可与 SCADA 主站通信，完成对配电线路的各种监控功能。
图 3 FTU 硬件结构 FTU 的硬件是以功能强大的 DSP 为核心，配备丰富的外围接口电路构成。原理结构框图 见图 3。 FTU 采用的 DSP 为 IT 公司 2004 年正式推出的 32 位高集成性能数字信号处理器。其工作 主频 150M，工作温度-40℃~125℃,内置看门狗及丰富的资源，极其适合工业控制领域的应用。 交流量变换隔离电路使用互感器对 11 路外接交流电流或电压进行隔离，并将隔离后的信 号转换为滤波放大电路及测频电路的输入驱动信号。共有 14 路通道的二阶低通滤波及放大电 路，其中 3 路用于实现对 3 路保护电流的低端值的精准测量。 10 路 DI、7 路 DO 电路(其中 DO1-DO4 为重载继电器,主要用于断路器跳合闸等重要出 口,DO5-DO7 为信号继电器, 用于报警等出口)用来实现对开入量的采集和监视，以及对开出 继电器的驱动和管理。开入开出由 CPLD 和 DSP 协调管理，DSP 直接管理启动继电器，用于控
ARM+FPGA双核计算的配电自动化终端设计
ARM+FPGA双核计算的配电自动化终端设计
郑军生;杨俊哲;许文秀;吴宏伟
【期刊名称】《自动化仪表》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘要】为了提高配电自动化终端数据信息自动化分析能力,设计了基于ARM+现场可编程门阵列(FPGA)双核计算的配电自动化终端。
为了提高模块计算能力,在模块中构建了堆叠式自动编码器-神经网络(SAE-NN)深度学习算法模型。
在常规堆叠式自动编码器(SAE)深度学习模型基础上融合神经网络(NN)模型,应用过程中改善传统NN对分层节点数目的限制。
试验结果表明,所设计终端随着系统运行能达到95%以上的精度,而现有SAE模型仅达到85%左右的精度。
通过与文献[1]和文献[2]方法的对比可知,所设计终端有较高的调度能力。
该设计显著提高了配电网数据信息的分析精度,大幅提升了电网应用对数据信息处理的准确度和效率。
【总页数】5页(P59-63)
【作者】郑军生;杨俊哲;许文秀;吴宏伟
【作者单位】内蒙古电力(集团)有限责任公司乌海电业局
【正文语种】中文
【中图分类】TH39
【相关文献】
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公告3.基于可信计算的配电自动化终端安全防护方法研究4.智能测试终端设计及其在配电终端设备自动化测试中的应用研究
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智能配电自动化远方终端数据采集系统设计
发表时间：2018-10-18T14:27:31.203Z 来源：《河南电力》2018年9期作者：张大莲[导读] 结果显示，终端数据采集系统在精度和稳定性上面更具优势。
（国网湖南省电力有限公司中方县供电分公司湖南怀化 418000）摘要：配电自动化远方终端涉笔数据采集系统对于配电网监控方面作用重大。
因为传统数据采集系统在设计上精度低且非常复杂，采用在ARM控制器外扩16位高精度A/D采样芯片，设计出一种新型数据采集系统架构，实现实时调节采样频率目的。
对数据采用软件滤波，并采用傅立叶变换，以提高实用性。
在信号输入上面采用高精度开关电源和信号发生器，并分别进行电压精度测试、频率测试和快速傅里
叶变换实验。
结果显示，终端数据采集系统在精度和稳定性上面更具优势。
关键词：配电自动化远方终端、数据采集、快速傅立叶变换
引言：
配电网自动化是一个非常复杂且规模庞大的系统。
为了保证供电稳定性，在电网系统运行中需要分散式监控中亚配电网，数据采集部分是监控终端进行故障终端非常重要环节。
传统配电网远方终端设备基本上是单片机，在进行数据采集时经常利用外扩计量芯片方式。
最近几年，高精度电压采样芯片和嵌入式系统发展速度迅猛，传统设备已经不能满足行业需求，对于技术上创新已经是迫在眉睫，将嵌入式系统与高精度A/D采样芯片结合应用到配电行业已经是一种必然发展趋势。
1.系统整体结构设计
新型终端数据采集系统在功能上划分为测控模块、交流输入模块、通信模块、保护模块和显示模块。
五大模块间相互之间进行配合，从而实现对于数据的采集功能。
终端数据采集所采集的数据有开关设备的状态、三相电压、有功功率、无功功率、电流等信息。
在测控模块中使用AD7606高精度采样芯片，通过测频电路对采样频率进行实时调节，利用快速傅立叶变换进行数据提取。
通信模块为辅助模块，利用嵌入式实时操作系统实现实时性、稳定性和兼容性[1]。
2.测控模块设计
测控模块是终端数据采集系统中核心部分，该模块主控制器采用ARM控制器，在外围扩展高精度AD采样芯片、FLASH、RTC实时时钟、CAN通信接口、频率测量电路和SRAM存储器。
交流采样模块可以通过转换得到低压采样信号。
该信号与测控模块相连接，前级通过RC滤波电路对采样信号进行滤波。
中间级可以采用跟随器，输入滤波后的信号到AD采集端口。
通过外扩SRAM存储器和FLASH实时存储和计算采样数据，确保终端设备运行稳定性和可靠性。
CAN通信接口实现模块之间数据对接。
3.通信模块设计
通信接口其主要作用在于实现各部分间进行数据交换，通信接口设备所采用操作系统在可剪裁性和可移植性上具备良好优势，在这一点上，μC/OS-II操作系统更为合适，更利于通信模块实现TCP/IP通信协议。
具体操作步骤主要有两个：一、移植μC/OS-II操作系统到STM32上；二、移植LwIP协议栈到μC/OS-II操作系统。
4.DTU终端数据采集与分析
对电压、电流信号进行采样时，首先通过互感器对电路进行转换，同时通过调理电路降压处理信号，再经过运放跟随电路和低通滤波器采集信号。
通过傅立叶对采样后的数字信号进行转换，分析幅频和相频，最后进行有效值计算。
4.1测控模块低通滤波器设计
配电网通信线路有高频噪声，这种噪声干扰性极强，DTU终端要想对故障进行准确分析，那么在分析之前就必须滤除高频噪声信号。
在STM32软件程序中，一般会使用矩形窗法来设计低通滤波器，该滤波器在频率特性上表现为Hd（ejω）。
在考虑进因果系统在物理可实现性方面，令幅频响应为|Hd（ejω）| = 1，在窗函数对滤波器进行设计时，需要考虑到通带截止频率，通过调节其中数值来选取较合适的滤波器参数[2]。
4.2数据采集信号截短
测控模块采样正弦信号时，因为正弦信号会呈现无限长连续信号在时域内，这样就必须要截短正弦信号。
一旦截短参数设计时不够合理，那么就会产生波峰和频谱泄漏无法被识别情况。
因此，对于正弦信号采样，一定要在采样点和采样频率进行选择时选取较为合理数值。
4.3信号采样及FFT参数确定
在STM32控制器中实现FFT算法，想要保证恢复好信号不失真，对于采样点数和采样频率必须先要确定好。
正弦信号在表现形式上是=A sin（2πf0t + φ），这里面A指信号振幅；f0 指信号频率；φ 指初相位。
配电网应该使用三相正弦交流电来进行供电，在理论上设置工频频率应该为50赫兹。
香农采样定理中表示带限信号只要让采样频率大于两倍原信号最就可以使原信号恢复。
因为正弦信号频率为±f0 处 δ函数，所以正弦信号采样比较特殊。
具体采样时应该满足以下准则：
一、抽样频率为正弦信号频率的整数倍；
二、截短后信号长度应该含有完整周期；
三、各周期采样至少为4点，或者是2的整次幂；
四、截短后正弦信号不能再次补零；
五、信号如含多个正弦，其中频率最高正弦信号需满足以上准则。
对N点离散信号进行离散傅立叶变换，并用DTF变换对1组N点数据进行定义，如果N在计算时数值较大，那么应该利用快速傅立叶变换FFT算法来简化在STM32主控制器中的运算。
4.4测量数据有效值计算
数据在通过FFT计算后，应该针对处理数据来计算遥测信息量，电力行业对于DTU终端数据计算精确性上有严格的标准，一般在精度划分上有两个等级，一个是1级，一个是0.5级，需要针对这些要求在计算中采用合适算法，DTU终端首先会对电流（IA，IB，IC）和三相电压（UA，UB，UC）的有效值数据信息关注。
5.结论
本文对配电自动化远方终端展开新型系统架构设计，着重是介绍对于测控模块部分进行设计。
频率实现测量电路在测控模块加以应用能够对于电网波动而产生精度下降的情况能够起到有效控制作用。
并为了提高采样精度来选取高精度模数转换芯片，再加上嵌入式系统对于程序运行效率加以提高。
采用FFT算法代替传统DFT算法来对数据进行解析，这样对于计算实时性上也能够加强效果。
这种新型架构可以保证采样电压有效值满足行业规定的0.5%误差范围，而且在波动性上也有所下降，这使新型架构稳定性和精确度上都显得更为优秀。
快速傅立叶变换所得数据显示对于原信号相位和幅值都能够做到有效恢复，改进了传统设计精度不达标且复杂都诸多不足。
参考文献：
［1］戚尔江，彭道刚，关欣蕾，赵斌斌.智能配电自动化远方终端数据采集系统设计[J].电气传动，2018，48（07）：60-65.
［2］马艳娜，唐华，柯红军.基于移动终端的遥感监测数据采集系统设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2017，40（04）：120-122.。