FTU在馈线自动化中运用
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• 3、遥控功能：FTU应能接受远方命令控制柱上开关合闸 和跳闸，以及启动贮能过程等。开关合/分操作在3一5秒 内完成，并具有返校功能。
• 4、遥调功能：FTU应能对开关的动作次数和动要求
• 5、对时功能：FTU应能接受主系统的对时命令，以便和 主系统时钟保持一致。
某FTU控制器的整体系统
如果判断读出的数据值越限，单片机就控制 相应的输出继电器动作，进行外部电容器组的投 切及相关数据信息的存储。终端与主站通过CAN 总线传送数据，RS232主要作为当地调试接口。 系统配有键盘输入(由单片机软件去抖)和LCD显 示，调试人员可以在现场通过按键输入命令，直 接进行控制并从LCD读出所需数据。 DSP控制六 路A/D的采集，然后由DSP完成软件FIR滤波、 FFT运算以及各电网参数的计算，然后将数据存 储到双口RAM中，通知通信部分的十六位单片机 读取这些数据，进行各种判断，并将需要的数据 存贮于掉电保护的NVRAM中。
• 6、事故记录功能：FTU应能记录事故发生时的最大故障 电流和事故前一段时间的平均负荷，以便分析故障。
• 7、自检和自恢复功能：FTU应具有自检测功能，并在设 备发生自身故障时及时告警;FTU应具有可靠的自恢复功能， 一旦受干扰造成死机，可以恢复正常运行。
• 8、远方控制和手动操作功能：在检修线路和开关时，相 应的FTU应能具有远方控制闭锁和手动开关合/分操作功能， 以确保操作的安全性，避免误操作造成的恶性事故。
基于FTU的配电网自动化系统的组成
基于FTU的配电网自动化系统的组成
在图中所示的系统中，各FTU分别采集相应 柱上开关的运行情况，如负荷、电压、功率和开 关当前位置、贮能完成情况等，并将上述信息由 通信网络发向远方的配网自动化控制中心。各 FTU还可以接受配网自动化中心下传的命令进行 相应的远方倒闸操作。在故障发生时，各FTU记 录下故障前及故障时的重要信息，如最大故障电 流和故障前的负荷电流、最大故障功率等，并将 上述信息传至DAS控制中心，经计算机系统分析 后确定故障区段和最佳供电恢复方案，最终以遥 控方式隔离故障区段、恢复健全区段供电。
FTU的功能要求
• 1、遥信功能：FTU应能对柱上开关的当前位置、通信是 否正常、贮能完成情况等重要状态进行采集，对于开关合 /分操作的反应时间应在1秒之内。
• 2、遥测功能：FTU应能采集线路的电压、开关经历的负 荷电流和有功功率、无功功率等模拟量，以及进行谐波分 析，电压、电流采集精度2%一3%。
2、FTU的结构和原理
FTU是基于FTU的馈线自动化的核心设 备，本节以某馈线FTU的结构和控制系统为 例来介绍FTU的机构和原理。
某馈线FTU的结构
某FTU控制器的整体系统结构图
FTU安装情况
2 FTU原理构成图
1） FTU的输入部分
• A 模拟输入
2） FTU的输入部分
• B 状态输入
3） FTU的计算与处理部分
4） FTU的电源部分
• 竞争者
5） FTU的输入/输出（I/O）部分
3 FTU的功能及性能要求
FTU应具有常规RTU相同的基本功能，包括遥信功能、遥测功能、遥 控功能、对时功能、事件顺序记录等等，以及FTU特有的其他功能。
某FTU控制器的整体系统
FTU控制器的整体结构图如图所示。三 相电压、电流经过CT、PT后转换为标称值 为100V和5A的电压、电流，再把该信号经 过传感器转换为跟随式的标称值为5V的电 压信号(此处采用西南自动化研究所的WB系 列传感器)。信号经过过零比较器生成频率 相同的方波，以利于测频和实现缺相检测; 同时信号经过调理电路(低通滤波)后，进入 两片4通道的A/D转换器。系统时钟由可编 程万年历时钟芯片提供，同时由控制中心 精确对时。
FTU在馈线自动化技术中的运用
• 1）、分布式就地控制模式
• 带时限电压型馈线自动分段解决方案 • 重合器FA解决方案 • 馈线控制终端FTU就地解决方案
FTU在馈线自动化中的运用
第五讲
主要内容
• 1、FTU简介 • 2、FTU的结构和原理 • 3、FTU在馈线自动化技术中的运用 • 4、结论及展望
1、FTU简介
• 在馈线自动化实施过程中，故障定位、隔 离及自动恢复供电是馈线自动化的主要实 施目标。远方馈线终端是整个自动化系统 的控制单元，起着连接开关和SCADA系统 的桥梁作用，是用于实现对配电开关或环 网柜进行数据采集和控制的自动化设备。 这种终端装置简称为FTU。
• 9、远程通信功能：FTU应具有远程通信功能，能够收集 下级子站的数据并上传上级主站。
FTU的特殊要求
我国的配电网将越来越多地采用在线路上的柱上开关、环网柜、 无功补偿电容器等设备，由FTU实现对这些线路设备的监控，因此， 对FTU有以下特殊要求： • 1、能适应较恶劣的运行环境：能在一30℃一+60℃温度变化范围里 正常工作，要具有良好的防潮、防雨、防腐蚀措施。它安装在电力线 柱上或组合式配电柜内，能承受高电压、大电流、雷电等干扰，要求 有很高的抗千扰能力。 • 2、体积小，便于安装：FTU安装在电力线柱上或组合式配电柜内， 安装空间有限，要求体积尽量小，从减少体积、抗震、可靠性等角度 考虑，FTU不宜采用总线插件式结构，一般是做在一块印制板(PCB) 上侧。 • 3、功耗要小：由于FTU在配电网故障停电时，要求把故障信息传送 给控制中心，由控制中心作出决定是否下发命令，对开关进行操作， 而线路设备的控制装置一般由电压互感器及蓄电池组供电，蓄电池容 量有限，所以FTU功耗要尽量小。
FTU的软件流程图
3、FTU在馈线自动化技术
中的运用
馈线自动化的重点是故障自动诊断、 隔离与恢复，这也是FTU在馈线自动化应 用的关键所在。根据故障隔离、网络重构 策略的着重点不同，馈线自动化技术的解 决方案经历了分布式就地控制模式，远方 集中监控、分层处理模式以及综合智能控 制模式三种控制模式，前两种模式使用比 较广泛。但随着电力系统综合自动化的升 级改造和不断完善，以FTU为基础的综合 智能控制将是以后的主要发展方向。
• 4、遥调功能：FTU应能对开关的动作次数和动要求
• 5、对时功能：FTU应能接受主系统的对时命令，以便和 主系统时钟保持一致。
某FTU控制器的整体系统
如果判断读出的数据值越限，单片机就控制 相应的输出继电器动作，进行外部电容器组的投 切及相关数据信息的存储。终端与主站通过CAN 总线传送数据，RS232主要作为当地调试接口。 系统配有键盘输入(由单片机软件去抖)和LCD显 示，调试人员可以在现场通过按键输入命令，直 接进行控制并从LCD读出所需数据。 DSP控制六 路A/D的采集，然后由DSP完成软件FIR滤波、 FFT运算以及各电网参数的计算，然后将数据存 储到双口RAM中，通知通信部分的十六位单片机 读取这些数据，进行各种判断，并将需要的数据 存贮于掉电保护的NVRAM中。
• 6、事故记录功能：FTU应能记录事故发生时的最大故障 电流和事故前一段时间的平均负荷，以便分析故障。
• 7、自检和自恢复功能：FTU应具有自检测功能，并在设 备发生自身故障时及时告警;FTU应具有可靠的自恢复功能， 一旦受干扰造成死机，可以恢复正常运行。
• 8、远方控制和手动操作功能：在检修线路和开关时，相 应的FTU应能具有远方控制闭锁和手动开关合/分操作功能， 以确保操作的安全性，避免误操作造成的恶性事故。
基于FTU的配电网自动化系统的组成
基于FTU的配电网自动化系统的组成
在图中所示的系统中，各FTU分别采集相应 柱上开关的运行情况，如负荷、电压、功率和开 关当前位置、贮能完成情况等，并将上述信息由 通信网络发向远方的配网自动化控制中心。各 FTU还可以接受配网自动化中心下传的命令进行 相应的远方倒闸操作。在故障发生时，各FTU记 录下故障前及故障时的重要信息，如最大故障电 流和故障前的负荷电流、最大故障功率等，并将 上述信息传至DAS控制中心，经计算机系统分析 后确定故障区段和最佳供电恢复方案，最终以遥 控方式隔离故障区段、恢复健全区段供电。
FTU的功能要求
• 1、遥信功能：FTU应能对柱上开关的当前位置、通信是 否正常、贮能完成情况等重要状态进行采集，对于开关合 /分操作的反应时间应在1秒之内。
• 2、遥测功能：FTU应能采集线路的电压、开关经历的负 荷电流和有功功率、无功功率等模拟量，以及进行谐波分 析，电压、电流采集精度2%一3%。
2、FTU的结构和原理
FTU是基于FTU的馈线自动化的核心设 备，本节以某馈线FTU的结构和控制系统为 例来介绍FTU的机构和原理。
某馈线FTU的结构
某FTU控制器的整体系统结构图
FTU安装情况
2 FTU原理构成图
1） FTU的输入部分
• A 模拟输入
2） FTU的输入部分
• B 状态输入
3） FTU的计算与处理部分
4） FTU的电源部分
• 竞争者
5） FTU的输入/输出（I/O）部分
3 FTU的功能及性能要求
FTU应具有常规RTU相同的基本功能，包括遥信功能、遥测功能、遥 控功能、对时功能、事件顺序记录等等，以及FTU特有的其他功能。
某FTU控制器的整体系统
FTU控制器的整体结构图如图所示。三 相电压、电流经过CT、PT后转换为标称值 为100V和5A的电压、电流，再把该信号经 过传感器转换为跟随式的标称值为5V的电 压信号(此处采用西南自动化研究所的WB系 列传感器)。信号经过过零比较器生成频率 相同的方波，以利于测频和实现缺相检测; 同时信号经过调理电路(低通滤波)后，进入 两片4通道的A/D转换器。系统时钟由可编 程万年历时钟芯片提供，同时由控制中心 精确对时。
FTU在馈线自动化技术中的运用
• 1）、分布式就地控制模式
• 带时限电压型馈线自动分段解决方案 • 重合器FA解决方案 • 馈线控制终端FTU就地解决方案
FTU在馈线自动化中的运用
第五讲
主要内容
• 1、FTU简介 • 2、FTU的结构和原理 • 3、FTU在馈线自动化技术中的运用 • 4、结论及展望
1、FTU简介
• 在馈线自动化实施过程中，故障定位、隔 离及自动恢复供电是馈线自动化的主要实 施目标。远方馈线终端是整个自动化系统 的控制单元，起着连接开关和SCADA系统 的桥梁作用，是用于实现对配电开关或环 网柜进行数据采集和控制的自动化设备。 这种终端装置简称为FTU。
• 9、远程通信功能：FTU应具有远程通信功能，能够收集 下级子站的数据并上传上级主站。
FTU的特殊要求
我国的配电网将越来越多地采用在线路上的柱上开关、环网柜、 无功补偿电容器等设备，由FTU实现对这些线路设备的监控，因此， 对FTU有以下特殊要求： • 1、能适应较恶劣的运行环境：能在一30℃一+60℃温度变化范围里 正常工作，要具有良好的防潮、防雨、防腐蚀措施。它安装在电力线 柱上或组合式配电柜内，能承受高电压、大电流、雷电等干扰，要求 有很高的抗千扰能力。 • 2、体积小，便于安装：FTU安装在电力线柱上或组合式配电柜内， 安装空间有限，要求体积尽量小，从减少体积、抗震、可靠性等角度 考虑，FTU不宜采用总线插件式结构，一般是做在一块印制板(PCB) 上侧。 • 3、功耗要小：由于FTU在配电网故障停电时，要求把故障信息传送 给控制中心，由控制中心作出决定是否下发命令，对开关进行操作， 而线路设备的控制装置一般由电压互感器及蓄电池组供电，蓄电池容 量有限，所以FTU功耗要尽量小。
FTU的软件流程图
3、FTU在馈线自动化技术
中的运用
馈线自动化的重点是故障自动诊断、 隔离与恢复，这也是FTU在馈线自动化应 用的关键所在。根据故障隔离、网络重构 策略的着重点不同，馈线自动化技术的解 决方案经历了分布式就地控制模式，远方 集中监控、分层处理模式以及综合智能控 制模式三种控制模式，前两种模式使用比 较广泛。但随着电力系统综合自动化的升 级改造和不断完善，以FTU为基础的综合 智能控制将是以后的主要发展方向。