配網自動化系統一般由下列層次組成：配電主站、配電子站（常設在變電站內，可選配）、配電遠方終端（FTU、DTU、TTU等）和通信網絡。配電主站位于城市調度中心，配電子站部署于110kV/35kV變電站，子站負責與所轄區域DTU/TTU/FTU等電力終端設備通信，主站負責與各個子站之間通信。

1、開閉所終端設備（DTU）

DTU一般安裝在常規的開閉所（站）、戶外小型開閉所、環網柜、小型變電站、箱式變電站等處，完成對開關設備的位置信號、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、電能量等數據的采集與計算，對開關進行分合閘操作，實現對饋線開關的故障識別、隔離和對非故障區間的恢復供電，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一般安裝在常規的開閉所（站）、戶外小型開閉所、環網柜、小型變電站、箱式變電站等處，完成對開關設備的位置信號、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、電能量等數據的采集與計算，對開關進行分合閘操作，實現對饋線開關的故障識別、隔離和對非故障區間的恢復供電。

1.2

特點

1） 機箱結構采用標準4U半（全）機箱，增強型設計；

2）采用后插拔接線方式，整體面板，全封閉設計；

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，便于生產及現場維護；

5）裝置不同類插件在結構設計時保證不能互插，提高整體安全性；

6）采用32位D浮點型SP，系統性能先進；

7）采用16位A/D轉換芯片，采樣精度高；

8）采用大規模可編程邏輯芯片，減少外圍電路，提高可靠性；

9）大容量存儲器設計，使得報文及事故錄波完全現場需求；

10）采用多層印制板電路和SMT表面貼裝技術，裝置的抗干擾性能強；

11）測量回路精度軟件自動校準，免調試，減小現場定檢等維護時間；

12）超強的電磁兼容能力，能適應惡劣的工作環境；

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（DSP）與成熟的實時多任務操作系統相結合，既保證功能可靠性，又能滿足網絡通訊、人機界面的實時性；

15）支持RS232/RS485、Enthernet等多種通訊接口，內置Enthernet使得工程應用簡單、可靠；

16）支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104等標準規約；

17）各裝置獨立的掉電保持時鐘系統及帶對時脈沖的GPS對時系統。

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分別取開關兩側，監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）開關狀態信號， SOE；

（2）開關儲能信號、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）其他狀態信號。

遙控

（1）開關的分合，失電后可進行2次以上分合操作；

（2）電池的維護；

（3）保護信號遠方復歸；

（4）其他遙控。

數據傳輸功能

能與上級站進行通信，將采集和處理信息向上發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發。

電能量信息向上轉發。

主動上傳事故信息（可選功能）。

具有當地維護通信接口。

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

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

故障識別、隔離隔離恢復供電及保護

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

監測故障電流，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、配電主站根據各開關DTU上報過電流故障信息和開關跳閘信息，按照配電網變結構耗散拓撲模型，進行故障區域判斷，指出故障區域，生成故障隔離命令序列和非故障區域恢復供電命令序列。自動或人機交互下發執行。

就地操作

DTU內有分、合閘按鈕，實現就地操作。

有就地/遙控選擇開關，維護放電按鈕等。

環網功能

當DTU設置為聯絡開關時，根據一側或二側PT受電狀態，按整定值自動控制開關合分。在開關雙側有電時，禁止聯絡開關合閘。需要聯網運行的，主站要進行專門設置和確認。當一側失電時，根據FA方案和主站的設置，允許自動合閘的，自動控制合閘，以迅速地恢復供電。

定值下裝、上傳功能

速斷定值、使能；

過電流定值，時間常數、使能；

重合閘時間、使能；

環網功能設置、取消。

當地維護功能

通過DTU上的標準通信維護接口，利用專用維護軟件進行調試及維護。

包括參數定值配置、檢查；遙測、遙信、遙控、對時測試召測；數據上傳、通信等。

自診斷、自恢復功能

具有自診斷功能，當發現DTU的內存、時鐘、I/O等異常，馬上記錄并上報。

具有上電自恢復功能。

電源UPS和電池維護功能

滿足操作機構、終端設備和通信裝置用電。

DTU雙電源供電，一側電源失電后仍可持續工作。

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

電池低電壓告警保護功能。

電池自動維護：在規定的時間內由調度員下發電池維護命令，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、饋線終端設備（FTU）

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

2.1

定義

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

2.2

特點

FTU采用了先進的DSP 數字信號處理技術、多CPU集成技術、高速工業網絡通信技術，采用嵌入式實時多任務操作系統，穩定性強、可靠性高、實時性好、適應環境廣、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、農村、企業配電網的自動化工程，完成環網柜、柱上開關的監視、控制和保護以及通信等自動化功能。配合配電子站、主站實現配電線路的正常監控和故障識別、隔離和非故障區段恢復供電。

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分別取開關兩側，監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）開關狀態信號， SOE；

（2）開關儲能信號、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）其他狀態信號。

遙控

（1）開關的分合，失電后可進行2次以上分合操作；

（2）電池的維護；

（3）保護信號遠方復歸；

（4）其他遙控。

數據傳輸功能

能與上級站進行通信，將采集和處理信息向上發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發。

電能量信息向上轉發。

主動上傳事故信息（可選功能）。

具有當地維護通信接口。

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

通信接口：RS-232/485、工業以太網、CAN。

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

故障識別、隔離、恢復供電及保護

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

監測故障電流，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、配電主站根據各開關FTU上報過電流故障信息和開關跳閘信息，按照配電網變結構耗散拓撲模型，進行故障區域判斷，指出故障區域，生成故障隔離命令序列和非故障區域恢復供電命令序列。自動或人機交互下發執行。

就地操作

FTU內有分、合閘按鈕，實現就地操作。

有就地/遙控選擇開關，維護放電按鈕等。

環網功能

當FTU設置為聯絡開關時，根據一側或二側PT受電狀態，按整定值自動控制開關合分。在開關雙側有電時，禁止聯絡開關合閘。需要聯網運行的，主站要進行專門設置和確認。當一側失電時，根據FA方案和主站的設置，允許自動合閘的，自動控制合閘，以迅速地恢復供電。

定值下裝、上傳功能

速斷定值、使能；

過電流定值，時間常數、使能；

重合閘時間、使能；

環網功能設置、取消。

當地維護功能

通過FTU上的標準通信維護接口，利用專用維護軟件進行調試及維護。

包括參數定值配置、檢查；遙測、遙信、遙控、對時測試召測；數據上傳、通信等。

自診斷、自恢復功能

具有自診斷功能，當發現FTU的內存、時鐘、I/O等異常，馬上記錄并上報。

具有上電自恢復功能。

電源UPS和電池維護功能

滿足操作機構、終端設備和通信裝置用電。

FTU雙電源供電，一側電源失電后仍可持續工作。

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

電池低電壓告警保護功能。

電池自動維護：在規定的時間內由調度員下發電池維護命令，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、配變終端設備（TTU）

TTU監測并記錄配電變壓器運行工況，根據低壓側三相電壓、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、有功電能、無功電能等運行參數，記錄并保存一段時間（一周或一個月）和典型日上述數組的整點值，電壓、電流的最大值、最小值及其出現時間，供電中斷時間及恢復時間，記錄數據保存在裝置的不揮發內存中，在裝置斷電時記錄內容不丟失。配網主站通過通信系統定時讀取TTU測量值及歷史記錄，及時發現變壓器過負荷及停電等運行問題，根據記錄數據，統計分析電壓合格率、供電可靠性以及負荷特性，并為負荷預測、配電網規劃及事故分析提供基礎數據。如不具備通信條件，使用掌上電腦每隔一周或一個月到現場讀取記錄，事后轉存到配網主站或其它分析系統。TTU構成與FTU類似，由于只有數據采集、記錄與通信功能，而無控制功能，結構要簡單得多。為簡化設計及減少成本，TTU由配變低壓側直接變壓整流供電，不配備蓄電池。在就地有無功補償電容器組時，為避免重復投資，TTU要增加電容器投切控制功能。

3.1定義

TTU監測并記錄配電變壓器運行工況，根據低壓側三相電壓、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、有功電能、無功電能等運行參數，記錄并保存一段時間（一周或一個月）和典型日上述數組的整點值，電壓、電流的最大值、最小值及其出現時間，供電中斷時間及恢復時間，記錄數據保存在裝置的不揮發內存中，在裝置斷電時記錄內容不丟失。配網主站通過通信系統定時讀取TTU測量值及歷史記錄，及時發現變壓器過負荷及停電等運行問題，根據記錄數據，統計分析電壓合格率、供電可靠性以及負荷特性，并為負荷預測、配電網規劃及事故分析提供基礎數據。如不具備通信條件，使用掌上電腦每隔一周或一個月到現場讀取記錄，事后轉存到配網主站或其它分析系統。

3.2特點

適用于供電公司、縣級電力公司、發電廠、工礦企業、部隊院校、農村鄉電管站、100-500KVA配電變壓器臺變的監測與電能計量，配合用電監察進行線損考核，還能通過GPRS通信網絡將所有數據送到用電管理中心，為低壓配電網絡優化進行提供最真實最準確的決策依據。

3.3功能

■ “四合一”綜合功能

集計量、電能質量監測、配變工況監測、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，電容器自動投切，實現自動無功補償

■ 組網靈活

遵循國家電網公司與南網公司現行配變監測系統 規約，方便接入電力企業現有的負荷管理系統與配電管理系統，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

■ 工程簡便

裝置 結構簡潔，內部接線少而清晰，電容器積木式組合，便于安裝、維護，更方便優化調整補償容量

4、遠程終端設備（RTU）

4.1定義

RTU（Remote Terminal Unit）是一種遠端測控單元裝置，負責對現場信號、工業設備的監測和控制。與常用的可編程控制器PLC相比，RTU通常要具有優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境，提供更多的計算功能。正是由于RTU完善的功能，使得RTU產品在SCADA系統中得到了大量的應用。

遠程終端設備（RTU）是安裝在遠程現場的電子設備，用來監視和測量安裝在遠程現場的傳感器和設備。RTU將測得的狀態或信號轉換成可在通信媒體上發送的數據格式。它還將從中央計算機發送來得數據轉換成命令，實現對設備的功能控制。

4.2特點

（1）通訊距離較長；

（2）用于各種環境惡劣的工業現場；

（3）模塊結構化設計，便于擴展 ；

（4）在具有遙信、遙測、遙控領域的水利，電力調度，市政調度等行業廣泛使用。

4.3功能

（1） 采集狀態量并向遠方發送，帶有光電隔離，遙信變位優先傳送；

（2） 采集數據量并向遠方發送，帶有光電隔離；

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

（4） 采集脈沖電度量并向遠方發送，帶有光電隔離；

（5） 接收并執行遙控及返校；

（6） 程序自恢復；

（7） 設備自診斷（故障診斷到插件級）；

（8） 設備自調；

（9） 通道監視；

（10） 接收并執行遙調；

（11） 接收并執行校時命令（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送；

（14） 提供多個數字接口及多個模擬接口；

（15） 可對每個接口特性進行遠方/當地設置；

（16） 提供若干種通信規約，每個接口可以根據遠方/當地設置傳輸不同規約的數據；

（17） 接受遠方命令，選擇發送各類信息；

（18） 可轉發多個子站遠動信息；

（19） 當地顯示功能，當地接口有隔離器；

（20） 支持與擴頻、微波、衛星、載波等設備的通訊；

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

（22） 可通過電信網和電力系統通道進行遠方設置。

主要區別：DTU是SOCKET連接的客戶端。因此只有DTU是不能完成數據的無線傳輸的，還需要有后臺軟件的配合一起使用。FTU與RTU有以下區別：FTU體積小、數量多，可安置在戶外饋線上，設有變送器，直接交流采樣，抗高溫，耐嚴寒，適應戶外惡劣的環境；而RTU安裝在戶內，對環境要求高；FTU采集的數據量小，通信速率要求較低，可靠性要求較高；而RTU采集的數據量大，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