配电自动化远动终端FTU交流采样通道的设计

FTU模块技术方案FTU（Feeder Terminal Unit）是指电网中用于表示、测量、保护、控制电力系统的末端设备。

为了满足电力系统的自动化需求，FTU模块技术方案应包括以下几个主要方面：1.硬件设计：（1）高稳定性和可靠性：FTU模块作为电力系统的末端设备，需要长时间运行并保持稳定性，同时需要具备高可靠性以应对电力系统的异常情况。

（2）高精度和高灵敏度：FTU模块需要使用高精度的电流和电压传感器，以确保测量数据的准确性和灵敏度，从而更好地满足保护和控制需求。

（3）通信接口多样化：FTU模块应提供多种通信接口，如RS485、Ethernet等，以便与上级监控系统进行数据交换和控制指令的传送。

（4）防尘防水防雷等封装设计：FTU模块在户外使用，需要具备防尘防水防雷等功能，以确保正常工作和设备的寿命。

2.软件开发：（1）实时数据采集和处理：FTU模块需要实时采集电流、电压等数据，并进行处理，如计算功率、电能、谐波等，以满足监控系统的实时数据需求。

（2）保护和控制算法开发：FTU模块需要具备保护和控制功能，如过流保护、短路保护、开关控制等。

开发过流保护和其他保护算法，确保电力系统的安全可靠运行。

（4）人机界面开发：FTU模块需要提供用户友好的人机界面，以便操作员进行配置和监控。

开发界面需要考虑操作简便、信息直观等设计原则。

3.功能需求：（1）测量功能：FTU模块需要能够测量电流、电压、频率、功率因数等各种参数，并进行实时显示和存储。

（2）保护功能：FTU模块需要具备过流、短路、地震等保护功能，当电力系统发生异常时，能够及时采取措施以保护电力设备和系统的安全。

（3）控制功能：FTU模块需要能够控制开关，通过开关控制实现对电力系统的操作，如开关操作、电力设备的启动和停止等。

4.其他需求：（1）数据存储和传输：FTU模块需要具备存储和传输数据的功能，以便后续的数据分析和监控系统的数据交互。

（2）远程监控和操作：FTU模块需要具备远程监控和操作功能，以便远程操作员可以对电力系统进行监控和控制。

FTU、DTU及TTU介绍馈线终端设备（FTU）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。

我公司开发型FTU, 选用国际著名的高质量元器件，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/T634.5101-2002（IEC60870-5-101）远动设备及系统DL/T634.5104-2002（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）GB3047.1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。

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, 选用国际著名的高质量元器件，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。

电网远动终端功率采集模块的设计作者：王刚来源：《中国新技术新产品》2008年第16期摘要:本文介绍了电网远动终端功率采集模块的设计及工作过程。

主要包括遥测、遥信、遥控、远方数据传输等几个方面。

并以硬件电路图描述各测控单元间的工作原理。

关键词:远动；功率采集；遥控；遥测；遥信1引言功率采集模块主要是应用在电网调度自动化系统中，对电网中的各电力参数及各种事故量进行检测，并对电动开关进行远方操作。

基于这种要求，对功率采集模块的设计首先要对电网交流信号进行检测，反映出电网电压、电流、功率、功率因数及频率的变化情况。

为实现这一要求该模块在设计中，根据电磁感应的原理，采用交流采样的方式，即从现场的电压互感器和电流互感器中直接采0~100V和0~5A的交流信号，并将这样的交流模拟信号通过A/D转换器变成单片机可识别的数字信号，由模块中的单片机进行读写操作，然后将数据传给远方调度中心，经调度中心计算机处理后，反映出现场电网的实际电力参数，达到监测电网运行状态的目的。

2功率采集模块的原理功率采集模块包括8个功能单元电路: N80C196KB单片机最小系统；功能选择电路（DIP 站号设置）； LED显示电路；遥测电路；开关量输入电路(遥信)；脉冲量输入电路(电能)；开关量输出电路(遥控)；通讯接口电路。

这8个单元电路构成整个功率采集模块。

在这8个单元电路中核心部分是：N80C196KB单片机最小系统；遥测电路；遥信电路；遥控电路；接口电路。

下面分别介绍这5个单元电路的设计和工作过程。

3功率采集模块的设计及工作原理3.1 N80C196KB单片机存储器扩展该系统由单片机、程序存储器、地址锁存器、译码电路、系统时钟组成。

因为80C196KB 内部没有程序存储器和数据存储器，所以需要在单片机外部对存储器进行扩展。

程序存储器选用EPROM27C256（32K），存放应用程序和检查程序，数据存储器选用RAM61C256（32K），存放采集数据、计算中间结果及设置参数。

DTU、FTU、TTU、RTU电力终端设备通信的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DT∪∕TT∪∕FT∪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）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。

1.1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。

1.2特点D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SP1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∕RS485s Enthernet等多种通讯接口,内置Enthernet 使得工程应用简单、可靠；16)支持正C60870-5-101、正C60870-5-103、正C60870-5-104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。

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, 选用国际著名的高质量元器件，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。

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，对开关进展分合闸操作，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存中，在装置断电时记录容不丧失。

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根底数据。

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，假设遇同杆架设情况，这时可以1台FTU监控两台柱上开关。

我公司开发？？？型FTU, 选用国际著名的高质量元器件，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，可以和国外各型开关接口。

FTU、DTU 及TTU 介绍馈线终端设备（FTUFTU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,选用国际著名的高质量元器件，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。

本产品完全按电土力行业标准《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/T634.5101-2002（IEC60870-5-101）远动设备及系统DL/T634.5104-2002 （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）GB3047.1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。