一文读懂FTU、DTU、TTU、RTU的区别

百科 2024-10-25 16:55 湖南

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）

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

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。

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。

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 634.5101-2002（IEC60870-5-101）、DL/T634.5104-2002（IEC60870-5-104）、DL/T 451-91循环式远动规约、DNP3.0、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。

2、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。

2.1

定义

2.2

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。

2.3

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。

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。

3、配变终端设备（TTU）

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。TTU构成与FTU类似，由于只有数据采集、记录与通信功能，而无控制功能，结构要简单得多。为简化设计及减少成本，TTU由配变低压侧直接变压整流供电，不配备蓄电池。在就地有无功补偿电容器组时，为避免重复投资，TTU要增加电容器投切控制功能。

3.1定义

3.2特点

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。

3.3功能

■ “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

4、远程终端设备（RTU）

4.1定义

RTU（Remote Terminal Unit）是一种远端测控单元装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。与常用的可编程控制器PLC相比，RTU通常要具有优良的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能。正是由于RTU完善的功能，使得RTU产品在SCADA系统中得到了大量的应用。　　

远程终端设备（RTU）是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式。它还将从中央计算机发送来得数据转换成命令，实现对设备的功能控制。

4.2特点

（1）通讯距离较长；

（2）用于各种环境恶劣的工业现场；

（3）模块结构化设计，便于扩展；

（4）在具有遥信、遥测、遥控领域的水利，电力调度，市政调度等行业广泛使用。

4.3功能

(1) 采集状态量并向远方发送，带有光电隔离，遥信变位优先传送；　　

(2) 采集数据量并向远方发送，带有光电隔离；

(3) 直接采集系统工频电量，实现对电压、电流、有功、无功的测量并向远方发送，可计算正反向电度；

(4) 采集脉冲电度量并向远方发送，带有光电隔离；

(5) 接收并执行遥控及返校；

(6) 程序自恢复；

(7) 设备自诊断(故障诊断到插件级)；

(8) 设备自调；

(9) 通道监视；

(10) 接收并执行遥调；

(11) 接收并执行校时命令(包括GPS对时功能选配)；

(12) 与两个及两个以上的主站通讯；

(13) 采集事件顺序记录并向远方发送；

(14) 提供多个数字接口及多个模拟接口；

(15) 可对每个接口特性进行远方/当地设置；

(16) 提供若干种通信规约,每个接口可以根据远方/当地设置传输不同规约的数据；

(17) 接受远方命令,选择发送各类信息；

(18) 可转发多个子站远动信息；

(19) 当地显示功能，当地接口有隔离器；

(20) 支持与扩频、微波、卫星、载波等设备的通讯；

(21) 选配及多规约同时运行，如DL451-91 CDT规约，同进应支持POLLING规约和其他国际标准规约（如DNP3.0、SC1801、101规约）；

(22) 可通过电信网和电力系统通道进行远方设置。

主要区别：DTU是SOCKET连接的客户端。因此只有DTU是不能完成数据的无线传输的，还需要有后台软件的配合一起使用。FTU与RTU有以下区别：FTU体积小、数量多，可安置在户外馈线上，设有变送器，直接交流采样，抗高温，耐严寒，适应户外恶劣的环境；而RTU安装在户内，对环境要求高；FTU采集的数据量小，通信速率要求较低，可靠性要求较高；而RTU采集的数据量大，通信速率较高，可靠性要求高，有专用通道。TTU则是单一功能单元，仅对配电变压器的信息采集和控制。

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