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超详细!一文读懂,FTU、DTU、TTU、RTU的区别

时间:2022-05-10浏览:2287

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。

07高速上传.jpg


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5G 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,使机箱模板标准化,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,使得报文及事故录播完全现场需求;

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

5G 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

5G 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

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。


2.2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、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。


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。

一文读懂,FTU、DTU、TTU、RTU的区别

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3.1定义

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。


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,5G 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5G RTU产品在SCADA系统中得到了大量的应用。


远程终端设备(5G 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的数据转换成命令,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

主要功能

 触发采集雨量数据 

 定时采集水位、雨量、水质和其它数据

 定时上报雨量、水位、流量、水质和其它数据

 预警触发加报雨量、水位、流量、水质和其它数据

 本地存储雨量、水位、流量、水质和其它数据

 远程召测当前雨量、水位、流量、水质和其它数据

 远程查询本地历史数据

 本地导出历史数据

 支持电池电压上报功能

 支持图片抓拍功能

 支持本地人工置数功能

 通过5G/4G网络进行数据通讯、短信方式进行数据备份 

 支持NB-IoT、Lora、超短波、北斗卫星短报文通讯方式(可定制) 

 支持GPS/北斗功能(可定制)

 支持PoE(PSE)功能(可定制)

  工业化设计

 采用高性能工业级无线模块

 采用高性能工业级32位通信处理器

 宽温设计(-35~+75℃正常工作)

 宽电源输入(DC 9~35V)

 高可靠性设计

 WDT看门狗设计,保证系统稳定

 采用完备的防掉线机制,保证数据终端永远在线

 以太网接口内置1.5KV电磁隔离保护

 RS232/RS485接口内置15KV ESD保护

 SIM/UIM卡接口内置15KV ESD保护

 电源接口内置反相保护和过流、过压保护

 强大的抗电磁干扰能力,适用各种复杂的电磁环境

 16MB超大数据存储空间,可存储10年以上采集数据

 天线接口防雷保护(可选)

 标准易用

 提供标准RS232(或RS485)、以太网和WIFI接口,可直接连接串口设备、以太网设备和WIFI设备

 支持液晶屏/键盘配置方式和本地串口配置方式

 使用方便、灵活,多种低功耗工作模式选择

 多指示灯,可指示多种系统状态

 支持串口升级、远程维护,设备日志导出

 协议/规约

 SLT 180-2015 水文自动测报系统设备遥测终端机

 SLT 102-1995 水文自动测报系统设备基本技术条件

 SL61-2003 水文自动测报系统技术规范

 SZY203-2016 水资源监测设备技术要求

 SZY205-2016 水资源监测设备质量检验

 GB 3096-2008 声环境质量标准

 GB/T 16706-1996 环境污染源类别代码

 GB/T 19582-2008 基于Modbus 协议的工业自动化网络规范

 HJ/T 75-2007 固定污染源烟气排放连续监测技术规范(试行)

 HJ/T 76-2007 固定污染源烟气排放连续监测排放系统技术要求及监测方法(试行)

 HJ 524-2009 大气污染物名称代码

 HJ 525-2009 水污染物名称代码

 《污染物在线监控(监测)系统数据传输标准》

 《HJ/T212-2005 污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准》

 《HJ 212-2017 污染物在线监控(监测)系统数据传输标准》

 《HJ 477-2009 污染源在线自动监控(监测)数据采集传输仪技术要求》

 《水文监测数据通信规约》

 《水资源监测数据传输规约》




主要区别:5G 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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