配网自动化系统是一个由多个层次构成的复杂体系，其中包含配电主站、配电子站（通常设置在变电站内，可根据需要选择配备）、以及分布在各地的配电远方终端设备，如FTU、DTU、TTU等。此外，系统还依托通信网络进行信息传递。配电主站通常位于城市调度中心，负责整个系统的监控与调度。配电子站则部署在110kV/35kV变电站内，其功能是与所辖区域内的DTU、TTU、FTU等电力终端设备进行通信。而主站与各个子站之间的通信则由主站负责，确保整个系统的数据流畅传递。

开闭所终端设备（DTU）
DTU通常被安装在常规的开闭所（站）、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站以及箱式变电站等地方。它的主要任务是收集并计算开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数以及电能量等各类数据。此外，DTU还能对开关进行分合闸操作，从而实现对馈线开关的故障识别、隔离以及对非故障区域的恢复供电。值得一提的是，部分高级的DTU还配备了保护功能和备用电源自动投入的能力。

1 定义

DTU，作为一款终端设备，常被部署在各类开闭所和变电站中，负责收集和计算开关设备的位置信号、电压、电流等多种数据。它还能对开关进行分合闸操作，实现对馈线开关故障的快速识别、隔离以及对非故障区域的恢复供电。

2 特点

DTU具有一系列先进的特点，包括标准化的机箱设计、智能化的插件方案、高性能的处理器以及多种通讯接口等。这些特点使得DTU在数据采集、计算以及开关操作方面都表现出色，同时还能适应各种恶劣的工作环境。

3 功能

DTU的遥测功能是其核心功能之一，能够实现对交流电气量的精确测量。此外，它还具备多种其他功能，如保护处理、实时多任务操作系统支持等，这些功能共同确保了DTU在电力系统中的稳定运行和高效性能。
Ia、Ib、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc，以及Un等这些电气量，可以任意组合进行监测。其中，Uab和Ucb通常用于开关两侧，以监控馈线两端的供电状况。此外，DTU还具备两表法或三表法功能，能计算出P、Q、Pa、Pb、Pc、f和cos∮等参数，并根据主站需求进行上传。同时，它还能上传保护Ia、Ic的记录，以及提供两路直流模拟量，如电池电压和温度等。

在遥信方面，DTU可以监测开关状态信号、SOE（事件顺序记录）、开关储能信号、操作电源，以及压力信号等。此外，它还能发出电池低电压告警，并接收保护动作和异常信号，以及其他状态信号。

遥控功能则包括开关的分合操作，失电后可进行多次分合；电池的维护；保护信号的远方复归；以及其他遥控操作。

DTU还具备数据传输功能，能与上级站进行通信，上传采集和处理信息，并接受上级站的控制命令。同时，它还支持多种通信规约，如DL/T 65101-2002等，并提供了多种通信接口和信道选择。

在故障识别、隔离及恢复供电方面，DTU具有速断、延时过电流（复合低电压）保护和重合闸功能，可根据馈线自动化方案进行选配。它还能监测故障电流，记录过电流时间和最大值，并上报配电子站和配电主站。
配电子站和配电主站，在接收到各开关DTU上报的过电流故障信息和开关跳闸信息后，会依据配电网的变结构耗散拓扑模型，进行详尽的故障区域分析。一旦确定故障位置，便会生成相应的故障隔离命令序列和非故障区域的恢复供电命令序列，这些命令可以在自动模式下执行，也可以经由人机交互方式下发执行。

此外，DTU还提供了丰富的就地操作功能，包括分、合闸按钮，以及用于维护的放电按钮等。当DTU配置为联络开关时，它能够根据一侧或两侧PT的受电状态，自动控制开关的合分。在开关双侧有电的情况下，为了安全起见，禁止联络开关合闸。若需联网运行，则需主站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，若允许自动合闸，则DTU会自动进行合闸操作，以迅速恢复供电。

DTU还具备定值下装、上传功能，包括速断定值、过电流定值、重合闸时间等。同时，通过标准通信维护接口和专用维护软件，可以进行参数定值配置、遥测、遥信、遥控等功能的调试和维护。此外，DTU还具有自诊断和自恢复功能，能够在发现内存、时钟、I/O等异常时立即记录并上报。

在电源方面，DTU采用双电源供电，以确保在一侧电源失电后仍能持续工作。平时由主电源供电并给电池浮充，双侧电源失电后由电池供电，DTU可继续工作24小时（除电台外）。同时，还具备电池低电压告警保护功能，以及自动维护电池的功能。

接下来，我们将介绍另一种重要的馈线终端设备——馈线终端单元（FTU）。
FTU，即馈线终端单元，是一种专为馈线开关设计的监控装置。这些馈线开关通常指的是户外柱上的各类开关，例如10kV线路上的断路器、负荷开关以及分段开关等。一般情况下，每台FTU被设计用来监控一台柱上开关，这是由于柱上开关通常分散安装。然而，在特殊情况下，如同杆架设的场景，一台FTU也能同时监控两台柱上开关。

1 定义

FTU，即馈线终端单元，是一种专为户外柱上开关设计的监控装置。这些开关通常指10kV线路上的断路器、负荷开关以及分段开关等。每台FTU被设计用来监控一台柱上开关，这是由于柱上开关的分散安装特性。但在某些特殊情况，如同杆架设时，一台FTU也能同时监控两台柱上开关。

2 特点

FTU采用了多项先进技术，包括DSP数字信号处理、多CPU集成、高速工业网络通信等。它具备嵌入式实时多任务操作系统，展现出强大的稳定性、可靠性和实时性。此外，FTU还适应各种环境，功能全面，集成了遥测、遥信、遥控、保护和通信等多种功能。它广泛应用于城市、农村及企业配电网的自动化工程中，实现对环网柜、柱上开关的全方位监控、控制和保护。

3 功能

遥测功能：
（1）能够进行交流电气测量，如Ia、Ib、Ic等电流以及Uab、Ucb等电压的任意组合测量，通常用于监视馈线两端的供电情况。
（2）采用两表法或三表法计算P、Q、Pa、Pb、Pc等电能量参数，以及频率f和功率因数cos∮等。
（3）记录并上传保护动作时的电流数据。
（4）监测直流模拟量，如电池电压和温度等。

遥信功能：
（1）实时监测开关的状态信号和SOE事件。
（2）接收开关储能信号、操作电源状态以及压力信号等。
（3）当电池电压过低时发出告警。
（4）上传保护动作和异常信号。
（5）接收并处理其他状态信号。

遥控功能：
（1）远程控制开关的分合操作，并在失电后支持多次分合尝试。
（2）维护电池状态。
（3）远方复归保护信号。
（4）执行其他遥控操作。

数据传输功能：
（1）与上级站进行通信，上传采集和处理的信息并接收控制命令。
（2）与上级站进行时间校准。
（3）转发其他终端的信息和电能量信息。
（4）可选的事故信息主动上传功能。
（5）提供当地维护通信接口。
通信规约：FTU支持多种通信规约，包括DL/T 65101-2002（IEC60870-5-101）、DL/T65104-2002（IEC60870-5-104）等，并可按需进行扩展。

通信接口与信道：FTU提供RS-232/4工业以太网、CAN等多种通信接口，同时支持光纤、载波、无线扩频等多种通信信道，满足用户的不同需求。

故障识别、隔离与恢复供电：FTU具备速断、延时过电流（复合低电压）保护和重合闸功能，能迅速监测并记录故障电流，同时上报配电子站和配电主站。根据配电网变结构耗散拓扑模型，配电子站和配电主站能准确判断故障区域，并生成相应的隔离和恢复供电命令序列。

就地操作与环网功能：FTU内设有分、合闸按钮，实现就地操作；同时，还提供了就地/遥控选择开关和维护放电按钮等。当FTU设置为联络开关时，能根据PT受电状态自动控制开关的合分，确保在双侧有电时不会误合闸。需要联网运行时，主站需进行专门设置和确认。当一侧失电时，根据FA方案和主站设置，允许自动合闸的将自动合闸，以迅速恢复供电。

定值下装与上传：FTU支持速断定值、过电流定值、重合闸时间等参数的定值下装与上传功能，方便用户根据实际需求进行配置和调整。

当地维护功能：通过标准通信维护接口和专用维护软件，用户可以对FTU进行参数定值配置、遥测、遥信、遥控等功能的调试和维护。

自诊断与自恢复功能：FTU具有自诊断功能，能及时发现并记录内存、时钟、I/O等异常情况并上报；同时，还具备上电自恢复功能，确保设备在异常情况下能快速恢复正常运行。

电源UPS和电池维护功能：FTU配备了电源UPS和电池维护功能，确保设备在停电或电池异常时仍能稳定运行并上报相关信息。
满足操作机构、终端设备和通信装置的电力需求。
FTU具备双电源供电能力，确保在一侧电源失电的情况下仍能持续工作。通常情况下，主电源为FTU供电，同时为电池进行浮充。当双侧电源均失电时，电池将接管供电，使FTU能够继续工作长达24小时（不含电台）。

此外，FTU还配备了电池低电压告警保护功能，以及自动维护电池的能力。在规定的时间内，调度员可以下发电池维护命令，启动电池放电程序。当电池电压降至安全阈值以下时，系统将自动停止放电，并切换回主电源供电，同时为蓄电池充电。这一过程采用恒压限流充电方式，确保充电安全且高效。

接下来，我们来看看配变终端设备（TTU）。TTU主要用于监测和记录配电变压器的运行状况。它通过采集低压侧三相电压和电流的样本数据，每1至2分钟计算并记录一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率等关键运行参数。这些数据将保存一段时间（如一周或一个月），以便后续分析和参考。

此外，TTU还能记录电压和电流的最大值、最小值及其出现时间，供电中断的时间以及恢复时间等信息。所有记录数据都保存在装置的非易失性内存中，确保在断电情况下数据不会丢失。配网主站通过通信系统定期读取TTU的测量值和历史记录，从而及时发现变压器过负荷、停电等运行问题。这些数据还为负荷预测、配电网规划以及事故分析提供了宝贵的基础支持。

值得注意的是，与FTU相比，TTU的结构要简单得多，因为它主要专注于数据采集、记录和通信功能，而不具备控制功能。为了降低成本和简化设计，TTU通常由配变低压侧直接变压整流供电，并不配备蓄电池。此外，在就地安装无功补偿电容器组的情况下，TTU需要增加相应的电容器投切控制功能，以避免不必要的重复投资。

1 定义

TTU设备负责对配电变压器的运行状态进行实时监测与详细记录。它通过采集低压侧三相电压和电流的样本数据，每隔1至2分钟即计算并保存一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率等关键运行参数。这些数据将保存在装置的非易失性内存中，确保在断电情况下依然得以保留。此外，TTU还能记录电压和电流的最大值、最小值及其出现时间，供电中断的时间以及恢复时间等信息。

配网主站通过通信系统定期读取TTU的测量值和历史记录，从而能够及时发现变压器过负荷、停电等异常运行情况。这些数据不仅为负荷预测、配电网规划提供基础支持，还为事故分析提供有力依据。

2 特点

TTU设备适用于多种应用场景，如供电公司、县级电力公司、发电厂、工矿企业等。它能够配合用电监察进行线损考核，并通过GPRS通信网络将所有数据实时传输至用电管理中心。这些功能使得TTU成为低压配电网络优化决策的重要依据。

3 功能

TTU设备具备“四合一”的综合功能，包括计量、电能质量监测、配变工况监测以及无功补偿。其智能无功补偿功能使得电容器能够自动投切，实现自动化的无功补偿。此外，该设备还具有灵活的组网能力，能够方便地接入电力企业现有的负荷管理系统与配电管理系统。其简洁的装置结构和清晰的内部接线也使得安装、维护以及优化调整补偿容量变得更加简便。

远程终端设备（RTU）

1 定义

RTU（Remote Terminal Unit）是一种远端测控单元装置，其核心功能是监测和控制现场信号与工业设备。相较于常用的可编程控制器PLC，RTU凭借出色的通讯能力和更大的存储容量脱颖而出，尤其适应于恶劣的温度和湿度环境，并提供了丰富的计算功能。正因如此，RTU在SCADA系统中得到了广泛应用。

RTU作为安装在远程现场的电子设备，主要负责监视和测量传感器及设备状态，并将这些状态或信号转换为适合通信的数据格式。同时，它还能将中央计算机发送的数据转换为具体命令，实现对设备的精准控制。

RTU的特点包括通讯距离远、适用于各种恶劣工业环境、模块化设计便于扩展，以及在水利、电力调度、市政调度等多个行业广泛使用。其功能则涵盖了采集状态量并向远方发送、采集数据量、直接采集系统工频电量、接收并执行遥控及遥调命令、设备自诊断与自调、通道监视等众多方面。此外，RTU还提供了多个数字和模拟接口，以及灵活的远方/当地设置和多种通信规约选择，使得设备在功能性和适应性上都表现出色。
(17) 接受并处理远方命令，灵活发送各类信息；
(18) 具备多子站远动信息转发功能；
(19) 当地显示与隔离器接口，确保数据安全可靠；
(20) 支持与扩频、微波、卫星、载波等多种通信设备的连接；
(21) 可选配及多规约并行运行，满足不同通信需求；
(22) 远程设置功能，通过电信网和电力系统通道轻松实现。

此外，DTU作为SOCKET连接的客户端，需与后台软件配合才能完成数据无线传输。而FTU与RTU在功能和应用上有所不同：FTU体积小巧，适合户外安装，设有变送器，直接交流采样，适应恶劣环境；RTU则通常安装在户内，对环境要求较高。在数据采集方面，FTU采集数据量较小，通信速率和可靠性要求较高；而RTU则能处理大量数据，通信速率快，可靠性同样重要，并配备专用通道。另一方面，TTU作为单一功能单元，专注于配电变压器的信息采集与控制。