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。