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    智能电网中的关键设备：DTU、FTU 与 TTU

    时间：2025-02-12浏览：1060

    DTU


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    （一）DTU 的功能与特性

    DTU 作为一种工业级的通信设备，其主要职责涵盖数据的采集、传输以及远程监控等方面。它能够与各类传感器、仪表和设备相连接，借助无线或有线网络，将采集到的数据精准地传输至数据中心或云平台。DTU 不仅具备实时采集数据的能力，还能对所采集的数据进行初步的处理与分析，从而为后续的数据深度应用提供有力的支持。

    （二）DTU 在智能电网中的广泛应用场景

    DTU 在智能电网的多个领域均有广泛应用，具体如下：

    1. 环境监测领域：可用于对农田灌溉状况、空气质量等进行监测，实时收集相关数据并传输至监控中心，为环境管理提供数据依据。

    2. 能源管理方面：应用于智能电表、煤改电设备等，实现对能源的高效管理与实时监控，促进能源的合理利用。

    3. 智能交通系统：在城市道路的智能交通系统中发挥作用，实时采集交通流量数据，以优化交通管理，提升交通运行效率。

    4. 工业自动化场景：适用于油田设备、工厂生产线等，实现对设备的远程监控与智能化管理，提高生产效率和设备运行的稳定性。

    （三）DTU 的不同类型

    1. 基于 LTE 网络的 DTU：包含 Cat.1 和 Cat.4 两种类型，适用于不同带宽需求的场景。

      • Cat.1：适用于中低速数据传输的场景，比如智能电表、智能路灯等设备的数据传输。

      • Cat.4：适用于对高速数据传输和较大带宽有需求的场景，如智能交通系统、工业自动化等领域的数据传输。

    2. DTU 模块：具备可嵌入其他设备的特性，能够实现数据的采集和传输功能，为设备的智能化升级提供了便利。

    3. LoRa DTU：采用低功耗、远距离的 LoRa 无线技术，特别适用于物联网应用中长距离数据传输的场景，尤其是在偏远地区或对设备功耗要求较低的环境中。

    FTU

    （一）FTU 的功能与特点

    FTU 是安装在馈线开关旁边的开关监控装置，其主要功能在于对馈线开关的状态进行监测和控制。FTU 具有以下显著特点：

    1. 体积与数量优势：体积小巧且数量较多，这种特性使其非常适合安装在户外的馈线上。

    2. 环境适应能力强：具备抗高温、耐严寒的特性，能够适应户外恶劣的环境条件。

    3. 可靠性较高：由于采集的数据量相对较��，且对通信速率的要求较低，从而保证了其运行的可靠性。

    （二）FTU 在配电网自动化中的应用

    FTU 在城市和农村的配电网自动化工程中应用广泛，其主要功能如下：

    1. 遥测功能：实时采集交流电气参数，如电压、电流、功率等。具体包括 Ia、Ib、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc 等参数的任意组合，一般 Uab 和 Ucb 分别取自开关两侧，用于监视馈线两端的供电情况。通过两表法或三表法，软件可计算出 P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos∮等参数，并根据主站的需求进行上传。同时，还会上传保护 Ia、Ic 的相关记录。此外，还能采集两路直流模拟量，如电池电压、温度等。

    2. 遥信功能：对开关状态、储能信号等进行监测。其中包括开关状态信号的 SOE（事件顺序记录）、开关储能信号、操作电源、压力信号等，以及电池低电压告警、保护动作和异常信号等其他状态信号。

    3. 遥控功能：实现开关的分合操作，即使在失电后也可进行 2 次以上的分合操作。同时具备电池维护功能以及保护信号远方复归等其他遥控功能。

    4. 数据传输功能：能够与上级站进行通信，将采集和处理后的信息向上发送，并接收上级站的控制命令。还具备和上级的校时功能，以及将其他终端的信息向上转发、电能量信息向上转发的功能，并且主动上传事故信息（可选功能）。此外，还具有当地维护通信接口。

    5. 通信规约与接口：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，且可根据需要进行扩充。通信接口包括 RS-232/485、工业以太网、CAN 等。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，用户可根据实际需求任选。

    6. 故障识别、隔离与恢复供电及保护功能：具有速断、延时过电流（复合低电压）保护、重合闸功能，可根据馈线自动化方案进行选配。能够监测故障电流，记录过电流时间、过电流最大值，并上报配电子站、配电主站。配电子站、配电主站依据各开关 FTU 上报的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，可自动或通过人机交互下发执行。

    7. 就地操作功能：FTU 内设有分、合闸按钮，可实现就地操作。同时配备就地 / 遥控选择开关，以及维护放电按钮等。

    8. 环网功能：当 FTU 设置为联络开关时，可根据一侧或二侧 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。若需要联网运行，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，将自动控制合闸，以快速恢复供电。

    9. 定值下装、上传功能：具备速断定值、使能，过电流定值、时间常数、使能，重合闸时间、使能，以及环网功能设置、取消等功能。

    10. 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、通信等方面的操作。

    11. 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 等出现异常时，会立即记录并上报。同时具备上电自恢复功能。

    12. 电源 UPS 和电池维护功能：能够满足操作机构、终端设备和通信装置的用电需求。FTU 采用双电源供电，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）。具备电池低电压告警保护功能，并且具有电池自动维护功能，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，以确保安全。

    TTU

    （一）TTU 的功能与特点解析

    TTU 是专门用于配电变压器监测的设备，具有以下特点：

    1. 功能单一且专注：作为单一功能单元，专注于配电变压器的信息采集和控制工作。

    2. 数据采集与记录能力强：能够实时采集变压器的运行参数，如电压、电流、功率等，并记录历史数据，为后续的分析提供丰富的数据支持。

    3. 可靠性高：能够适应各种环境条件，确保所采集数据的准确性和完整性。

    （二）TTU 在电力系统中的应用场景及功能

    TTU 广泛应用于供电公司、县级电力公司、发电厂等场景，其主要功能如下：

    1. 实时监测功能：每隔 1-2 分钟计算一次运行参数，如电压、电流、功率等，实现对变压器运行状态的实时监测。

    2. 数据记录功能：记录并保存一段时间内的运行数据，为后续的分析提供基础数据，以便对变压器的运行情况进行深入研究和评估。

    3. 远程监控功能：通过通信系统将数据传输到配网主站，实现远程监控和管理。配网主站能够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，还可以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支持。

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