3.2 FTU的基本概念和功能

3.2.1 FTU的基本概念

电力行业标准 DL/T 721—2000《配电网自动化系统远方终端》对配电网自动化系统远方终端的定义为：配电网自动化系统远方终端是用于配电网馈线回路的各种馈线远方终端、配电变压器远方终端以及中压监控单元（配电自动化及管理系统子站）等设备的统称。采用通信通道完成数据采集和远方控制功能。根据这一定义，本书将把配电自动化系统远方终端分成FTU、DTU、RTU、TTU和站控终端来介绍。本章重点介绍FTU，下一章再介绍其他终端。

什么是FTU？FTU称为馈线开关监控终端（Feeder Terminal Unit，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，如10kV线路的断路器、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，由于上下排线路两台开关之间的距离非常近，这时可以用1台FTU监控两台开关，不仅能省1台FTU，而且还能节约1套通信设备。同理，还可要求能监控3台或者更多的开关设备。从FTU设计本身考虑，如果监控开关的数量过多，则体积要增大，成本会明显增加。从实际应用来看，超过3台的情况较少。

3.2.2 FTU的功能

FTU的具有如下的一些功能：

（1）模拟量信息的采集与处理——遥测

FTU采集交流输入电压，监视开关两侧馈线的供电状况，采集线路的电压、开关经历的负荷电流和有功功率、无功功率等模拟量。一般线路的故障电流远大于正常负荷电流，要采集故障信息必须要求FTU能提供较大的电流动态输入范围。

（2）数字量信息的采集与处理——遥信

FTU应能对柱上开关的当前位置、通信是否正常、储能完成情况等重要状态量进行采集。若FTU有微机继电保护功能的话，还应对保护动作情况进行遥信。

（3）接受并执行指令——遥控

FTU应能接受并执行指令控制开关合闸和跳闸，动作闭锁，以及起动储能过程等。在检修线路开关时，相应FTU应具有远方控制闭锁的功能，以确保操作的安全性，避免误操作带来恶性事故。

（4）统计功能

FTU应能对开关的动作次数和动作时间及累计切断电流的水平进行监视。

（5）设置功能

FTU应能够进行电压、电流、继电保护的整定，且整定值随配网运行方式的改变能够自适应。

（6）对时功能

FTU应能接受主系统的对时命令，以便和系统时钟保持一致。

（7）事故记录

FTU应具有电流超过整定值，应记录并上报越限值和发生的时间；记录并上报开关状态变化和发生时间；记录事故发生时的最大故障电流和事故前一段时间的平均负荷，以便分析事故，确定故障区段，并为恢复健全区段供电时进行负荷重新分配提供依据。

（8）自检和自恢复功能

FTU应具有自检测功能，并在设备自身故障时及时告警。FTU应具有可靠的自恢复功能，凡是受干扰造成死机时，能通过监视定时器重新复位系统，恢复正常运行。

（9）通信功能

除了需提供一个通信口与远方主站通信外，FTU能提供标准的RS232或RS485接口和周边各种通信传输设备相连，完成通信转发功能。重要问题是FTU的通信规约正面临着标准化的迫切需要。

（10）远方控制闭锁与手动操作功能

在检修线路或开关时，相应的FTU应能具有远方控制闭锁的功能，以确保操作的安全性，避免误操作造成的恶性事故。同时，FTU应能提供手动合闸/跳闸按钮，以备当通道出现故障时能进行手动操作，避免上杆直接操作开关。

（11）抗恶劣环境

FTU通常安装在户外，因此要求它在恶劣环境下仍能可靠地工作。

恶劣环境通常包括以下几种：

1）雷电。直接雷击或间接雷击造成的过电压是极其有害的。因此必须充分考虑防雷措施，包括加装避雷器、可靠接地和电气防雷等。需要防雷击的部分常有低压电源进线（采用低压交流线路馈电）、有线通信电缆、无线通信天线系统和10kV线路（采用TV获取低压电源），因此要在这些与FTU接口的部位考虑可靠的防雷措施。

2）环境温度。一般FTU起码应能在-25～+65℃的环境下正常工作，对于一些特殊地区甚至会有更高的要求。如在吐鲁番，夏天会出现50℃以上的高温，而在大庆，冬天的环境温度会低于-35℃。

3）防雨、防湿。具有导电性的雨水是一切电子设备的大敌，因此FTU当然应当具有可靠的防雨手段。

4）风沙。风沙也是户外设备的大敌，风沙加上雨水会侵蚀设备的一切保护材料。此外风沙对于FTU的引线和固定结构也会造成冲击并威胁其安全。

5）振动。由于安装于户外，来往车辆、大风等原因会对FTU造成振动，若将FTU装入开关本体构成一体化设备，则开关动作和储能电动机运转时，也会对FTU造成振动，若设计不良，会导致FTU中印制板上的元器件脱落或接触不良以及接插件松动等，导致设备故障。为此，制作FTU时，电路应尽量考虑采用单板化的一体化结构，必要的接插件应选用质地好而且可靠的，并尽可能在结构上采取紧固措施。

6）电磁干扰。随着电信技术的发展，城市范围内充满了电波，安放于户外的FTU也往往伴随着较长的引线（或是0.4kV低压馈电线，或是有线通信线，或是10kV线路本身），而这些长线实际上构成了天线，它能有效地接收各种电磁波并耦合进FTU，为此FTU中必须考虑有效的抗干扰措施。

（12）具有良好的维修性

由于FTU安放于分段开关处，因此当FTU故障时必须能够不停电检修，否则会造成较大面积停电。为此，FTU应能很方便地和开关隔离开来，TA进线处采用试验端子、与开关之间采用航空插头连接、加装电源熔断器以及采用双层机壳等措施往往是有必要的。

（13）可靠的电源

当故障或其他原因导致电路停电时，FTU应仍能有工作电源。因为这时FTU上报的故障信息对于故障区段判断极为有意义。此外，在恢复线路供电时，往往也需要可靠的操作电源。