3.2 FTU的基本概念和功能

3.2.1 FTU的基本概念

電力行業標準 DL/T 721—2000《配電網自動化系統遠方終端》對配電網自動化系統遠方終端的定義為：配電網自動化系統遠方終端是用于配電網饋線回路的各種饋線遠方終端、配電變壓器遠方終端以及中壓監控單元（配電自動化及管理系統子站）等設備的統稱。采用通信通道完成數據采集和遠方控制功能。根據這一定義，本書將把配電自動化系統遠方終端分成FTU、DTU、RTU、TTU和站控終端來介紹。本章重點介紹FTU，下一章再介紹其他終端。

什么是FTU？FTU稱為饋線開關監控終端（Feeder Terminal Unit，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，如10kV線路的斷路器、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，由于上下排線路兩臺開關之間的距離非常近，這時可以用1臺FTU監控兩臺開關，不僅能省1臺FTU，而且還能節約1套通信設備。同理，還可要求能監控3臺或者更多的開關設備。從FTU設計本身考慮，如果監控開關的數量過多，則體積要增大，成本會明顯增加。從實際應用來看，超過3臺的情況較少。

3.2.2 FTU的功能

FTU的具有如下的一些功能：

（1）模擬量信息的采集與處理——遙測

FTU采集交流輸入電壓，監視開關兩側饋線的供電狀況，采集線路的電壓、開關經歷的負荷電流和有功功率、無功功率等模擬量。一般線路的故障電流遠大于正常負荷電流，要采集故障信息必須要求FTU能提供較大的電流動態輸入范圍。

（2）數字量信息的采集與處理——遙信

FTU應能對柱上開關的當前位置、通信是否正常、儲能完成情況等重要狀態量進行采集。若FTU有微機繼電保護功能的話，還應對保護動作情況進行遙信。

（3）接受并執行指令——遙控

FTU應能接受并執行指令控制開關合閘和跳閘，動作閉鎖，以及起動儲能過程等。在檢修線路開關時，相應FTU應具有遠方控制閉鎖的功能，以確保操作的安全性，避免誤操作帶來惡性事故。

（4）統計功能

FTU應能對開關的動作次數和動作時間及累計切斷電流的水平進行監視。

（5）設置功能

FTU應能夠進行電壓、電流、繼電保護的整定，且整定值隨配網運行方式的改變能夠自適應。

（6）對時功能

FTU應能接受主系統的對時命令，以便和系統時鐘保持一致。

（7）事故記錄

FTU應具有電流超過整定值，應記錄并上報越限值和發生的時間；記錄并上報開關狀態變化和發生時間；記錄事故發生時的最大故障電流和事故前一段時間的平均負荷，以便分析事故，確定故障區段，并為恢復健全區段供電時進行負荷重新分配提供依據。

（8）自檢和自恢復功能

FTU應具有自檢測功能，并在設備自身故障時及時告警。FTU應具有可靠的自恢復功能，凡是受干擾造成死機時，能通過監視定時器重新復位系統，恢復正常運行。

（9）通信功能

除了需提供一個通信口與遠方主站通信外，FTU能提供標準的RS232或RS485接口和周邊各種通信傳輸設備相連，完成通信轉發功能。重要問題是FTU的通信規約正面臨著標準化的迫切需要。

（10）遠方控制閉鎖與手動操作功能

在檢修線路或開關時，相應的FTU應能具有遠方控制閉鎖的功能，以確保操作的安全性，避免誤操作造成的惡性事故。同時，FTU應能提供手動合閘/跳閘按鈕，以備當通道出現故障時能進行手動操作，避免上桿直接操作開關。

（11）抗惡劣環境

FTU通常安裝在戶外，因此要求它在惡劣環境下仍能可靠地工作。

惡劣環境通常包括以下幾種：

1）雷電。直接雷擊或間接雷擊造成的過電壓是極其有害的。因此必須充分考慮防雷措施，包括加裝避雷器、可靠接地和電氣防雷等。需要防雷擊的部分常有低壓電源進線（采用低壓交流線路饋電）、有線通信電纜、無線通信天線系統和10kV線路（采用TV獲取低壓電源），因此要在這些與FTU接口的部位考慮可靠的防雷措施。

2）環境溫度。一般FTU起碼應能在-25～+65℃的環境下正常工作，對于一些特殊地區甚至會有更高的要求。如在吐魯番，夏天會出現50℃以上的高溫，而在大慶，冬天的環境溫度會低于-35℃。

3）防雨、防濕。具有導電性的雨水是一切電子設備的大敵，因此FTU當然應當具有可靠的防雨手段。

4）風沙。風沙也是戶外設備的大敵，風沙加上雨水會侵蝕設備的一切保護材料。此外風沙對于FTU的引線和固定結構也會造成沖擊并威脅其安全。

5）振動。由于安裝于戶外，來往車輛、大風等原因會對FTU造成振動，若將FTU裝入開關本體構成一體化設備，則開關動作和儲能電動機運轉時，也會對FTU造成振動，若設計不良，會導致FTU中印制板上的元器件脫落或接觸不良以及接插件松動等，導致設備故障。為此，制作FTU時，電路應盡量考慮采用單板化的一體化結構，必要的接插件應選用質地好而且可靠的，并盡可能在結構上采取緊固措施。

6）電磁干擾。隨著電信技術的發展，城市范圍內充滿了電波，安放于戶外的FTU也往往伴隨著較長的引線（或是0.4kV低壓饋電線，或是有線通信線，或是10kV線路本身），而這些長線實際上構成了天線，它能有效地接收各種電磁波并耦合進FTU，為此FTU中必須考慮有效的抗干擾措施。

（12）具有良好的維修性

由于FTU安放于分段開關處，因此當FTU故障時必須能夠不停電檢修，否則會造成較大面積停電。為此，FTU應能很方便地和開關隔離開來，TA進線處采用試驗端子、與開關之間采用航空插頭連接、加裝電源熔斷器以及采用雙層機殼等措施往往是有必要的。

（13）可靠的電源

當故障或其他原因導致電路停電時，FTU應仍能有工作電源。因為這時FTU上報的故障信息對于故障區段判斷極為有意義。此外，在恢復線路供電時，往往也需要可靠的操作電源。