fTU使用说明书

一、概述

GEA-PFT2C2W型FTU是专门为配电系统设计的馈线自动化产品,,又名柱上开关智能监控单元.它是一种集测量.、保护、监控为一体的综合型自动监控装置.该产品设计时吸收微机保护装置及其他类似产品的优点,综合考虑了配网的现状,需求以及将来扩充的发展要求, 是新一带实现配网自动化的重要设备.

二、系统功能及构成

(1)功能特点

1）交流采样：能够测量三相电压、三相电流及零序电流，计算出有功功率、无功功率。

2）故障状态检测：测量记录故障电流及方向、故障发生时间，能够满足故障分析、故障定位及隔离的需要。

3）直流采样：能够测量两路直流量。

4）具有速断、时限过流保护功能。

5）遥控返校与闭锁功能，保证不误动。

6）通信规约：支持IEC870-5-101、SC1801，向DNP3.0、MODBUS等通信规约扩展。

7）通讯接口：RS232/485。

8）通信信道：可支持载波、无线扩频、无线数传电台、光纤、电话线等多种通讯形式，由用户任选。

9）设有手动控制分/合开关，便于设备的检查与调试。

10）具有双电源供电回路，并装有备用电池，即使在开关两侧均失电的情况下，系统仍可运行不少于8个小时，并可进行开关的控制。。

11）硬件系统采用工业级芯片，个别芯片采用军品级，并对元件进行了老化筛选，保证系统具有宽广的工作温度范围及抗恶劣环境的能力。

（12）输入回路、通讯线以及整机的抗干扰、抗雷电设计，保证装置能够在恶劣环境下稳定正常的运行。

（13）简洁模块化的接线与结构，大大方便了运行人员的巡视和检修。

（14）系统高可靠性

①智能单元可靠性

智能单元是FTU系统的核心，从硬件和软件两个方面确保了其高可靠性指标的实现。

在硬件方面，元器件全部选用工业级以上产品（工作温度-40℃～85℃），部分关键元器件选用了军级产品（工作温度-55℃～125℃），且充分考虑了元器件的电参数使用裕度；电源、输入/输出通道以及通信接口使用DC/DC电源模块和光电耦合器件实现了与中央处理单元的电磁/光电隔离；在PCB板布线方面也充分考虑了提高系统抗干扰能力。从设计角度采取的以上措施辅之以严格的装配、调试工艺，确保了智能单元具有较高的综合质量指标。

在软件方面，用汇编语言编写实时数据采集、控制及通信软件，实时性强；并采用了跳转容错、软件陷阱等多项抗干扰技术，在软件上保证了系统整体可靠性。

②电器和结构可靠性

箱体采用1.5mm厚钢板全焊主体结构，并进行了表面凃漆、喷塑处理，考虑到实际使用环境，用橡胶圈以实现箱体内外的密封隔离，达到防尘、防潮、防水的目的。这些措施确保了产品的高可靠性。

（2）系统构成

系统由三大部分组成，电源模块、智能单元、开关辅助系统。

电源模块分为双路备份交流电源切换、蓄电池控制、主控单元电源变换和蓄电池等几部分。由它为主控单元运行提供主供电源和备用工作电源，并在电源故障时实现电源切换。

智能单元实现柱上开关的测量、控制、监控，它由模拟量输入模块、继电器输出模块、通讯控制部分、微处理器系统等组成，是整个设备的核心部件。

开关辅助系统包括了中间继电器，开关辅助动作机构以及端子排。

三、系统结构

（1）布局

该系统装在一个密封的防雨柜子中，采用模块布局，既考虑了抗干扰、抗振动问题，也兼顾了走线问题，系统的整体布局如下：

（2）FTU航空插座信号定义

Ia、Ib、Ic：测量CT端子

IA、IC：保护CT端子

Ua1、Ub1、Uc2 Ub2 PT端子

HX：开关合闸位置接点

CN：开关贮能完成信号端子

HQ：合闸线圈端子

FQ：分闸线圈端子

CN1：贮能电机电源

CN：执行机构电源

COM：遥信公共端

四、主要技术参数

1）电源

●电源输入额定电压：AC220±20%，50HZ

●蓄电池组电压输出：24V，容量：7AH

●额定功耗：5W（不包括通信终端功耗）

2）模拟量输入

●8个交流量输入：可配置为3个电压，5个电流

●额定电压输入：AC220V

●额定测量电流输入：AC5A或1A

过载能力：200%连续，2000% 1秒

●额定保护电流输入：AC5A或1A

过载能力：200%连续，2000% 1秒

●2路直流输入：±5VDC，0~±10mA或4~20mA

3）开关量输入

●5路，光电隔离（1500VDC），空接点

●输入配置：开关输出接点状态、储能机构状态、蓄电池电压状态

●接点输入电源：24VDC，内部提供

4）开关量输出

●5路继电器接点输出

●输出配置：1对遥控合闸/分闸接点，3个普通开关量输出接点

●开关量接点输出容量：5A，DC24V或AC220V

5）通信配置

●通信口：RS-232/485（600-9600波特率可调）

●维护口：RS-232（波特率600-9600）`

6）电磁兼容性能等:符合国标GB/T13926.2-92、GB/T13926.3-92、GB/T13926.4-92。7）环境、电源等技术条件满足国标GB/T15153-94、16435。1-1996、DL/T630—1997。8）工作温度:-40—+80℃，环境湿度：0至95%相对湿度

9）尺寸: 650×500×300 (mm)

10）总质量：约40kg

11）测量精度

●电压优于0.5级

●电流优于0.5级

●有功功率优于0.5级

●无功功率优于0.5级

五、使用方法

（1）FTU站址设置

智能单元CPU板上的8位DIP开关S1进行设置。设置范围为0-255，其中255为广播地址，实际使用地址为0-254。开关拨到左边为1，拨到右边为0

（2）FTU波特率设置：

使用智能单元CPU板上DIP开关S4的1、2两位进行设置，开关拨到左边为1，拨到右边为0，设置方法如下：

DIP开关2、1

0 0 600

0 1 1200

1 0 2400

1 1 9600

（3）控制操作

系统控制操作分遥控和手动两种方式，操作有预令和动令两种状态。主板接通电源后，面板上运行指示灯开始闪烁，先进行手动分合闸，观察开关动作状态，判断分合是否正常。手动正常后，再作遥控试验。当控制室下达遥控分闸或合闸命令后，智能单元CPU板上遥控状态指示灯是否点亮，分合继电器是否动作，如果遥控状态指示灯点亮，继电器动作，说明分闸或合闸命令已下达执行机构工作。

（4）通讯

智能单元与上位机或本地便携机通讯采用标准RS232/485通讯方式，，正常通讯时，智能单元面板上RX、TX通讯指示灯间隔闪烁。如果采用RS232通信方式，则将智能单元CPU板上跳线X2、X3的2、3短接；如果采用485通信方式，则将智能单元CPU 板上跳线X2、X3的1、2短接；用计算机与FTU通讯连接时，9芯接线必须严格按照RS232口接线，以免损坏接口。

六、系统工作原理

FTU系统以智能单元为核心，由开关辅助系统和电源模块等部分组成，智能单元由CPU板，PTCT板组成。CPU板以具有高性价比的通用微控制器80C196作为中央处理单元，以可编程外围芯片PSD301为存储器，采用工业级数字电路芯片和接口器件构成系统主体。在电路设计上重点突出了抗干扰设计和可靠性设计，为此采取了硬件看门

狗技术、参数冗余设计和电磁兼容性设计。遥控采用F返校技术，避免了遥控误动现象的出现，通过使用DC/DC电源模块和光电耦合器件，实现了中央处理单元与电源系统、输入/输出通道和通信接口的电磁、光电隔离，并且在通信接口电路中使用压敏电阻、气体放电管、工模扼流圈及高压瓷片电容等元件对可能由通信线路窜入系统的瞬时强干扰进行了抑制和防护；在软件设计上也采取了跳转容错、软件陷阱、故障检测和故障恢复等多种抗干扰措施；从硬件和软件两个方面保证了系统长期连续运行的可靠性。

根据实际需要，通过本地RS232串行通信接口与智能单元连接，实现系统的就地测试与维护.

七、安装和接线

（1）内部结构

FTU内部结构从实用角度出发，为便于检修和维护，设计为模块化结构，既整个FTU由智能单元、控制单元、电源模块几个部分组成。进出线孔设计和采用的组合式接线端子极大地方便了现场接线。箱体底部设计了具有可移动式槽型固定孔的安装支架，安装调整灵活方便。

箱体主体采用1.5mm厚钢板全焊主体结构，并进行了表面凃漆、喷塑处理，为了防尘、防潮和防水，箱体还设计了防雨帽和橡胶门封，以加强密封和防腐蚀性能。

智能单元安装在箱面上側固定板上，操作机构安装在箱面下側固定板上，便于现场操作和维护；接线端子排安装在箱底下側固定板上，以方便接线操作；后备电池组及电源安装在箱底上側固定板上，在箱体底部保留了预留空间，以方便将来的系统扩充。

（2）接线

FTU系统接线参见附图（FTU接线图）。

应注意的是，对于电源线的连接，应尽量让强电与弱电分开,另外，FTU柜体必须进行可靠的保护接地。在FTU系统运输和储存期间断开的后备电池组接线，现场安装时应予以恢复。此外，使用的所有连接电缆必须合乎使用要求，具有应有的安全载流量指标（对于电源电缆）或电磁屏蔽性能（对于通信连接电缆）以及绝缘强度等；柜体内部及外部线缆还应根据走向进行适当的绑扎和固定，以增强线缆连接可靠性。接线完成以后，最后应在接线端进行适当标记并载入安装接线记录，以方便日后的检修和维护。

八、系统投运

（1）安装接线检查

在系统投运之前，首先应进行安装接线检查，确保安装接线准确、可靠、无误。具体步骤如下：

①外观检查：仔细检查FTU内部各部件、结构件的安装固定是否可靠，电缆

接头、接线柱等有无虚接、松动现象。

②接线检查：仔细检查FTU内部线路以及与外部系统接线情况，实际接线必须与接线图以及标示线号保持绝对一致，不可随意变更。可使用万用表进行辅助检查。（2）系统参数设置

系统出厂时，FTU站号设置为00H，FTU波特率设置为9600，通信方式设置为485通信方式，在系统投用前，应根据现场实际要求，按照前边FTU使用说明设置FTU运行参数。

（3）系统投运:

安装接线检查正确无误并进行正确的系统参数设置之后，可将系统投入运行。将操作面板上的DC开关置于“1”位置即可。经过一段时间的试运行后，若无问题出现，系统即可进入正式运行阶段。

a）系统运行指示：

在智能单元的面板上有3只LED指示灯，用来指示系统运行状态，详细说明参见表1.

表1 系统运行指示说明

九、运输与储存

FTU系统是一个机电一体的控制装置，为确保其保持正常的使用性能，在运输和储存过程中应注意以下几点：

a)断开内部后备电池组的接线，待现场安装调试时再将其接上，以防止蓄电池额外放电缩短使用寿命，也可避免引发意外的系统故障。

b)锁紧柜门，保持柜体原有的内外隔离与密封性能，以防止灰尘、湿气进入而发生脏污、锈蚀，导致内部部件损坏。

c)在运输过程中，应防止剧烈碰撞、摇晃柜体而造成内部连接松动、脱落以及整体结构变形等。

d)在运输与储存期间还应采取一定的防尘、防潮、防水等措施，以避免柜体锈蚀、污损。

十、注意事项

a)系统采取户外电线杆架装安装方式时，柜体应采取可靠的接地以及防雷电措施，以防止发生意外的安全事故或设备损坏。

b)为了保证系统能够正常运行，不得随意变更各项系统参数设置。

附录

1．FTU接线图

2．FTU通信协议