配电自动化终端hpudtu2300的组成及调试
目 录
引 言 1
一、产品概要 2
（一）产品组成 2
（二）产品功能 4
二、产品安装 7
（一）出厂前安装 7
（二）出厂后现场安装 8
二、 产品调试 8
（一）确保出厂调试正确 8
（二）调试接线正确 9
（三） 调试DTU功能正常 9
（四）软件调试 9
总结 17
谢辞 18
参考文献 19
引 言
配电自动化是智能电网的重要基础，而终端设备DTU在其中占据着至关重要的作用，由于国家电网配电线路传输距离遥远，支线众多途经环境复杂，设备故障和雷电天气环境因素造成线路故障率较高，线路一旦出现问题造成停电将会对影响居民生活，其次影响工厂生产，公共设施的运行，给供电公司造成很大损失，而且线路分支众多复杂，排查线路问题异常困难，进一步浪费人力物力。
本文针对浙江涵普电力科技有限公司生产的HPU-DTU2300系列配电自动化终端DTU( Distribution Terminal Unit)的设计特点，介绍应用于中低压二次配电网络的远方监测、控制单元，被广泛运用于开闭所、配电所、环网柜、配电室以及柱上开关等场所，对母线进行监测，传输数据至主站从而及时发现问题及时解决。
一、产品概要
（一）产品组成
在我国，最初的配电自动化终端设备一般都依赖于进口，但是，随着国内自动化技术水平的逐步提高，配电自动化的核心设备由依赖进口逐步转向国产设备，浙江涵普电力科技是在台湾配电终端产品占三分之二市场的台湾祥正电机股份有限公司的子公司，该设备核心单元及智能电源管理装置均为台湾原装进口，技术相对比 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
较成熟可靠。产品如图1-1所示。
图1-1 DTU-2300产品图样
1.柜体本身
柜体如上图1-1所示，依然进过精心设计，并非金属柜子这么简单，柜体有开门记录功能，可接入遥信，防止不法分子进入修改参数，提高产品安全性，为方便客户接线，柜体边缘与接线端子排预留了充足的空间。柜体底部7片组合设计，可灵活拆卸方便客户自由进出电缆。正面、侧面均采用网状散热结构，顶部又装散热风扇，具有良好的散热系统。二次端子采用德国凤凰端子，具有轻拨开关，不用拔掉接线，可实现接入或断开，安装方便。
2. 核心单元组成
DTU核心单元内层为DIN标准机箱，电路为可插拔模组组成，I/O为可扩充式组合型，背插式模块，在方便拆解和保证产品美观的同时还提高了可靠性，减少板件连接故障。另外采用强弱电布置分离的结构模式，高抗扰，可达到IEC标准4严酷等级。核心单元大容量，最大24路4CT配置，保证产品高性价比，由于主要原件采购与制造均源于台湾，产品稳定性高，而且所有模块都做过防凝结处理，能够应对高低温，适应现场恶劣工况。
3. 核心CPU模组
DTU的CPU模组如图1-2所示，CPU是整个设备最核心的部分，采用高性能ARM架构的双核心CPU，双核心作业方式能够使CPU同步运转，有效的提高了工作效率，DTU能够配置交流向量运算软件，满足大容量DTU24路运算速度的要求，采用16位采样AD，极大提高交流采样的精度和范围，配电自动化终端核心硬件设计从早期的单核CPU到多CPU结构继而又回到现在的单CPU结构，为何要经历这样一个看似没意义的过程呢？这都是随着集成电路不断的发展，芯片制造的技术的成长而走到今天，因此这款设备采用了至今最成熟最可靠的CPU技术，此款单CPU能够轻松独立完成交流采样，谐波分析，故障检测，通讯等DTU需要的绝大多数功能，从而配合大容量RAM内存一起工作稳定高效，并且极大的简化了结构，降低了成本，也利于维护。CPU模块与智能管理模组之间采用背板总线通信，提高产品的美观度，而且可软件控制电池活化，同时记录并分析电池性能的变化趋势，及时发现电池问题并更换，充分利用了CPU的性能提高了产品效率。
图1-2 CPU模组
4.智能电源管理模组
本DTU使用48V独立电源供电如图1-3所示，配有独立专用的蓄电池，发生停电等特殊情况仍然能够不受影响正常运行，安全可靠，支持大容量蓄电池组，提供活化控制接点，支持电池活化机制，支持双电源接入，提高设备现场可靠性，图中能够看到采用多个电容保证电压电流过载也不会损坏核心部件，并且能够通过对电池的科学管理，将蓄电池的使用寿命提高到正常使用的1-2倍。一般电子装置的实际使用寿命都在10年以上， 而电池的实际使用寿命却短很多， 因此，不得不在运行几年后更换电池，这是在DTU 应用中遇到的一个难题。因此，需要对电池充放电进行合理地管理，以尽量延长电池的使用寿命，有效地提高 DTU的可靠性减少不必要的损耗。
图1-3 智能电源管理模组
5.AI模组
AI模组如图1-4所示，母线与分路的对应关系可经由软件设定对应，最小电流能检测到5mA，能检测回路中使用的小负荷，额定交流电压输入100/200V，额定交流电输入1A/5A，便于软件管理，简单可靠。
图1-4 AI模组
6. DO模组
DO模组如图1-5所示，16点对应一个DO模组，硬件可以靠逻辑控制，确保控制输出的可靠性和唯一性有效防止误动，能够对象选择、执行的每一个阶段进行板卡硬件校对，选择名牌大容量继电器，额定电流达10A，安全可靠。
图1-5 DO模组
（二）产品功能
配电终端的监控对象与应用场合不同，注定了对其功能要求也不同。哪怕监控同样类型的的设备， 也需要根据主站完成的功能与设计进行功能的改变，对配电终端的功能要求也有所不同。DTU在设计之初的基本功能是能够实现对配电系统故障的检测，随着自动化技术的发展，当前配电自动化终端已经发展出电网状态信息检测、系统保护、故障录波和监控与控制等功能。能够自动化的对电力系统运作加以控制，实现开闭监测远方中低压开关柜以及远距离的配电传输。能够大幅度增强系统运作的效率和效益，不仅可以实现相关的遥感测控和遥感通讯的功能，同时还可以实现远距离的电流电力故障检测，为保护通讯设备系统技术改进和增强继电保护的效应奠定了基础。DTU一方面连接10KV开关柜，遥控母线通断以及接地等操作，另外能够监测母线电流电压值，设定报警值及时发现问题，另一方面连接ONU、分光器、OLT等系列网络设备将监测到的母线数据上传到监控中心和主站系统。结构拓扑图如图1-6所示。下文具体功能介绍。
(IEC101（IEC60870.5-101）
(IEC104 （IEC60870.5-104）
引 言 1
一、产品概要 2
（一）产品组成 2
（二）产品功能 4
二、产品安装 7
（一）出厂前安装 7
（二）出厂后现场安装 8
二、 产品调试 8
（一）确保出厂调试正确 8
（二）调试接线正确 9
（三） 调试DTU功能正常 9
（四）软件调试 9
总结 17
谢辞 18
参考文献 19
引 言
配电自动化是智能电网的重要基础，而终端设备DTU在其中占据着至关重要的作用，由于国家电网配电线路传输距离遥远，支线众多途经环境复杂，设备故障和雷电天气环境因素造成线路故障率较高，线路一旦出现问题造成停电将会对影响居民生活，其次影响工厂生产，公共设施的运行，给供电公司造成很大损失，而且线路分支众多复杂，排查线路问题异常困难，进一步浪费人力物力。
本文针对浙江涵普电力科技有限公司生产的HPU-DTU2300系列配电自动化终端DTU( Distribution Terminal Unit)的设计特点，介绍应用于中低压二次配电网络的远方监测、控制单元，被广泛运用于开闭所、配电所、环网柜、配电室以及柱上开关等场所，对母线进行监测，传输数据至主站从而及时发现问题及时解决。
一、产品概要
（一）产品组成
在我国，最初的配电自动化终端设备一般都依赖于进口，但是，随着国内自动化技术水平的逐步提高，配电自动化的核心设备由依赖进口逐步转向国产设备，浙江涵普电力科技是在台湾配电终端产品占三分之二市场的台湾祥正电机股份有限公司的子公司，该设备核心单元及智能电源管理装置均为台湾原装进口，技术相对比 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
较成熟可靠。产品如图1-1所示。
图1-1 DTU-2300产品图样
1.柜体本身
柜体如上图1-1所示，依然进过精心设计，并非金属柜子这么简单，柜体有开门记录功能，可接入遥信，防止不法分子进入修改参数，提高产品安全性，为方便客户接线，柜体边缘与接线端子排预留了充足的空间。柜体底部7片组合设计，可灵活拆卸方便客户自由进出电缆。正面、侧面均采用网状散热结构，顶部又装散热风扇，具有良好的散热系统。二次端子采用德国凤凰端子，具有轻拨开关，不用拔掉接线，可实现接入或断开，安装方便。
2. 核心单元组成
DTU核心单元内层为DIN标准机箱，电路为可插拔模组组成，I/O为可扩充式组合型，背插式模块，在方便拆解和保证产品美观的同时还提高了可靠性，减少板件连接故障。另外采用强弱电布置分离的结构模式，高抗扰，可达到IEC标准4严酷等级。核心单元大容量，最大24路4CT配置，保证产品高性价比，由于主要原件采购与制造均源于台湾，产品稳定性高，而且所有模块都做过防凝结处理，能够应对高低温，适应现场恶劣工况。
3. 核心CPU模组
DTU的CPU模组如图1-2所示，CPU是整个设备最核心的部分，采用高性能ARM架构的双核心CPU，双核心作业方式能够使CPU同步运转，有效的提高了工作效率，DTU能够配置交流向量运算软件，满足大容量DTU24路运算速度的要求，采用16位采样AD，极大提高交流采样的精度和范围，配电自动化终端核心硬件设计从早期的单核CPU到多CPU结构继而又回到现在的单CPU结构，为何要经历这样一个看似没意义的过程呢？这都是随着集成电路不断的发展，芯片制造的技术的成长而走到今天，因此这款设备采用了至今最成熟最可靠的CPU技术，此款单CPU能够轻松独立完成交流采样，谐波分析，故障检测，通讯等DTU需要的绝大多数功能，从而配合大容量RAM内存一起工作稳定高效，并且极大的简化了结构，降低了成本，也利于维护。CPU模块与智能管理模组之间采用背板总线通信，提高产品的美观度，而且可软件控制电池活化，同时记录并分析电池性能的变化趋势，及时发现电池问题并更换，充分利用了CPU的性能提高了产品效率。
图1-2 CPU模组
4.智能电源管理模组
本DTU使用48V独立电源供电如图1-3所示，配有独立专用的蓄电池，发生停电等特殊情况仍然能够不受影响正常运行，安全可靠，支持大容量蓄电池组，提供活化控制接点，支持电池活化机制，支持双电源接入，提高设备现场可靠性，图中能够看到采用多个电容保证电压电流过载也不会损坏核心部件，并且能够通过对电池的科学管理，将蓄电池的使用寿命提高到正常使用的1-2倍。一般电子装置的实际使用寿命都在10年以上， 而电池的实际使用寿命却短很多， 因此，不得不在运行几年后更换电池，这是在DTU 应用中遇到的一个难题。因此，需要对电池充放电进行合理地管理，以尽量延长电池的使用寿命，有效地提高 DTU的可靠性减少不必要的损耗。
图1-3 智能电源管理模组
5.AI模组
AI模组如图1-4所示，母线与分路的对应关系可经由软件设定对应，最小电流能检测到5mA，能检测回路中使用的小负荷，额定交流电压输入100/200V，额定交流电输入1A/5A，便于软件管理，简单可靠。
图1-4 AI模组
6. DO模组
DO模组如图1-5所示，16点对应一个DO模组，硬件可以靠逻辑控制，确保控制输出的可靠性和唯一性有效防止误动，能够对象选择、执行的每一个阶段进行板卡硬件校对，选择名牌大容量继电器，额定电流达10A，安全可靠。
图1-5 DO模组
（二）产品功能
配电终端的监控对象与应用场合不同，注定了对其功能要求也不同。哪怕监控同样类型的的设备， 也需要根据主站完成的功能与设计进行功能的改变，对配电终端的功能要求也有所不同。DTU在设计之初的基本功能是能够实现对配电系统故障的检测，随着自动化技术的发展，当前配电自动化终端已经发展出电网状态信息检测、系统保护、故障录波和监控与控制等功能。能够自动化的对电力系统运作加以控制，实现开闭监测远方中低压开关柜以及远距离的配电传输。能够大幅度增强系统运作的效率和效益，不仅可以实现相关的遥感测控和遥感通讯的功能，同时还可以实现远距离的电流电力故障检测，为保护通讯设备系统技术改进和增强继电保护的效应奠定了基础。DTU一方面连接10KV开关柜，遥控母线通断以及接地等操作，另外能够监测母线电流电压值，设定报警值及时发现问题，另一方面连接ONU、分光器、OLT等系列网络设备将监测到的母线数据上传到监控中心和主站系统。结构拓扑图如图1-6所示。下文具体功能介绍。
(IEC101（IEC60870.5-101）
(IEC104 （IEC60870.5-104）
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