配电自动化馈线终端FTU技术规范.docx

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配电自动化馈线终端FTU技术规范

配电自动化馈线终端（FTU）

技术规范

配电自动化馈线终端（FTU）技术规范

1规范性引用文件

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GB/T17626.1电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论

GB/T17626.2静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.4浪涌（冲击）抗扰度试验

GB/T17626.5电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.8工频磁场的抗扰度试验

GB/T17626.10阻尼振荡磁场的抗扰度试验

GB/T17626.11电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验

GB/T15153.1远动设备及系统第2部分：

工作条件第1篇：

电源和电磁兼容兼容性

GB/T11022高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求

GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程

GB/T4208外壳防护等级（IP）

GB/T13729远动终端设备

GB/T5096电子设备用机电件基本试验规程及测量方法

GB/T19520电子设备机械结构

GB7251.5低压成套开关设备和控制设备第五部分：

对户外公共场所的成套设备—动力配电网用电缆分线箱（CDCs）的特殊要求

DL/T637-1997阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件

DL/T721配电网自动化系统远方终端

DL/T634.5101远动设备及系统第5-101部分：

传输规约基本远动任务配套标准

DL/T634.5104远动设备及系统第5-104部分：

传输规约采用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问

DL/T814配电自动化系统功能规范

Q/GDW382配电自动化技术导则

Q/GDW513配电自动化主站系统功能规范

Q/GDW514配电自动化终端/子站功能规范

Q/GDW625配电自动化建设与改造标准化设计技术规定

2　技术要求

2.1　概述

馈线终端的结构形式可分为箱式馈线终端和罩式馈线终端。

2.1.1箱式馈线终端

安装在配电网馈线回路的柱上等处的配电终端，外箱为箱式，按照功能分为箱式“三遥”终端和箱式“二遥”终端。

2.1.2罩式馈线终端

安装在配电网馈线回路的柱上等处的配电终端，外箱为罩式，按照功能分为罩式“三遥”终端和罩式“二遥”终端。

2.2FTU总体技术要求

2.2.1电源要求

2.2.1.1供电电源要求

a）交流电源电压标称值为单相220V；

b）交流电源标称电压容差为-20%～+20%；

c）交流电源标称频率为50Hz,频率容差为±5%；

d）交流电源波形为正弦波，谐波含量小于10%。

2.2.1.2配套电源输出要求

a）工作电源满足同时为终端、通信设备、开关分合闸提供工作电源；

b）主电源和后备电源都应独立满足终端、通信设备正常运行及对开关的正常操作；

c）电源输出和输入应电气隔离。

2.2.1.3后备电源要求

a）后备电源应采用免维护阀控铅酸蓄电池或超级电容；

b）后备电源额定电压DC24V；

c）免维护阀控铅酸蓄电池寿命不少于3年，超级电容寿命不少于6年；

d）后备电源能保证配电终端运行一定时间且满足表1的要求

表1后备电源的技术参数表

终端类型

后备电源维持时间

三遥终端

免维护阀控铅酸蓄电池：

应保证完成分-合-分操作并维持配电终端及通信模块至少运行4小时；

超级电容：

应保证分闸操作并维持配电终端及通信模块至少运行15分钟。

二遥终端

免维护阀控铅酸蓄电池：

应保证维持配电终端及通信模块至少运行30分钟；

超级电容：

应保证维持配电终端及通信模块至少运行2分钟。

2.2.2通信要求

2.2.2.1基本要求

a）终端RS-232接口传输速率可选用1200bit/s、2400bit/s、9600bit/s等，以太网接口传输速率选用10/100Mbit/s全双工等。

b）配电终端与主站建立连接时间应小于60秒。

c）当通信异常时，配电终端应保存未确认及未上送的SOE信息，在通信恢复后可及时传送至主站。

d）接受并执行主站系统下发的对时命令。

e）通信设备结构安装详见附录A。

2.2.2.2无线通信模块要求

含无线通信模块的配电终端，其无线通信模块应满足以下要求：

a）无线通信模块环境应适应于表2-1中C3要求。

b）无线通信模块提供至少2路RS232串行接口，其中1路用于与配电终端通信，1路用于本地维护；或至少提供1个全双工以太网，既满足与配电终端通信也可用于本地维护。

c）无线通信模块RS-232接口传输速率可选用1200bit/s、2400bit/s、9600bit/s等，以太网接口传输速率选用10/100Mbit/s全双工等。

d）无线通信模块与SIM卡的接口应符合GSM11.11的要求，与SIM卡交互数据应符合GSM11.14要求。

e）无线通信模块支持端口数据监视功能，具备网络中断自动重连功能。

f）无线通信模块应支持SMS管理功能，可通过SMS支持关键参数设置、状态查询、故障诊断功能。

g）无线通信模块应支持本地维护功能，可通过本地维护接口支持调试、参数设置、状态查询和软件升级。

h）通信接口的插拔寿命应≥500次。

i）无线通信模块采用直流电源供电，输入电压应支持+12~24V宽电压输入，正负偏差20%。

j）无线通信模块应内置电源反相保护和过压保护。

k）无线通信模块待机（保持在线，无数据通信）功耗宜小于1W，最高应不大于3W；数据通信平均功耗（保持在线）宜小于2W，最高不大于5W；启动及通信过程中瞬时最大功耗应小于5W。

2.2.3功能要求

2.2.3.1基本功能要求

a）具备就地采集模拟量和状态量，并具备测量数据、状态数据远传的功能。

b）具备故障检测及故障判别功能：

过流、过负荷。

c）具备对遥测死区范围、遥信防抖系数当地及远方设置功能。

d）具备当地及远方设定定值功能。

e）采取防误措施，避免装置初始化、运行中、断电等情况下产生误报遥信。

f）具备装置箱体内部温度采集与上传功能；配备后备电源，当主电源供电不足或消失时，能自动无缝投入。

g）具备双位置遥信处理功能，支持遥信变位优先传送。

h）具备负荷越限告警上送功能。

i）具备线路有压鉴别功能。

j）具备故障指示手动复归、自动复归。

k）和主站远程复归功能，能根据设定时间或线路恢复正常供电后自动复归，也能根据故障性质（瞬时性或永久性）自动选择复归方式。

l）具备串行口和网络通信接口。

m）具备对时功能，支持SNTP等对时方式，接收主站或其它时间同步装置的对时命令，与系统时钟保持同步。

n）具备为通信设备提供配套电源的能力。

o）具备后备电源自动充放电管理功能；蓄电池作为后备电源时，应具备定时、手动、远方活化功能，低电压报警和保护功能，报警信号上传主站功能。

p）应满足国家发改委14号令及国家电网公司二次安全防护相关要求。

2.2.3.2“三遥”FTU功能要求

a）满足2.4.1基本功能要求。

b）具备为开关动作提供配套电源的能力，满足控制开关分合闸，数据远传及远方控制功能。

c）具备就地/远方切换开关和控制出口硬压板，支持控制出口软压板功能；

d）具备双路供电电源输入和自动无缝切换功能。

2.2.3.3“二遥”FTU

（1）标准型

满足2.4.1基本功能要求。

（2）动作型

a）满足2.4.1基本功能要求；

b）具备相间短路故障检测功能，发生故障时能快速判别。

终端配负荷开关时，可与变电站出线开关动作逻辑配合实现故障自动隔离；配备断路器时，发生故障时可自动切除故障；

c）具备单相接地故障的检测和告警功能，可选配自动切除故障功能；

d）具备为开关动作提供配套电源的能力，满足开关就地控制功能；

e）具备同时为通信设备、开关提供配套电源的能力；

f）具备故障动作功能的现场投退功能。

2.2.4性能要求

2.2.4.1基本性能要求

a）采集交流电压、电流，其中：

1）在标称输入值时，整机每一电流回路的功率消耗应小于1VA；

2）短期过量交流输入电流施加标称值的2000%（标称值为5A/1A），持续时间小于1秒，配电终端应工作正常。

b）SOE分辨率不大于5毫秒，遥信电源电压不低于24V；

c）采取防误措施，过滤误遥信，软件防抖动时间10～1000毫秒可设；

d）实现开关的分、合闸控制，具备软硬件防误动措施，保证控制操作的可靠性，控制输出回路提供明显断开点。

2.2.4.2绝缘要求

a）绝缘电阻

在正常大气条件下绝缘电阻的要求见表2

表2正常条件绝缘电阻

额定绝缘电压Ui（V）

绝缘电阻要求（MΩ）

Ui≤60

≥5（用250V兆欧表）

Ui＞60

≥5（用500V兆欧表）

湿热条件：

在温度40±2℃，相对湿度90%～95%的恒定湿热条件下绝缘电阻的要求见表3

表3湿热条件绝缘电阻

额定绝缘电压Ui（V）

绝缘电阻要求（MΩ）

Ui≤60

≥1（用250V兆欧表）

Ui＞60

≥1（用500V兆欧表）

b）绝缘强度

在正常试验大气条件下，设备的被试部分应能承受表4规定的50Hz交流电压1min的绝缘强度试验，无击穿、无闪络现象。

试验部位为非电气连接的两个独立回路之间，各带电回路与金属外壳之间。

表4绝缘强度

额定绝缘电压Ui（V）

试验电压有效值（V）

Ui≤60

500

60＜Ui≤125

1000

125＜Ui≤250

2500

c）冲击电压

电源回路应按电压等级施加冲击电压，额定电压大于60V时，应施加5kV试验电压；额定电压不大于60V时，应施加1kV试验电压；交流工频电量输入回路应施加5kV试验电压。

施加1.2/50μs冲击波形，三个正脉冲和三个负脉冲，施加间隔不小于5s。

以下述方式施加于交流工频电量输入回路和电源回路：

1）接地端和所有连在一起的其他接线端子之间；

2）依次对每个输入线路端子之间，其他端子接地；

3）电源的输入和大地之间。

冲击试验后，交流工频电量测量的基本误差应满足其等级指标要求。

2.2.4.3电磁兼容性

a）电压突降和电压中断适应能力要求

按GB/T15153.1中的有关规定执行。

直接和公用电网或工厂及与电厂的低压供电网连接时，在电压突降ΔU为100%，电压中断为0.5s的条件下应能正常工作，设备各项性能指标满足基本性能的要求。

b）抗高频干扰的要求

按GB/T15153.1中的有关规定执行。

在正常工作大气条件下设备处于工作状态时，在信号输入回路和交流电源回路，施加以下所规定的高频干扰，由电子逻辑电路组成的回路及软件程序应能正常工作，其性能指标应满足基本性能要求。

高频干扰波特性:

波形：

衰减振荡波，包络线在3～6周期衰减到峰值的50%；

频率：

（1±0.1）MHz；

重复率：

400次/s；

高频干扰电压值如表2-6的规定。

c）抗快速瞬变脉冲群干扰的要求

按GB/T17626.4中的有关规定执行。

在施加如表2-6规定的快速瞬变脉冲群干扰电压的情况下，设备应能正常工作，其性能指标应符合基本性能的要求。

d）抗浪涌干扰的要求

按GB/T15153.1中的有关规定执行。

在施加如表5规定的浪涌干扰电压和1.2/50μs波形的情况下，设备应能正常工作，其性能指标符合基本性能的要求。

表5高频干扰、快速瞬变和浪涌试验的主要参数

试验项目

级别

共模试验值（*）

试验回路

高频干扰

3

2.5kVP

信号、控制回路和电源回路

4

2.5kVP

信号、控制回路和电源回路

快速瞬变

3

1.0kVP

信号输入、输出、控制回路

2.0kVP

电源回路

4

2.0kVP

信号输入输出回路、控制回路

4.0kVP

电源回路

浪涌

3

2.0kVP

信号、控制回路和电源回路

4

4.0kVP

信号、控制回路和电源回路

FTU应满足4级要求。

注：

*差模试验电压值为共模试验值的1/2。

e）抗静电放电的要求

按GB/T15153.1中的有关规定执行。

设备应能承受表6规定的静电放电电压值。

在正常工作条件下，在操作人员通常可接触到的外壳和操作点上，按规定施加静电放电电压，正负极性放电各10次，每次放电间隔至少为1s。

在静电放电情况下设备的各性能指标均应符合基本性能要求。

表6静电放电试验的主要参数

试验项目

级别

试验值

接触放电

空气放电

静电放电

3

±6kV

±8kV

4

±8kV

±15kV

FTU应满足4级要求。

f）抗工频磁场和阻尼振荡磁场干扰的要求

按GB/T15153.1中的有关规定执行。

设备在表7规定的工频磁场和阻尼振荡磁场条件下应能正常工作，而且各项性能指标满足基本性能要求。

表7工频磁场和阻尼振荡磁场试验主要参数

试验项目

级别

电压/电流波形

试验值（A/m）

工频磁场

3

连续正弦波

30

4

连续正弦波

100

特定

连续正弦波

与厂家协商确定

阻尼振荡磁场

3

衰减振荡波

30

4

衰减振荡波

100

特定

衰减振荡波

与厂家协商确定

FTU应满足4级要求。

g）抗辐射电磁场干扰的要求

按GB/T17626.3中的有关规定执行。

设备在表8规定的辐射电磁场条件下应能正常工作，而且各项性能指标满足基本性能要求。

表8辐射电磁场试验主要参数

试验项目

级别

电压/电流波形

试验值

V/m

辐射电磁场

3

80MHz～1000MHz连续波

10

4

1.4GHz～2.0GHz连续波

30

FTU应满足4级要求。

2.2.4.4机械振动性能要求

设备应能承受频率f为2～9Hz，振幅为0.3mm及f为9Hz～500Hz，加速度为1m/s2的振动。

振动之后，设备不应发生损坏和零部件受振动脱落现象，各项性能均应符合基本性能的要求。

2.2.4.5连续通电的稳定性要求

设备完成调试后，在出厂前进行不少于72h连续稳定的通电试验，交直流电压为额定值，各项性能均应符合基本性能的要求。

2.2.4.6可靠性要求

设备本体平均无故障工作时间（MTBF）应不低于50000h；配电终端（不含电源）的使用寿命应为6～8年。

2.2.5结构要求

2.2.5.1材质及工艺要求

a）罩式结构采用玻璃钢材质，其外罩壳厚度≧4.0mm，安装底盖厚度≧10.0mm；

b）箱式结构采用不锈钢材质或复合SMC材质；

c）选用不锈钢材质时，应选用抗磨性和疲劳强度不低于304不锈钢，箱体前门及箱体板材厚度≧1.5mm。

箱体焊接处宜使用氩弧焊工艺，渗入箱体内焊料均匀分布，确保焊接的可靠性，焊接连接处内表面无缝隙及焊接痕迹；

d）选用复合SMC材质时，应选用选用无卤素，无有害杂质高强度复合SMC材料，符合国家有关标准，机械强度和热力性能等应满足一下要求：

SMC物理性能指标及测试数据满足下面的要求：

序号

项目

单位

合格指标

1

冲击强度

KJ/M2

≥60

2

弯曲强度

Mpa

≥150

3

工频介电强度（90°变压器油，连续升压法）

MV/m

≥12.0

4

介质损耗因数tgδ（1MHz）

≤0.015

5

相对介电常数（1MHz）

≤4.5

6

耐电弧

S

≥180

7

耐漏电起痕性

V

600

8

体积电阻率

Ωm

＞1.0×1010

9

阻燃性

FV0

10

箱体材料热变形温度

℃

≥200

SMC模压单板机械化成型性能满足下列要求：

　　抗拉强度＞59MPa

　　巴氏硬度＞30

弯曲强度＞78MPa

吸水率＜1.0%

弯曲弹性模量5900MPa

e）箱式结构内置无线通信模块时，天线应外露。

f）箱式结构各结合处（门、覆板等）的缝隙应匀称，同一缝隙在１米之内的宽度之差不应大于0.8mm，大于1m缝隙的宽度之差不应大于1.0mm；

g）箱体表面应打磨平整，部件采用焊接方式的焊缝应牢固可靠，无裂纹，无明显的未熔合、气孔、夹渣等缺陷；内部固定连接部位应牢固可靠，不应有松动现象；不拆卸的螺纹连接处应有防松措施；可拆卸连接应连接可靠，拆卸方便，拆卸后不影响再装配的质量，且不增加再装配的难度；可运动结构部件应按设计要求活动自如、可靠，在规定的运动范围内不应与其它零件碰撞或摩擦；

h）门上密封条采用机械发泡工艺实现，成型的密封条平整均匀分布，密封条表面无肉眼可识别的气泡或气孔，密封条不应有脱落或部分脱落现象；

i）箱式结构柜门开启、关闭应灵活自如，锁紧应可靠，门的开启角度不应小于120°,柜门开启后可牢靠支撑，不随意关闭；

j）罩式结构的调试及维护窗口盖开启、关闭应灵活自如，开启角度方便维护；

k）箱式/罩式终端结构应设计有便于杆/塔挂装固定的专用挂钩件。

2.2.5.2表面涂覆和防护要求

a）罩式/箱式所有紧固件均应选用不锈钢材质；

b）结构内部金属件应由具有防腐蚀镀层或涂覆层或采用无需表面处理的材料制造，且镀覆或涂覆后的表面不应有灰尘、杂质、油污、划痕、镀覆或涂覆缺陷等质量问题，镀层及涂覆层的类别、厚度及要求等应符合企业标准及设计图样的规定；

c）罩式结构终端要求能防尘、防雨、防腐蚀及防凝露，总体防护等级不低于GB/T4028规定的IP66要求；

d）箱式结构终端要求能防尘、防雨、防腐蚀，总体防护等级不低于GB/T4028规定的IP55要求；

e）终端出厂前应使用塑料薄膜或塑料罩保护，以避免在搬运、装配、调试等工序执行过程中受到划伤，且保护膜或塑料罩去除后不应在终端结构主体表面留下痕迹；

f）罩式结构外部检查盖和箱式机箱门锁的防护等级不应低于终端结构总体防护等级。

2.2.5.3铭牌、标牌及标志

a）铭牌、标牌及标志应清洁、平整，表面无擦伤、划痕，无明显修整痕迹和其它影响美观的缺陷；

b）铭牌、标牌及标志的图案和字迹应清晰、美观、醒目、耐久；

c）终端应有明显的二维码和ID号。

2.2.5.4机械安全

a）罩式/箱式零部件的可触及部分不应有锐边和棱角、毛刺，以防止在装配、安装、使用和维护中对人身安全带来伤害；

b）罩式/箱式结构应具有足够稳定性和牢固的连接及安装，避免因振动、冲击、碰撞、地震而倾倒或零部件脱落导致对人体的伤害，同时应考虑运输过程中的安全。

2.2.5.5接口及二次回路要求

a）FTU接口应采用航空插头的连接方式，航空插头的管脚定义详见附录B；

b）与配电终端有关的二次回路应符合GB/T14285中6.1的有关规定；

c）遥信输入回路采用光电隔离，并具有软硬件滤波措施，防止输入接点抖动或强电磁场干扰误动。

2.2.5.6接插件配套设计

a）馈线终端接插件采用航空插头形式时，馈线终端安装航空插座，连接电缆采用航空插头。

馈线终端采用的航空接插件类型主要有：

4芯，5芯，6芯防开路，10芯,26芯和以太网航空接插件。

b）航空接插件的接口定义及接线要求，详见附录A。

c）基本性能

航空接插件插头、插座采用螺纹连接锁紧，具有防误插功能。

插针与导线的端接采用焊接方式。

其插座和插头的结构应满足表9的要求。

表9航空接插件结构要求

项目

4芯

5芯

6芯防开路

10芯

26芯

以太网

插座

针式

针式

针式

针式

针式

孔式

插头

孔式

孔式

孔式

孔式

孔式

针式

d）航空接触件技术指标

常规航空接插件技术参数见表10

表10常规航空接插件技术参数

项目

4芯

5芯

6芯防开路

10芯

26芯

额定电流

≥40A

≥20A

≥40A

≥20A

≥25

工作电压

250V（AC）

耐电压

2000V（AC）

工作温度

-40℃～105℃

相对湿度

90％～95%（40℃±2℃时）

盐雾

5%NaCl雾气中96h

密封性

头座配合0.5m水深0.5h不渗水（防雨淋）

振动

10～2000Hz，147m/s2，瞬断≤1us

冲击

加速度峰值490m/s2，瞬断≤1us

抗拉力

≥500N

机械寿命

≥500次

绝缘电阻

常态下≥2000MΩ

材料

接触件铜合金镀金

基体硬度

维氏（HV）≥170（布氏（HB）≥160）

接触电阻

≤0.75mΩ

≤2mΩ

≤1mΩ

≤2mΩ

≤2mΩ

锁定方式

螺纹锁定

螺纹锁定

卡口锁定

螺纹锁定

卡口锁定

馈线终端典型设计规定了终端配套以太网航空接插件应满足表11的规定。

表11以太网航空接插件技术参数

项目

以太网航空接插件

两侧RJ-45

三芯

额定电流

—

≥1A

工作电压

—

≥220V（AC）

耐电压

≥500V（AC）

≥1500V（AC）

传输速率

≥100Mbps

—

工作温度

-40℃～105℃

相对湿度

90％～95%（40℃±2℃时）

盐雾

5%NaCl雾气中96h

密封性

头座配合0.5m水深0.5h不渗水（防雨淋）

振动

10～2000Hz，147m/s2，瞬断≤1us

冲击

加速度峰值490m/s2，瞬断≤1us

抗拉力

≥500N

机械寿命

≥500次

绝缘电阻

常态下≥500MΩ

推荐材料

接触件铜合金镀金

基体硬度

维氏（HV）≥170（布氏（HB）≥160）

接触电阻

≤20mΩ

≤7.5mΩ

锁定方式

卡口锁定

3标准技术参数

技术参数特性表是对采购设备的基础技术参数要求，卖方应对技术参数特性表中标准参数值进行响应。

配电自动化馈线终端（FTU）技术参数特性见表12。

表12　馈线终端（FTU）标准技术参数表

序号

参数名称

单位

标准参数值

一

“三遥”馈线终端

1

结构型式

箱式或罩式

2

电压输入标称值

V

AC220V

3

电流输入标称值

A

5A/1A

4

工作电源

/

AC220V，双路

5

开关测控容量

/

1.遥测：

采集2个线电压，采集A、C相、零序（或B相）3个电流量；

2.遥信：

不少于2个，包括开关位置、未储能位置；

3.遥控：

1路（合闸/分闸）。

6

电压测量精度

/

≤0.5％（0.5级）

7

电流测量精度

/

≤0.5％（≤1.2In）、5P10（≤10In）

8

有功功率、无功功率精度

/

≤1％（1级）

9

遥信电源

V

DC24V/48V自适应

10

遥信分辨率

ms

≤5

11

软件防抖动时间

/

10～1000ms可设

12

交流电流回路过载能力

/

1.2In，连续工作；20In，1s

13

交流电压回路过载能力

/

1.2Un，连续工作

14

守时精度

/

每24小时误差应不大于2s

15

控制输出

触点容量