12千伏一二次融合柱上断路器及配电自动化终端(FTU)标准化设计方案（2021版）
12千伏一二次融合柱上断路器及配电自动化终端(FTU)标准化设计方案（2021版）
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目 录
1 前言............................................................................................................................1
2 标准化设计原则........................................................................................................2
2.1 柱上断路器标准化设计原则..........................................................................2
2.1.1 普通型支柱式户外柱上真空断路器....................................................2
2.1.2 深度融合型支柱式户外柱上真空断路器............................................2
2.1.3 罐式户外柱上 SF6断路器.....................................................................2
2.2 馈线终端标准化设计设计原则......................................................................2
3 12 千伏户外柱上断路器标准化设计方案................................................................4
3.1 概述..................................................................................................................4
3.1.1 额定参数................................................................................................4
3.1.2 使用条件................................................................................................4
3.2 普通型支柱式户外柱上真空断路器..............................................................4
3.2.1 典型结构方案........................................................................................4
3.2.2 一次接口及安装接口............................................................................6
3.3 深度融合型支柱式户外柱上真空断路器....................................................13
3.3.1 典型结构方案......................................................................................13
3.3.2 一次接口及安装接口..........................................................................14
3.4 罐式户外柱上 SF6断路器.............................................................................17
3.4.1 典型结构方案......................................................................................17
3.4.2 一次接口及安装接口..........................................................................19
4 馈线终端标准化设计..............................................................................................23
4.1 整体功能和技术要求....................................................................................23
4.1.1 总体要求..............................................................................................23
4.1.2 技术要求..............................................................................................23
4.1.3 功能要求..............................................................................................26
4.1.4 性能要求..............................................................................................31
4.2 终端组成与结构设计....................................................................................43
4.2.1 终端框架..............................................................................................43
4.2.2 终端结构设计......................................................................................43
4.2.3 终端接口设计......................................................................................49
4.2.4 终端供电方案......................................................................................70
4.3 故障处理模式................................................................................................72
4.3.1 公共处理逻辑......................................................................................72
4.3.2 常规保护..............................................................................................74
4.3.3 集中型馈线自动化..............................................................................79
4.3.4 就地型馈线自动化..............................................................................80
4.3.5 终端保护固有动作时间说明..............................................................84
4.3.6 方向自适应判断..................................................................................84
4.3.7 电子式互感器的信息转换说明..........................................................84
4.3.8 典型故障处理......................................................................................84
4.4 终端标准化运维............................................................................................93
4.4.1 总体思路..............................................................................................93
4.4.2 运维方式..............................................................................................93
4.4.3 安全防护..............................................................................................94
4.4.4 统一运维工具......................................................................................96
4.4.5 运维功能..............................................................................................96
4.4.6 运维协议..............................................................................................98
4.5 柱上开关一二次融合升级改造..................................................................100
4.5.1 适用条件............................................................................................100
4.5.2 改造目标............................................................................................100
4.5.3 改造方案............................................................................................101
产品服务
SDAF-8608分布式DTU(小电流/差动/真型实验/备自投/单相接地)
MCSG-PD-6016环网柜局部放电及温度在线监测装置
DAM800配电低压回路测控终端(南网3.0典型设计)
DAF-830一二次融合DTU核心单元4-16回路
DAF-810一二次融合FTU(就地馈线自动化，真型试验）
SDAF-8810北斗授时定位智能配电终端(5G+FA)
U-Gateway7201机械特性间隔采集网
ADMU-200数字化单元模块（数字化柱上开关）
ISU-208N配电终端加密模块产品
技术服务
国家电网或南方电网一二次融合送检技术服务
国网漯河武汉实验室小电流接地真型实验
国网电科院就地式FA及分布式FA仿真实验
南方电网GOOSE通信互操作性实验
开普/南京/北京型式实验/资质报告
二次自动化领域产品定向研发
1 前言
按照公司“1135”配网运行服务管理要求，提高设备选型标准，健全质量控制体系，提升配电网设备耐用性，突出设备好的核心，依据安全可靠、坚固耐用、标准统一、通用互换的原则，全面推进配电设备标准化工作。
为满足不同厂家设备在一定范围和一定时期的通用互换使用，提升柱上断路器的运维便利性，公司组织中国电力科学研究院有限公司、设计院、运行单位、制造企业、检测机构等单位开展柱上断路器及配电自动化终端的典型结构方案、一次接口、馈线终端等标准化设计工作，本次 12kV 户外柱上断路器及配电自动化终端标准化设计面向目前一二次融合产品中应用量较大的支柱式真空灭弧及罐式 SF6气体灭弧柱上断路器。便于产品在运行过程中发生故障或抽检发现某企业产品存在质量问题时，可方便整体直接更换其它厂家设备，各制造企业产品的内部结构可差异化设计。
2 标准化设计原则
2.1 柱上断路器标准化设计原则
2.1.1 普通型支柱式户外柱上真空断路器
12kV 普通型支柱式户外柱上真空断路器标准化设计依据以下原则：
（1） 统一开关设备的关键技术参数，操动机构为弹簧操动机构，缩减设备物料编号；
（2） 现阶段一二次融合标准化主要划分为电磁式、电子式、数字式支柱式三种模式，分别针对上述三种模式开展不同互感器类别的标准化配置，统一互感器的外形、安装尺寸，机构壳体的安装尺寸，连接端子的安装尺寸。
2.1.2 深度融合型支柱式户外柱上真空断路器
（1） 统一开关设备的关键技术参数，操动机构为弹簧操动机构，缩减设备物料编号；
（2） 融合设计互感器、控制设备、专用连接器及电缆等附件的支柱式真空户外柱上断路器，具备开关设备基本功能，统一机构壳体的安装尺寸，连接端子的安装尺寸等。
2.1.3 罐式户外柱上 SF6断路器
（1） 统一开关设备的关键技术参数，操动机构为弹簧操动机构，缩减设备物料编号；
（2） 融合设计互感器、控制设备、供电电源、专用连接器及电缆等附件的户外柱上 SF6灭弧断路器，具备开关设备基本功能，统一壳体的安装尺寸，连接端子的安装尺寸等。
2.2 馈线终端标准化设计设计原则
a.可靠性
从终端整体结构、电气接口、功能定义和配置、运行维护等方面，充分考虑终端运行稳定性、安全性和防误操作。
b.通用性
通过运行参数、切换开关、压板等实现功能灵活配置，可配套负荷开关、断
路器等不同开关类型，可设置为集中型或就地型馈线自动化模式。
c.小型化
外观结构采用小型化设计，统一外观尺寸和电气接口，以适应批量制造和自动检测的要求。
d.精简性
精简现有终端的产品类别，不依据控制方式、应用模式、通讯方式和配套操动机构等进行产品型号分类。
e.兼容性
终端外观结构为罩式结构，通过统一定义的航插接口连接到开关设备。
f.先进性
支持电子式互感器及就地数字化等新技术的应用，内部集成开关设备状态监
测功能。
3 12千伏户外柱上断路器标准化设计方案
3.1 概述
本次 12kV 户外柱上断路器标准化设计面向目前一二次融合产品中应用量较大的普通型支柱式真空灭弧、深度融合型支柱式真空灭弧及罐式 SF6 气体灭弧柱上断路器三种产品。
3.1.1 额定参数
（1）额定电流及额定短路开断电流
额定电流为 630A，额定短路开断电流为 20kA。
（2）额定短时耐受电流
额定短时耐受电流为 20kA，额定短时耐受电流的持续时间为 3s。
（3）机械寿命
真空灭弧柱上断路器机械寿命≥10000 次。
SF6气体灭弧机械寿命≥5000 次。
（4）电寿命
真空灭弧柱上断路器电寿命≥30 次（E2 级）。
SF6气体灭弧柱上断路器电寿命≥20 次（E2 级）。
（5）年漏气率
SF6气体灭弧柱上断路器气体年漏气率≤0.1%。
3.1.2 使用条件
按 GB/T 11022 中第 2 章的规定。
3.2 普通型支柱式户外柱上真空断路器
3.2.1 典型结构方案
12kV 普通型支柱式户外柱上真空断路器按照配置互感器的原理分为电磁式互感器组合模式、电子式互感器组合模式和数字式互感器组合模式。
3.2.1.1 隔离开关
根据运行情况及技术成熟度，不设置一体化隔离开关。如需，则配置独立隔
离开关。
3.2.1.2 供电/线测量电压互感器
供电及线测量 PT 为电磁式原理，独立安装。其中配合电磁式电流互感器模式时，包含供电和线电压测量双绕组，配合电子式互感器模式和数字式互感器模式时，仅包含供电单绕组。
3.2.1.3 零序/相测量电压互感器
零序/相测量电压互感器为电子式原理，其中配合电磁式电流互感器模式时，
仅实现零序电压测量功能，配合电子式互感器模式和数字式互感器模式时，实现零序和相电压测量功能。
3.2.1.4 电流互感器
电流互感器包括电磁式原理和电子式原理两种，可实现测量、保护和零序功能，具备相电流、零序电流采集功能。
3.2.1.5 电磁式互感器组合模式
测量/保护/零序 CT、零序 PT 分别为三相独立结构，且 CT 与零序 PT 为集成式结构，见图 3-1。
其中：
测量/保护/零序 CT 为电磁式原理。
零序 PT 采用电子式原理。
供电及线测量 PT 为电磁式原理，包含供电和线电压测量双绕组。
图 3-1 普通型支柱式电磁式模式结构示意图
3.2.1.6 电子式互感器组合模式
结构与电磁式模式结构相似，利用采样电阻将电流互感器输出的电流信号转变为电压信号，见图 3-2。
测量/保护/零序 CT 为电子式原理。
电压互感器采用电子式原理，实现零序和相电压测量功能。
供电 PT 为电磁式原理，包含供电单绕组。
图 3-2 普通型支柱式电子式模式结构示意图
3.2.1.7 数字式互感器组合模式
结构与电子式模式结构相似，通过 ADMU 将采集的电气模拟量信号就地数字化后传输至馈线终端，见图 3-3。
测量/保护/零序 CT 为电子式原理。
电压互感器采用电子式原理，实现零序和相电压测量功能。
供电 PT 为电磁式原理，包含供电单绕组。
图 3-3 普通型支柱式数字式模式结构示意图
3.2.2 一次接口及安装接口
3.2.2.1 供电/线测量电压互感器
（1）技术参数
分为供电、线测量双绕组和供电单绕组两种结构，采用环氧树脂与硅橡胶复合绝缘结构。
表 3-1 技术参数表
项目
双绕组参数
单绕组参数
额定电压比
线电压测量：10kV/0.1kV
供电电压：10kV/0.22 kV
供电电压：10kV/0.22 kV
准确级
线电压：0.5 级供电电压：3 级
供电电压：3 级
温度范围
-40℃~70℃
-40℃~70℃
测量绕组输出容量
10VA
-
供电绕组输出容量
300VA
300VA
注：供电绕组输出容量中的 300VA，要求时间 30s，不考核线电压的准确级；长期输出容量约 50VA，可满足蓄电池长时间充电要求，同时测量绕组准确度满足 0.5 级要求。
（2）外形图
外形结构如图 3-4 所示，按照双绕组外形进行设计，其中安装尺寸 A 为
190mm，B 为 180mm，C 为 13mm，安装螺栓为 4-M12mm。
图 3-4 电磁式电压互感器外形图
3.2.2.2 电磁式电流互感器
包括相测量、保护及零序 CT 功能。
（1）技术参数
表 3-2 技术参数表
项目
参数
额定电流比
相电流：600A/5A 或 600A/1A 零序电流：100A/1A（电流扩大倍数≥6）
准确级
相电流：保护 5P10 级、测量 0.5S 级
零序电流：采用三个独立的 100A/1A 变比的电流互感器，一次侧输入电流为 1A 至额定电流时，满足 1S 级（角差、比差），保护准确度等级为
5P10 级。
额定输出容量
相 CT：额定 5A 时，10VA，额定 1A 时，1VA；零序 CT：100A/1A，0.5VA。
温度范围
-40℃~70℃
（2）外形图
分别对应 2.1 章节中的三种结构使用，仅规定与互感器技术参数相关的最大外形尺寸，且兼顾相间绝缘，其余尺寸不做约束。
规定测量/保护/零序 CT、零序 PT 三相独立结构最大外径尺寸 D 为 160mm。
图 3-5 电磁式电流互感器外形图
3.2.2.3 电子式电流互感器（LPCT）
（1）实现原理
电子式电流互感器的原理如图 3-6 所示。
图 3-6 物理合成三相电流互感器原理电路
（2）技术参数
表 3-3 电子式电流互感器技术参数
项目
参数
额定变比
相： 600A/1V 零序：20A/0.2V
准确级
（含线缆）
相：测量 0.5S 级，保护 5P10
零序：采用三个独立的 20A/0.2V 变比的电流互
感器，一次侧输入电流为 1A 至额定电流时，满足 1S 级（角差、比差），保护 10P30
（3）外形图
外形结构要求与章节 3.2.2.2 电磁式电流互感器相同。
3.2.2.4 电子式电压互感器
（1）实现原理
电子式电压互感器的原理如图 3-7 所示。
