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簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)配網(wǎng)自動(dòng)化終端設(shè)備

電力電子技術(shù)與應(yīng)用 ? 來源:電力電子技術(shù)與應(yīng)用 ? 2023-12-14 16:07 ? 次閱讀

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)一般由下列層次組成:配電主站、配電子站(常設(shè)在變電站內(nèi),可選配)、配電遠(yuǎn)方終端(FTU、DTU、TTU等)和通信網(wǎng)絡(luò)。配電主站位于城市調(diào)度中心,配電子站部署于110kV/35kV變電站,子站負(fù)責(zé)與所轄區(qū)域DTU/TTU/FTU等電力終端設(shè)備通信,主站負(fù)責(zé)與各個(gè)子站之間通信。

1、開閉所終端設(shè)備(DTU)

1.1定義

1.2特點(diǎn)

1)機(jī)箱結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)4U半(全)機(jī)箱,增強(qiáng)型設(shè)計(jì);

2)采用后插拔接線方式,整體面板,全封閉設(shè)計(jì);

3) 率先采用基于CANBUS總線的智能插件方案,極大地減少了插件間接線,完全避免了插件接觸不良的隱患,裝置運(yùn)行可靠性高;

4)智能插件方案的采用,使機(jī)箱母板標(biāo)準(zhǔn)化,便于生產(chǎn)及現(xiàn)場(chǎng)維護(hù);

5)裝置不同類插件在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)保證不能互插,提高整體安全性;

6)采用32位D浮點(diǎn)型SP,系統(tǒng)性能先進(jìn);

7)采用16位A/D轉(zhuǎn)換芯片,采樣精度高;

8)采用大規(guī)???a target="_blank">編程邏輯芯片,減少外圍電路,提高可靠性;

9)大容量存儲(chǔ)器設(shè)計(jì),使得報(bào)文及事故錄波完全現(xiàn)場(chǎng)需求;

10)采用多層印制板電路和SMT表面貼裝技術(shù),裝置的抗干擾性能強(qiáng);

11)測(cè)量回路精度軟件自動(dòng)校準(zhǔn),免調(diào)試,減小現(xiàn)場(chǎng)定檢等維護(hù)時(shí)間;

12)超強(qiáng)的電磁兼容能力,能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境;

13)功能強(qiáng)大的PC支持工具,具有完善靈活的分析軟件,便于事故分析;

14)簡(jiǎn)單可靠的保護(hù)處理系統(tǒng)(DSP)與成熟的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)相結(jié)合,既保證功能可靠性,又能滿足網(wǎng)絡(luò)通訊、人機(jī)界面的實(shí)時(shí)性;

15)支持RS232/RS485、Enthernet等多種通訊接口,內(nèi)置Enthernet使得工程應(yīng)用簡(jiǎn)單、可靠;

16)支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約;

17)各裝置獨(dú)立的掉電保持時(shí)鐘系統(tǒng)及帶對(duì)時(shí)脈沖的GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)。

1.3功能

遙測(cè)

(1)交流電氣測(cè)量

Ia、Ib 、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc,Un等任意組合,一般Uab和Ucb分別取開關(guān)兩側(cè),監(jiān)視饋線兩端的供電情況。

(2)兩表法或三表法,軟件計(jì)算出P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos∮等,根據(jù)主站需要上傳;

(3)保護(hù)Ia、Ic的記錄上傳;

(4)直流模擬量:兩路,電池電壓、溫度等。

遙信

(1)開關(guān)狀態(tài)信號(hào), SOE;

(2)開關(guān)儲(chǔ)能信號(hào)、操作電源;

(3)壓力信號(hào)等;

(4)電池低電壓告警;

(5)保護(hù)動(dòng)作和異常信號(hào);

(6)其他狀態(tài)信號(hào)。

遙控

(1)開關(guān)的分合,失電后可進(jìn)行2次以上分合操作;

(2)電池的維護(hù);

(3)保護(hù)信號(hào)遠(yuǎn)方復(fù)歸;

(4)其他遙控。

數(shù)據(jù)傳輸功能

能與上級(jí)站進(jìn)行通信,將采集和處理信息向上發(fā)送并接受上級(jí)站的控制命令。

和上級(jí)的校時(shí)。

其他終端的信息向上轉(zhuǎn)發(fā)。

電能量信息向上轉(zhuǎn)發(fā)。

主動(dòng)上傳事故信息(可選功能)。

具有當(dāng)?shù)鼐S護(hù)通信接口

通信接口:RS-232/485、工業(yè)以太網(wǎng)、CAN。

通信信道:可支持光纖、載波、無線擴(kuò)頻、無線數(shù)傳電臺(tái)、CDMA、GPRS以及ADSL等多種通訊形式,由用戶任選。

具有速斷、延時(shí)過電流(復(fù)合低電壓)保護(hù)、重合閘功能,根據(jù)饋線自動(dòng)化方案選配。

監(jiān)測(cè)故障電流,記錄過電流時(shí)間、過電流最大值,上報(bào)配電子站、配電主站。

配電子站、配電主站根據(jù)各開關(guān)DTU上報(bào)過電流故障信息和開關(guān)跳閘信息,按照配電網(wǎng)變結(jié)構(gòu)耗散拓?fù)淠P?,進(jìn)行故障區(qū)域判斷,指出故障區(qū)域,生成故障隔離命令序列和非故障區(qū)域恢復(fù)供電命令序列。自動(dòng)或人機(jī)交互下發(fā)執(zhí)行。

就地操作

DTU內(nèi)有分、合閘按鈕,實(shí)現(xiàn)就地操作。

有就地/遙控選擇開關(guān),維護(hù)放電按鈕等。

環(huán)網(wǎng)功能

當(dāng)DTU設(shè)置為聯(lián)絡(luò)開關(guān)時(shí),根據(jù)一側(cè)或二側(cè)PT受電狀態(tài),按整定值自動(dòng)控制開關(guān)合分。在開關(guān)雙側(cè)有電時(shí),禁止聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘。需要聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的,主站要進(jìn)行專門設(shè)置和確認(rèn)。當(dāng)一側(cè)失電時(shí),根據(jù)FA方案和主站的設(shè)置,允許自動(dòng)合閘的,自動(dòng)控制合閘,以迅速地恢復(fù)供電。

定值下裝、上傳功能

速斷定值、使能;

過電流定值,時(shí)間常數(shù)、使能;

重合閘時(shí)間、使能;

環(huán)網(wǎng)功能設(shè)置、取消。

當(dāng)?shù)鼐S護(hù)功能

通過DTU上的標(biāo)準(zhǔn)通信維護(hù)接口,利用專用維護(hù)軟件進(jìn)行調(diào)試及維護(hù)。

包括參數(shù)定值配置、檢查;遙測(cè)、遙信、遙控、對(duì)時(shí)測(cè)試召測(cè);數(shù)據(jù)上傳、通信等。

自診斷、自恢復(fù)功能

具有自診斷功能,當(dāng)發(fā)現(xiàn)DTU的內(nèi)存、時(shí)鐘、I/O等異常,馬上記錄并上報(bào)。

具有上電自恢復(fù)功能。

電源UPS和電池維護(hù)功能

滿足操作機(jī)構(gòu)、終端設(shè)備和通信裝置用電。

DTU雙電源供電,一側(cè)電源失電后仍可持續(xù)工作。

平時(shí)由主電源給DTU供電,同時(shí)給電池浮充。雙側(cè)電源失電后由電池供電,DTU可繼續(xù)工作24小時(shí)(電臺(tái)除外)。

電池低電壓告警保護(hù)功能。

電池自動(dòng)維護(hù):在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)由調(diào)度員下發(fā)電池維護(hù)命令,電池開始放電,電池低電壓時(shí)自動(dòng)停止放電,自動(dòng)切換由主電源供電,并給蓄電池充電。電池充電采用恒壓限流充電,確保安全。

2、饋線終端設(shè)備(FTU)

2.1定義

FTU 是裝設(shè)在饋線開關(guān)旁的開關(guān)監(jiān)控裝置。這些饋線開關(guān)指的是戶外的柱上開關(guān),例如10kV線路上的斷路器、負(fù)荷開關(guān)、分段開關(guān)等。一般來說,1臺(tái)FTU要求能監(jiān)控1臺(tái)柱上開關(guān),主要原因是柱上開關(guān)大多分散安裝,若遇同桿架設(shè)情況,這時(shí)可以1臺(tái)FTU監(jiān)控兩臺(tái)柱上開關(guān)。

2.2特點(diǎn)

FTU采用了先進(jìn)的DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、多CPU集成技術(shù)、高速工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng),穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性高、實(shí)時(shí)性好、適應(yīng)環(huán)境廣、功能強(qiáng)大,是一種集遙測(cè)、遙信、遙控、保護(hù)和通信等功能于一體的新一代饋線自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端裝置。適用于城市、農(nóng)村、企業(yè)配電網(wǎng)的自動(dòng)化工程,完成環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)的監(jiān)視、控制和保護(hù)以及通信等自動(dòng)化功能。配合配電子站、主站實(shí)現(xiàn)配電線路的正常監(jiān)控和故障識(shí)別、隔離和非故障區(qū)段恢復(fù)供電。

2.3功能

遙測(cè)

(1)交流電氣測(cè)量

Ia、Ib 、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc,Un等任意組合,一般Uab和Ucb分別取開關(guān)兩側(cè),監(jiān)視饋線兩端的供電情況。

(2)兩表法或三表法,軟件計(jì)算出P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos∮等,根據(jù)主站需要上傳;

(3)保護(hù)Ia、Ic的記錄上傳;

(4)直流模擬量:兩路,電池電壓、溫度等。

遙信

(1)開關(guān)狀態(tài)信號(hào), SOE;

(2)開關(guān)儲(chǔ)能信號(hào)、操作電源;

(3)壓力信號(hào)等;

(4)電池低電壓告警;

(5)保護(hù)動(dòng)作和異常信號(hào);

(6)其他狀態(tài)信號(hào)。

遙控

(1)開關(guān)的分合,失電后可進(jìn)行2次以上分合操作;

(2)電池的維護(hù);

(3)保護(hù)信號(hào)遠(yuǎn)方復(fù)歸;

(4)其他遙控。

數(shù)據(jù)傳輸功能

能與上級(jí)站進(jìn)行通信,將采集和處理信息向上發(fā)送并接受上級(jí)站的控制命令。

和上級(jí)的校時(shí)。

其他終端的信息向上轉(zhuǎn)發(fā)。

電能量信息向上轉(zhuǎn)發(fā)。

主動(dòng)上傳事故信息(可選功能)。

具有當(dāng)?shù)鼐S護(hù)通信接口。

通信接口:RS-232/485、工業(yè)以太網(wǎng)、CAN。

通信信道:可支持光纖、載波、無線擴(kuò)頻、無線數(shù)傳電臺(tái)、CDMA、GPRS以及ADSL等多種通訊形式,由用戶任選。

具有速斷、延時(shí)過電流(復(fù)合低電壓)保護(hù)、重合閘功能,根據(jù)饋線自動(dòng)化方案選配。

監(jiān)測(cè)故障電流,記錄過電流時(shí)間、過電流最大值,上報(bào)配電子站、配電主站。

配電子站、配電主站根據(jù)各開關(guān)FTU上報(bào)過電流故障信息和開關(guān)跳閘信息,按照配電網(wǎng)變結(jié)構(gòu)耗散拓?fù)淠P停M(jìn)行故障區(qū)域判斷,指出故障區(qū)域,生成故障隔離命令序列和非故障區(qū)域恢復(fù)供電命令序列。自動(dòng)或人機(jī)交互下發(fā)執(zhí)行。

就地操作

FTU內(nèi)有分、合閘按鈕,實(shí)現(xiàn)就地操作。

有就地/遙控選擇開關(guān),維護(hù)放電按鈕等。

環(huán)網(wǎng)功能

當(dāng)FTU設(shè)置為聯(lián)絡(luò)開關(guān)時(shí),根據(jù)一側(cè)或二側(cè)PT受電狀態(tài),按整定值自動(dòng)控制開關(guān)合分。在開關(guān)雙側(cè)有電時(shí),禁止聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘。需要聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的,主站要進(jìn)行專門設(shè)置和確認(rèn)。當(dāng)一側(cè)失電時(shí),根據(jù)FA方案和主站的設(shè)置,允許自動(dòng)合閘的,自動(dòng)控制合閘,以迅速地恢復(fù)供電。

定值下裝、上傳功能

速斷定值、使能;

過電流定值,時(shí)間常數(shù)、使能;

重合閘時(shí)間、使能;

環(huán)網(wǎng)功能設(shè)置、取消。

當(dāng)?shù)鼐S護(hù)功能

通過FTU上的標(biāo)準(zhǔn)通信維護(hù)接口,利用專用維護(hù)軟件進(jìn)行調(diào)試及維護(hù)。

包括參數(shù)定值配置、檢查;遙測(cè)、遙信、遙控、對(duì)時(shí)測(cè)試召測(cè);數(shù)據(jù)上傳、通信等。

自診斷、自恢復(fù)功能

具有自診斷功能,當(dāng)發(fā)現(xiàn)FTU的內(nèi)存、時(shí)鐘、I/O等異常,馬上記錄并上報(bào)。

具有上電自恢復(fù)功能。

電源UPS和電池維護(hù)功能

滿足操作機(jī)構(gòu)、終端設(shè)備和通信裝置用電。

FTU雙電源供電,一側(cè)電源失電后仍可持續(xù)工作。

平時(shí)由主電源給FTU供電,同時(shí)給電池浮充。雙側(cè)電源失電后由電池供電,F(xiàn)TU可繼續(xù)工作24小時(shí)(電臺(tái)除外)。

電池低電壓告警保護(hù)功能。

電池自動(dòng)維護(hù):在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)由調(diào)度員下發(fā)電池維護(hù)命令,電池開始放電,電池低電壓時(shí)自動(dòng)停止放電,自動(dòng)切換由主電源供電,并給蓄電池充電。電池充電采用恒壓限流充電,確保安全。

3、配變終端設(shè)備(TTU

3.1定義

TTU監(jiān)測(cè)并記錄配電變壓器運(yùn)行工況,根據(jù)低壓側(cè)三相電壓、電流采樣值,每隔1~2分鐘計(jì)算一次電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等運(yùn)行參數(shù),記錄并保存一段時(shí)間(一周或一個(gè)月)和典型日上述數(shù)組的整點(diǎn)值,電壓、電流的最大值、最小值及其出現(xiàn)時(shí)間,供電中斷時(shí)間及恢復(fù)時(shí)間,記錄數(shù)據(jù)保存在裝置的不揮發(fā)內(nèi)存中,在裝置斷電時(shí)記錄內(nèi)容不丟失。

配網(wǎng)主站通過通信系統(tǒng)定時(shí)讀取TTU測(cè)量值及歷史記錄,及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器過負(fù)荷及停電等運(yùn)行問題,根據(jù)記錄數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)分析電壓合格率、供電可靠性以及負(fù)荷特性,并為負(fù)荷預(yù)測(cè)、配電網(wǎng)規(guī)劃及事故分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如不具備通信條件,使用掌上電腦每隔一周或一個(gè)月到現(xiàn)場(chǎng)讀取記錄,事后轉(zhuǎn)存到配網(wǎng)主站或其它分析系統(tǒng)。TTU構(gòu)成與FTU類似,由于只有數(shù)據(jù)采集、記錄與通信功能,而無控制功能,結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單得多。

為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)及減少成本,TTU由配變低壓側(cè)直接變壓整流供電,不配備蓄電池。在就地有無功補(bǔ)償電容器組時(shí),為避免重復(fù)投資,TTU要增加電容器投切控制功能。

3.2 特點(diǎn)

適用于供電公司、縣級(jí)電力公司、發(fā)電廠、工礦企業(yè)、部隊(duì)院校、農(nóng)村鄉(xiāng)電管站、100-500KVA配電變壓器臺(tái)變的監(jiān)測(cè)與電能計(jì)量,配合用電監(jiān)察進(jìn)行線損考核,還能通過GPRS通信網(wǎng)絡(luò)將所有數(shù)據(jù)送到用電管理中心,為低壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化進(jìn)行提供最真實(shí)最準(zhǔn)確的決策依據(jù)。

3.3 功能

“四合一”綜合功能

集計(jì)量、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、配變工況監(jiān)測(cè)、無功補(bǔ)償四項(xiàng)功能于一體。

智能無功補(bǔ)償

智能式電容器可自成系統(tǒng),電容器自動(dòng)投切,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無功補(bǔ)償

組網(wǎng)靈活

遵循國家電網(wǎng)公司與南網(wǎng)公司現(xiàn)行配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 規(guī)約,方便接入電力企業(yè)現(xiàn)有的負(fù)荷管理系統(tǒng)與配電管理系統(tǒng),提供完整的電壓無功實(shí)時(shí)信息,亦可獨(dú)立組成無功實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)

工程簡(jiǎn)便

裝置 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,內(nèi)部接線少而清晰,電容器積木式組合,便于安裝、維護(hù),更方便優(yōu)化調(diào)整補(bǔ)償容量。

4、遠(yuǎn)程終端設(shè)備(RTU)

4.1定義

RTU(Remote Terminal Unit)是一種遠(yuǎn)端測(cè)控單元裝置,負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)和控制。與常用的可編程控制器PLC相比,RTU通常要具有優(yōu)良的通訊能力和更大的存儲(chǔ)容量,適用于更惡劣的溫度和濕度環(huán)境,提供更多的計(jì)算功能。正是由于RTU完善的功能,使得RTU產(chǎn)品在SCADA系統(tǒng)中得到了大量的應(yīng)用。

遠(yuǎn)程終端設(shè)備(RTU)是安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的電子設(shè)備,用來監(jiān)視和測(cè)量安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的傳感器和設(shè)備。RTU將測(cè)得的狀態(tài)或信號(hào)轉(zhuǎn)換成可在通信媒體上發(fā)送的數(shù)據(jù)格式。它還將從中央計(jì)算機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成命令,實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的功能控制。

4.2 特點(diǎn)

(1)通訊距離較長(zhǎng);

(2)用于各種環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng);

(3)模塊結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì),便于擴(kuò)展 ;

(4)在具有遙信、遙測(cè)、遙控領(lǐng)域的水利,電力調(diào)度,市政調(diào)度等行業(yè)廣泛使用。

4.3 功能

(1) 采集狀態(tài)量并向遠(yuǎn)方發(fā)送,帶有光電隔離,遙信變位優(yōu)先傳送;

(2) 采集數(shù)據(jù)量并向遠(yuǎn)方發(fā)送,帶有光電隔離;

(3) 直接采集系統(tǒng)工頻電量,實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流、有功、無功的測(cè)量并向遠(yuǎn)方發(fā)送 ,可計(jì)算正反向電度;

(4) 采集脈沖電度量并向遠(yuǎn)方發(fā)送,帶有光電隔離;

(5) 接收并執(zhí)行遙控及返校;

(6) 程序自恢復(fù);

(7) 設(shè)備自診斷(故障診斷到插件級(jí));

(8) 設(shè)備自調(diào);

(9) 通道監(jiān)視;

(10) 接收并執(zhí)行遙調(diào);

(11) 接收并執(zhí)行校時(shí)命令(包括GPS對(duì)時(shí)功能 選配);

(12) 與兩個(gè)及兩個(gè)以上的主站通訊;

(13) 采集事件順序記錄并向遠(yuǎn)方發(fā)送;

(14) 提供多個(gè)數(shù)字接口及多個(gè)模擬接口;

(15) 可對(duì)每個(gè)接口特性進(jìn)行遠(yuǎn)方/當(dāng)?shù)卦O(shè)置;

(16) 提供若干種通信規(guī)約,每個(gè)接口可以根據(jù)遠(yuǎn)方/當(dāng)?shù)卦O(shè)置傳輸不同規(guī)約的數(shù)據(jù);

(17) 接受遠(yuǎn)方命令,選擇發(fā)送各類信息;

(18) 可轉(zhuǎn)發(fā)多個(gè)子站遠(yuǎn)動(dòng)信息;

(19) 當(dāng)?shù)仫@示功能,當(dāng)?shù)亟涌谟懈綦x器;

(20) 支持與擴(kuò)頻、微波、衛(wèi)星、載波等設(shè)備的通訊;

(21) 選配及多規(guī)約同時(shí)運(yùn)行,如DL451-91 CDT規(guī)約,同時(shí)應(yīng)支持POLLING規(guī)約和其他國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約(如DNP3.0、SC1801、101規(guī)約);

(22) 可通過電信網(wǎng)和電力系統(tǒng)通道進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)置。

主要區(qū)別

DTU是SOCKET連接的客戶端。因此只有DTU是不能完成數(shù)據(jù)的無線傳輸?shù)?,還需要有后臺(tái)軟件的配合一起使用。

FTU體積小、數(shù)量多,可安置在戶外饋線上,設(shè)有變送器,直接交流采樣,抗高溫,耐嚴(yán)寒,適應(yīng)戶外惡劣的環(huán)境;而RTU安裝在戶內(nèi),對(duì)環(huán)境要求高;FTU采集的數(shù)據(jù)量小,通信速率要求較低,可靠性要求較高;而RTU采集的數(shù)據(jù)量大,通信速率較高,可靠性要求高,有專用通道。TTU則是單一功能單元,僅對(duì)配電變壓器的信息采集和控制。

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我們致力于為電力物聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,提供二次安全防護(hù)產(chǎn)品和售后服務(wù)整體解決方案。

二次安防產(chǎn)品:網(wǎng)絡(luò)安全隔離、縱密、網(wǎng)安及其服務(wù);

可控微機(jī)與周邊產(chǎn)品:可控計(jì)算機(jī)(工作站)、打印機(jī) 、麒麟信安操作系統(tǒng)

電力物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域:在線監(jiān)測(cè)、信息安全互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域:云計(jì)算、服務(wù)器、交換機(jī)、安防監(jiān)控

審核編輯:湯梓紅

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原文標(biāo)題:配網(wǎng)自動(dòng)化終端設(shè)備(DTU、FTU、TTU、RTU)的定義、特點(diǎn)、功能及區(qū)別

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