本文选自国家级期刊《农村电气化》，《农村电气化》由中国科学技术学会主管，中国电机工程学会主办。国内刊号cn:11-2181/TM；国际刊号ISSN：1003-0867，邮发代号：2-853。
内容包括：输配电、新能源发电、通信、管理信息系统方面的技术论文、变电运行、高压电器的运行检修、测试仪器的使用等，侧重于农村电网。突出电力为农业、农民、农村经济服务的特色。
读者对象：为供电企业的工程技术人员。
【摘要】笔者通过对配电自动化系统的功能分析，结合供电单位实况简要介绍了配电自动化的作用、设计与其设备的选用，指出配电自动化系统应形成一套适合我国配网国情的综合配电自动化管理系统，以实现配电系统持续可靠、高效、低耗的运行。
【关键词】配电,自动化,设计
一、配电自动化的概念及作用
1、概念:配电管理系统是指利用现代计算机、通信及信息处理等技术和相关设备对配电网的运行进行监视、管理和控制。此系统是配电自动化系统的神经中枢，整个配电自动化系统的监视、控制和管理中心。根据配电网规模、地理分布及电网结构，分为特大型、大中型和中小型系统。主要由主站系统、子站系统、远方终端、通信系统组成。
2、配电自动化及管理系统的主要功能(1)安全可靠的供电网络：包括电源点应保证电力输送线路的经济运行，开关变压器等设施的可靠性。(2)对故障的自动判断和隔离：在人工或自动条件下恢复非故障线路的供电，对故障点进行自我隔离和诊断。(3)判断系统的运行状况进行实时监控：对配电网所需的信息进行处理，对各种信息的上发下传，及时反应运行状况和事故的处理分析能力。(4)用电管理：包括用户对电能的管理要求、管理意见等，都要及时反应到配电中心，由配电管理中心对此作出反应和处理。
二、配电自动化的设计
1、主站系统设计（1）设计思想：主站系统设计思想应该坚持层次化和模块化。层次化是把软件分为两个层次：基础平台层和应用模块层，使得功能扩充和修改仅增加和修改功能模块而不改变作为核心的基础平台层，从而提高系统的可靠性和可扩充性。模块化是指系统在基础平台之上尽可能按功能进行模块化，使得功能可方便的增加、修改和精减以适应不同的投资规模。（2）.网络结构设计：网络结构设计分为硬件上和软件上。硬件上应设计为双网平衡，分流互为并用的模式，以增加带宽与通信的可靠性。软件上设计为C/S模式和B/S模式。凡属于运行管理和维护的工作站全采用C/S模式，可以授权进行控制操作和修改各类数据库；凡属于仅浏览查询性质的工作站全采用B/S模式，工作站仅使用IE浏览器，就可以访问配电自动化的各类数据和画面，但不能修改。这样既减轻了配电自动化主站系统的网络负担，又提高了主站系统的数据安全性，最大限度地扩大了主站系统网络覆盖范围。（3）此外，主站系统应留有与其他自动化系统的接口，以实现信息共享，消除各种自动化信息孤岛。
2、子站终端的设计；子站终端在硬件上要求采用工业级芯片，特别是柱上FTU，从而满足工业温度要求和低功耗要求。因为FTU要考虑到户外密封，不可能有散热孔。再者抗干扰设计也非常重要，特别是FTU，它就在柱上开关旁边，又挂在电杆上，最容易受到外界干扰，要求对电源的输入、信号的输入、输出回路采取抗扰措施，如浪涌抑制静电屏蔽，脉冲群抑制等方法。软件上也有相应的抗干扰算法。
3、通信方案设计；系统采用GPRS无线通信方式，解决了以往无线通信设备昂贵，可靠性差的弊病，提供双向的可靠的实时信道。配合远方终端设备，实现对配电网中任何设备运转情况的监控。同时，GPRS通信借助移动现有的无线网络进行传输，不需要额外铺设通信线路，减少了施工费用；而且覆盖阔广、运营成本很低，能够适应复杂的实际状况。
（1）通信内容：包括远程控制开关的动作（遥控），如合闸、分闸等；远程查询开关的工作状态（遥信），如正向有电/无电、左供电/右供电等；查询当前时刻的运行参数（遥测），如开关的整定值、报警、统计值等。
（2）通信方式：实时模式可以根据用户的设定做到实时上传，最小间隔为1s，实时性强，但通信流量大，运行成本高。智能上传模式时用户可以设定固定上传间隔，轮询控制器的周期，当控制器产生SoE或者遥信变位时，通讯卡将事项自动上传；所有的通信参数可以远程修改。
三、配电自动化主要设备选择分析
配电网设备包括架空线(电缆)、绝缘线、开关设备(断路器、重合器、分段器、熔断器、隔离开关)、电能计量仪器仪表、变压器、RTU、计算机及通信设备等。因为配电网设备大多是分散在户外恶劣环境中，对远动设备(RTU、FTU、TTU)、开关设备、控制器、通讯终端等相关设备提出了更高的要求，必须满足高低温变化(－20o～+75o)、湿度、淋雨、抗凝露、抗老化、抗风沙等技术要求。所以一定要严抓质量关，选用的设备功能、技术、运行稳定可靠等重要项目通过正规的试验后仍符合相关规范和要求，方能选用。
1、开关设备
在配电线路上使用的开关设备，应具有电动、手动操作的双重功能，且合闸与分闸速度不应受到外界人为因素的影响。配电线路上用配电断路器宜采用真空型，应符合配电网自动化的规范，能自行隔离线路故障，不会影响到变电所内部。若选择的配电网自动化方案一次设备与通信软件不能同时完成时，应选用重合器方案，重合器可以选用自具功能、机电一体化的SF6重合器，其优点是自具保护控制功能、整体灵活方便。也可选用真空开关配电保护控制器组合成重合器。配电网采用的真空分段器应具有远动的就地遥控、电动、手动操作功能，并按要求在两侧加装明显断开点和保护装置。采用跌落式分段器时，安装的高度和位置应便于操作。室内负荷开关应具有远方和就地操作功能，配电线路分段处装设的避雷器应选用带间隙型的氧化锌避雷器。
2、保护装置
配电网用的重合器、断路器必须配有可靠的保护装置。保护装置必须经过严格的试验，使用的环境温度应满足－20o～+75o及湿度95％的要求，并应具有防电磁干扰的性能、具有远动通信功能和接口，能对配电线路故障进行监测、判断和执行。保护装置应是一个独立的单元，可与断路器一体化安装或分体安装。
3、远动设备
远动系统中最重要的设备是配网自动化终端装置FTU，该设备的选型应具有高速故障检测要求，实现实时分析、采样、判断故障、信息上报等，总之是充当检测故障、隔离故障、恢复故障执行机构的角色；具有操作监视和数据保护功能，其工作电源由同段配变提供；具有备用的操作电源(内附蓄电池)，当操作主电源失去后，至少能维持FTU正常工作24小时以上。
4、通信系统建设
配电自动化系统应根据系统的规模配置相应的计算机硬件，主站系统应采用双机备用方式。其软件要成熟稳定，并具备以下功能：具有国际标准化平台机网络数据接口，能够与SCADA、MIS及其它管理系统方便地实现数据共享；地理信息管理应包括电力设备分布、供电区域划分等与地理有关的供电信息管理；设备信息管理应包括各种电力设备的数量、型号、使用年限；实时监控应包括通过RTU及通信环节对线路配电断路器、配电变压器进行实时监测与控制；具有四遥功能，并有相应的系统完成对故障的诊断及隔离；进行负荷情况分析，合理控制负荷；配电网络管理主要对配电网的结构进行管理，包括断路器开、合状态以及配电设备的运行、检修、备用状态；配电运行管理主要对配电网的运行进行管理，包括设备负载率、故障率、电压合格率、线损率和供电可靠率等；配电维护管理主要对配电设备的故障、缺陷障碍及其维修等进行管理；配电工程管理主要对用户接电工程、配电网建设工程进行管理，包括供电方案、扩建方案、进行概预算等。
四、结语
配电网是电力系统发电、输电和配电三大系统之一。随着经济的发展，科技的进步以及观念的变化，电力公司正经历着一场深刻的变革—电力市场自由化。配电自动化作为一种新型的应用技术，具有广阔的前景。
参考文献：
[1]冯庆东，毛为民.配电网自动化技术与工程实例分析[M].中国电力出版社,2007.
[2]徐丙垠．配电自动化远方终端技术[J]．电力系统自动化．
