本文選自國家級期刊《農(nóng)村電氣化》，《農(nóng)村電氣化》由中國科學技術(shù)學會主管，中國電機工程學會主辦。國內(nèi)刊號CN:11-2181/TM；國際刊號ISSN：1003-0867，郵發(fā)代號：2-853。

　　內(nèi)容包括：輸配電、新能源發(fā)電、通信、管理信息系統(tǒng)方面的技術(shù)論文、變電運行、高壓電器的運行檢修、測試儀器的使用等，側(cè)重于農(nóng)村電網(wǎng)。突出電力為農(nóng)業(yè)、農(nóng)民、農(nóng)村經(jīng)濟服務的特色。

　　讀者對象：為供電企業(yè)的工程技術(shù)人員。

　　【摘要】筆者通過對配電自動化系統(tǒng)的功能分析，結(jié)合供電單位實況簡要介紹了配電自動化的作用、設計與其設備的選用，指出配電自動化系統(tǒng)應形成一套適合我國配網(wǎng)國情的綜合配電自動化管理系統(tǒng)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效、低耗的運行。

　　【關(guān)鍵詞】配電,自動化,設計

　　一、配電自動化的概念及作用

　　1、概念:配電管理系統(tǒng)是指利用現(xiàn)代計算機、通信及信息處理等技術(shù)和相關(guān)設備對配電網(wǎng)的運行進行監(jiān)視、管理和控制。此系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，整個配電自動化系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和管理中心。根據(jù)配電網(wǎng)規(guī)模、地理分布及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，分為特大型、大中型和中小型系統(tǒng)。主要由主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)、遠方終端、通信系統(tǒng)組成。

　　2、配電自動化及管理系統(tǒng)的主要功能(1)安全可靠的供電網(wǎng)絡：包括電源點應保證電力輸送線路的經(jīng)濟運行，開關(guān)變壓器等設施的可靠性。(2)對故障的自動判斷和隔離：在人工或自動條件下恢復非故障線路的供電，對故障點進行自我隔離和診斷。(3)判斷系統(tǒng)的運行狀況進行實時監(jiān)控：對配電網(wǎng)所需的信息進行處理，對各種信息的上發(fā)下傳，及時反應運行狀況和事故的處理分析能力。(4)用電管理：包括用戶對電能的管理要求、管理意見等，都要及時反應到配電中心，由配電管理中心對此作出反應和處理。

　　二、配電自動化的設計

　　1、主站系統(tǒng)設計（1）設計思想：主站系統(tǒng)設計思想應該堅持層次化和模塊化。層次化是把軟件分為兩個層次：基礎平臺層和應用模塊層，使得功能擴充和修改僅增加和修改功能模塊而不改變作為核心的基礎平臺層，從而提高系統(tǒng)的可靠性和可擴充性。模塊化是指系統(tǒng)在基礎平臺之上盡可能按功能進行模塊化，使得功能可方便的增加、修改和精減以適應不同的投資規(guī)模。（2）.網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計：網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計分為硬件上和軟件上。硬件上應設計為雙網(wǎng)平衡，分流互為并用的模式，以增加帶寬與通信的可靠性。軟件上設計為C/S模式和B/S模式。凡屬于運行管理和維護的工作站全采用C/S模式，可以授權(quán)進行控制操作和修改各類數(shù)據(jù)庫；凡屬于僅瀏覽查詢性質(zhì)的工作站全采用B/S模式，工作站僅使用IE瀏覽器，就可以訪問配電自動化的各類數(shù)據(jù)和畫面，但不能修改。這樣既減輕了配電自動化主站系統(tǒng)的網(wǎng)絡負擔，又提高了主站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性，最大限度地擴大了主站系統(tǒng)網(wǎng)絡覆蓋范圍。（3）此外，主站系統(tǒng)應留有與其他自動化系統(tǒng)的接口，以實現(xiàn)信息共享，消除各種自動化信息孤島。

　　2、子站終端的設計；子站終端在硬件上要求采用工業(yè)級芯片，特別是柱上FTU，從而滿足工業(yè)溫度要求和低功耗要求。因為FTU要考慮到戶外密封，不可能有散熱孔。再者抗干擾設計也非常重要，特別是FTU，它就在柱上開關(guān)旁邊，又掛在電桿上，最容易受到外界干擾，要求對電源的輸入、信號的輸入、輸出回路采取抗擾措施，如浪涌抑制靜電屏蔽，脈沖群抑制等方法。軟件上也有相應的抗干擾算法。

　　3、通信方案設計；系統(tǒng)采用GPRS無線通信方式，解決了以往無線通信設備昂貴，可靠性差的弊病，提供雙向的可靠的實時信道。配合遠方終端設備，實現(xiàn)對配電網(wǎng)中任何設備運轉(zhuǎn)情況的監(jiān)控。同時，GPRS通信借助移動現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡進行傳輸，不需要額外鋪設通信線路，減少了施工費用；而且覆蓋闊廣、運營成本很低，能夠適應復雜的實際狀況。

　　（1）通信內(nèi)容：包括遠程控制開關(guān)的動作（遙控），如合閘、分閘等；遠程查詢開關(guān)的工作狀態(tài)（遙信），如正向有電/無電、左供電/右供電等；查詢當前時刻的運行參數(shù)（遙測），如開關(guān)的整定值、報警、統(tǒng)計值等。

　　（2）通信方式：實時模式可以根據(jù)用戶的設定做到實時上傳，最小間隔為1s，實時性強，但通信流量大，運行成本高。智能上傳模式時用戶可以設定固定上傳間隔，輪詢控制器的周期，當控制器產(chǎn)生SoE或者遙信變位時，通訊卡將事項自動上傳；所有的通信參數(shù)可以遠程修改。

　　三、配電自動化主要設備選擇分析

　　配電網(wǎng)設備包括架空線(電纜)、絕緣線、開關(guān)設備(斷路器、重合器、分段器、熔斷器、隔離開關(guān))、電能計量儀器儀表、變壓器、RTU、計算機及通信設備等。因為配電網(wǎng)設備大多是分散在戶外惡劣環(huán)境中，對遠動設備(RTU、FTU、TTU)、開關(guān)設備、控制器、通訊終端等相關(guān)設備提出了更高的要求，必須滿足高低溫變化(－20o～+75o)、濕度、淋雨、抗凝露、抗老化、抗風沙等技術(shù)要求。所以一定要嚴抓質(zhì)量關(guān)，選用的設備功能、技術(shù)、運行穩(wěn)定可靠等重要項目通過正規(guī)的試驗后仍符合相關(guān)規(guī)范和要求，方能選用。

　　1、開關(guān)設備

　　在配電線路上使用的開關(guān)設備，應具有電動、手動操作的雙重功能，且合閘與分閘速度不應受到外界人為因素的影響。配電線路上用配電斷路器宜采用真空型，應符合配電網(wǎng)自動化的規(guī)范，能自行隔離線路故障，不會影響到變電所內(nèi)部。若選擇的配電網(wǎng)自動化方案一次設備與通信軟件不能同時完成時，應選用重合器方案，重合器可以選用自具功能、機電一體化的SF6重合器，其優(yōu)點是自具保護控制功能、整體靈活方便。也可選用真空開關(guān)配電保護控制器組合成重合器。配電網(wǎng)采用的真空分段器應具有遠動的就地遙控、電動、手動操作功能，并按要求在兩側(cè)加裝明顯斷開點和保護裝置。采用跌落式分段器時，安裝的高度和位置應便于操作。室內(nèi)負荷開關(guān)應具有遠方和就地操作功能，配電線路分段處裝設的避雷器應選用帶間隙型的氧化鋅避雷器。

　　2、保護裝置

　　配電網(wǎng)用的重合器、斷路器必須配有可靠的保護裝置。保護裝置必須經(jīng)過嚴格的試驗，使用的環(huán)境溫度應滿足－20o～+75o及濕度95％的要求，并應具有防電磁干擾的性能、具有遠動通信功能和接口，能對配電線路故障進行監(jiān)測、判斷和執(zhí)行。保護裝置應是一個獨立的單元，可與斷路器一體化安裝或分體安裝。

　　3、遠動設備

　　遠動系統(tǒng)中最重要的設備是配網(wǎng)自動化終端裝置FTU，該設備的選型應具有高速故障檢測要求，實現(xiàn)實時分析、采樣、判斷故障、信息上報等，總之是充當檢測故障、隔離故障、恢復故障執(zhí)行機構(gòu)的角色；具有操作監(jiān)視和數(shù)據(jù)保護功能，其工作電源由同段配變提供；具有備用的操作電源(內(nèi)附蓄電池)，當操作主電源失去后，至少能維持FTU正常工作24小時以上。

　　4、通信系統(tǒng)建設

　　配電自動化系統(tǒng)應根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模配置相應的計算機硬件，主站系統(tǒng)應采用雙機備用方式。其軟件要成熟穩(wěn)定，并具備以下功能：具有國際標準化平臺機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)接口，能夠與SCADA、MIS及其它管理系統(tǒng)方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；地理信息管理應包括電力設備分布、供電區(qū)域劃分等與地理有關(guān)的供電信息管理；設備信息管理應包括各種電力設備的數(shù)量、型號、使用年限；實時監(jiān)控應包括通過RTU及通信環(huán)節(jié)對線路配電斷路器、配電變壓器進行實時監(jiān)測與控制；具有四遙功能，并有相應的系統(tǒng)完成對故障的診斷及隔離；進行負荷情況分析，合理控制負荷；配電網(wǎng)絡管理主要對配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進行管理，包括斷路器開、合狀態(tài)以及配電設備的運行、檢修、備用狀態(tài)；配電運行管理主要對配電網(wǎng)的運行進行管理，包括設備負載率、故障率、電壓合格率、線損率和供電可靠率等；配電維護管理主要對配電設備的故障、缺陷障礙及其維修等進行管理；配電工程管理主要對用戶接電工程、配電網(wǎng)建設工程進行管理，包括供電方案、擴建方案、進行概預算等。

　　四、結(jié)語

　　配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電和配電三大系統(tǒng)之一。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科技的進步以及觀念的變化，電力公司正經(jīng)歷著一場深刻的變革—電力市場自由化。配電自動化作為一種新型的應用技術(shù)，具有廣闊的前景。

　　參考文獻：

　　[1]馮慶東，毛為民.配電網(wǎng)自動化技術(shù)與工程實例分析[M].中國電力出版社,2007.

　　[2]徐丙垠．配電自動化遠方終端技術(shù)[J]．電力系統(tǒng)自動化．