安科瑞ATU開關柜智能監(jiān)控終端在貴州某鋰電池項目應用

摘要：公司圍繞智能配電發(fā)展戰(zhàn)略，強化監(jiān)控業(yè)務對配電安全的技術支撐。目前，變電站遠方遙控操作已普及，絕大多數(shù)變電站實現(xiàn)無人值班，監(jiān)控工作由站端轉向監(jiān)控中心集中開展。但隨著智能配電的發(fā)展，傳統(tǒng)操作模式逐漸暴露問題：操作等待時間長、狀態(tài)確認及復令流程繁瑣，導致檢修有效時間被壓縮，恢復送電常安排在夜間，存在安全隱患，也影響服務效率。為解決上述問題，公司開發(fā)了開關柜智能監(jiān)控終端，可實現(xiàn)一鍵順控功能。該系統(tǒng)使調(diào)控人員和運維人員均可遠程開展設備狀態(tài)（運行、熱備用、冷備用、檢修）的自動轉換，顯著縮短了倒閘操作時間。同時，依據(jù)《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》關于“兩個非同樣原理或非同源指示同時發(fā)生變化方可確認設備操作到位”的要求，項目將原本由人工判斷的斷路器位置“雙確認”環(huán)節(jié)融入系統(tǒng)，實現(xiàn)了位置的智能判定。開發(fā)了開關柜智能監(jiān)控終端，可實現(xiàn)一鍵順控功能，有效提升了操作效率、安全性和智能化水平。

關鍵詞：遠方遙控、智能配電、一鍵順控、設備狀態(tài)

1. 概述

該項目位于貴州省福泉市，是一家新能源材料企業(yè)，該企業(yè)主營業(yè)務為電池級新能源材料生產(chǎn)，主要包含硫酸鎳、磷酸鐵、鈷產(chǎn)品及貴金屬綜合回收。本次項目共涉及7個配電房，有電積車間、磷酸鐵2#濕法、磷酸鐵2#火法、空壓站、鎳鐵壓濾車間、磷酸鐵水處理站及總降配電室。

1. 產(chǎn)品需求、配置方案

1.1. 產(chǎn)品需求

1.1. 配置方案

一鍵順控通過本地SCADA系統(tǒng)下發(fā)，保護裝置采集斷路器狀態(tài)，手車地刀模塊含有接地刀、手車狀態(tài)。SCADA采集保護裝置、手車地刀模塊開入量作遙控動作條件判斷。本地SCADA控制時，一鍵順序化控制發(fā)送對應的遙控命令時，SCADA讀取保護裝置和手車地刀模塊的開入狀態(tài)判斷是否滿足遙控條件，若滿足則SCADA將遙控命令發(fā)送至保護裝置，手車地刀模塊。保護裝置、手車地刀模塊的開入狀態(tài)滿足動作條件且接收到SCADA發(fā)出的遙控命令時執(zhí)行對應遙控操作。云平臺遠程控制時，控制命令由用戶在瀏覽器頁面上遠程操控，用戶在確認順控操作并點擊按鈕后，通過二級密碼進行確認。經(jīng)過認證的順控操作會下發(fā)給ATU，由ATU進行后續(xù)的動作及條件判斷。確認成功后，ATU返回平臺操控結果并展示給遠端用戶。

配電柜當前狀態(tài)可在順序控制圖中顯示，效果可參考下圖（實際順序控制圖根據(jù)不同配電室不同回路調(diào)整）

1. 一鍵順控介紹

1.1. 一鍵順控介紹

1）對于非電機回路

場景1（運行狀態(tài)→檢修）

1.1. 網(wǎng)絡結構示意圖

1. 弧光保護功能

弧光保護包括弧光保護裝置、弧光探頭及光纖。

弧光保護裝置采用一體化設計，不采用擴展單元，內(nèi)置集成電源模塊、 電流采集模塊、弧光采集模塊、開入開出模塊及通信模塊，可實現(xiàn)直接采集直接控制方式，以節(jié)省大量信號處理和設備間信號傳輸及交換的時間，滿足弧光保護的快速可靠性。

弧光保護裝置同時采集弧光信號和電流信號（或電壓信號），雙判據(jù)跳閘。

弧光保護裝置具備軟硬件實時自檢、硬件配置自動識別與報警功能。

弧光探頭采用具有濾光功能的無源型傳感器。

弧光探頭測量角度應 >=180°。

8弧光探頭測量距離應 >=0.5m。

弧光探頭可靈敏檢測光照度大于弧光動作門檻值的垂直正入射光；當光照度大小相同的入射光水平入射時，弧光探頭獲取的光照度應為垂直正入射時弧光探頭獲取的光照度的70%以上。裝置通過許昌開普檢測研究院股份有限公司國家繼電保護及自動化設備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心對弧光探頭光照度的檢測，并取得相應檢驗報告。

弧光保護裝置內(nèi)置光電轉換模塊，即弧光探頭與弧光保護裝置之間不得采用電纜連接而必須通過光纖進行連接，弧光光纖為阻燃性的雙股光纖。

弧光探頭及光纖鏈路能實時自檢，確保與弧光保護裝置連接完好。

弧光保護裝置具有高速跳閘出口。

弧光保護裝置動作時間滿足單判據(jù)不超過3.8ms動作出口（電磁繼電器輸出），雙判據(jù)不超過7.8ms動作出口（電磁繼電器輸出）。

1. 絕緣監(jiān)測APD300-L

APD300-L 是一款高性能三合一有線局部放電監(jiān)測設備，專為中壓開關柜絕緣隱患檢測設計，集成超聲波、地電波、特高頻多維度檢測方式，可精準捕捉設備內(nèi)部局部放電信號，實現(xiàn)絕緣缺陷實時預警，保障電力設備安全穩(wěn)定運行。

設備搭載多通道同步檢測，可同時采集超聲波、地電波、特高頻三類局放信號及環(huán)境輔助數(shù)據(jù)，超聲波測量范圍 0~60dBμV、諧振頻率 40kHz±1kHz，地電波測量范圍 0~60dBmV、檢測帶寬 3MHz~100MHz，特高頻測量范圍 - 70~10dBm、檢測頻段 300MHz~1500MHz，平均等效高度≥10mm，可穩(wěn)定捕捉各類局放信號的放電幅值、放電頻次、均值等核心數(shù)據(jù)，采樣周期為 4 秒，數(shù)據(jù)采集實時高效，同時還可監(jiān)測 30dB~130dB 環(huán)境噪聲、-40℃~85℃環(huán)境溫度、0~100% RH 環(huán)境濕度，為局放數(shù)據(jù)精準分析提供環(huán)境參考。

供電方面，設備支持 DC12~36V 寬壓直流供電，標配 DC/AC 220V/110V轉DC24V 電源轉換模塊，適配電力系統(tǒng)常用供電規(guī)格，滿足現(xiàn)場多樣供電需求；通信配置采用 RS485 有線通信接口，標配 MODBUS-RTU 通信協(xié)議，波特率默認 9600bps，同時支持 4800、19200、38400、115200bps 多檔調(diào)節(jié)，可便捷接入電力監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸與遠程讀寫配置，接線端針腳定義清晰，適配開關柜二次接線規(guī)范，施工簡單便捷。

設備內(nèi)置智能報警判定邏輯，超聲波、地電波、特高頻各檢測維度獨立設置報警定值，默認分別為 30dBμV、30dBmV、-30dBm，當檢測幅值超過預設定值且放電次數(shù)累計超 25 次時，對應報警標志位自動觸發(fā)，可實時反饋設備絕緣故障狀態(tài)，快速定位故障類型；整機采用強磁吸附式安裝方式，直接吸附于開關柜電纜室內(nèi)柜壁，無需打孔、不破壞柜體結構，安裝靈活便捷，終端外形尺寸 135mm100mm42mm，體積小巧不占空間。

環(huán)境適配能力優(yōu)異，可在 - 40℃~85℃寬溫環(huán)境下穩(wěn)定運行，支持≤95% RH 高濕工況，無懼高低溫、高濕等復雜電力現(xiàn)場環(huán)境；設備專為中壓開關柜設計，廣泛適用于開關柜電纜室、斷路器室等點位的局部放電在線監(jiān)測，可及時預判絕緣老化、內(nèi)部氣泡間隙、雜質(zhì)、尖刺等絕緣缺陷隱患，替代傳統(tǒng)人工巡檢，減少因局部放電長期存在導致的絕緣擊穿、設備損毀等電力事故，提升電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與可靠性。

1. 煙霧傳感器RS-YG-N01

智能煙感探測器是適配電氣柜、機房、配電室等場景的消防安全設備，具備高靈敏度探測、超低功耗運行、多場景適配及遠程通信聯(lián)動等核心功能，可精準捕捉早期煙霧信號，實現(xiàn)火災前置預警，保障電氣環(huán)境安全。

1. 智能操控接點測溫一體化裝置ASD320

ASD320是一款集分合閘回路狀態(tài)監(jiān)測、環(huán)境參量監(jiān)測、無線測溫功能于一體的智能在線監(jiān)測裝置，專為高低壓開關柜、配電設備等場景設計，可實現(xiàn)設備運行狀態(tài)的、高精度實時監(jiān)測，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供可靠保障。

裝置具備精準的監(jiān)測性能，分合閘回路電壓測量準確度達1級，可精準捕捉回路電壓狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)回路異常隱患；環(huán)境溫度測量精度為±1℃，相對濕度測量精度達 ±5%，能實時精準感知設備運行環(huán)境參數(shù)；無線測溫模塊測溫范圍覆蓋-50℃~+125℃，測溫精度同樣為 ±1℃，可對開關柜觸頭、母線等關鍵部位進行非接觸式溫度監(jiān)測，有效預警過熱故障。

供電方面，裝置支持寬范圍交直流輸入，適配 AC 85~265V 交流電源與DC100~300V直流電源，可靈活適配現(xiàn)場各類供電場景；輔助電源功耗≤8VA，低功耗設計節(jié)能高效，長期運行穩(wěn)定可靠。

通信配置上，裝置支持MODBUS-RTU標準通信協(xié)議，波特率可在2400bps、4800bps、9600bps、19200bps 多檔位靈活配置，可無縫接入電力監(jiān)控系統(tǒng)、運維平臺，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠程實時上傳與集中管理。

ATE400為合金片固定的無源無線溫度傳感器，核心安裝位置為高低壓柜內(nèi)的電氣接頭類發(fā)熱點，可直接安裝在柜內(nèi)動觸頭、靜觸頭、母排、電纜、母排與電纜搭接處、銅排及電纜頭處，若在動觸頭位置安裝，需提前確認梅花頭及套筒高度是否滿足安裝空間要求，且合金片對折后有效長度為270mm，安裝位置周長若大于該數(shù)值，需為該測溫點增訂2根合金片；同時安裝時需配合顯示/收發(fā)裝置按標簽匹配組號，編碼對應測溫點順序，依照標簽文字要求對應柜體、相序的測溫點位置完成安裝。該無線測溫傳感器性能優(yōu)異，25℃環(huán)境下電池壽命≥5 年，無需頻繁更換，大幅降低運維成本；傳感器啟動電流≥5A，適配現(xiàn)場各類電氣設備的啟動工況，適配性強。

裝置環(huán)境適應能力出色，可在-10℃~+55℃的寬溫環(huán)境下穩(wěn)定運行，支持≤95% 相對濕度的工況條件，可應對配電室、開關柜等復雜現(xiàn)場環(huán)境；平均工作時間≥50000 小時，可靠性高，可長期連續(xù)穩(wěn)定運行，滿足電力系統(tǒng)無人值守、在線監(jiān)測的需求。

1. 開關柜智能監(jiān)控終端ATU116

ATU116 是安科瑞推出的開關柜智能監(jiān)控終端，是實現(xiàn)智能開關柜立體化、監(jiān)測與智能控制的核心設備，可集中采集各類開關柜配套監(jiān)測、保護裝置數(shù)據(jù)，兼具數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)控、智能控制、告警分析等多重能力，為開關柜的安全、高效運行提供智能化支撐，核心功能如下：

全維度狀態(tài)監(jiān)測：采集電流、電壓、功率等電能參數(shù)，柜內(nèi)溫濕度、電氣接觸點溫度等環(huán)境及設備溫度數(shù)據(jù)，同時監(jiān)測局放、弧光、煙霧等安全隱患指標。

智能一鍵順控：針對非電機、電機、進線等不同回路，自動判斷斷路器、手車地刀狀態(tài)是否滿足動作條件，實現(xiàn)運行/熱備用轉檢修、檢修轉供電/熱備用等場景的一鍵順序化遙控操作；

一鍵控分：運維人員在本地或云端下發(fā)一鍵控分指令。系統(tǒng)監(jiān)測到斷路器遙信點位此時為合閘狀態(tài)且遙測信號IA應有電流，此時配電柜運行狀態(tài)指示燈亮此時配電柜處于運行狀態(tài)。系統(tǒng)當檢測到配電柜處于運行狀態(tài)時會自動執(zhí)行分閘斷路器操作，當系統(tǒng)檢測到斷路器處于合閘狀態(tài)、地刀狀態(tài)為分閘、且屏柜有功率值時，系統(tǒng)通過遙控命令分閘斷路器。系統(tǒng)當檢測到處于熱備用狀態(tài)時，會判斷手車是否處于工作位、并根據(jù)手車地刀模塊中的手車連鎖和手車遠方點位來判斷手車是否可以電動操作。當條件滿足時系統(tǒng)會自動執(zhí)行搖出手車操作。系統(tǒng)當檢測到處于遙出手車狀態(tài)時，系統(tǒng)會自動判斷斷路器分閘狀態(tài)、斷路器合閘狀態(tài)、手車試驗位、手車工作位、接地刀分閘、接地刀合閘。當滿足斷路器處于分閘、手車處于試驗位、接地刀分閘，系統(tǒng)處于冷備用狀態(tài)。系統(tǒng)當檢測到處于冷備用狀態(tài)時。會判斷地刀位置狀態(tài)、地刀連鎖輸入（是否滿足電動操作）。當滿足條件系統(tǒng)自動執(zhí)行合閘接地開關操作。

一鍵控合：運維人員在本地或云端下發(fā)一鍵控合指令。系統(tǒng)當檢測到處于檢修狀態(tài)時，會判斷地刀位置狀態(tài)、地刀連鎖輸入（是否滿足電動操作）。當滿足條件系統(tǒng)自動執(zhí)行分閘接地開關操作。系統(tǒng)當檢測到接地開關處于分閘時，系統(tǒng)會自動判斷斷路器分閘狀態(tài)、斷路器合閘狀態(tài)、手車試驗位、手車工作位、接地刀分閘、接地刀合閘點位。當滿足斷路器處于分閘、手車處于試驗位、接地刀分閘，系統(tǒng)處于冷備用狀態(tài)。系統(tǒng)當檢測配電柜處于冷備用狀態(tài)時，系統(tǒng)會判斷手車是否處于試驗位、并根據(jù)手車地刀模塊中的手車連鎖和手車遠方點位來判斷手車是否可以電動操作。當條件滿足時系統(tǒng)會自動執(zhí)行搖入手車操作。當遙入手車后系統(tǒng)會自動判斷斷路器分閘狀態(tài)值、合閘狀態(tài)值、手車工作位值、手車試驗位值。當滿足斷路器處于分閘、手車處于工作位時系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)。系統(tǒng)當檢測到處于熱備用狀態(tài)時，會判斷斷路器是否處分閘狀態(tài)、接地刀狀態(tài)（正常情況下為分）、配電柜是否存在功率。當條件滿足時系統(tǒng)會自動執(zhí)行合閘斷路器操作。

數(shù)據(jù)可視化與多維度查詢：支持電參量、溫度、局放等數(shù)據(jù)的實時顯示，可查詢實時歷史曲線，生成日、月、年運行報表、電能統(tǒng)計報表、開關次數(shù)統(tǒng)計報表，數(shù)據(jù)支持導出、打印；

實時告警與歷史追溯：對遙信變位、遙測越限、保護動作、通信異常等事件，通過圖元閃爍、彈窗、語音等多形式分級告警，同時存儲所有事件記錄，支持按時間、類型、設備查詢，便于事故分析與追溯；

遠程遙控與權限管理：支持斷路器、隔離/接地刀閘等設備的遠程遙控操作，配備分級用戶權限管理功能，限制未經(jīng)授權的操作，保障系統(tǒng)運行安全；

通信與拓撲管理：通過 Modbus-485 協(xié)議實現(xiàn)與各類配套設備的通信數(shù)據(jù)采集，實時監(jiān)視系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲及設備通信狀態(tài)，在線診斷通信故障并定位問題部位，同時可管理設備通信、查看數(shù)據(jù)報文；

輔助智能監(jiān)控：搭配視頻監(jiān)控、麥克風音響等設備，實時查看斷路器、手車等物理狀態(tài)，具備語音防誤等輔助功能，與煙感、弧光保護等構建多重安全防護體系；

1. 云平臺AcrelCloud -1000

一鍵順控支持云平臺遠程下發(fā)控制方式，核心是通過保護裝置、ATU 觸摸屏的協(xié)同判斷，實現(xiàn)配電設備操作的自動化、防誤化控制，覆蓋非電機回路與電機回路的全狀態(tài)切換場景。

遠程控制時，用戶通過瀏覽器發(fā)起順控操作，需經(jīng) “短信驗證”或“二級密碼確認” 完成身份認證，認證通過后命令下發(fā)至 ATU，后續(xù)動作判定與執(zhí)行流程同本地控制，操作結果實時反饋至云平臺

云平臺下發(fā)

云平臺電力數(shù)據(jù)監(jiān)測：實時采集并展示相電壓、線電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等核心參數(shù)，支持以圖表（折線圖、柱狀圖）或表格形式查看，支持數(shù)據(jù)Excel導出、圖表保存，可查詢?nèi)?月/年原始數(shù)據(jù)及極值數(shù)據(jù)（最大值、最小值及發(fā)生時間）。

電力極值

云平臺事件記錄與報警管理是運維核心功能，構建全維度事件追溯與實時告警體系，提升運維主動性：涵蓋遙信、越限、操作、短信、平臺運行等多類型事件記錄，支持多條件篩選與 Excel 導出；支持近600種實時報警，可自定義分級分類，通過彈窗、語音、短信等多方式告警，報警詳情完整且支持快速跳轉定位，實現(xiàn)“報警-處置- 消警”閉環(huán)；提供站點報警排名、類型分布、處理率統(tǒng)計及趨勢分析，助力識別高頻故障點、優(yōu)化運維策略。

事件記錄

云平臺運維管理以任務為核心，實現(xiàn)巡檢、缺陷、搶修全流程數(shù)字化管理，降低人工依賴，提升運維效率與規(guī)范性：支持手動或周期自動發(fā)布各類任務，可指定責任人、明確時間節(jié)點，實時更新任務狀態(tài)并支持多條件篩選，詳情包含簽到、執(zhí)行結果等信息；缺陷管理可記錄描述、等級、位置等完整信息并分類，支持直接發(fā)布消缺任務，跟蹤全狀態(tài)流轉；自動留存巡檢軌跡，含巡檢項數(shù)、缺陷情況等，支持多維度篩選，可追溯缺陷發(fā)現(xiàn)過程，為設備維護提供依據(jù)。

電力運維

云平臺設備管理功能為設備構建全生命周期數(shù)字化檔案，實現(xiàn)設備信息可視化與維護規(guī)范化，降低管理成本：支持錄入變壓器、斷路器等多種設備類型，存儲型號、參數(shù)、質(zhì)保期限等核心信息并上傳實例圖片、電子資料，形成電子化檔案庫；為每臺設備綁定二維碼，掃碼即可快速定位設備、調(diào)取檔案、記錄缺陷，實現(xiàn)“設備 -檔案-巡檢” 聯(lián)動，支持二維碼批量操作與導出；對帶質(zhì)保期限的設備進行時間監(jiān)控，距建議更換日期 7 天自動提醒，設備報表可直觀查看質(zhì)保狀態(tài)及更換建議。

設備管理

1. 結語

隨著用戶變電站規(guī)模不斷擴大與智能化建設深入推進，用戶也想使用智能化手段改善傳統(tǒng)倒閘模式。本文所述的安科瑞基于ATU的開關柜一鍵順控與設備狀態(tài)監(jiān)測技術，在貴州某鋰電池項目中的成功應用，充分體現(xiàn)了智能化手段對變配電系統(tǒng)運維模式的革新價值。該項目通過ATU開關柜智能監(jiān)控終端與云平臺的協(xié)同，結合保護裝置、手車地刀控制器、智能操顯等智能設備，構建了從條件判斷、遙控執(zhí)行到狀態(tài)反饋的完整順控閉環(huán)。系統(tǒng)嚴格遵循“雙確認”原則，將原本依賴人工判斷的操作流程轉變?yōu)槌绦蚧⒆詣踊闹悄軋?zhí)行過程，顯著降低了倒閘操作時間，避免了人員往返現(xiàn)場的安全風險，同時提升了運維效率與供電可靠性。實際應用表明，一鍵順控技術不僅適用于多種典型回路的不同狀態(tài)轉換場景，還可在本地與遠程兩種模式下靈活部署，且全程受五防規(guī)則強制閉鎖，有效保障了操作的正確性與安全性。與此同時，項目在設備狀態(tài)監(jiān)測方面也做了全面部署。通過在開關柜內(nèi)集成絕緣監(jiān)測裝置、局放監(jiān)測裝置以及煙霧傳感器，系統(tǒng)能夠實時感知電氣絕緣老化、局部放電異常和火災隱患等潛在風險，實現(xiàn)從“被動應對故障”向“主動預警隱患”的轉變。多維監(jiān)測數(shù)據(jù)的融合與上云，為運維人員提供了更全面的設備健康畫像，進一步提升了配電系統(tǒng)的安全運行水平。綜上所述，安科瑞一鍵順控與設備狀態(tài)監(jiān)測方案在貴州鋰電池項目中實現(xiàn)了高效、安全、智能的運維目標，具有較強的實用性與推廣價值。未來，隨著智能配電技術的持續(xù)演進，該系統(tǒng)有望在更多工業(yè)及基礎設施場景中發(fā)揮重要作用，助力用戶實現(xiàn)配電系統(tǒng)數(shù)字化轉型與無人化運維的全面落地。