【节能学院】安科瑞ATU开关柜智能监控终端在贵州某锂电池项目应用

摘要：公司围绕智能配电发展战略，强化监控业务对配电安全的技术支撑。目前，变电站远方遥控操作已普及，绝大多数变电站实现无人值班，监控工作由站端转向监控中心集中开展。但随着智能配电的发展，传统操作模式逐渐暴露问题：操作等待时间长、状态确认及复令流程繁琐，导致检修有效时间被压缩，恢复送电常安排在夜间，存在安全隐患，也影响服务效率。为解决上述问题，公司开发了开关柜智能监控终端，可实现一键顺控功能。该系统使调控人员和运维人员均可远程开展设备状态（运行、热备用、冷备用、检修）的自动转换，显著缩短了倒闸操作时间。同时，依据《国家电网公司电力安全工作规程》关于“两个非同样原理或非同源指示同时发生变化方可确认设备操作到位”的要求，项目将原本由人工判断的断路器位置“双确认”环节融入系统，实现了位置的智能判定。开发了开关柜智能监控终端，可实现一键顺控功能，有效提升了操作效率、安全性和智能化水平。

关键词：远方遥控、智能配电、一键顺控、设备状态

1. 概述

该项目位于贵州省福泉市，是一家新能源材料企业，该企业主营业务为电池级新能源材料生产，主要包含硫酸镍、磷酸铁、钴产品及贵金属综合回收。本次项目共涉及7个配电房，有电积车间、磷酸铁2#湿法、磷酸铁2#火法、空压站、镍铁压滤车间、磷酸铁水处理站及总降配电室。

项目现场

2. 产品需求、配置方案

2.1. 产品需求

2.2. 配置方案

一键顺控通过本地SCADA系统下发，保护装置采集断路器状态，手车地刀模块含有接地刀、手车状态。SCADA采集保护装置、手车地刀模块开入量作遥控动作条件判断。本地SCADA控制时，一键顺序化控制发送对应的遥控命令时，SCADA读取保护装置和手车地刀模块的开入状态判断是否满足遥控条件，若满足则SCADA将遥控命令发送至保护装置，手车地刀模块。保护装置、手车地刀模块的开入状态满足动作条件且接收到SCADA发出的遥控命令时执行对应遥控操作。云平台远程控制时，控制命令由用户在浏览器页面上远程操控，用户在确认顺控操作并点击按钮后，通过二级密码进行确认。经过认证的顺控操作会下发给ATU，由ATU进行后续的动作及条件判断。确认成功后，ATU返回平台操控结果并展示给远端用户。

配电柜当前状态可在顺序控制图中显示，效果可参考下图（实际顺序控制图根据不同配电室不同回路调整）

3. 一键顺控介绍

3.1. 一键顺控介绍

1）对于非电机回路

方案流程

2）对于电机回路

方案流程

3）对于进线回路

3.2. 网络结构示意图

网络结构

4. 弧光保护功能

弧光保护包括弧光保护装置、弧光探头及光纤。

弧光保护装置采用一体化设计，不采用扩展单元，内置集成电源模块、 电流采集模块、弧光采集模块、开入开出模块及通信模块，可实现直接采集直接控制方式，以节省大量信号处理和设备间信号传输及交换的时间，满足弧光保护的快速可靠性。

弧光保护装置同时采集弧光信号和电流信号（或电压信号），双判据跳闸。

弧光保护装置具备软硬件实时自检、硬件配置自动识别与报警功能。

弧光探头采用具有滤光功能的无源型传感器。

弧光探头测量角度应 >=180°。

8弧光探头测量距离应 >=0.5m。

弧光探头可灵敏检测光照度大于弧光动作门槛值的垂直正入射光；当光照度大小相同的入射光水平入射时，弧光探头获取的光照度应为垂直正入射时弧光探头获取的光照度的70%以上。装置通过许昌开普检测研究院股份有限公司国家继电保护及自动化设备质量监督检验中心对弧光探头光照度的检测，并取得相应检验报告。

弧光保护装置内置光电转换模块，即弧光探头与弧光保护装置之间不得采用电缆连接而须通过光纤进行连接，弧光光纤为阻燃性的双股光纤。

弧光探头及光纤链路能实时自检，确保与弧光保护装置连接完好。

弧光保护装置具有高速跳闸出口。

弧光保护装置动作时间满足单判据不超过3.8ms动作出口（电磁继电器输出），双判据不超过7.8ms动作出口（电磁继电器输出）。

弧光保护装置

现场安装

5. 绝缘监测APD300-L

APD300-L 是一款高性能三合一有线局部放电监测设备，专为中压开关柜绝缘隐患检测设计，集成超声波、地电波、特高频多维度检测方式，可准确捕捉设备内部局部放电信号，实现绝缘缺陷实时预警，保障电力设备安全稳定运行。

设备搭载多通道同步检测，可同时采集超声波、地电波、特高频三类局放信号及环境辅助数据，超声波测量范围 0~60dBμV、谐振频率 40kHz±1kHz，地电波测量范围 0~60dBmV、检测带宽 3MHz~100MHz，特高频测量范围 - 70~10dBm、检测频段 300MHz~1500MHz，平均等效高度≥10mm，可稳定捕捉各类局放信号的放电幅值、放电频次、均值等核心数据，采样周期为 4 秒，数据采集实时可靠，同时还可监测 30dB~130dB 环境噪声、-40℃~85℃环境温度、0~100% RH 环境湿度，为局放数据准确分析提供环境参考。

供电方面，设备支持 DC12~36V 宽压直流供电，标配 DC/AC 220V/110V转DC24V 电源转换模块，适配电力系统常用供电规格，满足现场多样供电需求；通信配置采用 RS485 有线通信接口，标配 MODBUS-RTU 通信协议，波特率默认 9600bps，同时支持 4800、19200、38400、115200bps 多档调节，可便捷接入电力监控系统，实现数据稳定传输与远程读写配置，接线端针脚定义清晰，适配开关柜二次接线规范，施工简单便捷。

设备内置智能报警判定逻辑，超声波、地电波、特高频各检测维度独立设置报警定值，默认分别为 30dBμV、30dBmV、-30dBm，当检测幅值超过预设定值且放电次数累计超 25 次时，对应报警标志位自动触发，可实时反馈设备绝缘故障状态，快速定位故障类型；整机采用强磁吸附式安装方式，直接吸附于开关柜电缆室内柜壁，无需打孔、不破坏柜体结构，安装灵活便捷，终端外形尺寸 135mm100mm42mm，体积小巧不占空间。

环境适配能力优异，可在 - 40℃~85℃宽温环境下稳定运行，支持≤95% RH 高湿工况，无惧高低温、高湿等复杂电力现场环境；设备专为中压开关柜设计，广泛适用于开关柜电缆室、断路器室等点位的局部放电在线监测，可及时预判绝缘老化、内部气泡间隙、杂质、尖刺等绝缘缺陷隐患，替代传统人工巡检，减少因局部放电长期存在导致的绝缘击穿、设备损毁等电力事故，提升电力系统运行的稳定性与可靠性。

现场安装

6. 烟雾传感器RS-YG-N01

智能烟感探测器是适配电气柜、机房、配电室等场景的消防安全设备，具备高灵敏度探测、超低功耗运行、多场景适配及远程通信联动等核心功能，可准确捕捉早期烟雾信号，实现火灾前置预警，保障电气环境安全。

现场安装

7. 智能操控接点测温一体化装置ASD320

ASD320是一款集分合闸回路状态监测、环境参量监测、无线测温功能于一体的智能在线监测装置，专为高低压开关柜、配电设备等场景设计，可实现设备运行状态的高精度实时监测，为电力系统安全稳定运行提供可靠保障。

装置具备准确的监测性能，分合闸回路电压测量准确度达1级，可准确捕捉回路电压状态，及时发现回路异常隐患；环境温度测量精度为±1℃，相对湿度测量精度达 ±5%，能实时准确感知设备运行环境参数；无线测温模块测温范围覆盖-50℃~+125℃，测温精度同样为 ±1℃，可对开关柜触头、母线等关键部位进行非接触式温度监测，有效预警过热故障。

供电方面，装置支持宽范围交直流输入，适配 AC 85~265V 交流电源与DC100~300V直流电源，可灵活适配现场各类供电场景；辅助电源功耗≤8VA，低功耗设计，长期运行稳定可靠。

通信配置上，装置支持MODBUS-RTU标准通信协议，波特率可在2400bps、4800bps、9600bps、19200bps 多档位灵活配置，可无缝接入电力监控系统、运维平台，实现监测数据的远程实时上传与集中管理。

ATE400为合金片固定的无源无线温度传感器，核心安装位置为高低压柜内的电气接头类发热点，可直接安装在柜内动触头、静触头、母排、电缆、母排与电缆搭接处、铜排及电缆头处，若在动触头位置安装，需提前确认梅花头及套筒高度是否满足安装空间要求，且合金片对折后有效长度为270mm，安装位置周长若大于该数值，需为该测温点增订2根合金片；同时安装时需配合显示/收发装置按标签匹配组号，编码对应测温点顺序，依照标签文字要求对应柜体、相序的测温点位置完成安装。该无线测温传感器性能优异，25℃环境下电池寿命≥5 年，无需频繁更换，大幅降低运维成本；传感器启动电流≥5A，适配现场各类电气设备的启动工况，适配性强。

装置环境适应能力强，可在-10℃~+55℃的宽温环境下稳定运行，支持≤95% 相对湿度的工况条件，可应对配电室、开关柜等复杂现场环境；平均无故障工作时间≥50000 小时，可靠性高，可长期连续稳定运行，满足电力系统无人值守、在线监测的需求。

ASD320现场安装

ATE400现场安装

8. 开关柜智能监控终端ATU116

ATU116 是安科瑞推出的开关柜智能监控终端，是实现智能开关柜立体化、监测与智能控制的核心设备，可集中采集各类开关柜配套监测、保护装置数据，兼具数据采集、状态监控、智能控制、告警分析等多重能力，为开关柜的安全运行提供智能化支撑，核心功能如下：

全维度状态监测：采集电流、电压、功率等电能参数，柜内温湿度、电气接触点温度等环境及设备温度数据，同时监测局放、弧光、烟雾等安全隐患指标。

电能监测

温湿度监测

烟感监测

局放监测

弧光监测

智能一键顺控：针对非电机、电机、进线等不同回路，自动判断断路器、手车地刀状态是否满足动作条件，实现运行/热备用转检修、检修转供电/热备用等场景的一键顺序化遥控操作；

一键控分：运维人员在本地或云端下发一键控分指令。系统监测到断路器遥信点位此时为合闸状态且遥测信号IA应有电流，此时配电柜运行状态指示灯亮此时配电柜处于运行状态。系统当检测到配电柜处于运行状态时会自动执行分闸断路器操作，当系统检测到断路器处于合闸状态、地刀状态为分闸、且屏柜有功率值时，系统通过遥控命令分闸断路器。系统当检测到处于热备用状态时，会判断手车是否处于工作位、并根据手车地刀模块中的手车连锁和手车远方点位来判断手车是否可以电动操作。当条件满足时系统会自动执行摇出手车操作。系统当检测到处于遥出手车状态时，系统会自动判断断路器分闸状态、断路器合闸状态、手车试验位、手车工作位、接地刀分闸、接地刀合闸。当满足断路器处于分闸、手车处于试验位、接地刀分闸，系统处于冷备用状态。系统当检测到处于冷备用状态时。会判断地刀位置状态、地刀连锁输入（是否满足电动操作）。当满足条件系统自动执行合闸接地开关操作。

一键控合：运维人员在本地或云端下发一键控合指令。系统当检测到处于检修状态时，会判断地刀位置状态、地刀连锁输入（是否满足电动操作）。当满足条件系统自动执行分闸接地开关操作。系统当检测到接地开关处于分闸时，系统会自动判断断路器分闸状态、断路器合闸状态、手车试验位、手车工作位、接地刀分闸、接地刀合闸点位。当满足断路器处于分闸、手车处于试验位、接地刀分闸，系统处于冷备用状态。系统当检测配电柜处于冷备用状态时，系统会判断手车是否处于试验位、并根据手车地刀模块中的手车连锁和手车远方点位来判断手车是否可以电动操作。当条件满足时系统会自动执行摇入手车操作。当遥入手车后系统会自动判断断路器分闸状态值、合闸状态值、手车工作位值、手车试验位值。当满足断路器处于分闸、手车处于工作位时系统处于热备用状态。系统当检测到处于热备用状态时，会判断断路器是否处分闸状态、接地刀状态（正常情况下为分）、配电柜是否存在功率。当条件满足时系统会自动执行合闸断路器操作。

一键顺控

数据可视化与多维度查询：支持电参量、温度、局放等数据的实时显示，可查询实时历史曲线，生成日、月、年运行报表、电能统计报表、开关次数统计报表，数据支持导出、打印；

统计报表

实时告警与历史追溯：对遥信变位、遥测越限、保护动作、通信异常等事件，通过图元闪烁、弹窗、语音等多形式分级告警，同时存储所有事件记录，支持按时间、类型、设备查询，便于事故分析与追溯；

实时告警

远程遥控与权限管理：支持断路器、隔离/接地刀闸等设备的远程遥控操作，配备分级用户权限管理功能，限制未经授权的操作，保障系统运行安全；

运行管理

通信与拓扑管理：通过 Modbus-485 协议实现与各类配套设备的通信数据采集，实时监视系统网络拓扑及设备通信状态，在线诊断通信故障并定位问题部位，同时可管理设备通信、查看数据报文；

通信管理

辅助智能监控：搭配视频监控、麦克风音响等设备，实时查看断路器、手车等物理状态，具备语音防误等辅助功能，与烟感、弧光保护等构建多重安全防护体系；

辅助监控

现场安装

项目现场

9. 云平台AcrelCloud -1000

一键顺控支持云平台远程下发控制方式，核心是通过保护装置、ATU 触摸屏的协同判断，实现配电设备操作的自动化、防误化控制，覆盖非电机回路与电机回路的全状态切换场景。

远程控制时，用户通过浏览器发起顺控操作，需经 “短信验证”或“二级密码确认” 完成身份认证，认证通过后命令下发至 ATU，后续动作判定与执行流程同本地控制，操作结果实时反馈至云平台

云平台下发

云平台电力数据监测：实时采集并展示相电压、线电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等核心参数，支持以图表（折线图、柱状图）或表格形式查看，支持数据Excel导出、图表保存，可查询日/月/年原始数据及极值数据。

电力极值

云平台事件记录与报警管理是运维核心功能，构建全维度事件追溯与实时告警体系，提升运维主动性：涵盖遥信、越限、操作、短信、平台运行等多类型事件记录，支持多条件筛选与 Excel 导出；支持近600种实时报警，可自定义分级分类，通过弹窗、语音、短信等多方式告警，报警详情完整且支持快速跳转定位，实现“报警-处置- 消警”闭环；提供站点报警排名、类型分布、处理率统计及趋势分析，助力识别高频故障点、优化运维策略。

事件记录

云平台运维管理以任务为核心，实现巡检、缺陷、抢修全流程数字化管理，降低人工依赖，提升运维效率与规范性：支持手动或周期自动发布各类任务，实时更新任务状态并支持多条件筛选，详情包含签到、执行结果等信息；缺陷管理可记录描述、等级、位置等完整信息并分类，支持直接发布消缺任务，跟踪全状态流转；自动留存巡检轨迹，含巡检项数、缺陷情况等，支持多维度筛选，可追溯缺陷发现过程，为设备维护提供依据。

电力运维

云平台设备管理功能为设备构建全生命周期数字化档案，实现设备信息可视化与维护规范化，降低管理成本：支持录入变压器、断路器等多种设备类型，存储型号、参数、质保期限等核心信息并上传实例图片、电子资料，形成电子化档案库；为每台设备绑定二维码，扫码即可快速定位设备、调取档案、记录缺陷，实现“设备 -档案-巡检” 联动，支持二维码批量操作与导出；对带质保期限的设备进行时间监控，距建议更换日期 7 天自动提醒，设备报表可直观查看质保状态及更换建议。

设备管理

10. 结语

随着用户变电站规模不断扩大与智能化建设深入推进，用户也想使用智能化手段改善传统倒闸模式。本文所述的安科瑞基于ATU的开关柜一键顺控与设备状态监测技术，在贵州某锂电池项目中的成功应用，充分体现了智能化手段对变配电系统运维模式的革新价值。该项目通过ATU开关柜智能监控终端与云平台的协同，结合保护装置、手车地刀控制器、智能操显等智能设备，构建了从条件判断、遥控执行到状态反馈的完整顺控闭环。系统严格遵循“双确认”原则，将原本依赖人工判断的操作流程转变为程序化、自动化的智能执行过程，显著降低了倒闸操作时间，避免了人员往返现场的安全风险，同时提升了运维效率与供电可靠性。实际应用表明，一键顺控技术不仅适用于多种典型回路的不同状态转换场景，还可在本地与远程两种模式下灵活部署，且全程受五防规则强制闭锁，有效保障了操作的正确性与安全性。与此同时，项目在设备状态监测方面也做了部署。通过在开关柜内集成绝缘监测装置、局放监测装置以及烟雾传感器，系统能够实时感知电气绝缘老化、局部放电异常和火灾隐患等潜在风险，实现从“被动应对故障”向“主动预警隐患”的转变。多维监测数据的融合与上云，为运维人员提供了设备健康画像，进一步提升了配电系统的安全运行水平。综上所述，安科瑞一键顺控与设备状态监测方案在贵州锂电池项目中实现了安全、智能的运维目标，具有较强的实用性与推广价值。未来，随着智能配电技术的持续演进，该系统有望在更多工业及基础设施场景中发挥重要作用，助力用户实现配电系统数字化转型与无人化运维的落地。