硬核自研再添電力安全底座｜華全 2025 高壓柜微機保護系統研發項目正式落地
導語
新型電力系統建設背景下，工礦園區、光伏儲能、數據中心、市政配網對 10kV 高壓成套設備的安全、智能、自主可控需求持續攀升。傳統外購微機保護裝置存在協議不兼容、適配性差、運維成本高、無法聯動機組與儲能云平臺等行業痛點。2025 年，山東華全動力正式立項高壓柜微機保護系統自主研發項目，組建電力電子、嵌入式算法、通信規約多學科研發團隊，依托省級企業技術中心與高校產學研實驗室開展聯合攻關，完成硬件主板、底層保護算法、人機交互、遠程通信、多能聯動平臺全棧自研，打造適配 KYN28、HXGN、箱變全系高壓柜一體化綜合保護測控系統，補齊高低壓成套核心二次設備自研短板，實現高壓保護軟硬件完全自主可控，為各類配電場景筑牢電力安全屏障。
一、項目研發背景與攻堅歷程
長期以來，行業內高壓開關柜配套微機保護多依賴外部成套設備，存在諸多應用痛點：一是通用保護裝置無法適配華全發電機組、儲能設備聯動調度，光儲柴微網場景協同能力不足；二是進口 / 外購設備通信協議封閉，難以對接企業自研云監控平臺，故障數據無法統一匯總；三高原、高鹽霧、礦山防爆等特殊工況專用保護邏輯缺失，定制修改授權費用高昂；四設備功能冗余，中小型箱變、開閉所使用成本偏高，功能匹配度差。
2025 年項目立項后，研發團隊完成上千次短路、接地、過壓、高低溫、電磁干擾模擬試驗，迭代 6 版硬件與軟件程序，攻克高精度故障判據、多規約兼容、微網聯動、寬溫抗干擾四大核心技術。整套系統全部為企業自主知識產權，配套軟件著作、實用新型專利同步完成申報，可適配 10kV 全系列高壓開關柜、預制艙箱變、光伏升壓站、移動高壓電站，覆蓋公司全部高壓成套產品線。
二、高壓柜微機保護系統完整產品介紹
整套系統由核心保護裝置、人機顯示單元、遠程通信模塊、多能協同聯動平臺、后臺監控軟件五大模塊組成，集保護、測量、控制、錄波、告警、遠程運維于一體，模塊化組態設計，可靈活適配線路、變壓器、電容器、母聯、發電機五大類高壓間隔。
1. 核心保護硬件裝置
采用 32 位工業級 DSP 處理芯片，高精度同步采樣電路，全封閉金屬機箱，滿足 - 40℃~60℃寬溫運行，通過四級電磁兼容抗干擾測試，適配礦山、沿海高鹽霧等惡劣環境。板載多路電流、電壓采集通道，集成獨立硬件跳閘出口，通信、跳閘回路物理隔離，杜絕誤動、拒動風險。整機小型化設計，適配環網柜狹小儀表室，支持導軌、嵌入式兩種安裝方式，出廠完成全功能老化測試，平均無故障運行時長超十萬小時。
2. 全維度綜合保護算法（核心自研優勢）
內置完整分級保護邏輯，覆蓋主保護、后備保護、異常運維保護全類別：
1）短路防護：速斷、限時速斷、反時限過流保護，0.02 秒極速切除相間短路；
2）接地防護：零序過流、小電流接地選線，精準識別單相接地故障；
3）設備過載：過負荷、過熱、低周、低壓保護，提前告警分級減載；
4）專用定制：變壓器差動、發電機逆功率、電容器諧波保護、母聯備自投邏輯；
5）安全輔助：斷路器偷跳檢測、PT 斷線告警、彈簧儲能監視、非電量保護。
所有保護定值本地可視化修改，無需外接調試設備，故障動作毫秒級時序記錄，精準定位故障傳播路徑。
3. 測量、錄波與事件存儲功能
實時采集三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率、電能等全部電參量，測量精度 0.2 級；內置故障錄波單元，自動記錄故障前后完整波形數據，相當于配電系統 “黑匣子”；SOE 事件順序記錄精度達 1ms，跳閘、告警、分合閘、參數修改全部永久存儲，斷電數據不丟失，為事故復盤提供完整依據。
4. 多協議兼容通信單元
原生支持 MODBUS、CAN、IEC60870、IEC61850 主流電力規約，搭載 RS485、以太網、4G 無線多傳輸通道，既可本地接入配電室后臺，也可遠程接入華全發電機組、儲能一體化云平臺，實現高壓配電、發電、儲能設備統一監控。獨立硬接點告警輸出，網絡中斷時本地指示燈仍可正常提示故障，無人值守場站雙重安全保障。
5. 多能協同聯動平臺（行業差異化亮點）
區別于市面通用保護裝置，本系統原生支持 “高壓柜 + 柴油 / 燃氣機組 + 儲能 PCS” 光儲柴微網聯動邏輯，可實現電網故障時機組黑啟動、儲能穩壓、負荷自動分配、孤島保護一體化協同控制，完美適配光伏升壓站、離網礦區、綜合能源園區，解決多能場站多設備分控、聯動失效行業難題。
三、系統核心競爭優勢
全棧自主可控，無第三方協議限制
軟硬件全部自主研發，底層算法、通信規約可按需定制，特種高原、防爆、海外 60Hz 項目無需額外采購授權，大幅降低改造與售后成本。
光儲柴微網原生聯動，適配新能源場景
行業稀缺發電儲能 + 高壓保護一體化協同設計，解決分布式能源場站多設備割裂問題，提升微網運行穩定性。
全域惡劣環境高可靠
寬溫、強抗電磁、防腐機箱設計，礦山、沿海、西北高原戶外預制艙穩定運行，故障率遠低于通用外購裝置。
模塊化靈活組態，適配全品類高壓柜
線路、變壓、電容、發電機、母聯五種保護程序模塊化切換，同一款硬件適配全部 10kV 柜型，減少配件庫存。
本地 + 遠程雙重運維
本地液晶中文界面操作簡單，云端統一接入華全智慧運維平臺，遠程調取定值、錄波、運行報表，偏遠配電房減少 80% 巡檢頻次。
全套資質配套，投標驗收無憂
系統配套型式試驗報告、3C 相關成套資質，完全符合國家電網、光伏電站、工礦項目驗收標準。
四、全場景落地應用范圍
工商業園區 10kV 配電室、箱式變電站；
集中式光伏、風電升壓預制艙；
數據中心、醫院、機場等高可靠一級負荷配電系統；
礦山、油氣田防爆高壓成套設備；
城市市政開閉所、環網柜、配網改造項目；
光儲柴離網微網、海島獨立供電系統；
海外 60Hz 工業電站、海外基建配套高壓配電項目。
五、項目企業與行業雙重價值
從行業層面，當前多數成套設備廠商高壓二次保護依賴外部供應商，系統聯動能力薄弱。華全自研高壓柜微機保護系統實現高壓成套核心部件國產化自主配套，填補裝備企業一二次設備一體化研發空白，為國內配網、新能源成套提供自主可控解決方案，助力新型電力系統安全升級。
對華全自身發展而言，項目完善 “發電機組 - 儲能 - 高低壓成套 - 二次保護” 全產業鏈布局，形成一次設備 + 自研二次保護完整成套交付能力，大幅提升箱變、高壓柜產品整體競爭力。項目新增多項知識產權，持續夯實國家專精特新 “小巨人”、科技型中小企業創新資質，央企、電網、新能源項目投標綜合實力顯著增強，成套 EPC 項目交付成本優化。
六、企業后續迭代規劃
項目落地后，研發團隊將持續迭代升級：拓展 35kV 高壓保護版本，新增弧光保護一體化模塊；優化 AI 故障預判算法，提前預警設備隱性缺陷；升級 5G 物聯網傳輸功能，適配海量分布式場站集中管理；同步開發輕量化手持調試終端，方便全國、海外售后網點現場定值修改與故障排查。未來華全將持續深耕電力一次、二次設備協同研發，以自主可控核心技術，為全球客戶提供一體化、智能化高低壓成套綜合能源解決方案。
