HKST2008电力电源监控系统：构建变电站交直流系统的“智能健康管家”

HKST2008电力电源监控系统项目案例：构建变电站交直流系统的“智能健康管家"

项目名称： 某市电网220kV枢纽变电站站用交直流一体化电源监控系统改造工程
覆盖范围： 全市16座重要变电站直流系统及一体化电源设备
上线时间： 2025年12月

一、项目背景：站用电源的“看不见的风险"

变电站的直流电源系统被称为电网的“应急心脏"。当电网遭遇故障、市电中断时，直流系统必须瞬间切换为供电模式，为继电保护装置、断路器操作机构、自动化终端提供不间断的直流电源。一旦这个“心脏"停跳，整个变电站将失去保护与控制能力，后果不堪设想。

然而，该市电网在运的16座变电站中，站用直流电源系统长期处于“半盲管"状态，暴露出三个核心痛点：

1. 蓄电池状态“雾里看花"
蓄电池是直流系统的最后一道防线，但运维人员对其健康状态的掌握极为有限。传统监测仅依靠直流屏上显示的整组电压数据，无法感知单体电池的内阻变化、极板老化、电解液缺液等内部隐患。一块性能劣化的电池隐藏在整组中，平时毫无征兆，一旦市电失电，整组蓄电池的放电能力可能瞬间崩溃。

2. 人工巡检响应严重滞后
蓄电池的核容检测过去需要运维人员携带笨重设备到现场，每次耗时长达50小时以上，还需多人配合倒闸操作。部分变电站的蓄电池组长期未做容量测试，健康状况是“黑箱"。

3. 交直流系统割裂运行
站用交流电源、直流充电装置、UPS、逆变电源等子系统各自独立监控，缺乏统一的协调管理。当交流进线失电、备自投动作时，运维人员无法在一个界面上完整追溯整个电源系统的状态变化链条。

针对上述问题，该市电网公司决定对16座重要变电站的站用电源监控系统进行整体升级。

二、系统架构：三层分布式一体化监控

本系统采用“站控层—通信层—间隔层"三层分布式架构，以一体化电源总监控装置为核心，实现对交直流全系统的集中管控。

1. 间隔层：全维度感知终端
在各变电站现场部署直流充电监控模块、交流监控模块、蓄电池巡检模块、绝缘监测装置、UPS监控模块等智能单元。直流充电监控模块负责监测充电装置两路交流输入电压、输出电压电流及各充电模块状态。蓄电池巡检模块则逐只采集单体电池的端电压、内阻和环境温度，构建起电压、内阻、温度“三位一体"的监测网络。

2. 通信层：统一规约接入
各监控模块通过RS-485总线接入一体化电源总监控装置。总监控装置对上采用IEC 61850或DL/T 667规约，通过以太网接口与变电站站控层网络连接，将全站交直流数据统一上传至远方监控中心。

3. 站控层：一体化监控主站
在每座变电站值班室部署一体化电源总监控装置，采用嵌入式工控机，配备大尺寸触摸屏，以模拟图方式直观展示交直流系统主接线图。主界面实时显示各智能单元的开关位置、母线电压电流等关键信息。对于信息量较大的子系统，采用模拟图与列表相结合的显示方式。画面响应时间不超过2秒，开关量信号从输入到画面显示不超过2秒。

三、核心功能与实战成效

1. 蓄电池在线核容与健康“CT扫描"
系统内置自动核容装置，按照预设程序每12个月自动执行一次蓄电池核容检测，核容数据自动存储于监控机内，可随时导出分析。运维人员不再需要携带笨重设备到现场，单次核容作业节省约20小时。结合新增的内阻监测功能，系统能够提前发现极板老化、电解液缺液等内部隐患，有效避免热失控风险。某次核容中，系统发现某站蓄电池组中3只电池内阻异常升高，运维人员据此精准更换了劣化电池，避免了整组蓄电池的连带失效。

2. 交直流一体化协调监控
系统将站用交流电源、直流充电装置、UPS、逆变电源纳入统一监控平台。当交流进线失电、备自投动作时，监控界面能够完整呈现从“交流失压→备自投启动→直流充电模块切换→蓄电池放电"的全链路状态变化。一体化监控装置实时监测交流进线回路的电压、电流和断路器运行状态，综合分析和处理各种信息数据。直流系统绝缘监测模块则在线监测正负母线对地绝缘状况，当出现绝缘降低或接地故障时，自动检测并定位故障支路，母线对地电压检测误差不大于±1%。

3. 多层次事件记录与智能告警
系统具备完整的事件记录功能，对交流电源故障（过压、欠压、缺相、三相不平衡等）、直流母线电压异常、充电模块故障、馈线断路器脱扣、蓄电池组电压异常等事件进行全量记录，每条记录包含发生时间和解除时间，成对显示。告警信息输出直观醒目，伴随声光效果。运维人员通过告警列表可快速定位异常来源，平均故障排查时间从原来的2小时以上缩短至10分钟以内。

4. 远程运维与自诊断能力
一体化监控装置具备在线自诊断能力，对系统自身软硬件及各个通信接口运行状况进行持续监测。对于一般性软件异常，系统能自动恢复正常运行并保持设定值不变。运维人员在监控中心即可远程调阅各站电源系统的实时数据和历史曲线，实现了从“现场核查"到“远程巡检"的运维模式转变。

四、结语

本项目以一体化电源监控装置为核心，为该市16座变电站的站用交直流系统装上了一双“智能眼睛"。系统将蓄电池从“定期体检"升级为“实时健康监测"，将交直流子系统从“各自为政"整合为“协同监控"，将运维模式从“被动响应"推向“主动预防"。蓄电池在线核容、内阻温度实时监测、绝缘故障自动定位等核心功能的落地，使直流电源系统的可靠性和可观测性实现了质的飞跃，为电网安全稳定运行筑牢了“应急心脏"的坚实防线。

公司介绍

南京舜高智能科技有限公司成立于2020年4月2日，注册资本100万元，注册地址位于南京经济技术开发区恒泰路汇智科技园A2栋506室，是一家小型科技企业，定位为集产品开发、生产、销售于一体的专业能效管理与用电安全领域生产厂家，面向电力、建筑、工业、数据中心等领域，提供变电所运维云平台、预付费管理云平台等云平台方案，智能变配电电力监控系统、建筑能耗管理系统等监控管理系统，以及多功能电力仪表、导轨式电能表、电动机保护器、智能照明控制器等自主生产的智能硬件产品，2024年获评高新技术企业（证书号GR202432008164，有效期至2027年12月）、Aji纳税人，同时拥有有效期至2027年10月30日的ISO9001质量管理体系认证，累计持有9件商标、9件专li（其中6件发明专li）、12件软件著作权，2022年累计落地超500个项目，服务客户覆盖陕煤集团、美的集团、京东物流园等主体，在国内主要城市均配置销售与技术支持团队，可提供7*24小时技术咨询、上门安装调试与操作人员培训服务，也支持产品定制开发，依托信息化生产管理体系保障规模化交付能力。

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