硬核自研再添电力安全底座｜华全 2025 高压柜微机保护系统研发项目正式落地
导语
新型电力系统建设背景下，工矿园区、光伏储能、数据中心、市政配网对 10kV 高压成套设备的安全、智能、自主可控需求持续攀升。传统外购微机保护装置存在协议不兼容、适配性差、运维成本高、无法联动机组与储能云平台等行业痛点。2025 年，山东华全动力正式立项高压柜微机保护系统自主研发项目，组建电力电子、嵌入式算法、通信规约多学科研发团队，依托省级企业技术中心与高校产学研实验室开展联合攻关，完成硬件主板、底层保护算法、人机交互、远程通信、多能联动平台全栈自研，打造适配 KYN28、HXGN、箱变全系高压柜一体化综合保护测控系统，补齐高低压成套核心二次设备自研短板，实现高压保护软硬件完全自主可控，为各类配电场景筑牢电力安全屏障。
一、项目研发背景与攻坚历程
长期以来，行业内高压开关柜配套微机保护多依赖外部成套设备，存在诸多应用痛点：一是通用保护装置无法适配华全发电机组、储能设备联动调度，光储柴微网场景协同能力不足；二是进口 / 外购设备通信协议封闭，难以对接企业自研云监控平台，故障数据无法统一汇总；三高原、高盐雾、矿山防爆等特殊工况专用保护逻辑缺失，定制修改授权费用高昂；四设备功能冗余，中小型箱变、开闭所使用成本偏高，功能匹配度差。
2025 年项目立项后，研发团队完成上千次短路、接地、过压、高低温、电磁干扰模拟试验，迭代 6 版硬件与软件程序，攻克高精度故障判据、多规约兼容、微网联动、宽温抗干扰四大核心技术。整套系统全部为企业自主知识产权，配套软件著作、实用新型专利同步完成申报，可适配 10kV 全系列高压开关柜、预制舱箱变、光伏升压站、移动高压电站，覆盖公司全部高压成套产品线。
二、高压柜微机保护系统完整产品介绍
整套系统由核心保护装置、人机显示单元、远程通信模块、多能协同联动平台、后台监控软件五大模块组成，集保护、测量、控制、录波、告警、远程运维于一体，模块化组态设计，可灵活适配线路、变压器、电容器、母联、发电机五大类高压间隔。
1. 核心保护硬件装置
采用 32 位工业级 DSP 处理芯片，高精度同步采样电路，全封闭金属机箱，满足 - 40℃~60℃宽温运行，通过四级电磁兼容抗干扰测试，适配矿山、沿海高盐雾等恶劣环境。板载多路电流、电压采集通道，集成独立硬件跳闸出口，通信、跳闸回路物理隔离，杜绝误动、拒动风险。整机小型化设计，适配环网柜狭小仪表室，支持导轨、嵌入式两种安装方式，出厂完成全功能老化测试，平均无故障运行时长超十万小时。
2. 全维度综合保护算法（核心自研优势）
内置完整分级保护逻辑，覆盖主保护、后备保护、异常运维保护全类别：
1）短路防护：速断、限时速断、反时限过流保护，0.02 秒极速切除相间短路；
2）接地防护：零序过流、小电流接地选线，精准识别单相接地故障；
3）设备过载：过负荷、过热、低周、低压保护，提前告警分级减载；
4）专用定制：变压器差动、发电机逆功率、电容器谐波保护、母联备自投逻辑；
5）安全辅助：断路器偷跳检测、PT 断线告警、弹簧储能监视、非电量保护。
所有保护定值本地可视化修改，无需外接调试设备，故障动作毫秒级时序记录，精准定位故障传播路径。
3. 测量、录波与事件存储功能
实时采集三相电压、电流、功率、功率因数、频率、电能等全部电参量，测量精度 0.2 级；内置故障录波单元，自动记录故障前后完整波形数据，相当于配电系统 “黑匣子”；SOE 事件顺序记录精度达 1ms，跳闸、告警、分合闸、参数修改全部永久存储，断电数据不丢失，为事故复盘提供完整依据。
4. 多协议兼容通信单元
原生支持 MODBUS、CAN、IEC60870、IEC61850 主流电力规约，搭载 RS485、以太网、4G 无线多传输通道，既可本地接入配电室后台，也可远程接入华全发电机组、储能一体化云平台，实现高压配电、发电、储能设备统一监控。独立硬接点告警输出，网络中断时本地指示灯仍可正常提示故障，无人值守场站双重安全保障。
5. 多能协同联动平台（行业差异化亮点）
区别于市面通用保护装置，本系统原生支持 “高压柜 + 柴油 / 燃气机组 + 储能 PCS” 光储柴微网联动逻辑，可实现电网故障时机组黑启动、储能稳压、负荷自动分配、孤岛保护一体化协同控制，完美适配光伏升压站、离网矿区、综合能源园区，解决多能场站多设备分控、联动失效行业难题。
三、系统核心竞争优势
全栈自主可控，无第三方协议限制
软硬件全部自主研发，底层算法、通信规约可按需定制，特种高原、防爆、海外 60Hz 项目无需额外采购授权，大幅降低改造与售后成本。
光储柴微网原生联动，适配新能源场景
行业稀缺发电储能 + 高压保护一体化协同设计，解决分布式能源场站多设备割裂问题，提升微网运行稳定性。
全域恶劣环境高可靠
宽温、强抗电磁、防腐机箱设计，矿山、沿海、西北高原户外预制舱稳定运行，故障率远低于通用外购装置。
模块化灵活组态，适配全品类高压柜
线路、变压、电容、发电机、母联五种保护程序模块化切换，同一款硬件适配全部 10kV 柜型，减少配件库存。
本地 + 远程双重运维
本地液晶中文界面操作简单，云端统一接入华全智慧运维平台，远程调取定值、录波、运行报表，偏远配电房减少 80% 巡检频次。
全套资质配套，投标验收无忧
系统配套型式试验报告、3C 相关成套资质，完全符合国家电网、光伏电站、工矿项目验收标准。
四、全场景落地应用范围
工商业园区 10kV 配电室、箱式变电站；
集中式光伏、风电升压预制舱；
数据中心、医院、机场等高可靠一级负荷配电系统；
矿山、油气田防爆高压成套设备；
城市市政开闭所、环网柜、配网改造项目；
光储柴离网微网、海岛独立供电系统；
海外 60Hz 工业电站、海外基建配套高压配电项目。
五、项目企业与行业双重价值
从行业层面，当前多数成套设备厂商高压二次保护依赖外部供应商，系统联动能力薄弱。华全自研高压柜微机保护系统实现高压成套核心部件国产化自主配套，填补装备企业一二次设备一体化研发空白，为国内配网、新能源成套提供自主可控解决方案，助力新型电力系统安全升级。
对华全自身发展而言，项目完善 “发电机组 - 储能 - 高低压成套 - 二次保护” 全产业链布局，形成一次设备 + 自研二次保护完整成套交付能力，大幅提升箱变、高压柜产品整体竞争力。项目新增多项知识产权，持续夯实国家专精特新 “小巨人”、科技型中小企业创新资质，央企、电网、新能源项目投标综合实力显著增强，成套 EPC 项目交付成本优化。
六、企业后续迭代规划
项目落地后，研发团队将持续迭代升级：拓展 35kV 高压保护版本，新增弧光保护一体化模块；优化 AI 故障预判算法，提前预警设备隐性缺陷；升级 5G 物联网传输功能，适配海量分布式场站集中管理；同步开发轻量化手持调试终端，方便全国、海外售后网点现场定值修改与故障排查。未来华全将持续深耕电力一次、二次设备协同研发，以自主可控核心技术，为全球客户提供一体化、智能化高低压成套综合能源解决方案。
