安徽合肥国轩高科电池35kV总降变电所二次系统项目案例

合肥国轩高科电池有限公司位于安徽省合肥市新站高新技术产业开发区，是国内最早从事新能源汽车动力锂离子电池自主研发、生产和销售的企业之一。其生产基地涵盖电芯制造、模组组装、PACK集成等全流程产线，单条产线连续运行时长通常在12小时以上，任何非计划停电都将导致整批电芯报废，直接经济损失可达数十万元。

该基地35kV总降变电所承担全厂动力负荷供电任务，站内配置2台35kV/10kV主变压器，容量分别为20MVA和16MVA，10kV侧分多段母线向各生产车间及辅助设施馈电。由于电池制造属于典型的一级负荷密集型产业，业主对供电可靠性、保护选择性、故障隔离速度及电能质量均提出了高于常规工业变电所的技术要求。

我公司根据业主需求及现场勘察结果，为该项目设计并实施了一套完整的35kV变电所二次系统解决方案，确保在主变、线路或母线发生故障时，保护装置能够快速、有选择性地切除故障段，最大限度缩小停电范围，保障核心生产负荷的持续供电。

本工程二次系统采用分层分布式综合自动化架构，由站控管理层、网络通信层和间隔设备层三级组成，各层级之间通过光纤以太网互联，实现了数据的高速传输与共享。

二次设备室主要布置以下功能区域：

• 主控操作区：配置双操作员工作站、UPS不间断电源、网络打印机及调度电话，供运行人员实时监控全站运行工况。
• 保护测控区：布置主变保护测控屏、35kV线路保护测控屏、10kV出线保护测控屏及母联保护测控屏，实现对一次设备的就地保护与测控。
• 公共信息与监测区：包含公用测控屏、电能质量在线监测屏及故障录波屏，负责全站公共信息采集、电能质量分析与故障波形记录。
• 网络通信与安全区：配置远动通讯屏、调度数据网屏及二次安防屏，保障站内数据与调度主站之间的安全、可靠传输。
• 电源系统区：交直流一体化电源系统为全站保护、控制、通信及断路器操作提供稳定可靠的直流220V和交流不间断电源。

本项目为主变压器配置了两面主变保护测控屏，每面屏柜内安装5台TY8690系列微机保护测控装置，分别实现：

• 变压器差动保护（TYT8691）：采用二次谐波制动原理，有效躲过变压器空投时的励磁涌流，差动速断保护动作时间小于30ms，确保变压器内部故障时快速切除。
• 变压器后备保护（TYT8692）：配置高、低压侧复合电压闭锁过流保护、零序过流保护及过负荷告警，作为主变差动的后备保护，同时实现变压器各侧断路器的测控功能。
• 变压器非电量保护（TYT8691F）：采集变压器本体瓦斯继电器、温度控制器、压力释放阀等非电量信号，动作后瞬时跳开变压器各侧断路器并启动报警。
• 综合测控装置（TY8662）：实时采集主变高、低压侧电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数及绕组温度等模拟量，支持断路器遥控分合闸及隔离开关位置遥信采集。

装置工作电源采用AC/DC 86~264V宽电压输入，额定输入5A/100V，具备15路可自定义开入和出口矩阵设置功能，支持双以太网+单RS485通信接口，满足站内IEC 61850协议上传和调度IEC 104协议转发双重需求。

35kV进线及10kV各馈线均配置了TYL8691线路保护测控装置，具备三段式相间距离保护、三段式零序方向过流保护、三相一次重合闸及低频减载功能。10kV母联开关配置TYL8691S母联保护测控装置，实现母线分列/并列运行方式自动识别及母联充电保护、过流保护功能。

所有线路保护装置均接入站内光纤以太网，通过TY920B通讯管理机统一汇聚后，以IEC 104规约上传至合肥市供电局调度主站，实现了保护定值远方召唤、保护动作信息主动上送及故障录波文件远程调取。

远动通讯屏内安装TY920B通讯管理机作为站内数据汇聚核心节点，该机具备8路RS232/RS485串口和4路10/100M自适应以太网口，最大可同时接入64台保护测控装置，支持IEC 61850、IEC 60870-5-104、Modbus TCP/RTU、CDT等多种通信协议转换。

调度数据网屏按电力监控系统安全防护"安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证"原则配置，包含：

• 双平面调度数据网路由器（主/备），实现与调度主站的双通道冗余通信；
• 纵向加密认证装置，对调度数据网纵向边界进行加密保护；
• 工业以太网交换机，构建站内监控网络骨干；
• 网络安全监测装置，实时采集网络设备运行状态及安全事件并上报态势感知平台。

公用测控屏配置TY8665微机综合测控装置，该装置支持128路开入、32路出口矩阵，具备四段母线电压采集、2路开口三角电压测量、2路直流及3路温度采集功能。在本项目中主要负责采集全站直流系统状态、站用电系统运行参数、消防报警及门禁状态等公共信息。

电能质量在线监测屏配置A类电能质量在线监测装置，实时监测35kV母线及10kV各段母线的电压偏差、频率偏差、谐波含量（2~50次）、三相电压不平衡度、电压波动与闪变等关键指标。电池制造产线大量使用变频设备和整流装置，容易产生谐波污染，该监测系统为电能质量治理提供了精确的数据支撑。

交直流一体化电源系统配置高频开关电源充电模块、阀控式密封铅酸蓄电池组（直流220V，200Ah容量）及UPS不间断电源（10kVA）。直流系统为保护装置、控制回路、断路器操作机构及信号回路提供可靠电源；UPS系统则为操作员工作站、通讯管理机及调度数据网设备提供纯净的交流不间断电源，确保在外部电源瞬时失压时系统不掉电、不重启。

二次系统安装完成后，我公司技术人员在现场进行了为期两周的系统联调工作。调试内容涵盖：

• 保护定值整定与校验：根据国轩高科35kV系统阻抗参数及运行方式，逐台计算并下发主变差动、后备、线路过流、母联充电等保护定值，通过一次通流试验和二次加量试验验证保护动作逻辑正确性。
• 通信联调：完成站内IEC 61850 MMS通信调试，确认各保护测控装置与TY920B通讯管理机之间的数据集映射、报告服务及文件传输功能正常；完成与合肥市供电局调度主站的IEC 104规约联调，确认遥测、遥信、遥控、遥调四遥功能全部验收通过。
• 网络安全测试：配合电力监控系统安全防护测评单位，完成纵向加密装置证书配置、隧道建立、策略下发及网络安全监测装置接入调试，满足等保2.0及电力行业安全防护规定要求。
• 电能质量基准测试：在生产线满负荷运行工况下，记录35kV及10kV各段母线谐波含量、电压偏差等基线数据，为后续电能质量治理方案的制定提供依据。

经过严格的单体调试、分系统调试及整体联调，该项目于2025年顺利通过供电部门验收并正式投运。投运至今，保护装置动作正确率100%，远动通道可用率99.9%以上，未发生因二次系统故障导致的非计划停电事件。

• 高可靠性架构：双主变、双通道调度数据网、双UPS冗余配置，配合完善的保护选择性配合方案，最大限度降低单点故障对电池生产线的影响。
• 国产化自主可控：全站二次设备采用我公司自主研发的TY8690系列微机保护测控装置及TY920系列通讯管理机，核心芯片及软件均为国产，满足新能源制造企业供应链安全要求。
• 电能质量专项监测：针对电池制造产线谐波特征，配置A类电能质量在线监测装置，实现谐波溯源与预警，为后续有源滤波器治理方案的实施提供数据支撑。
• 远程运维能力：通过IEC 104规约与调度主站互联，支持保护定值远方查看与修改、故障录波文件远程调取及设备状态在线监测，大幅降低了运维人员现场巡检频次。

合肥国轩高科电池35kV总降变电所二次系统项目的成功实施，充分验证了了我公司在35kV变电站综合自动化系统领域的设计集成能力与工程实施水平。针对新能源制造企业对供电连续性、保护选择性及电能质量的严苛要求，我们通过合理配置微机保护测控装置、通讯管理机、调度数据网设备及电能质量监测系统，为业主构建了一套高可靠、易维护、可扩展的二次系统解决方案。

我公司长期深耕电力自动化领域，具备从方案设计、设备供货、系统集成到现场调试的全链条服务能力。如果您有35kV变电站二次系统新建或改造需求，欢迎联系我公司技术团队获取定制化解决方案。