海外储能升压箱变保护选型：AM6-PW 保护测控装置工程实践

摘要

在新型电力系统建设与双碳目标落地的双重驱动下，储能行业高速扩容，储能升压一体机凭借高集成度、短建设周期、低运维成本等优势，逐步替代传统分体式储能设备，成为国内外储能项目的主流配置。针对储能升压一体机高低侧采用环网柜、设备安装空间狭小、变压器容量大的工况特点，传统分体式保护设备存在适配性差、调试复杂、占用空间大等问题。为此，本文提出采用一体化箱变保护测控方案，依托AM6-PW箱变保护测控装置，集成变压器差动、多侧过流、电压监测、故障告警等全套保护功能，可适配单分裂、双分裂大容量变压器工况，匹配储能升压一体机紧凑化的设备布局需求。经海外多个8MW、10MW、36.8MW、48MW储能项目落地应用验证，该装置兼容性强、运行稳定、经济性突出，能够有效保障储能升压一体机安全可靠运行，具备工程推广价值。

关键词

储能升压一体机；环网柜；箱变保护测控装置；差动保护；新能源储能

1 引言

随着国内新能源装机规模持续攀升，风光储一体化、独立储能、源网荷储等新型电力项目大规模落地，传统分散式储能配置方案的弊端日益凸显。传统方案将逆变器、储能变流器（PCS）、箱式变压器、开关柜等设备独立布置，存在占地面积大、施工周期长、线缆损耗高、多设备协同调试难度大、后期运维成本高等诸多痛点，难以适配新能源储能规模化、标准化、集约化的发展需求。

与此同时，电力电子器件、变压器、温控系统等上下游产业链技术日趋成熟，高度集成化的储能升压一体机快速成为行业主流。该设备将PCS、升压变压器、高低压环网柜、能量管理系统（EMS）、电池管理系统（BMS）及热管理系统集成于标准集装箱内，实现储能直流电逆变、升压、并网全流程一体化运作，大幅优化了储能项目建设与运维体系。

在海外市场，欧美、澳洲、东南亚、中东等地区能源转型进程持续加快，储能项目需求旺盛。但海外普遍存在现场施工人力成本高、现场设备集成能力不足的问题，预制式储能升压一体机出口需求持续稳步增长。不同于传统分体式变配电设备，储能升压一体机高低压侧均配置环网柜，内部安装空间极为有限，且配套变压器容量普遍大于2000kVA，对设备保护的集成度、精准度、适配性提出了更高要求。传统变压器差动保护、后备保护分体配置的模式已无法满足现场工况，亟需一体化、多功能、小型化的箱变保护测控装置，为储能升压一体机安全运行提供保障。

2 项目工况与技术需求

本次研究依托海外多个标准化储能升压一体机项目，涵盖8MW、10MW、36.8MW、48MW等主流功率规格，设备核心配置大容量升压变压器，包含单分裂、双分裂两种主流机型。结合储能升压一体机的结构特点与运行特性，项目核心技术需求主要分为以下两点。

一是故障快速保护需求。储能升压一体机高低压侧环网柜内置断路器等一次设备，设备并网运行过程中易出现短路、过流、过压、欠压等故障，亟需专用保护装置实时监测设备运行状态，故障发生时快速驱动断路器跳闸，切断故障回路，防止故障扩散引发设备损坏、并网故障等安全问题。

二是高度集成适配需求。项目配套变压器容量普遍超2000kVA，双分裂变压器存在高压侧、双低压侧三侧电流、电压监测与保护需求，需精准完成三侧电流矢量和计算，实现差动保护功能。传统变配电工程将变压器差动保护、后备保护独立配置，设备数量多、占用空间大，与储能升压一体机环网柜狭小的安装空间冲突。因此，现场需单一装置集成三侧差动、过流、电压、零序、非电量等全套保护功能，兼顾小型化、集成化与全功能保护能力。

3 核心产品方案与功能配置

针对海外储能升压一体机项目的工况特点与技术需求，本项目配套采用AM6-PW箱变保护测控装置，该装置专为新能源储能、光伏升压一体机场景研发，可适配单圈、双圈、三圈变压器工况，匹配环网柜紧凑型安装需求，硬件资源丰富、功能集成度高。

本文以海外项目常用的20kV/0.8kV-0.8kV、7000kVA双分裂变压器配置为例，阐述AM6-PW装置的核心配置与功能优势。该装置可实时采集变压器高压侧、两路低压侧共三侧的电流、电压信号及断路器位置状态，全覆盖实现变压器运行保护与测控功能，核心功能与硬件配置如下。

3.1 核心保护功能

AM6-PW装置集成储能升压一体机所需的全部保护功能，替代传统多台分体保护设备，核心功能包含：比率制动差动保护、差动速断保护、差动越限告警、CT断线告警；三侧三段式过流保护（支持复合电压闭锁、I侧方向闭锁）、三侧反时限过流保护、三侧过负荷保护（支持跳闸/告警双模式）；三侧两段式零序过流保护、零序反时限过流保护；三侧过压、欠压保护，零序过压保护、PT断线告警；同时配备间隙零序过流保护、非电量保护、FC回路过流闭锁、控制回路断线告警、检修状态闭锁等辅助保护功能，覆盖设备运行故障场景。

3.2 硬件资源配置

装置硬件配置充足，适配各类大容量储能升压一体机工况，具备兼容性与扩展性。配备16路交流电流通道、16路交流电压通道，可满足三侧电气量高精度采集需求；搭载2路4～20mA直流模拟量变送输出、22路有源开关量输入、10路独立无源开关量输出，适配现场各类信号采集与控制需求。内置独立操作回路，可自适应0.25-5A开关跳合闸电流，适配不同规格断路器。通讯与运维方面，装置配置2路RS485串行通讯接口、3路以太网接口，支持多协议通讯与后台监控；具备GPS对时功能，兼容IRIG-B对时方式，保障系统时钟同步精度；配备USB接口，支持现场U盘程序升级、定值导出、事件记录与故障录波数据导出，极大简化了现场调试与故障分析工作。

现场安装图片

4 现场工程应用实例

本次配套的AM6-PW箱变保护测控装置采用就地安装模式，直接固定于储能升压一体机高压环网柜内部，贴合设备紧凑化布局要求。目前该装置已成功应用于海外多个8MW、10MW、36.8MW、48MW储能升压一体机项目，覆盖单分裂、双分裂大容量变压器多种配置场景。

现场应用结果表明，装置安装便捷、调试简单，可适配环网柜狭小空间工况，无需改造柜体结构。设备并网运行后，保护动作精准可靠，可快速响应短路、过流、电压异常等各类故障，有效规避设备运行风险，大幅降低项目运维压力，满足海外储能项目高标准、高可靠性的运行要求。

5 保护功能适配性分析

AM6-PW装置针对储能升压一体机核心保护场景完成专项优化，可分别适配两圈、三圈变压器主流配置。对于常规两圈升压变压器，装置可实现高低压双侧全套差动、过流、电压保护；对于储能项目常用的双分裂三圈变压器，可同步完成高压侧与两路低压侧三侧电气量监测与保护，解决了传统保护设备无法兼顾三侧一体化保护的行业痛点。

相较于传统分体保护方案，该装置将多类保护功能集成于单一设备，大幅减少柜内设备数量与布线复杂度，降低设备采购与施工成本，缩短项目建设周期。同时，一体化集成设计规避了多设备协同运行的兼容问题，提升了保护系统的稳定性与响应速度，适配储能升压一体机标准化、模块化的发展趋势。

6 结论

针对储能升压一体机集成度高、安装空间狭小、大容量变压器保护需求复杂的工况特点，本文采用的AM6-PW箱变保护测控装置，突破了传统分体式保护设备的应用局限。该装置集成差动、多侧过流、电压监测、故障告警、远程通讯等全套功能，硬件配置兼容性强，可适配光伏、储能领域单分裂、双分裂各类升压变压器机型。

工程实践证明，该装置具备体积小、安装便捷、经济性优、运行稳定、运维高效等优势，匹配储能升压一体机的紧凑型结构设计与高标准安全运行需求，能够有效保障海内外各类储能升压项目安全、稳定、高效运行。在储能行业高速发展、一体机设备全面普及的背景下，该一体化箱变保护测控方案具备工程实用性与广泛的市场推广前景。